论文项目小组驱动教学模式在物联网工程专业中的应用，该文是物联网工程方面毕业论文提纲范文与教学模式和联网和小组相关论文范例.
摘 要：分析目前物联网工程专业教学中存在的问题和当前物联网人才需求情况,提出在物联网工程专业的教学活动中采用项目小组驱动的教学模式,从项目小组的组建、项目小组驱动教学活动及考核方式等方面阐述项目小组驱动教学模式在物联网工程专业中实施过程和效果.
关键词：物联网工程专业；项目小组；教学模式；教学改革
0引言
物联网产业作为国家重点发展的战略性新兴产业近几年来得到蓬勃发展,智能家居、智慧交通、智能制造、智慧农业等诸多领域的物联网相关技术和产品不断涌现,深入影响到我们工作和生活的方方面面.为解决物联网产业发展过程中的人才需求问题,物联网工程本科专业也应运而生,自2010年批准设立以来,已有4届毕业生踏上物联网行业各个岗位,成为物联网技术与产业发展的中坚力量.物联网工程专业成立之初,其知识体系、培养目标、培养计划和培养模式基本上是空白的[1].由于物联网相关知识涵盖面广,多属于交叉学科,人才岗位需求也不像传统行业那样清晰明确,这就导致在教学过程中,教师与学生的教与学的过程目标不明晰.大多数学校现有专业与物联网工程的技术体系、知识体系、理论体系和应用体系大不相同,所以物联网工程专业的教学可以借鉴但不能照搬现有专业的教学模式[2].项目小组驱动教学模式将更贴近实际工作场景的项目团队的形式引入教学过程,以项目小组活动的形式组织教学和考核,可以适应物联网工程相关课程的特点,能够激发学生的学习积极性和创造性,取得更好的教学效果,提高学生的就业竞争力.
1物联网工程专业教学面临的困境
1.1培养方案尚不成熟
物联网产业不像其他传统产业那样有清晰的产业结构和发展脉络,还处在飞速发展和不断优化的过程中.物联网工程专业成立和发展的时间还比较短,高校在制定物联网工程专业人才培养方案时对产业发展中的人才需求无法很好地把握.不同的院校在制定人才培养方案时,多根据自己对物联网产业人才发展需求的理解以及学校原有的相关专业培养经验来制定培养方案.这难免会造成高校的人才培养计划与人才市场的需求脱节,培养方案滞后无法及时满足物联网产业发展对人才的需求.
1.2课程体系不完善
课程体系是支撑高校完成人才培养目标,保障专业知识学习效果的重要因素.鉴于物联网工程专业成立时间尚短,各类高校在设置自己的课程体系时也不尽相同.985、211等重点高校多将课程重点放在理论性强、基础知识要求高的课程上,一般高校和高职院校在借鉴优秀院校课程体系的基础上,偏重设置一些应用性强的课程,着重锻炼学生的实践动手能力.虽然侧重点有所不同,但大体上均是从计算机科学与技术、网络工程、通信工程、软件工程等专业中抽出核心理论课程组成物联网工程专业的课程体系.这就出现了开设课程不固定、课程之间的衔接缺乏系统性、无法体现物联网工程专业特色、理论与实践之间的配合不够紧密等诸多实际问题.
1.3实践教学环节不深入
经过近几年的发展,很多高校及教学仪器企业推出了一系列的实验方案及实验设备,但这些实验还多为单片机、嵌入式系统、传感器原理等的实验或其延伸,没有深入探索物联网工程3层架构下,感知层、网络层、应用层之间的有机联系,物联网技术发展中一些深层次的问题没有触及,物联网工程专业特色挖掘不深.
2物联网专业人才需求分析
物联网产业的发展已被提升到国家发展战略的高度,当前以及将来物联网各个细分领域不同层次的人才需求量巨大.物联网产业涉及行业广、横跨专业领域多、实践性强、发展速度快等特点决定了物联网行业人才必须满足知识面广、动手能力强、接受新事物快等素质要求.从用人单位的角度看,一些行业领军企业,如华为、中兴、阿里巴巴等,都已经设立了专门的物联网事业部门,设置了物联网相关的各类岗位进行物联网产品的市场调研、产品研发及市场推广,同时注重人才储备,有一定的前瞻性；而一些中小型的、创新型的企业没有实力实现完备的部门设置,岗位的设置也是按照产品开发需求或是项目需求来进行的.各级别高校中所培养的物联网工程专业人才大多数将要进入的是这些中小型的、创新型公司.这些需求特点给高校物联网工程专业的人才培养带来巨大的挑战和机遇.
3项目小组驱动教学模式方案设计
项目教学法基于群体学习理论、建构主义学习理论和多元智力理论,强调紧扣教学目标和要求,倡导学生以小组合作方式完成项目和交流展示成果[3].采用项目小组驱动教学的模式使教师的教学过程和学生的学习过程更加有的放矢,可以弥补当前物联网工程专业人才培养存在的培养方案不成熟、课程体系不完善、实践教学不深入等问题,使学生可以更早地接触岗位角色,使高校的人才培养更好地满足行业需求.
3.1项目小组的组建
3.1.1项目小组的生命周期
项目小组的生命周期可以分为萌芽期、形成期和成熟期3个阶段,与物联网工程专业本科4年的培养周期的对应关系如图1所示.
大一、大二是专业基础课的学习阶段,专业基础课包括物联网导论、程序设计基础、电子技术基础、计算机组成原理、数据结构、单片机原理、信号系统与通讯原理等课程,学生在此期间逐渐建立对专业发展方向的认识并学习相关基础知识.此时组建的项目小组,功能类似于学习小组或兴趣发展小组,学生在教师的引导下自由组合形成学习小组,在学习中取长补短共同进步,激发组员树立在专业发展方面的共同目标.
大三是核心专业课的学习阶段,核心专业课包括Zigbee原理与应用、传感器技术、无线传感网技术、射频识别技术及应用、无线网络技术等课程.学生在此阶段已经对物联网行业所涉领域有了一定了解,逐渐形成自己的岗位角色意向,在教师的引导下可以同自己的学习小组成员组建成岗位角色相对完整的项目小组,并在共同完成课程考核、课程设计,组队申报科创项目及参加大学生各类竞赛等活动过程中不断磨合,提高专业知识掌握水平,培养团队配合意识.
大四是专业拓展课程的学习阶段,专业拓展课程包括安卓系统应用开发、HTML5技术、嵌入式系统编程、无线传感网操作系统、云计算等.进入大四的学生,已经逐渐形成就业意向,开始为进入相关行业领域或岗位角色做准备,此时项目小组在经历了若干项目的磨炼之后,各成员之间的角色配合关系逐渐明晰,在实习和毕业设计过程中可以进一步磨合,提高团队配合解决较复杂的实际问题的能力,为将来就业或创业打下基础.
3.1.2项目小组成员及教师的角色划分
项目小组成员及教师的角色划分是一个动态的过程,伴随着项目小组不同的生命周期发展变化,具体划分如图2所示.
项目小组成员之间在项目小组的萌芽期是学习伙伴的关系,学习过程中互帮互助、共同进步.在项目小组的形成期,根据各成员在知识基础、性格爱好、就业意向等方面的不同在小组内部会形成不同的角色划分,这为学生在将来走向人才市场填写简历的岗位意向提供了路演的机会.根据市场调研及一些企业或机构发布的物联网行业岗位需求,当前所需的岗位大致包括物联网产品开发工程师、物联网项目管理工程师、物联网项目集成与测试工程师、物联网项目实施技术支持与服务工程师等.在进入项目小组的成熟期后,项目小组内部角色基本明确,可以完成一个小型开发项目从提出到实施的各项任务,形成一个小型创业团队的雏形.项目小组成员及角色是动态的,根据学习进度的变化、专业发展方向的选择及具体项目的需求可以进行项目小组成员的调整和人员的增删.
教师在项目小组中的角色是动态、多样的.在萌芽期,教师的角色更多的是教学的指导者,学习兴趣培养的引导者.在形成期,教师除了作为教学的指导者外,还增加了项目经理、模拟用户、项目组成员等多种角色.在项目小组的成熟期,学生的自学能力、自我管理能力进一步加强,教师的角色更多的是问题的提出者或是疑难问题的解答者.
3.1.3项目小组的选题
在项目小组的萌芽阶段,学生主要处于基础知识的学习阶段,项目选题主要来自教师指定的学习目标任务及一些课程实训课题.在项目小组形成阶段,学生正在学习物联网专业的核心专业课,各个学生根据自身特点必然会出现不同的专业发展意向,如基于Windows、IOS、安卓等平台的互联网应用开发,基于单片机及嵌入式设备的智能硬件的开发,基于某一具体需求的集成项目开发等.此时的选题可由老师根据自己的研究方向指定,或在小组讨论的基础上根据学生的兴趣爱好确定题目.在项目小组的成熟阶段,学生具备相当的专业知识基础,对行业发展有了一定的了解,此阶段可以拓展选修课程的学习、参加各类比赛为载体,自选物联网、互联网+、工业4.0等相关题目,以相对稳定的小组成员构成作为一个团队完成相对复杂的设计开发任务,并最终能孵化出一些有价值的创新创业项目.
3.2项目小组驱动教学活动及考核方式
3.2.1项目小组驱动理论课教学活动
由项目小组驱动的理论课教学模式将打破按照教材从头到尾的按部就班的理论课教学过程,将传统的老师讲学生听的教学活动转变为专题讲座、小组讨论及答疑,将教学大纲所要求掌握的知识点融入到这些教学活动中.根据不同阶段各项目小组所要完成的学习任务或项目任务,针对各项目小组中出现的共性问题,开展专题讲座,解决一些重点难点的理论知识点.除开展专题讲座外,教师还要参与各项目小组的专题讨论会,作为旁听者或是项目参与者为小组的项目实施提出建议,对小组遇到的疑难问题进行答疑.必要的时候教师要针对项目小组中的某一类角色进行指导,或是同某一位同学进行面对面的交流,这样能让学生更好地了解角色分工,掌握理论知识要点,保障项目实施的技术可能性.
3.2.2项目小组驱动实践教学活动
项目小组驱动的实践教学活动是在项目小组驱动理论教学活动的基础上,根据各小组项目的实际需求、相关课程的实践教学大纲规定的教学任务来进行的.项目导向的实验教学方法要以学生为主体,让学生进入项目任务的情景中,使学生发挥主观能动性,能综合应用所学知识完成项目任务,教师起引导和指导作用[4].项目小组驱动实践教学活动可以在实验室进行,也可以在实训实习基地或实际项目所需要的实践场景中进行,学生根据指定或自选的学习任务或设计项目,按照自己所负责的任务角色分组完成实践任务.这种实践教学模式改变了原有的按照实验指导书验证实验效果的做法,增加了实验项目的多样性和试验场景的丰富性,充分调动了每一位学生的积极性.
3.2.3项目小组驱动教学的考核方式
适当的考核方式不仅可以检验学生的学习效果,而且可以激发学生的学习积极性,引导学生更好地完成理论及实践课程学习任务,获得较好的项目实施效果.传统的卷面考试只能静态考察学生理论知识的掌握情况,对学生解决实际问题的能力考核不够全面.物联网工程专业的相关课程具有实践性强、涉及面广等特点,若采用传统的卷面考试形式,不仅考核效果不好,还会打击学生的学习积极性.项目小组驱动教学的考核以项目小组为单位,按照项目完成情况,各人在小组的角色分工,以小组讨论的参与度、项目的完成度、项目文档及项目答辩情况为依据进行考核,对完成在校级及以上各类大学生科技竞赛中获奖项目的小组成员也可以给予免试奖励.
4教学效果
项目小组驱动教学模式在安阳工学院物联网工程专业的单片机原理及应用、Zigbee技术、嵌入式系统编程等课程中进行了试验,覆盖了大二到大四3个年级,每班人数在70人左右.从萌芽期的每10人一个项目小组,到形成期成熟期的3~5人一个小组.教学形式和考核形式的改革极大地激发了学生的学习兴趣,岗位角色的定位让学生学习更有目标和动力,项目小组的团队活动培养了学生的团队协作意识,具备了解决一定规模复杂问题的能力.各项目小组申报的各级科技创新项目20余项,大三及大四的项目小组在参加全国大学生蓝桥杯大赛、Intel物联网大赛、河南省机器人大赛等竞赛中获得了较好成绩.项目小组完成的智能灭火小车、基于BLE的室内定位、智能农田灌溉等项目不仅成为大四学生的毕业设计课题,还成为了他们开展后续的创业项目的基础.
5结语
基于项目小组驱动教学模式在物联网专业中的实施还面临着很多实际问题,比如同原有培养方案课程体系的衔接问题、项目选题与课程教学的匹配问题、各任课教师之间的协作问题、项目小组活动的场地问题等.同时,这种教学模式也对教师提出了更高的要求,教师必须对所授课程特点进行深入研究,把握课程知识点和实验实践方法,指导学生完成分组、选题、小组活动等工作,最终达到教学相长的目标.
基金项目：2016年度安阳工学院教育教学改革研究项目"项目小组驱动教学模式在物联网专业中的应用研究"（AGJ2016032）.
第一作者简介：曹领,男,讲师,研究方向为物联网应用,ayitmcu@126.com.
参考文献：
[1]胡成全,魏晓辉,钟丽鸿,等.物联网工程专业课程设置与实践教学体系设计[J].计算机教育,2015(9):12-15.
[2]冯云霞.物联网专业实训教学模式探讨:以青岛科技大学物联网专业为例[J].计算机教育,2012(21):13-18.
[3]张兰芳.基于"项目教学法"的计算机基础教学及其评价[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012,37(6):245-248.
[4]张璞."案例驱动+项目导向"的Ja程序设计课程教学模式研究[J].计算机教育,2017(2):58-61,67.
（见习编辑：景贵英）
该文总结，此文是一篇关于对不知道怎么写教学模式和联网和小组论文范文课题研究的大学硕士、物联网工程本科毕业论文物联网工程论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.
参考文献：
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