競賽驅動(dòng)的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)模式探析論文
1. 引言
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信之后的新一輪信息技術(shù)革命，是信息技術(shù)領(lǐng)域未來(lái)競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)新興的、綜合性很強的專(zhuān)業(yè)，涉及到微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。2010 年教育部審批通過(guò)我國高校首批物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)，至今教育部先后審批通過(guò)了300 多所本科院校開(kāi)設“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)，200 多所高職高專(zhuān)開(kāi)設“物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)”專(zhuān)業(yè)。為適應蘇州地區物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我校在深入行業(yè)企業(yè)充分調研的基礎上，于2012 年在計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基礎上開(kāi)設了物聯(lián)網(wǎng)方向，同年成功申報物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，并于2013 年正式招生。同時(shí)于2012 年開(kāi)始建設中央財政支持的物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)綜合實(shí)訓基地，2013 年基本建成。包括：環(huán)境感知實(shí)訓室、物聯(lián)網(wǎng)接入與通信實(shí)訓室、物聯(lián)網(wǎng)終端應用開(kāi)發(fā)實(shí)訓室、物聯(lián)網(wǎng)系統集成實(shí)訓室、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新實(shí)訓室、物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)實(shí)驗室和物聯(lián)網(wǎng)控制中心等各具特色的實(shí)驗實(shí)訓室群，為“物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)”新專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)奠定了堅實(shí)的基礎。2012 年至今，物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)(含計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向)已累計招生7 個(gè)班級、在校生200 多人。
在物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，我們發(fā)現傳統的實(shí)踐教學(xué)體系和教學(xué)模式對該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)效果存在著(zhù)較大的制約性和局限性。而近些年國家和各省市舉辦的物聯(lián)網(wǎng)技能競賽陸續開(kāi)展了起來(lái)，參賽院校數量和水平逐年提升。這些競賽圍繞著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù)，給出問(wèn)題的完整解決方案，具有實(shí)用性、競技性、趣味性和激勵性，能夠培養學(xué)生的學(xué)習興趣，提高其工程實(shí)踐能力，激發(fā)其創(chuàng )新思維，學(xué)生積極性很高。為此，我們提出了競賽驅動(dòng)的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)新模式，以使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)具有創(chuàng )新性、科技性、專(zhuān)業(yè)性和可行性。
2. 物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題
盡管有著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)綜合實(shí)訓基地這樣較為完備的實(shí)驗實(shí)訓設施，作為一個(gè)新興專(zhuān)業(yè)，通過(guò)這幾年的專(zhuān)業(yè)開(kāi)設實(shí)踐和調研，我們發(fā)現該專(zhuān)業(yè)在實(shí)踐教學(xué)中還存在以下問(wèn)題：
(1)知識復雜度高、綜合性強，涵蓋了電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)和軟件應用開(kāi)發(fā)技術(shù)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)科。學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中，抓不住重點(diǎn)，理不清頭緒，難以把握好學(xué)習的方向，逐漸喪失了對專(zhuān)業(yè)的興趣。
(2)對實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠，實(shí)驗內容與實(shí)際應用相脫離，設計型實(shí)驗內容偏少，實(shí)驗模式較呆板，學(xué)生在實(shí)驗課上只是機械地被動(dòng)模仿老師的操作，學(xué)習主動(dòng)性積極性不高，教學(xué)效果較差。
(3)學(xué)校和指導老師大多愿意挑選高年級學(xué)生參加各類(lèi)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競賽項目和教師在研項目，低年級學(xué)生很難有機會(huì )參與，錯過(guò)了新生階段這一培養學(xué)生專(zhuān)業(yè)興趣和專(zhuān)業(yè)認同的關(guān)鍵時(shí)期。另外，這些項目還沒(méi)有與實(shí)驗、實(shí)訓等教學(xué)內容有機地統一起來(lái)。
3. 競賽驅動(dòng)的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)模式
約翰·杜威提出的“做中學(xué)”是當前工程教學(xué)領(lǐng)域廣為接受的教學(xué)方法，“做中學(xué)”也就是“從活動(dòng)中學(xué)”“從實(shí)踐經(jīng)驗中學(xué)”，讓大學(xué)生通過(guò)各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)競賽活動(dòng)去學(xué)習專(zhuān)業(yè)知識和技能是一種更好的學(xué)習方法。目前的大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競賽大都是針對當前的研究熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行選題，讓大學(xué)生在綜合應用所學(xué)理論知識的基礎上，設計出一個(gè)比較完整的方案來(lái)解決相關(guān)領(lǐng)域的應用問(wèn)題。這些競賽活動(dòng)集實(shí)用性、競技性、趣味性和激勵性于一身，廣受學(xué)生喜愛(ài)。競賽提高了學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習的主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)了學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識的學(xué)習，提升了工程實(shí)踐能力，培養了學(xué)生的科技創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。同時(shí)還培養了大學(xué)生的團隊合作精神，磨練了意志品質(zhì)和心理素質(zhì)。因此，將競賽活動(dòng)作為載體有機地融入到物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，可以克服目前傳統實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，有效地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展。
目前，我校參加的比較大型的物聯(lián)網(wǎng)競賽活動(dòng)主要有兩個(gè)：一是全國高校物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng )新大賽，該比賽從挑戰、創(chuàng )想、實(shí)踐三個(gè)方面命題，由編程挑戰賽、創(chuàng )意賽和應用挑戰賽三個(gè)競賽賽項組成，旨在培養學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)方面的學(xué)習能力、創(chuàng )新意識和動(dòng)手能力，為全國高校物聯(lián)網(wǎng)教育教學(xué)和研究創(chuàng )新成果提供一個(gè)集中展示的平臺;另一個(gè)是高等職業(yè)院校技能大賽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用賽項，該競賽面向物聯(lián)網(wǎng)設備安裝配置、嵌入式應用開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用系統開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用工程實(shí)施、物聯(lián)網(wǎng)應用工程維護等職業(yè)崗位，重點(diǎn)考查參賽選手物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)的實(shí)踐操作能力與創(chuàng )新能力，包括物聯(lián)網(wǎng)應用環(huán)境安裝部署、物聯(lián)網(wǎng)感知層開(kāi)發(fā)調試、物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應用開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)PC 應用開(kāi)發(fā)等。針對這兩個(gè)主要的物聯(lián)網(wǎng)競賽活動(dòng)，我們主要通過(guò)以下幾個(gè)方面將競賽項目融入到物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展。
(1)專(zhuān)業(yè)課程調整
調整后的課程與物聯(lián)網(wǎng)競賽的各個(gè)項目相統一。將《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導論》調整至第2 學(xué)期，為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng )新大賽的創(chuàng )意賽提供技術(shù)支持;《單片機原理與應用》和《JAVA 程序設計》調整至第3 學(xué)期，《Android 應用開(kāi)發(fā)》調整至第4 學(xué)期，__為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng )新大賽的編程挑戰賽提供技術(shù)支持;而在第5 學(xué)期學(xué)習了《嵌入式系統開(kāi)發(fā)與應用》和《物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)》課程后，可為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng )新大賽的應用挑戰賽和高等職業(yè)院校技能大賽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用賽項提供技術(shù)支持。這樣學(xué)生在校學(xué)習的每個(gè)學(xué)年均有相關(guān)課程作為相應競賽項目的技術(shù)支撐，從第1 學(xué)年開(kāi)始學(xué)生就可以參與到競賽項目之中，可以有效地促進(jìn)《電路與電子技術(shù)》、《傳感器原理及應用》等其它課程的學(xué)習。指導老師也可根據競賽項目的不同分別選擇不同年級的學(xué)生參加，從而使學(xué)生在新生時(shí)期就可以通過(guò)競賽的參與培養起深厚的專(zhuān)業(yè)興趣。
(2)實(shí)驗內容改革
由指導老師將競賽項目分解成多個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)再進(jìn)一步分解為多個(gè)具體的實(shí)現方法，將各種具體的實(shí)現方法與實(shí)驗實(shí)訓項目相結合形成若干個(gè)模塊，嵌入到課程實(shí)驗或實(shí)訓之中，從而通過(guò)課程的學(xué)習就可逐步實(shí)現競賽項目中的各個(gè)部分，這樣逐漸積累起來(lái)，就可以降低后續實(shí)驗和競賽項目的實(shí)現難度。
(3)課下環(huán)境支持
鼓勵學(xué)生在課下充分利用網(wǎng)絡(luò )和實(shí)驗實(shí)訓設備資源，自主查找學(xué)習新知識，獨立完成相關(guān)實(shí)驗實(shí)訓項目，提前做好競賽相關(guān)知識和技術(shù)的儲備工作。為此，學(xué)院開(kāi)放了部分實(shí)驗室供學(xué)生在課下練習實(shí)驗實(shí)訓項目，并專(zhuān)門(mén)設立了學(xué)生工作室，將部分實(shí)驗和競賽設備放入其中，提供給參賽學(xué)生課下使用。每個(gè)學(xué)生工作室均配備有1 到2 名指導老師，負責不定期地檢查和指導學(xué)生競賽項目的準備工作，保證準備工作有條不紊、充分有效地進(jìn)行。
(4)競賽激勵機制
將競賽成績(jì)與綜合實(shí)訓、畢業(yè)綜合實(shí)踐等課程、學(xué)分掛鉤，參照學(xué)生在競賽中獲得的獎勵等級，可以免修一門(mén)或幾門(mén)相關(guān)的綜合實(shí)訓或畢業(yè)綜合實(shí)踐課程，直接獲取相應的學(xué)分。這樣就可以形成一定的激勵機制，促使學(xué)生更加積極主動(dòng)地參與競賽，并降低學(xué)生額外學(xué)習的負擔。
4. 競賽驅動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)模式的效果和作用
競賽驅動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施對于物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與實(shí)踐產(chǎn)生了明顯的效果和作用，具體體現在：
(1)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設
通過(guò)競賽驅動(dòng)的方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)可以更加明確專(zhuān)業(yè)建設目的，并不斷地對其加以?xún)?yōu)化、改進(jìn)、完善。
(2)促進(jìn)人才培養和學(xué)生就業(yè)
通過(guò)競賽驅動(dòng)的方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性，培養學(xué)生的競爭與創(chuàng )新意識。學(xué)生通過(guò)完成競賽項目不僅可以學(xué)習到更多的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識與技能，還可以獲得較強的綜合應用和實(shí)際動(dòng)手能力，個(gè)人綜合能力得到大幅度地提升，在就業(yè)時(shí)成為眾多公司企業(yè)爭相招聘的對象。而且物聯(lián)網(wǎng)競賽的項目選題往往與實(shí)際的生產(chǎn)生活應用非常貼近，學(xué)生掌握之后可以更好地適應將來(lái)的工作崗位。
(3)促進(jìn)教學(xué)研究和改革
通過(guò)競賽驅動(dòng)的方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)也可以提高教師在教學(xué)研究、教學(xué)改革上的主觀(guān)能動(dòng)性，促進(jìn)教師花費更多的精力進(jìn)行教學(xué)方法、教學(xué)手段的研究和探索，在教學(xué)中著(zhù)重培養學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和畢業(yè)后對工作崗位的適應能力，突出重點(diǎn)，強調實(shí)用。
5. 結束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的技術(shù)具有技術(shù)綜合性、學(xué)科交叉性、實(shí)踐性強等特點(diǎn)，傳統的實(shí)踐教學(xué)模式無(wú)法很好地調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。通過(guò)將競賽項目與物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)有機地結合起來(lái)，以競賽項目作為載體有效地推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展，在競賽項目中培養學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力，能夠取得較好的教學(xué)效果。
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