時間:2023-03-16 17:33:30
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的入門引導(dǎo)課程,旨在幫助大學(xué)新生了解專業(yè)性質(zhì),把握專業(yè)全貌,掌握專業(yè)學(xué)習(xí)方法,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。物聯(lián)網(wǎng)是一個涉及多領(lǐng)域技術(shù)的交叉學(xué)科,兼具理論性與實踐性,對于大學(xué)新生,憑借以往知識結(jié)構(gòu)很難全面透徹理解本課程知識內(nèi)容。筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗和實踐,分析教學(xué)中存在的問題,并提出相應(yīng)的辦法與建議,以期提高教學(xué)質(zhì)量。
一、課程目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)作為國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),涉及電子科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)、通信工程、計算機科學(xué)與技術(shù)等眾多領(lǐng)域。本課程將介紹物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展現(xiàn)狀,闡釋物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及特點,介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生要掌握物聯(lián)網(wǎng)的含義,理解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀,了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的技術(shù)難題,把握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)調(diào)整方向。
在實際教學(xué)中,要根據(jù)大一新生認知水平和思維方式對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)增刪,讓學(xué)生宏觀把握住本課程基本內(nèi)容,掌握本專業(yè)學(xué)習(xí)重點和學(xué)習(xí)方法,講授內(nèi)容宜廣不宜深,盡可能地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為日后學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程奠定良好基礎(chǔ)。
二、教學(xué)中存在的問題
1.學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,認知理解能力有限。
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程面授對象是大學(xué)一年級學(xué)生,在此之前他們沒有進行過任何專業(yè)學(xué)習(xí),沒有一點理論基礎(chǔ),雖然充滿好奇心與求知欲,但學(xué)習(xí)起來有難度,尤其是學(xué)習(xí)一些抽象理論的時候,學(xué)生學(xué)習(xí)起來會很吃力。此外,在講課過程中提到一些名詞,如路由器,學(xué)生幾乎都聽過,但大多都沒見過實物,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。因此,要針對本課程開設(shè)相應(yīng)的實驗課程,以便提高學(xué)生理解力。
2.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,實驗室建設(shè)有待加強。
本課程是一門實踐性很強的課程,學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)很重要。一方面一些高校單純理論講解,沒有開設(shè)相關(guān)實驗課程,另一方面一些高校雖開設(shè)有相關(guān)實驗,但實驗條件簡陋,實驗場地、實驗設(shè)備數(shù)量不能滿足教學(xué)需求,無法強化對學(xué)生科研能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
3.學(xué)生學(xué)習(xí)方法存在誤區(qū),考核方式陳舊單一。
學(xué)生習(xí)慣了以往中學(xué)學(xué)習(xí)方式,一方面過于依賴?yán)蠋煟n后自主學(xué)習(xí)意識不強,查閱文獻資料少,另一方面死記理論,沒有理解其內(nèi)涵。這與傳統(tǒng)陳舊單一的考核方式不無關(guān)系,長期以來采用“期末成績+平時成績”的考評機制,學(xué)生為應(yīng)付考試,背誦記憶,不利于發(fā)散思維,也不能有效檢測學(xué)生對知識的掌握程度。
4.學(xué)科建設(shè)不成熟,教師知識結(jié)構(gòu)不完善。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為一個開設(shè)不久的新專業(yè),存在學(xué)科建設(shè)不成熟、主干課程設(shè)置不合理的問題。物聯(lián)網(wǎng)是一門綜合叉學(xué)科,教師專業(yè)研究方向很難覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的方方面面,這就需要教師通過自學(xué)、聽講座、學(xué)術(shù)交流等方式完善知識結(jié)構(gòu)。另外,物聯(lián)網(wǎng)涉及眾多專業(yè),可以將一門課由幾名專業(yè)教師共同承擔(dān),發(fā)揮各個教師專業(yè)優(yōu)勢,力爭提高教學(xué)質(zhì)量。
三、教學(xué)方法探究
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程內(nèi)容豐富,針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新生特點,教學(xué)中要注意以下幾點:(1)選擇教材時要考慮學(xué)生的接受能力,參考老教師的教學(xué)經(jīng)驗和建議,教材要難度適中,內(nèi)容結(jié)構(gòu)合理,語言淺顯易懂,可以選擇一些實例較多的教材,有助于學(xué)生理解課程內(nèi)容和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,教材每章節(jié)后面要附有練習(xí)題與思考題,便于鞏固所學(xué)知識;(2)在開始每節(jié)課內(nèi)容之前,將本節(jié)課的知識體系講一下,讓學(xué)生對本節(jié)課的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)有一個宏觀認識,講課過程中注意知識點間的銜接貫通,幫助學(xué)生理清思路。內(nèi)容講完后,對本節(jié)課知識點進行串講回顧,強化記憶與理解;(3)講課過程中,少用專業(yè)詞匯,盡量用淺顯的語言進行描述,對于一些縮寫詞,如RFID(Radio Frequency Identification)、WSN(Wireless Sensor Network)等,要對縮寫詞原文進行說明,注重基本概念,開展基礎(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)。
2.豐富教學(xué)方式。
在新時代下,要采用多元化的教學(xué)方式,注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。(1)講課過程中多采用案例,如比爾?蓋茨最早提出了“物―物互聯(lián)”的設(shè)想,可以以比爾蓋茨智能家居為例,它實現(xiàn)了真正意義上的“物―物互聯(lián)”,不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生了解一些前沿技術(shù),而且對物聯(lián)網(wǎng)概念有一個更深刻的認識。此外可以給學(xué)生多講一些前沿科技產(chǎn)品,如谷歌智能眼鏡,蘋果iwatch智能手表等,揭秘其中的技術(shù)奧秘,開闊學(xué)生眼界,發(fā)散學(xué)生思維。(2)講課過程中多與現(xiàn)實結(jié)合,如講傳感器時,可以結(jié)合智能手機,其中內(nèi)置了多種傳感器,包括方向傳感器、距離傳感器、光線傳感器和壓力傳感器等。講課中擴展一些課外知識,如教學(xué)生如何用手機控制電腦,這是通過現(xiàn)有一些簡單設(shè)備很容易實現(xiàn)的,學(xué)生對科技帶來的便捷會覺得神奇,也會有學(xué)習(xí)動力。(3)注重師生間的交流,建立平等師生關(guān)系,讓學(xué)生不畏懼老師,敢于在課堂發(fā)問,關(guān)于這門課的疑惑或現(xiàn)實中遇到一些難題都可以提問,老師要給予及時回答。
3.開展實驗教學(xué)。
物聯(lián)網(wǎng)涉及大量全新復(fù)雜的概念與技術(shù),開展實驗教學(xué)有助于學(xué)生更好地理解一些抽象理論。(1)設(shè)計一些基礎(chǔ)實驗,如講解RFID時,可以利用RFID教學(xué)實驗箱進行RFID功能演示與學(xué)生;講解數(shù)據(jù)采集時,可以利用數(shù)據(jù)采集板卡,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集或利用開發(fā)軟件模擬數(shù)據(jù)采集與處理;講解無線區(qū)域網(wǎng)時,可以讓學(xué)生利用手機藍牙進行數(shù)據(jù)傳輸。(2)設(shè)計一些綜合性實驗,可以借助本校現(xiàn)有資源,如我校農(nóng)學(xué)專業(yè)比較強,學(xué)校里有小麥中心研究基地,可以在小麥種植區(qū)部署一些傳感器節(jié)點,每隔一定時間檢測一次土壤濕度、溫度或有害物數(shù)量,這就是物聯(lián)網(wǎng)的一個典型實例,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能耕種。
4.完善考核機制。
傳統(tǒng)考核方式多為試卷考試,新形勢下新型專業(yè)考核機制要更合理全面。(1)課堂報告,不限題目,只要與該門課相關(guān),學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點搜集資料,進行課堂匯報與展示,并對講解內(nèi)容組織課堂討論,對于積極參與的學(xué)生進行期末加分。(2)提交期中課程小論文,鼓勵學(xué)生課下自主學(xué)習(xí),根據(jù)論文立意、內(nèi)容進行打分。(3)課程實踐設(shè)計,提交實驗報告,實驗報告要包含實驗?zāi)康?、要求、設(shè)計內(nèi)容、實驗中問題、問題分析與解決。學(xué)生最終成績應(yīng)該是這些成績的綜合考量。
四、結(jié)語
筆者根據(jù)個人教學(xué)經(jīng)驗,分析了“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”教學(xué)中存在的若干問題,并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實驗教學(xué)、考核機制四個方面給出詳細的解決方案與建議,希望改進和完善現(xiàn)有的課程教學(xué),指導(dǎo)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)出高精尖物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。
參考文獻:
中圖分類號:TP391.44-4
1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)置的必要性和可行性
“物聯(lián)網(wǎng)”[1]的概念于1999年提出,本意是“物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,物聯(lián)網(wǎng)是通過紅外感應(yīng)器、射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、激光掃描器等傳感技術(shù),依據(jù)通信協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和處理,以實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)教育部辦公廳關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知[2]的精神,為了加大新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)力度,加快課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、管理體制與運行機制的創(chuàng)新,大力培養(yǎng)新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的人才,滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對高素質(zhì)人才的迫切需求,北京交通大學(xué)海濱學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以良好的辦學(xué)條件和過硬的教學(xué)質(zhì)量贏得了社會信譽,培養(yǎng)了大批合格的信息技術(shù)人才。這些專業(yè)均具有強大的師資力量和完善的實驗設(shè)備,為開辦“物聯(lián)網(wǎng)工程”新專業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于,物聯(lián)網(wǎng)擴大了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信范圍,即物聯(lián)網(wǎng)不僅僅局限于人與人之間的通信,還擴展到人與物、物與物之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。
2.1 感知層
感知層,也常稱為感知控制層,解決了從物理世界到人類世界的數(shù)據(jù)獲取問題[3],包括各種物理量、標(biāo)識、音頻、視頻等數(shù)據(jù)。感知層位于三層架構(gòu)體系中的底層,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),是物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心。作為物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)一層,感知層具有十分重要的作用。
感知控制層包括數(shù)據(jù)采集、短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理。數(shù)據(jù)采集是通過相關(guān)傳感器對物理對象的感知和數(shù)據(jù)收集,其中涉及射頻識別(RFID)、傳感器、多媒體信息采集、實時定位和二維碼等技術(shù)。短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理將采集到的數(shù)據(jù)在局部范圍內(nèi)進行處理,并通過具有自組織能力的短距離傳感網(wǎng)接入廣域網(wǎng)。
2.2 網(wǎng)絡(luò)層
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層將來自感知層的各類信息通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)傳輸給上層,并提供透明的數(shù)據(jù)傳輸能力。其中,基礎(chǔ)網(wǎng)主要包括移動通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、行業(yè)專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及形成的融合網(wǎng)等。
2.3 應(yīng)用層
應(yīng)用層主要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)系統(tǒng)結(jié)合,將信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)容,實現(xiàn)物物互聯(lián)的應(yīng)用解決方案。概括起來,物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和智能服務(wù)的綜合體[4]。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)加進了感知層,降低互聯(lián)門檻,實現(xiàn)非智能、弱智能設(shè)備能夠接入互聯(lián)[5]。
在高性能計算和海量存儲技術(shù)支持下,應(yīng)用層還對網(wǎng)絡(luò)獲取的大量不確定信息進行清洗、融合、重組等處理,整合為相對準(zhǔn)確的結(jié)論,并為行業(yè)應(yīng)用提供智能的支撐平臺。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課課程體系設(shè)置
3.1 專業(yè)定位
本專業(yè)依托北京交通大學(xué)計算機與信息技術(shù)學(xué)院的優(yōu)勢學(xué)科,面向京、津、冀和環(huán)渤海區(qū)域經(jīng)濟、社會、生態(tài)的發(fā)展需要,突出計算機應(yīng)用技術(shù)與現(xiàn)代信息處理技術(shù)交叉與融合的特點。培養(yǎng)學(xué)生具備良好的自然科學(xué)、人文社會科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)知識。使學(xué)生具有物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)技術(shù)的扎實理論基礎(chǔ),面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計技術(shù),各種信息處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的工程實踐能力,以及培養(yǎng)學(xué)生具有較強的自主學(xué)習(xí)意識和工程意識,能夠從事物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)及其應(yīng)用方面相關(guān)應(yīng)用設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用工作。
3.2 培養(yǎng)目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)需要培養(yǎng)適應(yīng)國家科技化和現(xiàn)代化建設(shè)需求,建設(shè)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略的需要,具有雄厚的基礎(chǔ),強大的綜合實力和專業(yè)適應(yīng)能力,具有社會責(zé)任感,具有信息采集和檢索、分析和處理能力的,具備良好的動手實踐能力和創(chuàng)新能力,能勝任通信,傳感器網(wǎng)絡(luò)及電子信息處理技術(shù)領(lǐng)域的研究,設(shè)計、開發(fā)、系統(tǒng)集成及管理與教學(xué),并具有創(chuàng)新能力,能夠在計算機和通信等領(lǐng)域起領(lǐng)軍作用,具有國際化視野的高素質(zhì)的高層次專門人才。
3.3 課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)置
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新興專業(yè),由于整個行業(yè)在我國都處于發(fā)展階段,因此對人才培養(yǎng)提出了更高的要求。由于物聯(lián)網(wǎng)方面的信息相對較少,學(xué)生有可能對于專業(yè)的認知度不高,應(yīng)當(dāng)加強專業(yè)認知方面的教育,同時,通過實驗演示等方式,讓學(xué)生來親身體驗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的技術(shù)革新,是學(xué)生們對于專業(yè)有一個全方面的認知,從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和鉆研精神。物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系的原則是覆蓋必要的學(xué)科背景和專業(yè)知識。
我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進行發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)需要計算機科學(xué)與技術(shù)方面知識的學(xué)習(xí),同時,重點加強與“物”相關(guān)的傳感器、RDIF等技術(shù)的學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中注重學(xué)科背景知識體系,力求學(xué)生考研和后期發(fā)展有明確的學(xué)科目標(biāo)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的設(shè)置需要綜合考慮相關(guān)交叉學(xué)科的特點,注重課程體系的交叉融合,將相關(guān)主干學(xué)科的核心課程和專業(yè)課程進行統(tǒng)籌考慮。在總學(xué)分180學(xué)分的情況下,將課程分為基礎(chǔ)教育、專業(yè)教育和素質(zhì)拓展和自主實踐。
3.3.1 基礎(chǔ)教育
在基礎(chǔ)課程的教學(xué)中,尤其是對于整個專業(yè)學(xué)習(xí)和發(fā)展至關(guān)重要的數(shù)學(xué)和物理等課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生充分意識到學(xué)習(xí)這些知識的重要性,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在國內(nèi)屬于新興專業(yè),國內(nèi)起步較晚,需要查閱大量的外文資料,因此,需要良好的英語水平,尤其是專業(yè)英語水平,在教學(xué)中,適當(dāng)引入專業(yè)英語教學(xué)。同時,在基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)中,應(yīng)該加強學(xué)生對于政策法規(guī)的學(xué)習(xí),避免學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)知識之后通過技術(shù)手段進行違法犯罪活動。
3.3.2 專業(yè)教育
專業(yè)教育包含專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程以及各自的實踐環(huán)節(jié),共114學(xué)分。專業(yè)基礎(chǔ)教育是整個課程體系中較為重要的環(huán)節(jié),高素質(zhì)的人才需要有過硬的專業(yè)基礎(chǔ)知識,通過全方位學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)以及計算機、通訊、自動化等相關(guān)學(xué)科的知識,能夠使學(xué)生培養(yǎng)對于知識的跨學(xué)科應(yīng)用能力。
(1)專業(yè)基礎(chǔ)課課程結(jié)構(gòu)設(shè)置及分析
專業(yè)基礎(chǔ)教育主要包括計算機基礎(chǔ)與專業(yè)導(dǎo)論、程序設(shè)計基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計與C++、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模擬與數(shù)字電路、Java語言程序設(shè)計、Web應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、圖論與算法設(shè)計、計算機組成原理、信號與系統(tǒng)、專業(yè)英語等課程,突出專業(yè)定位和特色,擁有一定的廣度和深度,多起點同時推進,學(xué)生在全方位的學(xué)習(xí)中,找到適合自己的發(fā)展方向。
在專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中,起步難度要適當(dāng),既不能難度過大而嚇退學(xué)生,打消學(xué)習(xí)積極性,也不能過于容易而什么都學(xué)不到。將盡可能多的課程安排在實驗室進行,理論知識通過實驗現(xiàn)象和結(jié)論更容易理解和掌握,學(xué)生能通過現(xiàn)象看到本質(zhì),有利于學(xué)生興趣的養(yǎng)成和動手實踐能力的培養(yǎng)??紤]到學(xué)生的實際情況,專業(yè)基礎(chǔ)課程計劃安排一定的課外上機學(xué)時,使學(xué)生鞏固課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(2)專業(yè)課課程結(jié)構(gòu)設(shè)置及分析
專業(yè)課程包括Web程序設(shè)計、Linux程序設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)原理、數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、匯編語言、微機系統(tǒng)與接口技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與技術(shù)、RFID原理與應(yīng)用、VHDL設(shè)計實踐、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、空間信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)原理、無線傳感網(wǎng)與通訊技術(shù)、人機交互技術(shù)、傳感器件與編程技術(shù)等科目,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣與自身發(fā)展進行選擇學(xué)習(xí)。
專業(yè)課程的考核不能以考試成績作為唯一標(biāo)準(zhǔn)提高實踐和實訓(xùn)在考核中所占比重,嚴(yán)格實訓(xùn)內(nèi)容的考試。在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中,增加項目實訓(xùn),適當(dāng)引入企業(yè)項目,在學(xué)習(xí)中就能體驗到未來工作中的實際感受,通過親身體驗,尋找差距,彌補不足。學(xué)生在畢業(yè)之后,能夠迅速適應(yīng)工作崗位,擁有較高的起點。
(3)專業(yè)主干課課程
具體包括:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論、電路、模擬電子技術(shù)、電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、信號與系統(tǒng)、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)、傳感與檢測技術(shù)、軟件工程、計算機網(wǎng)絡(luò)原理、通信原理、嵌入式系統(tǒng)與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)挖掘。
(4)專業(yè)選修課課程
無線傳感網(wǎng)與自組織網(wǎng)絡(luò)、天線原理、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、物流管理概論、RFID技術(shù)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、智能交通概論、GPS技術(shù)、環(huán)境工程概論、電子商務(wù)等。
3.4.3 實踐教育
實踐教育主要包括程序設(shè)計專題訓(xùn)練Ⅰ、程序設(shè)計專題訓(xùn)練Ⅱ、硬件系統(tǒng)課程設(shè)計、軟件系統(tǒng)課程設(shè)計、就業(yè)指導(dǎo)、物聯(lián)網(wǎng)綜合實踐、多媒體技術(shù)、Linux應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、信息系統(tǒng)集成與開發(fā)、軟件工程與實踐、計算機系統(tǒng)課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)。其中部分科目為選修,學(xué)生可以根據(jù)自身發(fā)展進行選擇。
3.4.4 素質(zhì)拓展與自主實踐
素質(zhì)拓展與自主實踐方面,鼓勵學(xué)生參與學(xué)科競賽、科研項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、非本專業(yè)的公共選修課、各類職業(yè)、執(zhí)業(yè)資格證書,總學(xué)分不得低于10學(xué)分。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程是一個戰(zhàn)略性新興本科專業(yè),它不是以理論為主導(dǎo),重點在于工程應(yīng)用,這就決定了該課程體系所特有的發(fā)展變化的動態(tài)特性。因此,在制定專業(yè)教學(xué)計劃時,要時刻以服務(wù)于社會發(fā)展需要為根本依據(jù),把當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用的時代需求緊密結(jié)合起來,依托學(xué)校自身的行業(yè)背景和學(xué)科優(yōu)勢,設(shè)計出科學(xué)合理的、與時俱進的、可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)課程體系,為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才多做貢獻,爭取使我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在同類學(xué)校的同類專業(yè)中起到示范和帶頭作用。
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中圖分類號:G643 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0141-02
隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展,我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正在加快向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型,而智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。智慧農(nóng)業(yè)將農(nóng)業(yè)看成一個有機聯(lián)系的系統(tǒng),依托嵌入式技術(shù)、感知技術(shù)、互聯(lián)互通技術(shù)、智能化技術(shù)等綜合、全面、系統(tǒng)地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié),使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)智能化、多功能,大力推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。
智慧農(nóng)業(yè)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括嵌入式技術(shù)、檢測技術(shù)、通信技術(shù)等。嵌入式是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前景的信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前,許多高等院校的計算機、電子、軟件等專業(yè)針對市場需求,開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程,也在逐步完善適應(yīng)社會需求的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)體系。本文基于智慧農(nóng)業(yè)背景,結(jié)合都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開設(shè)嵌入式課程的經(jīng)驗,對農(nóng)林院校嵌入式課程教學(xué)改革進行了探討。
1 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)
智慧農(nóng)業(yè)是最近興起的一個概念,出現(xiàn)的時間很短,目前還沒有一個公認的定義。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授認為: 智慧農(nóng)業(yè)是以最高效率地利用各種農(nóng)業(yè)資源,最大限度地降低農(nóng)業(yè)成本和能耗、減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞以及實現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的整體最優(yōu)為目標(biāo),以農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)、全過程智能化的泛在化為特征,以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段,以自動化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流和電子化交易為主要生產(chǎn)方式的高產(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式與形態(tài)。
要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè),就要依托物聯(lián)網(wǎng)等先進的科學(xué)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things,簡稱IOT)的概念是在1999年提出的,2005年國際電信聯(lián)盟(ITU)的ITU互聯(lián)網(wǎng)報告,對物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過二維碼識讀設(shè)備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)唯一的物聯(lián)源頭是嵌入式系統(tǒng)。隨著嵌入式系統(tǒng)的各個領(lǐng)域應(yīng)用需求的多樣化,嵌入式技術(shù)已成為當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的主流。
本文基于嵌入式技術(shù),針對農(nóng)林院校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的特點, 通過一系列教學(xué)嘗試,對計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向的課程體系建設(shè)進行了一些探索,使學(xué)生在保證專業(yè)原有課程的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)方向的不同,側(cè)重點有所差別,將智慧農(nóng)業(yè)貫徹課程體系始終,使學(xué)生在軟件和硬件設(shè)計方面都得到很好的鍛煉,最終為都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培養(yǎng)全方位的信息技術(shù)人才。
2 嵌入式課程體系建設(shè)
(1)我校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)。
我校計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員。根據(jù)學(xué)生的接受能力,嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體現(xiàn)層次性、漸進性、注重實踐性,尤其側(cè)重培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力。(圖1)
嵌入式系統(tǒng)課程體系的設(shè)置體現(xiàn)“注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才知識體系”,學(xué)習(xí)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計部分。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系教學(xué)目標(biāo)是掌握四個“1”,即“一種主流嵌入式微處理器、一門開發(fā)語言、一種嵌入式操作系統(tǒng)、一套開發(fā)工具”,嵌入式開發(fā)語言主要有匯編語言、C和C++語言、Java語言等;嵌入式操作系統(tǒng)主要有Windows CE、Linux等;集成開發(fā)工具主要有Windows CE開發(fā)工具、ADS等。
(2)嵌入式系統(tǒng)課程體系。
北京農(nóng)學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院自2011年設(shè)置了計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向,根據(jù)自由選擇的原則在大學(xué)三年級實施特定方向培養(yǎng),同期購買了30套嵌入式開發(fā)實驗平臺設(shè)備,可實現(xiàn)每人一臺的教學(xué)環(huán)境。
嵌入式系統(tǒng)課程體系大致可分為:基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課。
基礎(chǔ)課程在大學(xué)一、二年級開設(shè),主要學(xué)習(xí)理工科的一些基礎(chǔ)課程,如高等數(shù)學(xué)等。
專業(yè)基礎(chǔ)以及專業(yè)課的開設(shè)時間以及內(nèi)容如表1所示。需要特別說明的是根據(jù)我?!?+1”本科人才培養(yǎng)模式,大學(xué)前六個學(xué)期完成的是課內(nèi)學(xué)習(xí),旨在掌握較寬厚的基礎(chǔ)知識和扎實的專業(yè)知識,最后一學(xué)年有計劃地到校內(nèi)外實調(diào)基地進行為期一年的實踐和實訓(xùn),所以第七學(xué)期和第八學(xué)期是專業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計實習(xí)環(huán)節(jié)。
嵌入式導(dǎo)論課程:介紹嵌入式的主要應(yīng)用領(lǐng)域、嵌入式軟件開發(fā)的基本概念、嵌入式軟件開發(fā)的基本流程和基本方法、嵌入式系統(tǒng)的特點。
嵌入式操作系統(tǒng)課程:介紹嵌入式系統(tǒng)基本知識,嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的差別。結(jié)合典型的嵌入式操作系統(tǒng)對操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機制、系統(tǒng)移植剪裁和實時任務(wù)調(diào)度等內(nèi)容進行介紹。我校根據(jù)具體情況選擇、Linux、WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)進行教學(xué)。
嵌入式程序設(shè)計基礎(chǔ):介紹嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動等。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生了解和掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計基礎(chǔ),掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計開發(fā)思想,學(xué)生能完成簡單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。
JAVA開發(fā)語言:介紹Java語言的體系結(jié)構(gòu)、Java語言的基本概念和程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計的思路和方法。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,使學(xué)生能夠運用Java語言作為完成應(yīng)用程序設(shè)計。
嵌入式接口技術(shù):介紹鍵盤接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、ARM的JTAG接口。
嵌入式高級編程:介紹Android嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建的方法,項目結(jié)構(gòu);Android的體系結(jié)構(gòu),嵌入式軟件開發(fā)流程;嵌入式特性開發(fā),多媒體開發(fā),數(shù)據(jù)存儲開發(fā),聯(lián)網(wǎng)開發(fā)等開發(fā)方法,學(xué)生通過實踐能達到獨立完成開發(fā)單機、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。
3 嵌入式課程實踐教學(xué)
(1)層次化實驗實踐教學(xué)。
實驗室選用UP-Magic6410嵌入式實驗開發(fā)平臺,著重培養(yǎng)學(xué)生在該平臺下進行嵌入式Linux程序開發(fā)的相關(guān)環(huán)境搭建與軟件設(shè)計方法的能力。針對各模塊以及嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用背景,按照由淺入深,不同課程層次對應(yīng)不同實驗項目等原則,組織設(shè)計了三個層次的實驗,循序漸進,逐步提高,以滿足不同階段的實驗和實踐需求,分別為涉及嵌入式導(dǎo)論的基礎(chǔ)性實驗、涉及嵌入式程序設(shè)計基礎(chǔ)的實操性實驗、設(shè)計嵌入式高級編程的提高性實驗。基礎(chǔ)性實驗多以理論驗證為主,在于學(xué)習(xí)方法;綜合性實驗和提高性實驗則多以應(yīng)用為主,在于提高能力。三個層次的實驗教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生提高了動手能力,進一步的實踐開發(fā)和畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。
(2)通過項目案例,強化實踐教學(xué)。
首先,依托教師實際的科研或工程項目,教師在實驗課程實施時,可以按照模塊化將案例的分解到各個部分,鼓勵學(xué)生對實例所采用的技術(shù)和方案進行不同角度的評價,變被動知識灌輸為主動探索思考,使教學(xué)理論知識與科研實踐有機地結(jié)合在一起。
其次,在設(shè)計綜合課程設(shè)計等綜合性實驗時,結(jié)合教師實際的科研或工程項目,在強調(diào)基礎(chǔ)性知識掌握的同時,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的綜合設(shè)計。使得學(xué)生既掌握了一些具體的通用的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法,也能發(fā)揮主觀能動性,獨立設(shè)計并實現(xiàn)較完整的嵌入式系統(tǒng),激發(fā)學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情。在課程設(shè)計綜合實驗中,考慮到學(xué)生水平差異,按照“自由組合、自主選題”的原則,要求學(xué)生課外查找資料進一步地學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生進行主動性學(xué)習(xí),對某些問題進行深入的分析研究,進而提出自己的設(shè)計思想,此環(huán)節(jié)中設(shè)計思想的原創(chuàng)性也將作為課程考核的重要內(nèi)容。
(3)鼓勵學(xué)生參與科研項目,注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
通過項目實踐來鍛煉和提高學(xué)生動手能力是非常重要的。我校實行導(dǎo)師制指導(dǎo)學(xué)生,在參與教師科研項目的過程中,本科生導(dǎo)師負責(zé)學(xué)生在整個科研期間從理論到具體操作的各個環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作,加強了指導(dǎo)力度。
學(xué)生在家禽食品安全追溯系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用項目中,教師組織學(xué)有余力的同學(xué)成立興趣小組,直接參與到前沿的課題和項目中去,將食品安全追溯系統(tǒng)按照生產(chǎn)鏈的六個環(huán)節(jié)分解成若干子題目,交由各興趣小組,模擬項目的形式實踐開發(fā),真正做到“在學(xué)中做,在做中學(xué)”,以務(wù)實的項目培養(yǎng)學(xué)生的實踐科研能力。
(4)鼓勵學(xué)生積極參與課外科技活動。
近年來,高等院校加大了學(xué)生的課外科技活動開展的力度,筆者指導(dǎo)的學(xué)生參與了北京市大學(xué)生科研計劃,利用嵌入式平臺,對溫室環(huán)境等參數(shù)檢測,進而對溫室大棚實現(xiàn)智能化控制,學(xué)生在該課題中,運用所學(xué)理論知識,系統(tǒng)的完成了整個項目,獲得了北京市大學(xué)生科研計劃成果二等獎,尤其值得一提的是,畢業(yè)的學(xué)生在擔(dān)任京郊村官期間,將課題成果應(yīng)用于所服務(wù)的村鎮(zhèn),取得了良好的效果。實踐證明,鼓勵學(xué)生參與課外科技活動,將會拓展學(xué)生的知識體系,并學(xué)以致用,對進一步提高學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)合作精神發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
(5)做好畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)實習(xí)
我校實行的是采取“3+1”人才培養(yǎng)模式。以往學(xué)生在第八學(xué)期進行畢業(yè)論文和實習(xí),部分學(xué)生在校內(nèi)機房根據(jù)教師給出的題目完成畢業(yè)實習(xí)和設(shè)計論文,學(xué)生如果不走出去。就無法完成理論與實踐的有機結(jié)合,部分同學(xué)雖然通過實習(xí)單位的學(xué)習(xí)完成畢業(yè)論文,但是畢業(yè)設(shè)計和論文的時間和質(zhì)量也難以保證。因此,我們將畢業(yè)論文提前到第七學(xué)期安排任務(wù),進行設(shè)計、論文的前期準(zhǔn)備及調(diào)試工作,既可以保證充分的畢業(yè)設(shè)計時間又可以提高學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣和主動性,做到有的放矢.提高設(shè)計.論文和專業(yè)課的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
針對在校學(xué)生缺少行業(yè)背景知識這一缺點,在教學(xué)中大力開展了與企業(yè)的合作,直接把學(xué)生派到相關(guān)企業(yè)進行實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計,使得培養(yǎng)的嵌入式人才能夠適應(yīng)企業(yè)的需要,目前我院已經(jīng)建立了中軟、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息所等校外實習(xí)基地,并簽訂了相關(guān)的實習(xí)協(xié)議。一方面學(xué)生在實踐工程項目中完成畢業(yè)設(shè)計和論文,綜合能力得到極大的提升,另一方面用人單位在與學(xué)校合作辦學(xué)的過程中也為自己培養(yǎng)了急需的技術(shù)人才,實行了定單式培養(yǎng),最終構(gòu)筑高校.學(xué)生和企業(yè)獲利的共贏平臺,從而實現(xiàn)人才培養(yǎng)和社會需求的無縫對接。從以往經(jīng)驗來看,選擇嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課題并能按時保質(zhì)保量完成課題的的學(xué)生知識面更廣,就業(yè)面更寬,既可以從事軟件開發(fā),也可以適應(yīng)硬件的開發(fā)工作。
4 結(jié)語
嵌入式系統(tǒng)作為應(yīng)用性極強的課程,其教學(xué)體系建設(shè)是一項復(fù)雜而艱巨的任務(wù),包括完整的課程設(shè)置體系結(jié)構(gòu)、不斷的豐富實踐教學(xué)內(nèi)容,獲取更多的實踐項目等內(nèi)容。隨著嵌入式在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用的迅猛發(fā)展,如何真正立足于農(nóng)業(yè)院校發(fā)展特色,培養(yǎng)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息化人才,將是我們今后教學(xué)的方向和努力目標(biāo)。
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DOIDOI:10.11907/rjdk.161787
中圖分類號:G434
文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16727800(2016)010018802
0引言
2009年,南京郵電大學(xué)在國內(nèi)首先興建了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院。學(xué)科成立之初,課程體系建設(shè)尚無先例可循。因此,如何建立具有物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科特色的課程體系成為了每一個任課教師需要思考的問題。近年來,學(xué)界逐步明確了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的“源科學(xué)”是計算機科學(xué)[1]。將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)大致分為兩部分:計算機學(xué)科的基礎(chǔ)課程與體現(xiàn)專業(yè)特點的專業(yè)課程。專業(yè)課程主要包括:介紹物聯(lián)網(wǎng)基本概念的“物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論”、討論感知層知識與技術(shù)的“感知技術(shù)及應(yīng)用”、討論物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中無線通信技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)中的無線通信技術(shù)”、介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃方法的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)”和介紹物聯(lián)網(wǎng)信息安全個性技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”等。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是物聯(lián)網(wǎng)底層重要的感知技術(shù)。作為重要的學(xué)科專業(yè)課程,其知識點從感知層硬件到應(yīng)用層安全技術(shù),內(nèi)容多、難度大,體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的交叉特色與前沿性。該課程在傳統(tǒng)的通信和自動化控制專業(yè)早已形成完善的體系結(jié)構(gòu),但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展,WSN技術(shù)發(fā)展很快,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的WSN課程內(nèi)容要與上述兩個傳統(tǒng)專業(yè)的相關(guān)課程相區(qū)別,必須講授最新的熱點技術(shù)。
1課程現(xiàn)狀及存在的問題
(1)有限的課時設(shè)置與課程的豐富內(nèi)容不相匹配。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容涵蓋廣泛,涉及計算機、通信、數(shù)學(xué)、信息、電子等多個學(xué)科,同時它也是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程。從ZigBee、Wifi、藍牙到6LowPan,各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)都能設(shè)計相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié),以加深學(xué)生對理論知識的理解。目前受到研究生課時的限制,一般學(xué)校該課程課時設(shè)置均為32課時,在如此有限的時間內(nèi),如何有效講授知識點、培養(yǎng)研究生的科學(xué)思路和研究方法則成為一個值得深入探討的問題。
(2)課程定位與教學(xué)特色問題。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科階段已開設(shè)了同名課程,研究生階段的WSN課程如何與本科生課程相銜接,且在教學(xué)中突出物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科特色是課程建設(shè)中要解決的關(guān)鍵問題。
(3)研究生培養(yǎng)模式和授課方法問題。盧梭說過:“問題不在于告訴他(學(xué)生)一個真理,而在于教他(學(xué)生)怎樣發(fā)現(xiàn)真理?!边@正是近代研究生教育追求的研究性教學(xué)理念。本科階段學(xué)生第一次接觸WSN,因而該階段注重對知識點的講授。到了研究生階段,課程應(yīng)更多地教授學(xué)生科學(xué)研究的方法,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)科的前沿?zé)狳c,并指導(dǎo)他們開展深入研究。
綜上課程存在的不足,筆者在課程的研究生教學(xué)階段改變了本科以講授知識點為主要手段的教學(xué)模式,而采用以綜合性實驗設(shè)計為貫穿主線的研究型教學(xué)模式。通過實驗為主導(dǎo)的方式,教師創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境,指導(dǎo)學(xué)生對熱點問題進行研究,使學(xué)生在獨立、主動的探索、思考、實踐過程中吸收與應(yīng)用知識,并解決問題。
2課程建設(shè)內(nèi)容
2.1教材及實驗內(nèi)容選擇與設(shè)計
課程選用了2本教材[23],一本實驗教程[4]。第一本教材是孫利民老師的經(jīng)典教材《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》,其內(nèi)容按網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)講述了WSN的各個知識點。每章均可視作綜述風(fēng)格的科研論文,邏輯清晰,易于理解,用于培養(yǎng)學(xué)生的科研閱讀能力,但是缺乏有特色的熱點技術(shù);第二本教材是國外的經(jīng)典教材,其書寫邏輯為面向問題的啟發(fā)式學(xué)習(xí),每章討論一個WSN的支撐技術(shù),如定位技術(shù)、同步技術(shù)、安全技術(shù)等,可用于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維,學(xué)習(xí)如何發(fā)現(xiàn)一個科學(xué)問題以及如何針對該問題進行深入研究。實驗教程選用凌陽科技公司開發(fā)的最新物聯(lián)網(wǎng)實驗課程,包含最新的WSN技術(shù)實驗。其內(nèi)容從芯片基礎(chǔ)實驗到各種熱點技術(shù)的實踐,包括ZigBee協(xié)議棧系統(tǒng)實驗、RFID基礎(chǔ)實驗、IPV6系列實驗、嵌入式網(wǎng)關(guān)實驗和手機控制實驗等8大塊,但是缺乏綜合性實驗。為此,學(xué)院又聯(lián)合凌陽科技公司開發(fā)了若干綜合性實驗,包括自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、智慧安防報警系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、冷庫管理系統(tǒng)和智慧停車系統(tǒng)等。
針對每個知識單元的核心知識點,借助凌陽公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗箱[2],參照學(xué)校已有的實驗建設(shè)內(nèi)容[56],有針對性地設(shè)計了實驗體系,如圖1所示。共包含14個實驗,其中前11個實驗都是驗證型實驗,每學(xué)期再根據(jù)課程選修人數(shù)選擇若干綜合性的設(shè)計型實驗。其中,自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、ZigBee拓撲結(jié)構(gòu)顯示系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)3個綜合實驗貫穿學(xué)習(xí)始終,其它實驗都是由教師演示完成。該實驗體系使學(xué)生學(xué)習(xí)完理論知識后可以馬上進入實驗環(huán)節(jié)對知識進行鞏固。如果某些知識點對應(yīng)的實驗太過復(fù)雜,在有限的課程時間內(nèi)不足以完成,則可設(shè)計相應(yīng)問題,讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下自發(fā)進行深入學(xué)習(xí)。
2.2研究型教學(xué)模式與評價方法探索
在課程的具體教學(xué)實施上,第一次上課教師即把學(xué)生分為小組,每個小組負責(zé)一個綜合性設(shè)計實驗。以自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)為例,整個教學(xué)模式闡述如下:首先,教師介紹系統(tǒng)功能,將系統(tǒng)分為光照度檢測、人員檢查、數(shù)據(jù)處理和燈開關(guān)控制4部分。由于實驗比較復(fù)雜,采用學(xué)生分組的形式進行實驗。每個部分由若干學(xué)生負責(zé),確保每個學(xué)生完成其中的某些功能模塊,并在之后的教學(xué)過程中對每部分進行詳細討論,包括:設(shè)計要求、工作原理、需要用到的設(shè)備、體現(xiàn)的核心知識點等。因此,每個學(xué)生在學(xué)習(xí)開始都有一個任務(wù)和目標(biāo),學(xué)生之間相互合作,完成實驗的組可以獲得本次實驗的基本得分。之后的每一次課,核心知識點的講授與相應(yīng)的驗證實驗都采用教師導(dǎo)學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的形式完成??紤]到課時有限,實驗還需要由小組合作學(xué)習(xí)等課外學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)組成。到了一定階段,每個模塊都要完成子模塊流程設(shè)計,如圖2所示的光照度檢測子模塊流程圖。然后進行階段性學(xué)習(xí)成果展示和交流,并進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào),形成相關(guān)文檔。最后進行實驗總結(jié),匯報系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)方案。
每個實驗都體現(xiàn)了對WSN知識的綜合應(yīng)用與融匯貫通。在設(shè)計型實驗中,教師按照軟件工程的方法一步步指導(dǎo)學(xué)生進行系統(tǒng)概要設(shè)計、詳細設(shè)計直至系統(tǒng)調(diào)試完成。學(xué)生不但能學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的思想和方法,而且具備了開發(fā)一個小型項目的經(jīng)驗,提高了動手能力。該方式改變了“教師授課+學(xué)生復(fù)習(xí)”的傳授式教學(xué)模式,而是采用“教師導(dǎo)學(xué)+學(xué)生自學(xué)+合作研討”的研究型教學(xué)模式,以達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
3考核體系
課程考核采用平時成績和期末考核成績加權(quán)平均的方式。綜合實驗成績占70%,期末的理論考核以開放式論文形式進行,讓學(xué)生根據(jù)自己在實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,以提出改進方法等為題撰寫論文,分?jǐn)?shù)占總成績的30%。該考核更加偏向于考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與、實踐能力。
實驗成績考核學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性以及動手能力,緊扣3個綜合性實驗的各個階段,取得一個階段性成果即得到相應(yīng)分?jǐn)?shù)。在實際實施過程中,師生都覺得該教學(xué)方式比傳統(tǒng)方式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實際動手能力。
4結(jié)語
本次物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究生WSN課程建設(shè)圍繞核心知識點,設(shè)計了相應(yīng)的實驗教學(xué)系列。實驗圍繞一個需要研究解決的特定問題展開,讓學(xué)生在尋找解決方法的過程中進行知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用,而不是對知識的簡單套用。強調(diào)任務(wù)驅(qū)動,并注意任務(wù)的復(fù)雜性與綜合化。
應(yīng)當(dāng)注意的是,研究性實驗教學(xué)的設(shè)計與實施是一個動態(tài)過程,教師應(yīng)周期性地梳理核心知識點,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計實驗,并在實驗中根據(jù)學(xué)生反饋以及實際教學(xué)效果,不斷調(diào)整實驗內(nèi)容、難度以及實驗教學(xué)方法,促進每一輪教學(xué)實踐在內(nèi)容和方法上都不斷豐富、改進和完善。
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關(guān)鍵詞
數(shù)據(jù)處理與智能決策;物聯(lián)網(wǎng);情境教學(xué)法
1引言
北京信息科技大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)創(chuàng)辦于2013年,是建立以提升工程素質(zhì)為根本、以培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程能力為核心、以掌握物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)科知識要求為目標(biāo)的課程體系,相關(guān)課程的建設(shè)也力求結(jié)合實際工程應(yīng)用要求,加強學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)重點突出我校在可靠通信傳輸與智能信息處理方面的技術(shù)優(yōu)勢,本專業(yè)開設(shè)的核心課程有:物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、通信原理、自動控制基礎(chǔ)、RFID原理及應(yīng)用、傳感器原理及應(yīng)用、傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理與智能決策、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施、信息安全等。我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2“數(shù)據(jù)處理與智能決策”課程特色
當(dāng)前社會對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)智能信息處理方面人才培養(yǎng)的需求越來越旺盛,人才培養(yǎng)的任務(wù)日益緊迫。而我系開設(shè)的“數(shù)據(jù)處理與智能決策”課程,所要達到的目的就是使學(xué)生掌握“數(shù)據(jù)處理與智能決策”的相關(guān)技術(shù)體系以及相關(guān)理論,并能夠用課程中學(xué)到的知識,對數(shù)據(jù)處理與智能決策應(yīng)用系統(tǒng)進行初步設(shè)計、開發(fā);課程的社會需求也要求在教學(xué)的內(nèi)容、方法、手段上做出相應(yīng)的調(diào)整與改革,在理論教學(xué)上探索新的考核方法?!皵?shù)據(jù)處理與智能決策”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)最重要的主干課程之一,開設(shè)在大三第二學(xué)期,是一門專業(yè)必修課,教學(xué)中全面地講述了數(shù)據(jù)處理基本知識、數(shù)據(jù)分析體系以及相關(guān)理論,對數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),如數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理模型、數(shù)據(jù)分析算法等進行了詳細講解,同時對智能決策技術(shù)也進行了深入的論述?!皵?shù)據(jù)處理與智能決策”同物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)內(nèi)容的關(guān)系如圖2所示。
課程教學(xué)所要達到的目的是:使學(xué)生掌握“數(shù)據(jù)處理與智能決策”的相關(guān)技術(shù)體系以及相關(guān)理論,并能夠用課程中學(xué)到的知識,對數(shù)據(jù)處理與智能決策應(yīng)用系統(tǒng)進行初步設(shè)計、開發(fā);課程同時安排有相應(yīng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。為了更合理地安排課程的教學(xué)內(nèi)容,特別是為“數(shù)據(jù)處理與智能決策”這門課程積累更多的經(jīng)驗,筆者進一步對多所高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)課程進行了調(diào)研,北京科技大學(xué)相近的課程有“物聯(lián)網(wǎng)與信息服務(wù)”,講述的內(nèi)容主要是物聯(lián)網(wǎng)信息處理過程及信息服務(wù)模式;北京郵電大學(xué)相近的課程有云計算與物聯(lián)網(wǎng),主要以云計算和信息技術(shù)為主要內(nèi)容進行授課;電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)系主要以大數(shù)據(jù)為切入點,進行大數(shù)據(jù)理論和實踐教學(xué)的安排;四川大學(xué)計算機學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)數(shù)據(jù)處理方面的課程主要以數(shù)據(jù)挖掘和算法應(yīng)用為主;成都理工大學(xué)電子系安排有實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)處理和傳感感知的融合。
3情境教學(xué)法的具體應(yīng)用
3.1研究內(nèi)容和目標(biāo)研究方法如圖4所示,具體的研究內(nèi)容和目標(biāo)包括:
3.1.1精心設(shè)計,在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)一切教學(xué)活動都必須以調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性、創(chuàng)造性為出發(fā)點,引導(dǎo)學(xué)生主動探索,積極思維。應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)方法,將以學(xué)生為本的思想始終貫穿于教學(xué)中的每一個過程,可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,激發(fā)學(xué)生的積極內(nèi)因,將新的教育理念融于教學(xué)的全過程,達到使學(xué)生掌握知識培養(yǎng)能力和思想教育的目的。在教學(xué)過程中,精心安排提問的時機,鼓勵學(xué)生大膽發(fā)言,并及時點撥和引導(dǎo)。例如,在討論數(shù)據(jù)處理具體算法K-means的用法時,通過國足排名進行計算,并提供多個數(shù)據(jù)的比較和驗證,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
3.1.2應(yīng)用情境教學(xué)方法,通過聯(lián)系生活和設(shè)置疑問創(chuàng)設(shè)情境在本課程的教學(xué)中從學(xué)生生活經(jīng)驗和已有知識背景出發(fā),聯(lián)系生活講授物聯(lián)網(wǎng),將“數(shù)據(jù)處理與智能決策”對應(yīng)的知識點同實際生活中的問題關(guān)聯(lián)起來,使學(xué)生感到平時生活中充滿著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的種種奧妙,使他們倍感親切,內(nèi)心感到課程技術(shù)的應(yīng)用原來離我們這么近:比如今天需要去商城采購點日常用品,于是在手機中設(shè)定了目的地;路上怕堵車,于是設(shè)定路徑選擇為“時間最短”。出門后,手機上的導(dǎo)航軟件自動根據(jù)最新的路況情況修正路徑信息,從而避開了車輛擁堵端,這其中所用的就是典型的最優(yōu)分析理論和路徑優(yōu)化算法,正是我們這門課所學(xué)內(nèi)容之一。這種情境的創(chuàng)設(shè),能極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
3.1.3引導(dǎo)學(xué)生參與互動,主動分析問題在教學(xué)過程中,鼓勵學(xué)生提問,營造良好的課堂氛圍。通過事先做好課堂教學(xué)設(shè)計,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,分析問題,幫助他們解決問題。
3.1.4引入合作式教學(xué),建立自學(xué)匯報答辯機制根據(jù)“授人以漁”的教學(xué)思路,培育學(xué)生積極的思維習(xí)慣和探究問題的意識。針對技術(shù)專題中感興趣的具體技術(shù),將學(xué)生分組,確定組內(nèi)的明確分工,分頭查閱資料、參考書、網(wǎng)絡(luò)搜索等收集信息,撰寫研究報告,內(nèi)容要求包括專題技術(shù)背景、主要技術(shù)方法、研究思路等,課堂抽出時間進行答辯。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。
3.1.5改革考核方式,注重過程評價考試作為教學(xué)評價的重要手段,對學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)有著重要的導(dǎo)向作用。傳統(tǒng)考試的主要形式是一次性定時閉卷筆試,這種考試會造成學(xué)生考試前臨時突擊現(xiàn)象,放松平時學(xué)習(xí),也不利于全面考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力,難以發(fā)揮創(chuàng)造性思維能力。因此,本課程將改革考核制度。加大課堂互動、綜合問題的討論、專題小論文、作業(yè)質(zhì)量的成績比例,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新意識方面的培養(yǎng),提高學(xué)生解決問題的能力。
4結(jié)論
本文總結(jié)了“數(shù)據(jù)處理與智能決策”課程的特點,提出了具體教學(xué)方法在“數(shù)據(jù)處理與智能決策”課程應(yīng)用的模式和具體實例,在教學(xué)方法改革中貫徹卓越工程師培養(yǎng)———注重實訓(xùn)基本觀念,教學(xué)方法注重啟發(fā)學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)基本概念和一般方法,結(jié)合實際問題,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新知識和新技術(shù)。對現(xiàn)有的考核方式進行豐富,增加課題小組案例分析、模擬答辯等環(huán)節(jié),提高學(xué)生自學(xué)參與的成績比例。本文通過討論情境教學(xué)法在“數(shù)據(jù)處理與智能決策”實現(xiàn)的具體內(nèi)容和方法,形成具有北京信息科技大學(xué)特色的“數(shù)據(jù)處理與智能決策”專業(yè)課程教學(xué)方法,并具有借鑒意義,以期對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展起到一定的促進作用。
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中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)30-0063-02
1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)產(chǎn)生與現(xiàn)狀
自2009年8月同志提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)已成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成內(nèi)容,美國、歐盟、日本、韓國等國家紛紛開展該領(lǐng)域的研究工作。物聯(lián)網(wǎng)已成為當(dāng)前全球各國應(yīng)對經(jīng)濟低迷的重要科技手段。2013年2月,國務(wù)院提出了關(guān)于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見。物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息技術(shù)浪潮,具有廣闊的應(yīng)用前景和難得的發(fā)展機遇。
作為面向21世紀(jì)的全新技術(shù),越來越多的大學(xué)開始關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)程。目前國內(nèi)著名大學(xué)已經(jīng)紛紛開設(shè)或準(zhǔn)備開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程,希望幫助學(xué)生了解和掌握這些新興技術(shù),提高學(xué)術(shù)科研和工程水平,保持技術(shù)發(fā)展和人才培養(yǎng)的同步。在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專業(yè)中,就包括增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。從教育部號召高校設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)科開始,全國已有近700所高等院校向教育部提交了增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的申請,目前已經(jīng)有67所本科院校建立了“物聯(lián)網(wǎng)工程”或“傳感網(wǎng)技術(shù)”等相關(guān)專業(yè)。
然而,由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和專業(yè)建設(shè)都剛剛起步,高校在專業(yè)目標(biāo)、人才培養(yǎng)、課程教材、師資和實驗設(shè)備等方面都面臨眾多問題。筆者長期從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的科研工作和相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)工作,希望能在本文給出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的有益探索。
2 主要存在的問題
目前,在理論研究領(lǐng)域,從傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在計算發(fā)展到空間物理信息系統(tǒng);在技術(shù)研究領(lǐng)域,從RFID和Zigbee發(fā)展到M2M;在市場應(yīng)用領(lǐng)域,從企業(yè)關(guān)注和行業(yè)需求到政策層面推動,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正經(jīng)歷著快速而深刻的變化。然而在人才培養(yǎng)方面,卻面臨一些挑戰(zhàn)。
1)專業(yè)歸屬不清。目前在已獲得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的院校中,有的將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)歸屬通信學(xué)院,有些歸屬到計算機學(xué)院,還有的歸屬到自動化學(xué)院。出現(xiàn)歸屬不清有著其現(xiàn)實原因:物聯(lián)網(wǎng)是典型的新興交叉學(xué)科,涉及到通信、電子工程、計算機和測控等多方面的專業(yè)知識和多個應(yīng)用領(lǐng)域,因此在專業(yè)歸屬方面存在多樣性。然而,由于歸屬的不同,每個學(xué)院根據(jù)各自的學(xué)科背景和基礎(chǔ)條件來建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案,導(dǎo)致在人才培養(yǎng)方案、課程規(guī)劃、實驗體系等方面出現(xiàn)較大的差異。
2)人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)跨多個學(xué)科,其自身技術(shù)在不斷地發(fā)展和完善,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也在推陳出新。如何制定出適應(yīng)技術(shù)更新和滿足企業(yè)用人需求的人才培養(yǎng)方案,還需深入探索。從企業(yè)角度來看,物聯(lián)網(wǎng)以行業(yè)需求為導(dǎo)向,應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智慧城市、綠色制造和智能醫(yī)療等多個工業(yè)領(lǐng)域,這就要求專業(yè)人才培養(yǎng)需面向其行業(yè)應(yīng)用。同時,作為高等學(xué)校本科專業(yè),須符合國家素質(zhì)教育要求,體現(xiàn)專業(yè)人才教育思想。
3)專業(yè)人才培養(yǎng)條件匱乏。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)剛剛起步,師資、設(shè)備和教材都面臨匱乏的境地。教學(xué)質(zhì)量的核心問題是師資,既有行業(yè)應(yīng)用背景又跨多學(xué)科的教師較為缺乏,培養(yǎng)學(xué)術(shù)水平高、結(jié)構(gòu)合理的專業(yè)教學(xué)團隊是專業(yè)建設(shè)首先解決的問題;其次,實踐教學(xué)薄弱,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和設(shè)計實驗所需的開發(fā)平臺、仿真平臺和應(yīng)用平臺都較為欠缺,難以滿足人才培養(yǎng)要求;最后,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教材更是缺乏,目前盡管已有一些物聯(lián)網(wǎng)書籍,但太偏應(yīng)用,難以作為教材使用,且未形成完整教材體系。
4)科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)相互促進機制尚未形成。物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)方案等都來源于科研成果,盡管物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)研究開展得如火如荼,但很多理論和方法都還完全成型。同時,如何將已有的研究成果轉(zhuǎn)化用于課堂教學(xué)和人才培養(yǎng),還需要進一步研究。在教學(xué)實踐過程中常常發(fā)現(xiàn)由于有些理論較為系統(tǒng),涉及的背景知識較廣,學(xué)生理解起來很困難,實驗系統(tǒng)也較復(fù)雜。產(chǎn)生這些問題的根本原因正是由于科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)相互促進機制尚未形成。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索
重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托于學(xué)校自動化學(xué)院和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化控制教育部重點實驗室,在近年來承擔(dān)和完成國家科技重大專項、國家863計劃等項目的基礎(chǔ)上,通過對科研成果的總結(jié)和提煉,出版了《測量與控制用無線通信技術(shù)》等系列教材,自行設(shè)計和研發(fā)WIA-PAS、ISA100和6LowPAN等實驗實訓(xùn)研發(fā)平臺,培養(yǎng)了學(xué)術(shù)水平高,知識、年齡和專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)團隊,在近2年的專業(yè)人才培養(yǎng)實踐中積累了有益的探索。
3.1 適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和人才需求的培養(yǎng)目標(biāo)
符合國家《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的要求,突出“傳感器網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)優(yōu)勢與“三網(wǎng)融合”特色,充分發(fā)揮實驗室在物聯(lián)網(wǎng)核心專利、標(biāo)準(zhǔn)、測試和應(yīng)用等方面的國際國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢,培養(yǎng)面向智能工業(yè)、智能電網(wǎng)、智能城市、智能建筑與智能家居等相關(guān)領(lǐng)域從事物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、應(yīng)用設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、運行管理等方面工作的跨專業(yè)復(fù)合型人才。
3.2 充分發(fā)揮學(xué)校信息學(xué)科特色和優(yōu)勢,整合學(xué)校教學(xué)資源,探索適合新專業(yè)的人才培養(yǎng)模式
物聯(lián)網(wǎng)屬于集成、交叉技術(shù),當(dāng)前任何一個專業(yè)都難以覆蓋其全部內(nèi)涵。成立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,聘請校內(nèi)外相關(guān)專業(yè)、合作企事業(yè)單位專家參與課程體系規(guī)劃、實驗實訓(xùn)體系建設(shè)、專業(yè)指導(dǎo)和人才培養(yǎng)方案制訂。比如通過實驗室和思科公司的科研合作項目,由思科公司贊助、本教學(xué)團隊負責(zé)組織實施面向重慶市高校的“思科杯”物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計大賽,該項大賽還被納為2012中國(重慶)國際云計算博覽會的主題活動之一,得到相關(guān)部門的高度重視。引導(dǎo)學(xué)生參加各種科技活動,既培養(yǎng)了學(xué)生濃厚的專業(yè)興趣,又提高了學(xué)生的實踐能力,增強了就業(yè)競爭力。
3.3 探索新的教學(xué)方法和教學(xué)手段
充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,引導(dǎo)學(xué)生去思考,更有成效地完成課程的教學(xué)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力;對專業(yè)核心課程,比如“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”,采用答辯、實做報告、課程論文相結(jié)合的評價方式,全面考核學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識與理論、前沿技術(shù)、相應(yīng)的開發(fā)能力;對專業(yè)導(dǎo)論課程,采用教學(xué)團隊的授課模式,教學(xué)團隊教師在物聯(lián)網(wǎng)的不同研究方向有著多年的積累和研究成果,通過團隊授課,既帶來了各方向最前沿的研究成果,而且使得每個方向的講解更加透徹和深入;靈活多樣的教學(xué)手段,在重點實驗室現(xiàn)場講授理論課程,將實踐融入理論,充分溝通交流討論,增強了教學(xué)效果。
3.4 教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)相互促進的良性循環(huán)機制逐步形成
如何有效地將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng),平衡學(xué)科前沿技術(shù)、基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用的關(guān)系,兼顧用人需求與教育教學(xué),在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)上得到了完整的體現(xiàn)和驗證。這種相互促進的良性循環(huán)機制形成將是一個長期的工作,也將在后續(xù)的實踐活動中不斷完善和豐富。
4 結(jié)論
由于物聯(lián)網(wǎng)是一項新興前沿技術(shù),本身又是處于不斷發(fā)展和變化之中,而且物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也呈現(xiàn)多樣性和復(fù)雜性,因此,如何規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和建設(shè)人才培養(yǎng)模式,是一個基礎(chǔ)性問題。本文在分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)目前存在問題的基礎(chǔ)上,給出了重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的有益探索,并將在后續(xù)的教育教學(xué)中不斷發(fā)展和完善。
參考文獻
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【中圖分類號】G420 【文獻標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2010)10―0106―05
一 引言
高等教育自學(xué)考試(以下簡稱自學(xué)考試)是對自學(xué)者進行以學(xué)歷考試為主的高等教育國家考試,是個人自學(xué)、社會助學(xué)和國家考試相結(jié)合的高等教育形式。自學(xué)考試課程是根據(jù)自學(xué)考試人才培養(yǎng)目標(biāo)要求,由全國高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會制定。自學(xué)考試課程設(shè)置與全日制的相同層次差別不太。但在教學(xué)組織形式上,自學(xué)考試課程是以個別化學(xué)習(xí)為主,沒有教學(xué)班級,多數(shù)自考考生是在“孤軍奮戰(zhàn)”,是處在“準(zhǔn)永久性學(xué)習(xí)集體缺失”的環(huán)境下,學(xué)習(xí)充滿孤獨感,缺少面對面學(xué)習(xí)過程中同伴之間的相互鼓勵和支持[1]。自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)迫切需要一個能夠克服時空障礙、培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力、教師和學(xué)生都能夠參與的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種學(xué)習(xí)環(huán)境只能是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境[2]。
隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,開展基于互聯(lián)網(wǎng)的自學(xué)考試學(xué)習(xí)支持服務(wù)將是一種新的重要的途徑,也是自學(xué)考試制度重現(xiàn)繁榮的一條重要途徑。VLC (Virtual Learning Community, 縮寫VLC,中文譯名為“虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)”或“虛擬學(xué)習(xí)共同體”)作為一種基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)環(huán)境,是在線學(xué)習(xí)與虛擬社區(qū)的結(jié)合,是學(xué)習(xí)社區(qū)在網(wǎng)絡(luò)空間中的映射;是一組共享語言和價值的社區(qū)成員,通過計算機網(wǎng)絡(luò)媒體,采用學(xué)習(xí)策略進行的交流和合作學(xué)習(xí)[3];是信息技術(shù)與學(xué)科課程整合向深層次發(fā)展的產(chǎn)物;是一個滿足知識時代教育要求的強有力的工具。應(yīng)用VLC構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的自主和協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境,能夠為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自學(xué)考試助學(xué)提供一種新的、具體的助學(xué)模式。本文以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論等理論作指導(dǎo),研究基于VLC的自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計,并以自學(xué)考試教育技術(shù)學(xué)專業(yè)(短線)《教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論》課程為案例,以短線自考生和指導(dǎo)教師作為VLC的成員,研究基于VLC的自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計和學(xué)習(xí)效果,探討基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論的自學(xué)考試課程VLC的設(shè)計、構(gòu)建與應(yīng)用。
二 VLC的構(gòu)成要素與基本特征
VLC是社會性、學(xué)習(xí)性和技術(shù)性的統(tǒng)一體。其組成要素可歸納為人員、“物”與學(xué)習(xí)信息三大類。人員包括教師、學(xué)習(xí)者、專家等;物包括網(wǎng)絡(luò)平臺、交互工具和網(wǎng)絡(luò)多媒體資源等;學(xué)習(xí)信息是指師生之間、生生之間通過交互工具進行傳播的學(xué)習(xí)內(nèi)容和情感內(nèi)容。有學(xué)者認為,VLC作為一種學(xué)習(xí)方式,是指利用恰當(dāng)?shù)闹腔刍顒訉⒔處熀蛯W(xué)生帶入一個特定的情境,使人與人在社區(qū)中構(gòu)成交流和互動的團體;也有學(xué)者認為“VLC是教學(xué)的組織形式”[4]。VLC的構(gòu)建有自組織和被組織兩種,但純粹意義上的自組織VLC或被組織VLC都不存在,VLC一般是從被組織走向自組織[5]。VLC學(xué)習(xí)活動的基本特征有:學(xué)習(xí)者具有共同目的和文化背景,具有公共的空間和時間,它是基于特定的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容形成的,學(xué)習(xí)者共享知識和經(jīng)驗,共同解決問題和承擔(dān)學(xué)習(xí)任務(wù),逐步形成和共享個體智慧和集體智慧[6]。
三 自學(xué)考試課程VLC構(gòu)建和教學(xué)設(shè)計的理據(jù)
自學(xué)考試課程VLC構(gòu)建和教學(xué)設(shè)計的理據(jù)主要有傳播理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論、認知學(xué)徒與合法邊緣參與理論、分布認知理論以及教學(xué)設(shè)計理論。傳播理論揭示了自學(xué)考試課程VLC教學(xué)/學(xué)習(xí)活動所涉及的要素具有多樣性和復(fù)雜性,要素之間的動態(tài)聯(lián)系性以及學(xué)習(xí)和教學(xué)過程的雙向性 [7]。學(xué)生的知識、態(tài)度、傳播技術(shù)以及社會文化背景對學(xué)習(xí)的效果有影響。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境包括問題、相關(guān)案例、信息資源、認知工具、會話或協(xié)作工具、社會情境支持等要素。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論強調(diào)以問題解決為主線。其主要目的是能夠促進學(xué)習(xí)者對問題的解決和概念的發(fā)展,并以領(lǐng)域內(nèi)實踐學(xué)習(xí)社區(qū)的學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)某一領(lǐng)域的知識,并將目標(biāo)知識和技能都融會于問題解決之中[8]。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論揭示了構(gòu)建一個典型VLC所應(yīng)具有的基本要素。認知學(xué)徒與合法邊緣參與理論(Theories of Cognitive Apprenticeship and Legitimate Peripheral Participation)強調(diào)把學(xué)習(xí)視為向?qū)嵺`社區(qū)的合法邊緣性參與過程。新手參與到社區(qū)中,最初給予非常輕的工作,從周邊的工作開始,逐漸轉(zhuǎn)變到比較重要的工作,獲得真正被承認的地位。這種參與形態(tài)變化的過程就是學(xué)習(xí)的本質(zhì)。而人在參與社區(qū)的這種由淺入深的過程中,逐漸產(chǎn)生了學(xué)習(xí)[9]。認知學(xué)徒與合法邊緣參與理論隱喻了VLC的運行模式:學(xué)習(xí)者具有異質(zhì)性,一部分學(xué)習(xí)者與教師是其核心成員,是“老手”和“小老師”,另一部分是“新手”,處于其邊緣。VLC的作用就是幫助學(xué)習(xí)者從“邊緣”到“核心”,從“新手”到“專家”。形成一個向VLC核心區(qū)靠攏的向心力。分布認知(Distributed Cognition)理論認為,認知是分布存在的,不僅分布于參與知識的社會性建構(gòu)的各個成員的大腦中,而且廣泛分布于有關(guān)的工具、知識表征模式以及其他的人工制品上。因此教育目標(biāo)也應(yīng)從個體掌握知識轉(zhuǎn)向協(xié)作的績效。分布認知(Distributed Cognition)理論揭示VLC中知識的分布性和共享性[10]:VLC中的學(xué)習(xí)者和教師所具備的分散性知識和能力能夠互相給予支持與協(xié)助,并在共同學(xué)習(xí)活動中達到學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)設(shè)計理論認為,“主導(dǎo)―主體”教學(xué)設(shè)計強調(diào)既要發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用(確定“先行組織者”、選擇與設(shè)計教學(xué)媒體、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的組織形式),又要體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位(情境創(chuàng)設(shè)、信息資源的提供、自主學(xué)習(xí)策略以及協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計等),針對不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)模式[11]。
四 自學(xué)考試課程VLC構(gòu)建和教學(xué)設(shè)計
VLC學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計是根據(jù)VLC的學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持條件,制定學(xué)習(xí)策略,設(shè)計開發(fā)網(wǎng)絡(luò)平臺,選擇網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)交互工具,確定學(xué)習(xí)交互方式及交互內(nèi)容,并對學(xué)習(xí)結(jié)果進行評價的過程。本研究是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境理論、認知學(xué)徒與合法邊緣參與理論等指導(dǎo)下,從VLC組成的三大要素對自學(xué)考試課程VLC進行設(shè)計與構(gòu)建,再對VLC的學(xué)習(xí)活動進行教學(xué)設(shè)計。
1 VLC的設(shè)計與構(gòu)建
(1)“人員”――VLC成員構(gòu)成。VLC成員由4名教育技術(shù)學(xué)專業(yè)教師和28名教育技術(shù)學(xué)專業(yè)短線自考生(以下簡稱“學(xué)生”)構(gòu)成(VLC初始狀態(tài)時)。VLC核心成員由教師和4名學(xué)習(xí)成績較好、比較熱心和善于交流的學(xué)生組成。4名學(xué)生是“學(xué)生導(dǎo)師”,承擔(dān)部分教師的角色;同時,在小組學(xué)習(xí)中,“學(xué)生導(dǎo)師”作為小組的指導(dǎo)者、答疑者和評判者,承擔(dān)部分教師的任務(wù)。在其后的學(xué)習(xí)過程中,隨著VLC的運行和學(xué)習(xí)活動的開展,會有更多的學(xué)生成為“學(xué)生導(dǎo)師”。其余24名成員是對VLC學(xué)習(xí)方式有興趣的學(xué)生,他們相互之間存在異質(zhì)性(相互之間成績有差異),知識和能力有一定的梯度。學(xué)生(本專業(yè)其他自考生)可以在VLC的運行和學(xué)習(xí)活動的開展過程中自愿加入。
自學(xué)考試課程VLC中的應(yīng)用設(shè)計模型(初始狀態(tài)),如下圖1所示。
(2)“學(xué)習(xí)信息”――學(xué)習(xí)內(nèi)容的確定?!督逃夹g(shù)學(xué)導(dǎo)論》課程是教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè)的必修課程,是一門引領(lǐng)學(xué)生進入該領(lǐng)域,認識該領(lǐng)域的導(dǎo)入性課程。在普通高校中,該課程占34學(xué)時,2學(xué)分。該課程的開展旨在讓學(xué)生了解教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的研究和就業(yè)領(lǐng)域,理解該學(xué)科的核心思想。調(diào)查發(fā)現(xiàn),因該課程專業(yè)性、理論性強,加之學(xué)生是本科自考生,普遍反應(yīng)學(xué)習(xí)效果不好。根據(jù)自學(xué)考試教育技術(shù)學(xué)專業(yè)《教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論》課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和考試大綱要求,將《教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論》課程內(nèi)容設(shè)計為一系列學(xué)習(xí)主題,并對各學(xué)習(xí)主題知識進行分析,選擇和確定學(xué)習(xí)內(nèi)容。
(3)“物”――網(wǎng)絡(luò)交互工具和網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計。交互工具和網(wǎng)絡(luò)平臺是VLC學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)空間和學(xué)習(xí)環(huán)境。根據(jù)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容以及VLC學(xué)習(xí)交互工具的選擇原則,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持條件(教師和學(xué)生的計算機都在校園網(wǎng)內(nèi)),選擇學(xué)習(xí)交互工具有:異步類:① E-mail,用于社區(qū)成員間,發(fā)送、接受資料作業(yè)等。②BBS(是網(wǎng)絡(luò)平臺功能模塊之一),用于社區(qū)成員討論,發(fā)表建議。同步類:即時信息工具QQ。QQ群用于小組學(xué)習(xí)交流。網(wǎng)絡(luò)平臺包括資源性支持(如與課程配套的教學(xué)課件)、管理性支持和評價性支持三大模塊。
2 基于VLC的自學(xué)考試課程教學(xué)設(shè)計
(1)學(xué)習(xí)者分析。分析VLC學(xué)習(xí)者是為了了解他們的起始能力、學(xué)習(xí)態(tài)度和信息技術(shù)素養(yǎng)等方面的情況,為教學(xué)外部條件適應(yīng)學(xué)習(xí)者內(nèi)部條件提供重要的依據(jù)。學(xué)生者分析如下:①學(xué)生都是通過高考,在一個批次錄取的大學(xué)專科新生,正在參加自考本科學(xué)習(xí),他們的成績雖然有差異但都能夠滿足學(xué)習(xí)起始能力的要求。②學(xué)生是根據(jù)自己的興趣自愿報名,教師根據(jù)問卷情況選擇成員,比較了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度及相關(guān)情感因素。③學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)包括計算機操作能力,網(wǎng)絡(luò)使用能力,信息識別、加工、傳遞和創(chuàng)造能力,以及社會責(zé)任感和參與意識都能滿足VLC學(xué)習(xí)活動的需要。
(2)學(xué)習(xí)目標(biāo)分析和學(xué)習(xí)內(nèi)容分析。在VLC學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計中,主要是基于“學(xué)”的學(xué)習(xí)目標(biāo)分析,包括學(xué)習(xí)內(nèi)容分析和確定學(xué)習(xí)主題。根據(jù)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)要求和所選取的學(xué)習(xí)內(nèi)容特點,設(shè)計了如表1所示的學(xué)習(xí)知識點和目標(biāo)。
(3)學(xué)習(xí)策略設(shè)計。VLC學(xué)習(xí)策略設(shè)計主要包括自主學(xué)習(xí)策略和協(xié)作學(xué)習(xí)策略的設(shè)計。根據(jù)《教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論》課程特點,自主學(xué)習(xí)策略主要應(yīng)用于概念學(xué)習(xí),知識點的掌握和與學(xué)習(xí)主題相關(guān)信息的查詢、提取及加工;協(xié)作學(xué)習(xí)策略主要應(yīng)用于知識深層次的理解、思維的具體化和知識的共享,相互之間對各自知識的印證。表2是根據(jù)內(nèi)容選擇策略的分析表。
(4)交互方式和交互內(nèi)容設(shè)計。在VLC中,師生之間、學(xué)生之間的交互以基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的交互(CMC)為主要方式,同時也存在面對面(F2F)方式。VLC的交互內(nèi)容設(shè)計是指根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容確定其交互的方式,再由內(nèi)容的交互方式選擇相應(yīng)的交互工具。
交互方式和交互內(nèi)容的設(shè)計如表3所示。
(5)學(xué)習(xí)評價設(shè)計。VLC學(xué)習(xí)評價既是其教學(xué)效果的總結(jié),也是修改其教學(xué)設(shè)計的反饋信息。VLC學(xué)習(xí)評價過程包括數(shù)據(jù)資料收集、數(shù)據(jù)資料處理和得出評價結(jié)果的過程,形成性評價和總結(jié)性評價(參加自學(xué)考試統(tǒng)考)相結(jié)合。數(shù)據(jù)資料收集手段有:①觀察,教師對VLC學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的行為現(xiàn)象進行考察,利用BBS和QQ 等交互工具的記錄功能,收集學(xué)生的學(xué)習(xí)行為反應(yīng)信息。②問卷調(diào)查,用于收集學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度反應(yīng)信息等。③自學(xué)考試統(tǒng)考,考核學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的認知效果和教育技術(shù)技能掌握情況。學(xué)習(xí)評價數(shù)據(jù)資料處理的方法有:使用歸納、分析、統(tǒng)計描述(包括平均分、及格率和標(biāo)準(zhǔn)差)和統(tǒng)計檢驗[12]等方法,并從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為反應(yīng)、學(xué)習(xí)態(tài)度和認知效果方面對自學(xué)考試課程VLC的學(xué)習(xí)活動和效果等做出評價。
五 應(yīng)用效果分析
VLC學(xué)習(xí)性主要體現(xiàn)在學(xué)生知識的增長和認知的發(fā)展,技能的獲得,態(tài)度的改變和情感的發(fā)展等方面。本案例研究以筆者和教師的觀察記錄,對學(xué)生的訪談記錄、問卷調(diào)查以及考試成績,分析自學(xué)考試課程VLC的應(yīng)用效果。
1 研究者和指導(dǎo)教師觀察記錄分析。從學(xué)生與學(xué)習(xí)伙伴及同組學(xué)生的學(xué)習(xí)中,學(xué)生經(jīng)歷了從“基本完成學(xué)習(xí)任務(wù)”“能夠完成”“熟練完成學(xué)習(xí)任務(wù)”過程。從對小組長的匯報和角色扮演的觀察來看,小組匯報內(nèi)容經(jīng)歷了從空乏到翔實的過程,角色扮演經(jīng)歷了生疏到熟練、從膽怯到自信的過程。處于觀眾位置的學(xué)生氣氛熱烈、表情愉悅、經(jīng)常鼓掌。在VLC網(wǎng)站上,學(xué)生積極上傳作業(yè)、學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)活動描述;積極登陸VLC的學(xué)習(xí)論壇,踴躍發(fā)言,熱烈討論?!皩W(xué)生導(dǎo)師”和“認知學(xué)徒”學(xué)習(xí)方式對自考生的學(xué)習(xí)有幫助,有助自考生向自學(xué)考試課程VLC核心部分靠攏,有較多的自考生加入到VLC。
2 學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果分析。在學(xué)習(xí)實踐前后,對社區(qū)中的學(xué)生成員進行了兩次問卷調(diào)查,結(jié)果是:(1)學(xué)生對是否愿意學(xué)好教育技術(shù)學(xué)導(dǎo)論課程的態(tài)度發(fā)生了改變,學(xué)生由“對該課程的學(xué)習(xí)感到迷?!钡健按蠖鄶?shù)學(xué)生有較強的學(xué)習(xí)興趣”變化。(2)學(xué)生對能否學(xué)習(xí)好自考課程所持自信態(tài)度的人數(shù)有較大的改變,且提高的幅度較大。(3)通過VLC實踐學(xué)習(xí),有89.3%(25人)的學(xué)生認為基于網(wǎng)絡(luò)和基于資源的學(xué)習(xí)能力有提高。學(xué)生對技術(shù)性要素(計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù))在自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)中作用認識發(fā)生改變,大多數(shù)學(xué)生認為其有助于自學(xué)考試課程的學(xué)習(xí);能夠為自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)提供一個能夠克服時空障礙,培養(yǎng)自學(xué)考試學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力,師生都能夠參與的學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生的班級概念和歸屬感明顯增強,VLC能夠有效地促進自考生對課程學(xué)習(xí)態(tài)度朝正面、積極的方向變化,促進社區(qū)中良好人際關(guān)系的形成和發(fā)展。
3 應(yīng)用VLC學(xué)習(xí)自學(xué)考試課程和一般學(xué)生學(xué)習(xí)成績的差異程度。使用SPSS 15.0處理參加VLC學(xué)習(xí)的學(xué)生成績和我院該專業(yè)的自考生統(tǒng)考成績(數(shù)據(jù)見表4),得出統(tǒng)計結(jié)果如下:應(yīng)用VLC學(xué)習(xí)自學(xué)考試課程的學(xué)生統(tǒng)考成績的平均分比我院該專業(yè)的自考生平均分提高13.5,標(biāo)準(zhǔn)差(S)減少3.12,及格率提高了37.2%。通過平均數(shù)(一個樣本平均數(shù) 與一個已知的總體平均數(shù) )差異程度檢驗[13],Z=26. 40>2.58,P≤0.01,參加VLC學(xué)習(xí)的自考生的平均分和一般自考生的平均分差異非常顯著。
考慮到自學(xué)考試課程VLC構(gòu)建與應(yīng)用可行性、學(xué)生的興趣愛好、學(xué)生基于VLC學(xué)習(xí)的意愿,本案例研究的取樣是采用目的性取樣方法[14],參加VLC學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與該專業(yè)一般自考生學(xué)習(xí)成績差異不顯著但基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的積極性較高,這對于VLC初始階段運行幫組較大,但隨著VLC運行和學(xué)習(xí)活動的持續(xù)開展,其他自考生的參與,參與VLC學(xué)生更具有一般性。因此,雖然本案例研究采用目的性取樣方法,上述分析結(jié)論符合實際,有較高的外在效度。
結(jié)語
由于VLC的多維性(社會性、技術(shù)性和學(xué)習(xí)性),VLC學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計研究比較復(fù)雜,考慮的因素較一般課程的教學(xué)設(shè)計要多,因此應(yīng)該在相關(guān)理論的指導(dǎo)下,綜合考慮VLC各組成要素、基本特征和應(yīng)用規(guī)律,研究VLC學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計。而研究VLC支持下的自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)模式和教學(xué)設(shè)計是信息技術(shù)與自學(xué)考試課程相整合向深層次發(fā)展的需要,是自學(xué)考試課程教學(xué)改革的需要?;赩LC的自學(xué)考試課程學(xué)習(xí)活動教學(xué)設(shè)計研究為VLC的設(shè)計、構(gòu)建和學(xué)習(xí)活動的開展提供了一個可資參考的研究案例。從教學(xué)設(shè)計視角的探討VLC的設(shè)計與構(gòu)建,對VLC學(xué)習(xí)活動的深入研究有一定的裨益,可以進一步促進信息技術(shù)與自學(xué)考試課程整合向更高層次發(fā)展,為自學(xué)考試學(xué)生解決和克服其課程學(xué)習(xí)中所存在的困難和問題提供一個可供參考的案例。
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中圖分類號:G712 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-8454(2017)04-0028-03
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)在中國的迅速發(fā)展,開源軟件產(chǎn)業(yè)也在我國迎來了新的發(fā)展機遇。許多中國大企業(yè)都投入重金或宣布投入重金打造基于Linux的產(chǎn)品應(yīng)用和解決方案。良好的市場發(fā)展態(tài)勢激發(fā)大量Linux 人才需求。根據(jù)Redhat公司最新的《Linux從業(yè)人員就業(yè)形勢分析報告》統(tǒng)計,當(dāng)年7月,Linux從業(yè)人員招聘企業(yè)數(shù)量達9560個,招聘崗位數(shù)量多達28482個,招聘人數(shù)為101560位,其中適用于高等職業(yè)院校學(xué)生的管理、運維類崗位,占總崗位數(shù)的18.1%。如何培養(yǎng)學(xué)生基于Linux的網(wǎng)絡(luò)管理實踐能力,切實把握如此豐富的市場需求,已成為高職院校Linux網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)的首要任務(wù)。
一、高職Linux網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)現(xiàn)狀
1.教學(xué)系統(tǒng)性不足
Linux網(wǎng)絡(luò)管理課程的教學(xué)內(nèi)容非常豐富,作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的核心課程,該課程要求學(xué)生能對Linux操作系統(tǒng)有深入的認識,掌握Linux操作系統(tǒng)管理方法、網(wǎng)絡(luò)配置方法、各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作原理和基本配置方法,能夠熟練構(gòu)架、運維各種服務(wù)器。目前該課程教學(xué)不夠系統(tǒng)和科學(xué),例如實踐教學(xué)與理論教學(xué)的銜接[1],基本技能、綜合技能、拓展技能等能力的梯度提升等均存在一些問題。
2.教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求有差距
現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)發(fā)展迅速,企業(yè)業(yè)務(wù)具有較大拓展性,因此企業(yè)招聘時要求人才能力與時俱進。在學(xué)校教學(xué)中,往往因為教學(xué)內(nèi)容跟著教材走,實踐課與理論課比例不當(dāng)、校企聯(lián)系不足等原因,造成學(xué)生技能培養(yǎng)上的滯后性、局限性。
3.學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性不高
Linux操作系統(tǒng)學(xué)生平時接觸較少,對基于Linux系統(tǒng)的課程,學(xué)生往往存在畏難情緒,學(xué)習(xí)積極性不夠。在該課程開展中,傳統(tǒng)教學(xué)方式也往往以“教師講解演示-學(xué)生模仿操作”為主,學(xué)生沒有主動去思考如何完成一個網(wǎng)絡(luò)管理項目,只是單純地去模仿教師的操作,擴展力不能得到有效提高,無法適應(yīng)今后復(fù)雜多變的工作環(huán)境。
二、 Linux網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)改革思路
Linux網(wǎng)絡(luò)管理課程改革以深入開展校企合作為出發(fā)點,以企業(yè)需求為基礎(chǔ)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)典型工作場景合理劃分為多個學(xué)習(xí)情境;分析學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律及知識點內(nèi)在關(guān)聯(lián),在每個學(xué)習(xí)情境中安排層次化學(xué)習(xí)項目,梯度提升學(xué)生能力;應(yīng)用翻轉(zhuǎn)教學(xué)課堂開展課程教學(xué)實踐,按課前自學(xué)-課堂內(nèi)化-課后固化開展每一個項目的學(xué)習(xí);優(yōu)化課程考核方法,增加形成性評價比例,全面提高學(xué)生的綜合能力。
三、Linux網(wǎng)絡(luò)管理教學(xué)改革具體措施
1.基于情境設(shè)計教學(xué)內(nèi)容
高職網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的典型工作崗位為網(wǎng)絡(luò)管理員[2],本課程通過深度校企合作,調(diào)研典型工作崗位,分析典型工作任務(wù),歸納課程應(yīng)培養(yǎng)的技術(shù)能力,規(guī)劃知識模塊,生成教學(xué)情境。
網(wǎng)絡(luò)管理員的典型工作任務(wù)為搭建并運行維護企業(yè)網(wǎng)絡(luò),對內(nèi)實現(xiàn)對局域網(wǎng)的管理和安全的部署,對外能夠提供多種企業(yè)應(yīng)用級的服務(wù),對應(yīng)職業(yè)技能主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理與維護能力、基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)平臺的管理與維護能力、局域網(wǎng)安全部署能力、企業(yè)應(yīng)用服務(wù)器管理與維護能力,其中后三項職業(yè)技能為本課程教學(xué)范疇。針對此,本課程設(shè)計6項教學(xué)情境,如圖1所示。教學(xué)情境以企業(yè)需求為出發(fā)點,以完成典型工作任務(wù)為目標(biāo),以企業(yè)認可度為考核指標(biāo),教學(xué)內(nèi)容涵蓋課程培養(yǎng)的所有目標(biāo)能力和知識模塊,為培養(yǎng)勝任典型工作崗位的技能型人才提供有力支撐。學(xué)習(xí)情境由簡單到復(fù)雜、過渡自然,符合學(xué)習(xí)規(guī)律,有利于學(xué)生循序漸進、深入課程[3]。
企業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建遵循由內(nèi)而外,安全先行的前提。第一步是確定內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)配置,對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶和設(shè)備進行有效的管理,櫧笠笛窈鮮實Internet接入方式。學(xué)習(xí)情境1主要完成這一企業(yè)需求;第二步即為企業(yè)安全部署,企業(yè)連接外網(wǎng)之前,必須做好安全部署,否則,內(nèi)網(wǎng)很快就會遭遇來自外網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊,給企業(yè)帶來極大損失,學(xué)習(xí)情境2為企業(yè)構(gòu)建一個內(nèi)外安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,基于此,企業(yè)用戶才能安全可靠地訪問外部網(wǎng)絡(luò)或?qū)ν馓峁└鞣N企業(yè)服務(wù);第三步,企業(yè)可利用內(nèi)網(wǎng)構(gòu)建現(xiàn)代辦公環(huán)境,為員工提供文件共享、網(wǎng)絡(luò)打印等服務(wù),學(xué)習(xí)情境3通過實現(xiàn)NFS服務(wù)器和Samba服務(wù)器,方便員工跨系統(tǒng)共享文件及打印機;第四步,企業(yè)可為在外出或分支機構(gòu)的員工,提供遠程訪問內(nèi)網(wǎng)的服務(wù),學(xué)習(xí)情境4提供多種方法滿足企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)外延的需求;第五步,企業(yè)構(gòu)建自身郵件系統(tǒng),面向員工或合作伙伴提供郵件服務(wù),學(xué)習(xí)情境5首先搭建DNS服務(wù)器,實現(xiàn)郵件地址的域名識別,以此為基礎(chǔ),搭建郵件服務(wù)器,實現(xiàn)郵件的發(fā)送和接收;第六步,企業(yè)構(gòu)建完全面向公眾的門戶網(wǎng)站,對外提供Web服務(wù),并提供以此為中心、其他相關(guān)的一系列服務(wù),學(xué)習(xí)情境6旨在建立一個功能齊備完全對外開放的Web服務(wù)器。
2.分層次項目化教學(xué)
在情境教學(xué)的基礎(chǔ)上,課程教學(xué)又細分為基礎(chǔ)型項目、綜合型項目、拓展提升型項目3個層次,梯度提升學(xué)生能力。
基礎(chǔ)型項目以基礎(chǔ)知識為對象,學(xué)生必須獨立動手實踐完成的內(nèi)容,在每個學(xué)習(xí)情境中,都有一項或多項基礎(chǔ)型項目,如圖1所示。該類型重點加深學(xué)生對理論知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的基于Linux的網(wǎng)絡(luò)基本管理能力,考核對象為每個學(xué)生。
綜合型項目要求學(xué)生結(jié)合一個或多個學(xué)習(xí)情境的知識點完成相應(yīng)任務(wù),具有一定難度。在這種項目中,學(xué)生必須鞏固前期學(xué)習(xí)成果,具備一定的項目管理能力,完成對應(yīng)任務(wù),并能對項目結(jié)果進行判斷、歸納與分析,綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識分析問題和解決問題[4]。此類項目每個學(xué)習(xí)情境都有一項,以4-5人的學(xué)習(xí)小組為考核對象。
拓展提升型項目由學(xué)生獨立或者與指導(dǎo)教師共同擬定,要求學(xué)生結(jié)合本課程所有知識點,甚至綜合多門相關(guān)課程來獨立完成。此類項目具有挑戰(zhàn)性,能夠讓學(xué)生在項目教學(xué)中感受知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程,享受知識轉(zhuǎn)化為能力的成就感,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主從事實踐研究的能力[3]。這部分項目在課程學(xué)習(xí)完畢后的課程實訓(xùn)中開展,集中學(xué)生1-2周時間完成,前期課程的理論學(xué)習(xí)、基礎(chǔ)操作型項目、綜合型項目為學(xué)生順利完成該部分項目提供支撐,學(xué)生自學(xué)能力、協(xié)作能力、鉆研能力在該部分項目中得到綜合應(yīng)用和提升。
3.應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂模式開展實踐教學(xué)
翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律,是先學(xué)后教的一種形式。本課程針對每個學(xué)習(xí)項目,按“課前學(xué)習(xí)-課堂內(nèi)化-課后固化”三個階段來開展,以“學(xué)生學(xué)”為中心多環(huán)節(jié)開展,促使學(xué)生直接參與思考和解決問題,掌握更多知識,實踐能力切實提高,明白自己學(xué)到了什么和怎樣學(xué)習(xí),改變傳統(tǒng)實踐課堂“教師講解演示-學(xué)生模仿操作”的被動學(xué)習(xí)局面。
“課前學(xué)習(xí)”階段首先進行知識準(zhǔn)備,本課程前導(dǎo)課程包括計算機導(dǎo)論、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、Windows網(wǎng)絡(luò)管理等課程,這些課程為Linux網(wǎng)絡(luò)課程提供了充分的知識基礎(chǔ),因此在課前學(xué)習(xí)階段,教師引導(dǎo)學(xué)生回憶和整理已有知識,為完成項目任務(wù)重構(gòu)知識體系;其次教師將本學(xué)習(xí)項目的理論知識PPT、指導(dǎo)書、微視頻發(fā)放給學(xué)生,并提供自學(xué)方法的指導(dǎo),這是學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ);再次,本階段還需要明確實踐任務(wù),包括實踐成果檢查方法及評價標(biāo)準(zhǔn),這是學(xué)生完成課前自學(xué)的驅(qū)動;通過的一系列準(zhǔn)備,學(xué)生理論知識得到增長、自學(xué)所需資源已獲得,自學(xué)任務(wù)已明確,最后W生充分發(fā)揮自學(xué)能力,努力完成實踐任務(wù),將自學(xué)過程中存在的疑問記錄下來。
“課堂內(nèi)化”階段首先針對學(xué)生課前完成的作業(yè),教師進行全部檢查或抽檢,對于學(xué)生在自學(xué)過程中存在的疑問,教師進行解答,對于普遍存在的問題,組織學(xué)生展開充分討論,進行歸納和總結(jié)。歸納總結(jié)的對象不局限于技術(shù)難點,也包括自學(xué)方法,實踐經(jīng)驗及學(xué)習(xí)感悟,多方面的總結(jié)歸納,不僅能夠切實提高學(xué)生的技術(shù)水平,也有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
“課后固化”階段學(xué)生提交項目報告,對本次實踐做一個書面的總結(jié),教師在本次項目基礎(chǔ)上,對學(xué)生提出一些進階要求,引導(dǎo)學(xué)生進一步深化實踐學(xué)習(xí)。
4.深入開展形成性考核
形成性評價由美國教育家和心理學(xué)家斯克里文首先提出,由布盧姆首次應(yīng)用于教學(xué)活動中。布盧姆認為,形成性評價不僅是改進教學(xué)工作、提高學(xué)習(xí)效果、形成適合于教育對象的重要教學(xué)手段,而且是促進學(xué)生智能發(fā)展、充分發(fā)掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力的重要手段[5]。形成性評價是世界各國高職教育常用的考核方式。澳大利亞TAFE學(xué)院采用12種標(biāo)準(zhǔn)測試方法中的某幾種組合進行考試。這12 種方法是:觀測、口試、現(xiàn)場操作、第三者評價、證明書、面試、自評、案例分析報告、論文、制作、筆試、錄像[6]。
在Linux網(wǎng)絡(luò)管理實踐教學(xué)中,三種類型的項目分別有其側(cè)重的考察點,基礎(chǔ)型項目考核以“知識應(yīng)用能力”為重點,重點考察任務(wù)理解能力、知識理解能力、項目步驟設(shè)計能力、項目開展能力和項目總結(jié)能力,課程考核以觀測、口試,遞交項目報告為主要考核方式;綜合型項目考核以“自主學(xué)習(xí)能力”為重點,考察項目目標(biāo)的分解能力、預(yù)備知識搜集能力、自主學(xué)習(xí)能力、分工合作能力、分析總結(jié)能力,以現(xiàn)場操作,分析報告、錄像為主要考核手段;擴展型項目以“職業(yè)能力提升”為重點,考察學(xué)生的職場環(huán)境的調(diào)研能力、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和管理能力、工作任務(wù)的完成能力、文檔撰寫能力、總結(jié)匯報能力以面試、現(xiàn)場操作、論文、錄像為主要考核手段。
本課程實踐教學(xué)改革應(yīng)用于本校2011-2013級計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生,共7個班級,260多位學(xué)生。通過本課程學(xué)習(xí),學(xué)生的Linux網(wǎng)絡(luò)管理能力得到了較好的培養(yǎng)和提高,一部分學(xué)生畢業(yè)后直接從事網(wǎng)絡(luò)運維、網(wǎng)絡(luò)管理工作。通過對蘇州申浪信息科技有限公司等企業(yè)調(diào)研,學(xué)生普遍反映該課程教學(xué)中所培養(yǎng)的能力對現(xiàn)有工作開展有比較大幫助。
參考文獻:
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[2]王和平,胡菊芬.基于工作過程的“Linux 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)”課程設(shè)計與實踐[J].職教論壇,2010(14):44-48.
[3]周莉,劉昭斌,高小惠等.情境教學(xué)法在高職高專網(wǎng)絡(luò)安全課程中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].中國職業(yè)技術(shù)教育,2012(17):9-11.
(1)課堂教學(xué)以教師的理論教學(xué)為主,主要講授網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的基本概念和基本原理,只起到網(wǎng)絡(luò)安全導(dǎo)論的作用,缺少互動性和項目實踐。
(2)學(xué)生從大二第二學(xué)期才開始接觸到信息安全課程,在入學(xué)初期沒有培養(yǎng)起對信息安全的興趣,不了解信息安全的基本概念、重要性以及與信息安全有關(guān)的就業(yè)崗位,教師也沒有為學(xué)生科學(xué)地制定大學(xué)4年的學(xué)業(yè)規(guī)劃。
(3)隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算的普及,各種網(wǎng)絡(luò)安全攻擊手段和保障網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)不斷推陳出新。目前,信息安全的一些專業(yè)課程還只是停留在基本原理的講解上,沒有做到與時俱進,很少講授前沿的網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用及其存在的安全隱患及解決方案。教師沒有引導(dǎo)學(xué)生利用發(fā)散性思維并投入到對前沿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和安全技術(shù)的研究中。
(4)缺少網(wǎng)絡(luò)安全工具實訓(xùn)?,F(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)安全工具都是開源工具如Backtrack等,掌握這些工具需要花費大量時間,因此需要開設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全工具實訓(xùn)課程,讓學(xué)生掌握如何配置、安裝、使用和定制個性化的開源工具。
(5)缺少安全軟件設(shè)計等實踐課程。信息安全專業(yè)的學(xué)生除了要能夠利用安全工具進行系統(tǒng)安全測試外,還要掌握如何防御和解決系統(tǒng)安全漏洞,另外,還有很多學(xué)生希望從事安全軟件開發(fā)工作。這就要求高校設(shè)置安全軟件設(shè)計開發(fā)類的課程,幫助學(xué)生掌握安全軟件開發(fā)過程中所需的知識和技能。
(6)缺少創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。國內(nèi)大學(xué)生的創(chuàng)新性較歐美大學(xué)生有所欠缺,因此要注重信息安全專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng),并且要從大一開始就進行創(chuàng)新思維的鍛煉。
2創(chuàng)新思維在信息安全領(lǐng)域的重要性
物聯(lián)網(wǎng)、移動計算、云計算等新技術(shù)正在改變整個互聯(lián)網(wǎng),新技術(shù)、新應(yīng)用和新服務(wù)正帶來新的安全風(fēng)險。這給網(wǎng)絡(luò)安全工作者和研究者帶來了新的挑戰(zhàn),網(wǎng)絡(luò)安全從業(yè)人員應(yīng)該具備創(chuàng)新思維以應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。我們將從以下幾個方面闡述創(chuàng)新思維在信息安全領(lǐng)域的重要性。
(1)社交網(wǎng)絡(luò)、智能終端、手機等逐漸成為病毒的攻擊目標(biāo)。原有的安全防范技術(shù)和安全觀念已很難抵御新的網(wǎng)絡(luò)入侵技術(shù)和安全威脅。
(2)網(wǎng)絡(luò)犯罪日益增多,許多網(wǎng)站的服務(wù)以及手機操作系統(tǒng)向第三方應(yīng)用程序開放,軟件通過掛木馬和隱藏后門的方式竊取信息并監(jiān)聽用戶系統(tǒng),因此安全隱患問題不容忽視[1]。隨著電子銀行、電子商務(wù)、網(wǎng)上支付和手機支付等應(yīng)用的全面普及,攻擊支付網(wǎng)關(guān)、截取交易信息、搶奪虛擬財產(chǎn)等網(wǎng)絡(luò)犯罪行為增多,網(wǎng)絡(luò)犯罪的形式、手段和后果更加不可測。
(3)信息安全與網(wǎng)絡(luò)管理的變革勢在必行。由于互聯(lián)網(wǎng)的革命性發(fā)展以及云計算和物聯(lián)網(wǎng)的興起,未來的網(wǎng)絡(luò)將日益擴張并日趨融合,如“三網(wǎng)合一”。與此同時,網(wǎng)絡(luò)入侵、木馬病毒、手機病毒等惡意代碼和網(wǎng)絡(luò)犯罪方式也隨著新技術(shù)、新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用的誕生而不斷推陳出新,因此信息安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理也需要與時俱進地進行創(chuàng)新性變革,應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)的變革。
3網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中融入創(chuàng)新思維培養(yǎng)的實踐
結(jié)合東華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院培養(yǎng)信息安全專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的經(jīng)驗,我們闡述如何從學(xué)生入學(xué)到畢業(yè)的4年間培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實踐能力。
3.1培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的興趣
首先,我們要積極發(fā)揮班級導(dǎo)師的作用。網(wǎng)絡(luò)安全的任課教師可以擔(dān)任信息安全專業(yè)學(xué)生的學(xué)業(yè)導(dǎo)師,學(xué)業(yè)導(dǎo)師在學(xué)生入學(xué)后通過學(xué)習(xí)方法和學(xué)業(yè)規(guī)劃等主題開展學(xué)習(xí)交流會,在會上介紹網(wǎng)絡(luò)安全的知識結(jié)構(gòu)、科學(xué)背景、發(fā)展趨勢、行業(yè)需求、就業(yè)領(lǐng)域,并引用前沿網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和最新的網(wǎng)絡(luò)安全隱患案例和視頻,如利用智能手機安全漏洞和“云”查殺病毒技術(shù)等案例激發(fā)學(xué)生的興趣。興趣是學(xué)生的學(xué)習(xí)動力,學(xué)生是教學(xué)的主體,在教學(xué)中對課程的參與度高低直接影響整個教學(xué)成果,因此要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,首先要增強他們對網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的興趣。導(dǎo)師應(yīng)在易班網(wǎng)上學(xué)生活動社區(qū)或其他社交網(wǎng)站上建立網(wǎng)絡(luò)班級,保持與學(xué)生的日常溝通,為學(xué)生選課提供幫助;協(xié)助學(xué)生進行學(xué)習(xí)生涯規(guī)劃,同時為專業(yè)學(xué)習(xí)提供幫助;在網(wǎng)上班級設(shè)置“我的Idea”專題,讓學(xué)生在論壇里發(fā)表自己的創(chuàng)新想法,如要做什么樣的系統(tǒng)或軟件解決生活中遇到的一些問題。該階段學(xué)生還沒有實現(xiàn)這些軟件的技術(shù)能力,導(dǎo)師可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)某方面的技術(shù)以實現(xiàn)這些有創(chuàng)意的想法。
3.2以賽代練,參與國家和市級大學(xué)生創(chuàng)新項目和高水平信息安全競賽
在創(chuàng)新實踐中,輔導(dǎo)員和學(xué)業(yè)導(dǎo)師起著非常關(guān)鍵的作用。學(xué)業(yè)導(dǎo)師都是計算機學(xué)院的在職講師或教授,他們可以把自己主持或參與的科研課題介紹給學(xué)生,讓學(xué)有余力的學(xué)生參與學(xué)業(yè)導(dǎo)師的課題研究,一方面培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力并積累科研所需的知識,另一方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。輔導(dǎo)員和學(xué)業(yè)導(dǎo)師經(jīng)常組織學(xué)生參加信息安全大賽,如全國大學(xué)生信息安全競賽和信息安全技能大賽。同時,為了鼓勵學(xué)生進行科技創(chuàng)新,東華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院每年組織學(xué)生參與全國和上海市的創(chuàng)新實踐項目申請,學(xué)生組團挑選專業(yè)課教師作為項目導(dǎo)師,共同探討創(chuàng)新課題、撰寫科技創(chuàng)新項目
申請書并提交給專家組,學(xué)院組織專家評選2多個創(chuàng)新性高且可行性強的課題并給予資助,在大四上學(xué)期對給予資助的項目進行結(jié)題審核。學(xué)院鼓勵獲得上海市級以上大學(xué)生創(chuàng)新實踐項目的學(xué)生將創(chuàng)新實踐項目的實施與大四畢業(yè)設(shè)計(論文)相結(jié)合,獲得專利創(chuàng)新設(shè)計的學(xué)生還可提前完成畢業(yè)設(shè)計并參與創(chuàng)業(yè)基金項目的申請或到優(yōu)秀企業(yè)實習(xí)。在這些科技創(chuàng)新項目中不乏優(yōu)秀作品,如基于手勢識別的文檔加密系統(tǒng)的開發(fā)、基于Android的動態(tài)一次性口令生產(chǎn)器開發(fā)、基于Android系統(tǒng)的短信隱私保護軟件的開發(fā)等。學(xué)院每年舉辦的這種創(chuàng)新性競賽激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維、團隊合作意識、項目管理和軟件設(shè)計開發(fā)能力。參與科技創(chuàng)新競賽學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和項目實踐能力遠遠高于平均水平,同時他們的創(chuàng)新能力和工程實踐能力也得到廣大教師和實訓(xùn)單位的認可,大部分學(xué)生獲得了直研和被優(yōu)秀企業(yè)聘用的機會。 4工程實踐課程的成果展示
中圖分類號:F24文獻標(biāo)識碼:Adoi:10.19311/ki.16723198.2017.04.038
在當(dāng)前普通本科院校向應(yīng)用技術(shù)類院校轉(zhuǎn)型背景下,“產(chǎn)教融合”的培養(yǎng)模式與應(yīng)用技術(shù)大學(xué)教育理念相吻合。因此,西安思源學(xué)院國際貿(mào)易專業(yè)要以產(chǎn)業(yè)為依據(jù)培養(yǎng)用技術(shù)型國貿(mào)人才,也應(yīng)該以“產(chǎn)教融合”為切入點,制定人才培養(yǎng)方案、優(yōu)化課程內(nèi)容、改進教學(xué)方法、改革考核方式、加強實踐教學(xué)、開發(fā)應(yīng)用技術(shù)型教材,培養(yǎng)真正符合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)需求的國貿(mào)人才。
1產(chǎn)教融合制定人才培養(yǎng)方案
人才培養(yǎng)方案是一個專業(yè)人才培養(yǎng)的依據(jù),也是人才培養(yǎng)的總體規(guī)劃。人才培養(yǎng)方案的制定需要做到兩個對接,即做到專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對接,教學(xué)內(nèi)容與商貿(mào)實踐、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。因此,人才培養(yǎng)方案的制定不能是學(xué)校單方面的“閉門造車”,而應(yīng)由校企雙方共同完成,制定主體為校企雙方專家。在制定人才培養(yǎng)方案的過程中,校方專家主要關(guān)注學(xué)生四年學(xué)完所有課程后走向工作崗位理論是否夠用;企業(yè)專家則主要關(guān)注所開設(shè)的課程是否能培養(yǎng)未來崗位需要的能力和素質(zhì)。人才培養(yǎng)方案制定的具體步驟為:校內(nèi)專業(yè)團隊前期進行人才需求調(diào)研、撰寫草案――專業(yè)指導(dǎo)委員會校內(nèi)外專家論證討論、提出修改意見――校內(nèi)專業(yè)團隊修訂完善方案、定稿。之后,人才培養(yǎng)方案在具體實施過程中還需定期總結(jié)、評估和修正。
2以市場需求為導(dǎo)向優(yōu)化課程內(nèi)容
構(gòu)建科學(xué)合理的國貿(mào)專業(yè)課程內(nèi)容需以市場需求為導(dǎo)向,知識結(jié)構(gòu)應(yīng)以外貿(mào)業(yè)務(wù)為核心。因此,可以讓企業(yè)專家參與實務(wù)類課程的開發(fā),對于新生的專業(yè)導(dǎo)論課和畢業(yè)生的就業(yè)指導(dǎo)課也可以讓企業(yè)人士參與課程大綱的制定與講授,使學(xué)生對未來工作環(huán)境提前有所認知。此外,在學(xué)科拓展課中,為了順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展,跨境電子商務(wù)平臺實操類課程也應(yīng)加強。
3改進教學(xué)方法
3.1采用仿真模擬教學(xué)法
采用仿真模擬教學(xué)法,就是讓師生在仿真的教學(xué)環(huán)境中教與學(xué)。這種教學(xué)方法可以使講理論和做實操同時進行,更加注重學(xué)生的參與性,能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。具體到國貿(mào)專業(yè),就是通過依托國貿(mào)模擬仿真實驗室,利用外貿(mào)仿真模擬軟件,讓學(xué)生在仿真的工作環(huán)境下從事外貿(mào)業(yè)務(wù)的操作,讓學(xué)生了解如何與進出口公司、商檢局、海關(guān)、貨代、保險公司等機構(gòu)打交道。通過仿真模擬教學(xué)法,可以使學(xué)生對自己將要從事的崗位有更為直觀的認識,為學(xué)生將來的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
3.2采用理實一體化教學(xué)法
理實一體教學(xué)法體現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)融通合一,專業(yè)學(xué)習(xí)和工作實踐學(xué)做合一,能力培養(yǎng)和工作崗位對接合一的特征。在教學(xué)內(nèi)容上采用項目教學(xué)、案例教學(xué)或情景模擬方式,由“雙師型”教師,在專業(yè)的外貿(mào)綜合實驗室或校企合作基地,一邊講授理論,一邊現(xiàn)場實踐操作,將原來教學(xué)生知識、技能轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)、工作。
4采取靈活多樣的考核評價方式
課程考評方式有多種,如筆試、面試與機試,開卷與閉卷,課堂考試與現(xiàn)場考核,理論考評與實踐考評,過程考評與結(jié)果考評等。對于多數(shù)學(xué)生來說,一門課程的考評應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容和性質(zhì)采用靈活多樣的考核評價方式。理論性強的課程,如《國際貿(mào)易理論》和《國際金融》可采用閉卷筆試的考核方式;實踐性強的課程,如《Simtrade外貿(mào)實訓(xùn)》、《外貿(mào)單證制作實訓(xùn)》可以采用機考,更加注重過程考評。目前,西安思源學(xué)院國貿(mào)專業(yè)的實務(wù)類課程正在嘗試采用“3-5-2”結(jié)構(gòu)性考核方式,結(jié)合學(xué)生平時課堂表現(xiàn)(占總成績20%)、技能考核成績(占總成績50%)、期末成績(占總成績30%)綜合評定學(xué)生成績。而對學(xué)生畢業(yè)水平的評定主要還是以企業(yè)評價為核心,如可以讓企業(yè)專家參與學(xué)生畢業(yè)論文答辯,并把畢業(yè)實習(xí)企業(yè)導(dǎo)師評定的成績納入畢業(yè)考核中去,真正做到學(xué)校評價和社會評價相結(jié)合。
對于選擇創(chuàng)業(yè)的少數(shù)學(xué)生,創(chuàng)業(yè)業(yè)績可以作為其成績考核的一部分,甚至可以替代部分理論課成績,從而保障創(chuàng)業(yè)實踐的進行。此外,還可以將全國外貿(mào)單證員、阿里巴巴跨境電商人才等級證書等考證納入到考核體系中,使畢業(yè)證和職業(yè)資格證相結(jié)合。
5產(chǎn)教融合加強實踐教學(xué)
5.1與企業(yè)建立產(chǎn)教基地
如與蘇州國際科技園、西安港務(wù)區(qū)、陜西省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范園、阿里巴巴(中國)教育科技有限公司建立產(chǎn)教基地,進行外貿(mào)、跨境電子商務(wù)人才聯(lián)合培養(yǎng)。目前,西安思源學(xué)院國貿(mào)專業(yè)針對畢業(yè)生組建了阿里巴巴跨境電商特色班。由企業(yè)人士為學(xué)生講授有關(guān)跨境電商的實戰(zhàn)型知識,并帶領(lǐng)學(xué)生參觀陜西跨境電商、外貿(mào)龍頭企業(yè)。特色班同學(xué)通過此項目不僅成功考取“阿里巴巴跨境電商人才等級證書”和“互聯(lián)網(wǎng)+人才證書”,還被成功推薦到西安、上海、義烏等地對口實習(xí)及就業(yè)。
5.2建立雙導(dǎo)師制度,指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)實踐
創(chuàng)業(yè)實踐可以激發(fā)學(xué)生從事外貿(mào)崗位的熱情,提升學(xué)習(xí)課程的興趣和積極性。因此,國貿(mào)專業(yè)可以建立雙導(dǎo)師制度,指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)。首先,由校外外貿(mào)專業(yè)導(dǎo)師進行創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)和交流,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)熱情。通過組織校級外貿(mào)技能大賽和電子商務(wù)三創(chuàng)大賽,積累創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗。其次,校內(nèi)外導(dǎo)師團隊在調(diào)研的基礎(chǔ)上,利用學(xué)生創(chuàng)業(yè)的各種扶持政策,指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的創(chuàng)業(yè)項目。再次,可以設(shè)立創(chuàng)業(yè)基金,解決學(xué)生創(chuàng)業(yè)資金緊缺及周轉(zhuǎn)問題。最后,校外導(dǎo)師團隊還可以幫助學(xué)生聯(lián)系貨源。
5.3嘗試建立“外貿(mào)工作室”
可以利用西安國際港務(wù)區(qū)電商產(chǎn)業(yè)園和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園中對于大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的支持政策,如房租、稅收減免等,由校企導(dǎo)師帶領(lǐng)學(xué)生成立“外貿(mào)工作室”,在跨境平臺上開設(shè)店鋪,聯(lián)系供貨企業(yè),從事跨境電商及外貿(mào)業(yè)務(wù),進行實際的運營。這不僅能讓校內(nèi)教師和學(xué)生在“國貿(mào)工作室”里學(xué)到實戰(zhàn)型知識,又可能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益,孵化成為一個創(chuàng)業(yè)項目。
6產(chǎn)教融合開發(fā)應(yīng)用技術(shù)型教材
目前,國貿(mào)專業(yè)的教材內(nèi)容較為落后且多以理論為主,實踐性、技能性及國貿(mào)領(lǐng)域前沿知識較為滯后,不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,因此應(yīng)用型教材建設(shè)迫在眉睫。而要以產(chǎn)教融合為切入點開發(fā)國貿(mào)專業(yè)應(yīng)用技術(shù)型教材,就不能單靠校內(nèi)實踐經(jīng)驗欠缺的教師,需由校內(nèi)理論知識深厚的教師和校外實踐經(jīng)驗豐富的企業(yè)人士合作組建應(yīng)用型教材開發(fā)團隊,在教材建設(shè)選題、編寫、評估反饋等方面深度融合,使應(yīng)用型教材與用人單位實際崗位需求無縫對接。
參考文獻
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