物聯網專業課程“崗課賽證”融合教學模式實踐

錢曉春（1987.01-），男，漢族，江蘇無錫，碩士研究生，講師，研究方向：信息技術類課程建設。

摘要：《物聯網組建與管理》是五年制高職物聯網應用技術專業的一門實訓課程。該課程采用了“項目式教學，理實一體化”的授課方式，重點關注物聯網行業發展的新技術，同時對接“智能家居項目職業經理人”崗位要求、參與“智能家居安裝與維護”技能大賽以及“智能家居系統集成應用”X證書的考核要點，通過對課程教學的優化，探索了“崗課賽證”融合教育模式。該課程采用了“任務驅動，四層構建，兩線并進”的教學模式，將物聯網智能家居行業的新技術標準貫穿于整個教學項目實施過程中，使學生能夠在完整的實訓項目中培養崗位技能，并為技能大賽的普及教學和X證書的考證教學提供服務。

關鍵詞：物聯網：高職：課程：教學設計：崗課賽證

一、引言

“崗課賽證”融合育人模式是全國職教大會提出的一種全新育人模式。它將職業崗位、育人課程、技能大賽和職業資格證書有機融合在一起[1]。在《物聯網組建與管理》課程中，將“智能家居項目職業經理人”崗位能力設定為教學目標，并將“智能家居安裝與維護”技能大賽和“智能家居系統集成應用”X證書考核內容融入課程教學中。這門課程的學習能讓學生初步了解職業崗位需求，并掌握技能大賽的基本知識，為考取職業等級證書打下知識和技能方面的基礎。這種融合模式旨在提高學生的綜合能力，讓他們能夠更好地適應物聯網智能家居行業的發展需求。

二、實訓項目設計

（一）實訓課程整體設計

智能家居職業經理人崗位要求具備智能家居工程初步設計、工程實施、設備安裝與運行、系統維保與改造等能力。在56課時的實訓全過程中，被設計了“為智家房產公司開發智能化住宅”的教學情境，分為四個模塊。

模塊1“開發住宅的恒溫恒濕系統”，是整個實訓課程的基礎階段，可以實現室內溫濕度的恒定；模塊2、3開發住宅的照明系統和安防控制系統，是對智能化住宅功能的擴展升級；模塊4進行各系統的組建和聯調，以達到各系統正常運行的目的。四個模塊緊緊圍繞物聯網智能家居應用場景設計開發實踐，依據物聯網四層架構，著力培養學生硬件設計制作、軟件編寫、平臺運維、應用程序設計等關鍵崗位能力。四個模塊通過項目設計、軟硬件開發、運行調試、排故、優化等流程，著重培養學生智能家居工程初步設計、工程實施、設備安裝與運行、系統維保與改造等能力，使學生初步具備智能家居職業經理人的基本職業素養和技能要求。

（二）模塊項目設計

根據物聯網四層架構，將以模塊1“開發住宅的恒溫恒濕系統”分解為四個項目，可以進行如表1 分解。

為了使學生掌握物聯網四層架構在實際項目中的分層應用和實踐，以及數據在四層架構中的流轉機制，教師依據項目目標，貫徹理實一體化理念，參考真實工程項目的開發流程，將傳統教學模式中零散的知識點進行重構，形成一個綜合的、完整的、成體系的實踐項目。

（三）教學模式與策略

教學對象為五年制高職物聯網應用技術專業三年級下學期的學生。通過相關前導課程的學習，學生具備基本的物聯網軟硬件開發的技能。學業跟蹤調研發現，學生在“專業能力”方面表現較好，能夠實際運用以往學過的知識技能。然而，學生在問題解決能力、知識遷移能力和終身學習能力方面有所不足。此外，學生對真實工程項目整體把握能力不足，缺乏“項目管理”的意識。學生的信息素養較好，能夠熟練運用辦公軟件、遠程會議軟件等。物聯網工程項目通常需要團隊協作，團隊成員需要具備溝通合作和履行責任的能力。因此，在教學中需要重點培養學生的問題解決能力、知識遷移能力、終身學習能力和團隊合作意識[3-4]。

物聯網技術是一種強調應用創新的技術，它在現有技術基礎上實現了全新的應用。因此，在項目實施過程中，需要注重培養創新意識。

傳統的專業課程教學與真實崗位需求脫節，教學方式通常是以知識講授、操作演示和技能訓練為主，教學內容零散且缺乏系統性，學生進入工作崗位后往往無法立即適應。為此，采用了一種“任務驅動、四層構建、兩線并進”的教學模式，以物聯網智能家居行業的新技術標準為基礎進行教學。

任務驅動意味著為學生提供實踐體驗和問題情境，引導他們主動建構和解決問題。圍繞任務展開學習活動，并以任務的完成結果來檢驗和總結學習過程。以“開發住宅的恒溫恒濕系統”為例，學生將完成溫濕度節點設計、傳感網搭建、平臺層搭建、應用層設計等任務。通過作品自動調整室內溫度的結果來檢驗他們的學習成果，從而激發學生的主動學習、探究和解決問題的能力。

四層構建是基于物聯網技術的四層架構（感知層、傳輸層、平臺層和應用層），從技術層面出發，將教學模塊劃分為四個項目：感知節點硬件制作、無線傳感網搭建、網關程序設計、應用軟件設計。盡管關注的是智能家居恒溫恒濕系統，這四個項目在技術架構上具有代表性，能夠幫助學生理解物聯網技術框架。

兩線并進則是將物聯網技術架構與學習過程結合起來。這四個項目的知識技能目標包括搭建電路、組建網絡、部署服務和調試應用。通過這些項目，學生能夠更深入地理解物聯網技術架構，并具備組建和管理物聯網智能家居系統的初步能力。這樣，學生的技能水平能夠滿足工作崗位的要求，同時培養出嚴謹細致的工匠精神和團隊協作能力。

三、教學實施過程

（一）總體思路

應用基于任務驅動的項目教學法，可以通過三個維度來實施教學，以培養學生基于工作崗位的思維方式。首先是流程鏈，根據工作崗位的項目實施過程進行設計，包括方案設計、討論決策、實施控制和評價反饋。通過這一維度，學生可以了解項目實施的步驟和不同環節之間的關系。其次是問題鏈，涉及各個環節需要解決的問題，例如確定項目功能、選擇合適的技術、制定開發步驟、評估方案的合理性以及解決具體故障等。這一維度的目的是讓學生能夠思考和解決實際項目中遇到的問題。最后是活動鏈，圍繞問題解決而設計的教學活動。這些活動包括咨詢、討論、決策、實施開發流程、測試和排除故障等。通過參與這些活動，學生能夠應用所學知識和技能，提升解決問題的能力。

（二）四個項目的具體實施過程

1.感知節點硬件制作

首先，在學習平臺上發布任務書、元器件和電路模塊的功能說明書和尺寸圖、思政資源庫、常用元件庫文件、操作視頻、硬件電路3D效果動畫等學習資源，供學生提前了解項目要求、電路特性和功能，并進行在線討論。學生通過自主學習和教師引導答疑等環節來全面認識溫濕度感知節點硬件電路。然后，學生以小組協作的方式使用Altium Designer軟件來解決元件布局和布線的難點，利用操作視頻和教師現場示范巡回指導來確保學生成功完成硬件電路板焊接和調試。教師引導學生分享交流作品，并進行多元多維度評價。在完成項目的基礎上，鼓勵學生深入了解各種主流芯片的功能和價格，引導學生探索新技術、新材料、新工藝和新設備設施，培養學生的創新意識。教學過程注重學生的專注、專心和專業精神，并融入精益求精的工匠精神和思政元素。這樣的項目教學法能夠讓學生在實踐中學習和應用知識，培養創新思維和工匠精神，提高專業能力和綜合素質。

2.無線傳感網搭建

在第一個環節“方案設計”中，根據項目要求明確了傳輸層需要實現的功能，包括網絡組建、溫濕度數據采集、數據的發送和顯示等。選擇了使用zigbee無線傳輸技術，并確定了開發的步驟。在第二個環節“討論決策”中，根據項目的目標最終確定了實施步驟。在第三個環節“實施控制”中，按照事先確定的步驟進行教學實施，首先搭建了ZigBee網絡，并進行了設置PANID和信道的操作。然后學生了解了溫濕度傳感器的工作原理，并能夠綜合運用所學的知識在ZigBee協議棧中成功地采集到溫度和濕度數據。同時，學生也掌握了ZigBee無線傳輸中數據的發送和接收過程。在第四個環節“評價反饋”中，根據項目要求的功能合理性，進行了啟發式教學，培養學生分析和解決問題的能力，提高學生綜合應用能力。評價反饋階段的目的是讓學生能夠在實踐中獲得反饋，并不斷改進和提高他們的技能水平。這個階段也有助于培養學生的團隊合作意識和創新思維能力。

3.網關設計、平臺層搭建

在項目開發的第一個環節“方案設計”中，小組應該根據項目要求明確網關的功能，如從串口中讀取數據、顯示溫濕度的值、將數據上傳至平臺層數據庫等，并選擇合適的開發技術，比如采用.Net應用開發等技術。同時，小組需要明確開發的步驟，并通過超星平臺進行方案的上傳、討論和修改。在第二個環節“討論決策”中，小組應該討論并明確項目驗收合格的標準，以便制定實施方案。根據這些標準，小組可以敲定實施方案，確定實施流程、技術要點和測試計劃等內容。在第三個環節“實施控制”中，小組應該按照方案要求和步驟進行開發，并實施理實一體化教學。具體包括設計程序界面、從串口讀取數據、顯示數據以及上傳服務器數據庫等操作。而在根據項目要求進行調試的第四個環節“評價反饋”中，小組應該根據功能是否達到要求進行調試，同時教師要針對出現的問題進行啟發式教學，培養學生解決問題的能力。

4.應用層設計、系統聯調

在應用層設計和系統聯調環節，小組應根據項目要求確定Android移動端App訪問服務器數據庫的技術，同時熟悉Android移動端App場景應用設計的技術，從而明確開發的步驟。在評價反饋環節，小組應根據項目要求的功能是否達到標準進行調試，并教師應圍繞出現的問題進行啟發式教學，以培養學生解決問題的能力。引入“1+X”證書實訓平臺實現“課證融通”，使學生掌握一定的理論知識和實操技能，并理解理論知識對實踐操作的指導意義，促進學生知識遷移，能夠在其他工程項目中應用所學的Android移動端App開發技能。此外，還可以將2～3名同學組成一組，共同完成系統聯調和故障排除，相互配合協助，培養學生的團隊協作能力。這些措施有助于項目的順利進行和學生能力的綜合提升。

四、特色與成效

針對學生所面向的工作崗位“智能家居項目職業經理人”，以及參加的技能大賽“智能家居安裝與維護”和“智能家居系統集成與應用”的X證書，本項目開展了《物聯網組建與管理》課程教學。該課程旨在服務于工作崗位的能力培養，技能大賽的普適教學以及X證書的考證教學。

為了提高學生的學習并增強其發展效果，通過評學體系改革，實現了教育教學質量監測和評價機制的完善，并具備了過程性、多元化和智能化的特征。在該評學體系中，通過開發物聯網恒溫恒濕系統，收集學生在實訓教學過程中的知識水平、技能和職業素養等相關數據。利用增值排序法和協方差分析法對數據進行統計和分析，以判斷學生是否在實訓教學中得到了增值，并以此來評估實訓教學的質量。這種評價法能夠客觀有效地評定不同起點的學生，在知識、技能和素養等方面的成長和提升上提供更好的指導，培養學生的工程意識和實踐操作能力。

本項目的課程教學內容與“智能家居職業經理人”崗位要求相匹配，確保學生在課堂中所學的知識技能能夠與企業崗位緊密銜接。此外，基于物聯網技術的四層架構，本項目結構完整，并對物聯網類技能大賽具有指導意義，師生在各級各類技能大賽中多次獲獎。同時，將“物聯網智能家居系統集成與應用”的“1+X”證書實訓平臺納入教學，進一步提升了職業技能等級認定的教學質量。

五、反思與改進

（一）“崗課賽證”融合教育模式應向深層次探索

針對實訓項目中“崗課賽證”融合教育模式的不足，應該深入探索。通過行業企業調研，挖掘物聯網關鍵工作崗位的能力要求，并將其納入課程目標的設定，知識技能的梳理以及實訓項目的實施中。同時，應該結合技能大賽的考察點，提煉出通用的知識技能目標，使其在課堂教學中得以更好地實施。另外，X證書的驗證和考核應該得到完善，以更準確地評估學生對知識技能的掌握程度[3-5]。

（二）實訓項目開發的系統功能可以再擴展、豐富

在實訓項目的開發中，可以進一步擴展和豐富系統的功能。目前，在智能家居領域已經有很多應用，例如健康檢測系統和遠程會議系統。可以考慮將這些應用納入到實訓項目中進行開發。鑒于課時的限制，可以將各個系統進行模塊化封裝，使開發工作能夠在已有的封裝模塊基礎上進行，這樣更符合《物聯網組建與管理》實訓課程的培養目標。

作者單位：錢曉春 江蘇省惠山中等專業學校

參" 考" 文" 獻

[1]程智賓，李宏達，張健.崗課賽證融通培養模式的價值追問、學理依憑和實踐創新[J].職教論壇，2021，37（11）：68-74.

[2]李靖，蘭飛.物聯網綜合應用實訓[M].北京：機械工業出版社，2019：57-68.

[3]張慧青，王海英，劉曉.高職院校“崗課賽證”融合育人模式的現實問題與實踐路徑[J].教育與職業，2021（21）：27-34.

[4]程宇.常州工業職業技術學院“崗課賽證”融通育人模式探索[J].職業技術教育，2021，42（17）：1.

[5]曾天山.“崗課賽證融通”培養高技能人才的實踐探索[J].中國職業技術教育，2021（08）：5-10.