物联网实训总结汇总十篇

时间:2023-03-15 14:52:06

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物联网实训总结

篇(1)

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)24-0181-03

1人才培养模式改革综述

随着我国科技的快速发展以及智能信息一体化进程的不断推进,物联网行业如雨后春笋,成为新型信息技术行业中的一支主力军,造成物联网工程方向的人才严重缺乏。如今无论是高职院校,还是本科院校,都开设了物联网工程方向的专业,主要为物联网行业培养和输送高素质的技能型人才与应用型人才,为推动科技发展打造物联网精英。然而,就我国目前情况来看,还尚未形成高等院校、企业、毕业生三方共赢的良好局面,具体表现在两个方面:一方面,很多物联网企业通过招聘,但很难招到适合企业岗位需求的毕业生;另一方面,许多高校物联网专业的毕业生没有意识到企业岗位的用人需求,毕业生没有动手能力,也无实践经验,最终导致就业率非常低。那么高校物联网工程方向人才的培养效果,和物联网企业需求之间的差距越来越大,其根本原因就是人才培养模式和培养方法的守旧与落后,缺少专业与课程的改革与创新。如今,大多数高校物联网工程类专业还主要以理论教学和实验室为中心的传统的人才培养模式,这使学生的实践能力和职业技能的培养大大受到限制,最终对该专业人才培养的质量与特色产生很大的影响,无法适合物联网企业的需求。针对物联网企业招人难以及物联网专业毕业生就业难的问题,可以看出很多高校的高等教育与企业实际出现了严重的脱节。鉴于此,本人针对此问题,以我校为例,依托校企合作,进行共建专业,共建实验室,对物联网专业人才培养模式进行创新与改革,培养出“素能本位,理实一体”的专业人才,既有利于为物联网企业培养高素质应用型与技能型人才,也拓宽了物联网专业毕业生的就业渠道。

2物联网专业建设

物联网专业经过多年建设,现已成为我校的品牌专业之一,建有“电工电子实验实训中心”、“现代通信实验实训中心”以及“中央财政支持楼宇智能化专业实训基地”等。另外,学校还拥有多个校内外实习实训基地。其中“现代物联网实验实训中心”和“软件实训中心”是我院与多个物联网设备有限公司合作建成了实验实训中心,并科大讯飞等知名企业签订了合作办学协议。该中心引进了目前社会上先进的物联网设备(福建新大陆产品),及教学用软件(青岛东信科技产品),从而做到了“学生在校所学内容和实践环节与社会使用同步”,开创了教学(理论+实验)—实践(实训+实习)—就业零距离的教学模式。目前物联网技术尤其是互联网+技术已经成为当前物联网技术的主流,物联网技术的应用也在紧锣密鼓地进行。我国发展物联网技术还存在巨大的市场潜力,目前物联网技术企业严重缺乏产品技术支持,产品技术维护维修等一线岗位应用型人才,随着物联网技术的更新发展,网络设备的使用量逐年增多,社会急需大量的网络设备维护人员以及物联网方向的技术人员,这为物联网专业的毕业生提供了更加广阔的就业空间。为适应市场需求,我院抓住此契机,在2011年,物联网专业与多个物联网设备有限公司共同申报并获批专业人才培养计划,2012年开始招生,实现校企合作,共同培养人才,旨在培养物联网应用及其设备维护方向技术人才。

2.1前期调研等情况

我校物联网专业先后派出三批骨干教师赴南京、无锡、北京进行物联网行业情况的学习和调研,并参加中国物联网行业协会举办的会议。并且在2012年12月,由专业带头人带队,先后去无锡贝浮特通信有限公司考察,就无线通信产品的研发等问题达成合作意向,随后赴江苏经贸职业学院和南京邮电大学参观物联网实验室与实训基地的建设,学习并交流经验,为我校与相关物联网设备有限公司合作办学、合作共建实验室打下坚实的基础。

2.2实验室建设

在已建设的实验室中,其中包含网络实验室、软件实验室、物联网实验室、楼宇智能化实验室以及与物联网相关的一些实验室,其中网络实验室能实现网络系统的仿真、设计,为物联网专业学生提供了一个演示平台,提高动手能力与设计能力;软件实验室与物联网实验室为我校与多个物联网设备有限公司合作共建,专为我院开设物联网方向提供服务,学生在此实验室可开展物联网设备的维护及优化实习实训,提高动手实践能力,为学生走上工作岗位实现无缝对接;另外,目前已具备的单片机实验室、PLC实验室等也为现有专业包括后期物联网方向的发展提供了一个平台。学校以中央财政支持专业——楼宇智能化实训基地为平台。2012年以来,经过与多个物联网相关公司的反复沟通和深入交流,现已就共建专业、共建实习实训基地(实验室)、合作就业等达成共识,建立了长期合作关系,签订了框架协议。同时,合作就业工作稳步推进,其中有已有物联网以及相关公司已决定在2015届毕业生中招收学员进行培训,并在我校开始开班授课,对学生进行专业培训,为该公司物联网技术储备人才,并计划在以后每届接收物联网专业毕业生约几十人左右。

2.3师资队伍

目前电子、计算机等专业方向拥有一支专业基础扎实、爱岗敬业、具有丰富实践经验的教师队伍,专兼职教师共五十多人,具有高级职称的教师十几人。物联网技术作为综合型专业方向可整合我系师资资源进行课程教育。2013年,先后派出多批教师去多家物联网设备有限公司参加技术培训与暑期社会实践与企业挂职锻炼,物联网专业教育的核心团队已初步形成。同时,结合物联网工程人才培养计划,利用合作关系,聘请企业技术人员进行物联网一些专业课程教育,这也符合应用型或技能型人才培养的需求。同时,建立“校企互聘互管”的制度,一线专业教师进入企业锻炼,承担企业的项目与产品的研发以及社会服务项目,必须到学校科研处签订相关的协议备案,作为后期晋升高一级职称评审以及评先评优的条件之一。兼职教师的考核管理纳入企业管理机制,完善教师的奖励制度、考核制度与评聘制度等。物联网方向的设立将为地方及周边省市培养高级应用人才。本专业的学生,不仅可以满足合肥市及安徽省物联网人才需求,而且可以覆盖长三角经济圈甚至全国乃至全球。

3物联网专业人才培养模式改革的具体措施

3.1校企深度合作机制的建设

全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。

3.2创新人才培养模式

物联网的人才培养模式分为本科四年制和高职三年制两类,三年制是在四年制的基础之上,缩减部分公共课课程与专业选修课程。下面以本科四年制为例,重点讲述人才培养模式的创新之处,四年制采用“3+1”的培养方式,其中3年在校集中学习,主要学习基础科学知识、核心工程基础知识以及专业工程基础知识三方面的知识、锻炼工程技术能力以及培养综合素质。另外,累计1年的时间在企业实习并做毕业设计,重点培养、锻炼和应用个人素质和发展能力、协作能力和在企业与社会环境下的综合工程能力。前四学期“重基础”,完成对学生专业基础知识和基本技能的培养。通过强化数理基础模块和注重专业基础模块教学,促进学生创新思维的形成和创新方法、创新工具的掌握;让学生更早了解工程背景,为专业后续模块学习和工程能力培养打好基础。第五、六学期开始进行“工程应用能力”的培养,即一方面使学生深入学习专业课程、专业方向课程;另一方面加强与企业的合作,通过让学生在企业进行专业课程设计、项目训练、专业实习等环节,将物联网行业所需要的专业能力融入人才培养体系;培养学生综合运用多学科知识、各种专业技能和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质;培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。第七、八学期“强工程”,学生利用一年时间到企业进行实践实训、毕业实习和做毕业设计(论文),通过上述工程实践环节,强化学生从事工程实践所需的专业技术能力,进一步锻炼学生的工程实践能力和独立工作能力。毕业设计(论文)的选题要求来源于企业。

3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革

要想实现人才培养模式的创新,归根结底要在课程中去落实,要在教材中去落实,要在教学过程中去落实。根据我校物联网专业教师于2014年去南京参加全国物联网专业课程体系研究论文发现,很多高校的物联网专业的都没有一个合适的课程体系,体系的建立没有依据;针对这种课程体系建设出现的问题,我校以课程项目开发与改革作为突破口,实施教学内涵的建设。在进行物联网行业市场需求调研时,组织企业的专家、课程专家、专业教师进行多方位的课程项目的开发。以工作就业为主线贯穿整个课程的设置,以职业能力发展、工作任务的完成为出发点编写课程内容,以物联网服务为载体进行教学项目的设计,将理论与实践进行整合,完成理论与实践的一体化教学,体现“理实一体”的教学原则,另外,学生一边完成教学项目一边构建理论知识,以提高学生的学习兴趣以及其职业能力。最后让学生在学校的最后一年,进入相关物联网企业各项目组,进行项目训练,实地锻炼。

3.4校企合作建设实训基地

实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。

3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍

学校制定了相关措施,建设“双师型”师资队伍,鼓励专业教师通过企业实践、社会服务、培训考证等相关途径往“双师型”教师转型,提高教学水平与教学效果。物联网方向的师资队伍由本校“双师型”教师与企业聘请的兼职教师组成。另外,学校制定了企业兼职教师管理方法,做到有章可循;制定了企业兼职教师的任职条件、聘用程序、管理要求及教学工作规范等相关文件;并采取相应的激励措施,充分调动了企业兼职教师的积极性,为学校的专业建设与课程建设出谋划策。

4总结

校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。

参考文献:

[1]王秋华.我校电子信息类专业课程体系改革的探讨[J].中国科技信息,2008(8).

[2]李如平.高职物联网专业建设研究[J].电脑知识与技术,2013,9(32):7267-7270.

[3]张雷霆.对高职通信工程类专业人才培养模式改革的思考[J].教育与职业,2009(9).

[4]李如平,张玉荣,吴房胜.高职物联网专业群建设研究[J].职业时空,201(5):15-18.

[5]楼一峰.关于人才培养模式改革和高职教育发展的深入思考[J].职教论坛,2005(10).

[6]彭洋.后信息化时代信息技术人才培养理论与实践研究——以邮电高校本科通信类人才培养为例[D].南京大学,2012.

[7]邵玉斌,龙华,刘增力,等.通信工程教学实践环节中仿真技术的应用[J].现代教育技术,2009(20).

[8]褚丽莉.新形势下通信工程专业课程体系改革的思考[J].中国电力教育,2010(33):125-127.

[9]李俊杰.面向企业需求的高校人才培养模式改革研究[D].华侨大学,2009.

篇(2)

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)33-7637-02

1 发展物联网技术的背景

“国家经济和社会发展第十二个五年规划”中明确提出,要大力推进物联网的应用,并将把物联网部署在在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测等领域。

“湖北省经济和社会发展第十二个五年规划”中也提到,要加强“三网融合”的研发和下一代互联网的发展。对物联网的核心关键技术要进一步突破,扩大物联网的推广应用和相关产业发展。

“武汉市经济和社会发展第十二个五年规划”指出,培育物联网、云计算、三网融合、网络增值服务等新型产业。到2015年,新一代信息技术产业产值要达到1600亿元。使用物联网、云计算等信息技术,来实施智能交通、智能电网、智能安防设施、智能环境监测、数字化医疗等物联网示范工程。实现车联网全覆盖。

“孝感市信息化‘十二五’发展规划”中关于“物联网”推进工程规划如下:推进以二维条码和RFID技术应用为主要特征的“物联网”发展。大力推进二维条码和RFID技术在工业生产和物流各个环节的融合渗透。把握二维条码、RFID技术、全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)。在国家和省有关部门支持下,建设区域性现代物流公共信息中心和公共信息服务平台,形成“物联网”的基础。

武汉城市圈中的黄冈市、咸宁市进入了住房和城乡建设部2013年度国家智慧城市试点名单,智慧城市是通过利用物联网、云计算等新一代信息技术来促进城市的信息化和智能化。

因此,从国家到湖北省,再到武汉城市圈的成员城市,都在积极的推进物联网产业的发展,产业的发展则引发人才紧缺的问题,而这正是高校要完成的重要任务,特别是作为直接服务于市场经济的高职院校,更是首当其冲。

2 武汉城市圈高职院校开设物联网专业的基础

通过对物联网技术的分析,我们知道其实物联网并不是一个全新的技术,它所覆盖的很多技术,比如传感器技术、RFID技术、无线技术等经过多年的发展已经有了一定基础,而它所对应的专业为计算机网络技术、电子技术、计算机应用技术、软件技术等,通过调查,武汉城市圈共有46所高职院校,其中开设有应用电子技术、计算机网络技术、计算机应用技术和软件技术的学校有42所。可以看出,绝大多数的高职院校都开有物联网相关的专业,在这42所学校中开设1个相近专业的有10所学校,开设2个相近专业的有12所学校,开设有3个相近专业的有13所学校,开设4个相近专业的有7所学校,也就是说在至少有20所院校开设有3个物联网相关专业,因此武汉城市圈有开设物联网专业的基础,并且有很多物联网相近专业也经过了很多年的建设和发展,有着丰富的专业建设基础。

专业建设离不开高质量的师资队伍,师资问题可以通过二个办法来解决,一是引入外援,新招收高质量的物联网专业人才;二是内部转换,从已有前面所提到这些物联网相近专业中选取部分教师转入本专业来,因为这部分教师都具备自己专业的知识和技能,稍加培训就能转入物联网专业的教学中来。在实践实训条件建设方面,也可从以上其他专业借用,比如像网络工程实训室、无线传感实训室、电子实训室等,等专业建设起步后再建设自己的物联网专业实训室。

3 物联网产业人才需求

物联网是由感知层、网络层和应用层三个层次组成,其中涉及到应用层的技术包括信息管理、业务分析管理等系统;网络层则包括各种网关和接入网络以及不同架构网的融合、云计算等;感知层的技术有传感器、二维码、RFID、多媒体设备等数据的采集和自构网络系统。因此,物联网的产业主要围绕系统集成、硬件和软件三个领域。现在的物联网企业也大多集中在传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件和系统集成方面,特别是面向这些方面的研发、生产、服务等领域。

我们对相关企业进行了调研,主要涉及到的是从事系统集成,网络,智能控制系统及设备等研发、生产、服务的等企业。通过调研我们了解到,目前物联网产业初步形成,缺乏各层次的人才,而面向高职层次的需求是:物联网系统集成、安装调试、技术支持和营销人才。在未来的几年中,国家推动物联网的力量会越来越大,物联网的应用会被人们日益了解,这样会需要更多的物联网管理与维护、物联网应用系统的管理维护人才。

湖北省电子信息产业的高速、大规模发展造成了对相关人才的极大需求,尤其是高职高专层次的人才。在调查了物联网相关企业,了解到市场对物联网人才有着旺盛的需求,未来5年湖北省各行业对物联网人才主要集中在系统开发、集成、 RFID技术研发、嵌入式系统研发、网络技术,预计湖北未来5年每年需要2万以上,其中对高职人才需求量达到每年1万以上。

4 物联网专业人才培养目标

4.1 培养目标

面向各级医院及医疗机构与社区医院,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力,掌握智能医疗基本知识和基本原理,具有可持续发展能力与创新精神,具备智能医疗网组建与管理,智能医疗网络设备的售前与售后等能力的高素质技能型人才。

4.2 专业核心能力

具备维护数字化医院智能门诊系统,能对电子病历和电子处方等系统的运行进行管理,具备智能医疗网的组建和维护能力,能实现“区域医疗信息网络”和“医疗协作平台”智能化,将医疗服务进行延伸。

4.3 主要实践环节

公共卫生综合实训;网络管理与维护实训;网络设备配置实训;物联网组网实训;智能医疗应用实训。

4.4 就业方向

主要面向各级医院及医疗机构与社区医院、乡镇医院(卫生院)和智能医疗设备企业。

4.5 主干课程

公共卫生应急管理、医疗物联网平台、智能门诊管理、卫材与药品管理、智能医护管理(住院与病床管理)、病人随访与远程医疗、电子病历与动态健康档案管理

4.6 核心课程

M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术

5 总结

物联网是一个战略性新兴产业,高职院校作为培养较高素质劳动者的大本营, 应当建设好具有区域特色的物联网专业, 为整个物联网产业转入更多合格的人才。

参考文献:

篇(3)

中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)24-5485-02

1 项目简介

高职教学过程中,由于物联网专业的兴起,作为新一代网络的建设,国家投入了很多资源发展物联网产业。在教育层面,在国家的鼓励下,许多高校开设了物联网专业,本科以上则培养开发研究型人才,中高职则侧重于技能方面的培养。但是现行的ZigBee技术书籍理论和应用并不紧密,直接应用于中高职教学带来一定的困难。因此,通过开发具体项目的方法让学生从项目实训中获得相应知识并提高其动手实践能力。

本项目将使用Freescale的ZigBee芯片和温度传感器DS18B20作为硬件平台,采集的环境的温度数据保存至数据库。项目拓展一:上位机程序开发,将数据库中的采集信息实时通过电脑、智能手机平台中图形显示;项目拓展二:调温设备控制,通过环境温度的变化,当温度达到上限时,自动开启空调制冷,当温度达到下限时,自动开启空调取暖。

2 硬件设计

随着无线网络的发展,ZigBee已应用于工业生产、日常生活等各个环节。ZigBee技术已发展比较成熟,作为物联网的核心技术,众多硬件厂商加入ZigBee联盟。

Freescale最新推出一款低功耗、高集成、高性价比的ISM(工艺、科学和医疗)射频芯片— MC12311,这款芯片基于ZigBee技术,内部集成了一个UHF射频收发器和一个超低功耗的8位单片机(MCU) ,RF(射频)收发器工作频率包括315MHz,433MHz,868MHz和915MHz等频段,芯片内部是一个8为的单片机并内置RC振荡电路及丰富的接口,在硬件选型时MC12311应用在物联网应用项目(智能家居系统、安防系统、环境监测、智能农业等)是一个理想的选择。

DS18B20是一款高可用的温度传感器,其外观结构类似于三极管,三个引脚分别为GND,DQ,VDD。根据应用图1可知,GND接地,VDD接外部电源+5V,DQ接4.7K电阻上拉。

根据DS18B20逻辑结构图2可知,其内部带有64位的ROM单元和9字节的暂存器单元,程序可以读取暂存器相应字节获得16位的温度值,然后依据应用要求通过程序将温度数据有数字量换转为摄氏度。

在这个环节中我们只需要让学生了解MC12311射频芯片和温度传感器DS18B20的基本原理,理解项目的硬件详细设计,掌握如何获取温度值并将数据显示在数码管中即可。

3 软件设计

软件设计是设计一个采集系统,将数据保存在数据库中。计算机利用串口与硬件系统控制器相连,通过软件平台将采集的数据保存在数据库中,这样作为上层软件开发系统可以进行拓展项目。

根据学生在前期学习内容,软件平台使用C#进行开发,C#对串口编程和对数据库的操作比较方便,学生有这方面的开发基础,软件后期开发扩展性强。数据库采用Mysql,因为系统采集数据,在数据库中只需要记录时间、采集点、采集数据等信息,数据量较小,数据结构相对比较简单,所以采用轻量级数据库Mysql。

对于学生的拓展项目,可以使用C#程序设计软件将数据库中的数据通过图像实时展示,这样可以通过Android,Mac OS,Windows等系统平台实时显示。

4 教学资料开发

当温度传感系统项目开发完成后,将项目整理为ZigBee项目实训,项目开发过程的资料做为实验指导书,对学生进行为期两周的实训。

学生通过两周的实训项目的开发,深入理解物联网基础知识,还可以将所学习的知识转化为其基本技能,实训项目还设置了拓展项目,对已掌握基础知识的同学,在已开发的项目进行深入开发。学生通过项目实训,可以根据实际项目的需求选取合适的硬件和相应的开发软件,开发相应的物联网应用系统。

5 总结

本项目通过一个实际的温度传感系统项目开发,采用MC12311芯片组建了一个ZigBee网络,引入了温度传感器DS18B20,设计了硬件系统和软件系统,完成了环境感知系统项目开发。

在项目开发过程中对项目开发软、硬件资料的整理为项目化教学资料,对高职物联网相关专业学生进行为期2周的项目开发实训。

篇(4)

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)13-0139-02

Abstract:The paper gives a detailed analysis of the characteristics of the teaching method in the course of internet of things. The study is suitable for the teaching mode of the course of internet of things, which is supposed to improve the students' comprehensive skills, hence to realize the teaching goal of application-oriented colleges and universities.

Key words: Internet of Things; the integrated teaching method

物联网是目前国家重点发展的战略性新兴产业,是在嵌入式系统、无线传感器网络、通信网络、分布式计算、移动计算等技术的基础上,把任何物体与互联网联接起来,通过无线网络采集实时动态的信息进行汇总分析和处理,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网产业涉及面广,产业链长,应用范围覆盖面广,人才需求旺盛。应用型高校物联网专业的培养目标是以培养高素质的物联网方面的应用技术型人才为核心,强化系统设计和软硬件编程能力,使学生具备专业核心竞争力。

1 物联网专业课程特点

物联网专业包括了物联网传感技术、物联网接入技术、物联网网络技术、物联网安全技术和物联网应用技术,专业基础课程包括:C语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库原理与应用、计算机网络、计算机组成原理、模拟与数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、面向对象程序设计、单片机与接口技术等[1]。专业核心课程包括:嵌入式系统原理与应用、RFID原理及应用、传感器技术、高级嵌入式技术(A8+linux应用开发)、ZIGBEE技术应用及无线网络、物联网信息安全、Linux系统开发、云计算、嵌入式Linux系统应用开发、物联网应用系统设计与开发等[1]。

物联网专业核心课程涵盖了嵌入式技术、通信技术、计算机技术等多方面的软硬件课程。这些课程涉及面广、实操性强,培养应用型人才的教学目标决定通过教学必须使学生具有扎实的理论知识和熟练的实际操作能力。传统的教学方法重理论轻实践 ,不利于培养学生的创新思维和实践能力,抑制了学生的发展。“教学做一体化”教学模式符合应用型本科培养技术型人才的要求,是培养应用技术型人才的有效手段。

2 物联网专业课教学现状分析

物联网是新兴产业,物联网专业的创建时间短,涉及多个学科,物联网专业教学也处于摸索阶段,对本院物联网专业教学现状进行分析,还存在以下几方面的问题:

1) 教学目标模糊,教学内容偏重理论

应用型高校的人才培养目标是为地方经济建设和社会发展输送具有一定理论基础的高级应用型人才。但是,很多老师并没有充分理解这一培养目标,没有围绕这一目标开展教学活动,同时由于惯性思维和自身能力的限制,仍然按照过去传统的教学方法安排教学计划和教学内容。传统的教学方法中教师以讲授理论知识为主,而不重视学生实际动手操作,学生也习惯于死记硬背而不善于应用,在这种教学方式下培养的学生,只注重对知识被动机械地记忆存储,不注重实践能力和创新能力的培养,实际操作能力差,走出校门也只是“半成品”。

2) 教学过程单向

由于传统教学方法的影响,很多教师授课时只注重理论的讲解,比如程序设计类课程,大多数教师都是按照程序设计语言的语法体系来开展教学,重点讲解语法、概念、规则,这些内容多抽象,难以理解,多数学生不能及时消化,而教师为了赶进度,只能按部就班的继续讲解新的知识,学生累积的问题越来越多,却得不到解决,久而久之,学生对学习自然失去了兴趣。

3) 理论与实践错位

目前很多院校理论课和实践课是分开的,在授课过程中基本都是先讲理论,后安排实践,且由于实验设备不足,实践课时远低于理论课时,理论讲解与实践操作间隔时间也比较长,学生上实践课的时候,很多知识都已经模糊甚至遗忘了,教学效果当然差。

4) 实践环节相对薄弱

理论课堂上教师主要对基本理论知识进行讲解,很少注重理论与实践的结合,学生理论课没有动手操作的时间和机会,比如嵌入式类课程中,多数要用到单片机、开发板之类的硬件设备,很多教师讲解的时候都是纯讲理论,而不会现场实物演示,学生听得一知半解,更别提动手操作了。

3 “教学做一体化”教学模式构思

1) “教学做一体化”教学模式实质

“教学做一体化”教学模式是由我国教育家陶行知提出的,他指出“教、学、做”在教学过程中是一体的,“做”是核心,教学都要围绕“做”来开展[2]。简单地说就是理论与实践相结合,将理论教学与实践教学融合在一起,提高课程教学质量。其实质就是改变传统的教学模式,以培养应用型人才为目标,以增强学生实践动手能力和综合能力为重点,整合教学资源,使用多种教学方法和教学手段,使教师的“教”与学生的“学”能够有机地结合起来,实现真正的理论教学与实践训练紧密结合,从而提高教学质量。

“教学做一体化”教学模式可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学质量,充分调动学生的积极性,有效地解决理论教学与实践教学脱节的问题,有利于应用技术型人才的培养。

2) “教学做一体化”教学模式构建

要很好的实施“教学做一体化”,需要以下几个条件:配套的教学场所、高技能的教师队伍和比较详实的教学实施计划[3]。“教学做一体化”教学模式的构建要打破原有教学模式的束缚,保证新的教学模式能够使学生获得职业所需必要技能[2]。

① 建立适合于应用型人才培养目标的课程体系

应用型大学以服务地方为宗旨,为社会培养高素质应用型技术人才,它的教学指导思想是通过产教融合、校企合作、工学结合各种教学手段,培养生产服务于一线的高素质技术人才,这就要求应用型大学的课程体系必须以社会需求为导向,重视实践教学,重点培养学生的实际操作能力。

结合物联网的知识体系和学院人才培养方案,物联网专业核心能力培养目标应该是培养具有设计、开发、维护物联网应用系统的能力,包括物联网节点能力、网关能力、传输网络能力和数据中心能力,在课程设置方面集中体现在培养这些核心能力,可以分为三个模块:专业基础课程、专业核心课程和实践实训课程。专业基础课程为:C语言程序设计、单片机应用、电路基础、数据库管理,专业核心课程包括:物联网概论、传感器技术、物联网网络技术(无线通讯)、物联网上位机开发、RFID技术应用、物联网中间件技术、智能设备应用开发(基于Android平台)、物联网产品管理与维护,实践实训课程包括:物联网认知实习、感知层组建综合实训、物联网上位机开发实训、智能设备应用开发实训、无线传感网组建实训、物联网项目综合布线、物联网技术综合实训、毕业设计、顶岗实习等。

其中,专业核心课程的学习需要专业基础课程知识作为支撑,因此,依据专业核心课程来设置专业基础课程,专业核心课程包括了物联网应用层、通信层和感知层三个层次,关键技术涵盖传感技术、接入技术、网络技术、应用技术和安全技术的主干课程,结合实践实训课程可以有效地使学生掌握物联网工程项目的核心技能,比如专业核心课程中传感器技术、物联网网络技术(无线通讯)、RFID技术应用等课程的学习,以及实践实训课程感知层组建综合实训,能使学生初步掌握物联网工程项目中数据采集层(感知层)设备的使用和调试;通过物联网网络技术(无线通讯)与物联网项目综合布线课程的学习,能使学生初步掌握物联网工程项目中数据传输层设备的使用和调试。实践实训课程模块是根据物联网技术发展方向和特点,以“岗位驱动”的模式建立相关的核心课程、实训项目,以项目实训入手,让学生们快速地进入角色,在校企合作的实践中可以直接进入实践岗位。

② 提高教师队伍专业实践能力

教师的理论与实践能力直接决定了课堂教学的质量。在“教学做一体化”教学模式中,理论课和实践课的分界线逐渐淡化,课堂教学既包含理论,又融合了实践操作,对教师的实际操作能力要求较高,培养或引进理论与实践双结合的教师是“教学做一体化”教学模式中一个重要的环节。

物联网专业建立时间晚,对口的专业教师少,尤其需要重视教师队伍的建设。因此,应用型高校应该完善教师培训制度,增加教师培训渠道,如:(1)校内培训,对缺乏物联网专业知识的对口教师进行集中培训;(2)国培省培,委派教师参加全国全省各地物联网专业教师集体培训,了解物联网技术发展趋势,交流物联网专业建设中存在的主要问题;(3)校企合作培训,专业教师定期到企业进行交流学习,了解企业的实时需求、运作模式和新兴技术,参与企业研发,提高自身业务能力。这一系列的措施,可以提高专任教师专业素质,使他们既具有扎实的理论基础知识和教学功底,又有过硬的专业实践操作能力。

③ 安排理论实践结合的教学活动

“教学做一体化”模式强调理论教育以实用和够用为原则,重点在于培养学生动手实操的能力,在教学形式和内容上都需要有所转变,首先教学内容应该有的放矢,将理论与实践有机结合起来,理论不能脱离实践,理论知识的安排必须围绕实践技能展开,突出专业技能培养的重点,强化实践操作能力的训练。其次教学形式应该从理论课偏多转变为理论实践结合,打破理论课、实验课的界限,将理论教学和实践教学融合在一起,教师可以边讲边演示,学生也可以边听边操作,用实际操作强化所学到的理论知识[4]。

“教学做一体化”模式改变了过去理论与实践分离的状态,使理论教学和实践教学能够连贯、自然地衔接起来,教学、演示和训练同步进行,教学方式灵活,课堂生动,突出了学生的教学主体地位,使学生能够在实践中领会消化理论知识,教学效果事半功倍。同时,开放性的教学环境,更有利于提高学生的学习兴趣,并帮助教师了解学生的学习情况,以便及时调整教学计划,因材施教。

④ 设计多层次的实训教学体系

“教学做一体化”模式中的做还体现在安排与课程配套的实训环节。分析物联网专业的课程特点,优化整合其实验实践教学环节,确立多层次的实践教学体系,包括:基础实验实践、综合实训实践和创新设计实践,每个实践层次都有各自的实践环节,如:课内实验、课程设计、实习实训、大学生创新项目、物联网设计大赛和毕业设计等操作。

⑤ 创建灵活适宜的考核方式

考核方式是检测教学成果的重要手段,一体化教学模式的考核强调对教学实施的全过程的考核。对每个学生在教学做过程中的学习态度、学习状态和学习效果进行实时跟踪,突出技能训练的过程控制。同时,不拘泥于传统笔试的考试形式,增加考试内容和方法的灵活性,考核以实际动手操作方式为主,更客观、更全面地衡量每个同学的综合技能及学习效果。

4 总结

通过对物联网专业教学特点进行分析,以培养学生实际动手操作能力为准则,研究适合于物联网专业的打破传统教学观念的“教学做”一体化教学模式,理论结合实践,可以提高学生综合技能,从而实现应用型高校培养应用型人才的培养目标。

参考文献:

[1] 廖丽嵘.应用型高校物联网专业实践教学模式研究[J].现代计算机,2015(9):67-71.

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Key words: logistics industry characteristics; higher vocational colleges; internet of things; talent training

物联网作为新兴产业,近年来发展速度迅猛,很多高校开始开设了物联网专业。高职院校成了培养物联网“应用型”技术人才的“主战场”。高职院校的物联网专业是一个“行业应用性”很强的专业,如果物联网专业缺乏行业特性它将如同一个人只有身躯没有灵魂,是没有生命力的。自教育部发文明确支持各个学校建设物联网相关专业以来,全国高职院校开展了物联网专业建设大潮,然而,由于各高职院校人才培养的行业侧重点有差异,人才培养模式也大相大相径庭。我们必须将物联网技术应用技术的人才培养对接具体的行业特色和需求,开展特色专业建设,走行业特色之路,培养行业特色人才。

1 物联网产业发展特点

物联网产业体系基本齐全,部分领域已形成一定的市场规模,物联网产业的发展的特点主要体现出以下四个字:“熟”、“深”、“新”、“合”。

“熟”主要体现在政策环境越趋成熟。2010 年,物联网产业正式列入我国五大新兴战略性产业之一,国家及各省市又陆续出台了针对涉及物联网产业发展的若干项扶持及政策,物联网产业发展越趋成熟的政策体系与环境,为产业各环节的发展做出了重要且必要的支持。

“深”主要体现在市场应用深化发展。在“应用示范激发市场需求,市场需求带动产业发展”的政策牵引下,物联网技术在智能交通、环境保护、地质灾害监测、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、个人健康等多个行业领域中的广泛得到了应用。

“新”主要体现在协同创新积极推进。物联网与云计算、大数据以及移动互联网等的应用创新及融合,使得物联网信息化应用进一步深化,同时,产业链各环节的协同创新也日益加深。

“合”主要体现在产业整合日益加剧。物联网产业加剧了各行业整合态势,加速资源整合、优势互补、合力集聚、形成突破,形成了整合发展新态势,加速了传统产业的转型升级。

2 高职物联网专业建设现状

从物联网产业链的角度来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理“三层”体系结构,各高职院校皆是根据物联网产业“三层”体系结构培养对应专业人才,主要培养物联网应用技术人员和研发人员,目前高物联网专业的特点主要表现在:

1)物联网专业技能知识的“复杂性”

物联网是典型的交叉学科,涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识,物联网不同于其它专业,是现有信息技术综合集成化的产物,所以物联网专业技能知识相当“复杂”。

2)物联网专业培养需求的“多样性”

物联网融合了多种技术,由于多学科的交叉融合和影响,导致物联网专业应用需求的多样性,也使得新的技术创新成为可能。

3)物联网专业学生就业的“宽广性”

物联网的广阔前景引起了产业链上各行业的青睐,能够在智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的从事系统集成与物联网协议开发工作。

3 高职物联网应用技术专业人才培养中存在问题

物联网属于典型的交叉学科,涉及到计算机、通信、控制、电子、信息安全等多个专业知识,所有的高职院物联网专业都是从计算机、通信或电子专业演变而来,因此,很多高职院校在物联网专业人才培养方面,存在以下问题:

1)专业建设“新瓶装老酒”。由于高职院的物联网专业从学院现有专业的演变而来,虽然是以物联网应用技术专业进行教学,可是教学还是老套路,如从计算机专业演变而的还是以软件开发为主,从电子专业演变而来还是以低层电子技术为主,不能系统性进行专业人才培养。

2)实训室建设“重复无创新”。很多高职院校的物联网实训室是将原有的传感器实验室和网络实验室进行拓展或者是单组合起来,要么物联网实验室都以实验箱为实验平台,实验内容以传感器、单片机、无线网络通信等为主,缺少物联网的综合应用开发环境,无法完成对接行业的具体“应用性”开发。

3)课程实训构建“仿真轻集成”。大都高职院校物联网实训室建设过多强调“技术仿真”,没有接合具体的行业应用环境进行带有开发性实训室的建设,缺乏应用集成,实践性不强。

4 对接物流行业特色高职物联网应用技术专业人才培养的实践与思考

高职物联网应用技术专业建设根据物联网技术及其应用的发展趋势,以“行业应用”为重点,以行业市场对人才的需求为依据,是专业建设的发展方向,下面以湖南现代物流职业技术学院物联网特色专业建设为例,分析该专业该如何对接行业特色,走特色发展品牌之路。

4.1学院物联网应用技术专业基本情况

湖南现代物流职业技术学院根据学院的专业群的布局,依托物流行业和湖南省现代物流职业教育集团的优势,2012年在湖南省高职院校第一个开设物联网应用技术专业,专业主要面向物流及相关行业智能物流相关岗位,培养具备智能物流项目的规划、设备安调、系统集成、售后服务等的高素质技能型人才。

4.2对接物流行业特色的专业职业能力培养

学院对接物流行业特色结合物联网专业技术体系,构建专业物流行业特色的职业能力培养体系。

1) 对接物流行业特色的专业能力培养体系

物联网的体系结构可归纳为由三个层构成:感知层(物流信息采集层)、网络层(物流信息交换)和应用层(智能物流)三个层面。对接物流行业特色的高职物联网专业能力体系如图1所示。

在感知层,针对专业面向物流行业的具体特征,着重智能物流物联网感知基础应用能力;在网络层,着重培养智能物流物联网数据通信应用能力;在应用层,重点培养智能物流物联网技术开发应用能力。

2)对接物流行业特色的专业职业岗位培养体系

学院物联网专业对接物流行业特色划分为:智能物流营销策划类、智能物流运营管理类、智能物流技术类等岗位;主要培养为物联网企业及IT行业培养信息系统集成设计、物流自动化技术、物流信息系统开发、工程项目管理、售前技术支持、售后技术服务的特色专业人才,其对接专业职业岗位能力培养体系如表1。

在感知层智能物流物联网技术基础实训室,重点训练学生RFID感知技术、条码感知技术、情景感知技术、传感器技术以及无线网络组网技术等物联网基础信息感知与采集技能。

在网络层智能物流物联网仿真实训室,重点训练专业学生把感知层的采集的物理事件和数据和应用层物流行业应用系统相互连接,能通过WIFI、移动网络技术及Internet构成一个可以互通信息的系统的专业能力。

在应用层智能物流物联网技术开发实训室,对接智能仓储、智能运输及智慧供应链等物流业务中具体应用,通过具体项目实践,训练学生物联网应用集成及项目实践能力。

4.3对接物流行业特色的专业培养效果

在对接物流行业特色物联网专业建设的辐射下,学院的物联网应用技术专业建设取得了非常好的效果,具体如下:

1)共建工程研究中心,推进新技术研发

学院与国防科技大学联合成立“物联网感知技术与应用湖南工程研究中心”,共同研发湖南省“十三五”科技重大专项课题(超高频电子标签芯片研制与应用示范),积极开展新技术研究,为提升专业服务产业升级转型注入新的动力。

2)承担省级重点项目,打造专业品牌

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一、应用型人才培养校企合作的必要性

践行教育服务社会的理念,结合现有部分本科院校的转型方针,我校确定为应用性本科院校,物联网工程专业对人才培养的定位是培养适应我国现代化建设需要,掌握物联网专业的基本理论、基本知识和基本技能,具备传感和射频技术、通信技术、网络技术的专业知识,具有一定的创新意识,德、智、体、美全面发展,能在企事业单位从事物联网领域相关的技术研发、工程设计,工程应用系统的维护、管理、服务等岗位的应用型工程技术人才。

实践环节在总学分中高达30%以上。为了培养符合社会要求的应用型人才,落实培养方案,校企合作势在必行[1]。在合作理念上,按照“专业对接行业、实训扎根基地、科研结合产学、项目推进创新”的基本思路,广泛开展与企业的实质性对接;在合作原则上,坚持互惠共赢、优势互补、资源共享,整合校内外两种资源,提升合作实效;在合作机制上,建立导向机制,以就业为导向,把培养高素质应用型人才、服务社会作为首要任务。

二、校企合作的意义

(一)通过校企合作,共同确定专业人才培养目标。通过校企合作对培养规格进行准确定位,利于更好发挥培养目标在专业建设和教育教学中的目标牵引作用[1]。校企合作模式主要是共同制定人才培养方案和专业教学计划,共同开发课程,共建校内外实习实践基地和科研研发基地,共建专职老师与兼职老师相结合的双师结构教师队伍。让企业行业全程参与学校人才培养方案和计划的调整、优化,参与专业课程的研究与开发。产教融合,创新应用技术人才培养模式,把产教结合作为应用型人才培养模式改革的重要切入点,以此带动培养方案的建设与调整,引导课程设置、教学内容和教学方法改革,构建了“双主体”育人的人才培养模式。

(二)校企一体化培养“双师”结构教学团队。教学团队建设是培养既有高校教师资格的专业职称,又有职业资格和技能等级证书、较强实践操作能力的“双师”结构师资队伍。在开辟渠道和实现人员双向交流的基础上,为教师到企业见习锻炼、挂职实践、参与员工培训提供平台,也为聘请企业经验丰富的实践专家来学院兼课任课、当好实训实习指导教师、参与监控人才培养的教学过程和量化评价教学质量创造条件,建立教学团队的建设机制和素质提升机制。

(三)以就业为导向的课程设置,实施订单培养。企业可为学校提供实训基地和实训设备,并接受师生见习和实习,服务专业面向产业,也为学校面向社会推行“订单式”教育提供了基础。同时通过校企合作实行订单培养模式,根据企业需求实现订单培养,在企业、学生互选的前提下,签订定向培养协议;在确保通识教育、学科基础课程和学科专业课程教学的前提下,根据企业需求,安排企业急需专业理论课程或实践教学环节;在确保毕业生教学质量的前提下,将毕业实践与企业试用期打通,使学生尽快地融入企业生产。通过校企合作,增强专业建设与地方产业行业发展的契合度和依存度,提高专业对地方经济社会发展的参与度与贡献率。

三、现代学徒制校企合作方式探讨

(一)现代学徒制在校企合作的作用。现代学徒制在有些职业院校开始推广,是校企合作的一种方式,以培养学生为核心,以专业的课程为纽带,以学校的老师和企业工程师深人合作为支撑的人才培养模式。在实施的过程中改变了以往理论与企业具体的实践相脱节,理论知识与企业对人才要求能力相割裂、学校教学场所与项目实际开发实际情境相分离的局面,从而实现人才培养模式的一次改革。在人才培养的实践环节中实施实施现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力。

(二)现代学徒制的意义。重要的意义有三个方面,一是根据学生的个性差异和对不同行业的熟悉程度,实现因材施教,学徒制是一种教师和学生就像师傅和徒弟一样,针对具体的实践问题面对面的教育指导的方式,从而加强了老师和学生的相互了解,实现了对学生的能力有针对性地培养和教育,有利于摸清学生的理论知识或实践薄弱环节,实现因材施教的针对性的培养。二是提高应用型本科高校学生学习的兴趣,学生部分时间在企业接受培训,边学习理论知识,边做项目,从而实现了

CDIO的教学方式,学生更有兴趣达到更好的效果。情景教学提高了学生学习的主动性,从被动者变成主动者,最大限度地参与学习过程,使学习的效果和学习的意愿达到最强。三是学生有较好的就业前景,通过学徒制培养,很多学生的理论水平和实践能力得到提高,在项目实践中自己的优势得到发挥,通过真实具体的项目使其学习更有指向性和社会性,为学生今后走向社会奠定了基础,在毕业时可以被与专业对口的企业录用。

(四)深化校企合作实施办法分析。依托湖北省或武汉市物联网重点产业和相关行业,通过准确定位实现校企合作,其校企共建物联网工程专业人才培养目标和规格流程图如图1所示。

(一)湖北物联网企业分析。湖北省物联网产业发展,创建了“智慧光谷”――“武汉・中国光谷物联网产业技术创新联盟”,成立武汉物联网联盟的宗旨,就是要加强产业链上下游的技术合作,以获得物联网关键技术突破,扩大物联网在湖北的推广应用,打造湖北省新的千亿元产业。结合武汉特大城市以及“两江多湖”的特点,启动智能交通、智能湖泊、智能城管、智能小区、智能电网、智能商贸、智能物流等物联网示范工程,通过建立物联网子系统,节约社会资源,提高工作效率和生活质量,减低碳排放,同时促进本地物联网企业发展壮大。通过示范工程探索完善的运作模式,形成长效运作机制,将武汉打造成国家物联网应用示范重点城市。分析企业的特点和用人需求,与相关企业建立良好的校企合作关系。

(二)实行“双导师制”。在学生入学后,尽量能为每个学生配备学校导师和企业导师,两个导师根据学生个性,对学生进行精雕细琢,培养学生的创造力;同时通过导师的言传身教,让学生学习做人做事的道理,导师制使教师、师傅和学生间交流频繁,更有利于学生的全面发展。学生的成绩评价由校企双方按照一定比例确定,学生在校期间的理论课学习成绩,由任课教师评价;在企业实习期间的成绩按照企业导师占60%,学校导师占40%的比例,实习期间的表现和实习结束后的效果都可以作为评价指标。

(三)教学时间安排。学生的学习是在企业中的实训和课堂上的学习有机结合,一般实行校企合作、工学结合的形式。以四年学制计算,学生2/3的时间在学校学习理论知识,1/3的时间在企业接受培训。采用大一到大三每学期20周,其中16周在学校学习理论知识和基本技能,4周在企业实习,大四一整年都在企业实习,学生在前三年的时间内在学校、企业进行“项目实训”或“轮岗实训”,最后一年到相关的企业进行“顶岗实习”,顶岗实习过程同时完成毕业设计。

(四)实习基地的建设。在校企合作的另一方面,企业要投入大量资金以提供足够先进的生产设备和实际训练所需的原材料,以供学生实践学习用,并且能够提供足够的岗位让学生实践,包括技术力量、实训设备、实训场地等;同时学校也为企业提供技术力量,人力和专业技术知识,共同推进产学研的结合,进一步加强校外实习实训基地建设,如增强校企联合,加强实习、实践教学基地建设。在坚持“产学研相结合”、“互惠互利、双向受益”的原则下,学校为基地企业解决生产问题,优先提供毕业生,企业为学校提供良好的实习教学基地。每个实习基地都聘请了本科以上学历,具有一定理论、实际工作经验的校外指导教师,同校内指导教师共同完成实践教、学任务,将课堂教学和实际工作有机结合,让学生在企业生产一线岗位接受职业指导和训练,了解职业有关的各种信息,加深对自己所学课程的认识,提高理论学习的主动性和积极性,有助于学生就业的选择。

四、总结

通过校企合作,共同确定专业人才培养目标,培养“双师” 结构教学团队,实施订单培养;在实践环节实施过程中引用现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力;共建实习基地,产学研结合,深化校企合作。校企合作实现了应用新本科人才的培养。

参考文献:

[1] 鲁彦彬,葛雷;应用型物联网人才实践课程体系构建的研究[J]. 计算机光盘软件与应用. 2012(21)

[2] 胡成松,本科院校物联网工程专业课程体系研究,新教育时代,2014.3

[3] 刘芳,Brief Analysis of the Strategy for Transformation in and Development of Newly Upgraded Undergraduate Universities and Colleges,教育研究会议期刊,2015.6

[4] 胡成松,民办高校物联网工程专业课程体系研究与探索,湖北省十二五规划项目

[5] 薛莲,单片机课程设计教学探索,中国教育改革论丛,2013.7

[6] 李长友; 谭正航;应用型创新性人才培养与地方高校产学研合作教育机制的优化,高等理科教育,2014年02期

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一、项目教学法的在课堂教学中的优势

实训教学的目标是提高学生的全面能力,使专业实训更接近社会需求,最终能实现学生的零距离上岗。为此,研究了一种更贴近实际应用的教学策略――项目教学法。在项目教学法的具体实践中,教师的作用不再是一部百科全书或一个供学生利用的资料库,而成为了一名向导和顾问,帮助学生在独立研究的道路上迅速前进,引导学生如何在实践中发现新知识,掌握新内容。学生作为学习的主体,通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来,不仅提高了理论水平和实操技能,而且又在教师有目的的引导下,培养了合作、解决问题等综合能力。同时,教师在观察学生、帮助学生的过程中,开阔了视野,提高了专业水平。可以说,项目教学法是师生共同完成项目,共同取得进步的教学方法。在技工院校、职业教育中,项目教学法有其独特的优势,应进一步总结提高,大力试用推广。

二、《物联网应用技术》课实施项目教学法的必要性

(1)物联网应用技术课程是一门实践性很强的专业课程,具有指令多、理论知识抽象、编程思想复杂,但实践性强等特点,学生在学习时常常感觉内容抽象,枯燥无味,不容易听懂。在教学过程中采用项目教学法,能够使学生在项目实践中掌握物联网应用技术课程的理论知识,提高物联网应用技术操作技能水平,做到学、做合一,理实一体,最终达到培养技能型人才的目标。

(2)激发学生的学习兴趣形成积极学习的态度。在教师精心创设的环境中,把学生带入学习的主题,学生的共同兴趣必然会相互促进形成积极向上的学习态度。而这些多个项目兴趣的累积同时也会逐渐在学生中形成良好的兴趣氛围和学习氛围。

(3)让学生养成自主学习的行为习惯。学生在项目里不断讨论、交流、自主探索,必然能够养成自主学习的行为习惯,这为陪养学生的学习能力提供了可靠的前提。诚然,学生能养成自主学习的行为习惯也是我们教学的一个目的所在,而实践证明项目教学确实能达到这一目的。

(4)有利于提升教师自身的教学能力。将项目教学法应用于《物联网应用技术》课程中,不仅仅对学生是一种考验,对教师也是一种挑战。高质量的教学效果要有高质量的师资作保障,在进行项目教学时,教师要了解和熟悉所选项目,并且要对可能出现的情况问题进行预测和分析,在项目进行过程中还要进行跟踪并对学生进行指导。这就要求教师具备深厚的专业功底和广博的知识,同时还要加强对相邻学科的学习。因此,运用项目教学法有利于优化教师自身的知识结构和提升自身教学能力。

三、项目教学法在《物联网应用技术》教学中的实施

(1)确定项目任务。在项目教学法中,教学的整个过程和内容都以项目为主线,项目确定后,整个教学过程也就确定了下来,所以项目的选择是关键。但是项目的选择要以教学内容为依据,它既要与书本知识紧密结合,又要能提供一定的想象空间,让学生既能运用已有知识,又可以发挥创造力。就《物联网应用技术实训》课程,由教师提出项目任务设想,然后与学生一起讨论,最终确定项目的目标和任务(详见下表)。

(2)制定计划。首先由学生组建团队,这一步很重要,它是贯穿整个项目教学活动的基础。笔者根据班级学生综合情况,把班级学生划分为三类:一类为VC编程较好的学生,另一类为eclipse编程较好的学生,第三类为动手能力较强的学生。每类出一个学生自由组合,三人组成一个小组。这样利于学生的项目分工、合作、融洽等好处。每小组选举产生组长,小组成员讨论并制定项目实施计划,根据个人特长分配不同的工作。小组制定一份完成“项目”的计划书,其内容包括人力分配、完成项目所需时间计划、使用材料计划、所需模块等。

(3)实施计划。每个小组安排一台物联网综合实训设备及两台电脑,根据小组制定的计划,完成对项目的功能拓扑图、程序流程图、程序设计、连接图绘制、器件安装、项目调试等。在实施过程中,学生会遇到各种各样的问题,教师应鼓励学生积极地探索和解决问题,并提供解决问题的思路,切忌走回教师讲授、示范,学生完成实操的老路。学生遇到的集体性问题,教师应进行集中讲解,但一定要把握切入的时机。教师恰到好处的讲授,将有助于理论与实践的结合,也可以扩充学生的相关理论知识,帮助学生解答疑难问题。总之在这个环节,教师的角色是辅助者、监督员,学生才是项目的完成者。在实施项目过程中,教师起到主持人的作用,而学生起到主导作用,引导学生边做边想,从不同的项目中去了解整个流程,从而培养学生动手能力、分析解决问题能力、小组沟通协调能力等。

四、项目评价

项目的评价是项目教学法的重要环节。针对所给出的项目,教师应设计出相应的评价标准,使其能够客观公正地对学生的学习成果给予评价。在设计过程中采用阶段性评价与目标性评价相结合的方式,分阶段、分目标地给出考核结果。同时建立小组自评、小组互评、相关专业教师综合评定的多元评定机制。将学生的知识掌握程度、操作熟练程度、团队合作意识、问题处理能力等各个方面有机结合起来,客观地给出考核评价结果。

五、实施项目教学法的反思

项目教学法突破了传统的教学模式,通过选取项目来创设情景,通过合作学习的方式开展学习,通过完成项目实现“意义建构”,通过解决现实问题促使学生学习知识与技能。这给学生足够的空间,允许学生形成自己的看法,按自己的方式去研究,同时又培养了良好的团队合作精神,充分体现以学生的全面发展为中心的教育思想。这种教学方法可以广泛应用到技能实训中,但在实施项目教学的过程中一定要重视以下几个问题。

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中图分类号:TP391.44

众所周知,建设一个智慧校园必须有以下几个方面的条件:(1)校园网络基础设施:建设泛在的无线的网络环境、移动的网络环境、无限通畅传输的网络环境等网络基础设施。(2)智慧应用系统:依托网络基础设施和公共支撑平台,建设智慧应用系统。(3)校园公共网络平台:继续扩充互联网络中心的机房、校园卡网络平台、学生一卡通的认证容量,建设集成服务器主机、存储和共享软件于一体的云服务平台及静态和动态大数据仓储。(4)智慧校园综合网络信息服务:按照智慧校园的思路,整合各项应用于一体,统一制定一个标准,面向师生、面向管理人员以及面向领导的综合网络信息服务平台。(5)规范标准,建立体制机制:建立感知识别终端、传感器件网络接入和红外线识别标准等等。

通过以上的建设与实施,在未来的智慧校园里,随处可见本文中所描述的以下场景,注意:它绝不是美国好莱坞的大片。而是未来的智慧校园。

1 未来智慧校园中的手机

1.1 手机可开门。“宿舍钥匙、抽屉钥匙、教室钥匙……一大串,粗心的男生可能会忘记带,或是会丢失,但是在未来的智慧校园再也不会发生因为没带钥匙而被‘拒之门外’了,因为手机就是开门的钥匙。”只要同学把手机,在门禁读卡器前轻轻一晃,“嘀”的一声,宿舍门就会自动打开了。老师也是如此,教室的门、办公室的门都能通过这款手机打开。同时,学校还借助门禁系统对持手机人的权限进行分类限制和管理,大大提高了身份识别的安全性。在安全校园中也发挥了一定的作用。

1.2 手机能借书。如果没带借书卡,就没办法去图书馆自习、借阅、归还了……在未来的智慧校园里,各位亲,不必再纠结。借助智慧校园的物联网系统全面整合图书管理系统,学生在宿舍里,或是在校园的各个角落里都可以先用这款手机完成查询、预约,然后有目的性的轻松实现图书的借阅、归还,学生还可通过这款手机以短信的方式实现到期提醒、续借等其它服务。

1.3 手机可考勤。在每一次上课时,传统的课堂中老师要通过点名考勤,可在智慧校园里,这个传统被打破了。在每一次课程结束后,任课老师可以通过后台基础数据库调出本次授课课堂考勤记录文件,准确识别出班级所有人员的到课率情况,时间精确到秒,这样不仅节省了时间,还杜绝了别人代替签到的现象,给日常教学管理提供了巨大帮助。因为手机就能打考勤,老师不用每一堂课花太多时间在点名上,是不是缺勤、迟到一目了然,学生上课的积极性也提高了。

2 未来智慧校园中的教室

未来教室是智慧校园建设中的一个重大改变,它将彻底颠覆学生、家长对传统教室的印象。在这个大house里上课,老师不用在黑板上写字,当然也就不用吃粉笔灰了,学生更没有教材,当然也就不用背沉重的大书包了,只有一个像超大屏幕的电子白板,老师的玉手轻轻一指,真的是在弹指一挥间,所有的授课内容就像一个电影一样,图文并茂、声像结合的形式出现在学生的眼前。而学生只要随手拎一个“电子书包”即可轻松上课,电子书包里装满了生动有趣的多媒体教材,学生能在上面直接做好作业并提交作业,也能在上面与老师展开精彩的互动。它就是一个专用的学习PAD。

除了当场布置课堂作业,并迅速反馈学生答题情况外。只要学生能上网,他无论是在家里还是在别的什么其它的地方,都可以和老师进行远程互动,向老师提交作业,老师也可以即时在线批改作业。可以说互动无处不在。

所以说未来教室最大特色就在于互动的畅通性和无限性,除了课堂上的多媒体互动,还可以通过远程系统实现平行班级之间,同类学校之间,同门课程之间的高清互动学习,这对于大学生中自主创业和在外兼职的学生来说,不失为一种很好的学习方式,不必担心落下课程,真正实现“天涯若比邻”!

3 未来智慧校园中的楼宇

智能楼宇,在教室里冷了吗?光线够充足吗?这些问题,在智慧校园里就不用操心了。因为智能楼宇能根据学生不同时段身体状况,自动监测环境温度湿度、调节室外景观照明自动设置,为学生提供了一个安全舒适的学习环境,将自然因素的影响降到最低。节能环保更安全。

4 未来智慧校园中的网络

校园里到处都有无线WIFI信号,是不是很爽呢?智慧校园不仅有一张无缝WIFI网络,而且实现内外网两套网络隔离,校内人员通过用户名密码认证方式接入无线网络。无线校园能够对用户设置不同的内外网访问权限,实现对上网权限的隔离。这样的系统设计完全可满足学校日常无线网络使用需求,做到内外网信号独立不干扰,提升了网络的安全性。

5 未来智慧校园中的门卫

进出学校都要登记,但以前都由人工完成,在智慧校园都将由智能访客系统代替保安查看身份证件、登记、记录离开时间等一系列繁琐的程序。前来学校造访的人员只需拿着证件,在电子识别器上轻轻一按,访客信息就能瞬间获得,并出具访客单,大幅度加快访客登记及离开流程。提升管理质量和效率。

6 未来智慧校园中的教学管理

6.1 日常教学管理。利用物联网技术,智慧校园里建立了全面和主动的教学管理体系,从此,教学督导组貌似无事可做了,校长想听哪个老师的课,只要打开哪个老师所在教室的监控终端,所有情况一目了然……。下属想找领导办点事,可以先上网络平台上看看,领导在不在,或是看看领导忙不忙,这样有选择性的办事,高效,方便。利用高科技,将更加完善教学管理的组织体系、评价和考核体系,从而对教学的质量有了一定的保障。

6.2 实训室管理。因本人所在学校是一所职业类的学校,每个学期,每个班,几乎都有3到5周的集中实训,实训,实验内容超多,所以在智慧校园里实训室管理会更加重要。传统的管理方法工作量大,实训过程有一定的安分隐患存在。在未来的智慧里,学生利用手机可以快速的获取实训设备的基本属性等信息,学生还可以在实训室里通过电脑打开网络,获取实训的操作流程,操作内容,操作步骤等信息。与此同时,学生如果在实训过程中出现了错误的操作,可以通过实训室监控系统发出警报并切断设备的电源,以避免发生安全事故。实训过程的全部数据可以被记录下来并提供给学生和老师,这样可以对数据进行分析,以后可以对实训过程和操作步骤进行改进。学生可以重复看实训的步骤和内容,实训室内还安装了智能插座,智能插座不仅能提供传统的电源,更重要的是可以将实训设备的耗电量及时的反馈给实训室管理人员,使管理人员能够通过控制插座的开关动作来完成实训室的全方位的安全有效的管理。这对于职业类的学校更是对教学有更大的帮助。

7 总结

智慧校园是依托物联网建立的,其目的是实现校园服务的智能化。利用云计算和物联网这两个技术,可以实现校园内的所有信息即时共享,互联共享。再生共享。大量信息通过物联网的不断整合能够产生新的信息,从而提供智能化的服务。有了智慧校园,师生之间开展教学工作如鱼得水,智慧校园同时也给学生的日常生活提供了很大的便利。总之一句可以概括:智慧校园提供的是丰富多样的校园文化活动、无处不在的网络学习氛围、透明高效的教务管理平台、融合创新的网络科研环境。相信就在不久的将来,物联万端,云展智慧,定会建设一个美丽的校园。

参考文献:

[1]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12).

[2]崔文,王国勇.基于校园网的云计算应用初探[J].微计算机信息,2010(18):221-223.

[3]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010(1).

篇(9)

0 引言

物联网[1]是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把物品与互联网连接进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现人们对物理世界更加透彻和深入的感知,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,被我国列为国家战略性新兴产业大力支持发展。

由于物联网作为一种新技术,物联网专业人才紧缺,无法满足物联网行业的发展。为了响应国家大力发展物联网产业的号召,培养物联网产业人才,教育部于2010年在全国35所高校批准设置物联网工程专业。

物联网工程专业[2]作为一门新设置专业,在课程体系、教学方法、人才培养模式等方面仍处于探索阶段。同时,物联网行业亟需的是动手实践能力强的物联网专业人才。而物联网工程是一门工科专业,必须结合物联网行业的需求和专业特点,着力培养物联网专业人才的动手实践能力。因此,物联网工程专业在进行课程体系、教学方法、人才培养模式方面探索时[3],要紧密结合物联网行业人才需求,以学生实践能力培养为核心,培养出符合行业需求的应用型人才。

1 实践驱动的人才培养模式

从物联网行业人才需求出发,结合物联网工程专业的特点,本文提出实践驱动的物联网工程专业人才培养模式。实践驱动的人才培养模式,就是将实践能力培养定位为物联网人才培养的中心位置。物联网专业的课程体系设置、教学方法改革都以学生的实践能力培养为基本出发点。

本文从课程体系设置、教学方法、考核方式三个方面来阐述实践驱动的人才培养模式的基本原理。

2 基于实践驱动的课程体系设置

物联网工程专业的人才培养目标,是培养动手实践能力强的应用型人才。在明确了物联网工程专业人才培养目标后,物联网工程专业的人才培养首先要解决的问题是其课程体系的设置。课程体系的设置,是物联网工程专业人才培养的根本,规定了学生学习内容、知识体系。由于物联网工程专业需要重视学生实践能力的培养,在其课程体系的设置中,要加强实践内容的比重。

物联网工程专业的课程分为两大部分:理论课程和实践课程。

理论课程,主要包括通识基础课、专业基础课、专业课、专业选修课。理论课程,主要教授的是相关课程的理论基础知识,为学生开展实践奠定理论基础。

实践课程,主要包括对应理论课的实验课、课程设计、课程实训、综合实训等。为了加强学生动手能力的培养,在实践课程设置方面,增加课程实训、综合实训的教学学时。

3 基于实践驱动的教学方法改革

多年的教学经历发现,如果理论课程单纯采用传统的讲授法进行,不便于学生对相关原理的理解和掌握,学生的印象也不深刻,教学效果较差。而实验课程,如果采用验证性实验进行,会导致学生不愿深入实验原理内部去探究和学习,实验课程流于形式,无法培养学生的动手实践能力。如果实验课程让学生从零开始自己做实验,通常学生会觉得难度较大、难以完成,同样无法培养学生的动手实践能力。为此,提出基于实践驱动的教学方法改革。

在理论课的教学方法改革方面,为了避免枯燥、乏味的理论讲授,提出将实践贯穿到理论课的讲授过程中。在每个理论知识点介绍完成后,立刻通过具体的实践例程让学生了解知识点的具体使用方法,加深学生的印象。通过理论讲授―实践例程的不断循环往复,一方面加深学生对理论知识的理解和掌握,同时强化了学生的动手实践能力,调动了学生的学习兴趣,激发了学生的学习热情。

在实践课的教学方法改革方面,精心选取实践课的内容。为了避免验证性实验和从零开始实验这两个极端,实践课分为2个阶段进行。第一个阶段,是对实验内容进行分解,对其中的关键知识点进行介绍和讲解,解决学生实践中的障碍。第一个阶段是关键,其介绍的内容是实践目标直接相关的技术,在进行开发直接使用。学生在做好第一阶段的学习后,才能开展第二阶段的学习。第二阶段,是在第一阶段学习的基础上,让学生独立地将所学的技术应用到项目开发的实践中,培养学生独立开发的能力。这样,通过两个阶段的实践,既可以避免验证性实验学不到知识的问题,也可以避免从零开始实验难度大的问题,提高学生实践的兴趣和自信心,培养学生的实践能力。

4 基于实践驱动的考核方式改革

在实施基于实践驱动的物联网工程教学后,实践内容在整个专业的学习比重明显增加,相应的考核方式也需要进行对应的改革,以准确地反映学生的学习效果和教学效果。单纯的试卷形式的考核方式显然难以满足实践驱动下的物联网人才培养模式。

为此考虑对物联网工程专业的考核方式进行改革。针对有实验内容的理论课的考核,将学生的最终成绩组成定为3部分,即平时成绩、试卷成绩和实验成绩。平时成绩主要是学生平时的出勤、作业、平时的表现,占20%。试卷成绩,即考试试卷的卷面成绩,占40%。实验成绩,是学生的实验方面的成绩,占40%。实验成绩的评定方式较为重要,要精确反映学生的动手能力,通过学生上机考试或实际动手操作,老师现场评分来考察学生的动手实践能力。

针对单纯实践课程,如课程设计、课程实训、综合实训等实践课程,考核方式的改革更为重要。具体是由指导教师实践任务书,定义实践的内容、需要达到的技术指标、功能指标、性能指标等。实践课程同样分为2个阶段。在第一阶段,指导教师讲解介绍实践目标相关的关键技术进行编程,让学生掌握关键编程技术。在第一阶段中,指导教师每介绍一个关键技术后,向学生布置使用该技术的小任务,让学生亲自体验和掌握对应关键技术的原理。这样,通过一个个小任务的开展,可以让学生迅速掌握相关技术。学生在自己做小任务的过程中,指导教师负责指导学生,帮助学生解决遇到的问题,同时记录学生的表现,作为实验的平时成绩。完成第一阶段任务后,进入第二阶段,即让学生使用第一阶段学到的技术,独立开展实践任务的开发,指导教师在实验室负责指导学生,并指导学生解决遇到的各种问题。最后完成开发后,组织学生制作答辩PPT和撰写实践报告。邀请专业的其他老师组成答辩小组,对学生的成果进行独立答辩验收。学生的实践成绩中,指导教师定的平时成绩占50%,答辩组给出的答辩成绩占50%。通过改革考核方式,可以引导物联网工程专业学生重视实践学习,加强锻炼和培养学生编程实践能力。

5 结束语

经过在物联网工程专业本科生中开展实践驱动的人才培养模式的教学实践,取得了较好的教学效果。我们发现学生更加重视实践方面的学习,调动了学生开展实践学习的积极性,让学生不再惧怕实践内容学习,同时也可以在实践教学中学习到知识,实实在在地提高自己的动手实践能力,综合素质得到了提高。

同时,我们在教学过程中也发现了一些问题,如学生在重视实践学习的同时,部分学生忽视理论知识的学习,导致实践过程中遇到一些基础问题无法自己解决。同时,物联网技术和物联网行业需求一直在不断发展过程中。这要求我们在今后的教学中认真总结经验,同时结合最新的行业发展趋势和需求,动态调整我们的实践内容和教学方法,让我们的教学紧跟时代的步伐,培养满足时代需求的物联网专业人才。项目驱动的物联网工程专业人才培养模式,为物联网工程专业的人才培养模式提供了一种可行的方式,同时也可以为物联网工程专业的实践课程的教学改革提供借鉴。

【参考文献】

篇(10)

目前,我国拥有物联网应用技术专业的高等职业院校普遍开设有《单片机应用技术》课程。该课程既是该专业的核心课,也是各级各类职业技能竞赛中的主要实践教学环节。

长期以来,《单片机应用技术》课程的教学内容都是从MCS-51系列单片机的结构、指令系统、汇编语言程序设计出发,再到定时,计数器和中断系统、存储器及接口、单片机通信技术,最后再辅以几个简单的单片机应用。这样的教学内容,一方面学生学习的难度大,另一方面与企业的主体需求有一定的差距。鉴于这种现状以及高职教育培养目标的现实需要,《单片机应用技术》课程必须进行改革。

作者近期走访的多所院校,单片机课程的教学方法依然陈旧。从教学方法上看,灌输式课堂教学固然有它的好处,但也抑制了学生学习的主动性;从实验手段上看,多数学校没有重视实践教学,缺少直观的实验方法。随着硬件技术的不断提高,那些老旧的单片机实验箱和实验台早已无法满足课程实践的要求。最终,在学习的过程中,理论和实践脱节严重,学生们缺乏动手能力和创新意识。

近年来,我国正处于物联网技术的井喷时代。物联网技术使人类在信息的世界里获得一个崭新的互通方式,从而打破了原有的思维模式。让人类社会的信息连接方式从任何地点、任何时间的人与人之间的沟通和连接,扩展到任何时间和任何地点物与物,人与物之间的沟通和连接。物联网带来了信息技术新的增长点,作为新一代信息技术的代表,物联网通过汇集、整合和连接现有的技术,推进了技术的升级,给徘徊已久、疲态渐显的信息技术带来了新的前景和目标。物联网实现了信息技术精确的控制、通信和计算功能,以全面感知、互通互联和智慧运行为技术特征,对信息技术提出了很大的挑战,也提供了广阔的发展空间。目前,物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网已上升为国家战略,成为下一阶段IT产业的任务。基于这种形式,当今各个高校基本上所有的计算机类专业对单片机课程的教学都有了新的、紧迫的要求。在教学内容上,一方面要迎合最新技术的发展;另一方面,还要尽可能衔接物联网专业课程体系,否则就会与当今技术的发展状况严重脱节,教学缺乏时效性。那么,在当今物联网时代下,高职院校的单片机课程,如何才能体现出目前的新技术、新要求?对于物联网应用技术专业,如何做到单片机课程和其他专业课程有效贯通?如何构建单片机教学内容,从而适应物联网相关岗位的技能需求?在现有的实训条件下,如何加大实验实训力度,提升学生学习的兴趣,提高教学质量?经过多年的单片机教学工作,作者提出从以下三个方面的改革措施,解决目前单片机教学中出现的问题:

一、选择合适的教材

单片机课程对高职学生来说是一门比较难学的课程。它包括了模拟/数字电路技术、接口技术、软件编程技术、传感器技术、通讯技术和机械传动技术等众多基础知识。绝大多数高职院校都在第三学期开设本门课。这就意味着学生不可能在学习之初就掌握大量的前置内容。因此,选择一套难度适中、内容全面,同时又符合学生认知规律的教材,就显得尤为重要。因此,在教材研究上,有如下构思:

(一)根据人才培养目标,选择一本深浅适中、理实结合、内容新、结构合理的教材作为学生的参考教材。教材内容首先应打破原有的理论体系,重构课程内容,用实例组织单元教学;其次,所选用的教材应融“教、学、做”于一体,体现职业教育的实践性特点;第三,能反映目前企业的需求,突出教材的实用性和实效性,同时贴近职业岗位的需求。

(二)为了符合高职学生的认知特点,在选定了参考教材的基础上,应组织编写一本校内主讲教材。主讲教材应遵循职业教育的特点,尽可能由实训部分组成,包括职业导向、教学目的、知识讲解、梳理与总结等内容。这样,有利于教师有重点地开展教学过程,也有利于学生及时了解教材相关的职业特点,并且可以对教材内容进行高效率的自学。其中“职业导向”模块说明实训部分培养能力的应用岗位;“教学目的”模块为实训模块提供学习过程指导;“知识梳理与总结”模块将主要内容进行提炼与归纳,以便学生能够进行复结。在主讲教材编写过程中,应采用近年来单片机应用产品开发所用的流行语言,同时将其融合到各个实训项目中去,避免单独讲解编程语言。在叙述方式上,避免刻板的描述文字,尽量使用与实践相关的图、表,在列出必备的器件清单等细节内容,引导学生自己动手完成设计。原理性内容叙述简约,将一些知识转变成小问答,小技能等方式进行描述,增加教材表现形式和可读性。在教材的配套资源上,应配备相应的教学课件及所有实训的演示程序,将程序尽可能详细地加入注释,方便学生学习。

二、重构课程内容。用实例组织单元教学

在实际生活中,处处都可以看见单片机的影子。但是,在学习的过程中,学生们普遍反应课程太抽象、难以理解。因此,在教学过程中,应依据高职教育培养高端技能型人才的目标,结合高职学生的学习能力,遵循由浅人深、由简单到复杂的认知规律,以学生为教学主体,通过一个个典型的单片机开发实例,逐步引导学生自己动手完成设计。这样,可以收到很好的教学效果,也很容易激发学生的学习兴趣。

传统的单片机教学,都是先介绍MCS.5l系列单片机的硬件结构,接着学习指令系统和汇编语言程序设计,然后讲述单片机的中断系统和各种器件的应用,最后再辅以2~3个系统综合设计实例。以这样的方式展开教学,学生们肯定会感到难学。试想一下,对于刚刚步入高职二年级的学生来说,他们很可能都没有系统学习过计算机的结构,甚至连数字电路也是起步不久。而要他们在短时间内理解单片机内部结构,并且还能加以应用,这着实不是一件容易的事。另外,以往的单片机教学中,程序都是采用汇编语言进行编写的。用汇编语言设计单片机应用程序虽然灵活,但是对与刚刚接触的人来说,是非常不容易理解的。比如,Intel 805l单片机,它的指令系统共有111条汇编指令、42种助记符、7种寻址方式。如果讲解过程还是采用汇编语言,由内部结构到指令系统再到设计实例@个步骤进行,那么,在讲解程序时,只能使用文字说明的方法开表达每条汇编指令的功能及作用。最后,当所有的内容学完后,学生们甚至还没弄明白MOVP0,#0FFH和MOV P0,#00H两条指令,怎么就能使连接在单片机P0端口的8只LED点亮或熄灭?所以,这种程序设计方法很难掌握。如果学生们在学习过程中出现的疑问太多,而又得不到及时有效地解决,就会丧失学习的信心,失去继续学习下去的兴趣。

因此,依照高职学生的特点,课程内容应将单片机软、硬件相关知识与单片机应用系统设计技能相融合,将陈旧的教学内容打乱,重构成若干个教学模块,形成“训练任务+相关知识学习”的课程结构体系。学生可以在动手“做”的过程中,学习到该任务涉及到的单片机原理与结构,获得有关实践操作的技巧和经验。再进一步将这些学习到的知识、技巧和经验应用到复杂一些的项目开发任务中。学生在这种“做中学、学中练”的认知活动中获得很大的成就感和学习乐趣。在具体的实施过程中,最好是在具有实物投影的理实一体化实训室内组织。教学时,先按照任务要求,搭建好硬件电路,将目标文件下载至单片机中(也可进行仿真演示),让学生们观看实际的效果,并理解任务要求的真实含义,以便在一开始就激发出学生们学习的兴趣。然后引导学生一边实操,一边学习理论,直至任务完成,让学生在“做”中体会和总结单片机的应用。同时,单片机开发用汇编语言的局限性必须打破。为符合“缩短开发周期,提高开发速度,降低开发成本”的实际要求,迎合企业中进行单片机应用系统开发的主流语言,课程教学的程序设计全部采用c语言进行,并把相关c语言知识融合在工作任务中,避免了把c语言单独讲解,而且老师易教,学生易学,让学生在实操中逐步掌握编程的方法,达到学以致用。这样,以若干个由浅人深的任务项目为教学核心,为这些任务配备必须掌握的基础原理及硬件结构、软件操作知识等,让学生们一开始就能得到感性的认识,在学习的过程中逐步体会到成功的喜悦。职业教育的培养对象习惯于实际操作,通过实践的体验去感知一些基本的经验性知识,在此感性认知的基础上,他们很容易理解和掌握理论知识和方法,进而学会如何分析问题和解决问题。这样,将十分有利于教学活动的顺利开展。

三、建立仿真模M实验平台。降低准入门槛

单片机是一门实践性非常强的课程,想要学好单片机,最重要的是理论基础知识的学习与模拟实验相结合,必须要有强有力的实践环节与之配合。在目前的单片机教学中,实验环节往往依赖陈旧的实验箱或购买的单片机学习开发板。这两种方式,价格相对来说都比较昂贵,很多经费有限的学校来说,难以做到学生人手一机,导致学习门槛提高,多数学生难以跨人单片机学习的大门。鉴于这些原因,课程所有实验内容均采用计算机进行仿真操作。仿真软件使用近年来普遍采用的Proteus-7.8,目前主流计算机既可流畅运行。

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