物聯網工程專業實驗課程改革研究

文/朱永琴

實踐性教育是應用型本科院校的重要教學環節，在培養學生創新意識、創新精神和創造能力等方面具有不可替代的作用，在物聯網技術不斷革新及廣泛應用的大環境下，市場對于實踐型人才的需求量呈現出逐年遞增的趨勢，一方面，為相關專業的畢業生提供了大量的就業機會，另一方面，也對物聯網相關專業的教學提出了新的挑戰[1]。

為了順應信息時代發展，黃河交通學院結合自身辦學特色，開辦了物聯網工程專業，將計算機技術與互聯網技術相結合，實現了數據信息的智能化傳遞與執行。無論是新增物聯網專業還是高校改辦專業，在專業教學活動的實施過程中，均需要充分利用高校現有的教學資源、教學設備，深入挖掘行業對人才提出的要求，才能切實培養出物聯網行業的優秀人才。盡管部分高校已經針對當下教學現狀對物聯網工程專業教學開展了不同程度的改革，但在實際的實施過程中仍存在對于專業實驗課程重視程度低的現象，部分高校實驗課程項目較為落后，與行業應用技術嚴重脫軌，最終造成教學效果不理想，學生缺乏學習興趣，無法將理論知識與實踐操作相結合。

結合目前物聯網工程專業的實驗課程教學現狀，筆者將從以下五個方面，對專業實驗課程的改革進行研究。

一、設定實驗課程的層次教學目標

根據學生的學習能力及知識的接受能力，設定實驗課程的層次性教學目標，按照實驗課程難易程度，將必修基礎實驗課程設定為一層目標，要求學生按照教學大綱要求熟練使用常用實驗設備，了解實驗設備的工作原理，明確設備在使用中的參數檢測情況。

設定專業課程獨立實驗為二層目標，要求學生在課堂中可按照教師的教學進度完成實驗流程。設定大型綜合類實驗為三層目標，要求學生可具備基礎的設計實驗能力，可根據實驗實際需求完成檢測或設計內容，具有獲取數據、處理數據、分析數據等能力。

采用上述設定層次目標的方式，可有效地壓縮實驗課程的課時，減少實驗項目數量，提升獨立實驗項目的綜合性，結合教師線下教學指導，可充分地發揮學生的主觀能動性，有利于學生在實驗中發現自身的不足，切實做到將專業實驗課程由分散性向綜合性方向轉換。此外，有助于提升理論知識的實用性，有效提升學生的學習興趣。實驗課程目標設定過程中如涉及實驗設備安裝及調試等，均可結合實驗中實際情況而定，進而滿足物聯網工程專業實驗課程的教學要求。

二、增設綜合性實驗項目

物聯網企業為了降低市場項目的開發成本，適應信息化社會的發展要求，在確保項目開發效率及質量的基礎上，不遺余力地開發物聯網工程新技術，與之相匹配的技術在高校實驗課程中的應用，同樣需要物聯網工程專業學生有所掌握[2]。為此，在傳統的物聯網工程實驗課程中引入市場建設新技術，增設綜合性實驗項目。例如，新技術在軟件開發中的應用，新技術的安全維護性能研究等。結合實際課時安排，可將該部分課程作為學生的選修課程，在課堂上主要以教師演示實驗或課堂小組討論為主，其主要目的是為了拓寬學生的視野，提高實驗課程與行業發展的接軌程度，擴展物聯網工程專業學生的知識面。

針對學生實踐能力及創意能力較差的問題，可采用綜合性實驗的教學改革方式，增加綜合實驗在教學活動中的數量，考慮到教師調研課題內容，由于市場所應用的部分物聯網技術未經過國家標準認證[3]。

可引導學生利用課余時間動手查閱資料，設計設備相關參數檢測方法，也可鼓勵學生針對目前市場上所應用的技術中存在的缺陷進行糾錯，提出有效的改進措施，提升設備的綜合性能。

三、開放專業化實驗室

傳統的校園實驗室只針對專業教師開放，為了適應應用型本科院校物聯網工程專業實驗課程的改革需要，引入“7+12”實驗室管理模式，即每周7天，每天12小時開放時間。擴大實驗室內物聯網覆蓋范圍，提高實驗室中網絡安全性，避免因網絡爬蟲病毒進入造成學生身份信息泄露。同時，實驗室內配備專業教師提供學生線下實驗指導，學生可結合自身需要，利用課下時間到實驗室進行專業實驗操作，提升自身的專業能力。

學生憑學生卡進入實驗室，由值班教師記錄學生出入時間，并提供學生有關項目案例，依照設備調試及實驗標準流程，完成實驗，打印實驗報告書寫有關數據，由教師給予學生正確指導[4]。

在上述過程中，學生不僅獨立動手操作完成實驗，同時還可以熟練掌握實驗設備安裝原理、整理實驗流程，在實驗過程中，學生會發現實驗結果及輸出數據具有不確定或不可預計性，因此可以激發學生對于實驗學習的興趣。除此之外，教師可實時掌握學生的學習動態，了解學生的操作情況，有助于制定教學計劃，及時調整實驗課教學任務。

四、設置實驗技能競賽

增設校園實驗技能競賽，設置專業組與非專業組，專業組由物聯網工程專業學生構成，非專業組由校園內其他專業的學生構成，定期實施教學實踐活動，通過比賽學生的實踐能力均有不同程度的提升，同時學生的專業技能得到了一定的鍛煉。營造了良好的學習氛圍，促進學生之間良性競爭，有利于學生對于專業知識的掌握[5]。

對于專業學生而言，由于競賽中增加了部分綜合性實踐項目，而傳統的實驗課內容難以滿足學生對于個性化知識的需求，因此，在競賽開展前期，學生可采用自愿報名的方式，提出自身興趣點及能力范圍，教師可結合教學大綱要求，在教材中抽選綜合性實驗項目，通過競賽強化學生對于知識點的認知。對于競賽模式，僅以完成實驗項目的時間及結果準確率為評定標準，實驗完成時間占競賽總成績的40%，實驗結果準確率占總成績的60%。采用上述方式設計校園專業實驗競賽，不僅能提升應用型本科院校物聯網工程專業學生對理論知識的學習熱情，同時也能帶動理論知識掌握能力較差的學生。對于競賽中取得優異成績的學生，可在物聯網工程專業學期成績中給予一定的加分，可調動學生的參賽積極性。

五、改革實驗課程評價方式

針對傳統實驗課程評價方式中存在的評價角度過于單一的問題，下述將開展實驗課程評價方式的改革研究。根據實驗考評項目的不同，設定不同的學生實驗評價指標。對于常規必修實驗項目，仍沿用傳統的課程評價方式：學生課前預習情況占總成績的5%，實驗流程熟練程度占總成績的30%；實驗報告數據完整度及正確率占總成績的35%。

除此之外，增設學生提出實驗合理化意見這一環節，結合實驗中出現的不確定的預測結果，學生可提出合理解決意見，依照意見的可實施性，對學生實施綜合評分，占總成績的10%。根據學生參與校內技能實踐獲得的成績及課堂中與教師互動情況，對學生評分，占總成績的10%。結合學生在實驗室進行實踐的時間及學生完成的實驗項目的情況，對學生進行評分，占總成績的10%。采用上述多維度的評價方式，可促進學生在實驗課程中進行思考，進而滿足學生全面發展的要求。

六、結語

本文從五個方面研究了物聯網工程專業的實驗課程改革，經過一段時間的教學實踐和整理學生調查數據，85%以上的學生實踐能力有不同程度的提升，部分學生已經進入到企業進行頂崗實習，企業管理者表示該部分學生在工作中具有一定的工作能力與創新意識，符合市場需求，從而證明實驗課程改革是一項系統性工程，需要高校從多維度層面思考實驗課程改革中存在的問題，以滿足教育市場對于人才培養所提出的要求。