应用型本科“物联网应用软件设计”课程教改研究

肖淑艳　王玉　刘舒祺

摘 要 针对物联网应用软件设计课程在培养学生方面存在动手实践能力差、对于出现的问题不能及时发现及有效分析解决、以及缺乏创新性等现象，进行了物联网应用软件设计课程的教学改革研究。课程改革主要分为三方面：教学方式改革、课程体系改革、课程考核方式改革。通过三方面的改革优化了本门课程传统的教学模式，激发了学生对本课程的学习积极性、提升了学生的工程实践能力。

关键词 物联网 软件设计 泛雅平台 蓝墨云班课 “N+1”考核

中图分类号：TP393文献标识码：A

物联网被自从提出以来，在企业界和学术界产生了重大影响，不仅创造了巨大的经济和社会效益，而且作为一个新兴产业，不断创造了新的教学增长点。物联网的出现需要大量的软件开发人员，尤其是具有工程项目开发经验的创造性人才。为了培养物联网专业所需要的应用型人才，全国很多高等院校纷纷开设了物联网工程专业，但是目前高校物联网专业在软件人才培养和相关企业需求之间存在一定的差距：一方面学生普遍存在理论分析能力较强、动手实践能力较差，知识学习能力较强，工程创新能力偏弱的问题;另一方面大部分学生缺乏学习的主观能动性、团队协作意识较差。因此，如何进行物联网应用软件实践类课程的教学改革是每一位物联网专业教师关注的问题。

“物联网应用软件设计”是笔者所在学校的物联网工程专业本科生的专业必修课，该课程面向大三学生开设。目前基于多项目驱动的教学模式是很多软件开发类课程的方向，在这种教学模式中，教师将项目开发的整个流程贯穿在整个教学过程中，学生可以一边进行学习一边动手实践。因此本文也基于项目驱动的教学模式对“物联网应用软件设计”课程从教学方式、课程体系、考核方式三方面进行了教学改革。

1教学方式改革

1.1激发学生的学习兴趣

爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”，学生对某门课程有了学习的兴趣，教师就能充分发挥在学习过程中的主动性和积极性。为了激发和培养学生对“物联网应用软件设计”这门课程的学习兴趣，可以在“物联网应用软件设计”的第一节课堂上播放与物联网相关的应用软件的产品视频，如智慧家居、智慧城市、智慧交通等，用更直观的科技感来调动学生的学习积极性;同时在课堂上展示历年全国物联网竞赛的优秀作品，告诉学生这些都是和他们一样大学生设计出的作品，从而激发学生的学习热情;最后在课堂上罗列物联网软件相关企业对软件设计类的岗位的招聘条件，并总结归纳招聘条件和课程内容的关系，从而让学生为了实际应用而学习，从而对这门课程产生兴趣。

1.2重视实验教学

实践是获得理论知识的教学关键，而实验教学是课堂教学最好的实践。为了提升学生的工程实践能力，本课程采取了理论和实验教学相结合的方式且在教学中理论和实验教学的比例为1：1。在实验教学中，采用分组的教学方式，每次上实验课前给学生分组，3-4人一组，教师提前设计好实验项目，以组为单位由学生独立完成，在完成过程中各小组成员可以互相讨论，介绍编程思路，算法优缺点等。这样不仅培养了学生的团队合作精神，而且能加深学生对理论知识的理解。与此同时，教师在指导学生进行实验过程中，采用启发式的教学方法，注重引导学生利用发散性思维，积极思考理论知识与调试过程、实验结果之间的关系，重视学生的学习动机，适当运用教育激励手段，提高学生的学习积极性，提高课堂教学效果。

1.3建立泛雅网上课堂，应用移动网络环境下的蓝墨云班课的教学辅助系统

网络教学资源作为信息时代发展的产物，具有传统课堂教学资源无法比拟的优势和特点，在现在高校课堂教学中很受欢迎。在移动互联网时代，手机、平板电脑等移动终端越来越普及，因此，在我们的教学改革尝试中，在传统课堂教学的基础上，建立了网络课堂。根据“物联网应用软件设计”课程的特点我们建立了泛雅在线课堂和蓝墨云班课。

1.3.1泛雅在线课堂

在传统的教学中，学生一般只有教材和笔记。通过泛雅平台教师可以将课程配套的所有教学资源，包括课程介绍、课程大纲、PPT、教案、案例库、试题库、相关时政新闻、微课视频、慕课视频、经典案例、项目实训案例、教师的经验等共享。泛雅在线课堂是传统线下课堂的补充，在泛雅课堂上可以扩充课堂教学容量，从而可以因材施教，為个性化教学提供了可能。本门课程的泛雅在线课堂分为三个等级：基础教学模块、正常教学模块、挑战教学模块。基础稍差的学生可以在基础教学栏目进行学习，能力中等的学生可以在正常教学模块进行复习，而学有余力的学生可以在挑战教学栏目进行更有挑战性的编程练习。只要学生充分利用泛雅在线课堂的网络资源，就能够很好的掌握物联网应用软件开发的基本思路，提高学习的主动性，弥补传统线下课堂上的缺失。

1.3.2蓝墨云班课

以蓝墨云班课开展“物联网应用软件设计”课程移动信息化教学实践，探索移动信息化教学的新模式。根据“物联网应用软件设计”的课堂特点和学生的学情分析，在教学过程中，授课教师保留课件和板书讲授，增加了思维导图、音频视频在内的多种教学手段，丰富教学内容的呈现形式，设计了资源分享、课堂点名、课堂测验、课堂随机提问等教学活动。教学环节主要包括：（1）课前：教师需要将备好的学习资源，包括授课课件、知识图片、音视频、网络资源等，学生需要下载云班课APP并加入课程;（2）课中：首先，教师使用云班课签到功能进行1分钟点名;接着，教师对上次讲授内容的重要概念进行5分钟左右的随堂手机测验，测验完毕后对典型错题集中反馈揭发;讲授新内容20分钟后，进行5分钟的课堂提问互动;余下的时间讲授新内容和课堂小结。（3）课后：开辟讨论区，开展话题讨论，一旦学生有了疑惑，同学之间可以相互交流，教师也能及时回复，老师和学生都可以在班课上分享自己的设计思路，分享从网上下载的经典案例、项目实训案例，在线讨论自己的思路，对于积极参与者在平时成绩评定上给予加分。

2课程体系的改革

2.1理論课时与实验课时相结合

“物联网应用软件设计”课程共64个课时，其中课堂理论教学32个课时，实验教学32个课时。在进行教学改革之前，学生的理论学习和实验过程不在同一个地点，学生在普通教室进行理论知识的学习，在物联网应用实验室进行实验课程的学习，这样把理论教学和实验教学明显划分开的方式并不适合软件开发类课程的学习。笔者的改革思路是教师演示，学生跟着边学边做，因此，将64课时课程学习全部安排在物联网应用实验室中，每次教师演示例题时，学生也可以跟着动手编程调试，在课堂中掌握每个知识点，有效提高了课堂学习效率。

2.2创新教学内容

教学内容改革前，本门课程按照教材教学内容来组织教学的，主要讲解开发工具的安装与调试，C#语言基础、Windows窗体设计、进程与线程等基础语法知识模块，这种传统的教学内容使得学生所学的知识和企业的需求有一定的偏差。为了让所学的知识与企业真实需求紧密衔接，让企业需求走进校园和课堂，实现校园与社会、与企业的无缝衔接，需要根据企业的需求来组织教学内容。因此，除了传统的语法及软件界面的设计之外，本课程还设计了串口通信软件设计、ZigBee无线传感网络软件设计、蓝牙通信网络软件设计、网络通信软件设计、RFID读写软件设计、GPS/北斗定位及GIS软件设计、物联网应用软件综合设计等。这些课程内容来源于教师指导学生参加竞赛的获奖作品（全国大学生物联网竞赛、3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛、全国高校物联网应用创新大赛、全国电子竞赛、蓝桥杯等）、老师主持或参与的课题（国自课、省自课、省教育厅项目等）、跟企业合作的横向项目（常州莱特科技有限公司、常州同惠电子有限公司等）。学生通过参与教师的科研课题巩固了所学的理论知识、提高了自己分析问题和解决问题的能力。

3课程考核方式的改革

合理的考核方式可以激发学生的学习动力，正确引导学生的努力方向。考核是为了检验学生对知识的掌握程度，它只是一种手段，不是目的。因此，在教学实践中，积极推行“N+1”考核，通过“形成性评价”和“终结性评价”比例的改变，引导学生注重平时过程性学习，改变“一张试卷定终身”的现象，避免学习热情“一曝十寒”，激励学生自觉学习，帮助学生自主调控学习过程，使学生获得成就感，增强自信心。

在“N+1”考核方式中，N包括三项内容：课后作业，单元测试和总结，每次实验的调试情况和实验报告质量，占考核总评的60%，在过程考核中占的比例分别为1：2：2;1为期末考试，占考核总评的40%。课后作业以设计性实验的形式布置，学生以录制视频说明实验原理和设计思路的方式通过蓝墨云班课上交。如在讲串口通信时，介绍完串口通信的原理流程后，让学生设计一个简易的串口调试助手;在讲授TCP通信的时候，可以让学生设计一个简易的聊天软件，学生将自己的编程及调试过程录制成视频上传，在理清自己的编程思路的同时杜绝了相互抄作业现象。单元测试主要检查学生对理论知识的掌握情况。章节总结主要培养学生对所学的知识进行归纳、总结的能力。实验成绩根据实验的综合表现给定，包括编程思路、调试过程、调试结果等。期末考试采用开卷上机的考核方式，期末考试占考核总评的40%，考试题目为开放性题目，学生可以在网上查阅资料，避免了学生为了应付考试死记硬背，考前突击复习的情况。

4结语

社会发展要求创新，课程教学更要求创新，在物联网应用软件设计教学开展的时候，要本着以人为本的教学原则，认真研究教学内容，运用新型的教学方式及教学手段，不断努力，提高教学质量，真正落实物联网应用软件设计课程在物联网工程专业应用型人才培养中的作用。

基金项目：教育部协同育人项目-《“物联网应用软件设计”教学改革》项目编号：201801155003;江苏理工学院校级教改项目——工程教育认证背景下“物联网应用软件设计”课程教学改革研究。

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