面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程教學(xué)改革與研究

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開人才的支撐，而高校作為人才輸出的重要基地，在培養(yǎng)合格的應(yīng)用型和創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)人才方面扮演著舉足輕重的角色。聚焦于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”，深入探討如何有效培養(yǎng)滿足社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)人才，提出了“虛實(shí)結(jié)合、分層教學(xué)、產(chǎn)教融合”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系，提高應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生工程實(shí)踐能力，為社會(huì)輸出更多的物聯(lián)網(wǎng)人才。經(jīng)過實(shí)踐，本課程的教學(xué)改革體系取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)人才；物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)；虛實(shí)結(jié)合；分層教學(xué)；產(chǎn)教融合；應(yīng)用型本科

中圖分類號(hào)：TP393；G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2025）08-0-03

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、傳感器技術(shù)等各種技術(shù)處于不斷進(jìn)步和應(yīng)用之中。物聯(lián)網(wǎng)融合了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)，也隨之迅速發(fā)展。并且物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以涵蓋各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，如智能家居、智慧城市、智慧校園、智能交通，等等。這些應(yīng)用能夠?yàn)槿藗儙砀颖憬?、高效、安全的服?wù)，同時(shí)也能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高社會(huì)生產(chǎn)力。

而發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，人才是關(guān)鍵，如何為社會(huì)培養(yǎng)合格的應(yīng)用型、創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)人才顯得尤為重要[1]。作為為社會(huì)與市場輸送人才的重要基地，高校在培養(yǎng)復(fù)合型人才方面承擔(dān)著不可或缺的角色。近年來，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)因其融合多領(lǐng)域的特性，成為了新興學(xué)科中的佼佼者。因此，我國眾多高校的理工科學(xué)院紛紛將其列為核心課程，以培養(yǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)知識(shí)的專業(yè)人才，滿足社會(huì)和市場日益增長的需求。

1 “物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程改革背景

應(yīng)用技術(shù)型本科重在“應(yīng)用”二字，要求以體現(xiàn)時(shí)代精神和社會(huì)發(fā)展要求的人才觀、質(zhì)量觀和教育觀為先導(dǎo)，以在新的高等職業(yè)教育形勢下構(gòu)建滿足和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要的新的學(xué)科方向、專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法和教學(xué)手段，全面提高教學(xué)水平，培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[2]。

2017年6月，教育部發(fā)布《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，明確了新工科要以培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型工程人才為目標(biāo)[3]。各高校積極探索新工科人才培養(yǎng)模式，達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

在當(dāng)前的教育背景下，傳統(tǒng)本科教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)正面臨著來自應(yīng)用型本科與新工科適用性方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展，進(jìn)行針對性的教學(xué)改革顯得尤為關(guān)鍵和迫切。因此，有必要深入探討如何將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求以及物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)目標(biāo)有效地融入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，從而確保物聯(lián)網(wǎng)教育能夠與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)出符合行業(yè)需求的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)人才。

2 “物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程特點(diǎn)與教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 課程特點(diǎn)

“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”作為理工類院校的一門專業(yè)核心課程，涵蓋了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，旨在培養(yǎng)學(xué)生將各類物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用于恰當(dāng)?shù)膱鼍爸械哪芰?。此外，“物?lián)網(wǎng)通信技術(shù)”作為“RFID原理及應(yīng)用”“物聯(lián)網(wǎng)工程企業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐”等課程的先導(dǎo)，其地位不容忽視，它充當(dāng)著連接這些課程的“通信紐帶”，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的整體課程體系中占據(jù)著舉足輕重的地位。

“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程具有豐富的通信技術(shù)內(nèi)涵，教材內(nèi)容繁多，涵蓋了大部分長短距離通信技術(shù)，如藍(lán)牙、RFID、NFC、ZigBee、WiFi等技術(shù)。這些無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)繁多，實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生難以掌握。

2.2 教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，大部分物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)教材把無線、有線、短距離、長距離通信技術(shù)簡單地匯集在一起，并沒有明顯的過渡，因此知識(shí)點(diǎn)較為繁雜，學(xué)生無法全面、系統(tǒng)地了解和掌握如何應(yīng)用這些通信技術(shù)。

在學(xué)習(xí)完“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程后，后續(xù)課程如“RFID原理及應(yīng)用”通常會(huì)涵蓋部分與“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程相關(guān)的內(nèi)容，這種重疊現(xiàn)象通常會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，因?yàn)樗麄兛赡軙?huì)覺得某些知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)在其他課程中學(xué)習(xí)過，從而喪失進(jìn)一步探究的興趣。

在“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程的教學(xué)實(shí)踐中，以往的模式往往側(cè)重于課堂理論教學(xué)，而將實(shí)踐教學(xué)作為補(bǔ)充環(huán)節(jié)。實(shí)踐環(huán)節(jié)只有課內(nèi)驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，缺少相關(guān)課程設(shè)計(jì)及綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性[4]。這種教學(xué)方式在某種程度上忽略了實(shí)踐教學(xué)的重要性，不能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

在“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”的授課過程中，教師往往會(huì)在一種通信技術(shù)講解完畢后，緊接著進(jìn)行下一種通信技術(shù)的講授。然而，這種連續(xù)的教學(xué)方式往往導(dǎo)致教學(xué)重點(diǎn)不夠突出，缺乏相關(guān)的應(yīng)用實(shí)踐來支撐對應(yīng)理論知識(shí)，學(xué)生難以把握每種通信技術(shù)的核心要點(diǎn)。雖然學(xué)生在表面上學(xué)習(xí)到了大量理論知識(shí)，但卻難以在實(shí)際應(yīng)用中將其轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能，這種現(xiàn)象顯然無法滿足當(dāng)前市場對本科人才的實(shí)際需求。

一些高校雖然意識(shí)到“重理論輕實(shí)踐”人才培養(yǎng)模式的弊端，也正逐漸轉(zhuǎn)變這種模式，但長時(shí)間的傳統(tǒng)模式教學(xué)仍桎梏著向應(yīng)用型人才模式轉(zhuǎn)變的步伐[5]。即使部分高校已經(jīng)在課程中融入實(shí)踐教學(xué)，但是教師在向?qū)W生傳授實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容時(shí)，僅僅是將固有的基礎(chǔ)代碼灌輸式地告知學(xué)生，學(xué)生只需要連接設(shè)備調(diào)試程序就能完成全部操作[6]。具體使用的通信技術(shù)原理以及所用到的代碼編寫方式，學(xué)生未完全掌握，教學(xué)效果不突出。

3 “物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程教學(xué)模式的創(chuàng)新

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，對“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”類課程的內(nèi)容設(shè)置提出了新的要求，需要其緊跟前沿技術(shù)和行業(yè)發(fā)展趨勢[7]，但實(shí)際內(nèi)容卻較為落后。同時(shí)應(yīng)用型本科要求物聯(lián)網(wǎng)課程能夠培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)人才，但目前仍有一定差距。

針對上文所提及的問題，本文進(jìn)行了深入的研究與探討，提出構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合、分層教學(xué)、產(chǎn)教融合”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系。期望通過構(gòu)建此教學(xué)體系提高應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生工程實(shí)踐能力，為社會(huì)輸出更多的物聯(lián)網(wǎng)人才。

3.1 虛實(shí)結(jié)合，聯(lián)合仿真軟件教學(xué)

本課程涉及RFID、ZigBee、藍(lán)牙、WiFi等多種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。若全部采用實(shí)體實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，不僅投入成本過高，且難以復(fù)現(xiàn)某些實(shí)際工程應(yīng)用場景。為此，可將SimuLink、OneNET云平臺(tái)等工具引入課程教學(xué)，通過可視化仿真過程和結(jié)果呈現(xiàn)，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)點(diǎn)，實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式案例教學(xué)。同時(shí)，通過引入國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生能夠突破時(shí)空限制，自主開展物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)，有效提升工程實(shí)踐能力[8]。

3.2 分層教學(xué)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方法改革

雖然部分高校在本課程教學(xué)中已開展實(shí)踐環(huán)節(jié)，但教學(xué)方法相對單一，且難以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速迭代。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容滯后于行業(yè)發(fā)展，無法滿足實(shí)際社會(huì)需求，這就要求實(shí)踐教學(xué)必須與時(shí)俱進(jìn)，緊跟技術(shù)前沿。基于此，本文提出以下三個(gè)方面的實(shí)踐教學(xué)改革措施。

一是在“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程中，本文科學(xué)規(guī)劃了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，采用循序漸進(jìn)的方式設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目體系。該體系既包含物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，又設(shè)置了綜合應(yīng)用型項(xiàng)目。其中，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)著重幫助學(xué)生掌握通信技術(shù)原理，培養(yǎng)項(xiàng)目開發(fā)能力；綜合應(yīng)用項(xiàng)目則側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)方法、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通及傳感器融合技術(shù)等理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用[9]。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目見表1。

二是在實(shí)踐教學(xué)中強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作與角色分工，推行小組項(xiàng)目教學(xué)模式。在“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程中，我們實(shí)施分組教學(xué)，將學(xué)生劃分為若干項(xiàng)目小組。各小組成員通過協(xié)作探究方式共同解決實(shí)踐問題，營造互幫互學(xué)的良好氛圍。針對專升本班級學(xué)生基礎(chǔ)差異較大的特點(diǎn)，特別設(shè)計(jì)了異質(zhì)分組方案，建立小組幫扶機(jī)制，促進(jìn)不同層次學(xué)生之間的交流合作，既拓展了實(shí)踐教學(xué)的廣度，又豐富了學(xué)生的思維方式。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師充分發(fā)揮指導(dǎo)作用，提供必要的實(shí)踐指導(dǎo)并及時(shí)反饋，幫助學(xué)生持續(xù)優(yōu)化實(shí)踐方案，確保項(xiàng)目教學(xué)取得實(shí)效。

三是在開設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程的同時(shí)配套設(shè)置“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程設(shè)計(jì)，采用小組項(xiàng)目式教學(xué)法。通過分組實(shí)施實(shí)踐項(xiàng)目，深化學(xué)生對通信技術(shù)的理解與應(yīng)用能力。項(xiàng)目設(shè)計(jì)全面覆蓋課程知識(shí)體系，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，確保學(xué)生扎實(shí)掌握物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)并能在實(shí)際場景中靈活應(yīng)用。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目見表2。

3.3 產(chǎn)教融合

自黨的十八大以來，國家有關(guān)部門相繼出臺(tái)了一系列推進(jìn)高校產(chǎn)教融合的政策文件，為本科教育改革指明了方向。在政策推動(dòng)下，各高校正依托專業(yè)特色，積極與相關(guān)企業(yè)建立緊密合作關(guān)系，加快產(chǎn)教融合步伐。但在實(shí)踐過程中仍存在一些不足，需要從以下方面加以改進(jìn)：

首先，深化校企合作。高校應(yīng)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)龍頭企業(yè)開展深度合作，基于企業(yè)實(shí)際需求和行業(yè)發(fā)展趨勢，共同開發(fā)符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的課程體系。通過整合企業(yè)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建更加貼近市場需求的培養(yǎng)方案，為行業(yè)輸送高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

其次，強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)。針對“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程教師普遍存在的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足問題，高校應(yīng)充分利用校企合作資源，建立教師企業(yè)實(shí)踐機(jī)制。通過組織教師參與企業(yè)崗位培訓(xùn)、技術(shù)研發(fā)等實(shí)踐活動(dòng)，提升其工程實(shí)踐能力，拓展行業(yè)視野，確保教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展同步[10]。

最后，推進(jìn)產(chǎn)教研深度融合。通過與優(yōu)質(zhì)企業(yè)共建綜合性實(shí)訓(xùn)基地，為學(xué)生提供真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)。學(xué)生在參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的過程中，不僅能提升解決復(fù)雜工程問題的能力，還能積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。這種模式既實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，同時(shí)深化了學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的理解和掌握。

4 結(jié) 語

隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及我國社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷升級，對應(yīng)用型本科高校在物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方面提出了更為嚴(yán)格的要求。因此，本文在深入分析物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的過程中，提出構(gòu)建一種集“虛實(shí)結(jié)合、分層教學(xué)、產(chǎn)教融合”于一體的，適用于本科學(xué)位應(yīng)用型教育培養(yǎng)方案的教學(xué)改革體系，旨在培育出一批理論素養(yǎng)深厚、應(yīng)用能力強(qiáng)且具有顯著就業(yè)優(yōu)勢的學(xué)生，使他們能夠充分滿足社會(huì)對于物聯(lián)網(wǎng)人才的需求。

經(jīng)過實(shí)踐，此教學(xué)改革體系取得了顯著效果，學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力大幅度提升、就業(yè)競爭力增強(qiáng)，學(xué)院的人才培養(yǎng)水平和質(zhì)量大幅提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳勇，寧磊.基于理論實(shí)踐與項(xiàng)目創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2023，13（11）：159-162.

[2]蔡妍，劉偉.基于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的高校圖書館讀者服務(wù)創(chuàng)新探究[J].桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，25（4）：520-523.

[3]譚永前，曾凡菊.基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].凱里學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，40（6）：81-88.

[4]郭家榮，王海軍.《物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)方法研究[J].科技視界，2019（34）：147-148.

[5]趙景波，杜保帥，安淑怡，等.新工科背景下融合“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革[J].高教學(xué)刊，2024，10（6）：162-165.

[6]孫希強(qiáng).論項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式下的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)改革[J].華東科技，2022（3）：116-118.

[7]董俊，魏書寧，鄧月明，等.新工科形勢下物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通信類課程改革與實(shí)踐[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2022，12（3）：128-130.

[8]劉國梅.仿真教學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)課程中的應(yīng)用[J].智能物聯(lián)技術(shù)，2023，6（1）：46-53.

[9]譚永前.新工科背景下基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”課程教學(xué)改革研究[J].科教導(dǎo)刊，2022（25）：90-93.

[10]趙明權(quán).新工科背景下應(yīng)用型本科“通信原理”課程實(shí)踐教學(xué)研究[J].科技風(fēng)，2024（2）：121-123.