基于CDIO理念的物聯網工程專業課程改革與教學團隊建設研究*

張定祥 （貴州商學院）

一、高校物聯網工程專業教育特征

物聯網工程專業相比于其他技術專業，主要有以下幾個方面的特征：首先，物聯網工程專業呈現特殊融合學科特性，實現多學科交叉，主要涉及專業內容包含計算機專業、通信技術專業、電子技術專業，同時輻射管理學以及軟件開發等多方面知識；其次，物聯網工程本身并非獨立學科，而是依托行業需求建構的教育專業，實際教育戰略應用需要做到定位清晰，內容設置合理，依托行業人才需求，構建教育導向，打造人才行業勝任力；其三，物聯網工程產業鏈條較長，所涉及的產業集群數量眾多，在現時代幾乎完成了社會生產各個行業的全面覆蓋。通常情況下物聯網工程專業學生能夠勝任不同崗位工作的要求。

二、高校物聯網工程專業應用CDIO教學模式創新的主要方向

（一）CDIO教學模式的形成和體系構建

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，構思-設計-實現-運維),是由MIT等高校創立的工程教育模式,是近年來國際工程教育改革的最新成果。強調理論服務于實踐，統籌和兼顧工程全過程。依托學生工程能力素養的培養構建教學體制導向，形成提升能力素養的教學路徑。路徑構成需具有定性機制，能夠以更具標準的細化指標系統來進行導向目標的拆分，最終保證教學機制能夠與指標系統對應，通過教育升級達到指標實現，最終匯聚達到能力素養提升的教育目的。

（二）CDIO教學模式在物聯網工程專業當中的應用創新方向

從CDIO教學理念和實踐應用模式來看，CDIO所強調的學生核心素養導向，最終以實現學生特定學習產出為主要教育過程，對于傳統教育內容進行了升級驅動，建構起學科特征導向的教育改革模式。教育模式特性與前述提到物聯網工程專業面向行業發展的人才培養導向一致，突出專業特性下的勝任力培養目的特質。因此，在教育創新實踐當中，可以將CDIO教學理念以教學創新模式的方式，在物聯網工程專業教學當中進行優化應用，打造更為完備的課程教育體系，再依托創新課程體系來進行校內的教學團隊建設。《工程教育認證標準》當中對CDIO理念下的課程教育體系建設目標進行了規范，其中包含目標關注、需求關注、過程關注、評價關注以及改進關注等五個重點要素，需要進一步明確課程在知識體系、能力素養以及素質水準等三個方面的培養需求，持續優化教學目標以及教學過程關聯性的全面整合，依托教學團隊的構建和進一步完善，實現CDIO教學模式在素質培養方面的目標實現。

三、高校物聯網工程專業的教學內容

物聯網工程專業在當前高校教學系統當中影響較大，同時重要性受到了較為廣泛的關注，其中物聯網工程設計與工程實施是物聯網工程的核心專業課，課程教學主要從工程實施方法論角度出發，對物聯網工程設計與實施當中的主要問題進行理論分析和實踐實訓。學生通過這部分內容的學習，需要掌握當前物聯網工程的基本設計要求、可用設計方法、工程實施的實際要求。教學內容涵蓋專業相對龐大且復雜，其中涉及通過新技術、單片機、嵌入式技術、傳感器技術等，具有極強的綜合性特征。相應，教學體系對于人才培養的質量和效率要求具有極高同步性要求，突出綜合性素養培養。

四、當前物聯網課程教學體系面臨的主要問題

（一）理論教學占比過重

理論教學強于實踐實訓教學體系，是當前大部分高校在教育教學與人才培養中的一般性問題，但是物聯網工程專業本身的行業就業導向特征，使得單純理論教學在人才素養培養方面的作用難以得到應有凸顯，最終導致學生無法真正從課程教學體系當中獲得行業需求的就業素養，影響了個人素質的實現。觀察發現，當前高校物聯網工程體系中教師本身的教學素養存在應用層面的能力缺失，大部分教師本身并不具備行業經驗或者崗位工作經驗，導致他們在指導物聯網工程專業教學中，只能參與理論教學，對于行業發展前沿、崗位需求特性等知之甚少，缺少對于宏觀行業的發展判斷，無法依托學生的自身素養和學業能力做好教學調整，致使教學與實踐之間存在彼此脫節，學生難以得到應有的素養提升實現。

（二）缺少科學綜合的教學考評體系

教學考評是就教學質量水準和學生素養生成所進行的定量評定，主要用以進行前一階段的評價，并開啟后一階段的教學優化工作。現行物聯網工程專業在教學考評方面標準單一、程序機械、素養突出價值不足，綜合性評定效果不佳。教學系統中，主要應用平時成績、考試成績和實驗成績作為考評對象，采用2：6：2權重進行分數定量，最終完成學生的水平素養評定，衡量教學成果。但就素養發展以及專業本身綜合新需求來看，以期末考試為核心的評定標準顯然無法實現綜合價值兼顧，大部分考試為標準形式統一命題，無法關注到學生的學習過程和成長情況，更多突出橫向比較，對于學生的綜合素質的成長培養而言，收益不大，無法體現出現代互聯網工程專業人才的培養需要。

五、物聯網工程專業CDIO教育理念下的課程改革前瞻

CDIO教育理念在《工程教育認證標準》當中得到了明確的規范，通過教育體系建設來最終實現整體教育框架塑造，發揮高等教育在行業人才培養方面的重要價值，切實實現教育資源投入并配置優化在人才素養產出方面優勢。高校物聯網工程專業教育工作在CDIO教育理念之下，需要持續推進多方面、多層次教育改革與升級。

（一）重新修訂教學大綱突出人才培養的應用素質方向

在CDIO教育理念所構成的目標導向教育路徑當中，綜合素質的培養與社會時代發展的彼此接軌，應當真正納入畢業要求當中，成為專業課程體系教學大綱的核心內容，推進課程教育能夠實現向能力導向的教學轉變。結合物聯網工程專業的課程教學目標導向特征，教學大綱當中的目標設置應當引入下述內容：

其一，物聯網專業課程教學需要培養學生對于物聯網工程系統設計方面的專業知識、基本管理流程和實踐應用方法等主要內容，學生完成專業課程學習需要能夠掌握物聯網工程系統的設計方法，并能夠參與到精度管理當中；其次，學生在完成課業學習后，需要具備軟硬件一體化的思維意識，應用創新參與物聯網工程系統分析設計與研發和實施相關工作；最后，學生需要具備對于物聯網工程行業發展的全面認知和了解，對于自身能力素質做到精準定位，憑借專業知識形成問題分析能力、創新實踐能力，同時具備工程意識、團隊意識、質量意識和市場意識，指導相關工作的開展。

（二）依托教學大綱設定的應用素質培養方向進行教學機制創新調整

在確定了教學方向之后，需要結合課程教學目標對實現目標的教學應用路徑進行分解，決定從方法論實踐角度出發的教學目標達成策略，最終形成課程體系的教學實務，用以針對性地指導具體專業教師課程教學工作的理性開展。以物聯網工程專業當中基礎理論課“計算機網絡技術”為例，為了能夠實現掌握計算機網絡基礎知識、了解數據傳輸、寬帶等方面的技術要點，能夠參與系統設計、開發、實施等教學目標，在應用教學實踐層面，需要從以下幾個方面展開相應工作：

首先在教學應用層面，需要以強化學生的內容理解為基本方向，在課堂教學體系當中需要注重知識體系結構的教學方式優化，以系統化教學來建構學生的認知體系，幫助學生能夠形成全局認知系統；其次，教學方面要做好行業方面的內容拓展，引入相關方面的內容學習，引導學生在基礎性技能如網絡安裝、配置、系統開發之上，引入更多資源體系，幫助學生能夠拓寬視野，形成更為全面的系統應用能力，使基礎知識與系統應用之間相互結合，個人價值目標與社會需求和國家要求保持一致，構成相互影響相互促進的作用機制。

六、CDIO理念下的物聯網工程專業創新教學中教師團隊的組建

從教學創新來看，CDIO理念的應用為物聯網工程專業提供的改變極為巨大，教師群體除了需要具備專業理論知識的教學能力之外，還必須融入更深層次的教學智慧，具有行業發展的視野和眼光，才能夠勝任當前教學崗位工作需要，在教學工作當中積極調整和持續優化，帶來高質量的教學系統服務。

（一）進一步健全高校教學團隊管理制度體系

高校教學管理工作需要針對教學團隊進行創新，結合高校教學基本規律、上級政策文件以及學校自身情況，從轉型發展需求角度出發，針對物聯網工程專業CDIO教學理念創新，制定并修繕各個環節的教育管理文件，保證教學工作創新的教師資源全面支持。在管理制度體系方面，需要充分認識到CDIO教學理念應用下，構建物聯網工程專業教學創新形式中教師扮演的主導者角色身份，能夠從教學管理、專業課程建設、教學組織管理和教學研究等多個方面，為教師參與CDIO教學創新提供技術保障和體系支持。同時高校層面應當建立起三級教學監督體制，組織開展立體的教學引導，幫助教師把握住CDIO教學理念宏觀層次的教學應用，充分發揮CDIO教學優勢的實現。一級是由教務處督導組參與教師教學工作的巡查督導，一級是利用院內聽課督導機制來針對授課環節進行監控，還有一級則是借助教研室內部定期研討，組織專業教師參與教研工作，最終促進教師群體教學水平的穩步提升。通過三級教學監督管理體制，來保證CDIO教學專業方向落實，避免教師在教學當中出現戰略偏差。

（二）基于雙師型教師隊伍需求進行教師團隊建設

雙師型教師是《國家教育視野發展第十二個五年規劃》和國務院《關于加強教師隊伍建設的意見》當中所提出的面向新時代發展的教師團隊建設的核心訴求，強調教師群體并非單向度教學能力，而需要同時具備專業理論知識和教學意識，擁有更為豐富的實踐經驗，切實可行地為學生的綜合素質培養提供教學引導幫助。高校物聯網工程專業在推進CDIO教學創新中，需要正視CDIO所具有的目標導向和教學路徑構建的特征，將行業實踐作為核心教學方向，相應地，所有教學模式的創新，對于教師自身素養水平，提到了另一個高度要求。高校在教學系統化建設中，需要加大雙師型教師隊伍建設，來促進教學質量，保障物聯網專業教學的全面升級和持續推進。結合相關經驗，高校物聯網專業可以應用“請進來，走出去”相結合的教師隊伍建設方針，針對專業教師進行實踐能力培訓，全面提高教師群體在物聯網專業與實踐應用方面的教學水平，使教師能夠真正為學生在參與崗位工作方面的素養能力提升提供正向引導。積極鼓勵教師群體在不影響教學計劃的情況下，深入到物聯網行業或相關企業一線生產環節，以掛職的方式參與鍛煉，了解情況，豐富教師的理論認知視野，使教師能夠從行業實踐出發，深刻理解物聯網工程相關專業知識的應用高價值和實踐特征，使CDIO教學實踐能夠在教學內容實效性方面得到全面擴充。

（三）應用校企合作機制為教師團隊建設提供空間

CDIO理念教學應用下，應用校企合作推進產學研一體化是提升教學質量的重要渠道，高校物聯網工程專業在教學團隊建設方面，需充分利用校企合作資源，通過打造專業性強、應用實踐價值高的校企環境，為教師群體提供理論聯系實際的應用機會，培養教師團隊參與CDIO專業教學工作的創新能力。物聯網工程專業度課程具有知識綜合性強、工程性強等特點，高校大部分教師本身沒有真實工程項目經驗，對于真實案例中隱藏的問題、行業現階段的需求了解較少，難以發揮CDIO目標導向的教學應用高價值。在教師團隊建設方面，高校需要結合校企合作，為教師提供企業參觀、先進技術學習、構建物聯網橫向服務和專業戰略引導等參與機會，帶動教師隊伍的CDIO教學素養全面提升。

七、結語

CDIO教學理念的應用創新價值較高，在新時代高等教育人才培養中，具有指導意義。物聯網工程專業的CDIO教學理念的引入，帶動了教學機制的全面創新，為課程教學提供了市場行業應用創新的新方向，明確了綜合素質培養的價值和意義。相應地，教師團隊自身的教學能力和實踐經驗、對于行業發展的認知，在教學體系當中起到了極大的影響作用。傳統教學當中重理論輕實踐、缺乏前瞻性精神等問題，在物聯網工程專業當中影響顯著，制約了CDIO目標成果導向的教學創新實現。高校教學系統需要充分認識并理解當前教師團隊的掣肘問題，通過多渠道提高教師綜合教學能力素養，使教師能夠在CDIO教學理念下更好地發揮主導者角色作用。