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物联网应用开发课程实践教学模式的探索与研究

范文

李新路李国斌张艳明

摘要：随着科技的发展，特别是无线传感器网络、嵌入式以及移动互联网技术的发展，物联网应用开发逐渐发展成为一门全新的综合性课程。然而对于这一新型的课程，现阶段实践教学中存在着一些薄弱环节。本文通过对都柏林科技大学实践教学模式的解读，从中获得启示，对国内应用型高等学校的物联网应用开发课程实践教学模式进行研究，针对物联网应用开发课程的特点，在实践教学模式和评价体系方面提出探索性思考。

关键词：实践教学;物联网应用;模式探索

中图分类号：G424? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）17-0137-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

应用型高校的物联网应用开发课程主要围绕培养学生在物联网应用开发中采集、传输、处理和应用开发能力的培养[1]，努力将当前最新和最实用的技术和案例融入教学中，在课程教学实施过程中，以项目为导向，针对常见的技术要求，组织若干个难度循序渐进的独立项目，以“项目分析-相关知识-项目实施”这一思路，将物联网行业新技术及其他开源技术融入具体任务的实现中。课程打破传统理论和实践分割的教学方法，将课程实践融入理论教学中，引入大量的自主学习作为课程实施的补充。

自2014年至2019年，笔者在都柏林科技大学（Technological University Dublin， TUDublin）攻读博士学位，并担任都柏林理工学院计算机学院兼职讲师，主要从事计算机科学专业的实践教学工作，指导TUDublin学生的实验课、毕业论文及团队实践项目，对TU Dublin的实践教学有较深的了解和体会。本文旨在通过梳理、分析TU Dublin计算机专业实践教学的培养模式和教学方法，为应用型高校的物联网应用开发课程实践教学环节提供一定的启示和借鉴。

1 都柏林科技大学介绍

都柏林科技大学由都柏林理工学院（Dublin Institute of Technology， DIT）、塔拉理工学院（Institute of Technology Tallaght， ITT）和布兰察斯理工学院（Institute of Technology Blanchardstown， ITB）三所理工学院于2019年初合并而成，是爱尔兰第一个科技大学。这几所理工学院在应用型理工人才的培养方面在欧洲工业界和社会服务领域久负盛名，他们的办学定位聚焦于应用技术和行业导向的教育和研究，紧跟市场发胀，为企业和行业发展提供支持，尤其是支持学院所在的地区的发展[2]。其中，都柏林理工学院于2010年和2016年被“星期日泰晤士报”评选为“最佳技术学院”[3]，是爱尔兰工程教育的范。

2 都柏林科技大学专业实践教学模式

围绕其培养产业导向的应用型、创新型科技人才的定位，都柏林科技大学的学科及课程设置都随着产业经济的发展变化而及时做出调整。在课程设置上，科技大学十分重视實效性，而不过分强调课程门类的齐全和理论深度[4]。在人才培养上，科技大学强调培养学生自我学习以及分析问题和解决问题的综合能力，在教学中安排了大量实践内容，而且以企业实地实习为特色，几乎所有专业都安排3-12个月的企业实地实习，且一般安排在三年级下学期。教师通过在实习期间巡访学生来了解企业界对人才技能需求的变化以及学生知识结构的不足，不断调整各相关课程的教学内容。

表1是TU Dublin计算机学院三年级专业课程模块的设置（加粗字体课程模块为独立实践课程模块名称、模块学分），可以看出模块涉及的内容非常新，如Cloud computing（云计算）， Mobile Software Development（移动软件开发）及Artificial intelligence（人工智能导论）都是计算机应用发展前沿的领域。在课程内容的安排上，教学内容比较全面，几乎每门课程都设置有理论课及实验课部分，侧重宽度而对基础理论要求不高，强调理论和实践并行发展。

同时，从表1中可以看出，TU Dublin计算机专业对于实践教学的模块安排比重非常大，除了课程的实验教学之外，另外增加了Individual Project（个人项目）、Team Project（团队项目）和 Work Placement（企业实习项目）等，所占学分及学习时长在整个培养方案中占据很大比例。此外，TU Dublin为了指导学生的实践教学环节，在大一的课程设置中增加了一门必修模块（Communications for Comp Tech/商业沟通），指导学生如何适应实习工作环境，如何进行团队沟通等。

3 实践教学模式的探索

在应用型高校中的物联网应用开发课程培养方案中，应注重学生的实践能力的培养，使得学生掌握自我学习的技能。强调培养学生在遇到问题时，通过查阅文献、与他人交流，最终找出解决方案的能力，而不是由教师灌输过多现成的只是;鼓励学生尽早接触物联网行业，培养学生适应环境、与人交流、与人合作、协调各方面关系的综合能力。

3.1 实践教学模式研究

在物联网应用开发课程的实践教学过程中，结合当前国际国内的工程实践教学形式，特别是都柏林科技大学的成功经验，在对当前国内物联网应用开发课程实践教学模式的不足进行分析总结狗，从合肥学院积累的如嵌入式系统开发、单片机应用、云计算和移动互联网等课程的基础和优势出发，结合都柏林科技大学实践教学的成功案例，主动寻找对物联网研发人才有需求的公司作为学生实训基地，提出丰富实践教学形式，提高学生的实践能力、沟通能力及组织协调能力。

1）作业和实验（Assignments）

在TU Dublin，Assignments主要指综合性的实验，需要通过阅读大量文献、上机编程验证解决方案，经过2-4周的时间完成。物联网应用开发涉及大量的前沿技术，如大数据云计算技术，跨学科技术，如单片机技术、移动互联网技术等等，很多内容并没有在理论课程中开展。因而在实践教学中开展类似Assignments的综合性、开放性实验项目，作为理论课程的补充和拓展。

2）研究开发报告（Reports）

物联网应用研究开发报告要求学生针对物联网课程相关的技术通过大量的文献学习撰写研究报告，除了报告外还要求上交最主要的参考文献和写作过程的说明。开发报告是除Assignments外最常见的一种平时成绩形式，可以是实践活动最后都需要撰写一份报告作为工作总结。

3）进驻企业实训（Work Placement）

进驻企业实訓环节主要安排到第五学期，即大二暑假阶段，打散班级，安排1-2个月的企业实习，使得学生完全融入企业环境。与合作企业合作，请资深工程师或者项目经理指导和管理。在实训环节中，主要以接触和了解新技术为主，让学生接触到更多的与物联网应用相关的实践知识而非简单的课本理论知识。在实训过程中，不涉及产品的具体研究细节，鼓励学生通过互联网查阅资料、动手实践，提高学生的综合实践能力和创新性思维。

此外，在物联网课程实践教学中，参考TU Dublin的教学模式，全部采用小班教学，理论课班级被划分为若干个实验班级，没班不超过20人，为解决实验课指导老师不足的问题，聘请高年级学生或研究生担任指导老师，为保证每位实验指导老师深入指导学生，每次实验课钱，理论教师会与实验指导老师通过各种方式充分沟通。另外，每门实验课都会安排实验答疑课，鼓励学生基于课程基础提出更加深入的问题。

3.2 实践教学评价体系研究

TU Dublin的实践评价体系非常细致严格。实验课程中，由于采用小班教学，使得严格的考核成为可能，每次实验都会进行评分。在物联网应用开发课程中，实验课的评分会直接加权计算计入课程的最终得分。

针对物联网课程团队项目的评分，则依据团队项目的不同阶段的表现分别打分，如：项目计划：25%;设计文档：25%;项目实现：25%;测试及结果：10%;演讲表现：10%;团队管理：5%。

此外，团队成员之间互相打分，指导老师可根据这些打分情况，分别给团队成员打分。

同时在考核体系中，物联网应用开发课程非常注重文档的记录和非专业技能的培养。在集中实践环节中，每一个阶段，如实施、测试阶段等都要求有完整的迭代文档记录，工作日志的记录等。此外，非常重视专业技能之外的能力培养，并从考核方式上予以确认。如计算机专业的学生，算法设计及编码工作仅仅占整个项目的25%，而项目计划，项目文档和测试同样重要，此外，演讲时的表现和团队的合作同样也不容忽视。

4 总结

本文通过从都柏林科技大学实践教学模式中获得的启示，对应用型高等学校的物联网应用开发课程实践教学模式进行研究，针对物联网应用开发课程的特点，在实践教学模式和评价体系方面提出探索性思考，以期提高学生的实践能力和综合素养，培养学生的自主创新能力。

参考文献：

[1] 谢秋丽，黄刚. 基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊（教育技术）， 2011， 10（3）：44-46.

[2] 董衍美，张祺午，董衍勇. 爱尔兰应用型高等教育的演变、现状与变革趋势[J].职业技术教育， 2016， 37（9）.

[3] 张红宁，李繁荣. 国外高等数学教学借鉴 ——以爱尔兰都柏林理工大学为例[J].赤峰学院学报（自然版）， 2016， 32（21）：3-4.

[4] 王慧，张常洁. 爱尔兰国家资格框架质量保障体系探究[J].教育导刊，2016（4）：87-92.

【通联编辑：唐一东】

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