競賽驅(qū)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(jì)算機(jī)、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)域未來競爭的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一個(gè)新興的、綜合性很強(qiáng)的專業(yè)，涉及到微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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 年教育部審批通過我國高校首批物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，至今教育部先后審批通過了300 多所本科院校開設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)，200 多所高職高專開設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)。為適應(yīng)蘇州地區(qū)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(diào)研的基礎(chǔ)上，于2012 年在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)方向，同年成功申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，并于2013 年正式招生。同時(shí)于2012 年開始建設(shè)中央財(cái)政支持的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)基地，2013 年基本建成。包括：環(huán)境感知實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)接入與通信實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和物聯(lián)網(wǎng)控制中心等各具特色的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室群，為“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)”新專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2012 年至今，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)(含計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向)已累計(jì)招生7 個(gè)班級(jí)、在校生200 多人。
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系和教學(xué)模式對(duì)該專業(yè)的教學(xué)效果存在著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(xù)開展了起來，參賽院校數(shù)量和水平逐年提升。這些競賽圍繞著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù)，給出問題的完整解決方案，具有實(shí)用性、競技性、趣味性和激勵(lì)性，能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(qū)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、專業(yè)性和可行性。
2. 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題
盡管有著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)基地這樣較為完備的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)施，作為一個(gè)新興專業(yè)，通過這幾年的專業(yè)開設(shè)實(shí)踐和調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)該專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)中還存在以下問題：
(1)知識(shí)復(fù)雜度高、綜合性強(qiáng)，涵蓋了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和軟件應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等多個(gè)專業(yè)學(xué)科。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，抓不住重點(diǎn)，理不清頭緒，難以把握好學(xué)習(xí)的方向，逐漸喪失了對(duì)專業(yè)的興趣。
(2)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相脫離，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏少，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ捷^呆板，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上只是機(jī)械地被動(dòng)模仿老師的操作，學(xué)習(xí)主動(dòng)性積極性不高，教學(xué)效果較差。
(3)學(xué)校和指導(dǎo)老師大多愿意挑選高年級(jí)學(xué)生參加各類大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競賽項(xiàng)目和教師在研項(xiàng)目，低年級(jí)學(xué)生很難有機(jī)會(huì)參與，錯(cuò)過了新生階段這一培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和專業(yè)認(rèn)同的關(guān)鍵時(shí)期。另外，這些項(xiàng)目還沒有與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地統(tǒng)一起來。
3. 競賽驅(qū)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(dāng)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(yàn)中學(xué)”，讓大學(xué)生通過各類物聯(lián)網(wǎng)競賽活動(dòng)去學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能是一種更好的學(xué)習(xí)方法。目前的大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競賽大都是針對(duì)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)問題進(jìn)行選題，讓大學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一個(gè)比較完整的方案來解決相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問題。這些競賽活動(dòng)集實(shí)用性、競技性、趣味性和激勵(lì)性于一身，廣受學(xué)生喜愛。競賽提高了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提升了工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。同時(shí)還培養(yǎng)了大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)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(jī)地融入到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，可以克服目前傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，有效地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)的開展。
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(yīng)用創(chuàng)新大賽，該比賽從挑戰(zhàn)、創(chuàng)想、實(shí)踐三個(gè)方面命題，由編程挑戰(zhàn)賽、創(chuàng)意賽和應(yīng)用挑戰(zhàn)賽三個(gè)競賽賽項(xiàng)組成，旨在培養(yǎng)學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)方面的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)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(tái);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(yīng)用賽項(xiàng)，該競賽面向物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝配置、嵌入式應(yīng)用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程實(shí)施、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程維護(hù)等職業(yè)崗位，重點(diǎn)考查參賽選手物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(yīng)用環(huán)境安裝部署、物聯(lián)網(wǎng)感知層開發(fā)調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)PC 應(yīng)用開發(fā)等。針對(duì)這兩個(gè)主要的物聯(lián)網(wǎng)競賽活動(dòng)，我們主要通過以下幾個(gè)方面將競賽項(xiàng)目融入到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)的開展。
(1)專業(yè)課程調(diào)整
調(diào)整后的課程與物聯(lián)網(wǎng)競賽的各個(gè)項(xiàng)目相統(tǒng)一。將《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》調(diào)整至第2 學(xué)期，為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽的創(chuàng)意賽提供技術(shù)支持;《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《JAVA 程序設(shè)計(jì)》調(diào)整至第3 學(xué)期，《Android 應(yīng)用開發(fā)》調(diào)整至第4 學(xué)期，__為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽的編程挑戰(zhàn)賽提供技術(shù)支持;而在第5 學(xué)期學(xué)習(xí)了《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用》和《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)》課程后，可為全國高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽的應(yīng)用挑戰(zhàn)賽和高等職業(yè)院校技能大賽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)提供技術(shù)支持。這樣學(xué)生在校學(xué)習(xí)的每個(gè)學(xué)年均有相關(guān)課程作為相應(yīng)競賽項(xiàng)目的技術(shù)支撐，從第1 學(xué)年開始學(xué)生就可以參與到競賽項(xiàng)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(yīng)用》等其它課程的學(xué)習(xí)。指導(dǎo)老師也可根據(jù)競賽項(xiàng)目的不同分別選擇不同年級(jí)的學(xué)生參加，從而使學(xué)生在新生時(shí)期就可以通過競賽的參與培養(yǎng)起深厚的專業(yè)興趣。
(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革
由指導(dǎo)老師將競賽項(xiàng)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(xiàn)方法，將各種具體的實(shí)現(xiàn)方法與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相結(jié)合形成若干個(gè)模塊，嵌入到課程實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)之中，從而通過課程的學(xué)習(xí)就可逐步實(shí)現(xiàn)競賽項(xiàng)目中的各個(gè)部分，這樣逐漸積累起來，就可以降低后續(xù)實(shí)驗(yàn)和競賽項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)難度。
(3)課下環(huán)境支持
鼓勵(lì)學(xué)生在課下充分利用網(wǎng)絡(luò)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備資源，自主查找學(xué)習(xí)新知識(shí)，獨(dú)立完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提前做好競賽相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的儲(chǔ)備工作。為此，學(xué)院開放了部分實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生在課下練習(xí)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并專門設(shè)立了學(xué)生工作室，將部分實(shí)驗(yàn)和競賽設(shè)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(dǎo)老師，負(fù)責(zé)不定期地檢查和指導(dǎo)學(xué)生競賽項(xiàng)目的準(zhǔn)備工作，保證準(zhǔn)備工作有條不紊、充分有效地進(jìn)行。
(4)競賽激勵(lì)機(jī)制
將競賽成績與綜合實(shí)訓(xùn)、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(jiǎng)勵(lì)等級(jí)，可以免修一門或幾門相關(guān)的綜合實(shí)訓(xùn)或畢業(yè)綜合實(shí)踐課程，直接獲取相應(yīng)的學(xué)分。這樣就可以形成一定的激勵(lì)機(jī)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(xí)的負(fù)擔(dān)。
4. 競賽驅(qū)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(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(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(xiàn)在：
(1)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)
通過競賽驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)可以更加明確專業(yè)建設(shè)目的，并不斷地對(duì)其加以優(yōu)化、改進(jìn)、完善。
(2)促進(jìn)人才培養(yǎng)和學(xué)生就業(yè)
通過競賽驅(qū)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(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的競爭與創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生通過完成競賽項(xiàng)目不僅可以學(xué)習(xí)到更多的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與技能，還可以獲得較強(qiáng)的綜合應(yīng)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(duì)象。而且物聯(lián)網(wǎng)競賽的項(xiàng)目選題往往與實(shí)際的生產(chǎn)生活應(yīng)用非常貼近，學(xué)生掌握之后可以更好地適應(yīng)將來的工作崗位。
(3)促進(jìn)教學(xué)研究和改革
通過競賽驅(qū)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)改革上的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)教師花費(fèi)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)中著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和畢業(yè)后對(duì)工作崗位的適應(yīng)能力，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)用。
5. 結(jié)束語
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(qiáng)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式無法很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過將競賽項(xiàng)目與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，以競賽項(xiàng)目作為載體有效地推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的開展，在競賽項(xiàng)目中培養(yǎng)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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