融通下高職物聯網方向課程教學改革

摘"要：為培養高職學生物聯網崗位綜合能力，落實“崗課賽證”綜合育人理念。本文以計算機網絡技術專業的核心課程“物聯系統集成”為例，重點圍繞職業發展能力和職業技能培養，提出以崗位能力為目標，以技能大賽為抓手，以物聯網工程技術人員國家職業技術技能要求為標準，從課程整體設計、教學實施過程、課程反思改進等多方面闡述“崗課賽證”改革實踐路徑和成效。實踐結果表明，學生的職業素養和知識技能得到較大提升，技能競賽成績逐年提高。

關鍵詞：崗課賽證；物聯網；項目驅動

中圖分類號G712；TN929.54；TP391.444

Abstract：To"cultivate"the"comprehensive"IoT"professional"competencies"of"higher"vocational"students"and"implement"the"integrated"education"philosophy"of"the"\"Integration"of"Industry"Positions，Curriculum，Competitions，and"Certifications，\""this"study"focuses"on"the"core"course"IoT"System"Integration"in"the"Computer"Network"Technology"program.Centering"on"the"development"of"career"capabilities"and"vocational"skills，we"propose"anbsp;reform"practice"pathway"guided"by"industry"position"requirements，driven"by"skill"competitions，and"aligned"with"the"national"vocational"and"technical"skill"standards"for"IoT"engineers.The"pathway"is"elaborated"through"comprehensive"curriculum"design，teaching"implementation"processes，and"continuous"reflection"and"improvement.Practical"results"indicate"significant"enhancements"in"students'"professional"literacy"and"technical"knowledge，with"consistent"annual"improvements"in"skill"competition"performance.

Keywords：Integration"of"Industry"Positions，Curriculum，Competitions，and"Certifications;Internet"of"Things;Project-driven

1"概述

2021年全國職業教育大會首次提出“崗課賽證”綜合育人理念，要求將根據企業實際生產需求和崗位能力要求設計課程體系，職業技能等級證書標準與專業人才培養方案課程標準相融合，技能競賽與課程教學相結合，實施以崗定課，以證促學，課賽融通的新型育人模式［12］。隨著5G通信、云計算、人工智能技術的飛速發展，物聯網產業已進入加速發展新階段，對學生能力要求不斷提高，要求學生具備一定的工程素養、實踐操作能力以及對物聯網工程現場解決能力。

“物聯系統集成”課程作為計算機網絡技術專業模塊方向課程，致力于培養物聯設備安裝和調試、物聯系統應用集成等相關崗位專業技術人員，為我國物聯網技術發展提供人才保障。傳統的“物聯系統集成”課程存在知識點滯后、缺乏工程項目實踐、課程思政元素不足、教學形式單一等問題，因此本文將從“崗課賽證”融通角度、CDIO（Conceive—Design—Implement—Operate）工程教育理念、多元化評價等多個方面開展對“物聯系統集成”課程進行了一系列教學改革。

2"課程整體設計

2.1"學情分析

學情分析旨在深入有效掌握學生的知識技能素養達成情況，以便教師在教學改革設計過程中能夠更有針對性地設計教學策略和教學模式，優化編排教學內容，提升課程教學質量，本文從學生知識基礎、技能基礎、崗位素養三個維度分析學情。

該課程的前序課程主要有“C語言程序設計”課程，掌握了基本的C語言編程知識，具備初步的高級語言程序設計能力；“計算機網絡基礎”課程掌握了網絡基礎理論知識，具有組建、使用和維護小型網絡的能力；“物聯網應用技術”課程掌握物聯網硬件CC2530模塊應用開發、網絡組網及通信技術在物聯網應用項目中的開發和測試，達到物聯網項目集成需要的基礎應用能力；通過學期初課前能力測試，考查學生C語言編程水平、CC2530模塊應用熟練度以及網絡規劃設計能力。

從知識基礎維度看，學生對前置課程理論知識掌握不夠深入，缺乏課后鞏固應用，但是與實踐相關的理論知識掌握較好，例如CC2530模塊串口通信編程、無線數據傳輸等理論內容掌握較好。

從技能基礎維度看，學生能夠自主編寫C語言程序，并能夠熟練使用C語言編寫CC2530模塊程序，能夠使用華為模擬器和思科模擬器完成局域網組建設計，能夠從物理層、通信層、應用層三個層次分析智能家居物聯網案例。但學生跨平臺調用能力不足，例如，物聯網云平臺數據傳輸API接口不會調用，無法根據平臺用戶手冊實現調用。

從崗位素養維度看，學生對物聯新技術感興趣，對實踐能力訓練內容學習積極性較高，但創新應變能力不足，缺乏解決技術問題的思路方法，團隊協作意識和勞動精神不足。作為第四學期課程，學生即將進入頂崗實習環節，該課程將從崗位實踐角度出發，提高學生團隊協作和創新應變能力，同時愛崗敬業、勞動精神也是該課程教學的思政要點。

2.2"課程培養目標

“物聯系統集成”課程重點是讓學生掌握物聯網典型案例設計與集成能力。根據企業項目集成設計流程和要求，結合CDIO工程教育理念，將項目分成構思、設計、實現、運作四個階段，開展系統集成、應用創新等學習實踐活動，讓學生能掌握物聯網領域的前沿技術及熟練應用所學的知識與技能解決項目問題，并養成良好的職業習慣和職業道德，為今后從事物聯網組建、管理、維護、應用等相關工作奠定基礎。

課程以產教融合項目“果實識別與分揀系統”為課程項目背景，解決農產品分揀過程中效率低、人工貴等問題，課程項目將AI圖像識別技術與物聯網技術有機融合，讓學生掌握物聯網應用相關的系統集成知識與能力。通過課程的項目實施訓練，培養學生針對國家和行業對物聯網工程與維護等崗位所要求的專業素養和工匠精神，養成學生科技報國、使命擔當的家國情懷。

2.3"課程教學內容

課程團隊依據“高等職業學校計算機網絡技術專業教學標準”，參考“高等職業學校物聯網應用技術專業教學標準”，按照“計算機網絡技術專業高職（專科）人才培養方案（普高）”要求，以人社部發布的“物聯網工程技術人員國家職業技術技能標準”為標準，對接“1+X”“物聯網工程實施與運維”職業技能等級標準和全國職業院校技能大賽“物聯網技術應用”賽項，實踐“崗課賽證”融合育人［3］。

依據人才方案的課程鏈、能力鏈和專業測評鏈選用智慧農業為課程項目背景，教學內容以人工分揀效率低問題為切入點，提出利用圖像識別技術和物聯網傳感技術結合設計一套果蔬識別與分揀系統。利用AI（Artificial"Intelligence）圖像識別技術解決紅梨表觀瑕疵識別分揀難題，結合物聯傳感技術采集分揀過程信息保障產品溯源，助力農業現代化發展。課程共計96課時，共設置5個教學項目，分別是“項目1果蔬識別與分揀系統方案設計（12課時）”“項目2稱重傳感模塊設計（24課時）”“項目3圖像識別模塊設計（24課時）”“項目4果蔬識別與分揀系統集成（16課時）”“項目5果蔬識別與分揀系統拓展（20課時）”。

課程運用項目驅動的設計理念優化編排項目，依據人才培養方案構建“認知驗證—模仿實施—模塊開發—系統集成—創新應用”五層能力遞進模型。項目1果蔬識別與分揀系統方案設計作為課程入門項目，主要讓學生了解課程項目背景、深入分析果蔬分揀需求、設計硬件和軟件整體方案，最終形成項目需求分析報告和系統設計方案，培養學生認知驗證能力。項目2主要講授基于CC2530芯片的無線稱重模塊設計，為學生提供模塊設計流程，引導學生模仿現有實訓成果開展學習，編寫稱重數據采集、校正以及無線傳輸程序，以培養學生模仿實施的學習能力。項目3主要基于百度AI開放平臺實現果蔬識別與分揀系統中的識別功能，引導學生能夠根據手冊文檔自主完成平臺模型訓練、基于Python的平臺API接口調用，培養學生基本的模塊開發能力。項目4為系統集成，主要是將稱重模塊、圖像識別模塊、攝像頭采集程序、分揀機械手API接口接入自主開發的上位機軟件中。項目5為系統功能拓展模塊，在項目4實現基本功能基礎上，增加數據分析和數據可視化功能，通過工業互聯網網關實現系統在線監測。

2.4"教學模式與策略

為達成教學目標，課程采用項目驅動、能力遞進的教學模式。課程以“崗課賽證”四融合重構教學內容，依托CDIO工程教育理念以項目化方式劃分四個教學階段［4］。采用線上課程教學平臺與線下課堂相結合的混合式教學手段，虛擬仿真實訓與真實設備實操相結合，學習過程與學習結果相結合的多維評價手段，教學案例與實踐應用相結合的培養方式，構建“四融合—四段式—四結合”的教學策略。課前通過“三推送”（推資源、推任務、推測試）完成自主學習自我測評，課中利用“四步驟”（導需求—做示范—訓實操—評結果）破解教學難點，課后實施“二測試”（過關測試、拓展測試）實現學生能力過關，保障能力達成。

2.5"考核評價

課程項目評價采用“線上線下結合，過程結果互補，人機數據互動，師生過程互評”的多元評價模式，借助課程在線平臺強大的數據分析能力，實現線上教學和實訓結果實時對比，解決知識點增值評價的難題。線下實操利用虛擬仿真軟件的過程測評功能和物聯網測試平臺的反饋功能，實現人機互動的智能評價模式。評價標準參考“1+X”“物聯網工程實施與運維”職業技能等級標準和全國職業院校技能大賽“物聯網技術應用”賽項評分標準。針對主觀性素質評分項目利用團隊互評、教師評價的過程化評價模式，優化素質評價成效。

2.6"課程思政

素質培養融入項目實施的全過程，通過項目過程考核強化團結協作、愛崗敬業的職業精神，項目成果評價標準突出美育素養與工匠精神，利用實訓室7S管理方式落實勞動教育理念。思政元素通過講授點、演示點和考核點全程融入項目，利用項目任務實施過程串聯思政點，形成工匠精神—團結協作—責任意識—美勞相成—創新意識—愛崗敬業的思政主線，最終幫助學生形成科技惠農的家國情懷［5］。

3"教學實施

3.1"課前推送任務

課前的任務發布采用“三推送”的方式，針對核心知識點發布慕課視頻、知識問卷等自主型學習資源，針對關鍵技能推送活頁實踐任務開展在線仿真自測訓練，針對素質評測利用案例推送、需求調研實現在線測評。利用課程教學平臺智能分析數據，精準推送任務，有效地根據學生學情完成任務資源的調度。課前獲得的數據為課程應變和能力測評開展提供了數據基礎。針對基礎測試不過關的同學，發送二次測評任務和學習視頻，確保基礎過關。

3.2"課中指導項目

課中采用“四步驟”突破教學難點提升學生技能，授課教師根據任務內容分類利用了仿真軟件、集成工位和數據反饋系統聯動的方式完成工位集成測試、故障排除和聯動調試。項目利用物聯網技術完美地解決了實訓過程中的實時反饋問題，教師利用實訓中出現的實訓現象直觀詳細地開展項目指導。

3.3"課后拓展能力

課后根據實訓的情況完成數據分析，比較學生知識和技能的增值情況，采用“二測試”鞏固。

過關測試：根據項目目標制定基礎過關測試點，利用能力測試平臺發布測試任務確保人人過關。

拓展測試：針對分類培養學生根據專業要求開展拓展能力評價，推送“1+X”考證、技能競賽任務學習資源，完成能力拓展測試。

3.4"教學數據有記錄

數據支撐有痕跡：線上線下混合的教學模式體現了以學為主、寓教于學的教學理念，運用大數據技術、智能技術追蹤學習過程，注重知識的內化、學習效率和個性需求。學生全過程的數據都可以在教學平臺中有跡可循，通過平臺提供的各項數據統計可以清楚展現學生學習狀態，完成在線評價。

虛實結合有數據：教學單元在考核的設計中引入仿真模擬考試的方法，借助仿真軟件的虛實結合功能設置仿真工作場景。評價實施過程中針對項目實操、系統集成利用分組分工評價的方式考核小組實施的規范性和熟練度，在項目集成測試環節，利用仿真系統設置不同的關鍵故障點，根據故障點的排除競賽的方式，體現考核的過程性和趣味性。

智能反饋有效果：通過引入虛擬仿真技術和智能聯動反饋的方式有效解決了項目小組各項測試的數據對接，為結果性評價提供了高效可靠的評價數據。本項目在聯動測試環境利用智能反饋的模式直觀展示各小組的測試效果，也通過智能統計的方式給出各小組的實訓評價。

3.5"課程思政有融入

課程分別從愛國心、自信心、責任心、敬業心四個方面融入教學。

（1）愛國心：物聯惠農案例融入課程，教學全程弘揚社會主義核心價值觀。

（2）自信心：采用國產自主技術于果蔬識別與智能分析，展現技術自信和文化自信。

（3）責任心：項目實施中團隊分工協作，提升責任心。

（4）敬業心：課后能力拓展對接崗位能力認知，提升愛崗敬業精神。

4"學生學習效果

4.1"職業素養持續遞升

通過惠農案例調研和需求分析，學生對鄉村振興戰略的認知和對科技惠農的認同感有了全面的提升，項目實施后7S管理評分也大幅提升，精益求精的工匠精神、愛崗敬業的職業素養在課后拓展中有很大的進步。

4.2"知識技能融合遞進

學生對需求分析和仿真測試流程的知識平均得分上升了4個百分點，在仿真測試的設備選型和性能測試方面的評分達到84.5分的最高點。設備的損耗率和操作返工率也在降低，團隊協作在加強，知識和技能有效融合遞進，為后續項目的集成與創新奠定了扎實的知識和技能基礎。

4.3"能力拓展成效顯著

學生在課后通過參加學科技能競賽以及“1+X”考證拓展職業能力，近五年來，學生在競賽和考證方面取得較好成績。

賽教融合技能點：分析近五年物聯網技術應用技能競賽省賽和國賽獲獎團隊技能數據，其中有3組國賽獲獎團隊學生在平臺接入技能點能力拓展效果顯著，學生實踐能力提升明顯。

課證融通知識點：目前專業學生的網絡工程師證書和“1+X”證書的知識點全面導入能力測試庫，通過本項目相關的融通知識點的得分數據分析，能力拓展對證書通過率提升有較大幫助。

5"反思改進

教學項目源自真實創新課題，全過程對接項目實施，引入技能競賽場景、對接“1+X”考證的仿真測試，設計五級能力和五階崗位素養。采用項目驅動能力遞進構建項目之間和項目內部能力素養雙環遞進。以學生學習和實踐為中心將項目實施內容對接混合式實訓教學設計，線上教學引導、仿真訓練解決學生自主訓練自主學習，線下“教學做評”聯動，學生分組角色輪替，實操虛實結合，項目實施效果運用數字孿生展示，提高教學效果。通過智能化收集課程數據利用仿真軟件的數據監測與展示功能直觀反饋數據結果，利用已經使用的能力測試平臺，實現實訓、測試過程數據收集、分析、評判與結果呈現。運用課前課后知識過關、仿真測評技能達成度實施增值評價，但增值評價對應教學應變所需資源不足。通過有效構建動態化教學資源庫，實現應變資源有效對接。

參考文獻：

［1］羅瑜，張琳，樊赫.“崗課賽證”模式下人才培養路徑的探索與實踐［J］.四川勞動保障，2023（07）：9596.

［2］李榮錦，范茜，金先念，等.“崗課賽證”融通的高技能人才培養體系構建研究［J］.現代職業教育，2023（20）：157160.

［3］劉金亭.“1+X”背景下“雙育人、三對接、四驅動”高職物聯網專業創新人才實踐探究［J］.科學咨詢（教育科研），2023（04）：6467.

［4］高洪坤，劉媛.CDIO理念下網絡工程專業教學改革與實踐［J］.現代信息科技，2019（11）：123124+128.

［5］馬莉，黃營，楊文茵，等.網絡工程專業創新創業人才培養模式的改革與實踐［J］.教育現代化，2019（54）：1618.

項目：本文得到寧波城市職業技術學院校級慕課《工業互聯網平臺工學結合課程》項目資助

作者簡介：殷鑫華（1993—"），男，漢族，浙江青田人，碩士研究生，實驗師，研究方向：物聯網及工業互聯網技術。