基于“社團有趣·競賽有技·科研有效·就業(yè)有用”的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學改革探索
——以無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院為例

馬 飛

(無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 宜興 214206)

當前，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)已經(jīng)成為了各大高校的重點工作[1-7]。在專業(yè)建設(shè)方面，一部分高校側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層方向，在原有的計算機或軟件專業(yè)基礎(chǔ)上進行建設(shè)[8-10]；還有一部分高校側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)感知層和傳輸層方向，在電子或通信專業(yè)基礎(chǔ)上進行建設(shè)[11-14]。在課程體系建設(shè)方面，包括理論教學和實踐教學兩部分。傳統(tǒng)的教學方式使得部分學生在學習過程中普遍出現(xiàn)學習興趣不足、動手能力較弱、研究潛力較低和就業(yè)方向不清的問題。如何進一步改革物聯(lián)網(wǎng)教學模式，提升學生學習主動性和有效性，成為了當前教學的首要任務(wù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)傳統(tǒng)教學模式

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)立足于培養(yǎng)掌握本專業(yè)基本知識和主要技術(shù)技能，面向物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)、調(diào)試和維護等行業(yè)領(lǐng)域，能夠從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目的規(guī)劃、施工管理；物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、調(diào)試和維護；物聯(lián)網(wǎng)項目售后服務(wù)、維保與管理；物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品的生產(chǎn)制造與輔助設(shè)計等一線需要的技術(shù)技能人才。

以無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院為例，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系按照底層基礎(chǔ)、中層模塊和高層方向進行設(shè)置，共分為三大部分，如圖1所示。在底層基礎(chǔ)部分，主要側(cè)重于專業(yè)基礎(chǔ)知識的學習，普及物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、發(fā)展歷程、組成結(jié)構(gòu)等；在中層模塊部分，主要針對核心專業(yè)課程進行學習；在高層方向部分，將對學生進行更加細化的專業(yè)提升訓(xùn)練。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系Fig.1 Internet of things professional course system

由于現(xiàn)階段高職院校部分學生對于傳統(tǒng)的以知識為導(dǎo)向的教學方式已經(jīng)表現(xiàn)出接受力不足的趨勢，無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院已針對此趨勢進行了項目式課程改革，將課程逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖框?qū)動式的教學方式。但是，單一改變教學方式的功效仍然不夠顯著，一些學生的學習興趣、主動探索知識的欲望仍然不夠強烈，動手能力還有待提升，科研能力和就業(yè)知識儲備也顯得單薄，如何系統(tǒng)性提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的綜合能力成為了需要解決的關(guān)鍵性問題。

2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學模式改革

為了提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的綜合能力、動手解決實際問題的能力和科研潛力，激發(fā)學生主動探索專業(yè)知識的熱情，為就業(yè)做好知識和技能儲備，提出了依托專業(yè)社團培養(yǎng)學生專業(yè)興趣、通過專業(yè)競賽提升學生動手能力和教師教學能力、依靠科研項目提升學生研究潛力和教師科研能力、練就學生就業(yè)所需的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學模式。

2.1 智能機器人社團培養(yǎng)學生專業(yè)興趣

當前，人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，學生普遍表現(xiàn)出對智能機器人的濃厚興趣。智能機器人中涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的智能感知、遠程數(shù)據(jù)傳輸、人機交互界面開發(fā)等技術(shù)。2014年12月，無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院成立了智能機器人社團，是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)性社團組織，為學生深入了解物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用、提升專業(yè)學習興趣、增加師生互動渠道提供了平臺。智能機器人社團自成立以來，通過舉辦知識交流會、機器人競賽、校外參觀調(diào)研、知識競賽等多種方式，顯著提升了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生對專業(yè)的學習興趣，為學生提供了課外交流、學習和展示的平臺，對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學起到了很好的促進作用。

2.2 專業(yè)競賽提升學生動手能力和教師教學能力

學生通過智能機器人社團培養(yǎng)出對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的濃厚興趣以后，還將通過各類專業(yè)競賽來提升動手能力。同時，學生還會參與到教師微課比賽、教學能力比賽的進程中來，師生共同展示真實的課堂教學情況，學生可以鞏固所學專業(yè)知識，教師可以進一步提升教學能力。

自2014年9月以來，學生和教師在各類競賽中屢次獲獎：2015年江蘇省“挑戰(zhàn)杯”課外學術(shù)作品競賽三等獎、2017年中國工程機器人大賽二等獎、2017年江蘇省機器人大賽二等獎、2019年江蘇省高校微課教學比賽二等獎、2020年江蘇省職業(yè)院校教學大賽二等獎、2020年江蘇省高校微課教學比賽二等獎和2020年江蘇省“領(lǐng)航杯”大學生信息技術(shù)應(yīng)用能力比賽二等獎。

2.3 科研項目提升學生研究潛力和教師科研能力

當學生通過各類專業(yè)競賽的磨練具備了一定的動手能力后，教師將與學生共同針對具體的研究項目進行科研攻關(guān)。在這一過程中，學生將在教師的指導(dǎo)下撰寫學術(shù)論文、申報國家專利、撰寫項目申報書和結(jié)題材料。在學生的研究潛力得到開發(fā)的同時，教師的科研能力也有了更進一步的提升。

自2014年9月以來，指導(dǎo)的學生完成了多項研究項目并發(fā)表多篇學術(shù)論文：“2015年江蘇省大學生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目——智能撿球機器人”“2017年江蘇省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目——基于Arduino的機器人與課程開發(fā)”“2019年無錫工藝大學生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目——一種多自由度人形機器人設(shè)計”；盛玉寶、左華林和徐開起三位同學撰寫的學術(shù)論文《一種智能撿球機器人視覺識別機構(gòu)研究》發(fā)表于《長江信息通信》2016年第2期；段志平、盧飛和石志健三位同學撰寫的學術(shù)論文《一種多自由度人形機器人》發(fā)表于《長江信息通信》2019第10期。

2.4 練就學生就業(yè)所需的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)

經(jīng)過社團培養(yǎng)專業(yè)興趣、各類競賽鍛煉動手能力、科研項目開發(fā)研究潛力之后，學生已經(jīng)具備了較強的就業(yè)所需的專業(yè)能力。在大三頂崗實習之前，還將邀請校外企業(yè)導(dǎo)師對學生進行職業(yè)素養(yǎng)方面的訓(xùn)練，并舉辦專題講座，系統(tǒng)提升學生的綜合素養(yǎng)，以期達到“離校即上崗、上崗即見效”的培養(yǎng)目標。

3 結(jié)語

本研究提出了一種依托專業(yè)社團、專業(yè)競賽和科研項目綜合提升學生就業(yè)素養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學改革方案。經(jīng)過多年的實踐檢驗，有效培養(yǎng)了學生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學習興趣，顯著提升了學生的動手能力和教師的教學能力，開發(fā)了學生的研究潛力和教師的科研能力，最終練就了學生就業(yè)所需的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。