递进式第二课堂人才培养创新模式探究

成晋军，张晓娟

（山西大学商务学院，太原030031）

0 引言

随着物联网技术在我国的迅猛发展，高等院校相继开设了物联网工程专业。但是，物联网技术作为多学科融合的新型技术，对于学生来说普遍反映有兴趣但是学习难度较大、很难深入掌握[1]。刚进入校园的大一新生，很难深入接触专业相关课程，然而，从一年级开始伴随高校学生成长的专业社团恰好可以作为引导物联网工程专业学生对专业知识入门、提升的桥梁。利用好专业社团，将形成一种基于社团、竞赛以及创新创业的递进式物联网专业人才培养模式，促进学生团结协作、实践创新能力的培养。

1 面向学习成效的金字塔理论给我们的启示

“学习金字塔”（Cone of Learning）理论是由美国著名学者埃德加·戴尔最先提出的，他以两周时间作为单位来测试学生对知识的保持率，从5%-90%不等[2-3]。研究结果表明：仅仅听他人讲授知识能够记住所学内容的5%；通过阅读能够记住所学内容的10%；视听相结合能够记住所学内容的20%；通过看图、看演示，以及现场观摩能够记住所学内容的30%；通过分组讨论的方法能够记住所学内容的50%；练习以及亲自进行操作实践能够记住所学内容的75%；通过汇报以及教授指导其他人能够记住所学内容的90%。如图1 所示。

图1“学习金字塔”理论

通过“学习金字塔”理论可知：采用不同的学习方式可以产生不同的学习效果。通过听讲、阅读、视听、演示这些课堂中通常采用的被动学习方式来学习对所学知识的记忆及掌握程度是很低的；然而讨论、实践、教授给他人这些在专业社团活动中通常采用的主动学习的学习方式对所学内容的记忆及掌握程度反而是较高的。

“学习金字塔”理论启发了我们在注重理论与实践相结合的物联网工程专业教学中可以鼓励学生在大一年级较早的通过学生主导、参与的专业社团活动来引导学生接触专业知识，通过讨论、实践、教授给他人等活动方式提高学习兴趣、提升学习效率。到了大二、大三年级基于专业社团活动来选拔学生参加专业竞赛，在竞赛中通过实践来进一步巩固所学知识。从而为大三、大四学生的创业活动打下基础。在这些贯穿学生大学四年的递进式学习活动中要充分体现以学生为中心的主动学习，根据学习的实际需求和兴趣来设计学习的内容和项目主题，让学生充分参与到项目的设计和实现中，在这些亲自体验的讨论、实践、教授中做到主动学习、在做中学、在学中做[4]，实现知识的有效建构、实现高效学习。

2 基于社团+竞赛+创业的递进式物联网专业实践教学培养模式

物联网工程专业的实践教学环节的重要性虽然在认知上已经被普遍认同，但是在具体的教学中还是比较薄弱。我院近三年对物联网工程专业毕业生就业单位的调查结果显示，用人单位对毕业生的实践操作能力、团队协作能力、创新能力、灵活变通能力、抗压能力都分别不同程度的提出了需求，具体情况如图2 所示。

图2 用人单位对毕业生能力的需求情况

可见，除了专业知识以外，学生的相关素养还需要进一步提升。在毕业生中的访谈调查发现，教学计划中独立的实践课程缺乏层次性、连续性，实践中不能按照生命周期来考虑产品的原理、设计和制造的全过程，缺少设计者的统一观、系统观；另外，在校学生也不能较好地利用课余时间来进行项目训练。

为了改变这种现状，鼓励学生充分利用课堂以外的业余时间进行实践能力培养，形成四年不断线的实践教学培养模式，我院从2018 年开始引入物联网工程专业学生的全程导师制，为3-4 位学生配备1 名专业教师作为四年学习生活的全程导师，指导学生在课余时间的社团、竞赛以及创新创业活动，形成递进式第二课堂实践教学模式。

（1）参与专业社团是兴趣的开始

刚刚迈入大学校门的大一新生，在公共基础课程的学习之余，更多的实践接触的是丰富多彩的社团活动，这时候引入由指导老师、高年级学生共同组成的专业社团，有助于帮助他们了解本专业的培养目标，激发他们对专业知识的认知兴趣；另外，通过社团活动指导老师可以针对性的指导他们确立学习计划和专业目标，帮助他们明确考研、就业、创业能未来学习规划[5]。

虽然大一新生还没有接触较多的专业课程，但是可以通过专业社团来与高年级学长交流、传播相关专业知识，并进行专业知识相关的实践学习、项目研讨、相互交流、活动总结等社团活动。在导师和学长的帮助下，根据学习兴趣与行业需求来制定个人和小组计划，自由组建物联网技术的学习小组，主要学习电路设计、单片机设计、传感器安装与调试等实践较强的专业知识，初步感性认识简易的物联网应用系统的开发过程；后期可以小组为单位选取物联网产品开发题目、分析产品市场价值、挖掘潜在客户需求、确定产品功能、制定开发方案，以此来激发他们创新创业的兴趣，为下一步高年级的竞赛、创业打下基础。

（2）学科竞赛为创业奠定基础

经过一年的社团学习和锻炼，升入大二年级的学生已经对专业知识有了一定的了解，掌握了物联网项目开发的基本流程，根据学习兴趣分组完成了物联网感知层开发（WSN 应用开发）、物联网网关开发（嵌入式网关开发）、物联网应用层开发（网络通信应用开发、PC 客户端应用开发、移动端应用开发）等模块的知识积累。在此阶段开始在导师的带领下，与小组成员共同参与一些学科竞赛将是社团活动的进一步延伸。

学科竞赛不一定非要是有影响力的国家、省级竞赛，也可以以学校、系部、社团层面来组织。在以项目设计为主要内容的学科竞赛中，学生需要共同结合第一课堂与第二课堂知识，通过需求分析、方案论证、模块设计、功能实现整个过程来实践项目开发。

通过学科竞赛，学生进一步开阔了思路、锻炼了实践能力、提高了学习的自主性，同时提高了思维能力、增强了协调能力、培养了团队精神。也为下一步的创新创业奠定了基础。

2018、2019 年两年间，我院物联网工程专业学生参与各种学科竞赛，完成项目如表1 所示，参与率达80%以上，充分提升了学生的实践能力，对第一课堂教学提供了较大的补充。

表1 物联网工程专业参与学科竞赛完成项目

（3）创新创业是专业社团、学科竞赛成果的验收

在学生参与专业社团、学科竞赛的过程中，导师可以帮助学生一起选出比较优秀的、有创意的、具有一定市场应用前景的作品作为后续的物联网项目开发，引导学生将作品参加创新创业项目选拔。当学生把创意逐渐变成现实的时候，他们会获得强大的成就感，同时也鼓励着他们在专业领域继续进修，进一步提升他们的创新能力。

在2018、2019 年山西省大学生创新创业训练计划项目中，我院共有20 组学生报名参加，并有12 组学生获批项目。这些项目的开发者将会是双创学院创新创业教育培养的主要对象之一，创新产品再逐渐完善后，学生可以考虑自行创业或是双创学院创新创业老师的指导下进行创业的准备。

3 结语

基于社团、竞赛、创业的递进式物联网专业实践教学培养模式开展是有层次地进行的，主要分三个阶段，如图4 所示。大一加入专业社团的学生多以学习知识活动为主，可以参加学术报告讲座、小组完成验证性实验等方式进行，进而奠定专业实践的基础；大二、大三的学生主要以项目的研发和学科竞赛为主，进一步锻炼并提升专业知识实践能力和专业创新能力；大三、四的学生则在开展研究或参加竞赛的同时，也带领低年级同学参与活动，逐步提升组织管理、沟通协作等综合素养，为就业或创业做准备。

结合专业社团、学科竞赛、创新创业的递进式物联网专业实践教学培养模式，在“金字塔学习理论”的启发下，让学生充分参与到项目的设计和实现中，在这些亲自体验的讨论、实践、教授中做到了主动学习。

这种模式把第二课堂实践贯穿到整个大学期间，做到四年不断线的整体化教学设计，实现了第一课堂和第二课堂的良好对接，探索出了应用本科转型下心的人才培养新思路，以创新创业实践人才培养来推动物联网工程专业实践课程的教学改革。