物联网工程专业实验课程改革研究

文/朱永琴

实践性教育是应用型本科院校的重要教学环节，在培养学生创新意识、创新精神和创造能力等方面具有不可替代的作用，在物联网技术不断革新及广泛应用的大环境下，市场对于实践型人才的需求量呈现出逐年递增的趋势，一方面，为相关专业的毕业生提供了大量的就业机会，另一方面，也对物联网相关专业的教学提出了新的挑战[1]。

为了顺应信息时代发展，黄河交通学院结合自身办学特色，开办了物联网工程专业，将计算机技术与互联网技术相结合，实现了数据信息的智能化传递与执行。无论是新增物联网专业还是高校改办专业，在专业教学活动的实施过程中，均需要充分利用高校现有的教学资源、教学设备，深入挖掘行业对人才提出的要求，才能切实培养出物联网行业的优秀人才。尽管部分高校已经针对当下教学现状对物联网工程专业教学开展了不同程度的改革，但在实际的实施过程中仍存在对于专业实验课程重视程度低的现象，部分高校实验课程项目较为落后，与行业应用技术严重脱轨，最终造成教学效果不理想，学生缺乏学习兴趣，无法将理论知识与实践操作相结合。

结合目前物联网工程专业的实验课程教学现状，笔者将从以下五个方面，对专业实验课程的改革进行研究。

一、设定实验课程的层次教学目标

根据学生的学习能力及知识的接受能力，设定实验课程的层次性教学目标，按照实验课程难易程度，将必修基础实验课程设定为一层目标，要求学生按照教学大纲要求熟练使用常用实验设备，了解实验设备的工作原理，明确设备在使用中的参数检测情况。

设定专业课程独立实验为二层目标，要求学生在课堂中可按照教师的教学进度完成实验流程。设定大型综合类实验为三层目标，要求学生可具备基础的设计实验能力，可根据实验实际需求完成检测或设计内容，具有获取数据、处理数据、分析数据等能力。

采用上述设定层次目标的方式，可有效地压缩实验课程的课时，减少实验项目数量，提升独立实验项目的综合性，结合教师线下教学指导，可充分地发挥学生的主观能动性，有利于学生在实验中发现自身的不足，切实做到将专业实验课程由分散性向综合性方向转换。此外，有助于提升理论知识的实用性，有效提升学生的学习兴趣。实验课程目标设定过程中如涉及实验设备安装及调试等，均可结合实验中实际情况而定，进而满足物联网工程专业实验课程的教学要求。

二、增设综合性实验项目

物联网企业为了降低市场项目的开发成本，适应信息化社会的发展要求，在确保项目开发效率及质量的基础上，不遗余力地开发物联网工程新技术，与之相匹配的技术在高校实验课程中的应用，同样需要物联网工程专业学生有所掌握[2]。为此，在传统的物联网工程实验课程中引入市场建设新技术，增设综合性实验项目。例如，新技术在软件开发中的应用，新技术的安全维护性能研究等。结合实际课时安排，可将该部分课程作为学生的选修课程，在课堂上主要以教师演示实验或课堂小组讨论为主，其主要目的是为了拓宽学生的视野，提高实验课程与行业发展的接轨程度，扩展物联网工程专业学生的知识面。

针对学生实践能力及创意能力较差的问题，可采用综合性实验的教学改革方式，增加综合实验在教学活动中的数量，考虑到教师调研课题内容，由于市场所应用的部分物联网技术未经过国家标准认证[3]。

可引导学生利用课余时间动手查阅资料，设计设备相关参数检测方法，也可鼓励学生针对目前市场上所应用的技术中存在的缺陷进行纠错，提出有效的改进措施，提升设备的综合性能。

三、开放专业化实验室

传统的校园实验室只针对专业教师开放，为了适应应用型本科院校物联网工程专业实验课程的改革需要，引入“7+12”实验室管理模式，即每周7天，每天12小时开放时间。扩大实验室内物联网覆盖范围，提高实验室中网络安全性，避免因网络爬虫病毒进入造成学生身份信息泄露。同时，实验室内配备专业教师提供学生线下实验指导，学生可结合自身需要，利用课下时间到实验室进行专业实验操作，提升自身的专业能力。

学生凭学生卡进入实验室，由值班教师记录学生出入时间，并提供学生有关项目案例，依照设备调试及实验标准流程，完成实验，打印实验报告书写有关数据，由教师给予学生正确指导[4]。

在上述过程中，学生不仅独立动手操作完成实验，同时还可以熟练掌握实验设备安装原理、整理实验流程，在实验过程中，学生会发现实验结果及输出数据具有不确定或不可预计性，因此可以激发学生对于实验学习的兴趣。除此之外，教师可实时掌握学生的学习动态，了解学生的操作情况，有助于制定教学计划，及时调整实验课教学任务。

四、设置实验技能竞赛

增设校园实验技能竞赛，设置专业组与非专业组，专业组由物联网工程专业学生构成，非专业组由校园内其他专业的学生构成，定期实施教学实践活动，通过比赛学生的实践能力均有不同程度的提升，同时学生的专业技能得到了一定的锻炼。营造了良好的学习氛围，促进学生之间良性竞争，有利于学生对于专业知识的掌握[5]。

对于专业学生而言，由于竞赛中增加了部分综合性实践项目，而传统的实验课内容难以满足学生对于个性化知识的需求，因此，在竞赛开展前期，学生可采用自愿报名的方式，提出自身兴趣点及能力范围，教师可结合教学大纲要求，在教材中抽选综合性实验项目，通过竞赛强化学生对于知识点的认知。对于竞赛模式，仅以完成实验项目的时间及结果准确率为评定标准，实验完成时间占竞赛总成绩的40%，实验结果准确率占总成绩的60%。采用上述方式设计校园专业实验竞赛，不仅能提升应用型本科院校物联网工程专业学生对理论知识的学习热情，同时也能带动理论知识掌握能力较差的学生。对于竞赛中取得优异成绩的学生，可在物联网工程专业学期成绩中给予一定的加分，可调动学生的参赛积极性。

五、改革实验课程评价方式

针对传统实验课程评价方式中存在的评价角度过于单一的问题，下述将开展实验课程评价方式的改革研究。根据实验考评项目的不同，设定不同的学生实验评价指标。对于常规必修实验项目，仍沿用传统的课程评价方式：学生课前预习情况占总成绩的5%，实验流程熟练程度占总成绩的30%；实验报告数据完整度及正确率占总成绩的35%。

除此之外，增设学生提出实验合理化意见这一环节，结合实验中出现的不确定的预测结果，学生可提出合理解决意见，依照意见的可实施性，对学生实施综合评分，占总成绩的10%。根据学生参与校内技能实践获得的成绩及课堂中与教师互动情况，对学生评分，占总成绩的10%。结合学生在实验室进行实践的时间及学生完成的实验项目的情况，对学生进行评分，占总成绩的10%。采用上述多维度的评价方式，可促进学生在实验课程中进行思考，进而满足学生全面发展的要求。

六、结语

本文从五个方面研究了物联网工程专业的实验课程改革，经过一段时间的教学实践和整理学生调查数据，85%以上的学生实践能力有不同程度的提升，部分学生已经进入到企业进行顶岗实习，企业管理者表示该部分学生在工作中具有一定的工作能力与创新意识，符合市场需求，从而证明实验课程改革是一项系统性工程，需要高校从多维度层面思考实验课程改革中存在的问题，以满足教育市场对于人才培养所提出的要求。