OBE理念在物聯網組網技術教學中的應用研究

高志華，降 瑋，龐 翠，張 婷

（寧夏職業技術學院，寧夏 銀川 750021）

0 引 言

OBE（成果導向教育）理念作為一種以學生為中心，根據預設目標反向進行教學設計的方法，其理論內涵已被廣泛應用于教學模式創新與改革實踐中。本文針對“物聯網組網技術”課程專業性強、解決方案綜合度高、應用場景復雜、技術更新迭代周期短以及貼合市場真實項目等特點，將OBE理念中學習產出的定義、實現、評價及應用貫穿于教學全過程，使學習產出達成教學的預設目標。

1 基于成果導向的教學模式

1.1 課程性質

“物聯網組網技術”課程面向智慧城市、智慧農業、智慧環保、智慧交通、智能安防等行業的綜合方案設計、方案銷售與規劃、工程服務與管理等工作崗位，通過對物聯網組網技術、物聯網組網規劃與系統集成、智能家居仿真實驗與方案設計、智慧農業硬件選型及方案設計、智慧環保總體架構及方案設計、工業物聯網綜合方案、智慧交通系統設計、基于物聯網的遠程醫療監護系統設計、基于物聯網的智能倉庫管理系統及智慧物流解決方案、智能安防系統設計等內容的學習，培養面向行業的物聯網綜合解決方案設計、物聯網應用系統服務與營銷、物聯網應用工程施工與調試等能力，為后續物聯網高級應用課程學習打下堅實基礎。

1.2 教學模式設計思路

基于成果導向的教學模式將學習產出的定義、實現及應用、評價按照課程的教學目標、教學實施以及教學評價等分層展開，各層級間通過教學完成知識學習閉環，總體架構如圖1所示。

圖1 基于成果導向的教學模式總體架構

在學習產出的定義上以學生為中心，緊密圍繞人才培養方案展開，面向綜合解決方案經理、政企MKT等市場“常青藤”崗位。通過課程學習使學生具備面向行業的物聯網綜合方案撰寫、物聯網通用硬件產品選型以及運用虛擬仿真平臺對方案進行驗證的能力，并掌握物聯網組網技術的體系框架、技術標準、組網規劃與系統集成等知識。

實現學習產出與應用學習產出以課堂教學為主要實現途徑，采用項目化運作、分組教學及翻轉課堂等多元化教學方式，在教學內容上迭代更新本地特色產業、產業前沿與產業高端等相關內容，利用智慧職教平臺、智慧課堂以及微課等資源作為教學輔助手段，使用物聯網虛擬仿真平臺作為方案創新、方案驗證的教學仿真系統，讓學生在模擬企業真實環境下完成硬件選型、系統設計、方案撰寫及方案宣講等任務。

學習產出的評價采用智能打分與人工評價相結合的方式開展。教師組織小組（團隊）內部、小組之間互評，并參考智慧課堂平臺和虛擬仿真平臺的打分結果，從完整性、正確性和可落地性等三個維度對解決方案進行差異化、針對性評價。如智慧農業重點針對溫感、煙感、噴淋等硬件選型、組網設計是否合理，而一卡通系統則重點關注虛擬仿真系統中ISO14443庫文件是否正確引用等。

2 構建項目與翻轉課堂相結合的立體化教學環境

采用合理的教學組織形式是實現學習產出目標的重要途徑。本文以項目運作為導向，突出OBE理念中學生的主體地位，合理劃分課前、課中和課后教學層次。典型教學活動設計如圖2所示。

圖2 分層次的教學活動設計示例

課前通過智慧課堂平臺推送項目背景、典型組網架構、應用場景及商業模式等預習資料，學生在線上完成學習。以智能家居章節為例，課前向學生推送家居門禁系統、可視對講系統、監控及報警系統的典型應用場景，發布主流的智能家居宣傳體驗視頻，并發送智能家居物聯云的商業計劃書，充分調動學生的學習積極性。

在課堂上首先創設項目化運作的情景，設定目標客戶（政府、企業或個人），參考華為“鐵三角”（銷售負責人、技術方案負責人及交付負責人）模式或中興通訊“一體化項目運作”模式劃分團隊角色，營造“沉浸式”的教學氛圍。結合課前的推送資料，教師從總體架構、硬件選型、系統設計、應用場景及商業模式等方面深入分析典型案例，引導學生自主探索搭建解決方案的架構，讓學生分組完成綜合方案的撰寫，并在虛擬仿真平臺完成方案驗證。結合智慧課堂平臺的評價結果（如圖3所示），組織學生完成內部評價和小組互評活動；實施翻轉課堂，讓學生完成方案宣講及推介，加深對物聯網組網技術的理解，完成項目運作中售前階段的閉環。

圖3 智慧課堂平臺評價示例

課后推送相關領域最新發展動態，讓學生線上完成方案偏離度分析。以智慧交通為例，在課后推送交通信號配置優化服務模式、大數據與全域交通綜合治理解決方案、TOD效益的實現路徑與典型項目進展等內容，讓學生從核心產品功能、細分組網方案及商業模式等不同維度進行方案對比，完成方案優化，進而加深對交通領域前沿知識的理解。

3 搭建驗證方案的虛擬仿真實驗平臺

OBE理念在應用學習產出方面，強調將理論知識與實踐相結合，能夠將學習成果運用到工作實際中。在實踐教學階段，傳統方式采用實際物理設備進行調試，如部署RFID接收設備、IC讀寫器等。這種教學方式在培養學生動手操作能力方面有一定優勢，但是組網成本高、應用場景固化、硬件更新滯后以及二次開發能力不足等缺陷也較為明顯。

針對上述問題，本文在實訓教學環節選用虛擬仿真教學實驗平臺。該平臺可模擬RFID、WSN、電源、協調器等硬件實訓設備，避免真實環境中設備繁雜、布線混亂及接口不穩定等不足，有效降低硬件組網成本；打造從單一產品應用到復雜工程組網等不同物聯網應用場景，逐步提升學生的動手能力和工程實踐能力；開放數據庫、窗口管理及硬件通信的二次開發接口（如圖4所示），讓學生自主完成需求拓展和方案驗證。

圖4 虛擬仿真實驗平臺組網及二次開發示例

4 引入符合市場需求的教學內容

近年來，物聯網技術發展迅猛，其應用范圍的廣度、應用行業的深度及應用場景的復雜度正發生著日新月異的變化。因此，在分析典型案例的技術方案時，應更新迭代符合市場需求的內容，使學習產出貼近本地產業和產業高端。

（1）在學習章節中嵌入本地特色產業發展歷史、發展政策及發展規模等，如在智慧農業系統的建設背景中增加寧夏九大重點產業高質量發展實施方案所確定的現代枸杞產業，在技術方案中選取枸杞智慧化服務與管理系統、枸杞產業大數據綜合信息服務平臺、枸杞特色電商等內容，激發學生對家鄉產業的熱愛之情。

（2）在方案的實施路徑中增加相關產業的最新發展動態，如在智慧物流系統中的溯源部分增加某科技企業通過RFID技術實施的自動揀選系統，實現了從“人揀貨”轉變為“貨到人”，有效提升配送效率，讓學生體驗到技術更新對企業發展的重要意義。

（3）在商業模式的創新中增加已培育落地的新模式，如在智能家居項目中探索物聯云的運營，將已整合的技術方案通過云端拓展市場，使學生將自己撰寫的技術方案和運營結合起來，不斷提升技術自信。

（4）發揮課程思政在家國情懷、使命擔當、價值規范等諸多方面協同育人的合力作用，如在講授智慧環保系統水監測子系統組網時，結合習近平總書記視察寧夏講話精神，寧夏要“努力建設黃河流域生態保護和高質量發展先行區”，增強學生社會責任感和歷史使命感。

5 結 語

本文緊密圍繞OBE理念中學習產出的定義、實現、評價及應用的內涵，結合“物聯網組網技術”課程的特點，在教學模式、教學方法、實訓教學工具及教學內容上實現不同維度的創新，使學生的學習效果達成既定目標。