淺談物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革

文/李惠娜

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于無(wú)人超市、智能家居等產(chǎn)業(yè)，人們的生產(chǎn)與生活結(jié)合得越來(lái)越密切。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，筆者所在的技工院校開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)是學(xué)生在完成相關(guān)專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和技能實(shí)訓(xùn)后,綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與技能完成并驗(yàn)證物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的完整性、綜合性的系統(tǒng)化訓(xùn)練。其教學(xué)目的是學(xué)生通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的安裝部署與應(yīng)用，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備的安裝、調(diào)試與維護(hù)的綜合實(shí)踐運(yùn)用能力，利用所學(xué)的知識(shí)與技能深刻理解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，以確保實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)作。筆者從改進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方式[1]、選擇合適的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目強(qiáng)化教學(xué)效果、校企合作提升學(xué)生實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)等方面淺談個(gè)人的看法。

一、結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況將理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)相融合，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)是技工院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生在高年級(jí)的實(shí)訓(xùn)課程，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生具備獨(dú)立完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護(hù)的能力。技工院校學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)，可以根據(jù)教師布置的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，參照教材的實(shí)訓(xùn)操作步驟的要求，能夠很好地完成設(shè)備的安裝以及系統(tǒng)的調(diào)試。但是，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，缺乏創(chuàng)新思維以及缺乏對(duì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)的思考和理解，過(guò)度依賴實(shí)訓(xùn)教材中的操作步驟和內(nèi)容，更多是“依葫蘆畫(huà)瓢”被動(dòng)接受實(shí)訓(xùn)教材中的設(shè)計(jì)思路。雖然大多數(shù)學(xué)生能夠完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，但因原來(lái)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不扎實(shí)，并且對(duì)理論知識(shí)理解得不夠透徹，導(dǎo)致無(wú)法真正領(lǐng)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)的需求及應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)生變化的時(shí)候，往往無(wú)法做到融會(huì)貫通運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)完成設(shè)備安裝及系統(tǒng)調(diào)試任務(wù)，不利于綜合實(shí)踐能力的提升，無(wú)法滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的需要，從而影響學(xué)生日后職業(yè)生涯的發(fā)展。開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)課程的目的就是要鞏固學(xué)生所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)與技能，并讓其轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用的能力。在實(shí)訓(xùn)中應(yīng)當(dāng)將理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，在對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)適當(dāng)穿插相關(guān)的理論知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)于當(dāng)前實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主思考和實(shí)踐能力。通過(guò)實(shí)踐到理論再到實(shí)踐，這一系列的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中深刻理解并掌握理論知識(shí)[2]。

二、選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提升學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合應(yīng)用能力

實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要采用以項(xiàng)目為核心的組織方式，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容須與前序課程教學(xué)內(nèi)容保持一致，確保理論知識(shí)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不脫節(jié)，所設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目需要覆蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè)典型的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目所涉及的知識(shí)點(diǎn)是以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為核心，涵蓋了感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)的目的是讓學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)完成物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝以及系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)，達(dá)到企業(yè)對(duì)技工院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的基本要求。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的選擇會(huì)直接影響到學(xué)生實(shí)訓(xùn)的效果。綜上所述，筆者認(rèn)為所選實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目首先應(yīng)該是具備典型性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，最常見(jiàn)的有智慧商超、智慧社區(qū)、智能家居等；其次需要具備完整性的項(xiàng)目，涉及的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)包含物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)三個(gè)層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。通過(guò)項(xiàng)目部署，讓學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的三層次的具體應(yīng)用有深刻的了解，掌握項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)分別屬于物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的哪個(gè)層次，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的整體認(rèn)知；再次需要具備應(yīng)用性，指項(xiàng)目應(yīng)有具體的應(yīng)用場(chǎng)景并貼近學(xué)生的日常生活易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比如智能環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居、智慧社區(qū)、基于RFID的智慧商超等物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典應(yīng)用。最后結(jié)合學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備最終確定了智慧商超、智慧社區(qū)、智能空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能倉(cāng)儲(chǔ)等四個(gè)基礎(chǔ)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。通過(guò)以上四個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的教學(xué)，夯實(shí)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，進(jìn)一步提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提升學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目中的綜合實(shí)踐能力。

三、采用項(xiàng)目式教學(xué)法，提升學(xué)生的技能水平

技工院校學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力比較薄弱，學(xué)習(xí)興趣與熱情本來(lái)就不高。一味采用由教師為主體學(xué)生為客體的教學(xué)模式，就更難激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目教學(xué)法改變了傳統(tǒng)的以老師為主的教學(xué)模式，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生處理，項(xiàng)目功能及需求、設(shè)計(jì)的方案、項(xiàng)目具體實(shí)施、項(xiàng)目總結(jié)評(píng)價(jià)等都由學(xué)生負(fù)責(zé),教師引導(dǎo)學(xué)生了解并把握整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程及每個(gè)環(huán)節(jié)中的目標(biāo)要求，讓學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)地在老師指導(dǎo)下推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)程。項(xiàng)目教學(xué)法是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”, 教師與學(xué)生共同完成項(xiàng)目，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。采用項(xiàng)目式教學(xué)法，以工作任務(wù)為中心，讓學(xué)生在完成工作任務(wù)的過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)與技能，提升學(xué)生的綜合技能水平。在任務(wù)實(shí)施中強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的滲透，改變學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)觀，由學(xué)會(huì)到會(huì)學(xué)。教師在教學(xué)過(guò)程以選定的項(xiàng)目為基礎(chǔ)通過(guò)應(yīng)用情境的故事化來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)項(xiàng)目的需求來(lái)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)到主動(dòng)地需求知識(shí)，通過(guò)情景化的應(yīng)用實(shí)例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。例如，在智能空氣環(huán)境檢測(cè)項(xiàng)目中安裝煙霧和火焰?zhèn)鞲衅鞯娜蝿?wù)，教師就設(shè)置了一個(gè)圖書(shū)館閱覽區(qū)的屋頂情景，當(dāng)煙霧和火焰躥入室內(nèi)，煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅靼l(fā)出警報(bào)。通過(guò)這個(gè)情景的實(shí)例應(yīng)用，讓學(xué)生更容易掌握傳感器的工作原理，擯棄空洞的理論講解，借助大量的實(shí)踐操作來(lái)感知、體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用。通過(guò)超過(guò)所學(xué)范圍的擴(kuò)展模塊來(lái)激發(fā)學(xué)生的探索欲，提升學(xué)生的技能水平和創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提升學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)理論與技能的水平。

四、采用分組實(shí)訓(xùn)和考核，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果

在目前企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目中，一般項(xiàng)目規(guī)模大、需求點(diǎn)比較復(fù)雜、功能點(diǎn)多，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、部署及維護(hù)需要由一個(gè)團(tuán)隊(duì)中的成員通過(guò)相互配合來(lái)分工完成。在傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課堂上，教師安排的實(shí)訓(xùn)任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單而獨(dú)立，通常由單個(gè)學(xué)生可以獨(dú)立完成，學(xué)生之間缺乏交流、互動(dòng)與協(xié)作，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力，走上工作崗位后難以適應(yīng)需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作的項(xiàng)目要求。項(xiàng)目選定后，由教師根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行分組，每組4～5名同學(xué)，組長(zhǎng)由專業(yè)綜合能力強(qiáng)的同學(xué)來(lái)?yè)?dān)任，并實(shí)行組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制。由教師設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)表、任務(wù)完成度評(píng)價(jià)表、項(xiàng)目總結(jié)三張表格，用以個(gè)人評(píng)價(jià)、小組項(xiàng)目評(píng)價(jià)以及學(xué)習(xí)反思。教師指導(dǎo)組長(zhǎng)根據(jù)成員的能力特點(diǎn)，進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)分解。在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程，由組長(zhǎng)協(xié)調(diào)小組成員在項(xiàng)目各個(gè)模塊的進(jìn)度以保證項(xiàng)目順利完成。鼓勵(lì)小組成員在項(xiàng)目執(zhí)行中多交流、多溝通，發(fā)揮好團(tuán)隊(duì)合作的作用。遇到技術(shù)問(wèn)題的時(shí)候，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)召開(kāi)討論會(huì)解決問(wèn)題，而不是直接詢問(wèn)教師。通過(guò)討論會(huì)使組員的想法通過(guò)碰撞產(chǎn)生了智慧的火花，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作的精神。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師巡視每個(gè)小組，全程跟蹤每位同學(xué)在項(xiàng)目組中的工作情況，仔細(xì)觀察學(xué)生的操作過(guò)程，填寫(xiě)考核評(píng)價(jià)表并進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)。單個(gè)項(xiàng)目完成后，根據(jù)每個(gè)小組項(xiàng)目任務(wù)完成的情況，教師填寫(xiě)任務(wù)完成度評(píng)價(jià)表并對(duì)各小組的實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。教師利用考核評(píng)價(jià)表的記錄對(duì)學(xué)生的個(gè)人實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和小結(jié)。學(xué)生通過(guò)填寫(xiě)項(xiàng)目總結(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，提高自身實(shí)踐能力。

五、發(fā)揮校企合作的作用，提升學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力及職業(yè)素養(yǎng)

學(xué)校應(yīng)主動(dòng)與省內(nèi)知名物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建立良好的校企合作關(guān)系，引入企業(yè)技術(shù)員作為行業(yè)專家實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)課程的共同建設(shè)。與企業(yè)共建校外教學(xué)實(shí)踐基地，充分利用企業(yè)的項(xiàng)目資源優(yōu)勢(shì)開(kāi)展針對(duì)性教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，同時(shí)建立一支由學(xué)校牽頭、企業(yè)參與的專兼結(jié)合的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成以“分層次”素質(zhì)培養(yǎng)、“模塊化、項(xiàng)目化”技能實(shí)踐、下企業(yè)接受理論實(shí)踐相融合的工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)模式[3]。在物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，適時(shí)安排學(xué)生到企業(yè)中進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)踐，讓學(xué)生全面接觸商用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目，有利于學(xué)生在強(qiáng)化實(shí)踐能力的同時(shí)，能積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目部署有更加直觀的理解，以便日后就業(yè)時(shí)能夠適應(yīng)相關(guān)崗位的工作要求。通過(guò)企業(yè)實(shí)踐，使學(xué)生進(jìn)一步了解企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)部署的規(guī)范并提升了個(gè)人的職業(yè)素養(yǎng)。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)這門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該針對(duì)技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特質(zhì)，用深入淺出的教學(xué)方式灌輸理論知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，通過(guò)理論和實(shí)踐的結(jié)合調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引入項(xiàng)目教學(xué)法，堅(jiān)持學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，通過(guò)分組實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題的能力，通過(guò)考核評(píng)價(jià)、項(xiàng)目總結(jié)讓學(xué)生從學(xué)會(huì)技能轉(zhuǎn)變成會(huì)學(xué)技能，并能夠總結(jié)反思。培養(yǎng)學(xué)生在遇到新的應(yīng)用系統(tǒng)需求、新的應(yīng)用場(chǎng)景下能夠利用所學(xué)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)融會(huì)貫通、靈活應(yīng)變解決新問(wèn)題的能力。通過(guò)校企合作讓學(xué)生到項(xiàng)目部署一線接觸企業(yè)的實(shí)際工程項(xiàng)目，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力同時(shí)積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的需要。