基于慕課的“無線傳感器網(wǎng)絡”課程應用型人才培養(yǎng)思考

沈 林

(莆田學院 信息工程學院，福建 莆田 351100)

1 應用型人才、慕課、“無線傳感器網(wǎng)絡”課程的相關概念

應用型人才不同于學術型人才，是指從事非學術性研究工作，掌握足夠理論基礎，并擅長實際操作的技能型人才。應用型人才概念的提出，是科學技術深入發(fā)展下，理論研究和技術應用不斷分工細化的結果[1]。在過去，應用型人才的培養(yǎng)是職業(yè)院校的職責和任務，但職校通常只能培養(yǎng)技術操作型應用人才和技能型應用人才。隨著經(jīng)濟結構發(fā)生變化，現(xiàn)代社會需要的是既具有扎實的理論基礎，又具有將理論結合實際的實踐能力以及一定的創(chuàng)新能力，如IT行業(yè)強調在各種工具上進行二次開發(fā)的能力等。這樣的任務只能交給地方本科高校來完成[2]。

“慕課”的全稱是“大規(guī)模開放在線課程”(Massive Open Online Courses，MOOC)，其與以往的網(wǎng)絡開放課程主要區(qū)別之處有兩點：(1)強調“互動與反饋”，在授課視頻中穿插提問、隨堂測驗等；(2)倡導建立“在線學習社區(qū)”，學習者根據(jù)個人需求，在不同的社交網(wǎng)站上構建起互助、協(xié)作、交流的亞群體[3]。

“無線傳感網(wǎng)絡”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有承上啟下性質的專業(yè)核心課程，是物聯(lián)網(wǎng)技術體系中最重要的支撐技術之一。該課程極其強調應用性，是一門多學科高度交叉的課程，集無線通信技術、傳感器技術、單片機技術、嵌入式編程以及分布式信息處理等技術為一體。該課程的教學內容涵蓋軟硬件平臺、無線網(wǎng)絡協(xié)議、節(jié)點測距和定位、時間同步技術、安全技術等，是一門理論與實踐并重的課程[4]。

2 “慕課”對高校教師的挑戰(zhàn)

“慕課”為高校教學帶來了很多積極的影響，同時也帶來了很多挑戰(zhàn)。新的教學方法和工具促使高校的管理者和教師必須重新思考互聯(lián)網(wǎng)技術在教學中的應用，認識其對以往的教學模式帶來的沖擊，更要認真思考管理者和教師的工作、教學能力要如何進一步提升。

2.1 教師傳統(tǒng)的教育學知識體系和教學經(jīng)驗受到挑戰(zhàn)。

一是面向課堂的教育學知識體系，在“慕課”平臺上無法直接繼承套用，目前對“慕課”平臺上的教育學、心理學和教學法缺乏成體系的研究；二是面向課堂的教學經(jīng)驗，無法直接套用在“慕課”平臺上，比如無法進行面對面的互動等。

2.2 教師傳統(tǒng)的教學模式受到挑戰(zhàn)

首先，高校一個課時通常有45 min，而“慕課”平臺則強調利用碎片化的時間進行學習，視頻課程長度最好在10 min左右，盡量不要超過15 min。因為人的認知活動在最初10 min是高效的，超過10 min往往會逐漸衰減。因此，必須把原有的教學內容切割成10 min左右的“微課程”，每個“微課程”講述一個主題、指向一個目標、解決一個問題。其次，師生的互動方法發(fā)生了變化，“慕課”通常會將課程的知識點組織羅列出來，類似于闖關游戲，學生學完一個知識點后，往往要線上回答問題，才能進入下一個知識點。

3 “無線傳感網(wǎng)絡”課程現(xiàn)狀

我校在制定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃時，總共提出了10項畢業(yè)要求，其中和“無線傳感網(wǎng)絡”課程相關的畢業(yè)要求如表1所示。

表1 “無線傳感網(wǎng)絡”畢業(yè)要求矩陣

我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)自建立以來，不斷摸索創(chuàng)新，取得了一些成果，但也發(fā)現(xiàn)仍然存在以下需要改進的地方[5]。

(1)理論知識相對枯燥且難度較大。該課程要求將無線通信、傳感器、單片機、RFID原理、嵌入式編程、數(shù)據(jù)處理等有一定難度的知識串聯(lián)起來，完成理論和實踐的綜合應用，如果學生在某一方面存在短板，容易出現(xiàn)學習困難。

(2)教材沒有體現(xiàn)前沿技術的發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的產(chǎn)業(yè)，新技術不斷涌現(xiàn)，連帶著無線傳感器網(wǎng)絡的技術也日新月異，使得教材的內容在幾年后，可能不夠全面、新穎。

(3)教學過程缺少數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課堂教學主要的手段是“老師說，學生聽”，對于不同的知識點，不同的學生接受的程度是不同的，不同的學生學習的積極性也是不一樣的。但受限于傳統(tǒng)的技術手段，通常只能通過和學生交流來了解大致情況，難以進行量化評估。

(4)考核方式單一。由于教學過程中缺乏可靠數(shù)據(jù)分析，往往只能將課后作業(yè)和考勤納入最終成績，缺乏足夠的調動學生積極性的手段。

4 應用型“無線傳感網(wǎng)絡”課程的“慕課”教學設想

4.1 合理設計課程目標，培養(yǎng)應用型專業(yè)人才

圍繞上述表1制定的畢業(yè)要求，學生應該掌握“無線傳感器網(wǎng)絡”的基礎知識，具備無線傳感器網(wǎng)絡開發(fā)的軟硬件的選型、使用、配置和開發(fā)能力等，可以在已有協(xié)議棧、SDK的基礎上進行二次開發(fā)，能夠組隊合作完成基于多種感知、無線傳輸以及數(shù)據(jù)融合的簡單無線傳感器網(wǎng)絡應用系統(tǒng)[6]。

4.2 以成果為導向的實踐教學，根據(jù)能力組建團隊

實踐教學是為了使學生將理論應用到實踐中，使學生真正成為無線傳感器網(wǎng)絡的應用型人才。在實踐教學中，可以考慮根據(jù)學生的能力和興趣進行分組，讓先進帶動后進，避免弱弱聯(lián)合，以此達到共同學習的目的[7]。可以將實踐過程分為幾個階段，每個階段完成不同的任務并評估，允許每個團隊有自己的特色，或者根據(jù)自己能力的強弱來制定合適的目標。

4.3 翻轉課堂，在“慕課”上構筑新型師生關系

在翻轉課堂中，學生在上課前通過在線視頻課程完成知識的學習，課堂上在老師的指導下完成作業(yè)答疑、小組的實踐學習以及師生之間的深入交流等。在新的教學模式下，學生成為主動研究者，老師成為學習指導者、促進者[8-9]。

4.4 基于“慕課”的多元化考核方式

最終成績由平時成績、實驗成績和期末考試成績等組合而成。平時成績包含學生在“慕課”上的表現(xiàn)、課堂考勤、參與話題討論等；實驗成績根據(jù)學生團隊的任務完成質量，及實驗報告的分析說明質量來評定成績；期末考試則是綜合考查學生理論知識和部分實踐操作基本功的手段。

5 結語

“慕課”作為一種新的教學模式，使師生關系發(fā)生了深刻的變化。對于應用型本科高校來說，他可以方便地借鑒更優(yōu)秀的資源，更容易發(fā)現(xiàn)教學中出現(xiàn)的問題，有利于激發(fā)學生會的學習興趣，提高各類課程的教學質量。