新工科背景下物聯網技術概論課程思政教學研究與實踐

顏珍平 顏謙和 劉志成

（湖南鐵道職業技術學院，湖南 株洲 412001）

1 引言

物聯網是國家新興戰略產業，也是一門新興技術學科。物聯網技術概論是物聯網應用技術專業學生了解物聯網技術的一門入門課程，能使學生更快了解物聯網技術的基礎知識及相關概念，為后續的專業課程學習打下堅實的基礎。本課程結合時政和物聯網技術發展動態，在教學中融入大學生思想政治教育，注重強化對學生的工程倫理教育，培養學生精益求精的工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

2 課程思政整體設計

物聯網技術概論課程作為物聯網應用技術專業的基礎課程，是專業課協同育人的主陣地，承擔著重要的知識技能培養任務和思政素養教育任務，要發揮啟蒙課程鑄魂育人的作用，幫助學生建立正確的學習觀，激發學生的學習動力，在潛移默化中培養學生的科技自信和創新意識，達到全方位培養學生的目的。

2.1 無縫對接課程思政目標，將專業知識和課程思政有機融合

課程團隊經過調研分析，根據物聯網應用技術專業培養方案和新工科專業特點要求，確定本課程思政的目標，主要是培養學生科技自信、精益求精、愛國情懷、勇于創新的精神。

課程思政整體設計如表1所示。

表1 課程思政整體設計

2.2 從智慧應用場景體驗出發，培養學生科技自信

在校園安全防疫中，人工登記和手動測溫方式會大大降低效率，不僅需要花費更多的人力和物資，測溫數據整理困難、人員追溯難，因此為校園提供學生智能測溫手環、人臉識別測溫儀的應用案例，向同學介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進技術在疫情中的應用，增強學生中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，厚植愛國主義情懷。

2.3 采用“問題導向”教學策略，增強自信心和使命感

采用“問題導向”的教學策略，講解時事政治案例，引入科技發展前沿、實際生產問題，激發學生的學習熱情和創新能力，立志投身物聯網行業，加深對物聯網專業的學科認同。

以“北斗”定位系統為例，介紹中國定位技術的發展，讓學生了解中國科技的創新，培養學生的愛國情懷、自信心和民族自豪感；武漢東湖高新區投入了1000輛“北斗高精度測試用車”，每輛車都配備了北斗導航定位芯片。北斗高精度測試用車上安裝北斗終端后，運營方依托北斗系統的高精度定位功能，可精準定位車輛位置；并通過電子圍欄和“車+框”

同級精準定位技術，準確了解車輛是否停入指定的停車區域，用戶只有把單車停在指定的停車區域內，才可關鎖結賬，進一步規范了用戶停車行為。

2.4 依托物聯網創新工作室，幫助學生樹立正確的發展觀

依托物聯網創新工作室，組織工作室學生、畢業生、企業工程師，面向低年級學生，進行“線上+線下”相結合的物聯網創新應用開發交流，讓大一新生了解當前物聯網行業、企業對物聯網技術方面的需求和要求，幫助學生做好職業規劃，建立個人發展必須與國家需求與行業發展要求相一致的理念，樹立正確的發展觀。

3 課程思政教學單元的實施

下面以“傳感器精準檢測，厚植愛國情懷——分析冷暖自知的傳感器技術”為例，進行課程思政教學單元的設計與實施。

本案例結合疫情防控特殊時代背景，采用智慧生活中的應用場景，以“人臉識別體溫檢測儀”為載體，分析冷暖自知的傳感器技術，讓學生體驗體溫檢測傳感器的智慧應用，幫助學生厘清傳感器概念、掌握傳感器檢測的原理、分析傳感器技術的工作原理，介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進技術在疫情中的應用，增強民族自豪感，培養學生的科技自信，厚植愛國主義情懷。

3.1 教學目標

本案例的教學目標是厚植愛國主義情懷，樹立科技報國的信念，實現價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”，技能和素養雙重提升，實現立德樹人潤物細無聲。

本案例的知識、技能、素養三維目標，如圖1所示。

圖1 教學的三維目標

通過分析發現，學生普遍具有積極向上品質，但對自己的專業和未來的職業還有點迷茫；作為數字原住民都具有一定的信息素養，對信息化工具和手段感興趣，具有查找資料的能力，喜歡即時的肯定與表揚，喜歡展示與分享小組競賽活動，關心社會熱點事件和問題，對新事物有自己獨到的觀點與想法[1]。

針對學情，借助在線開放課程豐富的微課資源和信息化工具，采用“線上+線下”混合式教學策略，依托云平臺、信息化手段，利用設計開發的微課資源，組織實施了基于微課的“翻轉課堂”教學模式，注重培養學生的知識技能與素質雙線培養。

3.2 教學組織

3.2.1 課前自學

課前學生登錄中國大學MOOC平臺自主學習傳感器的相關知識，并進行交流討論，如有問題在討論區中提問，為課中教學打好基礎，教師隨時關注并分析學生自主學習的情況和提出的問題，培養學生誠實守信、實事求是、自主學習的習慣。

3.2.2 課上問題解決

任務引入：播放疫情中使用的“人臉識別自動測溫儀的應用”視頻，引入新課內容，激發學生對學習新技術的學習興趣，提高學生抗疫的責任感和使命感，樹立全民防疫態度，引導作為大學生應該要有奉獻、責任、擔當意識，如圖2所示。

圖2 “人臉識別自動測溫儀的應用”視頻

結合學校校門、食堂等關鍵區域采用人臉識別自動測溫場景，分析人臉識別自動測溫儀的作用，減少體溫監測人員的感染風險，解決傳統體溫檢測人工成本高、測量效率低、預警響應慢、全局掌控難等弊端。

開啟頭腦風暴活動，讓學生說一說傳感器技術還可應用到哪些場景應用，培養學生樂于分享、善于溝通交流、團隊協作能力；通過總結介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進傳感器技術在疫情中的應用，培養學生科技興國的理想信念和創新精神。

任務分析：根據引導視頻，分析“人臉識別測溫儀”的工作原理：通過雙目攝像頭識別人臉，識別到人臉之后上方的黑體測溫模塊開始工作，測出溫度后屏幕上將會顯示當前人體的溫度，實現“人臉識別+體溫檢測”，具體如圖3所示。

圖3 分析“人臉識別測溫儀”的工作原理

為方便學生更好地理解各類傳感器，結合人體視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等器官，分析不同類別的傳感器，使傳感器更加形象化、生動化，如圖4所示。

圖4 傳感器的分類

觀看國產十大品牌傳感器，引導學生理解不同類型的傳感器，通過對國產傳感器類型的觀看和分析，培養學生民族自豪感、自信心。

下發過關測試題，檢測學生對傳感器原理和類別的學習情況，開啟隨機選人活動，請學生回答各類傳感器所屬的類別；針對學生回答，提出傳感器分類還需針對原理進行分析確定，旨在培養學生嚴謹規范、精益求精的工匠精神。

任務實施：利用開發板和開發環境，調試好預先準備好的源程序，并下載到開發板，采集各傳感器的數據，并通過串口傳輸出來，培養學生理論聯系實踐、解決問題的能力，如圖5所示。

圖5 利用傳感器采集數據

要求學生利用開發板搭建開發環境、調試程序，對人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器的數據進行采集，并實時記錄，培養學生記錄的良好習慣，并要求學生能靈活處理搭建開發環境、調試程序、數據采集實施過程中出現的問題，培養學生嚴謹認真的科學精神及團隊協作精神。

針對學生任務實施過程中出現的問題，引出傳感器設計不合理導致“埃及航空”空難事件，提出精益求精、細節決定成敗的理念。

任務評價：小組代表進行上臺操作演示、互評，培養學生溝通交流能力；下發自評活動，要求學生針對自身課堂表現進行綜合評價，培養學生的擔當和責任意識，客觀進行自我評價。

3.2.3 課后拓展內化提升

課后下發拓展任務，思考人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器信號采集，三個不同的傳感器信號有什么區別？從而引出開關量、模擬量、邏輯量傳感器，傳感器按輸出信號的分類模式等內容，要求學生自主搜索資料完成，培養學生自主學習習慣和意識。

整個教學實施過程中采用多樣的教學方法和手段，把思想政治教育融入課程教學各個環節，形成協同效應，技能和素養雙重培養，實現立德樹人、潤物細無聲[2]。

3.3 教學考核評價

本案例實施過程中將價值引領、知識傳授、能力培養的教學目標納入課程學習評價中，將思政元素滲透到教學的全過程，設置“價值引領”的觀測點，融入精益求精、嚴謹認真的科學精神、創新思維等思政元素，并滲透到教學各環節，通過各類傳感器的精準檢測傳輸數據，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當，最終實現課程教學的育人目標[3]。

考核評價標準如表2所示。

表2 課程考核評價標準

4 結語

通過下發調研問卷，回收120份問卷，了解學生學習本課程的收獲，具體如圖6所示。

圖6 課程學習的收獲

通過物聯網技術概論課程思政的教學改革與實施，有機融入家國情懷、精益求精、嚴謹認真、學以致用等思政元素，幫助學生樹立正確世界觀、人生觀、價值觀，激發學生學習動力，提升新工科物聯網應用技術專業人才的軟實力，實現技能和素養雙重提升，真正做到立德樹人、潤物無聲。