現場總線技術課程“互聯網+”教學模式研究

劉蘭英 路紅

摘 要：隨著互聯網與教育的深度融合引發了教育方式的全面變革，針對現場總線課程教學中存在的弊端，本文提出了“互聯網+”教學模式的構建，利用線上線下一體化的教學模式能夠有效的激發學生學習熱情和創新能力，擴展學生的知識面，幫助教師實現對學生學習過程的實時化引導，促進追求教與學的相互協調和研究型教學的發展。

關鍵詞：現場總線技術 互聯網+ 教學重構

所謂“互聯網+”是指把互聯網的移動互聯、云計算、人工智能、大數據技術與經濟社會各領域深度融合，不斷創造出新產品、新模式的過程， 為傳統行業拓展出新的發展空間，形成以互聯網為基礎和創新要素的數字社會新形態。而2015年李克強總理提出了制定“互聯網+”行動計劃，將之作為一項國家戰略，推動社會結構的改變，促進我國經濟社會發展走向智能化[1]。在教育發展上，科學技術的發展往往通過改變信息的傳播方式進而重構教育系統。隨著互聯網與教育的深度融合，以網絡化、智能化、服務化、協同化為主要特征的數字技術將引發教育方式的全面變革。教學與互聯網技術平臺的跨界融合會推動教學方式、教學思維的深層變革，創造了新的教學形態。

一、現場總線課程特點

現場總線技術[2]是90年代初繼DCS控制系統后發展起來的通信技術。該課程是一門實用性很強的專業課程，所涉及知識面比較廣泛，技術更新較快，總線類型繁多。目前《現場總線技術》的教材大都重點介紹各類現場總線標準及其技術特點，工程實例較少[3]。而實踐教學也主要為基礎驗證性實驗或實習。因此在教學過程中及時更新授課內容，增加應用實例和前沿技術，調動學生的學習興趣，是我們所要實現的教學改革。

1.知識結構復雜。“現場總線技術”課程是自動化、測控、機電等專業的專業課程。涉及過程控制技術、傳感器檢測技術和計算機網絡這三大技術。實現了工業現場的傳感器、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及現場控制設備和上層控制網絡之間的信息傳遞問題。如何將學生之前所學的各類課程知識連接起來，構建完整的控制系統網絡體系，實現知識體系結構化、系統化、一體化是首要問題。

2.現有總線類型繁多，新型總線不斷涌現。

由于現場總線的國際標準不統一，目前國際現存的現場總線類型較多（約有100余種），并存在嚴重的區域保護、行業保護現狀。各行業不斷推出新型總線，比如將現有總線和以太網技術相糅合而發展出新的總線。比如德國西門子公司推出PROFIBUS總線，1993年成為德國工業標準DIN19245，1996年成為歐洲標準EN50170V.2，1996年加入國際標準IEC61158。2006年PROFIBUS也成為我國的機械工業標準GB/T20540-2006。該公司后來又推出的PROFINET總線即是兼容以太網技術和PROFIBUS總線技術的實時工業以太網技術。2005年9月推出了旨在提高工業控制系統安全性和可用性的 PROFIsafe總線。

3.教學課時短，教材單一。

現場總線技術課程主要針對的學生多是自動 化相關專業，缺乏通信和計算機網絡相關基礎知 識，而總線類型繁多，課時數僅有32個，學生很難在短期內掌握每一種總線知識。其次目前國內高校使用的綜合性教材仍是以清華大學陽憲惠[6]編著的《現場總線技術及應用》為主，該教材雖然總線涵蓋面廣，但對總線的分析和應用實例也較少，新技術新成果介紹較少。以總線應用與開發為主的教材都只是針對單一總線的，又不能全面概述現場總線技術。

4.教學、考核方式單一。

采用傳統的教學方法，很難實現短學時、多內容的講解，學生無法對每一種總線掌握透徹。而以教師為中心、學生被動聽課的教學模式，不能更好地發揮多媒體的教學優點。如何把枯燥的理論知識運用到工程實踐中，掌握基本的工業通信系統的開發方法，進一步提高學生對理論知識的理解是亟需改進的問題。

二、構建“互聯網+”教學模式

教育變革首先要從教學改革入手，“互聯網+”時代的教學變革已不僅僅是技術手段的改變，更是教學文化的變革。互聯網與教學的深度融合最終必將超越技術層面，形成新的教學關系，催生出新的教學方式[4]。

1.教師教學思維重構

教學思維以隱性或緘默的方式存在于教師的認知系統中，是教師在長期的教學活動中逐步形 成的，對教學過程或活動的認知。體現在教學方法、教學經驗和教學成果上。教學思維的形成是教學過程的積淀，是教師知識積累、知識結構和教學特點融會貫通的結果[5]。而“互聯網+”時代，知識不再是靜態的存在，而具有流動性、情境性，多點的、互動的、連接的教學模式是其顯著特征。必須打破原有的靜態填鴨式的模式，重構動態的教學思維。通過拓展學習資源的渠道，激發學習興趣，組建學習團隊，實施項目化教學等方式。讓學生通過網絡平臺獲得豐富的資源信息和廣泛的人際互動機會，在信息內容的片段化、學習時間的分散化、學習方式的碎片化的背景下，從填鴨式轉換為引導式;從重講解轉換為重設計;從機械評價轉換為靈活的適應性評價，提高學生自主、探究、合作的學習模式。

2.“互聯網+”的教學模式的構建

“互聯網+”的教學模式重在實現線上線下資源的融合應用，創建個性化和團隊化相結合的教學方式。

（1）課前的線上自習。教師可利用翻轉課堂和慕課模式的優勢，事先錄制學習視頻，學生通過網絡平臺觀看視頻預習理論知識，總結出有探究意義的問題，初步完成對接線下知識應用和創新階段的準備。

（2）課堂線下教學。在課堂學習環節，教師在講解總線協議之后，可構建明確的多任務的項目化學習場景，拋出多個教學相關的學習任務或討論主題做引導，學生可獨立探究學習或者團隊協作學習，教師聆聽并記錄學習的難點和成果，發現問題及時講解，促進學生間和組間交流。

（3）課后線上個性化提升。課后教師布置作業以拓展夯實學習效果。作業的形式可以是綜合設計型的項目，也可為探究型學習。此時以3人的規模組 建優勢互補的團隊，選出一名負責人協調團隊成員任務分配。小組成員共同完成作業的規劃、技術方案和協議設計，每組在下次課上做匯報分析。此時需要依托網絡平臺來獲得任務，查找資料，網上討論及成果的評價。教師定時進行課后學習的監控和答疑，構建大膽創新和探索的學習氛圍。

（4）及時的信息反饋。“互聯網+”環境下的教學強調學生的差異性、學習場景的多樣性，增加了學習過程的階段性考評，可通過大數據進行分析及時調整教學計劃，從而完善“互聯網+”教學模式，提升教學效果。

（5）多樣化的考核方式。在課程教學中，建立了多樣性的考核辦法。將課前線上學習成績（考察主動性、探索性表現）、課上成績和課后線下學習成績（考察學生協調能力、創新能力）以及學期終開卷考試成績結合起來，構建全方位立體化，全過程化的考察體系，改進了原有的僅憑一次閉卷考試定成績的弊端。

3.老師需要不斷自我提高。現場總線技術是一門發展變化快，應用范圍廣的技術性課程，需要老師在深入的理論基礎下、具備熟練的實踐經驗和科研開發能力。新總線不斷的誕生，需要教師去激發學生的求知興趣、引導學生的探索激情，更要求教師充實自己的理論知識，提高自己的技術水平，豐富自己的實踐經驗，改進自己的教學理念。

結語

“互聯網+”時代基于大數據和人工智能技術的發展，使得教育方法受到了前所未有的挑戰，信息的及時傳遞也促進了教學的改革。在有效利用互聯網技術的同時，充分調動了學生的學習積極性，提高了學生的團隊合作能力，初步取得了一些成效，希望通過積極努力的探索，深化課程的教學改革來提高教學質量，實現教學相長，培養出具有創新能力、探索能力的高科技人才。

參考文獻

[1]張杰夫.互聯網+給教育帶來五大革命性影響[J].人民教育，2015，（7）：32-34

[2]楊帥.《現場總線技術》創新型課程建設[J].中國高等教育，2014，（23）：20-22

[3]蘇麗，蘭海.試論研究型教學模式——基于培養高級應用型人才的視角[J].黑龍江高教研究，2015，（12）：175-176.

[4]曲大為，趙福政.“互聯網+”對高等院校教育改革芻議[J].高教研究與實踐，2015（8）9-10

[5]白淑英.應用型大學本科生教學模式探究[J].黑龍江高教研究，2013，（1）.15-16

[6]陽憲惠.現場總線技術及應用[M].北京：清華大學出版社，2008.