基于對分課堂的物聯網導論工程項目研究

[摘 要] 為提高物聯網導論課程教學質量，激發學生學習物聯網專業的學習興趣，探討在物聯網導論課程中，引入基于“學習產出”和“對分”相結合的工程教育模式，在實際教學過程，效果良好。

[關 鍵 詞] 物聯網；工程項目；新工科；對分課堂

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）28-0173-01

物聯網導論課程主要讓物聯網工程專業學生了解物聯網技術的概況，把握物聯網發展趨勢和物聯網技術的各個領域。近年來，一些一線教師對如何提高物聯網導論課程的學習效果，進行了很多研究，比如何德彪的物聯網導論課程中課堂教學與課下總結模式探討，趙翠芹的應用需求牽引物聯網導論課程教學改革等都對物聯網導論課程的教學模式和教學內容進行了有效探索。

一、工程項目化教學

項目化教學是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，將理論教學融入實踐項目中，為學生安排特定工程項目，組織學生參加項目設計、實施，并開展項目驗收，給出評定。本人通過對物聯網技術應用的研究，梳理出四個物聯網技術體驗型案例項目，讓學生在老師的引導下完成該項目，在完成該項目的過程中鍛煉學生發現問題、解決問題的能力。

二、對分課堂

對分課堂理念是把一半時間分配給教師課堂講授，另一半分配給學生以小組討論的形式進行學習。對分課堂強調先教后學，教師講授在先，學生學習在后。教師在課堂上介紹基本框架、基本概念，著重講授重點、難點，并不窮盡教材內容。在課后學習中，學生根據自己的節奏完成知識吸收，完成資料查閱，要給學生充分的時間準備，回到課堂上，把學生分成小組，小組內討論自己學過的內容。這樣“對分課堂”把教學分為三個過程，分別為講授、內化吸收和討論，因此對分課堂也可簡稱為PAD課堂。

三、物聯網導論課程授課內容

物聯網導論的教學順序基本上是物聯網概述、自動識別與RFID、無線傳感網、定位系統、智能信息設備、無線寬帶網絡、無線低速網絡、移動通信網絡、大數據與海量存儲、數據庫系統、物聯網安全和物聯網綜合應用。

四、基于學習產出的物聯網導論工程項目研究

按照物聯網導論的學習內容，選取五個項目，這五個項目分別為智能交通、智能家居、智慧農業、智能環境監測和智能機器人。這些項目基本涵蓋了物聯網技術的全部基礎知識。以智慧農業項目為例，講述如何實施基于學習產出的物聯網技術項目。

（一）工程項目化實施

1.需求分析

需求分析就是要搞清楚用戶的需求，智慧農業必須實現對農作物生長環境和農作物生長狀況的監測、監測數據的傳輸、監測數據的處理和智能控制等功能。

2.設計

智慧農業系統一般采用ZigBee和WiFi技術相結合的混合網絡，包括農田信息采集模塊、農田實時監測模塊、數據處理模塊和控制系統模塊。農田信息采集是對農作物的生長環境信息進行采集，主要使用多種傳感器，通過傳感網的布置來感知農作物的生長環境。采集模塊采集的數據通過布置的WiFi網絡傳給數據處理中心處理，處理后提供給控制模塊，控制模塊通過對監測數據的處理來發揮自己的控制功能，根據監測到的情況進行分析，判定是否對農作物的生長進行有效干預。

3.實現

實現部分是對每個模塊進行具體軟硬件的有效對接，來完成每部分的功能，比如在數據采集模塊采用何種傳感器，如何布置傳感網絡，如何對監測到的情況進行有效的干預，等等。

4.測試

采用比較簡單的黑盒測試，對預先設計的功能進行逐項測試，看是否能實現所有的預設功能。硬件部分的測試主要測試不同硬件之間的有效連接與是否能協調工作。

（二）對分課堂的實施

一個班級分成若干個小組，每組3～5人為宜，以小組的形式進行討論、學習、實踐。課堂上主要布置開發該項目的結構設計、模塊的劃分，課下學生自己查閱資料，根據模塊的劃分，每個小組成員完成自己模塊的內容，包括模塊的設計、編碼、測試和文檔的書寫等。采取隔堂討論，給學生充足的時間進行研究、學習。把第二課堂和開放實驗室進行結合彌補課堂時間的不足。理論實踐相輔相成，加入“對分課堂”的新鮮形式，更加能夠增強學生的學習興趣，提高學習效率。

（三）基于產出的考核方式

傳統的考試通常以期末考試為主，平時成績占比較小，期末考試以試卷的形式進行考試，平時成績以作業和考勤為主。這樣的考核不能完全評價學生對這門課程的綜合掌握程度。

在基于產出的考核方式中，以學生平時項目參與完成的程度和發現問題解決問題的能力考核為主，采用多元化的考核方法，增加項目考核方式，分為構思、設計、實現運作，通過這種基于學習產出的考核方式對學生的評價更加客觀。

五、結論

將實際工程項目的開發流程應用于物聯網導論課程教學，將項目化的教學理念在課堂中組織實施，同時采用“對分”理念、靈活的課堂組織形式，在實際授課過程中取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]何德彪，史聞博.物聯網導論課程中課堂教學與課下總結模式探討[J].科技創業，2016，29（20）.

[2]趙翠芹.應用需求牽引“物聯網導論”課程教學改革[J].電腦知識與技術，2016，12（6X）.