物联网环境下混合式教学研究

史红玉 李飞飞 吴晓

关键词：物联网环境；混合教学模式；网络综合布线

1 背景

继计算机、互联网之后，物联网被称为世界信息产业的第三次浪潮。它通过信息传感设备和互联网结合，实现人、机、物在任何时间、任何地点的信息交换和通信。物联网的兴起给我们生活，如智能交通、智能建筑、公共安全、智能城市等带来了巨大变化。各国也开始对物联网进行战略部署，美国通过“圆桌会议”提出了“智慧地球”计划，日本总务省提出了“ICT维新愿景2.0”计划，欧盟提交了“物联网欧洲计划”。在我国，物联网不仅被写入《政府工作报告》，还被列入了2050年国家产业路线图。

综合布线系统涉及建筑物群、居住、办公、商务及卫生健康等多个领域。以智能建筑为例，综合布线系统可以把该建筑内的各类设施、电子产品和设备连接起来，构成一个整体，从而实现物联网在建筑工程管理上与互联网的结合[1]。

网络综合布线技术课程的主要教学目标是培养学生对综合布线系统具有比较全面的分析、设计、施工、管理和测试验收能力[2]。该课程理论知识较多，实践系统由于设备匮乏无法满足师生教学需求，理论与实践脱节使部分综合布线教学项目无法实践。专科学生基础知识薄弱，最终达不到应有的教学效果和教学目标。

线上线下混合教学模式将传统的教师讲授模式转变为学生自主学习模式。网络综合布线技术课程通过该模式可有效将传统教学模式中理论知识和实训内容结合，提升教学质量，激发学习兴趣，帮助培养学生自主学习能力、职业能力和职业素养，同时也有助于提升教师的信息教学水平和研究水平[3]。

2 网络综合布线技术课程教学改革必要性

网络综合布线技术课程与实际综合布线工程项目连接紧密，也是未来从事建筑智能化工程技术员、资料员、安全员、施工员等必备的课程。该课程与多个学科交叉综合，理论性和实践性都比较强。理论知识方面，学生缺乏足够兴趣，学习积极性不高。实践方面，由于实训环境和实训设备受限，无法开展所学的一些实训操作，理论与实践无法紧密结合。因此与实践紧密联系的综合布线项目中需求分析、方案设计、施工、测试、验收等步骤学生很难掌握[4]。

传统的网络综合布线技术课程教学存在以下问题：第一，课程资源有限，仅包括教材、PPT课件，无法满足学生课下自我提升的要求；第二，教学方法单一，传统以教师为主的集中式教学方法，学生只是被动地接受知识，缺乏主动思考的能力，难以满足应用型人才的培养要求[5]；第三，教师经验不足，网线综合布线课程教学项目比较多，需要教师具有丰富的实践经验，才能够指导学生学习，但是实际中很多教师缺乏实践经验，无法培养符合社会需求的应用型人才；第四，课程创新度不够，随着物联网技术的发展，该课程的学习不应只拘泥于课本知识，而应紧跟时代发展，时刻关注不断更新的企业或行业规范。

综上所述，无论是从综合布线工程课程的教学设计来说，还是从该课程的教学方式来看，实施线上线下混合教學模式都是非常必要的。

3 线上线下混合式教学模式的设计和实施

3.1 项目化教学法

项目教学法是通过一个完整的项目来进行实践教学的一种方法。根据实际综合布线施工场景来设计学习情境，将职业岗位技能需求融入课堂教学，通过学生模拟施工人员、项目经理、监理人员等，了解整个综合布线系统施工过程。网络综合布线技术课程采用“项目驱动”和“自主学习”的方式。学生作为主体，在项目任务完成过程中发现问题、主动分析、积极解决。各小组成员互帮互助、各尽所能，各团队之间取长补短、良性竞争。在合作中，学生不仅更加懂得团队协作的重要性，而且积累了大量实战工作经验，为提升自我未来的就业竞争力打下了良好基础。

项目选题前需要学生提前明白综合布线课程的意义以及涉及该课程的一些标准和学习方法，因此，教师可以通过一些案例视频或者优秀学生的课程设计等方法来激发学生的学习兴趣，使学生主动积极参与到相关项目中来。根据表1，在综合布线教学过程中，通过初识综合布线、图书馆综合布线设计与施工、教学楼综合布线设计与施工、校园综合布线设计与施工、综合布线工程测试与验收这五个项目，将课本内所有知识点打散加以重新组合，每个项目包含不同的任务点，由浅入深，循序渐进。河南工学院建筑智能化专业共两个班级，每班40人，男生偏多，实操动手能力强。根据班级特点在课程中以4-5个人为一小组，将学生分成多个小组，每个小组学生分配具体的项目。

具体项目流程教学设计如图1所示，包括项目选题、项目确立、项目实施、项目总结4部分。首先项目选题要有现实意义，能够将相应知识点关联起来，并且每个项目的确立都需要配置对应的学习资源，形成教学方案；然后项目实施环节，引导学生仔细分析项目任务，选择合适的组织形式，高效完成项目内容；最后项目总结，通过展示各组的项目成果，小组之间互相交流学习经验，对完成过程中的一些问题可以进行集中反馈。本文以图书馆综合布线系统设计为例，对学生进行分组，每组分配不同的任务，例如工作区子系统的划分，信息点的类型和数量、工作区子系统材料清单等。各组学生在老师的指导下，自主完成相应的任务。

项目的实践演练中，教师会分配学生担任不同的角色，如企业管理者、企业员工等。通过角色的转变，引导学生站在不同的角度思考问题、解决问题，同时在实践演练中锻炼学生的动手能力。项目实施过程中，学生随着一个个小任务的成功，体会到学习的乐趣，同时整个项目的圆满结束，也增强了学生的自信心，使学生在实践过程中，掌握课程的相关知识点。

3.2 线上线下混合式教学

近年来，各种教学辅助软件开始出现，被不断运用到网上授课中。对学生而言，与传统的线下授课相比，线上教学是一种全新的教学模式。课程直播、翻转课堂、微课等线上教学方式带给学生从未有过的新鲜感和吸引力。

针对网络综合布线技术课程传统授课方式的不足，线上教学的应用让综合布线课程教学方式迎来了一次新的转变。线上线下混合式教学设计如图2所示。该教学模式主要分为课前、课中、课后和反馈四个阶段，首先，课前通过教师布置的学习任务，学生预习讨论学习内容，主要完成教学平台上相关视频的学习；随后教师课中对章节重难点知识进行讲解，学生带着问题听讲解，积极主动思考，记住知识关键点；接着，教师课后将与课程相关的微视频上传共享，学生通过教学平台进行深入学习，解决课中遗留问题；最后，学生将无法解决的问题上传平台，教师根据问题难易进行收集，选择线上或者线下集中答疑。

混合式教学可实现效果及相应实施方法包括：

1）讲解内容生动，学生积极性高。在实践教学中采用多媒体教学，授课过程中将文字、图片、动画、视频等方式灵活运用到教学活动中，课本内容不再枯燥，课堂氛围活跃，教学内容重、难点清晰，学生印象深刻。同时零碎知识点被分类统计为图表形式，图文并茂的讲解能极大调动学生的注意力和积极性，也有效提高了教学效率。

2）复杂内容变抽象，实验项目易实现。普通的教学方法无法讲清楚课本上一些抽象难懂的实验知识，使用图片或者视频演示可以让难以直观理解的实验步骤变得具体形象，例如RJ-45水晶头的连接、线缆端接技术等，还可以将一些综合布线工程的真实案例展现给学生，使学生对综合布线课程体系能够有更加全面的认识，实现校园和职场的无缝对接。

3）行业专家在线教学，学生线上深度学习。教师利用网络技术，找一些优秀企业人员或者实践经验丰富的教师，提前将一些较难理解的知识点录制成微课，上传教学共享平台，例如光纤熔接和冷接技术等实验。学生可以通过线上多位优秀老师的讲解加深理解，在课后能够多次学习，随时学习，自主把握学习节奏。

4）学生线上提问，教师实时答疑。学生在网上通过仿真平台完成线下无法完成的实训，教师通过网络实时观看各组的实训进度，在网上一对一给予不同指导。同时引导学生对项目进行拓展，联系实际生活，对以后工作中遇到的类似问题能够运用所学知识合理解决。实训完成后根据学生的学习情况，对知识的掌握情况，教师实时调整教学节奏，改进教学方法。

通过线上教学共享平台，在课后对学生关于线上线下混合式教学课程的满意度进行了调查，调查结果选择“非常满意”“满意”“一般”“不满意”的占比分别为90.00%、8.75%、1.25%、0.00%。另外，对学生从平台获取知识内容进行了调查，调查结果选择“实用性知识”“行业经验”“专业案例”“无”的占比分别为22.50%、43.75%、33.75%、0.00%。因此在课堂采用现代化技术和多媒体设备可以有效提升教学效率，改善教学质量。

4 结论和建议

线上线下混合式教学模式将传统课堂的教学方式与现代多媒体的技术手段相结合，有效管理教学资源，通过合理高效的教学方法引导学生主动思考，改变教与学的方式，深入激发学生学习自主性和创造性。与此同时，新型教学模式也存在一些问题。教師层面上，在一些网络教学平台建课比较烦琐，而且这些平台也缺乏个性化功能，不能针对不同学生的学习程度分配不同难度的学习资源，而是需要教师手动分配，这些问题无疑给教师增加了工作量。学生层面上，线上学习一般占用学生的课下时间。随着混合课程增多，增加了学生学习压力，导致学生线上学习积极性下降，只是单纯挂机完成任务。同时区别于面对面学习，线上学习可能缺乏实时互动，学生因此对线上学习情绪不高，难以坚持自主学习。因此，线上线下混合教学模式还需要进一步探索和学习。