基于MOOC的《物联网工程项目开发》课程探究
付宝君 贺裕 李苗 李志豪 徐芸
摘要：《物联网工程项目开发》是一门综合性较强的企业实训类课程，该课程能够在极大程度上锻炼学生自主学习与工程实践能力。文章分析了该类课程的开设现状与相关问题，构建了基于MOOC的《物联网工程项目开发》课程的教学模式，同时分析该模式下的学习方法以及考核机制，最后总结了该创新模式带来的教学优势。
关键词：物联网工程项目开发;MOOC;企业实训;工程实践
中图分类号：G642.3 ? ? ? ?文献标志码：B ? ? ? ? ?文章编号：1673-8454（2020）04-0050-03
一、引言
自2003年教育部在全国范围内推广“国家精品课程”建设以来，进一步推动了全国高校建设高质量网络课程和特色课程的浪潮。MOOC作为“互联网+”时代诞生的新型教育教学模式，从诞生到国内大范围推广，短短几年时间，因其规模大、自主性、开放性、互动性以及智能化等特点，吸引了包括北京大学、清华大学在内的国内众多顶级高校纷纷加入。其打破了传统的教学理念，对教学资源的普及、线上线下混合教学模式的开展、提高教育教学质量起到了积极的推动作用。
MOOC被广泛推广的原因在于其在一定程度上改变了学习的性质。在MOOC模式下，学习具有很强的建构性、自主性与互动性，可以为学生提供传统教学模式无法比拟的自由选择空间，较好地体现了以学生为中心的原则，更符合效用学习的本质[1]。
通过MOOC平台，建设效果好的课程能体现学校的专业特色，加深学生对专业的认知程度，扩大学科的影响力。同时，参与MOOC平台建设的企业还能以此为媒介，宣传企业文化以及未来社会对人才需求的标准，实时调整课程体系，培育适合未来发展的应用型人才，进而做好人才储备，建立“产学用”相结合的校企联合人才培养新模式[2]。
二、《物联网工程项目开发》课程介绍
1.课程特点
《物联网工程项目开发》课程是物联网工程专业重要的企业实训类课程，课程以学习物联网基础知识为前提，以理解涉及物联网各类技术为目的，掌握基本的项目模型，具备物联网应用软件和系统开发的能力。该课程的特点主要包括以下三个方面：
（1）综合性
《物联网工程项目开发》课程的综合性体现在涵盖范围广，涉及到高级语言程序设计、电路电子学、物联网通信技术、Android开发、单片机接口技术、操作系统、Linux程序设计与开发、嵌入式系统、传感器与RFID技术等众多专业类课程，同时结合具体生产领域的各个方面，实现了与产业的紧密接触。
（2）实践性
实践是检验理论的唯一标准。在人才培养体系中，实践是起决定性作用的组成成分之一，能直接有效地提升学习者的工程实践能力，从而使学习者运用理论知识去解决实际生活中的问题。
《物联网工程项目开发》课程将实践贯穿整个教学过程，构建积极和谐的学习情境，围绕学生展开任务驱动式教学。以讨论式学习和研究型学习为主要方法，通过实践案例引导学习者主动建立符合自身的知识体系。
（3）工程性
课程的开设针对实际的工程项目，结合企业技术人员的开发经验，将企业开发项目的各个环节再现到课程中来，让学生能够认识物联网企业的工作模式，加强了创新精神和工程实践能力的培养。将MOOC融入《物联网工程项目开发》课程可以提升学生学习的自主性与灵活性，强化学生的独立实践能力，为学生建立良好的科研素质夯实基础。因此，建立完备的知识体系、灵活的教学手段、高效的互动平台、有效的监管和考评机制是这门课程的关键所在[3]。
2.课程开设现状
物联网工程专业属于新兴专业，大部分高校教师曾任教于控制、通信、计算机等专业，他们往往缺少实际生产经验或工程研究阅历，对物联网项目的工程实践模式、功能的理解不够深刻。因此，要结合物联网产业链各个环节，针对人才实践能力的需求来开设课程，使高校与物联网企业共同开展实训教学。一般情况下，该类课程的开设方式包括到企业中去和请企业技术人员到学校来两种方式。
（1）到企业中去
在学生放假期间，学校安排相关指导教师，带领学生到物联网企业接受短期实训，这种方式的优点在于学习时间集中，实训环境贴近企业，可以让学生真正感受到企业的工作氛围，对未来要从事的工作有了初步的认识。缺点在于实训时间多安排在假期，占用学生的休息时间，企业在安置实训时需要解决学生安全、住宿等方面的问题。
（2）请企业技术人员到学校来
按照正常的学校教学进度安排，在学期到来之前，将实训课程编入课表，按期请企业技术人员到校进行培训工作。该方式的优势在于不占用学生业余时间，无需考虑学生住宿、安全等一系列问题;缺点在于企业的工作模式与学校存在很大差异。物联网企业采用订单式的工作模式，当有新的项目到来后，企业的工作人员需要按期完成实际项目，由于跟企业的经济效益挂钩，因此工作时间相对紧凑，为了如期完成任务，不可能在此期间外派到学校开展教学工作，进而影响了教学进度。
鉴于这类实训课程开设存在的问题，亟需一种全新教学模式的介入，MOOC的出现为物联网工程项目教学带来了前所未有的教学理念：企业技术人员在不耽误企业项目的闲暇时间，通过MOOC平台将自己对物联网工程项目开发的技术手段、实践结构体系与支撑环境等诸多方面的见解与认知直接共享给高校教师与学生用户，尤其是在具体实验操作实施与指导过程中，不需要学生到达企业，通过MOOC平台使学生看得更真切、仔细，能为学生提供优质的指导[4]。与此同时，它也为物联网工程专业的教师培训提供了一个开放、互换、共享的网络平台。在新模式和理念的指導下，我们以《物联网工程项目开发》课程为例，对MOOC环境下的企业实训进行了初步探索和尝试。
三、基于MOOC的《物联网工程项目开发》课程教学模式构建
基于MOOC理念设计的《物联网工程项目开发》课程平台主要包括教学资源模块、在线互动模块、成绩评定模块和综合分析模块，如图1所示。
1.教学资源模块
教学资源模块主要包括课程维护、教学运行、学生管理和任务发布等功能。其中，课程维护部分是教学资源模块的核心，主要用于课程创建和课程管理。由高校教师协助企业技术人员完成教学内容的制作，根据反馈意见对教学内容进行调整;教学运行部分负责发布课程的相关信息，协调课程运营时间，教师可以根据课程安排的需要，设定和调整课程的运营时间。学生管理部分主要用于对学生信息的査询与管理，包括对学生的联系方式、班级、出勤等信息的查询;任务发布部分的主要功能是根据课程内容，分阶段布置测试任务，实时监督学生学习情况。
2.在线互动模块
通过整合在线社交平台，如微信、微博以及QQ等，建立公共交互空间，使学生、教师在线自由讨论，提出问题发表意见，教师全程关注，适时引导。
3.成绩评价模块
教师可依据课程中的问题回答情况、学习时间及进度状况、互动讨论情况以及作业完成情况对学生进行成绩核定，为加深学习效果，课程结束后可根据实际情况加入期末测试部分。
4.综合分析模块
本模块结合学生学习状况、意见反馈、高校教师教学建议等信息对教学效果进行分析，分析结果反馈给企业技术人员，对教学内容、方法等进行相应的调整。
四、基于MOOC的《物联网工程项目开发》课程学习方式
通过与《物联网工程项目开发》课程的结合，MOOC以项目为载体、问题为先导、解决问题为目的，让学生在任务驱动下进行自主性学习实践，它依托物联网企业实际开发项目，由具有丰富开发经验的一线生产专家，在MOOC中重现物联网行业的实际开发流程，并将确定岗位所需完成的工作任务转化为需要学习的内容，以此来开展相关教学工作。在这种模式下，学生可以结合实际情况采用自主式学习与翻转课堂[5]的方式展开课程学习。自主学习是当前MOOC学习的主要方式，但其存在着参与度较差、完成率较低等问题，这就需要MOOC具备一定的监管机制，并要求学校的指导教师进行相应的约束。
《物联网工程项目开发》课程中引入翻转课堂可以重新调整课堂内外的时间分布，将学习的主动权交给学生[6]。学生利用业余时间完成基础知识的学习，而课堂转变成师生间互动的场所，通过集中讨论、答疑解惑、知识综合运用等方式，很好地弥补了在线课程参与受限的问题，进而提高学生的敏锐度，善于发现、化解新的难题。如果要达到预期的学习讨论效果，翻转课堂需要每个学生在课前投入相当一部分时间对课程进行预习，这对于课业任务较重的学生来说是一种负担。为此，《物联网工程项目开发》的MOOC课程需要学校指导教师、企业技术人员以及学生共同协调，结合翻转课堂与主动性学习的优势开展本课程的学习任务。
五、基于MOOC的《物联网工程项目开发》课程考核机制
《物联网工程项目开发》课程的宗旨在于提升物联网工程专业学生的工程素养，培养其物联网工程实践能力、工程设计能力以及项目创新能力，达到优化学生的知识结构，提升学生综合素质的目的，因此在成绩考核方案中，我们创新考核机制，提高学生知识综合运用的能力，加强过程性评价的比例，减少期末测试的比重。为了适应传统教学模式向MOOC教学模式的过渡，目前我们采取以下考核方式决定《物联网工程项目开发》课程的最终成绩，包括50%的自主学习部分，30%的在线讨论成绩以及20%的最后期末测试成绩。可以看出，成绩中自主学习占据了大量的比例，增加了学习的灵活性以及自主性，通过在线讨论进一步强化了学习的效果，提升了学生学习的动力。
1.自主学习占50%
与传统教学模式不同，MOOC的开展过程是在线完成的，需要学生登录MOOC平台后自主完成课程的学习，由于这种学习模式完全取决于学生的主观能动性，缺乏监管，因此特别制订了时间监督机制，需要学生每隔一段时间进行身份确认，同时回答这期间课程涉及的相关问题，强化学习效果。
2.在线讨论占30%
利用MOOC提供的在线互动平台，学生可以在平台上回答教师阶段性的测试问题，同时可以请教师对学习过程中的疑问给予解答，根据在论坛上的互动状况及回答问题的程度给予相应的分值。其中，互动状况的评分可借鉴社会网络方面的相关理论进行评定（如发帖的关注度、回帖的数目等参考指标）。
3.期末成绩占20%
教师在最后的成绩考核阶段依然采取在线测试的办法，总结学生对本门课程的掌握情况，该部分的设定不仅极大地提高了测评的效率，同时也为后续的教学改革提供了相应的依据。该考核机制的改革方案可在执行时按照实际情况进行相应的调整，但建议加大在线讨论环节的力度，在以提升学生分析能力为培养目标的前提下，加强学生综合知识运用能力。
六、结语
《物联网工程项目开发》是一门实践类的课程，开设目的在于培养学生知识的综合运用以及物联网工程实践的能力，结合了MOOC后，形成了一种全新的教学模式，它的开展并不是摒弃传统的课堂教学，而是在传统的教学模式中融入现代化的教学手段，极大地丰富了教学的内容、课程的传授方式以及学生的学习途径。在这种模式下，学生出于对新事物以及物联网企业真实的实践教学环境的好奇，必然会有较大的学习热情，学习动机会大幅度地提升。在新的教学模式下，教学方式侧重于师生之间的交互，要求教师必须具备丰富的知识储备、灵活的教学手段以及充沛的教学精力。实践证明，这一改革的教学效果非常显著，在引导学生由“逃课”向“淘课”的转变过程中，激发了学生的学习兴趣，培养了学生自主学习的能力，达成更好的学习目的。
参考文献：
[1]罗兰花，任子亭，张红军.MOOC趋势分析与基于SPOC的高校教学推进策略研究[J].计算机教育，2016（2）：154-158.
[2]潘策，陳旭，王婷婷，等.基于校企合作的物联网工程专业实训教学体系[J].计算机教育，2015（10）：82-84+91.
[3]伍民友，过敏意.论MOOC及未来教育趋势[J].计算机教育，2013（20）：5-8.
[4]胡祖辉，徐毅.MOOC推动高校教学模式改革[N].中国社会科学报，2016-3-3（4）.
[5]Franzon， Paul D.MOOCs，OOCs，flips and hybrids：The new world of higher education[A].In the International Conference on Microelectronic Systems Education （MSE），2013[C].Austin：IEEE，2013：13-15.
[6]Wallace A.Social learning platforms and the flipped classroom[A].In the Second International Conference on e-Learning and e-Technologies in Education（ICEEE），2013[C]. Austin：IEEE，2013：198-200. ?（编辑：李晓萍）
