“雙創”視域下傳感網應用開發課程教學改革與實施

摘要：課程設計與實施是教育活動中至關重要的環節，它貫穿于教學的全過程，是教師實施教學的重要依據。該文以傳感網應用開發（中級） 課程為例，采用“五步進階”任務驅動式教學策略，結合“德技融匯，同向同行”的思政育人體系，探討基于“野化放歸動物智能監護”的項目化教學改革實施過程。通過課程改革，學生在知識、技能以及素質方面均得到了一定程度的提升。

關鍵詞：課程設計與實施；智慧物聯感知；野生動植物保護；重構

中圖分類號：G420" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）19-0141-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

全國職業院校技能大賽教學能力比賽由教育部主辦，是全國職業院校教學類比賽中規格最高、規模最大的賽事之一。該賽事旨在持續深化教師、教材、教法改革，推動教育數字化轉型發展，推進高水平、結構化教師教學創新團隊建設[1]。研究團隊于2024年7月參加2024年甘肅省職業院校技能大賽教學能力比賽，獲高職組一等獎。本文以傳感網應用開發（中級） 課程的教學設計和課堂教學實施過程為例，分別從整體設計、實施過程、學習效果、特色創新、反思改進等五個方面闡述基于項目三“野化放歸動物智能監護”的課程重構和教學過程。

1 整體設計

傳感網應用開發（中級） 是智能產品開發與應用專業的一門專業核心課程，于大二學年第二學期開設，共64學時。自2020年學校與省級野生動植物保護中心聯合開展校企合作項目以來，本專業依托專業優勢，面向動物野化放歸領域和生態環境領域，研發了一系列高效、精準的智能監測設備。野化放歸作為復壯和重建動物野生種群的手段，對于實現人與自然的和諧共生至關重要[2]；而現代智慧物聯感知技術通過對野化放歸場域及野生動植物進行監測和數據分析，為維護生物安全和保護生物多樣性提供了有力支持。在課程建設方面，積極探索智聯感知技術與野生動植物保護工程之間的契合點。目前，本課程主要存在以下教學痛點：傳統實訓場景與傳感網實際應用差異較大；面向智慧物聯感知技術的野生動植物保護利用工程項目開發跨界融合度高、復雜性強，普遍存在項目“對接難”、方案“設計難”、現場“實施難”和工程“驗證難”等問題。

1.1 投身生態智護，融合“崗課賽證”，重構“基于崗位”教學內容

本課程深入剖析野生動植物保護利用工程技術人員的規劃、設計、調試、部署、維護、升級等崗位核心能力，構建虛實結合的工作場域，基于野生動植物保護的職業場景，將課程內容重構為四個典型的野生動植物保護智慧物聯感知項目。本文主要針對項目三“野化放歸動物智能監護”進行課程設計與實施的闡述。該項目基于無線傳感網系統開發的實際工作過程，分為設計與仿真、部署與使用、優化與升級等3個子項目，每個子項目細分為8個子任務，共16課時（見圖1） 。

1.2 借助數據平臺，分析“學情數據”，確定“實踐薄弱”學情特點

授課對象為2022級智能產品開發與應用班學生。借助學習通平臺大數據、X證書考證系統、問卷星，收集前序項目學習成績和1+X傳感網應用開發證書前測數據，對學生進行了多維度學情數據分析，得出以下學情數據。

1） 知識與技能基礎：通過前序項目的學習，學生已熟悉系統開發工作流程，掌握了傳感網監測設備選型方法，了解參數基本配置邏輯，但在理解復雜系統架構方面存在困難，不同監測場景的硬件部署能力相對薄弱，X證書前測結果不太理想。

2） 認知與實踐能力：本班學生能夠較為有效地溝通協作，團隊合作共同完成開發任務。但綜合應用新技術解決生產現場問題的能力有待提升，操作規范性和學習主動性不足。例如，部分同學在項目二中線上學習時長僅為3至4小時，課堂行為成績遠低于全班均值，參與度得分較低，需要在本項目中重點關注。

3） 學習特點：通過問卷調查發現，學生對智慧物聯感知新技術關注度高，傾向于虛實結合的學習方式，熱衷于小組合作探究和布設現場實境授課，期望完成高質量的創新成果。學生樂于開展實踐調研，具備團隊協作意識，基本形成“力求創新”的價值觀念[3]。

1.3 依托野護項目，瞄準“核心素養”，制定“善思能做”教學目標

根據野生動植物保護利用工程技術人員崗位的核心素養要求，結合人才培養方案和課程標準，制定了“懂規劃設計”“能調試部署”“善維護升級”的教學目標，并結合學情分析，確定教學重點、預判教學難點（見圖2） 。

1.4 基于進階流程，開展“野護項目”，實施“任務驅動”教學策略

針對野化放歸動物無線傳感檢測項目開發的復雜性和融合性，以培養學生工程思維和跨界創新思維為核心，通過全流程布設真實場景、模擬場景、虛擬場景“三場景”矩陣，借助產業學院、虛擬仿真中心、野護中心等“一院兩中心”全流程支撐，基于CDIO工程學習理論探索構建了“任務導入、創設情境”“建構知識、共研方案”“協作探究、攻克難點”“成果展評、優化改進”“課后追蹤、持續強化”的“CDIO五步進階”任務驅動式教學策略（見圖3） 。

2 實施過程

2.1 整體實施，步步緊隨，解決實境教學“五難”問題

依托“一院兩中心”平臺和“三場景”矩陣開展實境教學。首先，課前調研對接野生動植物保護中心，明晰野化放歸動物智能監護需求，攻克傳感網應用技術“對接難”問題。其次，在全景式學習空間實施工程化“五步進階”教學：借助“真實場景”和“模擬場景”開展方案選型，攻克野化放歸動物智能監護項目“設計難”問題；借助“真實場景”和“模擬場景”實施系統部署應用，攻克野化放歸動物智能監護系統“實施難”問題；借助“真實場景”和“虛擬場景”實施系統維護和升級，攻克野化放歸動物智能監護系統“驗證難”問題。

2.2 五步遞進，虛實結合，克服重點難點“攻堅”障礙

以“無線監測系統部署與實施”任務為例（見圖4） ，通過角色扮演增強學生對野護工作的同理心，讓學生明確野化放歸中心對無線監測系統的迫切需求；通過教師引導，進入“實際場景”實現系統方案準備工作；教師巧設問題，引出系統實現方案；采用“小組競技”方式，實現系統構建；借助便攜式檢測裝置，檢驗系統數據通信；鼓勵“組間互動”，完成系統聯調測試；教師總結任務實施中的經驗、不足和改進計劃；課后持續追蹤學生學習狀態，強化學習成果。

2.3 同向同行，德技融匯，打造課程思政“潛潤”體系

錨定野生動植物保護利用工程技術技能人才培養目標，將“職業認同感、職業使命感”這一思政育人目標與“專業能力、專業素養”的崗位需求，通過“案例滲透、實踐體驗、情境感染”有機融合，實現潤物無聲的育人效果[4]，進而形成“德技融匯，同向同行”的思政育人體系。在專業技術技能培養過程中，強化思政引領作用，最終讓學生形成職業認同感，成為智慧物聯感知領域的生力軍，勇擔野生動植物保護的重任。

2.4 體系構建，關注過程，設計成長路徑“綜合”評價

項目實施多元發展性綜合評價機制。第一，評價主體多元化。由校內教師、企業導師、野化放歸中心相關技術人員和學生共同參與，開展教師評價、用戶評價、學生自評和小組互評。第二，評價指標立體化。從活動參與、行為表現、職業素養、職業技能等多維度構建開放型評價指標體系。第三，評價方式綜合化。課前診斷性評價用于明確學生狀態、凸顯不足；課中形成性評價用于發現問題、促進改進；課后增值性評價用于觀察發展、了解進步[5]。綜合性評價用于展現成效，有效衡量目標達成情況，促進學生全面發展。

3 學習效果

3.1 出課堂入現場，三維目標達成

本項目實施后，學生在各任務中的知識目標、技能目標以及素質目標達成度逐步提升。對比項目實施前后1+X傳感網應用開發證書測評結果，發現學生的理論、實操考核成績提升了22分至40分，規范考核得分平均提高了35分，學生在知識、技能、規范層面均實現了不同程度的增值發展，考證能力顯著提升。增值評價結果表明，學生通過項目實踐，其職業技能、規范操作、協作能力、創新精神等核心素養均有所提高。

3.2 強技能拓視野，追逐雙創夢想

通過項目實施，夯實了學生的專業技能，激發了其創新潛能。本項目的創新技術成果已轉化為“野化放歸動物無線傳感監測系統”等相關學生專利，且均已獲授權。依托學院創新創業實踐基地，通過本項目延伸拓展，智能產品開發與應用專業學生先后斬獲大學生創新方法競賽省賽二等獎、全國職業院校技能大賽“大數據技術與應用賽項”國賽三等獎“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽省賽一等獎等多項獎項。

3.3 學本領護家園，項目成效顯著

本項目所開發的野化放歸動物無線傳感監測系統在野生動植物保護中心運行兩個月后，有效提升了野化放歸場所野生動物監測效率，獲取了大量有價值的監測數據，為優化野生動物野化放歸環節提供了數據支撐，得到了野化放歸中心相關技術人員的高度認可。無線傳感監測系統能夠實時收集野化放歸動物的活動數據，包括位置、移動軌跡、棲息環境等，實現對動物的持續跟蹤。相比傳統的人工監測方法，無線傳感監測系統能夠大幅度提高監測效率和范圍，減少人力成本和時間投入。該系統可實現對大規模地區的全面監測，及時發現并處理可能存在的問題，提高野生動物保護的效果。項目應用效果顯著，實現了技能服務美麗中國建設的目標。

4 結束語

在職業院校教學能力比賽的引導下，歷經3年，團隊將實際教學改革中的成果以傳感網應用開發（中級） 課程項目三“野化放歸動物智能監護”為參賽作品，驗證了此次課程設計與實施的可行性與實效性，為后續教學改革增強了信心。

參考文獻：

[1] 宋朝君.基于全國職業院校技能大賽教學能力比賽的課程改革與實踐[J].汽車維護與修理，2023（4）：66-67.

[2] 邢燕.梅花鹿野化放歸的行為適應研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2024.

[3] 黃益槐.基于OBE和CDIO理念專業課程內容重構及評價體系教學改革思路研究[J].吉林工程技術師范學院學報，2023，39（12）：16-20.

[4] 張曦，羅小娟，張雪芹.“多線共學” 課程思政模式融入電工電子實驗的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2023，42（10）：220-224.

[5] 李鋒，席少劍，熊璋.面向數字素養與技能的信息科技課程標準及其教學實施[J].中國遠程教育，2024（11）：52-59，96.

【通聯編輯：代影】