新工科背景下物联网技术概论课程思政教学研究与实践

2022-12-02颜珍平颜谦和刘志成

电脑与电信 2022年8期

颜珍平颜谦和刘志成

（湖南铁道职业技术学院，湖南株洲 412001）

1 引言

物联网是国家新兴战略产业，也是一门新兴技术学科。物联网技术概论是物联网应用技术专业学生了解物联网技术的一门入门课程，能使学生更快了解物联网技术的基础知识及相关概念，为后续的专业课程学习打下坚实的基础。本课程结合时政和物联网技术发展动态，在教学中融入大学生思想政治教育，注重强化对学生的工程伦理教育，培养学生精益求精的工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

2 课程思政整体设计

物联网技术概论课程作为物联网应用技术专业的基础课程，是专业课协同育人的主阵地，承担着重要的知识技能培养任务和思政素养教育任务，要发挥启蒙课程铸魂育人的作用，帮助学生建立正确的学习观，激发学生的学习动力，在潜移默化中培养学生的科技自信和创新意识，达到全方位培养学生的目的。

2.1 无缝对接课程思政目标，将专业知识和课程思政有机融合

课程团队经过调研分析，根据物联网应用技术专业培养方案和新工科专业特点要求，确定本课程思政的目标，主要是培养学生科技自信、精益求精、爱国情怀、勇于创新的精神。

课程思政整体设计如表1所示。

表1 课程思政整体设计

2.2 从智慧应用场景体验出发，培养学生科技自信

在校园安全防疫中，人工登记和手动测温方式会大大降低效率，不仅需要花费更多的人力和物资，测温数据整理困难、人员追溯难，因此为校园提供学生智能测温手环、人脸识别测温仪的应用案例，向同学介绍中国在疫情中做出的有效措施以及先进技术在疫情中的应用，增强学生中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信，厚植爱国主义情怀。

2.3 采用“问题导向”教学策略，增强自信心和使命感

采用“问题导向”的教学策略，讲解时事政治案例，引入科技发展前沿、实际生产问题，激发学生的学习热情和创新能力，立志投身物联网行业，加深对物联网专业的学科认同。

以“北斗”定位系统为例，介绍中国定位技术的发展，让学生了解中国科技的创新，培养学生的爱国情怀、自信心和民族自豪感；武汉东湖高新区投入了1000辆“北斗高精度测试用车”，每辆车都配备了北斗导航定位芯片。北斗高精度测试用车上安装北斗终端后，运营方依托北斗系统的高精度定位功能，可精准定位车辆位置；并通过电子围栏和“车+框”

同级精准定位技术，准确了解车辆是否停入指定的停车区域，用户只有把单车停在指定的停车区域内，才可关锁结账，进一步规范了用户停车行为。

2.4 依托物联网创新工作室，帮助学生树立正确的发展观

依托物联网创新工作室，组织工作室学生、毕业生、企业工程师，面向低年级学生，进行“线上+线下”相结合的物联网创新应用开发交流，让大一新生了解当前物联网行业、企业对物联网技术方面的需求和要求，帮助学生做好职业规划，建立个人发展必须与国家需求与行业发展要求相一致的理念，树立正确的发展观。

3 课程思政教学单元的实施

下面以“传感器精准检测，厚植爱国情怀——分析冷暖自知的传感器技术”为例，进行课程思政教学单元的设计与实施。

本案例结合疫情防控特殊时代背景，采用智慧生活中的应用场景，以“人脸识别体温检测仪”为载体，分析冷暖自知的传感器技术，让学生体验体温检测传感器的智慧应用，帮助学生厘清传感器概念、掌握传感器检测的原理、分析传感器技术的工作原理，介绍中国在疫情中做出的有效措施以及先进技术在疫情中的应用，增强民族自豪感，培养学生的科技自信，厚植爱国主义情怀。

3.1 教学目标

本案例的教学目标是厚植爱国主义情怀，树立科技报国的信念，实现价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”，技能和素养双重提升，实现立德树人润物细无声。

本案例的知识、技能、素养三维目标，如图1所示。

图1 教学的三维目标

通过分析发现，学生普遍具有积极向上品质，但对自己的专业和未来的职业还有点迷茫；作为数字原住民都具有一定的信息素养，对信息化工具和手段感兴趣，具有查找资料的能力，喜欢即时的肯定与表扬，喜欢展示与分享小组竞赛活动，关心社会热点事件和问题，对新事物有自己独到的观点与想法[1]。

针对学情，借助在线开放课程丰富的微课资源和信息化工具，采用“线上+线下”混合式教学策略，依托云平台、信息化手段，利用设计开发的微课资源，组织实施了基于微课的“翻转课堂”教学模式，注重培养学生的知识技能与素质双线培养。

3.2 教学组织

3.2.1 课前自学

课前学生登录中国大学MOOC平台自主学习传感器的相关知识，并进行交流讨论，如有问题在讨论区中提问，为课中教学打好基础，教师随时关注并分析学生自主学习的情况和提出的问题，培养学生诚实守信、实事求是、自主学习的习惯。

3.2.2 课上问题解决

任务引入：播放疫情中使用的“人脸识别自动测温仪的应用”视频，引入新课内容，激发学生对学习新技术的学习兴趣，提高学生抗疫的责任感和使命感，树立全民防疫态度，引导作为大学生应该要有奉献、责任、担当意识，如图2所示。

图2 “人脸识别自动测温仪的应用”视频

结合学校校门、食堂等关键区域采用人脸识别自动测温场景，分析人脸识别自动测温仪的作用，减少体温监测人员的感染风险，解决传统体温检测人工成本高、测量效率低、预警响应慢、全局掌控难等弊端。

开启头脑风暴活动，让学生说一说传感器技术还可应用到哪些场景应用，培养学生乐于分享、善于沟通交流、团队协作能力；通过总结介绍中国在疫情中做出的有效措施以及先进传感器技术在疫情中的应用，培养学生科技兴国的理想信念和创新精神。

任务分析：根据引导视频，分析“人脸识别测温仪”的工作原理：通过双目摄像头识别人脸，识别到人脸之后上方的黑体测温模块开始工作，测出温度后屏幕上将会显示当前人体的温度，实现“人脸识别+体温检测”，具体如图3所示。

图3 分析“人脸识别测温仪”的工作原理

为方便学生更好地理解各类传感器，结合人体视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等器官，分析不同类别的传感器，使传感器更加形象化、生动化，如图4所示。

图4 传感器的分类

观看国产十大品牌传感器，引导学生理解不同类型的传感器，通过对国产传感器类型的观看和分析，培养学生民族自豪感、自信心。

下发过关测试题，检测学生对传感器原理和类别的学习情况，开启随机选人活动，请学生回答各类传感器所属的类别；针对学生回答，提出传感器分类还需针对原理进行分析确定，旨在培养学生严谨规范、精益求精的工匠精神。

任务实施：利用开发板和开发环境，调试好预先准备好的源程序，并下载到开发板，采集各传感器的数据，并通过串口传输出来，培养学生理论联系实践、解决问题的能力，如图5所示。

图5 利用传感器采集数据

要求学生利用开发板搭建开发环境、调试程序，对人体红外传感器、温湿度传感器、光照传感器的数据进行采集，并实时记录，培养学生记录的良好习惯，并要求学生能灵活处理搭建开发环境、调试程序、数据采集实施过程中出现的问题，培养学生严谨认真的科学精神及团队协作精神。

针对学生任务实施过程中出现的问题，引出传感器设计不合理导致“埃及航空”空难事件，提出精益求精、细节决定成败的理念。

任务评价：小组代表进行上台操作演示、互评，培养学生沟通交流能力；下发自评活动，要求学生针对自身课堂表现进行综合评价，培养学生的担当和责任意识，客观进行自我评价。

3.2.3 课后拓展内化提升

课后下发拓展任务，思考人体红外传感器、温湿度传感器、光照传感器信号采集，三个不同的传感器信号有什么区别？从而引出开关量、模拟量、逻辑量传感器，传感器按输出信号的分类模式等内容，要求学生自主搜索资料完成，培养学生自主学习习惯和意识。

整个教学实施过程中采用多样的教学方法和手段，把思想政治教育融入课程教学各个环节，形成协同效应，技能和素养双重培养，实现立德树人、润物细无声[2]。

3.3 教学考核评价

本案例实施过程中将价值引领、知识传授、能力培养的教学目标纳入课程学习评价中，将思政元素渗透到教学的全过程，设置“价值引领”的观测点，融入精益求精、严谨认真的科学精神、创新思维等思政元素，并渗透到教学各环节，通过各类传感器的精准检测传输数据，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，最终实现课程教学的育人目标[3]。

考核评价标准如表2所示。