遞進式第二課堂人才培養創新模式探究

成晉軍，張曉娟

（山西大學商務學院，太原030031）

0 引言

隨著物聯網技術在我國的迅猛發展，高等院校相繼開設了物聯網工程專業。但是，物聯網技術作為多學科融合的新型技術，對于學生來說普遍反映有興趣但是學習難度較大、很難深入掌握[1]。剛進入校園的大一新生，很難深入接觸專業相關課程，然而，從一年級開始伴隨高校學生成長的專業社團恰好可以作為引導物聯網工程專業學生對專業知識入門、提升的橋梁。利用好專業社團，將形成一種基于社團、競賽以及創新創業的遞進式物聯網專業人才培養模式，促進學生團結協作、實踐創新能力的培養。

1 面向學習成效的金字塔理論給我們的啟示

“學習金字塔”（Cone of Learning）理論是由美國著名學者埃德加·戴爾最先提出的，他以兩周時間作為單位來測試學生對知識的保持率，從5%-90%不等[2-3]。研究結果表明：僅僅聽他人講授知識能夠記住所學內容的5%；通過閱讀能夠記住所學內容的10%；視聽相結合能夠記住所學內容的20%；通過看圖、看演示，以及現場觀摩能夠記住所學內容的30%；通過分組討論的方法能夠記住所學內容的50%；練習以及親自進行操作實踐能夠記住所學內容的75%；通過匯報以及教授指導其他人能夠記住所學內容的90%。如圖1 所示。

圖1“學習金字塔”理論

通過“學習金字塔”理論可知：采用不同的學習方式可以產生不同的學習效果。通過聽講、閱讀、視聽、演示這些課堂中通常采用的被動學習方式來學習對所學知識的記憶及掌握程度是很低的；然而討論、實踐、教授給他人這些在專業社團活動中通常采用的主動學習的學習方式對所學內容的記憶及掌握程度反而是較高的。

“學習金字塔”理論啟發了我們在注重理論與實踐相結合的物聯網工程專業教學中可以鼓勵學生在大一年級較早的通過學生主導、參與的專業社團活動來引導學生接觸專業知識，通過討論、實踐、教授給他人等活動方式提高學習興趣、提升學習效率。到了大二、大三年級基于專業社團活動來選拔學生參加專業競賽，在競賽中通過實踐來進一步鞏固所學知識。從而為大三、大四學生的創業活動打下基礎。在這些貫穿學生大學四年的遞進式學習活動中要充分體現以學生為中心的主動學習，根據學習的實際需求和興趣來設計學習的內容和項目主題，讓學生充分參與到項目的設計和實現中，在這些親自體驗的討論、實踐、教授中做到主動學習、在做中學、在學中做[4]，實現知識的有效建構、實現高效學習。

2 基于社團+競賽+創業的遞進式物聯網專業實踐教學培養模式

物聯網工程專業的實踐教學環節的重要性雖然在認知上已經被普遍認同，但是在具體的教學中還是比較薄弱。我院近三年對物聯網工程專業畢業生就業單位的調查結果顯示，用人單位對畢業生的實踐操作能力、團隊協作能力、創新能力、靈活變通能力、抗壓能力都分別不同程度的提出了需求，具體情況如圖2 所示。

圖2 用人單位對畢業生能力的需求情況

可見，除了專業知識以外，學生的相關素養還需要進一步提升。在畢業生中的訪談調查發現，教學計劃中獨立的實踐課程缺乏層次性、連續性，實踐中不能按照生命周期來考慮產品的原理、設計和制造的全過程，缺少設計者的統一觀、系統觀；另外，在校學生也不能較好地利用課余時間來進行項目訓練。

為了改變這種現狀，鼓勵學生充分利用課堂以外的業余時間進行實踐能力培養，形成四年不斷線的實踐教學培養模式，我院從2018 年開始引入物聯網工程專業學生的全程導師制，為3-4 位學生配備1 名專業教師作為四年學習生活的全程導師，指導學生在課余時間的社團、競賽以及創新創業活動，形成遞進式第二課堂實踐教學模式。

（1）參與專業社團是興趣的開始

剛剛邁入大學校門的大一新生，在公共基礎課程的學習之余，更多的實踐接觸的是豐富多彩的社團活動，這時候引入由指導老師、高年級學生共同組成的專業社團，有助于幫助他們了解本專業的培養目標，激發他們對專業知識的認知興趣；另外，通過社團活動指導老師可以針對性的指導他們確立學習計劃和專業目標，幫助他們明確考研、就業、創業能未來學習規劃[5]。

雖然大一新生還沒有接觸較多的專業課程，但是可以通過專業社團來與高年級學長交流、傳播相關專業知識，并進行專業知識相關的實踐學習、項目研討、相互交流、活動總結等社團活動。在導師和學長的幫助下，根據學習興趣與行業需求來制定個人和小組計劃，自由組建物聯網技術的學習小組，主要學習電路設計、單片機設計、傳感器安裝與調試等實踐較強的專業知識，初步感性認識簡易的物聯網應用系統的開發過程；后期可以小組為單位選取物聯網產品開發題目、分析產品市場價值、挖掘潛在客戶需求、確定產品功能、制定開發方案，以此來激發他們創新創業的興趣，為下一步高年級的競賽、創業打下基礎。

（2）學科競賽為創業奠定基礎

經過一年的社團學習和鍛煉，升入大二年級的學生已經對專業知識有了一定的了解，掌握了物聯網項目開發的基本流程，根據學習興趣分組完成了物聯網感知層開發（WSN 應用開發）、物聯網網關開發（嵌入式網關開發）、物聯網應用層開發（網絡通信應用開發、PC 客戶端應用開發、移動端應用開發）等模塊的知識積累。在此階段開始在導師的帶領下，與小組成員共同參與一些學科競賽將是社團活動的進一步延伸。

學科競賽不一定非要是有影響力的國家、省級競賽，也可以以學校、系部、社團層面來組織。在以項目設計為主要內容的學科競賽中，學生需要共同結合第一課堂與第二課堂知識，通過需求分析、方案論證、模塊設計、功能實現整個過程來實踐項目開發。

通過學科競賽，學生進一步開闊了思路、鍛煉了實踐能力、提高了學習的自主性，同時提高了思維能力、增強了協調能力、培養了團隊精神。也為下一步的創新創業奠定了基礎。

2018、2019 年兩年間，我院物聯網工程專業學生參與各種學科競賽，完成項目如表1 所示，參與率達80%以上，充分提升了學生的實踐能力，對第一課堂教學提供了較大的補充。

表1 物聯網工程專業參與學科競賽完成項目

（3）創新創業是專業社團、學科競賽成果的驗收

在學生參與專業社團、學科競賽的過程中，導師可以幫助學生一起選出比較優秀的、有創意的、具有一定市場應用前景的作品作為后續的物聯網項目開發，引導學生將作品參加創新創業項目選拔。當學生把創意逐漸變成現實的時候，他們會獲得強大的成就感，同時也鼓勵著他們在專業領域繼續進修，進一步提升他們的創新能力。

在2018、2019 年山西省大學生創新創業訓練計劃項目中，我院共有20 組學生報名參加，并有12 組學生獲批項目。這些項目的開發者將會是雙創學院創新創業教育培養的主要對象之一，創新產品再逐漸完善后，學生可以考慮自行創業或是雙創學院創新創業老師的指導下進行創業的準備。

3 結語

基于社團、競賽、創業的遞進式物聯網專業實踐教學培養模式開展是有層次地進行的，主要分三個階段，如圖4 所示。大一加入專業社團的學生多以學習知識活動為主，可以參加學術報告講座、小組完成驗證性實驗等方式進行，進而奠定專業實踐的基礎；大二、大三的學生主要以項目的研發和學科競賽為主，進一步鍛煉并提升專業知識實踐能力和專業創新能力；大三、四的學生則在開展研究或參加競賽的同時，也帶領低年級同學參與活動，逐步提升組織管理、溝通協作等綜合素養，為就業或創業做準備。

結合專業社團、學科競賽、創新創業的遞進式物聯網專業實踐教學培養模式，在“金字塔學習理論”的啟發下，讓學生充分參與到項目的設計和實現中，在這些親自體驗的討論、實踐、教授中做到了主動學習。

這種模式把第二課堂實踐貫穿到整個大學期間，做到四年不斷線的整體化教學設計，實現了第一課堂和第二課堂的良好對接，探索出了應用本科轉型下心的人才培養新思路，以創新創業實踐人才培養來推動物聯網工程專業實踐課程的教學改革。