近几年,物联网技术的发展和应用愈发广泛和重要。物联网作为战略性新兴产业正在被不断推进,它迫切需要完整的人才体系支撑。国内多个高校已经开设了物联网专业,但针对物联网的教学仍然处在摸索阶段,教学经验还比较欠缺。《物联网概论》是物联网专业的基础学科,在教学过程中应当将实践教学作为主要内容,突破传统的理论知识教学为主的模式,让《物联网概论》课程的教学充满实践性,真正培养出实践能力强的物联网专业人才。
1.物联网的基本概念
1.1物联网的基本内涵
物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。它的基本架构从底层到顶层分别为感知层、网络层、中间件、应用层。涉及到的关键技术主要包括:射频识别技术、无线传感网技术、嵌入式技术、纳米与微机电技术、分布式管理技术等等。
1.2物联网专业的教学特点
物联网是一门综合性的交叉学科,涉及知识面广。在技术上融合了计算机科学、通信工程、自动化、电子等技术。在现行状态和教学环境下,物联网专业的《物联网概论》课程最主要的教学方法是单项式授课,内容偏重于专业基础理论和技术方法,理论性较强,课程授课对象是大一新生,没有一定的专业基础知识,缺少实践能力。
2.《物联网概论》课程在教学过程中存在的不足
2.1传统多媒体教学方式带来的问题
传统教学虽然有着不可忽视的重要作用,但是在物联网课程的教学中如果仅采用传统多媒体方式进行授课则很难满足教学大纲规定的教学目标,利用多媒体演示课件虽然具有一定的生动性和深刻性,但也存在教师照本宣科教学和枯燥无味的问题,这些问题在一定程度上影响了学生学习的积极性。
2.2授课教师缺乏物联网实践经验
《物联网概论》课程有一定的实践性和综合性要求,需要授课教师有相应的技术能力。帮助学生在教学过程中顺利理解相关知识,并在逐步积累中奠定好理论知识基础,从而有效整合物联网的专业知识与基本操作,为后续专业课的学习打下良好的基础。
2.3配套的实践课程欠缺
目前《物联网概论》课程作业主要是以任务布置、设计任务的形式为主,而《物联网概论》课程开设在大一第一学期,学生没有一定的专业基础知识。在完成作业的过程中,会制约学生对物联网知识与操作的学习兴趣,导致部分学生对专业知识学习的主观能动性相对较差,教师的授课和学生的学习效果受到极大影响。
2.4网络化教学方式和手段缺乏
大部分高校在进行《物联网概论》教学时,基本为课堂教学,几乎不采用网络教学方式,这使得很多学生难以在课堂内通过教师的讲述领会课程内容,也无法发挥出主观能动性进行自主学习,网络教学方式的欠缺也会为学生的资源查找带来困难,很难提高创新能力。
3. 以培养实践能力为目标的教学改革方法
3.1 通过项目分析提高实践能力
在实际教学中,应摒弃空洞的理论讲解,借助大量的操作实践感知,让学生充分体验物联网关键技术与应用。而项目分析,就是利用项目应用情景的故事化和项目设计的趣味性提高学生的学习兴趣,让学生在亲自分析和论证所选问题、并得出最终结论的过程中,对所学的专业知识进行合理的综合运用,有利于帮助学生将课堂上所学的物联网知识,通过项目分析真正运用到实践当中,深化其对理论知识的理解,将理论真正与实践进行融合,不断增强学生的自学能力和实践能力。
想要确保教学的高效性,需要通过一定的方式调动学生对物联网知识的学习积极性,以专业知识理论作为支撑,利用项目分组讨论式、启发式、互动式和提问式等教学方法引导学生实现高效学习,体现“做中学”、“学中做”的理念,进而达到教学大纲的具体要求,使学生能够通过多元化的教学活动提高自身的专业知识与能力,体现出该课程专业理论和生产实践的联系性。
3.2开展第二课堂锻炼实践能力
《物联网概论》课程一般开设在大一第一学期,此时,学生刚入学,并没有物联网专业基础知识。鉴于这种情况,可以开设第二课堂,配置齐全的网络、电脑以及实验器材等学习设备,课堂教学结束后,学生可以投入到以自主学习为主的第二课堂中。在第二课堂中,学生可以做到亲自实践,有利于实践与理论知识的融合、有利于帮助学生更好理解、消化、吸收书本里的知识,有助于使他们学会取长补短,在讨论中去领悟知识,最大限度地调动学生个人的思维,使他们的想法进行碰撞,有利于学生将零散的想法和知识进行串联,让理论知识更为系统化,实践能力得到有效提升。
3.3借助交流平台拓宽实践能力
《物联网概论》课程有着非常多的知识点,仅靠课堂讲解很难深入系统学习到所有的物联网知识。因此,通过学校教学平台,将物联网的一些重点知识以小专辑的形式呈现在教学平台上,鼓励学生在课下进行自主学习。同时,教师还可以利用教学平台与学生进行无障碍的沟通,深入了解学生对物联网专业知识点的掌握、理论与实践相结合以及实际操作等情况,加深对彼此的了解。当学生遇到专业上不懂的问题时,也可以利用教学平台、慕课网、中国大学mooc等网站进行学习,与教师进行探讨和交流,强化对专业知识的了解。其次,微信、钉钉和QQ等社交软件也可以当成师生交流的工具,师生之间可以进行网络资源的共享,使学生对前沿的物联网技术和知识拥有更加全面的了解。
3.4建设具有实践能力的师资团队
《物联网概论》课程要求专业教师具备较强的综合能力。理论课中,物联网专业的教师不仅要拥有坚实且丰富的知识和理论,还要拥有与教学环境相适应的、灵活多变的教学方法,利用高度负责的态度和切实、恰当的教学手段来具体实施和组织课程教学工作。讲授过程中,以教学项目的实施为主线,注重实践性,在教学任务中穿插与之关联的知识链接来扩充学生的知识面,通过适量的学习资源和视频资料来引导学生自主学习,并通过设置创新模块来提升学生的创新意识和创造能力。因此,教师必须不断强化自身的理论水平、专业素养和实操技能,以过硬的教学本领夯实学生的理论基础和操作技能。另外,高等院校还需要强化与兄弟院校间课程改革经验的交流,进一步壮大物联网师资团队,以优化教学手段与方法、教育教学理念作为基础,使学生能够最大限度地吸纳和接受教师所传授的专业知识,不断提升学生的学习效果和实践能力。
3.5合理配备软硬件教学设备资源
在物联网专业的实践教学中,需要确保实验室资源能够有效运行,可以及时添加和建设硬件资源,实时更新软件系统,给物联网专业的学生打造良好的学习和实践环境,进而推动教学质量、学习效果的有效提升。例如,在软硬件实现了有效、合理的建设以后,专业教师在讲解物联网项目时,可以以硬件资源作为支撑,利用虚拟仿真模型为学生进行演示教学,给学生提供更为逼真的教学情境,强化学生的实践认知和对理论的操作与理解,最终实现既定的教学目的和提升学生实践能力的教学目标。
4.结束语
《物联网概论》教学必须和社会的要求以及实际教学环境相适应,还要在两者有机结合的前提下提高学生的实践能力。在提升教师团队综合素质的同时,还应在必要时要求专业教师深入到企业当中,了解具体的生产实际和操作过程,不断研究和改进教学方法,运用创新性方式、方法来教学,不断提高教学水平和学生实践能力,培养满足社会和市场需求的应用型物联网人才。
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王俊珺(1981--),女,河南驻马店人,汉族, 在职硕士研究生,研究方向:物联网信息技术。