基于專創融合的“物聯網硬件技術基礎”課程的教學改革與探究

陳春瑋，歐浩源

（廣東職業技術學院，廣東佛山 528000）

一、課程專創融合改革的研究背景

新時代的創新創業教育已經成為我國實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略的一個重要內容，將為培育學生的綜合能力和創新思維，增強教育服務創新發展奠定基礎。創新創業教育與專業教育的融合，是從工具型教育、知識型教育到智能型教育的發展，它的核心是全面提高學生的創新創業素質，塑造全面發展的人才。創新創業教育應該貫穿于高校人才教育的全過程[1]。

專創融合指的是專業教育與創新創業意識培養的有機融合，教育理念也是從單一的專業學科轉向多學科交叉的趨勢發展。特別是近些年開設的新工科專業物聯網應用技術、人工智能應用技術、大數據應用技術、區塊鏈應用技術等都是突破傳統單一學科的跨學科的交叉融合的課程而構成。2019年1月，《國家職業教育實施方案》發布，將學歷證書與職業技能等級證書結合起來以“1+X證書”制度被重點提出。作為一項重磅改革的舉措，“1+X證書”制度目的在于深化復合型技術技能人才培養培訓改革，促進產教融合，推進校企合作，鼓勵職業院校學生拓展就業創業本領[2]。專創融合課程正是為了強化學生動手實踐能力，促進專業知識與創新創業意識的融合，培養學生創新能力、創業思維、團隊意識而進行改革[3]?！拔锫摼W硬件技術基礎”課程是物聯網專業的核心基礎課程，是學生開發更復雜的物聯網產品的基礎。物聯網的嵌入式開發、物聯網智能硬件開發、物聯網云平臺開發都要圍繞“物聯網硬件技術基礎”這門課程展開教學。專創融合的“物聯網硬件技術基礎”課程的改革已經成為物聯網應用技術專業改革的源頭，同時以專創融合為基點“物聯網硬件技術基礎”的課程改革可以帶動物聯網其他課程的深度優化。

二、“物聯網硬件技術基礎”的課程現狀分析

（一）“物聯網硬件技術基礎”課程學情分析

“物聯網硬件技術基礎”的授課對象為“物聯網技術應用”專業的學生，該專業的生源主要有：學校學考自主招生、來自高考的高本銜接班、來自高考的普通班以及從中職過來的1+X證書考生。雖然學生來源途徑多，學生基礎水平有差別，但動手能力強、實踐興趣濃厚，是他們的一個普遍特點。

通過往屆學生的數據，大部分同學們在掌握了電路分析、電子基礎、單片機原理與傳感器技術這些物聯網應用的基本硬件知識后，有著很大的探索和求知欲望，積極參與各類創新創業大賽，希望通過動手實踐來體現自我價值。

（二）課程的專創融合內容不足

“物聯網硬件技術基礎”教學方式是以CC2530微控制器為核心進行案例項目而展開，內容從理論層面看還是非常豐富，具體有LED燈控制、按鍵掃描處理、外部中斷應用、定時器1、定時器3、定時器4、看門狗定時器、系統時鐘設置、串行數據收發應用、ADC采樣處理、光照傳感器、溫度傳感器、OLED顯示應用、物聯網綜合應用項目等。課程以應用為導向，通過案例項目的實施，引導學生通過動手實踐，在直接經驗習得的過程中去獲得間接經驗，以做中教、做中學的方式，讓學生在具體實踐中理解基礎理論。但是學會了課程的案例未必就能應用到現實項目中，在課堂上的案例往往是為了理解某一個知識點而精心設計的，缺乏現實應用價值。通過突破知識點來灌輸給學生的方式是缺少創新意識，缺少創業思維的。傳統的“物聯網硬件技術基礎”課程已經不適合當下提倡的專創融合課程需求了。

（三）教學手段和方法缺乏創新

以往的“物聯網硬件技術基礎”教學方法大多以教師為中心，盡管教學資源準備很充分，但還是缺少學生主動參與課堂的環節，整個教學過程還是以知識點填鴨式輸入為主，學生缺少獨立思考的過程，成為知識的被動接受者[4]。單方面的灌輸束縛了學生自主拓展學習能力、創新創業思維、團隊合作意識。教學手段大多以PPT、授課等傳統方式，單一的教學手段大大降低了學生學習的興趣，很難激發學生創新和發散思維。“物聯網硬件技術基礎”是一門動手實踐極強的課程，現有教材往往過于理論化，缺少以案例實驗展開的教材。

（四）產教融合、校企合作過于形式化

產教融合是指產業與教育深度融合，人才培養、科學研究 、科技服務為一體的辦學理念，形成學校與企業渾然一體的辦學模式。但是在實際落實中往往是引進企業的教學設備形成一體的實訓室為最終目的，缺少與企業開發相對應的配套的教學資源，導致教學設備很難融入教學中，或者違背專業開設最初制定的人才培養方案。企業缺少與學校專業培養的深度探討，同時也缺少針對性的師資培訓，導致很多實訓室的建設在后續課程開設過程中沒有充分利用。經驗豐富的企業工程師沒有參與課程的開發與實踐，教師單方面的努力是遠遠不夠，這就很難讓課程接近行業、接近產業，從而阻礙了學生的創新創業思維導向。

三、基于專創融合的“物聯網硬件技術基礎”的課程改革具體措施

（一）基于專創融合的教學內容改革

“物聯網硬件技術基礎”是“物聯網應用技術”的專業基礎課，安排在大一下學期，共48學時，24次課。本“專創融合”特色課程擬在每次課合適的時候，安排10分鐘，分三大部分20次課對學生進行創新創業教育，結合老師的成功創業案例，講授在物聯網行業的創新創業故事，傳授創新創業知識，激發創新創業靈感，鼓勵開展創新創業活動。課程的教學內容結構和安排如圖1所示。

圖1 專創融合的課程的教學內容結構和安排

（二）基于專創融合的教學策略改革

教學方法以學生為中心，以“物聯網硬件技術基礎”課程為載體，結合授課老師的創業經歷和感悟，以授課教師創業產品為案例，通過講授法、案例分析法和任務驅動法，向學生講授創新創業的核心知識與實戰應用，啟發學生的創新創業思維，構建創新創業的知識體系，引導學生正確開展創新創業活動，積極參加各類創新創業大賽，將創新創業教育貫穿于《物聯網硬件技術基礎》專業教學全過程。

本“專創融合”特色課程的教學組織形式主要有以下五種：課堂面授：在“物聯網硬件技術基礎”的課堂花十分鐘，進行創新創業教育；線上交流：通過社群、直播等新媒體建立交流平臺，進行多方位學習；線下拓展：通過組織專題討論和創業沙龍活動，進行學術討論和應用拓展；實戰應用：結合物聯網技術應用專業，構思項目，撰寫計劃書，形成完整方案；項目培育：對優秀項目進行重點培育打磨，參加各類創新創業比賽。

信息技術手段包含錄制創新創業微課，方便課堂面授和學生課后學習；利用直播平臺等手段，連線創業校友，分享創業案例與成功經驗；利用視頻網站資源，進行創新創業拓展學習。

（三）培養優秀學生，激發創新思維，培育優質項目

物聯網技術應用專業學生動手能力強，實踐興趣濃厚，在完成“物聯網硬件技術基礎”專業基礎課的學習后，基本具備獨立設計物聯網產品的專業能力。通過專創融合教育，學生具備了系統的創新創業知識，形成了創新創業思維，點燃了他們的創新激情，培育了他們的創業能力。對部分優秀學生進行重點培育，對部分優質項目進行重點培育，在課程結束的時候，我們會形成一些能夠參加創新創業大賽的項目，擁有具有創新創新知識的學生。在這種情況下，不管是參加“挑戰杯”大學生課外作品大賽還是“互聯網+”創新創業大賽，都可以獲得很好的成績。

（四）企業工程師參與學生課程實訓與教學

“物聯網硬件技術基礎”課程選用的實訓套件來自佛山市圖志科技有限公司的旗艦產品，由授課老師設計、制作、運營，該產品與課程的專業技術緊密結合，同時又是主講老師自身經營的創業產品，其中不但注入了物聯網硬件的專業知識，還蘊含了很多創新創業的核心要點，是本“專創融合”項目很好的案例。

為了拉近行業的距離，我們與合作企業深度研討，讓有豐富經驗的工程師直接參與學生課程實訓周的教學。比如，新大陸工程師可以作為學生的實訓指導老師，以企業任務的形式安排教學活動，分小組以任務卡形式展開實訓。這個過程不僅可以豐富教學內容，而且也能培養學生的職業素養。我們專任老師與企業老師相互學習，取長補短，真正形成了學校與企業渾然一體的辦學模式。

（五）構建專創教育資源體系，探索創新創業教育新模式

隨著“物聯網硬件技術基礎”課程的實施，教學內容不斷完善、教學方法不斷改進、教學資源不斷補充、教學經驗不斷積累，進而形成一套專創教學的資源體系，探索出適合物聯網領域的專創教育模式。如果該模式收效顯著，則可進行更高層次的總結提煉，向更合適的專業進行推廣。

四、專創融合改革的教學成效

“物聯網硬件技術基礎”課程是物聯網技術領域創新創業的一個重要基礎。具有本課程專業基礎同時又有創新創業精神的同學可積極參與創新創業活動。這既是本課程的一個重要教育成果，又為周圍的同學提供了很好的榜樣。

（一）參加技能競賽的成果

物聯網應用技術專業以“物聯網硬件技術基礎”為基點的專創融合教學模式展開后，近兩年來，我校物聯網專業學生參加技能大賽從單一的物聯網應用技術賽項拓展到智能硬件賽項、智能機器全景賽項、智慧網聯等，由省教育廳舉辦的技能大賽拓展到各行業協會的知名賽事，成績頗為顯著。我校物聯網應用技術專業學生參加各類技能大賽獲得國家級三等獎三項；省級一等獎四項，二等獎三項，三等獎一項。技能競賽帶動整個專業學生的學習氛圍，同時可以培養學生的專業素養、大國工匠精神。

（二）參加創新創業比賽的成果

我們以工作室的模式孵化各類創新創業項目，“物聯網協同創新項目工作室”為學生開展創新創業活動提供了場地和條件。工作室的研發內容大致分為硬件開發、軟件開發、智能開發，幾乎覆蓋物聯網全場景。學生根據自己的專長和興趣加入其中一個小組，各小組真實還原了企業開發的團隊合作形式。工作室學生的《生命引路者——全覆蓋多功能的智能消防產品》創業項目參加獲得“挑戰杯”比賽和“互聯網+”創業比賽，成績斐然，獲得廣東大學生計算機作品競賽一等獎、泛珠三角計算機作品競賽三等獎、“挑戰杯”廣東大學生創業計劃競賽金獎并晉級國賽，同時獲得學生為主的實用新型專利5項、公開發明專利2項。工作室學生的《基于Cat.1物聯網技術的環境監測與預警系統》獲得廣東省科技創新戰略專項資金“攀登計劃”一般項目。工作室學生的《基于LuatOS的物聯網環境監測系統設計》獲得廣東大學生計算機作品競賽一等獎并入圍泛珠三角總決賽。這些成果離不開“物聯網硬件技術基礎”課程的專創融合改革。

五、結束語

我們要將創新創業教育和“物聯網硬件技術基礎”專業課程進行深度融合，面向全體學生，貫穿專業教育全過程，培養學生的綜合能力，構建學生創新思維，點燃學生創業激情，弘揚人的主體性、發展人的創造性、開發人的潛能、培養人的健全人格，塑造全面發展的學生。