遞進(jìn)式第二課堂人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式探究

成晉軍，張曉娟

（山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院，太原030031）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，高等院校相繼開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。但是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為多學(xué)科融合的新型技術(shù)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)普遍反映有興趣但是學(xué)習(xí)難度較大、很難深入掌握[1]。剛進(jìn)入校園的大一新生，很難深入接觸專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程，然而，從一年級(jí)開(kāi)始伴隨高校學(xué)生成長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)社團(tuán)恰好可以作為引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)入門(mén)、提升的橋梁。利用好專(zhuān)業(yè)社團(tuán)，將形成一種基于社團(tuán)、競(jìng)賽以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)式物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，促進(jìn)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 面向?qū)W習(xí)成效的金字塔理論給我們的啟示

“學(xué)習(xí)金字塔”（Cone of Learning）理論是由美國(guó)著名學(xué)者埃德加·戴爾最先提出的，他以?xún)芍軙r(shí)間作為單位來(lái)測(cè)試學(xué)生對(duì)知識(shí)的保持率，從5%-90%不等[2-3]。研究結(jié)果表明：僅僅聽(tīng)他人講授知識(shí)能夠記住所學(xué)內(nèi)容的5%；通過(guò)閱讀能夠記住所學(xué)內(nèi)容的10%；視聽(tīng)相結(jié)合能夠記住所學(xué)內(nèi)容的20%；通過(guò)看圖、看演示，以及現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)摩能夠記住所學(xué)內(nèi)容的30%；通過(guò)分組討論的方法能夠記住所學(xué)內(nèi)容的50%；練習(xí)以及親自進(jìn)行操作實(shí)踐能夠記住所學(xué)內(nèi)容的75%；通過(guò)匯報(bào)以及教授指導(dǎo)其他人能夠記住所學(xué)內(nèi)容的90%。如圖1 所示。

圖1“學(xué)習(xí)金字塔”理論

通過(guò)“學(xué)習(xí)金字塔”理論可知：采用不同的學(xué)習(xí)方式可以產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)聽(tīng)講、閱讀、視聽(tīng)、演示這些課堂中通常采用的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式來(lái)學(xué)習(xí)對(duì)所學(xué)知識(shí)的記憶及掌握程度是很低的；然而討論、實(shí)踐、教授給他人這些在專(zhuān)業(yè)社團(tuán)活動(dòng)中通常采用的主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式對(duì)所學(xué)內(nèi)容的記憶及掌握程度反而是較高的。

“學(xué)習(xí)金字塔”理論啟發(fā)了我們?cè)谧⒅乩碚撆c實(shí)踐相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中可以鼓勵(lì)學(xué)生在大一年級(jí)較早的通過(guò)學(xué)生主導(dǎo)、參與的專(zhuān)業(yè)社團(tuán)活動(dòng)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生接觸專(zhuān)業(yè)知識(shí)，通過(guò)討論、實(shí)踐、教授給他人等活動(dòng)方式提高學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)習(xí)效率。到了大二、大三年級(jí)基于專(zhuān)業(yè)社團(tuán)活動(dòng)來(lái)選拔學(xué)生參加專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，在競(jìng)賽中通過(guò)實(shí)踐來(lái)進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。從而為大三、大四學(xué)生的創(chuàng)業(yè)活動(dòng)打下基礎(chǔ)。在這些貫穿學(xué)生大學(xué)四年的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)活動(dòng)中要充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的主動(dòng)學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)習(xí)的實(shí)際需求和興趣來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和項(xiàng)目主題，讓學(xué)生充分參與到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，在這些親自體驗(yàn)的討論、實(shí)踐、教授中做到主動(dòng)學(xué)習(xí)、在做中學(xué)、在學(xué)中做[4]，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效建構(gòu)、實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

2 基于社團(tuán)+競(jìng)賽+創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)式物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性雖然在認(rèn)知上已經(jīng)被普遍認(rèn)同，但是在具體的教學(xué)中還是比較薄弱。我院近三年對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)單位的調(diào)查結(jié)果顯示，用人單位對(duì)畢業(yè)生的實(shí)踐操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、靈活變通能力、抗壓能力都分別不同程度的提出了需求，具體情況如圖2 所示。

圖2 用人單位對(duì)畢業(yè)生能力的需求情況

可見(jiàn)，除了專(zhuān)業(yè)知識(shí)以外，學(xué)生的相關(guān)素養(yǎng)還需要進(jìn)一步提升。在畢業(yè)生中的訪(fǎng)談?wù){(diào)查發(fā)現(xiàn)，教學(xué)計(jì)劃中獨(dú)立的實(shí)踐課程缺乏層次性、連續(xù)性，實(shí)踐中不能按照生命周期來(lái)考慮產(chǎn)品的原理、設(shè)計(jì)和制造的全過(guò)程，缺少設(shè)計(jì)者的統(tǒng)一觀(guān)、系統(tǒng)觀(guān)；另外，在校學(xué)生也不能較好地利用課余時(shí)間來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練。

為了改變這種現(xiàn)狀，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用課堂以外的業(yè)余時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐能力培養(yǎng)，形成四年不斷線(xiàn)的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式，我院從2018 年開(kāi)始引入物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的全程導(dǎo)師制，為3-4 位學(xué)生配備1 名專(zhuān)業(yè)教師作為四年學(xué)習(xí)生活的全程導(dǎo)師，指導(dǎo)學(xué)生在課余時(shí)間的社團(tuán)、競(jìng)賽以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，形成遞進(jìn)式第二課堂實(shí)踐教學(xué)模式。

（1）參與專(zhuān)業(yè)社團(tuán)是興趣的開(kāi)始

剛剛邁入大學(xué)校門(mén)的大一新生，在公共基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)之余，更多的實(shí)踐接觸的是豐富多彩的社團(tuán)活動(dòng)，這時(shí)候引入由指導(dǎo)老師、高年級(jí)學(xué)生共同組成的專(zhuān)業(yè)社團(tuán)，有助于幫助他們了解本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，激發(fā)他們對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)知興趣；另外，通過(guò)社團(tuán)活動(dòng)指導(dǎo)老師可以針對(duì)性的指導(dǎo)他們確立學(xué)習(xí)計(jì)劃和專(zhuān)業(yè)目標(biāo)，幫助他們明確考研、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能未來(lái)學(xué)習(xí)規(guī)劃[5]。

雖然大一新生還沒(méi)有接觸較多的專(zhuān)業(yè)課程，但是可以通過(guò)專(zhuān)業(yè)社團(tuán)來(lái)與高年級(jí)學(xué)長(zhǎng)交流、傳播相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)相關(guān)的實(shí)踐學(xué)習(xí)、項(xiàng)目研討、相互交流、活動(dòng)總結(jié)等社團(tuán)活動(dòng)。在導(dǎo)師和學(xué)長(zhǎng)的幫助下，根據(jù)學(xué)習(xí)興趣與行業(yè)需求來(lái)制定個(gè)人和小組計(jì)劃，自由組建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)習(xí)小組，主要學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)設(shè)計(jì)、傳感器安裝與調(diào)試等實(shí)踐較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，初步感性認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)易的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程；后期可以小組為單位選取物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)題目、分析產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值、挖掘潛在客戶(hù)需求、確定產(chǎn)品功能、制定開(kāi)發(fā)方案，以此來(lái)激發(fā)他們創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的興趣，為下一步高年級(jí)的競(jìng)賽、創(chuàng)業(yè)打下基礎(chǔ)。

（2）學(xué)科競(jìng)賽為創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)

經(jīng)過(guò)一年的社團(tuán)學(xué)習(xí)和鍛煉，升入大二年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了一定的了解，掌握了物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基本流程，根據(jù)學(xué)習(xí)興趣分組完成了物聯(lián)網(wǎng)感知層開(kāi)發(fā)（WSN 應(yīng)用開(kāi)發(fā)）、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)（嵌入式網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)）、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層開(kāi)發(fā)（網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用開(kāi)發(fā)、PC 客戶(hù)端應(yīng)用開(kāi)發(fā)、移動(dòng)端應(yīng)用開(kāi)發(fā)）等模塊的知識(shí)積累。在此階段開(kāi)始在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，與小組成員共同參與一些學(xué)科競(jìng)賽將是社團(tuán)活動(dòng)的進(jìn)一步延伸。

學(xué)科競(jìng)賽不一定非要是有影響力的國(guó)家、省級(jí)競(jìng)賽，也可以以學(xué)校、系部、社團(tuán)層面來(lái)組織。在以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容的學(xué)科競(jìng)賽中，學(xué)生需要共同結(jié)合第一課堂與第二課堂知識(shí)，通過(guò)需求分析、方案論證、模塊設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，學(xué)生進(jìn)一步開(kāi)闊了思路、鍛煉了實(shí)踐能力、提高了學(xué)習(xí)的自主性，同時(shí)提高了思維能力、增強(qiáng)了協(xié)調(diào)能力、培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神。也為下一步的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

2018、2019 年兩年間，我院物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生參與各種學(xué)科競(jìng)賽，完成項(xiàng)目如表1 所示，參與率達(dá)80%以上，充分提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)第一課堂教學(xué)提供了較大的補(bǔ)充。

表1 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)參與學(xué)科競(jìng)賽完成項(xiàng)目

（3）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是專(zhuān)業(yè)社團(tuán)、學(xué)科競(jìng)賽成果的驗(yàn)收

在學(xué)生參與專(zhuān)業(yè)社團(tuán)、學(xué)科競(jìng)賽的過(guò)程中，導(dǎo)師可以幫助學(xué)生一起選出比較優(yōu)秀的、有創(chuàng)意的、具有一定市場(chǎng)應(yīng)用前景的作品作為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生將作品參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目選拔。當(dāng)學(xué)生把創(chuàng)意逐漸變成現(xiàn)實(shí)的時(shí)候，他們會(huì)獲得強(qiáng)大的成就感，同時(shí)也鼓勵(lì)著他們?cè)趯?zhuān)業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)進(jìn)修，進(jìn)一步提升他們的創(chuàng)新能力。

在2018、2019 年山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中，我院共有20 組學(xué)生報(bào)名參加，并有12 組學(xué)生獲批項(xiàng)目。這些項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)者將會(huì)是雙創(chuàng)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)的主要對(duì)象之一，創(chuàng)新產(chǎn)品再逐漸完善后，學(xué)生可以考慮自行創(chuàng)業(yè)或是雙創(chuàng)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)業(yè)的準(zhǔn)備。

3 結(jié)語(yǔ)

基于社團(tuán)、競(jìng)賽、創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)式物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式開(kāi)展是有層次地進(jìn)行的，主要分三個(gè)階段，如圖4 所示。大一加入專(zhuān)業(yè)社團(tuán)的學(xué)生多以學(xué)習(xí)知識(shí)活動(dòng)為主，可以參加學(xué)術(shù)報(bào)告講座、小組完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等方式進(jìn)行，進(jìn)而奠定專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的基礎(chǔ)；大二、大三的學(xué)生主要以項(xiàng)目的研發(fā)和學(xué)科競(jìng)賽為主，進(jìn)一步鍛煉并提升專(zhuān)業(yè)知識(shí)實(shí)踐能力和專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新能力；大三、四的學(xué)生則在開(kāi)展研究或參加競(jìng)賽的同時(shí)，也帶領(lǐng)低年級(jí)同學(xué)參與活動(dòng)，逐步提升組織管理、溝通協(xié)作等綜合素養(yǎng)，為就業(yè)或創(chuàng)業(yè)做準(zhǔn)備。

結(jié)合專(zhuān)業(yè)社團(tuán)、學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)式物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式，在“金字塔學(xué)習(xí)理論”的啟發(fā)下，讓學(xué)生充分參與到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，在這些親自體驗(yàn)的討論、實(shí)踐、教授中做到了主動(dòng)學(xué)習(xí)。

這種模式把第二課堂實(shí)踐貫穿到整個(gè)大學(xué)期間，做到四年不斷線(xiàn)的整體化教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了第一課堂和第二課堂的良好對(duì)接，探索出了應(yīng)用本科轉(zhuǎn)型下心的人才培養(yǎng)新思路，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐人才培養(yǎng)來(lái)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程的教學(xué)改革。