PBL在物聯網工程專業建設中的應用探索

李傳文 張偉 陳進

摘? 要：作為一門新興學科，物聯網工程本科專業建設受到了人們的廣泛關注。文章從物聯網與計算機兩個相關學科的聯系與差異出發，結合PBL教學手段，對物聯網工程專業的建設進行探索。從PBL七個關鍵元素的角度，分析了如何從計算機的基礎教育引出物聯網的專業知識，設計了不同學年的計算機與物聯網相關課程比例，研究了課堂講授時間與項目實踐時間隨學生技能提高而應進行變化，總結了不同培養目標在各學年的時間分布曲線，探討了學生、教師和教學設施在專業建設中起到的作用，最終形成了一套適應現有物聯網本科教育需求的專業建設模式。文章提出的物聯網工程專業建設模式將對現有的物聯網工程教育理論形成有益的補充，并將有效促進PBL教學法在國內大學工科教育中的實踐。

關鍵詞：PBL教學法;物聯網工程;專業建設;人才培養;教學方法

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）24-0082-04

Abstract： As an emerging discipline， the undergraduate professional construction of Internet of Things Engineering has received widespread attention. This article starts from the connection and difference between the two related disciplines of the Internet of Things and Computer， combined with PBL teaching methods， to explore the construction of the Internet of Things engineering discipline. From the perspective of seven key elements of PBL， this paper analyzes how to introduce the Internet of Things from the basic education of computer， designs the proportion of computer and Internet of Things， studies classroom teaching time and project practice time with the improvement of student skills， summarizes the time distribution curve of different training objectives in each academic year， discusses the role of students， teachers and teaching facilities in professional construction， and finally forms a set of professional construction mode to meet the needs of existing Internet of Things undergraduate education. The construction model of the Internet of Things specialty proposed in this article will form a useful supplement to the existing Internet of Things engineering education theory， and will effectively promote the practice of PBL teaching method in domestic university engineering education.

Keywords： Problem Based Learning （PBL）; Internet of Things Engineering; professional construction; talent training; teaching methods

繼計算機技術和互聯網之后，物聯網技術引領了世界信息產業的第三次浪潮。隨著物聯網相關技術的飛速發展，企業界對物聯網專業人員的需求也在不斷增長。與此同時，物聯網工程教育在大學中得到了廣泛重視。計算機科學是物聯網的重要基礎，目前在我國大學的學科建設中已經形成了成熟的體系。因此，在物聯網工程專業建設中將物聯網與計算機的知識和技能相結合，為物聯網專業的學生構建與計算機相關的跨學科知識模型是我們進行物聯網工程專業建設的重點研究課題[1-3]。因此，本文將重點探索這種跨學科模型中各學科之間的知識聯系，并研究如何在專業建設中應用PBL（Problem Based Learning）[4-6]來有效提高學生學習效果。

作為工業領域中的新興學科，物聯網與傳統的計算機學科相比具有不同的知識邊界和教育目標。本文首先根據計算機和物聯網兩個基本學科之間的共性和差異提出跨學科課程模型，并從PBL的七個關鍵元素（目標與結果、問題與項目、進展與規模、學生的學習、人員與設施、空間與組織、評估與評價）[7]出發，對計算機物聯網的跨學科課程設計模型進行研究。

一、目標與結果

為了培養適應新型工業化要求的復合型物聯網人才，完成工程教育認證對于工科教育培養目標的要求，將課程目標和結果歸類為五大方面：專業素養、科學研究、人文和社會素養、合作和溝通、終身學習。