應(yīng)用自組織學(xué)習(xí)理論改革物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新研究

鄧銘輝

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱 150001)

應(yīng)用自組織學(xué)習(xí)理論改革物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新研究

鄧銘輝

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱 150001)

結(jié)合自組織學(xué)習(xí)理論，在農(nóng)業(yè)大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開展自組織教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新研究，實現(xiàn)學(xué)生的團隊學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力，實現(xiàn)實驗教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新。

自組織學(xué)習(xí)理論； 物聯(lián)網(wǎng)工程；實驗教學(xué)模式；創(chuàng)新

實驗教學(xué)是理工科專業(yè)的一種非常重要的教學(xué)模式，通過實驗教學(xué)可以使學(xué)生們更好地理解和掌握理論課所學(xué)知識，但在實驗教學(xué)中也存在一些問題，其中教師在實驗課中的作用一直存在分歧，有的時候教師管得過多過細，導(dǎo)致實驗課成為了理論課的翻版，學(xué)生們無法自主地完成實驗，缺乏主觀能動性。有時，教師又采取放任自流的方式對待實驗教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生們無法真正理解實驗內(nèi)容，有很多學(xué)生濫竽充數(shù)，實際沒有學(xué)到任何東西。因此，實驗教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新是一個亟待解決的問題。

1 自組織學(xué)習(xí)理論

自組織理論是耗散結(jié)構(gòu)理論與協(xié)同學(xué)理論的總稱。耗散結(jié)構(gòu)理論是比利時諾貝爾化學(xué)獎獲得者普利高津教授于1969年創(chuàng)立的。協(xié)同學(xué)理論是原西德著名物理學(xué)家哈肯教授于上世紀70年代提出來的。普利高津和哈肯都是研究一個系統(tǒng)內(nèi)部不同部分、不同變量之間相互聯(lián)系、相互作用，從而使系統(tǒng)從無序中產(chǎn)生出組織良好的新的穩(wěn)定有序結(jié)構(gòu)，并能在不斷輸入物質(zhì)、能量時維持這些結(jié)構(gòu)，因此把耗散結(jié)構(gòu)理論和協(xié)同學(xué)理論統(tǒng)一稱為自組織理論。

我國應(yīng)用自組織學(xué)習(xí)理論改革傳統(tǒng)教學(xué)模式的研究正處于起步階段。王紅于2004年發(fā)表論文《論自組織理論與大學(xué)課堂教學(xué)模式改革》，提出課堂教學(xué)系統(tǒng)具有復(fù)雜性和自組織特性。秦亞娟于2009年發(fā)表論文《基于自組織理論指導(dǎo)下的英語課堂教學(xué)模式探索》，分析應(yīng)用自組織學(xué)習(xí)理論如何對英語課堂教學(xué)模式進行改革和創(chuàng)新。李大勇于2010年發(fā)表論文《自組織理論與大學(xué)課堂教學(xué)模式》，根據(jù)自組織學(xué)習(xí)理論，提出大學(xué)的課堂教學(xué)是教學(xué)系統(tǒng)由被組織轉(zhuǎn)變?yōu)樽越M織的過程。

2 自組織學(xué)習(xí)理論在農(nóng)業(yè)大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的具體教學(xué)實踐

物聯(lián)網(wǎng)作為一個戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)一個新的技術(shù)和經(jīng)濟增長點，具有廣闊的發(fā)展前景。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一門交叉學(xué)科，涉及計算機技術(shù)、電子通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個實踐性非常強的專業(yè)，直接面向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實踐，因此需要重視專業(yè)培養(yǎng)中的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實驗教學(xué)，使學(xué)生掌握基本的技術(shù)開發(fā)和工程實踐能力，能夠在將來的技術(shù)工作中獨立地完成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的生產(chǎn)、設(shè)計、開發(fā)、集成和運營等工作。

農(nóng)業(yè)大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實驗教學(xué)是直接面向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化和自動化建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展的主戰(zhàn)場，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種、生產(chǎn)、監(jiān)測、檢驗、物流和終端消費的各個領(lǐng)域均具有重要的實用價值和典型意義。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，因此農(nóng)業(yè)大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)模式與一些工科院校有很多不同。

目前，現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式存在很多缺陷，主要問題是已有的模式不太符合現(xiàn)代教育的學(xué)生學(xué)習(xí)心理和專業(yè)特點。近幾年來，自組織學(xué)習(xí)理論逐漸被研究人員接受，在這些研究的基礎(chǔ)上，對物聯(lián)網(wǎng)工程實驗教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新進行了研究。自組織學(xué)習(xí)模式非常適合于物聯(lián)網(wǎng)工程這樣實踐性和技術(shù)性強的實驗課程教學(xué)，能夠充分與現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式相協(xié)調(diào)，能夠同時兼容原有教學(xué)模式，所以發(fā)展的潛力非常巨大。

自組織教學(xué)模式主要有以下特點：開放性、平等性和自增長性。開放性是指自組織學(xué)習(xí)模式的教學(xué)模式是開放的，教師只是教學(xué)的組織者、監(jiān)督者和考核者，學(xué)生可以充分發(fā)揮主觀能動性，自由地進行組合和學(xué)習(xí)，不拘泥于任何團隊形式，整個教學(xué)活動是開放的。平等性是指所有學(xué)生一律平等，在整個學(xué)習(xí)活動中都是平等參與的一員，不存在誰領(lǐng)導(dǎo)誰，誰組織誰的問題。因此，所有成員平等自由組合成若干學(xué)習(xí)團隊，充分發(fā)揮團隊學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，針對具體學(xué)習(xí)任務(wù)進行學(xué)習(xí)和實驗。自增長性是指學(xué)生在自組織學(xué)教模式下進行學(xué)習(xí)，隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)生之間的互動和協(xié)作也越來越緊密，整個團隊的學(xué)習(xí)實踐能力越來越強。采用自組織模式進行實驗學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的學(xué)習(xí)效果。

3 探索出自主學(xué)習(xí)應(yīng)遵循的基本策略和方法

從農(nóng)業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)工程工程專業(yè)的實驗教學(xué)入手，針對自組織學(xué)習(xí)理論和團隊學(xué)習(xí)經(jīng)驗，按照典型的自組織邏輯編排實驗內(nèi)容，編寫實驗教材，組織實驗過程，實現(xiàn)學(xué)生自組織學(xué)習(xí)。構(gòu)建開放式的環(huán)境，由學(xué)生自己進行學(xué)習(xí)和實踐，使學(xué)生在開放式學(xué)習(xí)過程中，逐漸由無序變成有序，自動組成若干學(xué)習(xí)團隊，形成學(xué)習(xí)核心，構(gòu)建學(xué)習(xí)團隊分工，全面提高學(xué)生的就業(yè)競爭能力，實現(xiàn)實驗教學(xué)目標。

根據(jù)具體的實驗項目和實驗要求，建立起整體的實驗情景和實踐環(huán)境，裝備好具體的實驗器材和工具，設(shè)計好整個實驗的項目內(nèi)容和要求，根據(jù)任務(wù)驅(qū)動模式，按照具體的技術(shù)實踐指標體系來安排整個課程的內(nèi)容，將實際的科學(xué)實踐能力融入整個實驗教學(xué)之中。整個實驗教學(xué)的組織形式自由多樣，由學(xué)生們自由組合成若干學(xué)習(xí)團隊，以具體實驗項目任務(wù)為指導(dǎo)，學(xué)生們自己選擇適合的技術(shù)路線和總體方案，在團隊模式下，進行團隊學(xué)習(xí)，完成實驗任務(wù)。

自組織理論要求教師在教學(xué)和實踐過程中的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，由教學(xué)的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)的組織者和監(jiān)督者。在自組織教學(xué)模式下，教師并不是無所作為地讓學(xué)生完全自學(xué)，而是要根據(jù)教學(xué)實踐內(nèi)容，設(shè)計好實驗項目和實驗過程，在實驗教學(xué)中，對于學(xué)生進行科學(xué)的引導(dǎo)，借助于具體實驗項目，使學(xué)生在實踐中實現(xiàn)自我組織、自主實踐、團隊學(xué)習(xí)。分成若干學(xué)習(xí)團隊，實現(xiàn)團隊協(xié)作，進行團隊互動，實現(xiàn)整個團隊的團結(jié)和進步，在團隊學(xué)習(xí)中實現(xiàn)實驗教學(xué)目標，達成教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)目的，培養(yǎng)學(xué)生們的主觀能動性和創(chuàng)造性。

實驗教學(xué)有著自身特點，非常強調(diào)教學(xué)的實踐性，重視學(xué)生的動手能力，因此要求學(xué)生們在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實踐，實現(xiàn)自我完善，掌握動手能力。自組織形成的學(xué)習(xí)團隊有很多優(yōu)點，因為是學(xué)生的自由組合，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補，能夠快速形成學(xué)習(xí)核心，各展所長，互相幫助，順利地實現(xiàn)實驗教學(xué)目的。在團隊學(xué)習(xí)實踐過程中，必須時時刻刻強調(diào)實驗和實踐教學(xué)的全員參與性和任務(wù)性，必須確保整個團隊的所有成員都能夠參與到實驗項目的工作中去。不要有的同學(xué)忙忙碌碌，有的同學(xué)無事可做。整個團隊一定要有目的性，目的就是針對實驗項目，設(shè)計實驗方案，最終完成實驗，得到正確結(jié)果。必須強調(diào)實驗的目的性，一定要嚴格考核，務(wù)必使學(xué)生在整個實驗過程中能夠進行科學(xué)實踐，而達成學(xué)習(xí)目的。

4 對于未來教育教學(xué)的思考

在自組織實驗教學(xué)模式的建立過程中，要培養(yǎng)大學(xué)生轉(zhuǎn)變自身觀念，由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到主動實踐，樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，立足自身，積極主動，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和團隊學(xué)習(xí)的高度統(tǒng)一，實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)和實踐實驗教學(xué)的統(tǒng)一。

[1] 桑新民.個體學(xué)習(xí)到團隊學(xué)習(xí)，當代學(xué)習(xí)理論與實踐發(fā)展的新趨勢[J]. 復(fù)旦教育論壇，2005，(04)：131-131.

[2] 吳彤.自組織方法論研究[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社，2001.

[3] 李大勇.自組織理論與大學(xué)課堂教學(xué)模式[J]. 黑龍江高教研究，2010，(06)：180-182.

[4] 王紅.論自組織理論與大學(xué)課堂教學(xué)模式改革[J].新鄉(xiāng)師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報, 2004，(06)： 112-113.

Applying self-organization learning theory research on the innovation of experiment teaching mode of reforming Internet of things engineering

DENG Ming-hui

(School of Electrical and Information Engineering, Northeast Agricultural University, Harbin 150001, China)

Based on the theory of self-organization learning, this paper studies the reform and innovation of self-organization teaching mode in the Internet of Science and Engineering major in Northeast Agricultural University, so as to realize the students’ team learning, comprehensively improve students’ subjective initiative and creativity, and realize the reform and innovation of experimental teaching mode.

Self-organization learning theory; Internet of things engineering; Experimental teaching model; Innovation

2017-04-20

鄧銘輝(1976-)，男，博士，副教授。

G420

B

1674-8646(2017)13-0086-02