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[摘 要] 为提高物联网导论课程教学质量,激发学生学习物联网专业的学习兴趣,探讨在物联网导论课程中,引入基于“学习产出”和“对分”相结合的工程教育模式,在实际教学过程,效果良好。
[关 键 词] 物联网;工程项目;新工科;对分课堂
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)28-0173-01
物联网导论课程主要让物联网工程专业学生了解物联网技术的概况,把握物联网发展趋势和物联网技术的各个领域。近年来,一些一线教师对如何提高物联网导论课程的学习效果,进行了很多研究,比如何德彪的物联网导论课程中课堂教学与课下总结模式探讨,赵翠芹的应用需求牵引物联网导论课程教学改革等都对物联网导论课程的教学模式和教学内容进行了有效探索。
一、工程项目化教学
项目化教学是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,将理论教学融入实践项目中,为学生安排特定工程项目,组织学生参加项目设计、实施,并开展项目验收,给出评定。本人通过对物联网技术应用的研究,梳理出四个物联网技术体验型案例项目,让学生在老师的引导下完成该项目,在完成该项目的过程中锻炼学生发现问题、解决问题的能力。
二、对分课堂
对分课堂理念是把一半时间分配给教师课堂讲授,另一半分配给学生以小组讨论的形式进行学习。对分课堂强调先教后学,教师讲授在先,学生学习在后。教师在课堂上介绍基本框架、基本概念,着重讲授重点、难点,并不穷尽教材内容。在课后学习中,学生根据自己的节奏完成知识吸收,完成资料查阅,要给学生充分的时间准备,回到课堂上,把学生分成小组,小组内讨论自己学过的内容。这样“对分课堂”把教学分为三个过程,分别为讲授、内化吸收和讨论,因此对分课堂也可简称为PAD课堂。
三、物联网导论课程授课内容
物联网导论的教学顺序基本上是物联网概述、自动识别与RFID、无线传感网、定位系统、智能信息设备、无线宽带网络、无线低速网络、移动通信网络、大数据与海量存储、数据库系统、物联网安全和物联网综合应用。
四、基于学习产出的物联网导论工程项目研究
按照物联网导论的学习内容,选取五个项目,这五个项目分别为智能交通、智能家居、智慧农业、智能环境监测和智能机器人。这些项目基本涵盖了物联网技术的全部基础知识。以智慧农业项目为例,讲述如何实施基于学习产出的物联网技术项目。
(一)工程项目化实施
1.需求分析
需求分析就是要搞清楚用户的需求,智慧农业必须实现对农作物生长环境和农作物生长状况的监测、监测数据的传输、监测数据的处理和智能控制等功能。
2.设计
智慧农业系统一般采用ZigBee和WiFi技术相结合的混合网络,包括农田信息采集模块、农田实时监测模块、数据处理模块和控制系统模块。农田信息采集是对农作物的生长环境信息进行采集,主要使用多种传感器,通过传感网的布置来感知农作物的生长环境。采集模块采集的数据通过布置的WiFi网络传给数据处理中心处理,处理后提供给控制模块,控制模块通过对监测数据的处理来发挥自己的控制功能,根据监测到的情况进行分析,判定是否对农作物的生长进行有效干预。
3.实现
实现部分是对每个模块进行具体软硬件的有效对接,来完成每部分的功能,比如在数据采集模块采用何种传感器,如何布置传感网络,如何对监测到的情况进行有效的干预,等等。
4.测试
采用比较简单的黑盒测试,对预先设计的功能进行逐项测试,看是否能实现所有的预设功能。硬件部分的测试主要测试不同硬件之间的有效连接与是否能协调工作。
(二)对分课堂的实施
一个班级分成若干个小组,每组3~5人为宜,以小组的形式进行讨论、学习、实践。课堂上主要布置开发该项目的结构设计、模块的划分,课下学生自己查阅资料,根据模块的划分,每个小组成员完成自己模块的内容,包括模块的设计、编码、测试和文档的书写等。采取隔堂讨论,给学生充足的时间进行研究、学习。把第二课堂和开放实验室进行结合弥补课堂时间的不足。理论实践相辅相成,加入“对分课堂”的新鲜形式,更加能够增强学生的学习兴趣,提高学习效率。
(三)基于产出的考核方式
传统的考试通常以期末考试为主,平时成绩占比较小,期末考试以试卷的形式进行考试,平时成绩以作业和考勤为主。这样的考核不能完全評价学生对这门课程的综合掌握程度。
在基于产出的考核方式中,以学生平时项目参与完成的程度和发现问题解决问题的能力考核为主,采用多元化的考核方法,增加项目考核方式,分为构思、设计、实现运作,通过这种基于学习产出的考核方式对学生的评价更加客观。
五、结论
将实际工程项目的开发流程应用于物联网导论课程教学,将项目化的教学理念在课堂中组织实施,同时采用“对分”理念、灵活的课堂组织形式,在实际授课过程中取得了良好的效果。
参考文献:
[1]何德彪,史闻博.物联网导论课程中课堂教学与课下总结模式探讨[J].科技创业,2016,29(20).
[2]赵翠芹.应用需求牵引“物联网导论”课程教学改革[J].电脑知识与技术,2016,12(6X).
[关 键 词] 物联网;工程项目;新工科;对分课堂
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)28-0173-01
物联网导论课程主要让物联网工程专业学生了解物联网技术的概况,把握物联网发展趋势和物联网技术的各个领域。近年来,一些一线教师对如何提高物联网导论课程的学习效果,进行了很多研究,比如何德彪的物联网导论课程中课堂教学与课下总结模式探讨,赵翠芹的应用需求牵引物联网导论课程教学改革等都对物联网导论课程的教学模式和教学内容进行了有效探索。
一、工程项目化教学
项目化教学是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,将理论教学融入实践项目中,为学生安排特定工程项目,组织学生参加项目设计、实施,并开展项目验收,给出评定。本人通过对物联网技术应用的研究,梳理出四个物联网技术体验型案例项目,让学生在老师的引导下完成该项目,在完成该项目的过程中锻炼学生发现问题、解决问题的能力。
二、对分课堂
对分课堂理念是把一半时间分配给教师课堂讲授,另一半分配给学生以小组讨论的形式进行学习。对分课堂强调先教后学,教师讲授在先,学生学习在后。教师在课堂上介绍基本框架、基本概念,着重讲授重点、难点,并不穷尽教材内容。在课后学习中,学生根据自己的节奏完成知识吸收,完成资料查阅,要给学生充分的时间准备,回到课堂上,把学生分成小组,小组内讨论自己学过的内容。这样“对分课堂”把教学分为三个过程,分别为讲授、内化吸收和讨论,因此对分课堂也可简称为PAD课堂。
三、物联网导论课程授课内容
物联网导论的教学顺序基本上是物联网概述、自动识别与RFID、无线传感网、定位系统、智能信息设备、无线宽带网络、无线低速网络、移动通信网络、大数据与海量存储、数据库系统、物联网安全和物联网综合应用。
四、基于学习产出的物联网导论工程项目研究
按照物联网导论的学习内容,选取五个项目,这五个项目分别为智能交通、智能家居、智慧农业、智能环境监测和智能机器人。这些项目基本涵盖了物联网技术的全部基础知识。以智慧农业项目为例,讲述如何实施基于学习产出的物联网技术项目。
(一)工程项目化实施
1.需求分析
需求分析就是要搞清楚用户的需求,智慧农业必须实现对农作物生长环境和农作物生长状况的监测、监测数据的传输、监测数据的处理和智能控制等功能。
2.设计
智慧农业系统一般采用ZigBee和WiFi技术相结合的混合网络,包括农田信息采集模块、农田实时监测模块、数据处理模块和控制系统模块。农田信息采集是对农作物的生长环境信息进行采集,主要使用多种传感器,通过传感网的布置来感知农作物的生长环境。采集模块采集的数据通过布置的WiFi网络传给数据处理中心处理,处理后提供给控制模块,控制模块通过对监测数据的处理来发挥自己的控制功能,根据监测到的情况进行分析,判定是否对农作物的生长进行有效干预。
3.实现
实现部分是对每个模块进行具体软硬件的有效对接,来完成每部分的功能,比如在数据采集模块采用何种传感器,如何布置传感网络,如何对监测到的情况进行有效的干预,等等。
4.测试
采用比较简单的黑盒测试,对预先设计的功能进行逐项测试,看是否能实现所有的预设功能。硬件部分的测试主要测试不同硬件之间的有效连接与是否能协调工作。
(二)对分课堂的实施
一个班级分成若干个小组,每组3~5人为宜,以小组的形式进行讨论、学习、实践。课堂上主要布置开发该项目的结构设计、模块的划分,课下学生自己查阅资料,根据模块的划分,每个小组成员完成自己模块的内容,包括模块的设计、编码、测试和文档的书写等。采取隔堂讨论,给学生充足的时间进行研究、学习。把第二课堂和开放实验室进行结合弥补课堂时间的不足。理论实践相辅相成,加入“对分课堂”的新鲜形式,更加能够增强学生的学习兴趣,提高学习效率。
(三)基于产出的考核方式
传统的考试通常以期末考试为主,平时成绩占比较小,期末考试以试卷的形式进行考试,平时成绩以作业和考勤为主。这样的考核不能完全評价学生对这门课程的综合掌握程度。
在基于产出的考核方式中,以学生平时项目参与完成的程度和发现问题解决问题的能力考核为主,采用多元化的考核方法,增加项目考核方式,分为构思、设计、实现运作,通过这种基于学习产出的考核方式对学生的评价更加客观。
五、结论
将实际工程项目的开发流程应用于物联网导论课程教学,将项目化的教学理念在课堂中组织实施,同时采用“对分”理念、灵活的课堂组织形式,在实际授课过程中取得了良好的效果。
参考文献:
[1]何德彪,史闻博.物联网导论课程中课堂教学与课下总结模式探讨[J].科技创业,2016,29(20).
[2]赵翠芹.应用需求牵引“物联网导论”课程教学改革[J].电脑知识与技术,2016,12(6X).