基于項目制《物聯網應用系統設計與維護》課程教學改革與實踐

沈云峰 萬 華

（重慶建筑科技職業學院 重慶 401331）

目前，高職計算機教育中存在諸多問題：人才培養與企業崗位需求有差異；用一紙期末試卷去評價學生的知識掌握情況，而忽視了對學生動手能力、分析解決問題的能力及職業素養等方面的考核和評價。[1]

學校傳統上側重于專業素質培養方面的研究，對職業素質的培養研究比較薄弱。[2]

國家職業教育改革實施方案提出高等職業學校要培養服務區域發展的高素質技術技能人才，重點服務企業特別是中小微企業的技術研發和產品升級，加強社區教育和終身學習服務。

“物聯網應用系統設計與維護”這門課程是物聯網應用技術專業核心課程，該課程對于培養物聯網應用技術專業學生的專業核心能力與職業素養非常關鍵。而物聯網應用技術專業的學生素質和知識儲備又有很大差別，自主學習能力也高低有別，單純的理論與實訓室的實訓教學與傳統的考核方式已滿足不了企業對物聯網應用技術人才的要求，非常有必要進行教學改革。

為了深入踐行國家職業教育改革實施方案(“職教20條”)，物聯網專業技術校企聯合教師團隊從物聯網應用技術專業學生崗位核心能力與素養入手，依托校企合作單位先進的技術及平臺，持續開展專業課程教學改革研究與實踐。

一、方案

（一）課程目標

學校人才培養的定位是高素質技術技能人才，課程對象為物聯網應用技術專業高職學生，專業人才培養要求是培養具有物聯網基本理念，物聯網行業相對應崗位必備的理論知識，具有較強的物聯網應用技能，具有一定的應用系統集成開發能力，具有從事物聯網應用系統設計、施工、安裝、調試、維護等工作的業務能力。

（二）基于學校萬物互聯平臺項目進行課程設計

以物聯網系統集成工程師職業綜合能力為中心，以真實的學校萬物互聯平臺項目的真實需求為背景，通過線上、線下物聯網應用系統從設計到實施、維護全過程的訓練，突出工作任務與知識，將課程內容與職業崗位能力融合，提高學生的創新、創業能力。

根據《專業人才培養方案》和物聯網系統集成工程師職業崗位工作任務分析，確定“物聯網應用系統設計與維護”典型工作任務如下：

1.基本任務

按照項目相關文件和資料的要求，對傳感器、自動識別設備、網絡設備進行安裝調試；組織實施物聯網工程組網、布線；部署物聯網應用系統，并進行聯調，使物聯網應用系統能正常運行。

2.專業能力與知識目標

根據典型工作任務，確定專業能力與知識目標如下：

熟悉物聯網產品設備（如傳感器、自動識別設備、網絡設備）的基本原理和配置、使用技巧；熟悉操作系統、數據庫、Web服務器等常用支持軟件的配置和使用技巧；具備組織和實施物聯網組網的能力；具備安裝與部署物聯網軟硬件產品的能力；溝通和協調能力及其他相關能力。

3.專業素質目標

根據專業能力與知識目標確定專業素質目標如下：

具有物聯網應用系統設計思想，具備物聯網應用系統應用思維。

4.綜合能力和職業素養培養目標

根據專業素質目標確定綜合能力和職業素養培養目標包括：獲取知識的能力，知識遷移能力，分析、解決問題的能力，團隊意識、責任心，良好的職業素養，表達能力，創新能力。具體培養目標如圖1所示。

圖1 綜合能力和職業素養培養目標示意圖

5.課程內容安排、課程任務

分析課程實施的內、外部環境，結合課程目標確定課程結構、課程任務、課程內容，課程分為6個教學單元，按照職業難易程度，結合職業能力與知識目標對學習領域的教學內容進行序化，設計出“物聯網應用系統設計與維護”學習情境。

6.學習情境設計

學習情境1：模塊一 物聯網應用系統設計導讀 8學時

學習情境2：模塊二 智聯建科院應用系統需求分析 8學時

學習情境3：模塊三 基于APCOS智聯建科院應用系統總體方案設計 12學時

學習情境4：模塊四 智聯建科院硬件系統設計及選型 12學時

學習情境5：模塊五 基于APCOS智聯建科院系統集成開發 20學時

學習情境6：模塊六 智聯建科院應用系統維護4學時

7.考核評價

建立以學生為中心的專業和課程教學評價體系，強化實習實訓考核評價。

本課程期末考核總成績＝出勤（30%）＋作業(10%)+實踐內容（40%）+期末分組答辯（20%），職業證書作為本課程通過基本條件。根據不同類型的教學方式，線上、線下采用不同的考核方式。

線上通過超星平臺學習采用的是教學過程考核。通過線上記錄考勤，參與活動、作業等，按權值綜合評定計算成績，該項成績隨教學過程自動產生，期中出勤占比30%，作業占比10%。

課終考核方式為現場答辯，占比20%。由教學團隊通過各組學生匯報展示課程設計成果確定學生成績。教研室成立4人項目答辯考核小組，答辯小組總分占比70%，分別從項目方案書規范、內容、項目組織情況、項目完成情況進行評價；小組內部團隊成員互評占比30%，分別從團隊意識、完成質量、責任心、積極性、貢獻度進行相互評價。

再就是實踐內容考核。具體包括傳感器接入APCOS萬物互聯平臺并實現智能控制，獲取職業資格證書，如“BCCA接入工程師”“APCOS應用開發工程師”等，學生選擇一類通過即可，實踐部分占比40%。

表1 現場答辯小組考核標準

表2 小組內部評分標準

（三）教學實踐

改革傳統教學方式，從原來的課堂教學變為線上+線下混合課堂進行教學。

1.線上課程

線上課程建設主要以夠用為原則，充分參考物聯網應用技術專業教學資源庫資源、校企合作單位提供的課程資源，將課程內容以碎片化、超鏈接等互聯網知識學習方式進行重構，滿足不同層次學生碎片化時間、個性化能力培訓的學習需求；線上項目的管理形式是利用超星的PBL平臺管理培養各項目組學生的資源共享、討論交流和協作文檔能力。

2.教學方法、教學活動與作業

針對不同的學習情境，采用不同的教學方法，教師從知識傳授者的角色轉變為學習過程的組織者、咨詢者和指導者，最終將學習的壓力傳達到學生身上，使教學過程向學生自覺的學習過程轉化。主要教學方法：線上采用項目教學法、啟發式教學方法，線下采用任務驅動型教學法、實際案例教學法等。教學活動包括線上簽到、主題討論、問卷、分組等。作業均是按照項目實際運行流程布置。

圖2 教學法示意圖

3.線下課程建設

以重慶金鑫科技產業發展有限公司的APCOS普適性萬物互聯平臺為基礎展開技能培訓。具體形式是通過物聯網設備的接入、集成、維護等實訓內容，培養學生項目開發和維護能力；小組任務形式是模擬工作中的項目組開發形式，共同完成小組所選擇的項目。

（1）實訓目標

學生根據前期線上學習后做出的物聯網應用系統設計方案，通過APCOS平臺實現具體應用落地實施。鍛煉學生快速學習與實踐動手能力，團隊意識和分工協作等專業技能及職業素養，讓學生對職業崗位能力有充分的認知。

（2）實訓內容

學習情境5“基于APCOS智聯房院系統集成開發”任務一 傳感設備接入APCOS，任務二 傳感設備集成聯動設計及場景功能演示，每個項目小組通過BCCA協議接入APCOS平臺2個傳感器并展示應用場景控制聯動。根據實訓目標與內容，首先建立實訓流程關系圖見圖3所示。

圖3 實訓流程關系圖

（3）線下實訓課程教學設計

學習情境5：基于APCOS智聯建科院系統集成開發

4.職業素養教育

職業素養培養貫穿整個教學過程。重點培養學生的項目團隊合作意識、溝通協調能力、養成良好的職業行為習慣、善于發現問題、創造性地解決問題的能力，培養學生以積極的心態面對工作，以及培養對待工作的責任感、使命感。

（四）教學改革成效

通過教學改革，在畢業設計過程中有16%的學生能主動、獨立完成項目方案設計與規劃，有31%的學生學習態度向好的方向轉變，有12%的學生能夠主動探索最新的中移物聯Onenet平臺和華為云實驗沙箱，學習并搭建物聯網應用系統。有5%的學生參加全國性職業技能大賽并獲得一等獎。具體改革成效對比情況如圖4所示。

圖4 改革成效對比圖

在“物聯網系統集成與維護”課程中應用了該教學成果后，“物聯網系統集成與維護”期末考核成績優良等級以上的學生人數平均占比達90%，課程教學改革效果良好，達到預期效果。

二、結束語

通過校企教學團隊策劃設計并實施兩學期的教學改革實踐，學生的自主學習能力得到大幅提升，團隊意識得到增強，學會分析問題并解決問題，在實踐中能保持良好的職業素養，物聯網應用系統設計與集成、應用、維護的職業核心能力得到明顯提升，教學改革達到了預期目標。