淺談中職物聯網技術課程的教學方法——以《STEAM課程—電子琴的現代制作》為例

陳明卉 陳 臻

（肇慶市工業貿易學校 廣東·肇慶 526000）

1 中職物聯網技術專業的發展現狀

2009年8月，時任中國總理溫家寶在無錫成立了物聯網研究中心，我國把2010年作為物聯網的“發展元年”，物聯網產業正在逐步成為21世紀世界各國競相逐鹿的重要戰略性產業之一。中職學校培養的人才要適應社會的發展，培養出更多能夠面向社會需要的技能型人才，故此職業學校相繼開設物聯網相關專業。但正因為這個領域是新興的領域，物聯網技術專業在開設課程、教學設計等仍處于探索階段。物聯網技術的專業課程大部分是理實一體化課程，更加強調以理論為基礎，實現實踐技能，充分體現“做中學、學中做”的學習理念。

2 中職學校物聯網技術專業教學上存在的不足

2.1 課程設計仍需根據畢業生就業情況進行完善

中職學校培養學生的“工匠精神”，學生需要具備綜合職業能力，在生產、服務一線工作具有較高素質。但因為物聯網領域屬于新工科，專業的教學內容與實際工程聯系程度不夠高，學校教學與實際工作銜接不足，在教學情境的合理設計及恰當教學方法上運用不夠和諧，暫時還未能充分發揮各教學手段的作用。

2.2 實訓設備未能及時跟上物聯網高速發展的步伐

物聯網技術日新月異，技術更新換代，飛速發展。“北上廣深”等一線發達城市經濟實力較強的學校或許能跟上時代的發展，定期更換新的教學硬件設備。但其他三四線甚至更落后的城市學校則缺乏這樣的條件，硬件設備跟不上意味著學生的學習內容也是“舊版本”，時間久了甚至跟社會最新技術“脫節”，造成一定程度上人才輸出所具備的知識根本無法滿足用人單位的基本需求，學生就業難，企業招人也難。

2.3 物聯網專業教資不足

新形勢下開設的物聯網專業普遍存在教師短缺,配套教材滯后且選擇性比較少等問題，中職學校很多專業課因招不到物聯網專業教師，只能讓相近專業——如網絡技術、信息技術、通用技術等專業教師任教物聯網的課程，對專業了解不夠透徹，教師備課難度大大增加。需要教師不斷參加最新的物聯網專業培訓課程，或專門到企業掛職學習，充分利用學校優勢與相關領域的優秀企業建立校企聯合合作關系，為學習教育提供使用前沿技術的項目支持，能夠使師生更好地捕捉當前物聯網領域的熱點。

3 物聯網基礎課程《STEAM課程》的學習內容

筆者所在的中職學校開設了以物聯網為基礎的《STEAM課程》，經過兩輪的實踐教學，學生能夠增加專業的興趣，理解物聯網新興行業的概念，筆者認為已經能夠滿足本課程設定的目標，也滿足中職院校對培養技能型人才的育人期望。《STEAM課程》主要包括物聯網概念的學習、中間插入micro bit編程實訓內容，其中包含了基礎編程模塊：此模塊學習的重難點是學生通過micro bit芯片的摸索能在平臺上編寫出簡單的程序實現效果，如按下芯片上的按鍵就顯示指定圖標等；認識傳感器模塊：此模塊通過簡單的描述多種傳感器的概念和性質，學生能夠做出對應的實驗，如利用溫度傳感器制作溫度計、利用聲音傳感器制作聲控燈等；創意制作模塊：此模塊是結合前期所學的基礎知識，完成能夠應用于實際的小制作：如音樂投幣箱、結果子游戲機等，內容豐富且接地氣，激發學生的科技創新思維。本課程可以說是中職學生學習物聯網專業編程的啟蒙課程，符合“S-T-E-A-M”教學理念的輸出，將科學、技術、工程、藝術和數學進行融合，培養學生多方面的綜合能力。

4 中職物聯網技術課程的教學方法

對應中職學生理論知識薄弱、動手能力強，創新思維不足、模仿能力強的特點，筆者認為課程以興趣為導向、以任務為驅動作為開端設定目標，采用分層、分組的模式進行教學，目標任務結束后采用“舉一反三”教學法加深學習印象，鞏固知識基礎，能夠開拓思維創新。下文以《STEAM課程——電子琴的現代制作》一課為例說明。

4.1 以興趣為導向，以任務為驅動

物聯網技術融合了計算機技術、網絡通信、電子信息等多個學科的內容，對于中職學生而言入門課程需要的是簡單易懂而又不失有趣的項目。“電子琴的現代制作”一課是物聯網課程《STEAM課程》中傳感器篇的一課，通過課題任務的學習，學生能夠制作出學習目標的“電子琴”，并能夠使用電子琴彈奏出歌曲，大大激發學生的學習興趣和學習愿望，愛因斯坦說：“興趣是最好的教師”，通過類似有趣而貼合教學內容的項目，能夠讓學生主動學、堅持學。

本次課題設計任務時，根據教學內容并結合學情，從多個角度出發，創設一個與教學內容吻合的教學情境，設定教學任務。設定任務的巧妙之處在于幫助學生喚醒舊知識，并幫助學生對已有知識和新知識的有效銜接。“電子琴的現代制作”課題涉及舊知識點積木塊編程的“邏輯”模塊，而新知識點“變量”則是本課題的重難點，帶著制作“電子琴”的學習任務，留給學生獨立思考、自主探索和自我開拓的余地。

4.2 采用分層、分組的模式進行教學

每個班級都存在學生學習能力、接受能力不一的情況，面對不同學情的學生，在設定任務時也應分梯度設定。不同學情的學生完成能接受范圍的學習任務，既能夠增加中職學生的學習信心，也能夠讓學生循序漸進地學習，落實“人人能成才，行行出狀元”的教學理念。在“電子琴的現代制作”課題中，學習任務分為3個階段：第一能辨別實驗中所需要用的電子元件，第二能對應電路圖正確連接電子接線，第三能夠正確編程，設定的目標是進階的過程，讓學生從易到難進行階梯式學習；同時對班級進行分組教學，解決“人人有事干，事事有能力干”的問題，促進學生的溝通能力和團結協作能力，小組間的相互交流評價，學生反思“做”得如何、“學”得怎樣，從而發現不足，及時改進。

4.3 采用“舉一反三”教學法

物聯網技術是隨著時代的發展、人們的需要不斷變化的，并非固有一成不變的一門學科。科技在不斷發展，這就需要學生有靈活應變的能力。課程設置一些能讓學生“舉一反三”的教學任務，開拓學生的創新、創造思維，讓學生學會觸類旁通，有效地解決實際問題。一個項目要讓學生能夠“舉一反三”，融會貫通，發現知識的內部聯系。例如《STEAM課程》講述溫度傳感器知識后，可讓學生用同理學習光傳感器、濕度傳感器等類似知識，并用實驗驗證自己的推論。而“電子琴的現代制作”一課題中基本任務完成后，增設“附加題”，讓學生增加“電子琴”的琴鍵數量，要求用兩個面包板合并成為一個電子琴，增設“電子琴”的音調，同時彈奏出學生喜愛的音樂歌曲。

5 關于中職物聯網技術課程教學方法的效果與反思

以本課題《電子琴的現代制作》一課為例，筆者兩年內對四個物聯網專業班級進行講授，不斷摸索、分析教學方法。經過教師“興趣導向激發能動性，任務導向設定教學目標，分層、分組學習創造學習氛圍，舉一反三訓練創造思維”這一套教學方法的不斷打磨和推進，學生在課程的教學任務中段能夠適應教師的教學模式，漸入佳境。如在上《電子琴的現代制作》一課時，學生對課題的理解已經十分到位，既能夠迅速調用舊知識嘗試編程實現目標，在解決不了問題的時候不是坐以待斃等待答案，而是有強烈的好奇心向教師、同學們不斷求知，大部分同學愿意與同組同學分工合作、共同探討，學情不一的學生學習適合自己難度的任務，最大化激發學生的積極性，找到學習的樂趣，班級中學習能力較強的學生更加愿意接受“舉一反三”的挑戰，創造思維得到鍛煉和提高。

如何才能上好物聯網技術專業的課程，需要廣大教師通過對課程教學方法進行多次設計、實踐、反思和總結，形成閉環的探究過程。筆者建議教師可通過多種途經，如參加企業培訓或者教師競賽等方法，提高自己的業務水平，加強教育教學能力、專業技術能力，這樣才能不斷激發課程教學方法的新思路，在日新月異的物聯網技術教育中掌握一把鑰匙，打開培養高素質人才的方法大門。