基于“社團有趣·競賽有技·科研有效·就業有用”的物聯網專業教學改革探索
——以無錫工藝職業技術學院為例

馬 飛

(無錫工藝職業技術學院，江蘇 宜興 214206)

當前，物聯網專業的建設已經成為了各大高校的重點工作[1-7]。在專業建設方面，一部分高校側重物聯網應用層方向，在原有的計算機或軟件專業基礎上進行建設[8-10]；還有一部分高校側重物聯網感知層和傳輸層方向，在電子或通信專業基礎上進行建設[11-14]。在課程體系建設方面，包括理論教學和實踐教學兩部分。傳統的教學方式使得部分學生在學習過程中普遍出現學習興趣不足、動手能力較弱、研究潛力較低和就業方向不清的問題。如何進一步改革物聯網教學模式，提升學生學習主動性和有效性，成為了當前教學的首要任務。

1 物聯網專業傳統教學模式

物聯網應用技術專業立足于培養掌握本專業基本知識和主要技術技能，面向物聯網企業和物聯網系統的設計研發、調試和維護等行業領域，能夠從事物聯網工程項目的規劃、施工管理；物聯網設備安裝、調試和維護；物聯網項目售后服務、維保與管理；物聯網智能終端產品的生產制造與輔助設計等一線需要的技術技能人才。

以無錫工藝職業技術學院為例，物聯網專業課程體系按照底層基礎、中層模塊和高層方向進行設置，共分為三大部分，如圖1所示。在底層基礎部分，主要側重于專業基礎知識的學習，普及物聯網的基本概念、發展歷程、組成結構等；在中層模塊部分，主要針對核心專業課程進行學習；在高層方向部分，將對學生進行更加細化的專業提升訓練。

圖1 物聯網專業課程體系Fig.1 Internet of things professional course system

由于現階段高職院校部分學生對于傳統的以知識為導向的教學方式已經表現出接受力不足的趨勢，無錫工藝職業技術學院已針對此趨勢進行了項目式課程改革，將課程逐步轉變為項目驅動式的教學方式。但是，單一改變教學方式的功效仍然不夠顯著，一些學生的學習興趣、主動探索知識的欲望仍然不夠強烈，動手能力還有待提升，科研能力和就業知識儲備也顯得單薄，如何系統性提升物聯網專業學生的綜合能力成為了需要解決的關鍵性問題。

2 物聯網專業教學模式改革

為了提升物聯網專業學生的綜合能力、動手解決實際問題的能力和科研潛力，激發學生主動探索專業知識的熱情，為就業做好知識和技能儲備，提出了依托專業社團培養學生專業興趣、通過專業競賽提升學生動手能力和教師教學能力、依靠科研項目提升學生研究潛力和教師科研能力、練就學生就業所需的專業能力和職業素養的物聯網專業教學模式。

2.1 智能機器人社團培養學生專業興趣

當前，人工智能技術發展迅猛，學生普遍表現出對智能機器人的濃厚興趣。智能機器人中涵蓋了物聯網技術中的智能感知、遠程數據傳輸、人機交互界面開發等技術。2014年12月，無錫工藝職業技術學院成立了智能機器人社團，是物聯網專業的專業性社團組織，為學生深入了解物聯網的行業應用、提升專業學習興趣、增加師生互動渠道提供了平臺。智能機器人社團自成立以來，通過舉辦知識交流會、機器人競賽、校外參觀調研、知識競賽等多種方式，顯著提升了物聯網專業學生對專業的學習興趣，為學生提供了課外交流、學習和展示的平臺，對物聯網專業教學起到了很好的促進作用。

2.2 專業競賽提升學生動手能力和教師教學能力

學生通過智能機器人社團培養出對物聯網專業的濃厚興趣以后，還將通過各類專業競賽來提升動手能力。同時，學生還會參與到教師微課比賽、教學能力比賽的進程中來，師生共同展示真實的課堂教學情況，學生可以鞏固所學專業知識，教師可以進一步提升教學能力。

自2014年9月以來，學生和教師在各類競賽中屢次獲獎：2015年江蘇省“挑戰杯”課外學術作品競賽三等獎、2017年中國工程機器人大賽二等獎、2017年江蘇省機器人大賽二等獎、2019年江蘇省高校微課教學比賽二等獎、2020年江蘇省職業院校教學大賽二等獎、2020年江蘇省高校微課教學比賽二等獎和2020年江蘇省“領航杯”大學生信息技術應用能力比賽二等獎。

2.3 科研項目提升學生研究潛力和教師科研能力

當學生通過各類專業競賽的磨練具備了一定的動手能力后，教師將與學生共同針對具體的研究項目進行科研攻關。在這一過程中，學生將在教師的指導下撰寫學術論文、申報國家專利、撰寫項目申報書和結題材料。在學生的研究潛力得到開發的同時，教師的科研能力也有了更進一步的提升。

自2014年9月以來，指導的學生完成了多項研究項目并發表多篇學術論文：“2015年江蘇省大學生創新訓練計劃項目——智能撿球機器人”“2017年江蘇省大學生創新創業訓練計劃項目——基于Arduino的機器人與課程開發”“2019年無錫工藝大學生創新訓練計劃項目——一種多自由度人形機器人設計”；盛玉寶、左華林和徐開起三位同學撰寫的學術論文《一種智能撿球機器人視覺識別機構研究》發表于《長江信息通信》2016年第2期；段志平、盧飛和石志健三位同學撰寫的學術論文《一種多自由度人形機器人》發表于《長江信息通信》2019第10期。

2.4 練就學生就業所需的專業能力和職業素養

經過社團培養專業興趣、各類競賽鍛煉動手能力、科研項目開發研究潛力之后，學生已經具備了較強的就業所需的專業能力。在大三頂崗實習之前，還將邀請校外企業導師對學生進行職業素養方面的訓練，并舉辦專題講座，系統提升學生的綜合素養，以期達到“離校即上崗、上崗即見效”的培養目標。

3 結語

本研究提出了一種依托專業社團、專業競賽和科研項目綜合提升學生就業素養的物聯網專業教學改革方案。經過多年的實踐檢驗，有效培養了學生對物聯網專業的學習興趣，顯著提升了學生的動手能力和教師的教學能力，開發了學生的研究潛力和教師的科研能力，最終練就了學生就業所需的專業能力和職業素養。