移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)《傳感器技術(shù)》的教學(xué)模式改革

黃偉，苗利明

（韓山師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，潮州 521041）

0 引言

應(yīng)用型本科是學(xué)校的辦學(xué)定位，與以科研為主的模式相比較，應(yīng)用型以培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為學(xué)校的主要人才培養(yǎng)模式。發(fā)展應(yīng)用型本科教育早在2014年就寫入到了教育部年度工作要點(diǎn)中了——“研究制訂關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見，啟動(dòng)實(shí)施國(guó)家和省級(jí)改革試點(diǎn)，引導(dǎo)一批本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校轉(zhuǎn)型”。應(yīng)用型本科教育是中國(guó)高等教育發(fā)展過(guò)程中人才培養(yǎng)方向的細(xì)分，對(duì)滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，推進(jìn)我國(guó)高等教育大眾化進(jìn)程必將起到積極的作用[1]。

1 課程的發(fā)展

從以科研型為主的本科培養(yǎng)模式向應(yīng)用型本科培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，涉及培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、課程建設(shè)、教學(xué)模式等的改革[2,3]，從改革的發(fā)展上看，科學(xué)技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用一直伴隨著教學(xué)改革的進(jìn)程。隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能化移動(dòng)便攜設(shè)備的大規(guī)模使用，4G網(wǎng)絡(luò)的普及、Wi-Fi的廣泛鋪設(shè)，不僅使得人們可以隨時(shí)隨地享受互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，而且還改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。如果從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)模式的改革，一定能夠大大提高了教學(xué)效果和效率。下面將以物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的《傳感器技術(shù)》課程為例，討論如何利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行課程教學(xué)模式的改革，以滿足應(yīng)用型本科建設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)。

近二三十年來(lái)，數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一直是推動(dòng)教學(xué)改革的動(dòng)力。將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合起來(lái)，提高教學(xué)效率和提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力是個(gè)有意義的研究課題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（Mobile Internet，MI）是一種通過(guò)智能移動(dòng)終端，采用移動(dòng)無(wú)線通信的方式來(lái)獲得互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的業(yè)務(wù)方式。國(guó)內(nèi)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)公司QuestMobile的數(shù)據(jù)顯示，截止2019年第一季度，中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)月活躍用戶規(guī)模已經(jīng)達(dá)到11.38億。從層次上看，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以分成終端層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端是指采用無(wú)線通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備。大學(xué)生是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的活躍用戶。當(dāng)前，學(xué)生使用主要的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、筆記本電腦等。隨著硬件價(jià)格的下降和智能手機(jī)的普及，幾乎每個(gè)學(xué)生手頭上都有一個(gè)或者一個(gè)以上的移動(dòng)終端設(shè)備。從網(wǎng)絡(luò)層上看，在校園的主要學(xué)習(xí)場(chǎng)所已經(jīng)覆蓋了4G和Wi-Fi信號(hào)。由于網(wǎng)速大幅度提高和資費(fèi)的大幅下降，一些對(duì)實(shí)時(shí)要求高、流量需求大的移動(dòng)應(yīng)用快速發(fā)展，移動(dòng)終端的視頻、音頻等的應(yīng)用得到普及。這些為基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)改革奠定了良好的硬件和網(wǎng)絡(luò)覆蓋基礎(chǔ)。

2 課程模式改革

《傳感器技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[4,5]。物聯(lián)網(wǎng)中感知層主要就是依靠各種傳感器來(lái)獲得對(duì)世界的感知和對(duì)數(shù)據(jù)的采集，也是設(shè)備的智能決策的重要依據(jù)。與其他專業(yè)課程相比，《傳感器技術(shù)》不僅具有較強(qiáng)的理論結(jié)構(gòu)，而且具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。因此，《傳感器技術(shù)》在整個(gè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中具有承上啟下的作用，是應(yīng)用型本科培養(yǎng)中重要的一環(huán)。就目前而言，《傳感器技術(shù)》的教學(xué)方式依然沿用偏向科研型為主要培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)模式。目前針對(duì)《傳感器技術(shù)》這門課程教學(xué)模式的主要特點(diǎn)是：①重理論、輕行業(yè)。教學(xué)過(guò)程中注重傳感器的原理的教學(xué)，對(duì)于目前應(yīng)用的主要產(chǎn)品種類、特性、價(jià)格、精度、選擇、使用等行業(yè)背景知識(shí)的介紹和討論較少。②在實(shí)踐教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)重原理，輕應(yīng)用方面的實(shí)踐。從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上看，提供給學(xué)生的多為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型、應(yīng)用性和綜合性實(shí)驗(yàn)偏少。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于注重對(duì)傳感器原理的驗(yàn)證，缺乏直接在應(yīng)用中實(shí)踐的環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生社會(huì)職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。將實(shí)際需求引入到實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，增加實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是應(yīng)用型本科培養(yǎng)模式的重點(diǎn)。③目前《傳感器技術(shù)》這門課程的主要考核方式為閉卷考試，也是沿用以科研型為培養(yǎng)目標(biāo)的考核方式。以閉卷考試為主要考核方式往往考核學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，對(duì)動(dòng)手能力、對(duì)應(yīng)用傳感器技術(shù)解決實(shí)際問題的考核顯得不足。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在廣泛應(yīng)用，不僅為我們的生活、娛樂方式帶來(lái)了翻天覆地的變化，而且對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)也影響深遠(yuǎn)。這些變化包括：①學(xué)習(xí)的時(shí)空多樣化。由于4G、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)發(fā)全面覆蓋和移動(dòng)終端的廣泛使用、云計(jì)算、云存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，使得學(xué)生可以通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦或者筆記本隨時(shí)隨地可以利用網(wǎng)絡(luò)視頻的課程資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)場(chǎng)所已經(jīng)突破了原來(lái)的課堂、計(jì)算機(jī)機(jī)房等固定場(chǎng)所，學(xué)習(xí)的時(shí)間也得到了極大的擴(kuò)展。②學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間的碎片化特點(diǎn)突出?，F(xiàn)在的大學(xué)生各種學(xué)科比賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽、各種社團(tuán)活動(dòng)無(wú)論是數(shù)量還是規(guī)模都有很大的變化。學(xué)生的課內(nèi)、課外的學(xué)業(yè)壓力也明顯增大。加上新一代的大學(xué)生幾乎是在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下長(zhǎng)大的，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的依賴性也讓學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程時(shí)間碎片化程度加劇。③學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的要求提高。由于網(wǎng)絡(luò)資源的極大豐富，學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上獲取到的知識(shí)不僅僅是單純的文字描述，還有大量的教學(xué)視頻資源，有大量的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。因此，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的要求就不是簡(jiǎn)單停留在知識(shí)的介紹、理論的講解這個(gè)層面，更多地要求教師能夠?qū)δ承┘夹g(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析和討論、對(duì)目前技術(shù)的最新應(yīng)用的介紹和評(píng)價(jià)，甚至要求教師一起討論如何解決遇到的技術(shù)難題。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境下，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和課程在培養(yǎng)方案中的地位，我們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)課《傳感器技術(shù)》進(jìn)行了教學(xué)模式的改革，以適應(yīng)于應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)。該教學(xué)模式主要分為三個(gè)模塊：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)資源建設(shè)模塊、課堂教學(xué)模塊、考核模式模塊，如圖1所示。

圖1

首先要對(duì)教材的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類，將一些了解性的、識(shí)記性等知識(shí)通過(guò)微課、資料學(xué)習(xí)的內(nèi)容存放在云端，供學(xué)生通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。需要注意的是，微課的制作、資料的收集、整理等要充分考慮到學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)時(shí)間的特點(diǎn)，單個(gè)微課和學(xué)習(xí)資料的學(xué)習(xí)時(shí)間盡可能控制在10分鐘以內(nèi)，形式盡可能活潑和多樣性。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)資建設(shè)模塊中網(wǎng)絡(luò)視頻資源是教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充，提供給學(xué)有余力的學(xué)生深入、系統(tǒng)學(xué)習(xí)；技術(shù)文檔匯總是提供給學(xué)生做技術(shù)開發(fā)的參考；習(xí)題檢測(cè)系統(tǒng)是督促學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和檢測(cè)學(xué)習(xí)效果的手段。

課堂教學(xué)模塊事對(duì)學(xué)生通過(guò)移動(dòng)終端學(xué)習(xí)后的總結(jié)和提升。主要的教學(xué)內(nèi)容包括：重點(diǎn)內(nèi)容的回顧、難點(diǎn)講解和專題討論，教學(xué)方式以重難點(diǎn)知識(shí)講解、案例分享、技術(shù)應(yīng)用的討論為主。

在考核模塊中，要求學(xué)生設(shè)計(jì)并完成具有某一具體功能的綜合實(shí)驗(yàn)。以小組為單位，要求完成設(shè)計(jì)方案、可行性分析、小組成員具體工作內(nèi)容、路演PPT等相關(guān)文檔，最終制作出實(shí)物。評(píng)價(jià)結(jié)果是組內(nèi)評(píng)價(jià)和小組間評(píng)價(jià)的加權(quán)平均和。組內(nèi)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)由各個(gè)小組在組長(zhǎng)的組織下完成，組間的評(píng)價(jià)通過(guò)在路演環(huán)節(jié)中進(jìn)行，每個(gè)小組對(duì)其他的小組進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分由各個(gè)小組討論決定。為了提高評(píng)價(jià)的區(qū)分度，要求學(xué)生組內(nèi)的評(píng)價(jià)和組間的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)差。

3 結(jié)語(yǔ)

從總體上看，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的《傳感器技術(shù)》教學(xué)模式改革將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類處理，一類內(nèi)容通過(guò)微課、專題文檔、課程視頻、技術(shù)文檔等形式存放在云平臺(tái)上，供學(xué)生利用移動(dòng)終端進(jìn)行跨時(shí)空學(xué)習(xí)，并且通過(guò)習(xí)題檢測(cè)系統(tǒng)督促和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；另一類教學(xué)內(nèi)容是通過(guò)教師的總體引導(dǎo)解決重難點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)分析案例和技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)討論的方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)視野，對(duì)當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用有更深刻的理解。最后，通過(guò)分組完成明確功能的綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。在整個(gè)過(guò)程中充分考慮到應(yīng)用型本科的培養(yǎng)特點(diǎn)，利用移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)方式、考核方式的改革來(lái)提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和技術(shù)的綜合應(yīng)用素質(zhì)，在近一年的教學(xué)實(shí)踐中學(xué)生反映良好，在教學(xué)過(guò)程中參與度高，取得了良好的教學(xué)效果。