基于“SPOC+梯度式任务驱动”的物联网安防系统课堂教学模式探索

杨云娟

摘 要：文章以物联网产业成为热门、各类技工院校纷纷开设物联网专业为背景，分析了传统课堂教学模式存在的弊端，提出构建基于“SPOC+渐进式任务驱动”的线上、线下混合式课堂教学模式，并详细阐述了该模式的实际教学过程和具体教学方法，以期能为教学模式探索提供一些参考的质量标准。鉴于此，文章详细分析探讨了市政给排水管道防腐施工新技术的应用，希望能够为行业发展提供一些理论参考。

关键词：物联网;SPOC梯度式;任务驱动;教学模式探索;线上线下混合

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2020）11-057-04

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.027

物联网（Internet of Things）的出现和崛起，是人类科技文明进步的第三次巨大变革，其构想和概念最早源于美国麻省理工学院。物联网是指通过一定的科技设备，对不同物体的信息进行采集、处理，然后按照一定的交换协议和交流渠道将采集的信息进行传递、交换、反馈和动作，最终实现物-物、物-人之间的“万物互联”[1-2]。

1 研究背景

为倡导和支持新兴产业的发展，国务院工业和信息化部相继出台了相关政策和战略规划，物联网已然成为备受社会各界关注的热门行业。物联网产业的急剧发展，在带动国内经济增长的同时，就业市场也出现了巨大的人才缺口。这一现状为各院校毕业生的就业带来极大挑战，也带来无限可能的机遇[1-4]。

在物联网就业市场人才紧缺的背景下，各类技工院校纷纷申报并积极开设物联网专业，各院校通过大规模扩建物联网实训基地，采购专业实训设备，引进物联网专业人才，通过与物联网企业进行校企合作、新型学徒制等方式，大力推进物联网相关专业建设。技工院校对物联网专业学生培养的侧重点是实用技术型人才，目标是培养物联网企业一线施工工作的应用型人才，其定位的职业核心素养是技能。在课程教学模式上以基础理论知识为基点，带动学生操作实践，注重学生在设备安装、操作、系统方案解决和简单编程应用等方面的提高。同时，技工院校学生的特点比较明显，主要表现在以下方面：

熟悉网络和新媒体平台，喜欢新鲜和变化的事物;动手能力强;缺少对理论知识进行主动探究的动力和热情;理论基础比较薄弱;在以往的课堂生涯中普遍缺少成就感。

传统的课堂教学方式是填鸭式理论铺垫、教师操作演示，然后学生机械地复制、操作、实践。填鸭式理论讲解会使学生觉得单调、乏味、枯燥，没有兴趣深入掌握理论知识。教师操作演示、学生实践，往往就是学生片面地模仿复制，学生没有变通思考的机会，无法从宏观上有机掌握课堂核心内容，也缺少成功的成就感和乐趣，还会使一部分动手能力弱的同学产生畏难心理。这种教学模式会使学生丧失学习的兴趣和积极性，无法取得良好的教学效果。因此，在物联网智能安防系统课程教学中，必须探索实践新型教学模式，增加学生学习的趣味性和积极性，给学生创造变通思考的机会，使学生在“学会”的同时也“会学”“乐学”。

2 SPOC教学模式与梯度式任务驱动法

2.1 SPOC教学模式

SPOC（Small Private Online Course），即小规模限制性在线课程，是基于MOOC的继承、创新与完善。SPOC这一概念最早由福克斯教授提出，随后哈佛大学、麻省理工学院等学校都进行了SPOC教学模式的实验，实验效果良好，由此SPOC教学逐渐进入了人们的视野[5-6]。

SPOC教学模式的出现，有效弥补了传统教学模式的一些缺陷。课前，教师线上发布课前导学任务单、微课视频、PPT课件、趣味小测验等形式的学习资源，学生可以利用碎片化时间随时随地观看、学习资源，进行前期的自主学习、讨论、研究并查阅资料，然后带着思考、问题和任务进课堂;教师根据学生的线上自学情况，掌握学生的基本状况，并进一步优化课堂任务。课上，学生根据分组在课堂上进行协作探究、互动交流以掌握知识，同时根据任务进行相关实践，老师在旁进行答疑、启发，最终使得学生主动掌握课堂知识。

2.2 梯度式任务驱动法

“任务驱动法”是引导学生自主研究、探索并增加学生学习主观能动性的一种教学模式，以解决问题、完成目标任务为主。教师根据学情分析及学生课前预习的基本情况，对教学内容进行评估、整合，重新优化教学空间与教学流程，将教学知识点和教学目标巧妙地隐含在一个个任务之中，并进行逐步地提高、升级，使学生在完成“任务”的路上“边前进边学习”[5-7]。

随着年级的增长，一个班级中总会分化出不同基础层次的学生，教师要针对不同基础层次的学生在课堂上开展梯度式分层教学，将课堂任务分解成多个任务模块。这些任务模块要由浅入深、从易到难、循序渐进，保证全体学生都真正学到知识。“梯度式任务驱动法”要求教师设置任务时要照顾不同层次的学生，以动手实践能力最弱的学生为基础，按照不同难度水平逐层递进，既保证实践能力弱的学生不会产生畏难心理，又保证实践能力强的学生觉得富有挑战性和成就感。

3 基于“SPOC+梯度式任务驱动”的线上、线下混合式课堂教学模式构建

在以往的物联网智能安防系统课程教学中，教师通常先讲授理论，讲解或实际演示具体操作过程，直观地告诉学生怎样接线，然后学生机械地练习接线，教师通过巡视进行指导答疑。在这种教学模式下，学生只是简单、机械地重复教师的操作，没有将知识内化为自己的技能，如果场景更改、参数改变或者设备更换，学生依然不会自主研究和探索，难以达到理想的教学效果。但是，物联网智能安防系统课程是一门专业技术性很强、实践应用场景多样化的综合性课程，深刻理解知识原理并能自主进行探究是深化教学效果的重要保证。

由于该课程实践应用性强，枯燥复杂的理论知识相对较少，比较适合学生开展自主探究学习和相互协作学习。因此，笔者改变传统教学模式，在课堂实施过程中融入SPOC与梯度式任务驱动法，课前为学生提供导学任务单、PPT、微课等教学资源，使学生合理分配时间并根据导学任务单进行自主学习。教师根据学生的具体学习情况和基础水平设计相关课题任务，使学生在课堂中整合新旧知识和技能，主动思考、合作探究、勇于尝试，学会发现问题并自主寻找解决问题的方法和途径，直至问题解决。基于以上分析，文章初步构建了基于“SPOC+梯度式任務驱动”的物联网安防系统课堂教学模式，其实施的教学模型如图1所示。

3.1 课前

3.1.1 教师准备

教师对教学内容和教学空间进行重新整合、优化，根据本班学生的性格特征和学习基础，精心设计布置导学任务单，并提供相关的思维导图框架、导学题目、微课视频和课件等资源。准备课前资料时可采用MindMaster制作思维导图、录屏软件（如嗨格式录屏大师软件1.0.27.24等）录制视频，而后借助云端一体化、问卷星等多种平台，将所有资源共享给学生。同时，教师根据云平台的答题统计及阅览次数实时掌握学生的自主学习情况，课前知识传授流程图如图2所示。

教师课前将震动探测器的原理提炼成知识点，根据本堂内容编制导学任务单和题目等，录制微课视频帮助学生学习。

3.1.2 学生学习

学生在课前接收到教师发布的相关资源后，首先要明确教师安排的导学任务，然后根据实际任务合理分配时间，利用教学资源进行自学。在此学习过程中，也可通过各种通讯工具与小组的学习伙伴进行协作学习、探究和讨论，若有不懂的地方可及时向老师反馈，方便老师掌握相关情况，在课堂上进一步讲解。

3.2 课中

3.2.1 创造情境，设计课堂任务

教师对教学内容和教学空间进行重新整合优化，根据本班学生的性格特征和学习基础，精心设计布置1～5个任务（分为基础、中级和提高）。由于不同学生的基础和动手实践能力不同，教师应结合具体教学内容和实际课堂情况进行任务设计，课堂任务并不是越简单越好，更不是越难越好。过于简单，学生觉得枯燥无味;如果太难，学生会失去信心和兴趣。任务设置由易到难、循序渐进，使学生通过不断的努力和探索后才解决问题。这样，才能激发他们学习和探索的热情。

在实施基于“SPOC+梯度式任务驱动”的物联网安防系统课堂教学时，要对物联网智能安防系统课程的目标和学生不同的动手实践能力水平进行综合考虑、评估，根据实际情况制定科学合理的课堂任务。将课堂的主动权还给学生，将传统的被动填鸭式灌输变为学生主动思考和探究，激发学生解决问题的信心和学习热情。在提高学生物联网实践技术水平的同时，促进学生培养善于合作、勇于探索、敢于实践的工匠精神。在实际教学过程中，教师对知识点进行提炼、总结，通过设计具体的课堂学习任务、隐含知识点，使任务难度呈阶梯状分布。充分考虑班级内不同基础层次的学生，使每个学生完成与自身水平和能力相符合的学习任务，真正做到因材施教，并利用同学间的“先会”带动“后会”，促进所有学生共同进步。

3.2.2 积极引导，用理论解决实际问题

学生根据课前学习的理论，一步步寻找解决实际问题的相关方法和途径。如果在完成课堂任务过程中出现疑问或者遇到无法解决的问题时，可以再次回顾、学习相关微课，并有序与小组成员進行讨论和思维碰撞，讨论过程中也可通过查阅课本等资源寻找解决方案，同时也可以直接向老师请教，老师可旁敲侧击地进行引导思考和答疑。

基于“SPOC+梯度式任务驱动”的物联网安防系统课堂教学要注重理论联系实际，终极目标是要让学生将学习到的理论知识运用到实际应用当中。教师设计教学任务时将技术原理进行提炼总结，并使之分解化、趣味化，穿插到任务中使得学生对知识点的掌握过程贯穿整个物联网实践教学，鼓励学生利用所学知识去解决实际问题，从而使学生有效掌握物联网智能安防系统的实际施工技术。对于学生在完成任务过程中出现的问题，引导学生通过查阅资料、小组合作探究等方法自主寻找解决问题的方法，直至问题得到解决。通过物联网安防系统课堂实践学习，建立自主学习和自主探究的思维体系，不仅要提升学生解决问题的能力，更重要的是使学生学会学习和解决问题，即不仅“学会”，更要“会学”。

3.2.3 鼓励合作，协同探究、共同进步

经过课堂的学习与实践，各小组派出一名代表汇报本小组的任务完成情况，总结该任务中遇到的难题以及解决该难题的方法，分享学习经验与收获。在学生完成课堂任务的过程中，总是会出现一些思维定势或者自身难以解决的问题。当学生遇到这种问题时，教师不宜直接告诉学生具体解决方法，可通过引导学生自主探究或小组间的讨论、合作来相互帮助解决问题。通过努力和探究得到的解决方法会让学生比较有成就感，能加深印象，若有些同学有新颖的想法也可相互分享。通过小组合作和探究，共同成长进步，培养学生团结合作、沟通交流等职业素养，为学生将来在社会上适应职业环境、胜任岗位工作打下坚实基础。

3.2.4 因材施教，开展个性化辅导

课堂上总有一些学生比较善于从不同角度进行探究和思考，教师可对该部分学生提出的问题进行针对性答疑。同时，对于一些不擅长合作的学生，老师可适时启发、提点，为其个性化辅导，实施因材施教。

3.2.5 观点碰撞，进行分享互评

课堂评价主要以小组自评、组间互评和教师点评的方式展开，评价方式需多样、全面，课堂评价以交流和鼓励为主，评价过程需保证公平，注重经验总结和观点分享。评价的目的是让学生在听取各方面意见后，进一步高效、快速地完善自己的任务。同时，通过组间交流分享，让学生学习其他组新颖的观点或者了解其他组的经验教训，让每个学生都透彻地掌握相关知识，避免类似错误再次发生[8-10]。

3.3 课后

课后进行课堂效果反馈评价、问题归纳，进一步优化教学方案，并将课堂知识通过比赛、技能节等进行迁移运用，使学生的知识得到进一步巩固和提高，如图3所示。

4 结语

如何有效提高技工院校学生的物联网安防技术实践能力，增强学生学习的主观能动性，提高学生自主探究问题并解决问题的能力，这不仅是技工院校和教育领域亟待解决的问题，也是社会各界共同关注的热点问题。通过教学实践发现，传统的课堂教学方法存在一定弊端，“教师为核心和主体”的课堂无法满足不同水平学生的学习需求，无法取得良好的教学效果。基于“SPOC+梯度式任务驱动”的物联网安防系统课堂教学改变了传统的教学模式，根据不同学生的不同基础水平，设计不同梯度的课堂任务，使学生带着目标和任务进入课堂，并成为课堂的主体和核心，使学生在学习和实践中获得成就感。基于“SPOC+梯度式任务驱动”的物联网安防系统课堂教学，能增强学生的积极性和自信心，提高学生遇到问题时主动思考、分析、探究并解决问题的能力，在物联网智能安防系统实践教学中展现了良好的适用性和有效性，大大提高了学生的物联网实践技术能力，培养了学生勇于探究、敢于探索的工匠精神。

参考文献

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[7] 王峥，苏小红.MOOC+SPOC混合式教学研究[J].计算机教育，2017（01）：91-94，98.

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[9] 胡啸.任务驱动法在计算机基础教学中的应用[J].软件导刊，2013，12（01）：171-172.

[10] 牛丽云，刘晓庄，杜广如，等.以任务驱动学生学习动力——线上教学实践与分析[J].中国轻工教育，2020（03）：24-27.