工程教育認(rèn)證+“新工科”背景下《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》教學(xué)改革的研究

馬萬征，李忠芳，謝 越,肖 新,馬月芹

(1.安徽科技學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100;2.安徽科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100;3.冠縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)，山東 冠縣 252500)

《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)方向課程。本課程的目的是使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和基本原理及應(yīng)用，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。本課程從物聯(lián)網(wǎng)的感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層這四層分別進(jìn)行闡述，其中包括：物聯(lián)網(wǎng)基本概念，物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)；物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)：射頻技術(shù)、傳感器及檢測(cè)技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。

環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)要求學(xué)生接受工程實(shí)踐、科學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)方法等的基本訓(xùn)練，具備對(duì)環(huán)保工程進(jìn)行革新改造，并進(jìn)行環(huán)保新型產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的基本能力。目前工程科技人才的需求日益增多，對(duì)人才的要求也提出了新的方向，“新工科”的理念由此而生。“新工科”的“新”涵蓋五個(gè)方面，即工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系等[1]。本文以安徽科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的課程《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》為例，對(duì)教學(xué)過程中存在的問題，研究教學(xué)過程中新工科背景下的教學(xué)模式。

1 《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》教學(xué)過程中存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)主要分理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論教學(xué)18學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)18學(xué)時(shí)，共計(jì)36學(xué)時(shí)。結(jié)合工程教育認(rèn)證[2]的“新工科”背景下的課程教學(xué)既要重視理論教學(xué)，同時(shí)又要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。

1.1 理論教學(xué)

(1)目前我?！段锫?lián)網(wǎng)工程技術(shù)》課程的理論教學(xué)大部分以多媒體教學(xué)為主。由于課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生缺乏相應(yīng)課程的理論基礎(chǔ)。因此，學(xué)生在聽課的過程中容易出現(xiàn)對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的不解，對(duì)理論知識(shí)的興趣不高，造成理論教學(xué)效果不太理想。

(2)教學(xué)考核方式單一，包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考試成績(jī)。平時(shí)成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占15%，期末考試成績(jī)占75%?？己朔绞酱嬖诔煽?jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定、考核形式不靈活等缺點(diǎn)。比如平時(shí)成績(jī)占10%，平時(shí)成績(jī)?nèi)绾卧u(píng)定，上課過程中如果單純的以課堂考勤給予平時(shí)成績(jī)，這就給學(xué)生一個(gè)信號(hào)，只要課堂不缺勤，這10%就是滿分，不用考慮課堂參與情況、聽課情況等，是不合理的。如果平時(shí)成績(jī)以課堂提問來確定成績(jī)，這門課理論和實(shí)驗(yàn)一共36學(xué)時(shí)，18次課，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生為80人左右，意味著每次課不重復(fù)課堂參與至少要4人次以上，這也是很難保證的。因此，理論教學(xué)考核方式有待完善。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

目前物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為18學(xué)時(shí)，分4個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。教學(xué)構(gòu)成中主要存在以下問題：

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源嚴(yán)重不足。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為4個(gè)，實(shí)驗(yàn)儀器包括傳感器1套，無線采集器等1套，利用這些資源可以組建一套物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需要，本專業(yè)有學(xué)生人數(shù)80人，至少需要增加9套相關(guān)儀器。

(2)師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理

我校為應(yīng)用型本科高校，但由于缺乏相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)儀器，使得授課教師只具備專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，缺乏實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不能更好的指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)。

(3)缺乏與企業(yè)合作

目前我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)課程》教學(xué)全部在校內(nèi)完成，缺乏與企業(yè)合作培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，學(xué)生很少接觸到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，不利于學(xué)生理論與實(shí)踐知識(shí)的學(xué)習(xí)。

(4)缺乏競(jìng)賽為導(dǎo)向的教學(xué)模式

物聯(lián)網(wǎng)方面的競(jìng)賽很多，但環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)少數(shù)學(xué)生參與的競(jìng)賽包括：安徽省高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽、安徽省互聯(lián)網(wǎng)+大賽等。存在參與學(xué)生人數(shù)少、創(chuàng)新性不強(qiáng)、學(xué)生大多參與技能賽，幾乎沒有學(xué)生參與應(yīng)用開發(fā)方面的競(jìng)賽，這也與學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)薄弱有關(guān)。應(yīng)該增加以競(jìng)賽為導(dǎo)向的教學(xué)模式[3]。

2 《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》教學(xué)過程改革

2.1 確定正確的人才培養(yǎng)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程是多學(xué)科交叉的一門學(xué)科，我校為應(yīng)用型本科院校，由此，物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)的教學(xué)應(yīng)該以應(yīng)用型、創(chuàng)新型、工程型教育為主，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。

2.2 采用多樣化教學(xué)手段

目前教學(xué)手段的單一性，不利于課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)。除了采用多媒體教學(xué)以外，教師可以采用MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等[4]新型教學(xué)手段。理論教學(xué)過程中，可以借助于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)試驗(yàn)箱等對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行課堂演示及驗(yàn)證，提高學(xué)生理論學(xué)習(xí)的興趣及教學(xué)效果。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的補(bǔ)充

由于我校為應(yīng)用型本科高校，環(huán)境工程專業(yè)為國(guó)家級(jí)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，在“新工科”背景下，學(xué)校應(yīng)該加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本資源的配置力度。在滿足基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，可以建立物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力。

2.4 加強(qiáng)與企業(yè)開展實(shí)質(zhì)性合作

在課堂教學(xué)過程中，把學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)以項(xiàng)目的形式與企業(yè)開展合作，理論知識(shí)應(yīng)用的過程中，會(huì)碰到各種各樣的問題，有利于提高學(xué)生解決問題的能力，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，提高教學(xué)效果。

結(jié)合工程教育認(rèn)證的“新工科”背景下《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)》的教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)符合社會(huì)需要的人才，雖然在教學(xué)過程中存在中各種各樣的問題，應(yīng)該及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，建立一套符合我校的培養(yǎng)模式。通過一系列的教學(xué)改革，有效提高學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力。