祝玉軍，何 昕，方 群，許 勇

（安徽師范大學(xué) 計算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 蕪湖 241002）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐是一門專業(yè)集中實踐課，是全國高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門必修課。通過一段時間集中的實驗和實訓(xùn)，讓學(xué)生充分動手；通過物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)的實踐訓(xùn)練，使學(xué)生能將已學(xué)過的學(xué)科核心課程知識及專業(yè)選修課程知識綜合運用于物聯(lián)網(wǎng)或計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，從而培養(yǎng)學(xué)生知識綜合應(yīng)用能力、科學(xué)研究能力及復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計能力。通過教學(xué)和實踐的結(jié)合、感知體驗與動手開發(fā)的結(jié)合、方案設(shè)想與實際驗證的結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力，積累實踐經(jīng)驗，提升學(xué)生在相關(guān)行業(yè)的競爭力[1]。不少授課教師總結(jié)經(jīng)驗，提出了一些課程改革措施[2-4]，主要目標(biāo)都是強(qiáng)化學(xué)生的理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生實踐能力的核心素質(zhì)培養(yǎng)，并已取得一些成效。

隨著“新工科”專業(yè)建設(shè)和工程教育認(rèn)證的逐步深入，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)科的交叉性，體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程[5]，物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中具有重要意義。因此，需要結(jié)合實際分析問題，不斷探索優(yōu)化教學(xué)模式，提高課程目標(biāo)達(dá)成度。

1 物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐課程現(xiàn)狀與問題分析

物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐課不同于課程實驗課，主要區(qū)別如下：

（1）課程目標(biāo)不同：綜合實踐是以設(shè)計完成某個項目為目標(biāo)；實驗課是以完成某個知識點的學(xué)習(xí)或驗證為目標(biāo)。

（2）教學(xué)過程不同：綜合實踐是在連續(xù)時間內(nèi)（一般1～2周）綜合運用所學(xué)知識完成某個項目；實驗課是配合理論課每個星期都須進(jìn)行，持續(xù)一個學(xué)期。

（3）考核要求不同：綜合實踐考查一個組對某個項目的完成度，考核內(nèi)容是對這個項目的分析、設(shè)計、測試和目標(biāo)達(dá)成情況；實驗課考核內(nèi)容是實驗的設(shè)計流程和結(jié)果[6]。

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐課主要采用三種授課方式：專業(yè)教師授課、公司技術(shù)人員授課和混合授課。專業(yè)教師授課指本校專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合實踐，一般是依托本校的儀器設(shè)備，組織學(xué)生分組完成實驗、提交作品和報告等材料[7]。公司技術(shù)人員授課指技術(shù)公司或培訓(xùn)公司的技術(shù)人員充當(dāng)指導(dǎo)老師的角色，一般是帶設(shè)備來?；?qū)W生到公司集中實訓(xùn)[8]。混合授課是本校教師和公司技術(shù)人員配合完成實訓(xùn)，主要授課一般是公司技術(shù)人員，本校老師負(fù)責(zé)教務(wù)管理[9]。但是物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐更應(yīng)該注重全過程，而不僅僅是集中實訓(xùn)的這一兩周。否則，無論采用哪種授課方式都很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

目前，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)綜合實踐教學(xué)中存在的主要問題如下：

（1）準(zhǔn)備時間短，實訓(xùn)效果不理想

綜合實訓(xùn)集中在一兩周，甚至一周內(nèi)完成，這期間包括了材料準(zhǔn)備、方案設(shè)計、代碼編寫、測試和撰寫報告等步驟，時間原因?qū)е赂鱾€步驟都比較倉促，不能很好地完成。加上設(shè)備數(shù)量不足、材料損壞等問題更是影響了實際實訓(xùn)時間。

（2）涉及專業(yè)知識面較窄，達(dá)不到綜合訓(xùn)練目的

物聯(lián)網(wǎng)有完整的體系結(jié)構(gòu)，學(xué)生應(yīng)該訓(xùn)練的是利用物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識解決問題的能力，但在實訓(xùn)中，很多學(xué)生為了省事省時，選擇一個簡單的軟件系統(tǒng)或單片機(jī)，體現(xiàn)不出也體會不到物聯(lián)網(wǎng)從感知、傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析、智能應(yīng)用的專業(yè)架構(gòu)，從而達(dá)不到綜合實訓(xùn)的目的。

（3）教學(xué)方式不利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

雖然授課方式多樣，但是教學(xué)方式都存在問題[10]。公司技術(shù)人員授課大多按照培訓(xùn)方式進(jìn)行，老師講解，學(xué)生照做；校內(nèi)老師授課會給學(xué)生一些自主權(quán)，但在完成過程中可能會因為各種原因發(fā)現(xiàn)比較難，根本無法完成，學(xué)生也就失去了興趣。

2 LIIR 教學(xué)模式探索

針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)綜合實踐教學(xué)中存在的問題，設(shè)計了一套新穎的教學(xué)模式，力求提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

2.1 LIIR 模式

LIIR 是指學(xué)習(xí)（Learning）、模仿（Imitation）、創(chuàng)新（Innovation）和實現(xiàn)（Realization）。LIIR 模式不再是把實訓(xùn)集中在一兩周內(nèi)，而是把課程內(nèi)容分散到平時，分階段完成，集中實訓(xùn)時間只是其中一個階段。主要的階段如下：

（1）學(xué)習(xí)階段：選擇方向，研究項目庫中與實訓(xùn)方向相關(guān)的優(yōu)秀項目設(shè)計案例，學(xué)習(xí)或溫習(xí)欠缺的知識，了解項目架構(gòu)和模塊。

（2）模仿階段：按照流程實現(xiàn)對優(yōu)秀案例的模仿、復(fù)現(xiàn)，能夠準(zhǔn)備好項目所需的軟硬件，完成框架的搭建、核心代碼的編寫和項目的正常運行。

（3）創(chuàng)新階段：確定自己的創(chuàng)新項目，可以在模仿的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)升級，鼓勵有新的創(chuàng)意進(jìn)行獨立分析和設(shè)計。

（4）實現(xiàn)階段：將創(chuàng)新方案實現(xiàn)，與老師和同學(xué)一起分析問題、討論難點、實現(xiàn)系統(tǒng)、完成項目報告，同時將優(yōu)秀案例備份到案例庫供下學(xué)年同學(xué)學(xué)習(xí)。

LIIR 模式的時間分配見表1 所列，可動態(tài)調(diào)整。LIIR的運行過程如圖1所示。

圖1 LIIR 教學(xué)模式運行過程

表1 LIIR 模式時間分配

2.2 LIIR 模式的實施關(guān)鍵點

（1）分散學(xué)習(xí)和集中實訓(xùn)結(jié)合

采取分散與短期集中、學(xué)習(xí)與實訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)形式，前兩個階段的案例和基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)采取分散教學(xué)方式，利用學(xué)校自建或超星爾雅等網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行教學(xué)的組織管理，可以共享技術(shù)資料、分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗等。第三、四階段則采用集中的方式，組織學(xué)生進(jìn)實驗室，分組協(xié)作，頭腦風(fēng)暴，提高教學(xué)效果。

（2）建立優(yōu)秀案例庫

案例庫案例主要有三個來源：第一，來自實際的工程項目，如學(xué)院承擔(dān)的橫向項目，合作公司的工程項目（不涉密）；第二，來自學(xué)院專業(yè)相關(guān)的獲獎競賽作品、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計；第三，來自上學(xué)年本課程的優(yōu)秀案例。當(dāng)然，這些項目往往會有重合。案例庫需要進(jìn)行分類，可以按照智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通、智慧校園等領(lǐng)域分類，也可以按照ZigBee、WiFi 和藍(lán)牙等技術(shù)分類。案例庫的存儲建議建立單獨的FTP 存儲空間，做好備份，也可利用百度網(wǎng)盤、超星課堂等平臺存儲。

（3）監(jiān)督和評價機(jī)制

沒有好的監(jiān)督和評價機(jī)制，LIIR 模式無法正常運轉(zhuǎn)。要做好學(xué)習(xí)、模仿階段的監(jiān)督，否則無法達(dá)到實踐效果，建議借助平臺打卡、群內(nèi)確認(rèn)等方式建立學(xué)習(xí)監(jiān)督機(jī)制。要做好創(chuàng)新和實現(xiàn)階段的評價，否則案例庫可能無法得到較好的更新，學(xué)生做作業(yè)也會出現(xiàn)敷衍的現(xiàn)象。最后根據(jù)四個階段的完成情況在創(chuàng)新性、完整性和規(guī)范性等方面進(jìn)行綜合評價。

3 育人效果

LIIR 教學(xué)模式在安徽師范大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓(xùn)課程中實施了3年時間，在安徽師范大學(xué)赭麓學(xué)堂建立了課程平臺，形成優(yōu)秀案例30 多項、技術(shù)視頻1 000 小時。學(xué)生的平均評教分由原來的92 分提升到95 分，反饋的信息包括“真正學(xué)到一些項目知識”“體驗了合作的樂趣”和“把大牛的項目進(jìn)行了升級，超開心”等。通過LIIR 教學(xué)模式的實施，使學(xué)生進(jìn)一步掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)的軟硬件環(huán)境搭建和設(shè)備操作，體驗企業(yè)級項目的開發(fā)流程，按照工程規(guī)范進(jìn)行項目開發(fā)，更重要的是鍛煉了團(tuán)隊意識，培養(yǎng)了自學(xué)能力，堅定了對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)的信心和興趣。

4 結(jié)語

通過分析物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實踐課與課程實驗課的不同，結(jié)合綜合實踐中出現(xiàn)的問題和課程特色，建立了一套LIIR教學(xué)模式，通過三年的運行實施，育人效果顯著，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，團(tuán)隊協(xié)作能力得到增強(qiáng)。這也為后續(xù)的實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等培養(yǎng)環(huán)節(jié)打下堅實的基礎(chǔ)。