基于慕课的“无线传感器网络”课程应用型人才培养思考

沈 林

(莆田学院 信息工程学院，福建 莆田 351100)

1 应用型人才、慕课、“无线传感器网络”课程的相关概念

应用型人才不同于学术型人才，是指从事非学术性研究工作，掌握足够理论基础，并擅长实际操作的技能型人才。应用型人才概念的提出，是科学技术深入发展下，理论研究和技术应用不断分工细化的结果[1]。在过去，应用型人才的培养是职业院校的职责和任务，但职校通常只能培养技术操作型应用人才和技能型应用人才。随着经济结构发生变化，现代社会需要的是既具有扎实的理论基础，又具有将理论结合实际的实践能力以及一定的创新能力，如IT行业强调在各种工具上进行二次开发的能力等。这样的任务只能交给地方本科高校来完成[2]。

“慕课”的全称是“大规模开放在线课程”(Massive Open Online Courses，MOOC)，其与以往的网络开放课程主要区别之处有两点：(1)强调“互动与反馈”，在授课视频中穿插提问、随堂测验等；(2)倡导建立“在线学习社区”，学习者根据个人需求，在不同的社交网站上构建起互助、协作、交流的亚群体[3]。

“无线传感网络”是物联网工程专业具有承上启下性质的专业核心课程，是物联网技术体系中最重要的支撑技术之一。该课程极其强调应用性，是一门多学科高度交叉的课程，集无线通信技术、传感器技术、单片机技术、嵌入式编程以及分布式信息处理等技术为一体。该课程的教学内容涵盖软硬件平台、无线网络协议、节点测距和定位、时间同步技术、安全技术等，是一门理论与实践并重的课程[4]。

2 “慕课”对高校教师的挑战

“慕课”为高校教学带来了很多积极的影响，同时也带来了很多挑战。新的教学方法和工具促使高校的管理者和教师必须重新思考互联网技术在教学中的应用，认识其对以往的教学模式带来的冲击，更要认真思考管理者和教师的工作、教学能力要如何进一步提升。

2.1 教师传统的教育学知识体系和教学经验受到挑战。

一是面向课堂的教育学知识体系，在“慕课”平台上无法直接继承套用，目前对“慕课”平台上的教育学、心理学和教学法缺乏成体系的研究；二是面向课堂的教学经验，无法直接套用在“慕课”平台上，比如无法进行面对面的互动等。

2.2 教师传统的教学模式受到挑战

首先，高校一个课时通常有45 min，而“慕课”平台则强调利用碎片化的时间进行学习，视频课程长度最好在10 min左右，尽量不要超过15 min。因为人的认知活动在最初10 min是高效的，超过10 min往往会逐渐衰减。因此，必须把原有的教学内容切割成10 min左右的“微课程”，每个“微课程”讲述一个主题、指向一个目标、解决一个问题。其次，师生的互动方法发生了变化，“慕课”通常会将课程的知识点组织罗列出来，类似于闯关游戏，学生学完一个知识点后，往往要线上回答问题，才能进入下一个知识点。

3 “无线传感网络”课程现状

我校在制定物联网工程专业的培养计划时，总共提出了10项毕业要求，其中和“无线传感网络”课程相关的毕业要求如表1所示。

表1 “无线传感网络”毕业要求矩阵

我校物联网专业自建立以来，不断摸索创新，取得了一些成果，但也发现仍然存在以下需要改进的地方[5]。

(1)理论知识相对枯燥且难度较大。该课程要求将无线通信、传感器、单片机、RFID原理、嵌入式编程、数据处理等有一定难度的知识串联起来，完成理论和实践的综合应用，如果学生在某一方面存在短板，容易出现学习困难。

(2)教材没有体现前沿技术的发展趋势。物联网作为一个新兴的产业，新技术不断涌现，连带着无线传感器网络的技术也日新月异，使得教材的内容在几年后，可能不够全面、新颖。

(3)教学过程缺少数据分析环节。传统的课堂教学主要的手段是“老师说，学生听”，对于不同的知识点，不同的学生接受的程度是不同的，不同的学生学习的积极性也是不一样的。但受限于传统的技术手段，通常只能通过和学生交流来了解大致情况，难以进行量化评估。

(4)考核方式单一。由于教学过程中缺乏可靠数据分析，往往只能将课后作业和考勤纳入最终成绩，缺乏足够的调动学生积极性的手段。

4 应用型“无线传感网络”课程的“慕课”教学设想

4.1 合理设计课程目标，培养应用型专业人才

围绕上述表1制定的毕业要求，学生应该掌握“无线传感器网络”的基础知识，具备无线传感器网络开发的软硬件的选型、使用、配置和开发能力等，可以在已有协议栈、SDK的基础上进行二次开发，能够组队合作完成基于多种感知、无线传输以及数据融合的简单无线传感器网络应用系统[6]。

4.2 以成果为导向的实践教学，根据能力组建团队

实践教学是为了使学生将理论应用到实践中，使学生真正成为无线传感器网络的应用型人才。在实践教学中，可以考虑根据学生的能力和兴趣进行分组，让先进带动后进，避免弱弱联合，以此达到共同学习的目的[7]。可以将实践过程分为几个阶段，每个阶段完成不同的任务并评估，允许每个团队有自己的特色，或者根据自己能力的强弱来制定合适的目标。

4.3 翻转课堂，在“慕课”上构筑新型师生关系

在翻转课堂中，学生在上课前通过在线视频课程完成知识的学习，课堂上在老师的指导下完成作业答疑、小组的实践学习以及师生之间的深入交流等。在新的教学模式下，学生成为主动研究者，老师成为学习指导者、促进者[8-9]。

4.4 基于“慕课”的多元化考核方式

最终成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩等组合而成。平时成绩包含学生在“慕课”上的表现、课堂考勤、参与话题讨论等；实验成绩根据学生团队的任务完成质量，及实验报告的分析说明质量来评定成绩；期末考试则是综合考查学生理论知识和部分实践操作基本功的手段。

5 结语

“慕课”作为一种新的教学模式，使师生关系发生了深刻的变化。对于应用型本科高校来说，他可以方便地借鉴更优秀的资源，更容易发现教学中出现的问题，有利于激发学生会的学习兴趣，提高各类课程的教学质量。