以创导学在物联网实训课程中的应用研究

沈红雷，常爱东

[摘 要] 分析了传统教学方式，指出其偏重于服从和接受，抹杀学生自觉创造的天性，提出了“以创导学”这种教学方式。这种方式着重于培养学生的学习兴趣，以学生为主体、教师为辅助，通过学生自主学习，积极探索解决问题，最终达到教学目的。该教学方式还关注学生对整个课程及相关课程的观感，甚至以吸引学生对整个专业的兴趣为目标，认为兴趣一旦建立，将会变被动为主动，会激发出惊人的学习动力。除此之外，它还倾向于在教学实施过程中培养学生的创造创新意识，培养学生敢于创造的魄力和勇气。

[关 键 词] 以创导学；物联网实训；创造；创新

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）31-0156-02

随着科学技术的进步、信息技术的发展，现在学生的思维方式与以往相比往往大相径庭。在课堂上，学生不再仅仅局限于被动地接收，他们时常会有很多新奇的方法，甚至对老师提出质疑。老师如果对此视而不见，或者只是把教学当成一个任务来完成的话，教学效果必定会大打折扣。物联网是一门涉及面非常宽泛的课程，那么如何在这门课程的教学中破解这个难题呢？

一、主动学习

主动学习是一种与传统“填鸭灌输”式学习完全不同的学习方式，它以学生为主体，是学生的一种自觉行为。为达到一定的学习目的，或者解决一定的问题，学生积极主动、自觉地查找资料，找人请教，学习相关知识。教师在这个过程中只起辅助作用，引导学生思考，把控学生解决问题的方法、思路。

二、创设情境

主动学习是学习的一种方法，如何有效地实施大有讲究。教师若能在课堂上给学生创造一个机会——创设一个场景，借这个场景引发学生的思考进而达到教学目的或许是个不错的选择。这个场景涉及的知识应以过去所学知识为主，教师先介绍一下这个场景，和学生一起回顾一下以往的知识，以便为后面的问题做铺垫。比如，学生已经学习过“1+1=2”，或者在他们的知识结构里，已经有相应的知识积累，在给出问题之前，教师可以先带领学生稍加复习，然后自然而然过渡到新的问题“1+2=？”新的问题并不是遥不可及，让学生感觉这个目标很明确。然后，或通过自己摸索，或在教师引导下，找到解决问题的思路，知道该往哪个方向努力。当他们经历一番磨难解决问题之后，那种成功的喜悦会让他们倍感享受，同时，他们回味这个摸索过程时也会很享受。当然，这个过程在他们头脑里的印象也将极为深刻，这个深刻的印象必然包括我们所要传授的知识，我们的目的显然也就达到了。

物联网技术是近几年新兴起来的一门课程，该课程涵盖的内容非常宽广，比如传感器技术、计算机网络、单片机、通信等均是其基础课程，或者说物联网技术就是这些专业基础知识的具体应用。如何开展这门课程的教学似乎并没有太成熟的经验可以借鉴。我们在教学中，不断尝试、摸索，发现以创导学这种教学方式效果比较理想。

这里所谓的“创”是一种方法、手段，“学”才是目的，就是通过这种方法，达到授课的目的。这个“创”是相对的，对学生来说，可能确实是一种从未有过的经历，是他们的第一次，但对教师、对社会来说，学生的行为可能只是一次简单的重复，并不是真正的创造。但是，这并不影响我们期望达到的目的，只要有益于这个教学目的，何必管他是不是真正意义的创造呢？况且，这或许可以激发学生的灵感，激化学生的潜能，真的促使学生有一点点小小的创造也未可知，权当抛砖引玉吧。

先来介绍一下我们的教学设备。在我们的物联网实训室，有若干套教学设备，每一套都有一台电脑、一个平板、一个Cortex-A9模块，各种传感器（比如温湿度、火焰、热释电、光线亮度等），以及若干终端设备，可以用这些模块或终端搭建各种小应用，模拟生活场景，以此引导学生设计若干方案。

案例一：家庭安防

这个案例是模拟家庭的防盗报警系统，一般在重要出入口（如楼梯口、门口）安装主动式红外探头，或者在围栏等边界处安装电子栅栏，当布防启动后有人入侵时，探头自动感应，触发报警，启动录像抓拍。

在初步介绍这次课程实训目标的时候，学生非常踊跃，兴趣、激情一下子高涨起来。因为有多种传感器、终端设备可选，他们需要根据项目需求，结合自身能力，仔细辨别各自的优缺点，选择最佳组合。比如，探测设备就有两种可选，一种是红外对射探头，另一种是热释电红外探头，这两种探头因为探测原理、工作方式、探测距离等不同而略有差异。报警方式选项则更多，可以打开报警灯使闪烁，可以发出警笛声音，也可以两者结合，还可以通过网络在异地（集控中心或远程某地）电脑上显示报警信号，甚至可以通过4G、WIFI等给手机发送报警信息。

为了设计出最好的安防系统，选出最佳选项，他们翻阅书本，上网搜索，这种积极主动获取知识的过程，相比于单纯的说教，效果实是不可同日而语。

通过这种课堂模式学生自己动手设计出一套安防系统，对他們来说，这是一种前所未有的体验，这是一种全新的尝试，这是一种创造。

这个案例中涉及的知识可深可浅，需要教师根据学生的水平予以引导把控，切不可使学生走上一条相对他们当前能力的死胡同。比如报警这一环，简单一点，实现一个声光报警就可以了，复杂一点可以通过不同通信方式发送到远程终端，如果学生有Android、Java这方面的知识，开发一个手机端的APP也行。总之，要避免学生好高骛远，定下一个不切实际的目标。举个例子来说，一个尚未接触过编程的学生期望用手机接收报警信息，这个目标将会异常艰巨，绝对不可能在几节课的时间里实现，这样一个结果相比于他们一时如涌泉一样的激情是非常残酷的，期望越高，失望也越大，这样的打击与我们的初衷相悖，对学生兴趣的培养无益，这需要教师及时发现并予以引导、帮助。

案例二：室内亮度自动调节控制

在这个案例中，学生可以学习亮度的测量、灯光的调节等知识。如果我们以“填鸭灌输”式直接告诉学生亮度怎么测量、灯光怎么调节，到课堂结束，可能教师会非常疲累，而学生也感觉很枯燥，甚至不知所云，没有一点收获。

反过来，如果我们告诉学生我们的目标是实现室内亮度的自动调节，为达到这一目的，询问学生应该怎么做，由此引发学生思考。

然后继续引导学生：亮度怎么测量？怎么调节？灯光怎么控制？

接着，在学生期望的眼神中给他们讲解光敏器件（光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等）的工作原理，他们的收获会怎样呢？

继续提问，哪些因素会影响电灯的发光亮度？电压？电流？怎么调节？

对一个方波来说，调节占空比会对其后滤波输出的电压有什么影响？这个问题可能难度有点大，为了防止打击他们学习的积极性，可以直接告诉他们，这就是PWM，通过调节占空比，可以调节电压，占空比越大，输出电压越大。

在这一连串问题引发的思考背后隐藏着答案，在给学生介绍了这些知识之后，给他们提出一个目标，让他们用这些知识设计一个可以根据室内当前光线强弱自动调光的照明控制系统，这个目标就是对这些知识的一个综合应用。

完成整个设计，学生需要充分熟悉、掌握光线的测控机理，然后将这些知识加以整合、运用，这也是一种形式的创造，它以历史知识为基础，以灵活运用为支撑，以功能目标为导向，活学活用，解决实际问题。

完成这个设计之后，学生对PWM必将有一个具体的认识，他们不仅从原理上可以解释PWM脉宽调压，还可以在应用上，利用PWM实现灯光调节，达到理论与实践相结合的目的，而这正是这节课的目标所在，通过学生自己动手，加深理解，进而掌握PWM。

创设场景，让学生在这个场景中，在老师的引导下，先是动手操作，自由发挥创造，然后达到知识的升华，有所收获，进而体验到成功的快乐。

我们知道，陶行知本名陶文濬，因欣赏王阳明“知行合一”学说改名为知行，后认为“行是知之始；知是行之成”，又改名为行知。陶先生也是将行放在了前面，认为知是行之果。

三、激发学习兴趣

在我们职业教育中，学生年龄普遍偏小，活泼好动，注意力容易分散，且不易集中。如何吸引学生的注意力可能关乎一次教学的成败。

俗话说，兴趣是最好的老师，没有兴趣的学习，不但浪费时间，浪费精力，而且这个学习过程本身也是一件痛苦不堪的事情。反过来，学生一旦对某一事物产生兴趣，那激发出来的动力也是惊人的，当学生自身对学习产生了浓厚兴趣时，学生就会去积极主动地学习，从而促成高效的学习，他们不会再视学习为畏途，反而会乐此不疲。

通过创设场景，我们给学生提供了一个自主学习的机会，当他们带着问题积极探索的时候，他们的兴趣就被彻底调动起来。再到后面问题的解决，兴趣被加深加固。但是一次场景课只是针对一个问题的解决，学生或许只是一时的兴起，能够培养学生长期的兴趣才是根本。所以我们既要注重如何激发学生在一次場景中的兴趣，更要注重培养学生对整个课程的长期兴趣。

物联网技能实训这门课程，给了学生一个展现自我的机会。通过这门课程我们不仅勾起了学生对物联网技术这门课程的兴趣，激起了他们的学习热情，还连带地唤醒了他们对其他相关课程的兴趣，比如传感器技术、计算机网络等。这一点更为重要，可以说，通过这门课程培育出了他们对这个专业的兴趣。

四、培养创造意识，培养敢于创造的勇气

传统的学习方式往往偏重于服从和接受，忽略发现和探究，久而久之，抹杀了学生创造创新的习惯和意识。而以创导学这种教学方式，却是与此相对，欲从根本上培养学生的兴趣，进而树立其创造创新意识，鼓励其敢于想象、敢于尝试、敢于实践。

我们在开展物联网技能实训这门课程时，注重综合实践活动的开展，尽可能为学生创设实践的机会，让学生动手操作，在实践中养成主动学习、主动思考分析、独立解决问题的习惯。叶圣陶说：“教是为了不教。”遇到棘手的问题，鼓励学生开动脑筋，引导学生从多方寻找解决问题的突破点，使学生的创造创新能力得到提升，以此培养学生的创造意识，培养学生敢于创造的勇气。

总的来说，我们在物联网技能实训这门课程中开展以创导学这种教学方式的尝试也是一种探索。通过创设场景诱导学生自主学习、探究学习，一次场景课不仅仅要吸引学生对本次课堂的关注，还要注意吸引学生对整个课程、相关课程，甚至整个专业的兴趣，进而培养学生的创造创新意识，培养学生敢于创造的魄力和勇气。