應用型高校物聯網專業課教學做一體化教學方法研究

摘要：對物聯網專業教學特點進行分析，研究適合于物聯網專業的教學做一體化教學模式，提高學生專業綜合技能，從而實現應用型高校培養應用型人才的培養目標。

關鍵詞：物聯網；一體化教學方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0139-02

Abstract：The paper gives a detailed analysis of the characteristics of the teaching method in the course of internet of things. The study is suitable for the teaching mode of the course of internet of things， which is supposed to improve the students' comprehensive skills， hence to realize the teaching goal of application-oriented colleges and universities.

Key words： Internet of Things； the integrated teaching method

物聯網是目前國家重點發展的戰略性新興產業，是在嵌入式系統、無線傳感器網絡、通信網絡、分布式計算、移動計算等技術的基礎上，把任何物體與互聯網聯接起來，通過無線網絡采集實時動態的信息進行匯總分析和處理，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網產業涉及面廣，產業鏈長，應用范圍覆蓋面廣，人才需求旺盛。應用型高校物聯網專業的培養目標是以培養高素質的物聯網方面的應用技術型人才為核心，強化系統設計和軟硬件編程能力，使學生具備專業核心競爭力。

1 物聯網專業課程特點

物聯網專業包括了物聯網傳感技術、物聯網接入技術、物聯網網絡技術、物聯網安全技術和物聯網應用技術，專業基礎課程包括：C語言程序設計、數據結構、操作系統、數據庫原理與應用、計算機網絡、計算機組成原理、模擬與數字電子技術、信號與系統、數字信號處理、面向對象程序設計、單片機與接口技術等[1]。專業核心課程包括：嵌入式系統原理與應用、RFID原理及應用、傳感器技術、高級嵌入式技術（A8+linux應用開發）、ZIGBEE技術應用及無線網絡、物聯網信息安全、Linux系統開發、云計算、嵌入式Linux系統應用開發、物聯網應用系統設計與開發等[1]。

物聯網專業核心課程涵蓋了嵌入式技術、通信技術、計算機技術等多方面的軟硬件課程。這些課程涉及面廣、實操性強，培養應用型人才的教學目標決定通過教學必須使學生具有扎實的理論知識和熟練的實際操作能力。傳統的教學方法重理論輕實踐 ，不利于培養學生的創新思維和實踐能力，抑制了學生的發展。“教學做一體化”教學模式符合應用型本科培養技術型人才的要求，是培養應用技術型人才的有效手段。

2 物聯網專業課教學現狀分析

物聯網是新興產業，物聯網專業的創建時間短，涉及多個學科，物聯網專業教學也處于摸索階段，對本院物聯網專業教學現狀進行分析，還存在以下幾方面的問題：

1） 教學目標模糊，教學內容偏重理論

應用型高校的人才培養目標是為地方經濟建設和社會發展輸送具有一定理論基礎的高級應用型人才。但是，很多老師并沒有充分理解這一培養目標，沒有圍繞這一目標開展教學活動，同時由于慣性思維和自身能力的限制，仍然按照過去傳統的教學方法安排教學計劃和教學內容。傳統的教學方法中教師以講授理論知識為主，而不重視學生實際動手操作，學生也習慣于死記硬背而不善于應用，在這種教學方式下培養的學生，只注重對知識被動機械地記憶存儲，不注重實踐能力和創新能力的培養，實際操作能力差，走出校門也只是“半成品”。

2） 教學過程單向

由于傳統教學方法的影響，很多教師授課時只注重理論的講解，比如程序設計類課程，大多數教師都是按照程序設計語言的語法體系來開展教學，重點講解語法、概念、規則，這些內容多抽象，難以理解，多數學生不能及時消化，而教師為了趕進度，只能按部就班的繼續講解新的知識，學生累積的問題越來越多，卻得不到解決，久而久之，學生對學習自然失去了興趣。

3） 理論與實踐錯位

目前很多院校理論課和實踐課是分開的，在授課過程中基本都是先講理論，后安排實踐，且由于實驗設備不足，實踐課時遠低于理論課時，理論講解與實踐操作間隔時間也比較長，學生上實踐課的時候，很多知識都已經模糊甚至遺忘了，教學效果當然差。

4） 實踐環節相對薄弱

理論課堂上教師主要對基本理論知識進行講解，很少注重理論與實踐的結合，學生理論課沒有動手操作的時間和機會，比如嵌入式類課程中，多數要用到單片機、開發板之類的硬件設備，很多教師講解的時候都是純講理論，而不會現場實物演示，學生聽得一知半解，更別提動手操作了。

3 “教學做一體化”教學模式構思

1） “教學做一體化”教學模式實質

“教學做一體化”教學模式是由我國教育家陶行知提出的，他指出“教、學、做”在教學過程中是一體的，“做”是核心，教學都要圍繞“做”來開展[2]。簡單地說就是理論與實踐相結合，將理論教學與實踐教學融合在一起，提高課程教學質量。其實質就是改變傳統的教學模式，以培養應用型人才為目標，以增強學生實踐動手能力和綜合能力為重點，整合教學資源，使用多種教學方法和教學手段，使教師的“教”與學生的“學”能夠有機地結合起來，實現真正的理論教學與實踐訓練緊密結合，從而提高教學質量。

“教學做一體化”教學模式可以激發學生的學習興趣，提高課堂教學質量，充分調動學生的積極性，有效地解決理論教學與實踐教學脫節的問題，有利于應用技術型人才的培養。

2） “教學做一體化”教學模式構建

要很好的實施“教學做一體化”，需要以下幾個條件：配套的教學場所、高技能的教師隊伍和比較詳實的教學實施計劃[3]?！敖虒W做一體化”教學模式的構建要打破原有教學模式的束縛，保證新的教學模式能夠使學生獲得職業所需必要技能[2]。

① 建立適合于應用型人才培養目標的課程體系

應用型大學以服務地方為宗旨，為社會培養高素質應用型技術人才，它的教學指導思想是通過產教融合、校企合作、工學結合各種教學手段，培養生產服務于一線的高素質技術人才，這就要求應用型大學的課程體系必須以社會需求為導向，重視實踐教學，重點培養學生的實際操作能力。

結合物聯網的知識體系和學院人才培養方案，物聯網專業核心能力培養目標應該是培養具有設計、開發、維護物聯網應用系統的能力，包括物聯網節點能力、網關能力、傳輸網絡能力和數據中心能力，在課程設置方面集中體現在培養這些核心能力，可以分為三個模塊：專業基礎課程、專業核心課程和實踐實訓課程。專業基礎課程為：C語言程序設計、單片機應用、電路基礎、數據庫管理，專業核心課程包括：物聯網概論、傳感器技術、物聯網網絡技術（無線通訊）、物聯網上位機開發、RFID技術應用、物聯網中間件技術、智能設備應用開發（基于Android平臺）、物聯網產品管理與維護，實踐實訓課程包括：物聯網認知實習、感知層組建綜合實訓、物聯網上位機開發實訓、智能設備應用開發實訓、無線傳感網組建實訓、物聯網項目綜合布線、物聯網技術綜合實訓、畢業設計、頂崗實習等。

其中，專業核心課程的學習需要專業基礎課程知識作為支撐，因此，依據專業核心課程來設置專業基礎課程，專業核心課程包括了物聯網應用層、通信層和感知層三個層次，關鍵技術涵蓋傳感技術、接入技術、網絡技術、應用技術和安全技術的主干課程，結合實踐實訓課程可以有效地使學生掌握物聯網工程項目的核心技能，比如專業核心課程中傳感器技術、物聯網網絡技術（無線通訊）、RFID技術應用等課程的學習，以及實踐實訓課程感知層組建綜合實訓，能使學生初步掌握物聯網工程項目中數據采集層（感知層）設備的使用和調試；通過物聯網網絡技術（無線通訊）與物聯網項目綜合布線課程的學習，能使學生初步掌握物聯網工程項目中數據傳輸層設備的使用和調試。實踐實訓課程模塊是根據物聯網技術發展方向和特點，以“崗位驅動”的模式建立相關的核心課程、實訓項目，以項目實訓入手，讓學生們快速地進入角色，在校企合作的實踐中可以直接進入實踐崗位。

② 提高教師隊伍專業實踐能力

教師的理論與實踐能力直接決定了課堂教學的質量。在“教學做一體化”教學模式中，理論課和實踐課的分界線逐漸淡化，課堂教學既包含理論，又融合了實踐操作，對教師的實際操作能力要求較高，培養或引進理論與實踐雙結合的教師是“教學做一體化”教學模式中一個重要的環節。

物聯網專業建立時間晚，對口的專業教師少，尤其需要重視教師隊伍的建設。因此，應用型高校應該完善教師培訓制度，增加教師培訓渠道，如：（1）校內培訓，對缺乏物聯網專業知識的對口教師進行集中培訓；（2）國培省培，委派教師參加全國全省各地物聯網專業教師集體培訓，了解物聯網技術發展趨勢，交流物聯網專業建設中存在的主要問題；（3）校企合作培訓，專業教師定期到企業進行交流學習，了解企業的實時需求、運作模式和新興技術，參與企業研發，提高自身業務能力。這一系列的措施，可以提高專任教師專業素質，使他們既具有扎實的理論基礎知識和教學功底，又有過硬的專業實踐操作能力。

③ 安排理論實踐結合的教學活動

“教學做一體化”模式強調理論教育以實用和夠用為原則，重點在于培養學生動手實操的能力，在教學形式和內容上都需要有所轉變，首先教學內容應該有的放矢，將理論與實踐有機結合起來，理論不能脫離實踐，理論知識的安排必須圍繞實踐技能展開，突出專業技能培養的重點，強化實踐操作能力的訓練。其次教學形式應該從理論課偏多轉變為理論實踐結合，打破理論課、實驗課的界限，將理論教學和實踐教學融合在一起，教師可以邊講邊演示，學生也可以邊聽邊操作，用實際操作強化所學到的理論知識[4]。

“教學做一體化”模式改變了過去理論與實踐分離的狀態，使理論教學和實踐教學能夠連貫、自然地銜接起來，教學、演示和訓練同步進行，教學方式靈活，課堂生動，突出了學生的教學主體地位，使學生能夠在實踐中領會消化理論知識，教學效果事半功倍。同時，開放性的教學環境，更有利于提高學生的學習興趣，并幫助教師了解學生的學習情況，以便及時調整教學計劃，因材施教。

④ 設計多層次的實訓教學體系

“教學做一體化”模式中的做還體現在安排與課程配套的實訓環節。分析物聯網專業的課程特點，優化整合其實驗實踐教學環節，確立多層次的實踐教學體系，包括：基礎實驗實踐、綜合實訓實踐和創新設計實踐，每個實踐層次都有各自的實踐環節，如：課內實驗、課程設計、實習實訓、大學生創新項目、物聯網設計大賽和畢業設計等操作。

⑤ 創建靈活適宜的考核方式

考核方式是檢測教學成果的重要手段，一體化教學模式的考核強調對教學實施的全過程的考核。對每個學生在教學做過程中的學習態度、學習狀態和學習效果進行實時跟蹤，突出技能訓練的過程控制。同時，不拘泥于傳統筆試的考試形式，增加考試內容和方法的靈活性，考核以實際動手操作方式為主，更客觀、更全面地衡量每個同學的綜合技能及學習效果。

4 總結

通過對物聯網專業教學特點進行分析，以培養學生實際動手操作能力為準則，研究適合于物聯網專業的打破傳統教學觀念的“教學做”一體化教學模式，理論結合實踐，可以提高學生綜合技能，從而實現應用型高校培養應用型人才的培養目標。

參考文獻：

[1] 廖麗嶸.應用型高校物聯網專業實踐教學模式研究[J].現代計算機，2015（9）：67-71.

[2] 朱大虎，王曉平.高職高專計算機應用技術專業“教、學、做”一體化教學模式的探索[J].理論觀察，2011（3）：11-132.

[3] 馮秀彥，任曉鵬，張紅瑞.基于CBE理論的“教、學、做”一體化教學模式[J].石家莊職業技術學院學報，2009（12）：17-21.

[4] 胡大威.理論實踐一體化教學模式的探索[J].遼寧高職學報，2007（10）：41-42.