自主探究教學法在《物聯網應用開發》課程的應用和實踐

郭翠珍 張娟 張晶

摘要：通過分析自主探究教學的內涵，針對物聯網應用開發課程的特點，提出將自主探究教學法應用于具體課程中。在“自主、引導、合作、探究”教學理念的指導下，精心設計了課堂教學過程的五個環節，引導學生運用已有知識經驗開展自主、合作、探究活動。

關鍵詞：自主探究；物聯網應用開發；教學方法

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）28-0133-02

物聯網被譽為信息領域的“第五次信息革命的第三次浪潮”[1]。物聯網產業的興起和蓬勃發展，使得社會對于物聯網人才的需求日益增加，而人才的培養則依賴于教育。高等職業教育是培養物聯網人才的重要力量之一，但近年來高職高專物聯網人才的培養與物聯網產業需求之間的脫節越來越突出。例如物聯網教育與就業能力之間脫節；師資力量薄弱，專業教師奇缺；專業課程實踐課時少等。

物聯網應用開發是物聯網應用技術專業的一門專業核心課程，具有實踐性和操作性強的特點。本文研究的自主探究教學法在物聯網應用開發課程應用后，能有效激發學生的學習興趣，提高學生的操作實踐能力，培養學生自主學習的習慣。

1 目前物聯網應用開發課程教學中存在的問題

物聯網專業是一門多學科交叉融合的應用型專業。無論從技術角度還是從應用角度，物聯網涉及面都非常廣。受傳統教學理念與教學條件的限制，往往高職院校物聯網技術人才培養注重學科體系的完整性和全面性，對職業實踐能力、自主學習能力等的培養重視不夠，實踐性教學環節的學時數嚴重不足！

當前物聯網應用開發課程教學存在重理論、輕實踐的問題，教師通常把教學的重點放在理論說明和知識灌輸方面，而忽視了工程實踐在物聯網專業學生培養中的重要作用。

此外，在傳統的教學活動中教師處于主導地位，學生“上課記筆記、下課對筆記、考試背筆記、考過全忘記”成了學生被動學習的真實寫照。學生們在缺少全方位感受和實踐的情況下機械地接受大量“知識”，必然降低學習興趣，缺乏動手實踐能力。

高職院校研究合適的教學方法，培養出滿足物聯網產業需要的物聯網人才是目前急需解決的問題。

2 自主探究教學法的基本理念

自主探究式教學的基本理念立足于建構主義及主體教育的理論[2]，就是導引學生的自主學習以促使學生進行主動的知識建構的教學模式。在教學過程中，教師的任務是"導"而不是"講"，學生的任務是"學"而不是"聽"，是通過教師的巧妙引導，促進學生自主學習。

自主學習不是讓每個學生各學各的，是要激發起全體同學的學習興趣，使每個學生都積極主動地去探究、去學習，并加強合作交流，培養學生的合作精神和團隊意識。

當然，學生自主合作學習，不是取消教師責任。教師的主導作用與學生的主體都要充分發揮，其中教師主導作用是關鍵。課堂教學中要體現學生的主體地位，絕對不能忽視教師對教學的主導作用。

因此，“自主、引導、合作、探究”的教學理念從根本確立了學生的主體地位，它強調學生主動性學習、探究性學習、創造性學習，即對知識的整合和構建過程，形成以學生為中心的生動活潑的學習局面。

3 自主引導合作探究的教學過程

在物聯網應用開發課程中，如何有效的組織課堂，引導學生開展自主、探究、合作學習呢？在“自主、引導、合作、探究”教學理念的指導下，精心設計了課堂教學過程的五個環節，如圖1所示。

環節1、問題情境，激發興趣：

教學過程的首要環節是教學導入[3]。選取和本項目相關的學生日常生活學習情景，創設問題情境，激發學生的興趣，討論解決的方法，從而引入新的知識點，提出具體的項目任務。

例如在學習智能家居項目系統前，教師先提出一個問題：同學們在學校宿舍生活有哪些不便和煩惱？同學們一下子熱烈討論起來，七嘴八舌訴說，如睡前忘記關閉窗簾，躺在床上還要爬起來；空調遙控器損壞，宿管維修太慢等等。然后教師播放智能家居系統的視頻。看到自動控制全屋燈光、空調冰箱、窗簾甚至自動澆花等，同學們既驚詫又羨慕。教師緊接著又提出一個問題：智能家居系統一般包括哪些功能模塊，如何實現？

環節2、理論引導，領悟方法：

依據課程標準、教學內容等具體要求，對本節課的教學目標、重點難點等理論知識做一些簡要說明，引導學生領悟學習方法。

例如，智能家居系統的教學目標是熟悉智能家居系統開發的需求分析、主要模塊的功能分析，以及環境監控、報警以及智能窗簾控制的實現過程。

環節3、自主合作，操作實踐：

學生自己動手去實踐，完成項目中的各個任務。對于大的項目，需要多人合作，分成小組，探究解決方法。這是課程用時最多的環節。自主并不排斥合作，自主學習更需要合作的介入。

例如智能家居系統一般包括中央控制子系統、智能窗簾子系統、智能照明子系統、智能家電系統、環境監控子系統、智能安防子系統、智能門禁子系統、遠程抄表子系統等，為進一步提升生活品質，一些住宅還配有家庭影院系統、家用中央吸塵及新風系統、智能衛浴系統、車庫智能換氣系統、自動澆花系統、自動給排水系統等。項目較大，需要小組合作完成。通常情況下，每個小組的人數不能太多，一般2至4人。可以按照學生的知識程度和能力水平來搭配，每個小組由好、中、差三類學生組成。另外，各小組也可以承擔不同的任務。總之，要求全部學生參與和交流。在此過程中，教師巡視各小組的進展情況，必要時及時給予幫助，以應對教學過程中的非常事件。在教學過程中，自主學習、合作探究為學生提供合作實踐的機會，讓學生從中學會與他人合作交流和探究的本領。

環節4、難點分析，點撥探究：

對重難點知識，教師進行適當點撥，但應“引而不發，恰到好處”，讓學生經過獨立思考、分析、實踐等活動后，能夠自行得到解決。這是一節課的關鍵點。

教師在課堂上要深入到學生中去，既不能過多干預學生思考的過程和結果，也不能對學生的困難和疑問不管不問。例如，在開發智能家居系統手機端應用程序時，關鍵代碼的編寫和調試難度較大。學生對傳感器數據采集ReceiveThread類的實現一籌莫展陷入僵局，教師要給予點撥誘導，使其茅塞頓開，靈感突現，為解決問題而激動。

環節5、總結鞏固，拓展提升：

把知識點編成題目，并按不同學生層次進行分層訓練。教師根據不同層次學生完成的情況和質量，有針對性地進行講解、歸納、點撥，達到學生既掌握知識又提高能力的目的，進一步培養其自學及靈活應用知識的能力。

整個教學過程以教師為主導，以學生為主體，激發學生的學習興趣；以掌握學習的方法為目的，以合作探究為手段，讓學生在操作實踐中學習，在思索中學習。

4 總結

物聯網應用開發課程依據自主探究教學法倡導的“自主引導合作探究”學習理念，精心設計了五個教學環節。以學生為主體，創設問題情境，激發學生的興趣，引導學生運用已有知識經驗開展自主、合作、探究活動，使學生的主體性學習潛能得以充分發揮，培養了學生的實踐能力、自學能力、合作能力、創新能力和獨立分析問題、解決問題的能力，從而促進學生的全面發展。

參考文獻：

[1]維克托·邁爾舍恩伯格，肯尼思·庫克耶.大數據時代[M].浙江： 浙江人民出版社，2013.

[2]陸國平，江瑩，李松.探究式大學與思想庫[J].高等教育研究，2001（6）：59-63.

[3]馮衛東.情境教學操作全手冊[M].江蘇：江蘇教育出版社，2010-06：121.

【通聯編輯：王力】