物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計課程建設研究
引 言
物聯(lián)網(wǎng)作為教育部戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,具有良好的經(jīng)濟和社會效益。物聯(lián)網(wǎng)工程成為各類高等院校爭相開設的熱門專業(yè)。大連民族大學物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以培養(yǎng)復合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為目標,于 2016 年獲得了遼寧省普通高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革試點。物聯(lián)網(wǎng)作為一門綜合性的應用型學科,涉及計算機信息工程、通信工程、控制工程等多個領域?,F(xiàn)有的課程體系覆蓋了大部分物聯(lián)網(wǎng)技術,但以知識點為核心的授課方式難以關聯(lián)各門課程,使其理論與實際工程應用嚴重脫節(jié),因此迫切需要一種綜合性的課程。物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計作為面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)高年級學生的核心主干課程,是一門實踐性比較強的綜合性課程,旨在提高學生的物聯(lián)網(wǎng)工程產(chǎn)品的綜合設計能力。
1 課程建設的目標與思路
本課程通過有效關聯(lián)各門課程知識點,使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術、熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程設計的步驟、流程,并通過其典型應用案例的學習,使學生對物聯(lián)網(wǎng)及其應用有較為清晰的認識,并使學生具備較強的運用物聯(lián)網(wǎng)理論知識分析解決實際問題的能力,為將來從事物聯(lián)網(wǎng)研究與應用工作打下一定的基礎。
為了符合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)復合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的要求, 適應行業(yè)需求,本課程以培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為主線,密切與行業(yè)企業(yè)在人才培養(yǎng)方面合作,旨在培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的創(chuàng)新能力,提高創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。通過產(chǎn)學研一體化的教學模式,積極推進課程教學改革,按照項目驅動、案例講解的方式設置教學內(nèi)容,引入現(xiàn)代化教學方法,進行考核方式的改革,爭取將本課程建設成為本校的特色精品課程。
2 課程建設的內(nèi)容
2.1 建立課程標準
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)技術人才的專業(yè)培養(yǎng)要求,組織本課程教學團隊教師深入相關企業(yè)調(diào)研,同時也邀請行業(yè)專家了解行業(yè)技術現(xiàn)狀,并根據(jù)崗位工作任務制定課程標準,設置課程內(nèi)容及教材的選用。課程標準要求融入職業(yè)崗位所需要的關鍵能力,進行課程綜合化及教學模式改革,對課程內(nèi)容作縱向和橫向的整合,以突出職業(yè)綜合知識和綜合實踐能力的培養(yǎng),并按照任務驅動、項目導向等方式改革教學內(nèi)容,形成教、學、做合一的教學模式。
2.2 建設教學資源
教學資源的建設包括教材建設與網(wǎng)絡教學資源建設。教材建設是課程建設的重點。作為新興專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關教材相當匱乏,特別是關于物聯(lián)網(wǎng)工程設計方面的書籍。市面上與物聯(lián)網(wǎng)工程設計相關的教材多數(shù)將物聯(lián)網(wǎng)設計中涉及的多種設計方法與技術作為單獨一章介紹,使得學生所學的都是碎片知識,并不能有效了解物聯(lián)網(wǎng)工程設計的流程以及各模塊的具體實現(xiàn)方式。為此教材建設刻不容緩。通過引進國外優(yōu)秀教材和相關案例,將案例加入教材,編寫出版一本適合本專業(yè)使用的《物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計》教材以及對應的《物聯(lián)網(wǎng)工程設計案例分析集》等教學參考書,并制作課程教學視頻和電子版教學課件。
網(wǎng)絡教學資源建設應建立一個課程網(wǎng)站,內(nèi)容包括教輔材料、視頻材料、課程錄像、網(wǎng)上輔導等,再建立一個國內(nèi)外經(jīng)典案例庫、項目庫等。引導學生利用本課程網(wǎng)站豐富的教學資源,進行主動積極地學習。
2.3 師資隊伍建設
本課程的大部分授課教師沒有實際物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)歷, 對相關物聯(lián)網(wǎng)設備沒有透徹了解,為此需外聘行業(yè)專家對團隊教師進行培訓,著力培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程領域相關知識點的深度和廣度,通過培訓,要求教師具備專業(yè)實訓時對設備的操控能力,便于今后對學生進行實踐課程的講解與指導。
2.4 教學內(nèi)容的設置
根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標,針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才能力的要求,結合課程的綜合性特點,課程內(nèi)容應緊緊圍繞實際工程的課程設計理念,以理論與實際一體化講授為主,使用案例講解方式,將知識點融入到案例中進行講解,并將案例分解為多個子模塊,分別對不同模塊采取不同的授課方式,便于學生了解物聯(lián)網(wǎng)工程設計的整個流程。課程各模塊內(nèi)容及相關能力要求如表 1所列。
2.5 教學模式設計
將理論講授與案例教學法、啟發(fā)式教學、項目驅動法等 現(xiàn)代化教學方式密切結合起來,采用現(xiàn)代化教學技術調(diào)動學 生的積極性、主動性,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力, 實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高教學效果的目的。增加實踐與理論 教學交替的教學方法,實現(xiàn)“學中做、做中學”,通過實際操作, 真正將理念知識與實踐技能有機結合起來,讓學生在實踐過 程中掌握物聯(lián)網(wǎng)工程設計中的知識點。
2.5.1 以項目實例教學為導向的課程教學方法
課程圍繞一個現(xiàn)實中較為常見的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)——基于智 能手機的物流管理系統(tǒng)進行,教學按照真實項目步驟、方法以 及標準要求完成。通過對項目進行展示,提供給學生直觀的 印象,便于學生了解整個物聯(lián)網(wǎng)工程項目以及項目中的不同模 塊,易于調(diào)動學生的積極性。項目式教學法注重學生的動手能 力、應用能力、創(chuàng)新能力等能力因素的培養(yǎng),加強與實際生產(chǎn) 過程的聯(lián)系,促進了學生面向社會的職業(yè)能力的提升。
2.5.2 啟發(fā)式教學與案例結合法
教師上課先講案例,根據(jù)案例講解相關設計知識點,包括設計的原則,具體設備的選型等。下發(fā)任務,給出考核標準, 由學生在實驗課和課下完成資料查閱,調(diào)研、系統(tǒng)集成與設 備選型的決策等,并進行相關模塊的建模,發(fā)揮學生的主觀 能動性。對于設計過程中出現(xiàn)的問題,老師可給予知識答疑。 比如以系統(tǒng)調(diào)研階段為例,課堂上老師只需給出一個系統(tǒng)調(diào)研 的案例,介紹系統(tǒng)調(diào)研階段需要了解的知識點,重要原則等內(nèi) 容,可讓學生根據(jù)這些原則具體設計系統(tǒng)的調(diào)查問卷,并使用 用例圖繪制系統(tǒng)的需求,提高學生的系統(tǒng)建模能力。
2.5.3 采用因材施教的教學方式
作為民族院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),需要考慮各層次學生的創(chuàng)新能力。在教學過程中,教師通過設置有一定梯度,并富有針對性、趣味性的問題和任務,調(diào)動學生學習的興趣,讓全體學生主動參與,使學生產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)、新的思維、新的見解和發(fā)現(xiàn)解決新問題的手段和方法,進而訓練學生的想象能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。教學活動由參與的精英化向大眾化轉化,由學生被動地學向主動地學轉化,從而大力提升實踐教學質(zhì)量,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識,實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與實踐教學的相互交融和促進,培養(yǎng)具有一定核心競爭力的高素質(zhì)專門人才。
2.6 考核方法
傳統(tǒng)考核評價形式只能在一定程度上反映出教師的教學 水平和學生對課程的掌握情況,這對培養(yǎng)復合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人 才而言顯然是不科學和不全面的。為此,構建課程新的考核 評價體系,杜絕通過量化手段對學生進行等級性劃分的評價 方式,突出參與這門課程的體驗、學生參與度、創(chuàng)新思維、綜 合能力,構建結果與過程并重的評價機制。本課程采用開放 式考核方式,加大平時作業(yè)成績所占比重。如系統(tǒng)調(diào)研部分, 讓學生提交一份相關調(diào)查問卷,通過學生提交的調(diào)查問卷了解 學生對這一模塊的了解程度,并作為平時成績的一部分。
2.7 課程教學效果的評價方法
考核是檢驗學生學習效果的重要手段,科學的考核方法 是激發(fā)學生學習積極性的催化劑,也是教師檢測教材是否選 擇得當、教學方法是否正確的重要參考依據(jù)。然而,作為培 養(yǎng)復合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),課程的教學評價不 僅僅表現(xiàn)在考試成績、系統(tǒng)設計成果等結果上。本課程更注 重學生在這門課程的參與情況,比如學生是否對物聯(lián)網(wǎng)工程 設計有濃厚的興趣,在實踐過程中是否能夠保持較長時間的 注意力,是否主動思考、踴躍發(fā)言,是否能夠提出創(chuàng)新想法等。
3 結 語
通過近一年對大連民族大學物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè) 2013 級兩 個班級的教學,課程效果良好。課程安排了 32 學時,其中理 論環(huán)節(jié)安排了 16 學時,實踐環(huán)節(jié)安排了 16 學時。通過本課程 的學習,學生掌握了物聯(lián)網(wǎng)工程設計的基本流程與相關技術,熟悉物聯(lián)網(wǎng)設備及其發(fā)展趨勢,能夠進行物聯(lián)網(wǎng)設備的選型 集成,綜合運用所學物聯(lián)網(wǎng)工程知識解決實際工程,為將來 從事物聯(lián)網(wǎng)工程相關工作打下堅實的基礎。