新工科背景下中職物聯(lián)網(wǎng)實訓教學問題的研究

陳榮軍 楊敏 李綺橋 聶瓊 趙慧民 何力

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的高速推動下迅速發(fā)展，成為國家重點發(fā)展的五大新興產業(yè)之一，各類中等職業(yè)學校紛紛開設了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。文中通過對中職物聯(lián)網(wǎng)實訓教學現(xiàn)狀的分析，得出中職物聯(lián)網(wǎng)實訓教學中的實訓平臺、實訓課程、師資以及培養(yǎng)學生能力等方面存在的問題，針對這些問題提出基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺與課程研究設計方案。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);中職;教學;實訓平臺;課程設計;CDIO

中圖分類號：TP39;G712文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）12-0-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)是連接并且提供物品相關服務的全球信息基礎設施，因此勢必需要大量的人力資源對物聯(lián)網(wǎng)這一基礎設施進行建設、管理與維護[1]。2019年1月，人社局擬發(fā)布了15個新職業(yè)，最終確定了13個新職業(yè)信息。其中，與物聯(lián)網(wǎng)相關的新職業(yè)有物聯(lián)網(wǎng)工程技術人員和物聯(lián)網(wǎng)安裝調試人員。通過新職業(yè)的增加可以看出國家對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常重視。物聯(lián)網(wǎng)技術人員一般由高校培養(yǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)安裝調試人員大部分由中高職院校培養(yǎng)。因此，中職學校應順應社會與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的需求，加大力度培養(yǎng)更多優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)技術人才，促進我國社會與經濟的發(fā)展。

1 中職物聯(lián)網(wǎng)實訓教學現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀分析

作為圍繞戰(zhàn)略性新興產業(yè)設置、與產業(yè)發(fā)展同步建設的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面，國內并沒有相關專業(yè)可供參照[2]，導致在人才培養(yǎng)過程中出現(xiàn)了人才培養(yǎng)內容與產業(yè)發(fā)展需求不一致，實訓環(huán)節(jié)設施薄弱，專業(yè)師資不足等問題。

在中國知網(wǎng)學術文獻總庫以“物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺”為關鍵詞進行精確檢索，檢索的內容主要集中在實訓平臺、物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術、綜合實訓平臺等幾個方面，文獻檢索的具體情況如圖1所示。圖1中的數(shù)據(jù)表明，物聯(lián)網(wǎng)實訓教學的研究是一個熱點問題。

2015年孫冠男[3]等學者研究了一款基于ZigBee協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)教學實驗平臺，學生可通過該平臺進行一些簡單的物聯(lián)網(wǎng)實驗，學習物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)相關的小項目，但該平臺只適用于高校的專業(yè)教學。2017年蘭忠建[4]設計了基于ZigBee的無線物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺，學生可通過該平臺進行一些Android編程的設計與開發(fā)，也可進行硬件方面的開發(fā)，但該設計主要側重于工程技術的實現(xiàn)，沒有對實訓課程教學大綱的設計和實驗項目的提取做深入探討。近幾年，有不少學者提出建立物聯(lián)網(wǎng)實訓室[5-6]，投入大量的資源后卻未達到預期的教學效果。

隨著社會對物聯(lián)網(wǎng)技術人才的需求越來越大，許多中職學校相繼開設了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，但大部分中職學校的物聯(lián)網(wǎng)實訓課程都以物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓裝置、智能家居工程實訓平臺、編程實驗箱作為實訓系統(tǒng)[7]。這些設備不僅費用高、控制方式單一，并且硬件與軟件都不對學生開放，教師只能進行演示教學，導致學生無法深刻理解物聯(lián)網(wǎng)的應用技術，不能很好地實現(xiàn)教學目標[8]。此外，由于一些實訓設備體型大、價格貴、配備數(shù)量少，需要幾組同學共用一臺設備，不能保證每個學生都參與到實訓操作中，甚至可能使學生失去對該課的學習興趣。

在課程配套方面，雖然也開設了相關的實訓課程，但真正適合中職學生操作、實訓平臺與課程相匹配、能將理論知識與實踐能力相結合的課程很少。大部分課程還是以理論知識講授為主，缺乏實訓操作的教學環(huán)節(jié)，無法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和團隊協(xié)作能力等。

1.2 崗位需求分析

通過運用八爪魚（爬蟲軟件，版本為V7.6.0）工具進行數(shù)據(jù)爬取，得到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的崗位需求情況，數(shù)據(jù)結果見表1所示。

從表1中的數(shù)據(jù)可知，廣東省內物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)共有863家企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才，共提供了2 335個崗位，其中需要中專學歷的共30家，一共需要593人，占行業(yè)的25.40%。可以看出，中職物聯(lián)網(wǎng)人才需求量較大。

此外，對全國企業(yè)單位針對中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的招聘崗位信息進行數(shù)據(jù)爬取，共爬取2 133條數(shù)據(jù)，涉及的崗位有銷售崗、技術崗、客服崗等。中職物聯(lián)網(wǎng)崗位的具體分布如圖2所示。從圖2可以看出，銷售類所占比例最大，為45%，緊跟隨后的是技術類，占30%。由此可見，技術在中職物聯(lián)網(wǎng)學生的知識儲備中有著重要地位，中職學校應幫助學生打牢技術基礎，以適應崗位發(fā)展需求。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的人才屬于技能型人才，需要有動手操作能力、創(chuàng)新思維能力以及解決實際問題的能力。具備這些能力的基礎是擁有好的師資、教學資源以及教學內容，但目前許多中職學校存在的問題導致培養(yǎng)的人才無法達到社會發(fā)展所需的人才規(guī)格。

2 中職物聯(lián)網(wǎng)實訓教學存在問題分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺問題

（1）教學設備缺乏、教學資源不易整合

造成的原因主要有兩個：第一，物聯(lián)網(wǎng)實訓設備的建設投入大，適合中職學生理實一體化的設備較少，致使教學設備非常匱乏;第二，物聯(lián)網(wǎng)是多學科交叉的專業(yè)，需要多方面知識的整合，教學資源整合難度較大[9]。

（2）教學設備不合適

某些學校使用單片機實驗箱，但大部分實驗箱是針對高校教學設計的，不適用于中職學生的教學。甚至有些學校為了節(jié)約成本，使用網(wǎng)絡虛擬實驗平臺，學生無法真實地進行實訓操作。

（3）教學設備閑置

各院校在開設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)時都投入了大量的軟、硬件資源，但由于沒有合適的實訓平臺以及相應的實訓課程，大部分實驗設備被閑置。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)實訓課程問題

（1）知識內容

一方面，物聯(lián)網(wǎng)實訓課程主要以講授物聯(lián)網(wǎng)理論知識為主，但實際工作崗位需要具有實踐能力的物聯(lián)網(wǎng)人才，課程不滿足現(xiàn)狀發(fā)展的要求;另一方面，實驗項目比較單一，學生無法將相關知識進行融合，無法形成一個完整的物聯(lián)網(wǎng)架構體系，無法培養(yǎng)學生的思維創(chuàng)新能力[10]。

（2）實驗案例

學校提供的實驗案例不適用于中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實際教學，許多學校都是直接套用高校或高職的物聯(lián)網(wǎng)實訓課程。

（3）課程設計

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關的課程沒有很好地從培養(yǎng)學生能力以及提升專業(yè)素養(yǎng)方面進行設計。

2.3 師資問題

（1）師資隊伍匱乏

中職學校開設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)時，物聯(lián)網(wǎng)本科院校的學生還沒有完成自己的學業(yè)，所以物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的畢業(yè)生很少，而且畢業(yè)生較少從事中職物聯(lián)網(wǎng)教學工作。同時，學校自身與物聯(lián)網(wǎng)相近的專業(yè)教師轉型較難，老教師經驗豐富，但是沒有足夠的學習動力，新教師對新知識的接受能力快，但經驗不足。

（2）知識儲備不足

物聯(lián)網(wǎng)是一門多學科交叉的專業(yè)，對教師實踐能力的要求較高，且教學中涉及大量的專業(yè)知識及最新的相關領域應用功能，許多學校沒有定期為教師開展相關的培訓課程。

（3）教學方法落后

中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學大部分采用傳統(tǒng)的教學方式，以教師為主體進行知識傳授，然后對學生進行抽查，看是否掌握了教學內容。但這種教學方法無法適應物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，教師在教學過程中還以單一的知識點或技能開展教學，導致學生無法建立專業(yè)知識體系，更無法對多學科的知識進行綜合應用[11]。

2.4 學生能力問題

傳統(tǒng)的教學模式已經不適用于現(xiàn)代教學，學生不僅需要理論知識的傳授，還需要各種技能的培養(yǎng)。例如，鞏固基礎知識，培養(yǎng)專業(yè)技能，提高職業(yè)素養(yǎng)以及激發(fā)創(chuàng)新能力等。傳統(tǒng)的教學模式只能將一些基礎知識傳遞給學生，但是不能培養(yǎng)出當代社會所需的技能型人才，不能滿足新時代發(fā)展的需求。

3 解決方案

CDIO工程教育模式以實驗項目為指導，以構思-設計-實現(xiàn)-運作為教學過程，課堂上重視做中學，即讓學生在實踐中學到更多的知識，培養(yǎng)學生的個人能力、團隊協(xié)作能力、思維創(chuàng)新能力以及解決問題的能力等綜合能力。物聯(lián)網(wǎng)實訓課程是一門綜合性強、涵蓋面廣的多學科交融課程，以培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力為目標，這與CDIO的理念不謀而合。

本文提出基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺與課程研究設計框架圖，如圖3所示，不僅解決了實訓平臺的缺失問題，還解決了與之相匹配的課程問題。

4 結 語

中職學校作為培養(yǎng)技能型人才的搖籃，應緊跟時代步伐，在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展之際，準確把握行業(yè)需求，及時調整專業(yè)課程，開發(fā)適用于不同層次學生的教學平臺，培養(yǎng)適應社會發(fā)展的技能型人才。

參 考 文 獻

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