基于CDIO理念的物联网工程专业课程改革与教学团队建设研究*

张定祥 （贵州商学院）

一、高校物联网工程专业教育特征

物联网工程专业相比于其他技术专业，主要有以下几个方面的特征：首先，物联网工程专业呈现特殊融合学科特性，实现多学科交叉，主要涉及专业内容包含计算机专业、通信技术专业、电子技术专业，同时辐射管理学以及软件开发等多方面知识；其次，物联网工程本身并非独立学科，而是依托行业需求建构的教育专业，实际教育战略应用需要做到定位清晰，内容设置合理，依托行业人才需求，构建教育导向，打造人才行业胜任力；其三，物联网工程产业链条较长，所涉及的产业集群数量众多，在现时代几乎完成了社会生产各个行业的全面覆盖。通常情况下物联网工程专业学生能够胜任不同岗位工作的要求。

二、高校物联网工程专业应用CDIO教学模式创新的主要方向

（一）CDIO教学模式的形成和体系构建

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，构思-设计-实现-运维),是由MIT等高校创立的工程教育模式,是近年来国际工程教育改革的最新成果。强调理论服务于实践，统筹和兼顾工程全过程。依托学生工程能力素养的培养构建教学体制导向，形成提升能力素养的教学路径。路径构成需具有定性机制，能够以更具标准的细化指标系统来进行导向目标的拆分，最终保证教学机制能够与指标系统对应，通过教育升级达到指标实现，最终汇聚达到能力素养提升的教育目的。

（二）CDIO教学模式在物联网工程专业当中的应用创新方向

从CDIO教学理念和实践应用模式来看，CDIO所强调的学生核心素养导向，最终以实现学生特定学习产出为主要教育过程，对于传统教育内容进行了升级驱动，建构起学科特征导向的教育改革模式。教育模式特性与前述提到物联网工程专业面向行业发展的人才培养导向一致，突出专业特性下的胜任力培养目的特质。因此，在教育创新实践当中，可以将CDIO教学理念以教学创新模式的方式，在物联网工程专业教学当中进行优化应用，打造更为完备的课程教育体系，再依托创新课程体系来进行校内的教学团队建设。《工程教育认证标准》当中对CDIO理念下的课程教育体系建设目标进行了规范，其中包含目标关注、需求关注、过程关注、评价关注以及改进关注等五个重点要素，需要进一步明确课程在知识体系、能力素养以及素质水准等三个方面的培养需求，持续优化教学目标以及教学过程关联性的全面整合，依托教学团队的构建和进一步完善，实现CDIO教学模式在素质培养方面的目标实现。

三、高校物联网工程专业的教学内容

物联网工程专业在当前高校教学系统当中影响较大，同时重要性受到了较为广泛的关注，其中物联网工程设计与工程实施是物联网工程的核心专业课，课程教学主要从工程实施方法论角度出发，对物联网工程设计与实施当中的主要问题进行理论分析和实践实训。学生通过这部分内容的学习，需要掌握当前物联网工程的基本设计要求、可用设计方法、工程实施的实际要求。教学内容涵盖专业相对庞大且复杂，其中涉及通过新技术、单片机、嵌入式技术、传感器技术等，具有极强的综合性特征。相应，教学体系对于人才培养的质量和效率要求具有极高同步性要求，突出综合性素养培养。

四、当前物联网课程教学体系面临的主要问题

（一）理论教学占比过重

理论教学强于实践实训教学体系，是当前大部分高校在教育教学与人才培养中的一般性问题，但是物联网工程专业本身的行业就业导向特征，使得单纯理论教学在人才素养培养方面的作用难以得到应有凸显，最终导致学生无法真正从课程教学体系当中获得行业需求的就业素养，影响了个人素质的实现。观察发现，当前高校物联网工程体系中教师本身的教学素养存在应用层面的能力缺失，大部分教师本身并不具备行业经验或者岗位工作经验，导致他们在指导物联网工程专业教学中，只能参与理论教学，对于行业发展前沿、岗位需求特性等知之甚少，缺少对于宏观行业的发展判断，无法依托学生的自身素养和学业能力做好教学调整，致使教学与实践之间存在彼此脱节，学生难以得到应有的素养提升实现。

（二）缺少科学综合的教学考评体系

教学考评是就教学质量水准和学生素养生成所进行的定量评定，主要用以进行前一阶段的评价，并开启后一阶段的教学优化工作。现行物联网工程专业在教学考评方面标准单一、程序机械、素养突出价值不足，综合性评定效果不佳。教学系统中，主要应用平时成绩、考试成绩和实验成绩作为考评对象，采用2：6：2权重进行分数定量，最终完成学生的水平素养评定，衡量教学成果。但就素养发展以及专业本身综合新需求来看，以期末考试为核心的评定标准显然无法实现综合价值兼顾，大部分考试为标准形式统一命题，无法关注到学生的学习过程和成长情况，更多突出横向比较，对于学生的综合素质的成长培养而言，收益不大，无法体现出现代互联网工程专业人才的培养需要。

五、物联网工程专业CDIO教育理念下的课程改革前瞻

CDIO教育理念在《工程教育认证标准》当中得到了明确的规范，通过教育体系建设来最终实现整体教育框架塑造，发挥高等教育在行业人才培养方面的重要价值，切实实现教育资源投入并配置优化在人才素养产出方面优势。高校物联网工程专业教育工作在CDIO教育理念之下，需要持续推进多方面、多层次教育改革与升级。

（一）重新修订教学大纲突出人才培养的应用素质方向

在CDIO教育理念所构成的目标导向教育路径当中，综合素质的培养与社会时代发展的彼此接轨，应当真正纳入毕业要求当中，成为专业课程体系教学大纲的核心内容，推进课程教育能够实现向能力导向的教学转变。结合物联网工程专业的课程教学目标导向特征，教学大纲当中的目标设置应当引入下述内容：

其一，物联网专业课程教学需要培养学生对于物联网工程系统设计方面的专业知识、基本管理流程和实践应用方法等主要内容，学生完成专业课程学习需要能够掌握物联网工程系统的设计方法，并能够参与到精度管理当中；其次，学生在完成课业学习后，需要具备软硬件一体化的思维意识，应用创新参与物联网工程系统分析设计与研发和实施相关工作；最后，学生需要具备对于物联网工程行业发展的全面认知和了解，对于自身能力素质做到精准定位，凭借专业知识形成问题分析能力、创新实践能力，同时具备工程意识、团队意识、质量意识和市场意识，指导相关工作的开展。

（二）依托教学大纲设定的应用素质培养方向进行教学机制创新调整

在确定了教学方向之后，需要结合课程教学目标对实现目标的教学应用路径进行分解，决定从方法论实践角度出发的教学目标达成策略，最终形成课程体系的教学实务，用以针对性地指导具体专业教师课程教学工作的理性开展。以物联网工程专业当中基础理论课“计算机网络技术”为例，为了能够实现掌握计算机网络基础知识、了解数据传输、宽带等方面的技术要点，能够参与系统设计、开发、实施等教学目标，在应用教学实践层面，需要从以下几个方面展开相应工作：

首先在教学应用层面，需要以强化学生的内容理解为基本方向，在课堂教学体系当中需要注重知识体系结构的教学方式优化，以系统化教学来建构学生的认知体系，帮助学生能够形成全局认知系统；其次，教学方面要做好行业方面的内容拓展，引入相关方面的内容学习，引导学生在基础性技能如网络安装、配置、系统开发之上，引入更多资源体系，帮助学生能够拓宽视野，形成更为全面的系统应用能力，使基础知识与系统应用之间相互结合，个人价值目标与社会需求和国家要求保持一致，构成相互影响相互促进的作用机制。

六、CDIO理念下的物联网工程专业创新教学中教师团队的组建

从教学创新来看，CDIO理念的应用为物联网工程专业提供的改变极为巨大，教师群体除了需要具备专业理论知识的教学能力之外，还必须融入更深层次的教学智慧，具有行业发展的视野和眼光，才能够胜任当前教学岗位工作需要，在教学工作当中积极调整和持续优化，带来高质量的教学系统服务。

（一）进一步健全高校教学团队管理制度体系

高校教学管理工作需要针对教学团队进行创新，结合高校教学基本规律、上级政策文件以及学校自身情况，从转型发展需求角度出发，针对物联网工程专业CDIO教学理念创新，制定并修缮各个环节的教育管理文件，保证教学工作创新的教师资源全面支持。在管理制度体系方面，需要充分认识到CDIO教学理念应用下，构建物联网工程专业教学创新形式中教师扮演的主导者角色身份，能够从教学管理、专业课程建设、教学组织管理和教学研究等多个方面，为教师参与CDIO教学创新提供技术保障和体系支持。同时高校层面应当建立起三级教学监督体制，组织开展立体的教学引导，帮助教师把握住CDIO教学理念宏观层次的教学应用，充分发挥CDIO教学优势的实现。一级是由教务处督导组参与教师教学工作的巡查督导，一级是利用院内听课督导机制来针对授课环节进行监控，还有一级则是借助教研室内部定期研讨，组织专业教师参与教研工作，最终促进教师群体教学水平的稳步提升。通过三级教学监督管理体制，来保证CDIO教学专业方向落实，避免教师在教学当中出现战略偏差。

（二）基于双师型教师队伍需求进行教师团队建设

双师型教师是《国家教育视野发展第十二个五年规划》和国务院《关于加强教师队伍建设的意见》当中所提出的面向新时代发展的教师团队建设的核心诉求，强调教师群体并非单向度教学能力，而需要同时具备专业理论知识和教学意识，拥有更为丰富的实践经验，切实可行地为学生的综合素质培养提供教学引导帮助。高校物联网工程专业在推进CDIO教学创新中，需要正视CDIO所具有的目标导向和教学路径构建的特征，将行业实践作为核心教学方向，相应地，所有教学模式的创新，对于教师自身素养水平，提到了另一个高度要求。高校在教学系统化建设中，需要加大双师型教师队伍建设，来促进教学质量，保障物联网专业教学的全面升级和持续推进。结合相关经验，高校物联网专业可以应用“请进来，走出去”相结合的教师队伍建设方针，针对专业教师进行实践能力培训，全面提高教师群体在物联网专业与实践应用方面的教学水平，使教师能够真正为学生在参与岗位工作方面的素养能力提升提供正向引导。积极鼓励教师群体在不影响教学计划的情况下，深入到物联网行业或相关企业一线生产环节，以挂职的方式参与锻炼，了解情况，丰富教师的理论认知视野，使教师能够从行业实践出发，深刻理解物联网工程相关专业知识的应用高价值和实践特征，使CDIO教学实践能够在教学内容实效性方面得到全面扩充。

（三）应用校企合作机制为教师团队建设提供空间

CDIO理念教学应用下，应用校企合作推进产学研一体化是提升教学质量的重要渠道，高校物联网工程专业在教学团队建设方面，需充分利用校企合作资源，通过打造专业性强、应用实践价值高的校企环境，为教师群体提供理论联系实际的应用机会，培养教师团队参与CDIO专业教学工作的创新能力。物联网工程专业度课程具有知识综合性强、工程性强等特点，高校大部分教师本身没有真实工程项目经验，对于真实案例中隐藏的问题、行业现阶段的需求了解较少，难以发挥CDIO目标导向的教学应用高价值。在教师团队建设方面，高校需要结合校企合作，为教师提供企业参观、先进技术学习、构建物联网横向服务和专业战略引导等参与机会，带动教师队伍的CDIO教学素养全面提升。

七、结语

CDIO教学理念的应用创新价值较高，在新时代高等教育人才培养中，具有指导意义。物联网工程专业的CDIO教学理念的引入，带动了教学机制的全面创新，为课程教学提供了市场行业应用创新的新方向，明确了综合素质培养的价值和意义。相应地，教师团队自身的教学能力和实践经验、对于行业发展的认知，在教学体系当中起到了极大的影响作用。传统教学当中重理论轻实践、缺乏前瞻性精神等问题，在物联网工程专业当中影响显著，制约了CDIO目标成果导向的教学创新实现。高校教学系统需要充分认识并理解当前教师团队的掣肘问题，通过多渠道提高教师综合教学能力素养，使教师能够在CDIO教学理念下更好地发挥主导者角色作用。