以培養創新應用能力的物聯網項目驅動教學改革分析

摘要：隨著計算機技術、網絡技術以及通信技術等高新科技的發展，為我們的日常生產及生活活動提供了更大的便利，而物聯網的出現，進一步推動了人類社會的發展，為物物相連模式的優化提供了更為優質的發展環境。該文主要以高校物聯網相關專業教學為例.探討了以學生創新應用能力培養為基礎的項目驅動教學改革措施.

關鍵詞：物聯網;項目驅動;教學改革;創新應用能力

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0146-02

物聯網屬于新一代信息技術中十分重要的組成部分，它仍然以互聯網為核心與基礎，是對互聯網的一種延伸與拓展?，F今，物聯網相關領域的發展迅速，導致對相關技術人才的需求量逐漸加大，國內各高校相繼增設物聯網專業。如何在物聯網專業教學中有效利用項目驅動式教學方法，促進學生創新應用能力的培養，值得深思。

1 物聯網發展與專業教學困境

1.1物聯網發展現狀

物聯網被看作是人類在步入互聯網信息時代以后，因為信息爆炸而衍生出的第三大典型應用：首個典型應用是對信息的應用，也就是我們常說的搜索引擎;第二個則是人際關系，也就是目前人們相互溝通與聯系所依賴的社交網站;而第三個應用則是對物品的應用，便是物聯網。就其發展態勢來說，物聯網技術的革新與應用目的是構建一個在全球范圍之內，用于物品感知與互通的現代化實物網絡，繼而達成范疇更為寬廣的互聯目標。

物聯網浪潮的興起與發展，為相關產業領域的發展帶來了非?？捎^的前景。依據2014年-2018年全國物聯網行業整體運營態勢和發展前景報告所示數據內容，國內物聯網技術目前主要涉及園林綠化、家具家電、環保工程以及土木工程等多個領域，但依然處在探索與發展階段，其產值貢獻不足一成。2009年8月，前國務院總理、黨組書記、中央政治局常委溫家寶前往無錫市進行視察時提出了“感知中國”的重要戰略構想，強調中國需要抓準時代發展機遇，積極推進物聯網技術的研究、推廣與應用?；诖耍锫摼W未來的發展將從國家層面推動相關產業的發展。

在此種大背景之下，國內各大高校相繼開設與物聯網相關的專業和課程，其目的在于培養更多具備扎實基礎、完善知識結構、強大應用能力的專業化人才，以推動物聯網產業發展。在此之前，國內涉足物聯網方面的專業人才非常稀少。而現今物聯網產業發展對于人才十分強烈的需求，加之國家層面的大力推動，促進了相關專業的設置與發展速度，為高校物聯網專業建設形成了良好的基礎。

1.2物聯網工程專業教學困境

物聯網專業從屬于計算機類，通常情況下為四年學制，授予工學學位，其專業課程主要包括理論與實踐兩個部分。理論教學與傳統專業（比如計算機、通訊以及電子等）并無較大區別，相對來說其教學理論與方法具有一定的豐富化特征。然而，物聯網專業正在隨著現代社會的發展不斷革新，需要多個學科之間的緊密結合。此外，出于有關行業對于物聯網人才的需求，除了要求學生掌握豐富的理論知識以外，更為關鍵的是設置具有豐富化特征的實驗課程，以培養學生創新與實踐能力。而這一要求不僅會使學生在實際學習過程中遇到諸多困難，更會給專業課教師帶來一定挑戰。

1.2.1培養方案依然不夠成熟

與其他傳統產業相比，物聯網產業發展時間較短，到目前為止依然沒有形成一套十分清晰而具體的產業結構及發展脈絡，還處于持續優化的進程當中。而各大高校物聯網工程相關專業成立與發展不過幾年的時間，因此在專業人才培養方面很難把握市場需求。部分高校和教師依然沿用傳統專業課程的教學方式，不利于學生創新應用能力的培養。各個院校在對人才培養方案進行制定的過程中，通常結合自身對物聯網產業發展人才要求方面的理解，同時融合既有專業培養的經驗對人才培養方案進行確定。這一問題的出現，將不可避免的導致人才培養計劃和實際市場需求之間的脫軌，當學生經過四年的學習踏入社會和工作崗位之后，創新與應用能力相對較弱。

1.2.2課程體系不夠健全

課程體系屬于支撐高校實現人才培養目標的重要基礎，同時也是優化學生專業知識與技能學習質量的關鍵性因素。而由于物聯網工程相關專業的實際成立時間比較短，各大高校在課程體系設計方面呈現出較大差異。高校大都將課程重點分配于理論性較強，且基礎類知識要求相對較高的課程之上，更加偏重于設置某些具有更強應用性的課程，關注對學生動手實踐能力的鍛煉與培養。雖然各校側重點具有一定差異，但是總體上都是就計算機技術、軟件工程以及通信工程等相關專業提取部分核心課程，以構成物聯網專業的整體課程體系架構。這也就導致所開課程無法固定、各類課程之間聯系性較差、很難呈現出物聯網專業特色、專業理論和實踐間無法緊密配合等多種實際問題的出現，繼而影響到專業發展，對學生創新應用能力的培養不利。

1.2.3實踐教學效果較差

物聯網專業對實踐教學內容的設置要將創新性作為主要切人點，要跟相關行業的發展需求之間建立緊密聯系，將學生創新意識與動手能力的培養作為專業設計的核心，通過對教學方法與教學平臺的優化創新，協助學生將自身所學理論知識真正轉化成實踐能力，以促進我國物聯網領域的健康發展。目前，物聯網專業在實踐教學方面所遇到的困難主要包括：1）有些實驗項目的實際操作難度較大，而教師因為設施配備等因素的限制無法有效開展相應的演示教學活動，只能利用軟件技術對仿真實驗進行模擬展開教學活動。雖然，在虛擬環境之下能夠實現對各實驗項目內容的完成，而且具有較強的人機交互性，也能避免由于學生操作失誤導致設備損壞。然而，此種實驗過程畢竟是通過軟件進行模擬所獲得的，與真實環境之間仍具有較大差別。倘若長期使用此種教學方法對學生進行培養，不僅會影響學生的學習興趣，也不利于對學生動手實踐能力的培養。物聯網開發環境屬于一種軟硬件相互融合的綜合體系，利用仿真軟件只能使學生學習到其中的原理，而實踐操作上便顯得力不從心。2）隨著計算機技術、網絡技術等現代高新科技的發展，使物聯網技術快速更新，給教學活動的開展帶來了一定困擾。當教師為學生傳授一些理論知識和操作技能之后，在短時間之內可能已經在相關領域較為落后，或者已經被淘汰。這一問題的出現會造成學生在畢業工作之后很難符合工作崗位的技能要求。3）實踐內容限制于教材當中所給出的實驗。教材當中所設置的實驗大都是原理驗證類的基礎性實驗，使學生由實踐層面實現對理論知識的理解。而只完成這些基礎實驗的教學，很難實現對學生綜合創新能力的培養，也無法充分滿足社會對專業人才的需求。出于實驗設備與技術更新等方面的封閉性，教師很難對所應用的實踐教學內容進行有效更新，無法依據實際教學情況與學生學情對課程內容進行調整。

2 物聯網項目驅動教學改革措施

物聯網專業課程設置主要以計算機相關專業內容為依托，因此在進行教學改革的過程中，應該在計算機課程中提取相關因素，并對教學方式進行有效創新，使計算機教學與物聯網專業教學之間真正實現有機融合，促進教學改革的高效發展。

2.1 項目驅動下的物聯網教學模式特征

2.1.1 分組學習

項目驅動教學需要以小組學習為依托，對項目內容加以具體劃分，各小組及其組內成員都有屬于自己特定的分工，而組員之間除了可以在課堂學習中相互交流以外，在課余時間也可以就相關項目問題展開分析與討論。

2.1.2 信息融合

所謂項目驅動教學，是針對某個具體項目當中有待解決的一個（或者多個）問題進行研究，依據項目所圍繞的核心內容，對多種知識結構和體系加以相互融合。而此種融合不僅體現在單一課程內知識點之間的融合，更是不同學科、課程之間的融合，也可能是對目前最先進技術和信息的融合。

2.1.3 結果導向

項目驅動教學需要具備相應的結果導向，可能趨向于對某個問題的深入探究，也可能是分析相應的解決方案。在傳統教學模式之下，教學活動更加偏重于使學生在“聽中學”，由教師直接將相關知識內容灌輸給學生，很少利用知識內容指向某個實際問題。然而，在項目驅動的教學模式之下，則偏重于在“做中學”，以一個具體的項目為依托，實現對各相關知識點的有效串聯。隨項目教學的逐步推進，不僅能讓學生充分理解與識記學科內容，還能在交叉學習中經歷項目具體的研究過程與成果。

2.2 項目驅動教學改革

2.2.1 驅動理論教學

以項目小組為驅動的物聯網理論課教學將會打破傳統教學下簡單圍繞教材開展教學活動的模式，使以往教師講給學生聽，轉變成專題講座、小組分析與討論的方式，使教學大綱當中要求學生掌握的各類知識點充分融入教學實踐中。依據不同階段各個項目小組所需達成的學習或者項目任務，教師可以結合各小組所面臨的共性問題開設專題講座，協助學生解決在理論知識學習中所遇到的難點。除了開設專題講座之外，教師需要積極參與到各小組內的專題討論會，扮演項目參與人員或者旁聽人員的角色，為項目的具體實施提供一些意見，針對小組在探討過程中所遇到無法解決的問題進行講解。必要情況下，教師可以針對小組當中的某個人（或者某類角色）加以專門指導。如此一來，能使學生更加明確自身角色分工，抓準理論知識核心，為項目的具體實施和推進提供相應的理論基礎。

2.2.2 驅動實踐教學

實踐教學活動需要以驅動理論教學為基礎，結合項目實際需求、課程教學大綱內容具體開展。以項目為導向的實踐教學，在方法選擇上應該突顯出學生在教學活動中的主體地位，引導學生深入任務情境，促進其主觀能動性的發揮，使每名學生都可以利用自身已學知識實現對具體項目任務的完成，而教師在其中主要起到引導作用。針對項目小組所開展的驅動實踐教學可以在實驗室當中進行，或者在實訓基地（項目所需實踐場景當中）進行，學生可以依據自選或者指定的學習任務，明確自身職責，在同學之間的相互配合之下完成實踐任務。此種實踐教學模式有效改變了傳統教育模式下以教材內容為簡單導向的實驗驗證方法，使實踐項目具有更強的多樣性，且實踐場景更為豐富化，對學生學習積極性的激發極其有利，能夠真正促進學生創新應用能力的發展。

3 結束語

總而言之，在物聯網專業教學中對項目驅動教學方式的有效利用，能夠促進學生創新應用能力的培養與發展，更加符合現代社會發展對專業人才的需求，值得廣大教育工作者更為深入的探索，在教學方法與內容選擇上真正做到與時俱進，為國家培養出一批又一批具有良好綜合素質的現代化人才。

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【通聯編輯：代影】

收稿日期：2019-11-20

作者簡介：孫曉杰（1976-），男，山東平度人，講師，碩士研究生，主要研究方向為計算機教育、嵌入式系統開發、物聯網系統研究。