以培养创新应用能力的物联网项目驱动教学改革分析

摘要：随着计算机技术、网络技术以及通信技术等高新科技的发展，为我们的日常生产及生活活动提供了更大的便利，而物联网的出现，进一步推动了人类社会的发展，为物物相连模式的优化提供了更为优质的发展环境。该文主要以高校物联网相关专业教学为例.探讨了以学生创新应用能力培养为基础的项目驱动教学改革措施.

关键词：物联网;项目驱动;教学改革;创新应用能力

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）08-0146-02

物联网属于新一代信息技术中十分重要的组成部分，它仍然以互联网为核心与基础，是对互联网的一种延伸与拓展。现今，物联网相关领域的发展迅速，导致对相关技术人才的需求量逐渐加大，国内各高校相继增设物联网专业。如何在物联网专业教学中有效利用项目驱动式教学方法，促进学生创新应用能力的培养，值得深思。

1 物联网发展与专业教学困境

1.1物聯网发展现状

物联网被看作是人类在步入互联网信息时代以后，因为信息爆炸而衍生出的第三大典型应用：首个典型应用是对信息的应用，也就是我们常说的搜索引擎;第二个则是人际关系，也就是目前人们相互沟通与联系所依赖的社交网站;而第三个应用则是对物品的应用，便是物联网。就其发展态势来说，物联网技术的革新与应用目的是构建一个在全球范围之内，用于物品感知与互通的现代化实物网络，继而达成范畴更为宽广的互联目标。

物联网浪潮的兴起与发展，为相关产业领域的发展带来了非常可观的前景。依据2014年-2018年全国物联网行业整体运营态势和发展前景报告所示数据内容，国内物联网技术目前主要涉及园林绿化、家具家电、环保工程以及土木工程等多个领域，但依然处在探索与发展阶段，其产值贡献不足一成。2009年8月，前国务院总理、党组书记、中央政治局常委温家宝前往无锡市进行视察时提出了“感知中国”的重要战略构想，强调中国需要抓准时代发展机遇，积极推进物联网技术的研究、推广与应用。基于此，物联网未来的发展将从国家层面推动相关产业的发展。

在此种大背景之下，国内各大高校相继开设与物联网相关的专业和课程，其目的在于培养更多具备扎实基础、完善知识结构、强大应用能力的专业化人才，以推动物联网产业发展。在此之前，国内涉足物联网方面的专业人才非常稀少。而现今物联网产业发展对于人才十分强烈的需求，加之国家层面的大力推动，促进了相关专业的设置与发展速度，为高校物联网专业建设形成了良好的基础。

1.2物联网工程专业教学困境

物联网专业从属于计算机类，通常情况下为四年学制，授予工学学位，其专业课程主要包括理论与实践两个部分。理论教学与传统专业（比如计算机、通讯以及电子等）并无较大区别，相对来说其教学理论与方法具有一定的丰富化特征。然而，物联网专业正在随着现代社会的发展不断革新，需要多个学科之间的紧密结合。此外，出于有关行业对于物联网人才的需求，除了要求学生掌握丰富的理论知识以外，更为关键的是设置具有丰富化特征的实验课程，以培养学生创新与实践能力。而这一要求不仅会使学生在实际学习过程中遇到诸多困难，更会给专业课教师带来一定挑战。

1.2.1培养方案依然不够成熟

与其他传统产业相比，物联网产业发展时间较短，到目前为止依然没有形成一套十分清晰而具体的产业结构及发展脉络，还处于持续优化的进程当中。而各大高校物联网工程相关专业成立与发展不过几年的时间，因此在专业人才培养方面很难把握市场需求。部分高校和教师依然沿用传统专业课程的教学方式，不利于学生创新应用能力的培养。各个院校在对人才培养方案进行制定的过程中，通常结合自身对物联网产业发展人才要求方面的理解，同时融合既有专业培养的经验对人才培养方案进行确定。这一问题的出现，将不可避免的导致人才培养计划和实际市场需求之间的脱轨，当学生经过四年的学习踏入社会和工作岗位之后，创新与应用能力相对较弱。

1.2.2课程体系不够健全

课程体系属于支撑高校实现人才培养目标的重要基础，同时也是优化学生专业知识与技能学习质量的关键性因素。而由于物联网工程相关专业的实际成立时间比较短，各大高校在课程体系设计方面呈现出较大差异。高校大都将课程重点分配于理论性较强，且基础类知识要求相对较高的课程之上，更加偏重于设置某些具有更强应用性的课程，关注对学生动手实践能力的锻炼与培养。虽然各校侧重点具有一定差异，但是总体上都是就计算机技术、软件工程以及通信工程等相关专业提取部分核心课程，以构成物联网专业的整体课程体系架构。这也就导致所开课程无法固定、各类课程之间联系性较差、很难呈现出物联网专业特色、专业理论和实践间无法紧密配合等多种实际问题的出现，继而影响到专业发展，对学生创新应用能力的培养不利。

1.2.3实践教学效果较差

物联网专业对实践教学内容的设置要将创新性作为主要切人点，要跟相关行业的发展需求之间建立紧密联系，将学生创新意识与动手能力的培养作为专业设计的核心，通过对教学方法与教学平台的优化创新，协助学生将自身所学理论知识真正转化成实践能力，以促进我国物联网领域的健康发展。目前，物联网专业在实践教学方面所遇到的困难主要包括：1）有些实验项目的实际操作难度较大，而教师因为设施配备等因素的限制无法有效开展相应的演示教学活动，只能利用软件技术对仿真实验进行模拟展开教学活动。虽然，在虚拟环境之下能够实现对各实验项目内容的完成，而且具有较强的人机交互性，也能避免由于学生操作失误导致设备损坏。然而，此种实验过程毕竟是通过软件进行模拟所获得的，与真实环境之间仍具有较大差别。倘若长期使用此种教学方法对学生进行培养，不仅会影响学生的学习兴趣，也不利于对学生动手实践能力的培养。物联网开发环境属于一种软硬件相互融合的综合体系，利用仿真软件只能使学生学习到其中的原理，而实践操作上便显得力不从心。2）随着计算机技术、网络技术等现代高新科技的发展，使物联网技术快速更新，给教学活动的开展带来了一定困扰。当教师为学生传授一些理论知识和操作技能之后，在短时间之内可能已经在相关领域较为落后，或者已经被淘汰。这一问题的出现会造成学生在毕业工作之后很难符合工作岗位的技能要求。3）实践内容限制于教材当中所给出的实验。教材当中所设置的实验大都是原理验证类的基础性实验，使学生由实践层面实现对理论知识的理解。而只完成这些基础实验的教学，很难实现对学生综合创新能力的培养，也无法充分满足社会对专业人才的需求。出于实验设备与技术更新等方面的封闭性，教师很难对所应用的实践教学内容进行有效更新，无法依据实际教学情况与学生学情对课程内容进行调整。

2 物联网项目驱动教学改革措施

物联网专业课程设置主要以计算机相关专业内容为依托，因此在进行教学改革的过程中，应该在计算机课程中提取相关因素，并对教学方式进行有效创新，使计算机教学与物联网专业教学之间真正实现有机融合，促进教学改革的高效发展。

2.1 项目驱动下的物联网教学模式特征

2.1.1 分组学习

项目驱动教学需要以小组学习为依托，对项目内容加以具体划分，各小组及其组内成员都有属于自己特定的分工，而组员之间除了可以在课堂学习中相互交流以外，在课余时间也可以就相关项目问题展开分析与讨论。

2.1.2 信息融合

所谓项目驱动教学，是针对某个具體项目当中有待解决的一个（或者多个）问题进行研究，依据项目所围绕的核心内容，对多种知识结构和体系加以相互融合。而此种融合不仅体现在单一课程内知识点之间的融合，更是不同学科、课程之间的融合，也可能是对目前最先进技术和信息的融合。

2.1.3 结果导向

项目驱动教学需要具备相应的结果导向，可能趋向于对某个问题的深入探究，也可能是分析相应的解决方案。在传统教学模式之下，教学活动更加偏重于使学生在“听中学”，由教师直接将相关知识内容灌输给学生，很少利用知识内容指向某个实际问题。然而，在项目驱动的教学模式之下，则偏重于在“做中学”，以一个具体的项目为依托，实现对各相关知识点的有效串联。随项目教学的逐步推进，不仅能让学生充分理解与识记学科内容，还能在交叉学习中经历项目具体的研究过程与成果。

2.2 项目驱动教学改革

2.2.1 驱动理论教学

以项目小组为驱动的物联网理论课教学将会打破传统教学下简单围绕教材开展教学活动的模式，使以往教师讲给学生听，转变成专题讲座、小组分析与讨论的方式，使教学大纲当中要求学生掌握的各类知识点充分融入教学实践中。依据不同阶段各个项目小组所需达成的学习或者项目任务，教师可以结合各小组所面临的共性问题开设专题讲座，协助学生解决在理论知识学习中所遇到的难点。除了开设专题讲座之外，教师需要积极参与到各小组内的专题讨论会，扮演项目参与人员或者旁听人员的角色，为项目的具体实施提供一些意见，针对小组在探讨过程中所遇到无法解决的问题进行讲解。必要情况下，教师可以针对小组当中的某个人（或者某类角色）加以专门指导。如此一来，能使学生更加明确自身角色分工，抓准理论知识核心，为项目的具体实施和推进提供相应的理论基础。

2.2.2 驱动实践教学

实践教学活动需要以驱动理论教学为基础，结合项目实际需求、课程教学大纲内容具体开展。以项目为导向的实践教学，在方法选择上应该突显出学生在教学活动中的主体地位，引导学生深入任务情境，促进其主观能动性的发挥，使每名学生都可以利用自身已学知识实现对具体项目任务的完成，而教师在其中主要起到引导作用。针对项目小组所开展的驱动实践教学可以在实验室当中进行，或者在实训基地（项目所需实践场景当中）进行，学生可以依据自选或者指定的学习任务，明确自身职责，在同学之间的相互配合之下完成实践任务。此种实践教学模式有效改变了传统教育模式下以教材内容为简单导向的实验验证方法，使实践项目具有更强的多样性，且实践场景更为丰富化，对学生学习积极性的激发极其有利，能够真正促进学生创新应用能力的发展。

3 结束语

总而言之，在物联网专业教学中对项目驱动教学方式的有效利用，能够促进学生创新应用能力的培养与发展，更加符合现代社会发展对专业人才的需求，值得广大教育工作者更为深入的探索，在教学方法与内容选择上真正做到与时俱进，为国家培养出一批又一批具有良好综合素质的现代化人才。

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【通联编辑：代影】

收稿日期：2019-11-20

作者简介：孙晓杰（1976-），男，山东平度人，讲师，硕士研究生，主要研究方向为计算机教育、嵌入式系统开发、物联网系统研究。