CDIO理念下物联网专业实践教学体系探讨

李波 张恒 刘艳丽

摘 要：CDIO理念注重培养学生的主动性和实践能力，组成这个词汇的4个字母分别代表着构思、设计、实现、运作，充分彰显了该教育理念的核心特点。在现代社会中，仅仅掌握理论知识已经无法满足岗位要求，专业人才需要具备实践、创新、应用等能力，要不断提升人才的综合水平。所以，教学的过程中，可以应用CDIO理念。文章主要对该理念在物联网专业实践教学体系中的应用进行了探讨和分析。

关键词：CDIO理念;物联网;实践教学

0 引言

在信息时代背景下，社会对信息技术人才的需求在不断加大。优势是物联网技术发展迅速，相关的专业教育也应运而生。在物联网专业教育中，教师要明确教学的目标和核心宗旨，即培养学生的实践应用、创新发展的能力，使学生掌握计算机、软件、通信等多个学科、领域的知识技能，保障学生可以在实践操作的过程中灵活的运用各项知识。为此，教师可以运用CDIO理念，该理念符合现代教育的要求，对提升学生的综合能力素养有很大的帮助。

1 CDIO理念下的物聯网专业教学

1.1  CDIO理念

CDIO理念是一种符合现代教育要求的教育理念。在运用该理念教学的过程中，不仅可以进一步强调实践的作用，还能培养学生的创新能力。一方面，该理念从宏观的角度进行分析，可以培养更多有效的物联网人才。在实践教学的过程中，会围绕项目工程展开，从更大的范围入手，使学生对项目构思、设计等方面进行更加深入全面的研究。在这个过程中，不仅校企形成良好的合作关系，产业和社会之间的关联性也会进一步加强。根据物联网专业的特点，大工程观发挥着十分重要的作用，学生可以从宏观角度构建实践学习体系，掌握学习的方法和技巧，进而积累更多经验、强化自身能力;另一方面，着重培养学生工程素质。在开展教学活动的过程中，CDIO理念重视学生实践能力的影响[1]。这种实践能力以社会和企业环境为基础，是对具体的物联网专业技术知识、实践应用能力的培养。不仅如此，在该理念的引导下，学生的团队精神、协调能力、沟通能力也会随之提升。学生可以在实践的过程中发现、分析、解决问题。从职业的角度来分析，该理念可以增强学生的组织能力、职业道德、职业态度等素养。物联网专业的发展可以带动产业的进步，从CDIO理念可以看出，教育会根据产业需求进行调整，并与工程项目结合在一起，为学生营造学习知识技能的真实环境。通过全方位的培养，可以提升学生各项能力，使学生成为更高素质的专业人才。

1.2  教学设计

物联网专业属于工程类学科，教师在设计实践教学内容的过程中，应该将培养学生的工程能力作为基础，强化学生的工程素养。物联网专业对工程能力的要求较高，学生需要运用物联网知识解决具体的问题，不仅要掌握理论知识，还要具备各项技能。在专业教学的过程中，需要了解产业发展趋势、国家战略、市场条件等多方面信息，这样才能培养出具有创新能力、实践能力的高素质人才，确保学生可以与时俱进[2]。CDIO理念教学模式符合物联网工程专业人才培养的特性。在教学的过程中，教师可以充分发挥CDIO理念的作用，根据该理念创建人才培养模式，促进学生专业素质的不断提升，为学生的未来发展奠定良好的基础。

2 基于CDIO理念构建物联网专业实践教学体系

2.1  明确教学目标

以CDIO理念为基础，教师要先树立明确的教学目标，围绕目标设计后续内容。为了确保教学目标的科学性、合理性，教师需要先进行企业调研，了解行业的发展现状，同时也要获取专家的建议，分析学生的学情、就业情况等等，从多个方面获取信息，了解社会对物联网人才的要求，然后根据具体的教学要求，将培养学生的应用技能作为基础，围绕应用技能制定时间、创新、素质等教育目标。具体来说，需要制定4种能力构成的实践教学目标，包括基础实践、专业实践、创新实践、社会实践[3]。在基础时间方面，以基础知识和技能为主，具体包括计算机应用能力、数据库应用能力、资料检索能力等内容;专业实践能力则围绕专业需求进行设置，包括硬件设计能力、软件开发能力、网络设计能力等内容;创新实践能力以学生的创新能力为主，具体包括产品设计、项目管理、项目实施等能力;社会实践能力则涵盖在学生的综合素养之内，是每个专业学生都需要具备的能力素养，具体包括人际交往、团队协作等能力，同时也包括职业道德、职业操守等品质。以物联网专业来说，最主要的职业道德就是遵守信息安全规范，杜绝滥用信息。

2.2  设计实践内容

在实践教学内容设计的过程中，教师首先要明确物联网专业的特点，然后根据教学目标和实际情况构建实践教学体系。教师可以采用实践和理论相结合的方法，以理论教学为基础，围绕能力培养展开教学，重视整体训练。物联网系统可以分为3个层次架构，不同层次需要运用的知识内容和技术能力不同，教师要对物联网系统结构进行分析，并据此构建知识体系和具体的教学内容。一般来说，应用层需要掌握的知识包括智能处理、云计算、数据融合等内容;传输层需要掌握的知识包括组网技术、通信协议、通信电路设计等内容;感知层需要掌握的姿势包括RFID、GPS、激光扫描器等内容。在课程内容设计的过程中，教师要坚持循序渐进的原则，要将项目开发、应用作为核心，开展实习、训练、竞赛、科研等实践活动，不仅带领学生在校内进行学习实践，还要鼓励学生进入企业中进行实训，实现产学研结合，促进学生全面发展。

2.3  构建课程体系

实践课程体系构建的过程中，要将具体的项目作为载体，根据物联网的特点，可以构建三级项目实践教学模式。一级项目应该在整个教学体系中贯穿落实，以毕业设计、实习、竞赛等内容为基础，重视具体的物联网设计与开发，增加学生的实践经验、锻炼学生的应用能力;二级项目围绕课程群展开，综合应用已经学过的课程知识，通过实训的方式开展教学，巩固一级项目教学;三级项目则将单独的课程作为基础，属于二级项目的分支内容，在课程中设置各类子任务，包括课程设计、综合性实验、验证性实验3项内容。具体来说，一级项目主要包括通识课、基础平台可、认识实习、物联网应用系统开发等内容。更进一步划分，以二级项目中的感知模块为基础，物联网应用系统开发包括电子技术、传感器、射频识别等内容。根据物联网的3个层次，物联网应用系统开发也可以分为3个层次，数据采集模块的内容包括C程序设计、嵌入式程序设计等等;数据传输模块则包括无线通信、无线传感器网络等等。此外，二级项目还包括应用界面模块、数据处理模块和创新创业项目。

2.4  实施教学内容

在教学体系框架构建完成后，教师要组织学生开展实践教学活动。首先，要为学生建设良好的实践教学环境。学校应该提供丰富的实践教学资源，包括单片机实验室、物联网综合实验室等等，为学生开展实训活动提供空间。学校还要积极与企业形成合作关系，获得企业的实训实验室，为学生参与顶岗实习、设计毕业项目提供更多条件[4]。建立多样化实践平台，与实践教学活动结合在一起，使学生在学习课程的同时也能进行项目开发，实现“做学结合”，发挥CDIO理念的作用。此外，还要建立完善的考核与评价体系。实践教学不能依靠笔试考核来判断，应该加强过程性考核，也就是注重学生在教学过程中的表现，了解学生知识的掌握情况以及能力的塑造情况，考核学生的综合素质。物联网专业应该侧重实验技能、工程设计、创新思维等方面的考核。此外，也要重视个人素质的评价，包括道德品质、团队精神、职业道德等等。学校可以增加学分项目，以创新创业为主，为获得过奖项、荣誉的学生提供奖励，以此激发学生参与实践活动的积极性，同时也可以鼓励学生积极创新创业。

3 结语

综上所述，在物联网专业实践教学体系构建的过程中，教师可以围绕CDIO理念进行设计构建，不仅要设计实践教学内容，还要加强考核管理，确保教学体系的完善性。应该着重培养学生的技能、素养，使学生不仅可以掌握专业知识，还可以在实践中积累经验，并且不断创新和发展。

[参考文献]

[1]李显宁，王慧.基于CDIO理念的高职物联网课程实践教学探讨[J].广西教育，2020（11）：155-156.

[2]李显宁，王慧. 基于CDIO理念的高职物联网课程实践教学探讨[J]. 广西教育，2020（11）：155-156.

[3]陶丹、高睿鹏、陈紫微.基于CDIO理念的物联网技术研究生课程教学实践[J].教育教学论坛，2020（36）：233-234.

[4]沈建林.基于CDIO理念中职物联网技术实践课教学的实践研究[J].职业，2019（31）：90-91.

（编辑 何 琳）