基于工程創新能力培養的《無線傳感網技術》課程教學改革與實踐

聶增麗

1 引言

《無線傳感網絡技術》是物聯網工程專業的專業核心課。主要培養學生無線傳感器網絡設計、組建、調試和維護能力。《無線傳感網技術》服務于專業物聯網工程，物聯網工程專業培養的系統工程師（具備小型傳感網絡設計）、物聯網設備裝調人員（調試、分析等能力）、和運維工程師（運行時對物聯網進行系統管理，維護、監控），這些職業能力需要課程《無線傳感網技術》支撐。課程在專業人才培養中起著必不可少的作用。為了適應應用型大學人才培養的目標定位，需要對課程進行不間斷的改革和建設。

2 研究、精選教學內容，凸顯工程實踐性

通過確定企業真正需要工程能力、研究專業培養方案、研究《無線傳感網技術》課程特點和市場調研，確定專業培養方案和課程內容，選擇以無線傳感網絡協議的基礎，選取四個無線傳感器網絡組建的工程實踐項目，一個無線傳感器網絡綜合項目。本課程選取五個工程實踐項目。具體為：

項目一基于藍牙技術的無線傳感器網絡搭建，使用任務驅動、網絡教學和講解法，學生第一次接觸該課程，給學生以一定的適應期，首先布置任務，學生帶著任務思考，得出本項目目標。然后使用視頻演示，給出完整的基于藍牙技術的無線傳感器網絡，學生通過視頻，了解基礎知識，網絡結構，搭建方法，成品效果，根據學生對視頻講解的理解，自己動手組建網絡。最后，學生在網絡搭建過程中存在的突出問題，進行針對性講解，使學生在動手中，熟悉基本知識，實現原理，關鍵技術和操作要點。

項目二基于gprs技術的無線傳感器網絡搭建，使用翻轉課程本地化，首先老師布置項目任務，學生介紹這節課的意義、背景和內容，然后老師介紹了抓關鍵詞進行解析的學習方法，最后留了三個思考問題，第一個是讓學生根據介紹的學習方法找關鍵詞進行解答，第二個是學生思考該理論的其他應用，第三個是讓學生查找答案后的大膽質疑，提出自己的問題。老師提供參考資料，參考資料由網絡連接、視頻、文檔等組成。

項目三基于zigbee技術的無線傳感器網絡搭建，使用項目二相同的教學方法，翻轉課程本地化，培養學生創新能力，提升學生主觀能動性。讓學生成為課程的主導者。

項目四基于WIFI技術的無線傳感器網絡搭建，作為最后工程實踐項目，解決問題，強調重點，并進行總結，重點使用討論教學、問題教學和講解法。

項目五無線傳感器網絡綜合項目，使用幾種教學方式的融合，該項目實施采用，1個小組+3個平臺+6個步驟的課程實施方法。

3 融合教學方法，綜合多平臺，提升學生創新能力

以《無線傳感網絡技術》課程為主線，改進教學方法，更新教學手段，優化教學內容，加強課堂教學與實踐教學。研究教學方法包括：①任務驅動式教學；②引導式教學；③翻轉課堂本地化。④幾種教學方式的融合

課程實施采用，1個小組+3個平臺+6個步驟。

1個小組：強調小組進行連坐學習、自主學習、團隊協作。小組分工，促使協同合作，課后幫助，培養課后自學能、培養團隊協作。

3個平臺：實驗、虛擬軟件、項目。 用虛擬軟件與實踐項目相結合，讓課堂更加生動，有效，讓學生在有趣和輕松的環境總學習 。

6個步驟：教學過程6步驟。

這個教學過程6步驟實施過程中，1、布置任務，小組討論，2、引導，啟發學生往正確的方向思考。實施過程中出現問題，進行重點講解。這個過程中使用了任務驅動、討論教學、引導啟發、講解法、問題教學。

分析各種教學方式等的優點和缺點，結合本課程的實際情況，選擇符合專業和課程培養目標、企業工程需求的教學方法、教學平臺。確定進行校企合作，讓工程創新走進常規課堂，使翻轉課堂本地化，讓分層次教學落到實處，進行“三結合”課程考核模式，激發學生潛力，發揮學生特長。

4 放手考核權利，發揮學生能動性

①研究一般高校的考核辦法

調研重慶郵電大學物聯網工程的無線傳感網技術課程，采用的考核辦法是理論考試，具體為期末開卷考試（70%）+作業（30%）。

②企業考核辦法

通過調研重慶市科學技術研究院、中移物聯網、北方軟件、重慶普天普科公司、重慶金美有限責任公司等企業，企業考試一般有績效+基本工資+獎金。而企業績效一般由項目完成情況（工作量）+完成的效果+盈利情況決定。結合企業標準和企業項目，自己設計考核題目，把技能認證、項目運行情況融入本課程的考核機制中。

③結合本校具體情況

課程考核經歷了一些探索，最終采用三結合的考核方式，把企業標準、學生自己設計項目考核、技能認證納入考試范圍提出“三結合”的考試方案。“三結合”具體包括：期末考核結合項目階段性考核；課程內容考核結合第二課堂考試；教師考核結合學生自主考核。

5 結束語

根據工程實踐需求分析和專業人才培養目標，設定教學方式和教學內容。結合物聯網工程專業課程建設實際，分析專業能力培養的基礎上，提出物聯網工程專業課無線傳感網技術教學內容、教學方法、考核方式等方面的研究，并在專業課程建設中進行實踐，結果表明課程為培養學生工程創新能力提供了有力保障。

本文為重慶市教育科學“十三五”規劃2016年度規劃課題“基于工程創新能力培養的應用型本科物聯網工程專業課程體系研究”（2016-GX-059）；重慶工程學院項目“基于工程創新能力培養的《無線傳感網技術》課程教學改革與實踐”（JY2015302）。

（作者單位：重慶工程學院）