基于慕課的“無線傳感器網絡”課程應用型人才培養思考

沈 林

(莆田學院 信息工程學院，福建 莆田 351100)

1 應用型人才、慕課、“無線傳感器網絡”課程的相關概念

應用型人才不同于學術型人才，是指從事非學術性研究工作，掌握足夠理論基礎，并擅長實際操作的技能型人才。應用型人才概念的提出，是科學技術深入發展下，理論研究和技術應用不斷分工細化的結果[1]。在過去，應用型人才的培養是職業院校的職責和任務，但職校通常只能培養技術操作型應用人才和技能型應用人才。隨著經濟結構發生變化，現代社會需要的是既具有扎實的理論基礎，又具有將理論結合實際的實踐能力以及一定的創新能力，如IT行業強調在各種工具上進行二次開發的能力等。這樣的任務只能交給地方本科高校來完成[2]。

“慕課”的全稱是“大規模開放在線課程”(Massive Open Online Courses，MOOC)，其與以往的網絡開放課程主要區別之處有兩點：(1)強調“互動與反饋”，在授課視頻中穿插提問、隨堂測驗等；(2)倡導建立“在線學習社區”，學習者根據個人需求，在不同的社交網站上構建起互助、協作、交流的亞群體[3]。

“無線傳感網絡”是物聯網工程專業具有承上啟下性質的專業核心課程，是物聯網技術體系中最重要的支撐技術之一。該課程極其強調應用性，是一門多學科高度交叉的課程，集無線通信技術、傳感器技術、單片機技術、嵌入式編程以及分布式信息處理等技術為一體。該課程的教學內容涵蓋軟硬件平臺、無線網絡協議、節點測距和定位、時間同步技術、安全技術等，是一門理論與實踐并重的課程[4]。

2 “慕課”對高校教師的挑戰

“慕課”為高校教學帶來了很多積極的影響，同時也帶來了很多挑戰。新的教學方法和工具促使高校的管理者和教師必須重新思考互聯網技術在教學中的應用，認識其對以往的教學模式帶來的沖擊，更要認真思考管理者和教師的工作、教學能力要如何進一步提升。

2.1 教師傳統的教育學知識體系和教學經驗受到挑戰。

一是面向課堂的教育學知識體系，在“慕課”平臺上無法直接繼承套用，目前對“慕課”平臺上的教育學、心理學和教學法缺乏成體系的研究；二是面向課堂的教學經驗，無法直接套用在“慕課”平臺上，比如無法進行面對面的互動等。

2.2 教師傳統的教學模式受到挑戰

首先，高校一個課時通常有45 min，而“慕課”平臺則強調利用碎片化的時間進行學習，視頻課程長度最好在10 min左右，盡量不要超過15 min。因為人的認知活動在最初10 min是高效的，超過10 min往往會逐漸衰減。因此，必須把原有的教學內容切割成10 min左右的“微課程”，每個“微課程”講述一個主題、指向一個目標、解決一個問題。其次，師生的互動方法發生了變化，“慕課”通常會將課程的知識點組織羅列出來，類似于闖關游戲，學生學完一個知識點后，往往要線上回答問題，才能進入下一個知識點。

3 “無線傳感網絡”課程現狀

我校在制定物聯網工程專業的培養計劃時，總共提出了10項畢業要求，其中和“無線傳感網絡”課程相關的畢業要求如表1所示。

表1 “無線傳感網絡”畢業要求矩陣

我校物聯網專業自建立以來，不斷摸索創新，取得了一些成果，但也發現仍然存在以下需要改進的地方[5]。

(1)理論知識相對枯燥且難度較大。該課程要求將無線通信、傳感器、單片機、RFID原理、嵌入式編程、數據處理等有一定難度的知識串聯起來，完成理論和實踐的綜合應用，如果學生在某一方面存在短板，容易出現學習困難。

(2)教材沒有體現前沿技術的發展趨勢。物聯網作為一個新興的產業，新技術不斷涌現，連帶著無線傳感器網絡的技術也日新月異，使得教材的內容在幾年后，可能不夠全面、新穎。

(3)教學過程缺少數據分析環節。傳統的課堂教學主要的手段是“老師說，學生聽”，對于不同的知識點，不同的學生接受的程度是不同的，不同的學生學習的積極性也是不一樣的。但受限于傳統的技術手段，通常只能通過和學生交流來了解大致情況，難以進行量化評估。

(4)考核方式單一。由于教學過程中缺乏可靠數據分析，往往只能將課后作業和考勤納入最終成績，缺乏足夠的調動學生積極性的手段。

4 應用型“無線傳感網絡”課程的“慕課”教學設想

4.1 合理設計課程目標，培養應用型專業人才

圍繞上述表1制定的畢業要求，學生應該掌握“無線傳感器網絡”的基礎知識，具備無線傳感器網絡開發的軟硬件的選型、使用、配置和開發能力等，可以在已有協議棧、SDK的基礎上進行二次開發，能夠組隊合作完成基于多種感知、無線傳輸以及數據融合的簡單無線傳感器網絡應用系統[6]。

4.2 以成果為導向的實踐教學，根據能力組建團隊

實踐教學是為了使學生將理論應用到實踐中，使學生真正成為無線傳感器網絡的應用型人才。在實踐教學中，可以考慮根據學生的能力和興趣進行分組，讓先進帶動后進，避免弱弱聯合，以此達到共同學習的目的[7]。可以將實踐過程分為幾個階段，每個階段完成不同的任務并評估，允許每個團隊有自己的特色，或者根據自己能力的強弱來制定合適的目標。

4.3 翻轉課堂，在“慕課”上構筑新型師生關系

在翻轉課堂中，學生在上課前通過在線視頻課程完成知識的學習，課堂上在老師的指導下完成作業答疑、小組的實踐學習以及師生之間的深入交流等。在新的教學模式下，學生成為主動研究者，老師成為學習指導者、促進者[8-9]。

4.4 基于“慕課”的多元化考核方式

最終成績由平時成績、實驗成績和期末考試成績等組合而成。平時成績包含學生在“慕課”上的表現、課堂考勤、參與話題討論等；實驗成績根據學生團隊的任務完成質量，及實驗報告的分析說明質量來評定成績；期末考試則是綜合考查學生理論知識和部分實踐操作基本功的手段。

5 結語

“慕課”作為一種新的教學模式，使師生關系發生了深刻的變化。對于應用型本科高校來說，他可以方便地借鑒更優秀的資源，更容易發現教學中出現的問題，有利于激發學生會的學習興趣，提高各類課程的教學質量。