基于CDIO理念的高職物聯網課程實踐教學探討

李顯寧　王慧

【摘 要】本文針對物聯網課程實踐教學中存在的教學內容與行業需求脫節、教學方式和教學手段單一、教學方法單調等問題，闡述CDIO理念與物聯網課程實踐教學融合思路，并從明確實踐教學目標、豐富任務內容設計、構建三級實踐課程體系與多元實踐平臺等方面提出基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學實施策略。

【關鍵詞】CDIO理念 ?高職 ?物聯網課程 ?實踐教學

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）03C-0153-02

在物聯網行業快速發展的背景下，物聯網應用技術人才與物聯網應用技術崗位間的供需矛盾日益突出，物聯網應用技術人才緊缺，市場需求巨大。許多高職院校開始開設物聯網專業，為社會提供物聯網應用技術人才，以縮小物聯網產業市場人才缺口。但是，高職院校物聯網專業學生的綜合能力與實際的崗位能力需求之間存在著一定的差距和脫節，從側面反映出高職院校課程體系建設中的一些顯性不足。目前，一些高職院校開始嘗試基于CDIO的物聯網課程實踐教學改革，取得了較好的成效。CDIO以“構思—設計—實現—操作”為框架，將“實踐”作為推動課程實施的助推劑和試驗場。這一教學模式的引入，一方面有助于高職學生核心素養培養背景下學生學習主體地位的凸顯，另一方面也在較大程度上激發了學生學習的積極性，課程實施者角色的轉變及學生動手、思考、協助等方面能力的提升確保了高職院校物聯網課程實踐教學的實效。

一、物聯網課程實踐教學中存在的問題

（一）教學內容與行業需求脫節。物聯網的產業鏈條極廣，而高職院校的物聯網專業建設中受限于專業發展和人才底蘊，導致其在課程體系中未能就物聯網的應用層、網絡層和感知層的技術進行全面的整合兼容，而是以點性累加的方式達成課程鏈條的完善，進而導致學生經過射頻識別技術、物聯網通信技術與無線傳感器網絡技術以及RFID關鍵技術的基本原理及其應用的學習之后，“廣”而不精。從高職物聯網專業的學生就業反饋來看，部分學生雖掌握了基本的理論和技能，但在實際的就業中仍出現部分崗位內容和技術的空白點，成為物聯網課程實踐教學中亟待解決的問題。

（二）教學方式和教學手段單一。物聯網專業是一門交叉學科的新興專業，一段時間以來，高職院校都根據各自院校的特點和定位專門制定了物聯網專業的人才培養方案。但物聯網課程實踐教學的規劃是基于全面性、統一性及同步性所展開的，即采取無差別教學的方式，未能就物聯網專業學生就業崗位的精細化劃分展開差異化的教學，這樣必然會影響學生物聯網技術實踐水平。需要注意的是，高職院校學生的學習能力相對欠缺，部分學生在物聯網技術學習之初，是有較高的熱情的，而后由于專業教師物聯網技術教學手段滯后及物聯網技術學習難度提高等原因，逐步產生了學習上的倦怠，而隨著時間的推移，又因技能和知識點上的留白，中途放棄了對物聯網技術的學習。這一情況，在高職院校物聯網專業學生群體中有逐年上升的趨勢。

（三）教學方法單調。在傳統的物聯網技術教學過程中，教師往往采用單調的理論識記和機械的技能模仿方法。這一方式在物聯網技術學習的初期階段能夠滿足學生的淺表性學習要求，但在物聯網技術教學后期，會導致學生在實踐中產生迷惘、無所適從等問題。

二、CDIO理念與物聯網課程實踐教學融合思路

CDIO以“構思—設計—實現—操作”為框架，在一定程度上解決了物聯網行業人才供需矛盾，并逐漸成為高職院校物聯網專業課程實踐教學改革的一個重要方向。

（一）CDIO理念與物聯網課程實踐教學融合優勢。CDIO（Conceive→Design→Implement→Operate，構思→設計→實現→操作）以物聯網工程問題發現到物聯網工程問題解決的生命周期為載體，以學生自覺主動的、實踐的、課程之間有機聯系和交互的方式學習物聯網相關技術。CDIO理念下的物聯網課程有效改變了學生對物聯網課程內容枯燥、學科抽象等認知，找到了傳統的任務型學習與學生創新性學習的最佳契合點，它以物聯網崗位的工作過程作為專業學習的基礎，并將物聯網崗位的工作任務作為教學內容的主要載體，這高度體現了高職院校物聯網專業人才培養的職業性、技術性及應用性，為學生未來的崗位實踐和職業成長打下堅實的基礎。

（二）CDIO理念下物聯網課程實踐教學的基本要求。基于CDIO工程教育理念，物聯網課程教學應面向多個學科，梳理、融合知識體系。在這一前提下明確CDIO理念下物聯網課程實踐教學的基本要求：需涵蓋物聯網開發環境構建、對傳感器的分類及組成的掌握、物聯網網關技術、物聯網系統設計等內容。在CDIO理念下，學生圍繞“工程實踐”這一核心展開有效的探索，深化對理論知識的理解，并在實際問題的不斷解決中達成能力素養的提升。以物聯網實踐教學中對傳感器部分的掌握為例，高職院校物聯網專業學生需在學習的過程中，對傳感器系統的作用、原理及常規電路有著較為清晰的認識，并在此基礎上達成對傳感器系統故障的排查。

三、基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學實施策略

（一）明確實踐教學目標。基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學能夠幫助高職物聯網專業學生完成對課程知識與技能的探索和求知。在CDIO理念下，作為主導課程實踐建設者的教師，應能夠根據物聯網課程教學目標和學生學習的需求來科學而合理地設計物聯網課程教學體系，從而使課程實施指向性更為明確，課堂體系更完善。物聯網專業學生能力目標的構成應基于行業的多元化發展，有效涵蓋基礎能力、專業能力、創新實踐能力及社會實踐能力（見表1）。教師在教學實施中要緊緊圍繞學生能力養成這一核心，以一體化教學為出發點，不斷地優化物聯網技術運用能力的教學設計，確保學生技術實踐有的放矢。

（二）豐富任務內容設計。高職物聯網課程的知識覆蓋范圍較廣，同時技術應用的范圍也十分廣泛。因此，對實踐任務內容設計的豐富和完善成為基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學實施的重要保障。這就要求物聯網課程教師在CDIO理念下，基于專業要求和行業動態，創新性地設計出具有實效性、指導性和前瞻性的實踐任務，同時在物聯網課程的內容設計中增加問題的總結和評價模塊，來實現學生在物聯網課程參與進程中的自我調節和修正。值得注意的是，相對于傳統的教學模式，學生在基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學中，在時間及實踐等維度有著更高的自由度，教師需著力避免學生在自學進程中迷失方向，浪費自主學習時間及資源，確保課程實踐的總體質量。

（三）構建三級實踐課程體系與多元實踐平臺。高職物聯網課程具有理論性與實踐性相結合的特點，尤其是具有較強的實踐性，而且該課程涉及的知識面比較廣，因此基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學需要突破傳統的教學模式，將人才培養和“1+X”證書培訓有機地結合，并制定靈活而開放的物聯網人才培養模式，進一步加強在高職物聯網人才培養中的實踐教學和就業能力的協調發展，增加課程體系內涵，創新課程體系內容，實現高技能應用型人才培養的目標。可設立項目主線、核心課程群、單科課程三級實踐課程體系（見圖1），并嘗試校企合作、校校合作的實踐平臺延伸，構建一體化實踐實訓技能形成體系，從而提升物聯網課程實踐教學實施水平。

高職物聯網課程實踐教學中CDIO理念的應用對物聯網專業學生的綜合素養提升有著積極的促進意義。在基于CDIO理念的物聯網課程實踐教學實施過程中，高職院校應深入挖掘課程內涵，進一步擴充相關課程資源，跟蹤CDIO模式的教學實踐，對課程任務、課程內容設計、課程平臺建設等層面進行優化實施，推動物聯網課程的內涵化建設。同時，高職院校的物聯網課程專任教師也需進一步提升自身的專業和職業能力素養，敢于創新，突破傳統教學的桎梏，以適應CDIO理念下物聯網課程實踐教學的新要求。這二者的融合，將有力助推高職物聯網課程實踐教學效果的最大化，促進高職院校人才培養效果的提升。

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【基金項目】2017年度廣西職業教育教學改革研究項目（GXHZJG2017B19）

【作者簡介】李顯寧（1977— ），男，廣西機電職業技術學院講師，研究方向：分布式并行計算、網絡安全、物聯網應用技術;王 慧（1988— ），女，廣西機電職業技術學院講師，研究方向：BIM、建筑力學。

（責編 蘇 洋）