浅谈中职物联网技术课程的教学方法——以《STEAM课程—电子琴的现代制作》为例

陈明卉 陈 臻

（肇庆市工业贸易学校 广东·肇庆 526000）

1 中职物联网技术专业的发展现状

2009年8月，时任中国总理温家宝在无锡成立了物联网研究中心，我国把2010年作为物联网的“发展元年”，物联网产业正在逐步成为21世纪世界各国竞相逐鹿的重要战略性产业之一。中职学校培养的人才要适应社会的发展，培养出更多能够面向社会需要的技能型人才，故此职业学校相继开设物联网相关专业。但正因为这个领域是新兴的领域，物联网技术专业在开设课程、教学设计等仍处于探索阶段。物联网技术的专业课程大部分是理实一体化课程，更加强调以理论为基础，实现实践技能，充分体现“做中学、学中做”的学习理念。

2 中职学校物联网技术专业教学上存在的不足

2.1 课程设计仍需根据毕业生就业情况进行完善

中职学校培养学生的“工匠精神”，学生需要具备综合职业能力，在生产、服务一线工作具有较高素质。但因为物联网领域属于新工科，专业的教学内容与实际工程联系程度不够高，学校教学与实际工作衔接不足，在教学情境的合理设计及恰当教学方法上运用不够和谐，暂时还未能充分发挥各教学手段的作用。

2.2 实训设备未能及时跟上物联网高速发展的步伐

物联网技术日新月异，技术更新换代，飞速发展。“北上广深”等一线发达城市经济实力较强的学校或许能跟上时代的发展，定期更换新的教学硬件设备。但其他三四线甚至更落后的城市学校则缺乏这样的条件，硬件设备跟不上意味着学生的学习内容也是“旧版本”，时间久了甚至跟社会最新技术“脱节”，造成一定程度上人才输出所具备的知识根本无法满足用人单位的基本需求，学生就业难，企业招人也难。

2.3 物联网专业教资不足

新形势下开设的物联网专业普遍存在教师短缺,配套教材滞后且选择性比较少等问题，中职学校很多专业课因招不到物联网专业教师，只能让相近专业——如网络技术、信息技术、通用技术等专业教师任教物联网的课程，对专业了解不够透彻，教师备课难度大大增加。需要教师不断参加最新的物联网专业培训课程，或专门到企业挂职学习，充分利用学校优势与相关领域的优秀企业建立校企联合合作关系，为学习教育提供使用前沿技术的项目支持，能够使师生更好地捕捉当前物联网领域的热点。

3 物联网基础课程《STEAM课程》的学习内容

笔者所在的中职学校开设了以物联网为基础的《STEAM课程》，经过两轮的实践教学，学生能够增加专业的兴趣，理解物联网新兴行业的概念，笔者认为已经能够满足本课程设定的目标，也满足中职院校对培养技能型人才的育人期望。《STEAM课程》主要包括物联网概念的学习、中间插入micro bit编程实训内容，其中包含了基础编程模块：此模块学习的重难点是学生通过micro bit芯片的摸索能在平台上编写出简单的程序实现效果，如按下芯片上的按键就显示指定图标等；认识传感器模块：此模块通过简单的描述多种传感器的概念和性质，学生能够做出对应的实验，如利用温度传感器制作温度计、利用声音传感器制作声控灯等；创意制作模块：此模块是结合前期所学的基础知识，完成能够应用于实际的小制作：如音乐投币箱、结果子游戏机等，内容丰富且接地气，激发学生的科技创新思维。本课程可以说是中职学生学习物联网专业编程的启蒙课程，符合“S-T-E-A-M”教学理念的输出，将科学、技术、工程、艺术和数学进行融合，培养学生多方面的综合能力。

4 中职物联网技术课程的教学方法

对应中职学生理论知识薄弱、动手能力强，创新思维不足、模仿能力强的特点，笔者认为课程以兴趣为导向、以任务为驱动作为开端设定目标，采用分层、分组的模式进行教学，目标任务结束后采用“举一反三”教学法加深学习印象，巩固知识基础，能够开拓思维创新。下文以《STEAM课程——电子琴的现代制作》一课为例说明。

4.1 以兴趣为导向，以任务为驱动

物联网技术融合了计算机技术、网络通信、电子信息等多个学科的内容，对于中职学生而言入门课程需要的是简单易懂而又不失有趣的项目。“电子琴的现代制作”一课是物联网课程《STEAM课程》中传感器篇的一课，通过课题任务的学习，学生能够制作出学习目标的“电子琴”，并能够使用电子琴弹奏出歌曲，大大激发学生的学习兴趣和学习愿望，爱因斯坦说：“兴趣是最好的教师”，通过类似有趣而贴合教学内容的项目，能够让学生主动学、坚持学。

本次课题设计任务时，根据教学内容并结合学情，从多个角度出发，创设一个与教学内容吻合的教学情境，设定教学任务。设定任务的巧妙之处在于帮助学生唤醒旧知识，并帮助学生对已有知识和新知识的有效衔接。“电子琴的现代制作”课题涉及旧知识点积木块编程的“逻辑”模块，而新知识点“变量”则是本课题的重难点，带着制作“电子琴”的学习任务，留给学生独立思考、自主探索和自我开拓的余地。

4.2 采用分层、分组的模式进行教学

每个班级都存在学生学习能力、接受能力不一的情况，面对不同学情的学生，在设定任务时也应分梯度设定。不同学情的学生完成能接受范围的学习任务，既能够增加中职学生的学习信心，也能够让学生循序渐进地学习，落实“人人能成才，行行出状元”的教学理念。在“电子琴的现代制作”课题中，学习任务分为3个阶段：第一能辨别实验中所需要用的电子元件，第二能对应电路图正确连接电子接线，第三能够正确编程，设定的目标是进阶的过程，让学生从易到难进行阶梯式学习；同时对班级进行分组教学，解决“人人有事干，事事有能力干”的问题，促进学生的沟通能力和团结协作能力，小组间的相互交流评价，学生反思“做”得如何、“学”得怎样，从而发现不足，及时改进。

4.3 采用“举一反三”教学法

物联网技术是随着时代的发展、人们的需要不断变化的，并非固有一成不变的一门学科。科技在不断发展，这就需要学生有灵活应变的能力。课程设置一些能让学生“举一反三”的教学任务，开拓学生的创新、创造思维，让学生学会触类旁通，有效地解决实际问题。一个项目要让学生能够“举一反三”，融会贯通，发现知识的内部联系。例如《STEAM课程》讲述温度传感器知识后，可让学生用同理学习光传感器、湿度传感器等类似知识，并用实验验证自己的推论。而“电子琴的现代制作”一课题中基本任务完成后，增设“附加题”，让学生增加“电子琴”的琴键数量，要求用两个面包板合并成为一个电子琴，增设“电子琴”的音调，同时弹奏出学生喜爱的音乐歌曲。

5 关于中职物联网技术课程教学方法的效果与反思

以本课题《电子琴的现代制作》一课为例，笔者两年内对四个物联网专业班级进行讲授，不断摸索、分析教学方法。经过教师“兴趣导向激发能动性，任务导向设定教学目标，分层、分组学习创造学习氛围，举一反三训练创造思维”这一套教学方法的不断打磨和推进，学生在课程的教学任务中段能够适应教师的教学模式，渐入佳境。如在上《电子琴的现代制作》一课时，学生对课题的理解已经十分到位，既能够迅速调用旧知识尝试编程实现目标，在解决不了问题的时候不是坐以待毙等待答案，而是有强烈的好奇心向教师、同学们不断求知，大部分同学愿意与同组同学分工合作、共同探讨，学情不一的学生学习适合自己难度的任务，最大化激发学生的积极性，找到学习的乐趣，班级中学习能力较强的学生更加愿意接受“举一反三”的挑战，创造思维得到锻炼和提高。

如何才能上好物联网技术专业的课程，需要广大教师通过对课程教学方法进行多次设计、实践、反思和总结，形成闭环的探究过程。笔者建议教师可通过多种途经，如参加企业培训或者教师竞赛等方法，提高自己的业务水平，加强教育教学能力、专业技术能力，这样才能不断激发课程教学方法的新思路，在日新月异的物联网技术教育中掌握一把钥匙，打开培养高素质人才的方法大门。