地方应用型高校物联网工程专业导论课程改革模式探究——以滁州学院为例

李思莹 刘进军 陈海宝

（滁州学院计算机与信息工程学院，安徽 滁州 239000）

1 引言

物联网是一门交叉性强、知识覆盖范围面广的新兴技术，被誉为信息技术领域的第三次革命。物联网作为国家大力倡导的新兴产业，需要大批高水平的技术人才[1]。国内各大高校以此为导向，积极开设物联网工程专业，为行业培养具备开发、应用、服务等综合能力的应用型人才[2]。

物联网工程专业导论是一门专业基础课程，在专业体系内有着举足轻重的地位和作用。教学方面，本课程为物联网工程专业学生的启蒙课程，在介绍物联网的定义与技术的同时，应帮助学生初步了解物联网的行业动态和发展前景。结构方面，本课程应做到帮助学生建立物联网专业总体学习框架，设立大学四年专业学习目标，培养良好的学习方法，为后续课程打下良好的思想和方法基础[3]。学生发展方面，本课程应严肃活泼，使学生对大学的专业学习充满兴趣和热情，对行业未来发展充满信心。但是从目前的实际情况出发，课程还存在许多不足，使课程目标没有有效达成，课程应有的功能和作用没有得到充分发挥，为后续课程的学习和专业人才的培养造成了一定的影响。本文结合滁州学院物联网工程专业的教学改革和实践工作，分析讨论普遍存在的问题，对教学内容和目标、授课方式、考核方式和实践环节等进行课程改革的探讨。

2 地方应用型高校物联网工程专业导论课存在的不足

2.1 教学目的设置不合理

作为一门导论课程，教学目的是建立对物联网知识体系及其应用的基本认识，培养学习物联网技术的兴趣，训练并帮助学生形成良好的学习方法，帮助学生形成计算机类专业学生必须具备的基本操作能力与文献检索能力。有部分高校教学中将该课程看成是一门普通的物联网基础入门课，更侧重于简单的基础知识传授，学生大多对这些知识、概念、技术并没有一个直观深刻的认识，也没有一个清晰的学习目标，无法养成良好的专业自主学习和终身学习能力[4]。

2.2 教学内容设置不合理

部分高校教学中教学内容过于专业化。过于强调从感知、传输、管理到应用的技术体系，在学生尚不具备基本的程序设计能力、对计算机理论体系尚缺乏基本认识的情况下，学生很难从技术角度理解物联网技术体系。也有高校从多技术领域角度授课，如传感器技术、RFID 技术、无线传感器网络、大数据、云计算、智能处理、物联网技术安全等方面进行知识讲授，往往不能清晰展示物联网的主线，只对主要知识作流水式的笼统介绍，学生对课程的理解和接受难度大，造成学生困惑。教学内容的设置应该是从宏观的角度出发，着重课程整体认识，而不是一味强调具体的知识应用。

2.3 教学和考核方式单一

传统的教学方式下，物联网工程专业导论课只有一名教师作为主讲教师，并且教学方式以教师讲、学生听为主，不利于激发学生的学习兴趣。在只有一名教师授课的条件下，教学风格和教学方式较为固定，教师的知识广度大多从自己本专业为起点，讲授具备交叉学科知识体系的课程难度较大[5]。并且课堂学习环境较为单调，所以大多数学生较难在课堂上接受大量专业知识，容易给新生留下“专业课程内容多且枯燥”的印象。在实验课的设置上，大多数高校或者不设置实验环节，或者实验目标的设置存在偏差，无法利用实验环节的教学达到学科要求的实践能力[6]。且学生考核方式为单一的大论文形式，容易导致学生对该门课程不重视。

3 课程教学改革的基本措施

3.1 改革课程教学目标

根据滁州学院专业人才培养定位与目标、课程定位与性质，设计了以培养兴趣、训练方法、建立认识等为目的的课程教学大纲。更新后的课程教学大纲如表1所示。

表1 课程目标及对毕业要求的支撑

3.2 改革课程教学内容

物联网工程专业导论课程是物联网工程专业的入门课程，是为学生专业学习提供引导性的课程。改革后的课程主要内容包括：（1）理论和方法教学方面。通过学习，让学生了解物联网的基本概念和体系结构，激发学生学习兴趣；使学生了解行业的发展趋势，树立自身专业发展目标；培养学生学习方法，养成良好的学习习惯，提升自身职业素养，满足物联网工程专业人才社会需求；通过参加物联网技术以及应用发展趋势等相关讲座，帮助学生了解物联网的行业动态和前景，增强对行业未来发展的信心。（2）操作技能教学方面。培养学生熟练使用工具软件对数据和信息进行编辑和再加工的能力，如：办公软件、图像操作与编辑软件以及常用工具软件使用的一般方法，APP应用以及基于APP访问云服务与内容、Web 内容的能力；培养学生具备使用信息技术工具撰写报告和设计文稿的能力。

3.3 改革课程教学方法

根据滁州学院物联网工程专业导论学科定位和学生发展的需要，改进后的教学方式有以下三种：

（1）多师同堂。物联网工程专业导论包含通信工程、计算机科学与技术等多领域专业知识，是一门典型的具备交叉学科知识体系的课程。为此，滁州学院物联网工程专业导论课程采用协同教学模式，融合各个专业师资和企业导师，采取多师同堂的手段完成此课程的教学任务。多名教师以讲座方式授课，能让学生获得丰富的专业知识，接触和感受每位教师的不同教学风格，起到良好的示范效应；企业教师加入课堂教学，使学生了解行业动态，给学生的专业学习带来正能量、正影响。同时，将企业的实训项目带进课堂或者实验室，让学生直观地了解一个新知识、新技能的应用，让他们知道将来可以做什么、怎么做，对接下来的专业课程学习充满期待。

（2）角色转换。对传统的“老师讲、学生听”的授课模式进行了改进。改变“以教师为中心”的注入式教学方式，把关注点放在学生身上，关注学生是否真正理解，激发学生的学习兴趣，引导学生进行独立思考、自主学习。课程中部分课题采用翻转课堂的形式授课，其目的是让学生明白物联网技术在各自应用领域的功能，例如实现特定目标需要选择哪种类型的传感器，这种传感器长什么样子、有什么性能、有哪些公司在生产等，进而更深入地去理解传感器的定义、分类和性质等。

（3）学科平台与课程融合。滁州学院成立居家养老与健康照护团队（以下简称“团队”），与物联网应用密切相关。学生在学习物联网工程专业导论课程之后，可以根据自身兴趣选择加入团队，进一步进行研究性学习。学生加入项目团队后，由教师指导学生开展学习，激发他们的科研兴趣，培养他们的实践和创新能力。图1和图2分别为团队的智能客厅和智能厨房的老人行为活动检测系统。

图1 智能客厅老人行为活动监测系统

图2 智能厨房老人行为活动监测系统

团队的学生还可以利用项目参加比赛，从而带动更多的学生。滁州学院物联网工程专业学生在指导教师的鼓励和指导下，积极参与学科竞赛、申报大学生创新创业项目。主要参加的比赛有：中国大学生计算机设计大赛、全国软件与信息技术专业人才大赛、中国机器人大赛、全国高校物联网应用创新大赛等20 余项。从2016 年起，每年本专业同学参加竞赛获奖都超过一百人次，学院也多次获得各大赛事优秀组织奖和突出贡献奖等奖项。滁州学院物联网工程专业作为国家级一流本科专业建设点，学科平台和课程紧密融合，以赛促学，为社会培养了大批适应当今需要的复合型应用人才。同时，物联网工程专业导论课构造以工程能力和创新能力为核心的教学模式，拓展创新创业训练空间，着力提高学生的工程素养，培养学生工程实践创新能力。

3.4 实施全过程考核的成绩评价方式

为了更加注重对学习全过程的考核，改革后将成绩分为平时、实验和期末考核三个部分。基于全过程的成绩考核内容及所占比重如图3所示。

图3 基于全过程的成绩考核内容

课堂研讨是调动学生学习积极性的有效方式，精彩的讨论能将学生的知识掌握情况、应变能力、团队合作精神等充分展现出来。创新项目是鼓励创新思想的一种有效方法。学生自行组队并确定研究方向，从项目研究背景与意义、创新性和实用性、方法和技术路线等方面查阅文献、思考讨论研究形成创新项目报告，各小组在课上汇报展示，极大地活跃了课堂氛围。实验报告是实验成绩的重要组成部分，引导学生关注物联网体系架构、发展情况和应用前景等。如学生在学习传感器技术时布置学生利用传感器的原理设计一个温湿度计，要求给出设计方案报告并做必要的分析说明，能给出多种合理方案的适当加分，书写实验报告同时培养学生熟练使用工具软件和撰写报告、设计文稿的能力。期末考核作业是一个开放式的作业，目的是让学生对课程理论知识进行梳理总结，拓展学习思路，探索解决问题的办法。通过作业，对学生所反映出的创新能力、应用能力和解决问题的能力进行评分。

加大全过程考核，采用多元化评价方式，全面灵活，极大地调动了学生的积极性。学生注重平时学习，增强了互动性，真实全面反映了学习态度和素质能力，大大提高课堂的效率，让学生从一开始就对自己的专业产生兴趣，从而培养学好专业的自信。全过程多元化的考核从不同的角度更加全面真实地反映学生学习态度和学习效果，促进学生及时复习、归纳、总结、提升。

4 课程教学改革成效

通过对滁州学院20级物联网工程专业班级进行的问卷调查数据显示，合计83 份有效问卷中有97.59%的学生在开始学习课程前对物联网技术了解程度不高，甚至基本不了解（如表2）。在课程学习后，学生的专业能力有了较大提升，主要体现在“对物联网专业了解程度提升”“对本专业的学习感兴趣”“对未来几年专业学习内容有所了解”等。通过课程学习，专业学习各方面有明显提升的学生超过90%（如表3）。可见，通过教学改革，对于学生宏观掌握物联网知识和激发专业学习兴趣等方面起到较好效果。同时，通过亲身体验，部分学生也对课堂教学提出了一些建议和意见（如图4），有助于任课教师在后续课程中持续改进、完善。

表2 物联网课前学情调研表

表3 教学改革模式效果评价

图4 教学改进意见

通过改革，教学目的、内容和方式更加合理，全过程考核使学生更有课堂参与感和成就感，理论与实践相结合不仅锻炼了学生对动手能力，还使学生有了更严谨的工程化思维。滁州学院物联网工程专业导论课的教学意义有以下几点：

教学方面，在课堂理论学习和教学指导过程中，学生对知识点领会更加深刻，融会贯通。实验创新方面，通过书写创新项目实验报告，能够培养学生思考问题、观察生活的习惯。利用学科平台，让学生在实践中成长、在体验中提高，使课堂学到的理论知识和课后实践更好融合。鼓励创新能力强、思维活跃的学生参加全国高校竞赛，带动更多的学生，提高学生对知识的综合掌握程度。个人发展方面，改革后的课程深度挖掘学生的思维技巧，强化学生认知能力，使学生养成自主学习和终身学习的习惯，对自身和行业未来发展充满信心。

5 结语

良好的开端是成功的一半，专业导论课对打好学生基础和提高教师教学质量的重要性是不言而喻的。滁州学院物联网工程专业导论课程通过教学改革，培养学生对专业的全面认知，正确理解大学期间学习要求，了解专业相关的行业职业岗位，坚定专业信念和使命感，树立自主学习和终生学习的理念，不断提升自我能力，适应未来岗位的需求。未来，物联网工程专业导论课程还要不断加强科学规范建设，这对提高本专业教学质量具有重要意义。