“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合實訓(xùn)》課程改革與研究

崔紅梅 林穩(wěn)章 魯軍 況君

摘要：《物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)》課程的實施在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景的影響下有了更高的要求，本文旨在探索合理的授課方法、靈活的實驗手段和不斷創(chuàng)新的思想教育相統(tǒng)一的課程改革，為更好地實施物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)課程提供有效思路。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)+ 綜合實訓(xùn)

1 引言

互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略格局下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入高速發(fā)展階段，已成為全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力， 與其他高新技術(shù)融合發(fā)展是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要特性。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才市場需求量大，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈長，其應(yīng)用幾乎覆蓋了各行各業(yè)，作為國家倡導(dǎo)的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)概念下的企業(yè)數(shù)量近年來日益增長，人才供給量完全無法滿足巨大的社會。

本文課程改革研究旨在提高物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程的教學(xué)內(nèi)容質(zhì)量和互聯(lián)網(wǎng)+時代的課程效率，通過理論教學(xué)與實踐教學(xué)改革，提出能夠有效提升學(xué)生知識水平結(jié)構(gòu)、鍛煉學(xué)生實踐操作能力、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念的方法，培養(yǎng)出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的優(yōu)秀工程師。

2 《物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)》課程改革背景

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是建立在計算機(jī)科學(xué)、通信工程、自動控制、軟件工程等多個交叉學(xué)科的基礎(chǔ)上的一門新興學(xué)科，這對物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)人員提出了很高的知識體系要求。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才不僅需要豐富的理論知識更需具備一定的實踐經(jīng)驗，在互聯(lián)網(wǎng)+背景下，如何建立適合高職學(xué)生的綜合實訓(xùn)體系需求迫切。

互聯(lián)網(wǎng)+時代給物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程教學(xué)改革提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，教學(xué)內(nèi)容不斷更新、教學(xué)手段方法多樣和課程體系日益完善對教師的教學(xué)能力也提出了更高的要求。對于高等院校和職業(yè)學(xué)校，計算機(jī)基礎(chǔ)課程如何與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程銜接，如何采用最新的實訓(xùn)設(shè)備和教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量，如何利用互聯(lián)網(wǎng)為物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)教學(xué)改革提供豐富的教學(xué)資源等問題都亟需解決。

傳統(tǒng)的工程應(yīng)用類實訓(xùn)課程的開展一般遵照理論講解、實訓(xùn)演示、學(xué)生練習(xí)、水平考核等幾個步驟。在這種傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生被動獲取知識、過分關(guān)注評估分值，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、學(xué)以致用、舉一反三的能力效果欠佳。且完全遵照課表的傳統(tǒng)教學(xué)課堂時間有限，綜合實訓(xùn)課涉及的多學(xué)科內(nèi)容互通且緊密聯(lián)系，學(xué)生很容易因為基礎(chǔ)知識掌握不扎實，無法充分理解實驗步驟而導(dǎo)致實訓(xùn)失敗。

3 《物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)》課程教學(xué)難點

1.內(nèi)容廣，概念多

以《物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)》中智能家居實驗教學(xué)大綱為例，通過智能家居應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要理解系統(tǒng)功能、系統(tǒng)的搭建方法，掌握信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用開發(fā)四個模塊的知識。在前期學(xué)習(xí)過程中，各個知識體系間關(guān)聯(lián)性弱，基礎(chǔ)課程設(shè)置不具連貫性。在課程內(nèi)容覆蓋面廣、內(nèi)容多、軟硬件相關(guān)知識儲備量大的特點下，該實驗的教學(xué)難度增加。

2.專業(yè)范圍廣，實踐性強(qiáng)

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程實踐性強(qiáng)，學(xué)生只有在電路基礎(chǔ)、傳感器、數(shù)據(jù)庫原理、Java編程等多門基礎(chǔ)專業(yè)課中儲備知識、學(xué)以致用，才能真正最終實現(xiàn)將知識融會貫通。掌握本課程含有60學(xué)時的實驗環(huán)節(jié)，對于大部分學(xué)生而言，實驗次數(shù)的積累，是保證學(xué)生熟練掌握知識運(yùn)用的必要條件。因此，增加學(xué)生實訓(xùn)次數(shù)是教學(xué)環(huán)節(jié)的客觀需求。

3.技術(shù)更新快，標(biāo)準(zhǔn)完善度低

隨著5G、LoRa以及NB-IoT等信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入了深化連接階段，但是發(fā)展中的物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)從行業(yè)中走進(jìn)校園、深入課堂的過程漫長，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識體系側(cè)重于互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，實訓(xùn)中感應(yīng)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備等技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4 教學(xué)改革方法與策略

1.線上線下混合課堂模式

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，線上學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)走進(jìn)了高等教育的視野，靈活的授課方式和多元的知識獲取渠道解決了知識內(nèi)容覆蓋廣，概念多的難題。技術(shù)支持下的多元化學(xué)習(xí)途徑讓學(xué)習(xí)更加高效，線上線下混合課堂模式則為這種有效授課提供了思路。

以“智能環(huán)境部署”中的“LoRa網(wǎng)關(guān)配置”章節(jié)為例，學(xué)生先在線上通過視頻、問答、PPT等自行學(xué)習(xí)LoRa網(wǎng)關(guān)的概念、應(yīng)用和配置流程，然后在虛擬仿真教學(xué)軟件上熟悉設(shè)備和操作，網(wǎng)絡(luò)提交課程疑點、難點。線下課堂上，教師對項目內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)性的講解，對學(xué)生線上預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的疑難點進(jìn)行特別分析，再組織學(xué)生進(jìn)行配置練習(xí)。在實訓(xùn)操作中，教師觀察和記錄學(xué)生對本節(jié)知識的掌握程度和應(yīng)用能力，輔助學(xué)生提升能力素質(zhì)。課后學(xué)生在提交實驗報告的同時再次進(jìn)行仿真練習(xí)，教師提交對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評價。通過混合教學(xué)模式的完美結(jié)合，最大程度上兼顧不同層次和不同需求的學(xué)生，教學(xué)效率和效果會出現(xiàn)大的提高，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐能力也能提升。

2.虛擬仿真教學(xué)

現(xiàn)代化教學(xué)軟件能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的推動下，優(yōu)質(zhì)教學(xué)設(shè)備和軟件的配套使用也增加了課程實施的靈活性。虛擬仿真教學(xué)軟件可以解決以下問題：課程內(nèi)容抽象，理解困難;設(shè)備造價高，易于損壞;項目使用場景多樣，強(qiáng)電操作不當(dāng)?shù)陌踩[患。《物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)》項目實踐性強(qiáng)，學(xué)生只有通過綜合基礎(chǔ)專業(yè)知識的理解和運(yùn)用才能充分掌握知識要點。以環(huán)境數(shù)據(jù)采集為例（如圖1），學(xué)生可以結(jié)合無線傳感網(wǎng)知識，通過虛擬仿真平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)采集驗證。同時，通過系統(tǒng)集成模型搭建，在仿真軟件中反復(fù)練習(xí)，既能在課前做好設(shè)備選擇、線路連接準(zhǔn)備，又能在實際操作中，加深對知識點的理解。

3.深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想

對于高職學(xué)生的學(xué)習(xí)而言，實驗應(yīng)用于生活可以加深學(xué)生對該門課程知識的理解，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作為突破點，設(shè)計配合于教材的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)動力。例如，通過智能安防項目的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生討論和制作簡易家用安防系統(tǒng)，從設(shè)計到制作，從完善到產(chǎn)品，從使用到推廣，全面地體驗產(chǎn)品進(jìn)入市場的完整過程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力、提高學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和溝通表達(dá)能力。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的深化過程也能訓(xùn)練學(xué)生客觀辯證地用專業(yè)方法和思維去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，推動成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研用的重要課程環(huán)節(jié)。學(xué)生在綜合應(yīng)用實訓(xùn)課程指導(dǎo)下，積極參加互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)業(yè)大賽，以創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、以創(chuàng)業(yè)帶動學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)更好地服務(wù)就業(yè)。

5 總結(jié)

本文以“互聯(lián)網(wǎng)+”為突破口的物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程的教學(xué)改革，研究了線上預(yù)習(xí)鞏固和線下精講剖析結(jié)合的授課方法、設(shè)備實操和虛擬仿真相結(jié)合的實驗方法，理實一體化項目式教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想統(tǒng)一代入的課程實施方法，對物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程的教學(xué)進(jìn)行了全面改革。互聯(lián)網(wǎng)+時代的背景下，物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前高等院校專業(yè)建設(shè)的熱點之一，課程改革將有助于高等教育和職業(yè)教育的與時俱進(jìn)，培養(yǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)需求的優(yōu)秀工程師。

參考文獻(xiàn)

[1]人民日報：5G物聯(lián)網(wǎng)加速開啟萬物互聯(lián)時代 2020-03-17.

[2]J.X.Tian， An overview of the Internet of things， Nanjing： Southeast University， 2010 vol. 2， pp. 19-22.

[3]李瑞霞.互聯(lián)網(wǎng)+背景下高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].曲靖師范學(xué)院學(xué)報.2018.37-6：91-95.

[4]柯文.物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)新概念形成[N].人民郵電.2015-05-28.

[5]蘇明霞.應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案構(gòu)建的研究[C].Proceedings of 2018 International Conference on Humanities Education and Social Sciences（ICHESS 2018） .2018-11-23：677-682.

[6]晏細(xì)蘭.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革研究與實踐.[J]教育現(xiàn)代化.2018-12：92-93.

[7]毋媛媛，錢曉亮，刁智華，婁泰山，姜素霞.線上線下教學(xué)模式在“自動控制原理”課程中的探索[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（36）：123+223.