競賽驅(qū)動的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(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和產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一個新興的、綜合性很強的專業(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)、自動化控制技術(shù)等多個領(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 年在計算機網(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，同年成功申報物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，并于2013 年正式招生。同時于2012 年開始建設(shè)中央財政支持的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)基地，2013 年基本建成。包括：環(huán)境感知實訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)接入與通信實訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成實訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實訓(xùn)室、物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)實驗室和物聯(lián)網(wǎng)控制中心等各具特色的實驗實訓(xùn)室群，為“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)”新專業(yè)的實踐教學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。2012 年至今，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)(含計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向)已累計招生7 個班級、在校生200 多人。
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實踐教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實踐教學(xué)體系和教學(xué)模式對該專業(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)域的研究熱點和前沿技術(shù)，給出問題的完整解決方案，具有實用性、競技性、趣味性和激勵性，能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其工程實踐能力，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)動的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)新模式，以使物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(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)綜合實訓(xùn)基地這樣較為完備的實驗實訓(xùn)設(shè)施，作為一個新興專業(yè)，通過這幾年的專業(yè)開設(shè)實踐和調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)該專業(yè)在實踐教學(xué)中還存在以下問題：
(1)知識復(fù)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(yīng)用開發(fā)技術(shù)等多個專業(yè)學(xué)科。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，抓不住重點，理不清頭緒，難以把握好學(xué)習(xí)的方向，逐漸喪失了對專業(yè)的興趣。
(2)對實踐教學(xué)的重視程度不夠，實驗內(nèi)容與實際應(yīng)用相脫離，設(shè)計型實驗內(nèi)容偏少，實驗?zāi)Ｊ捷^呆板，學(xué)生在實驗課上只是機械地被動模仿老師的操作，學(xué)習(xí)主動性積極性不高，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學(xué)生參加各類大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競賽項目和教師在研項目，低年級學(xué)生很難有機會參與，錯過了新生階段這一培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和專業(yè)認同的關(guān)鍵時期。另外，這些項目還沒有與實驗、實訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容有機地統(tǒng)一起來。
3. 競賽驅(qū)動的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(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“從活動中學(xué)”“從實踐經(jīng)驗中學(xué)”，讓大學(xué)生通過各類物聯(lián)網(wǎng)競賽活動去學(xué)習(xí)專業(yè)知識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)競賽大都是針對當(dāng)前的研究熱點問題進行選題，讓大學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一個比較完整的方案來解決相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問題。這些競賽活動集實用性、競技性、趣味性和激勵性于一身，廣受學(xué)生喜愛。競賽提高了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的主動性和積極性，促進了學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，提升了工程實踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科技創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時還培養(yǎng)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，將競賽活動作為載體有機地融入到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實踐教學(xué)中，可以克服目前傳統(tǒng)實踐教學(xué)中存在的問題，有效地推動物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)的開展。
目前，我校參加的比較大型的物聯(lián)網(wǎng)競賽活動主要有兩個：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、實踐三個方面命題，由編程挑戰(zhàn)賽、創(chuàng)意賽和應(yīng)用挑戰(zhàn)賽三個競賽賽項組成，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)新意識和動手能力，為全國高校物聯(lián)網(wǎng)教育教學(xué)和研究創(chuàng)新成果提供一個集中展示的平臺;另一個是高等職業(yè)院校技能大賽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用賽項，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)用工程實施、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程維護等職業(yè)崗位，重點考查參賽選手物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的實踐操作能力與創(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)移動應(yīng)用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)PC 應(yīng)用開發(fā)等。針對這兩個主要的物聯(lián)網(wǎng)競賽活動，我們主要通過以下幾個方面將競賽項目融入到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實踐教學(xué)中，推動物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(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)競賽的各個項目相統(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;《單片機原理與應(yīng)用》和《JAVA 程序設(shè)計》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)用賽項提供技術(shù)支持。這樣學(xué)生在校學(xué)習(xí)的每個學(xué)年均有相關(guān)課程作為相應(yīng)競賽項目的技術(shù)支撐，從第1 學(xué)年開始學(xué)生就可以參與到競賽項目之中，可以有效地促進《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)實驗內(nèi)容改革
由指導(dǎo)老師將競賽項目分解成多個子任務(wù)，每個子任務(wù)再進一步分解為多個具體的實現(xiàn)方法，將各種具體的實現(xiàn)方法與實驗實訓(xùn)項目相結(jié)合形成若干個模塊，嵌入到課程實驗或?qū)嵱?xùn)之中，從而通過課程的學(xué)習(xí)就可逐步實現(xiàn)競賽項目中的各個部分，這樣逐漸積累起來，就可以降低后續(xù)實驗和競賽項目的實現(xiàn)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)和實驗實訓(xùn)設(shè)備資源，自主查找學(xué)習(xí)新知識，獨立完成相關(guān)實驗實訓(xùn)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)院開放了部分實驗室供學(xué)生在課下練習(xí)實驗實訓(xùn)項目，并專門設(shè)立了學(xué)生工作室，將部分實驗和競賽設(shè)備放入其中，提供給參賽學(xué)生課下使用。每個學(xué)生工作室均配備有1 到2 名指導(dǎo)老師，負責(zé)不定期地檢查和指導(dǎo)學(xué)生競賽項目的準(zhǔn)備工作，保證準(zhǔn)備工作有條不紊、充分有效地進行。
(4)競賽激勵機制
將競賽成績與綜合實訓(xùn)、畢業(yè)綜合實踐等課程、學(xué)分掛鉤，參照學(xué)生在競賽中獲得的獎勵等級，可以免修一門或幾門相關(guān)的綜合實訓(xùn)或畢業(yè)綜合實踐課程，直接獲取相應(yīng)的學(xué)分。這樣就可以形成一定的激勵機制，促使學(xué)生更加積極主動地參與競賽，并降低學(xué)生額外學(xué)習(xí)的負擔(dān)。
4. 競賽驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)模式的效果和作用
競賽驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)模式的實施對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的教學(xué)與實踐產(chǎn)生了明顯的效果和作用，具體體現(xiàn)在：
(1)促進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)
通過競賽驅(qū)動的方式進行物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)可以更加明確專業(yè)建設(shè)目的，并不斷地對其加以優(yōu)化、改進、完善。
(2)促進人才培養(yǎng)和學(xué)生就業(yè)
通過競賽驅(qū)動的方式進行物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(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。學(xué)生通過完成競賽項目不僅可以學(xué)習(xí)到更多的相關(guān)專業(yè)知識與技能，還可以獲得較強的綜合應(yīng)用和實際動手能力，個人綜合能力得到大幅度地提升，在就業(yè)時成為眾多公司企業(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)促進教學(xué)研究和改革
通過競賽驅(qū)動的方式進行物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)也可以提高教師在教學(xué)研究、教學(xué)改革上的主觀能動性，促進教師花費更多的精力進行教學(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)生的實踐動手能力和畢業(yè)后對工作崗位的適應(yīng)能力，突出重點，強調(diào)實用。
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、實踐性強等特點，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式無法很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過將競賽項目與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來，以競賽項目作為載體有效地推動實踐教學(xué)的開展，在競賽項目中培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，能夠取得較好的教學(xué)效果。
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