OBE理念在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)的應(yīng)用

時間:2022-08-31 10:58:15

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OBE理念在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)的應(yīng)用

摘要:文中基于obe(成果導(dǎo)向教育)理念,分析了“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程的性質(zhì),創(chuàng)新了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式,提出項目運(yùn)作與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的多元化教學(xué)方法,引入物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺作為實訓(xùn)教學(xué)工具,更新了貼合行業(yè)發(fā)展的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)習(xí)產(chǎn)出符合教學(xué)的預(yù)定目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:成果導(dǎo)向教育;物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù);綜合解決方案;教學(xué)改革;虛擬仿真實驗;立體化數(shù)學(xué)環(huán)境

OBE(成果導(dǎo)向教育)理念作為一種以學(xué)生為中心,根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)反向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的方法,其理論內(nèi)涵已被廣泛應(yīng)用于教學(xué)模式創(chuàng)新與改革實踐中。本文針對“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程專業(yè)性強(qiáng)、解決方案綜合度高、應(yīng)用場景復(fù)雜、技術(shù)更新迭代周期短以及貼合市場真實項目等特點,將OBE理念中學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實現(xiàn)、評價及應(yīng)用貫穿于教學(xué)全過程,使學(xué)習(xí)產(chǎn)出達(dá)成教學(xué)的預(yù)設(shè)目標(biāo)。

1基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式

1.1課程性質(zhì)

“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程面向智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、智慧環(huán)保、智慧交通、智能安防等行業(yè)的綜合方案設(shè)計、方案銷售與規(guī)劃、工程服務(wù)與管理等工作崗位,通過對物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃與系統(tǒng)集成、智能家居仿真實驗與方案設(shè)計、智慧農(nóng)業(yè)硬件選型及方案設(shè)計、智慧環(huán)??傮w架構(gòu)及方案設(shè)計、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合方案、智慧交通系統(tǒng)設(shè)計、基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能倉庫管理系統(tǒng)及智慧物流解決方案、智能安防系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容的學(xué)習(xí),培養(yǎng)面向行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)綜合解決方案設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)與營銷、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程施工與調(diào)試等能力,為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)高級應(yīng)用課程學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)[1]。

1.2教學(xué)模式設(shè)計思路

基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式將學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實現(xiàn)及應(yīng)用、評價按照課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實施以及教學(xué)評價等分層展開,各層級間通過教學(xué)完成知識學(xué)習(xí)閉環(huán),總體架構(gòu)如圖1所示。在學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義上以學(xué)生為中心,緊密圍繞人才培養(yǎng)方案展開,面向綜合解決方案經(jīng)理、政企MKT等市場“常青藤”崗位。通過課程學(xué)習(xí)使學(xué)生具備面向行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)綜合方案撰寫、物聯(lián)網(wǎng)通用硬件產(chǎn)品選型以及運(yùn)用虛擬仿真平臺對方案進(jìn)行驗證的能力,并掌握物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的體系框架、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、組網(wǎng)規(guī)劃與系統(tǒng)集成等知識[2]。實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出與應(yīng)用學(xué)習(xí)產(chǎn)出以課堂教學(xué)為主要實現(xiàn)途徑,采用項目化運(yùn)作、分組教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂等多元化教學(xué)方式,在教學(xué)內(nèi)容上迭代更新本地特色產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)前沿與產(chǎn)業(yè)高端等相關(guān)內(nèi)容,利用智慧職教平臺、智慧課堂以及微課等資源作為教學(xué)輔助手段,使用物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺作為方案創(chuàng)新、方案驗證的教學(xué)仿真系統(tǒng),讓學(xué)生在模擬企業(yè)真實環(huán)境下完成硬件選型、系統(tǒng)設(shè)計、方案撰寫及方案宣講等任務(wù)。學(xué)習(xí)產(chǎn)出的評價采用智能打分與人工評價相結(jié)合的方式開展。教師組織小組(團(tuán)隊)內(nèi)部、小組之間互評,并參考智慧課堂平臺和虛擬仿真平臺的打分結(jié)果,從完整性、正確性和可落地性等三個維度對解決方案進(jìn)行差異化、針對性評價。如智慧農(nóng)業(yè)重點針對溫感、煙感、噴淋等硬件選型、組網(wǎng)設(shè)計是否合理,而一卡通系統(tǒng)則重點關(guān)注虛擬仿真系統(tǒng)中ISO14443庫文件是否正確引用等[3]。

2構(gòu)建項目與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的立體化教學(xué)環(huán)境

采用合理的教學(xué)組織形式是實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出目標(biāo)的重要途徑。本文以項目運(yùn)作為導(dǎo)向,突出OBE理念中學(xué)生的主體地位,合理劃分課前、課中和課后教學(xué)層次。典型教學(xué)活動設(shè)計如圖2所示。課前通過智慧課堂平臺推送項目背景、典型組網(wǎng)架構(gòu)、應(yīng)用場景及商業(yè)模式等預(yù)習(xí)資料,學(xué)生在線上完成學(xué)習(xí)。以智能家居章節(jié)為例,課前向?qū)W生推送家居門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、監(jiān)控及報警系統(tǒng)的典型應(yīng)用場景,發(fā)布主流的智能家居宣傳體驗視頻,并發(fā)送智能家居物聯(lián)云的商業(yè)計劃書,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[4]。在課堂上首先創(chuàng)設(shè)項目化運(yùn)作的情景,設(shè)定目標(biāo)客戶(政府、企業(yè)或個人),參考華為“鐵三角”(銷售負(fù)責(zé)人、技術(shù)方案負(fù)責(zé)人及交付負(fù)責(zé)人)模式或中興通訊“一體化項目運(yùn)作”模式劃分團(tuán)隊角色,營造“沉浸式”的教學(xué)氛圍。結(jié)合課前的推送資料,教師從總體架構(gòu)、硬件選型、系統(tǒng)設(shè)計、應(yīng)用場景及商業(yè)模式等方面深入分析典型案例,引導(dǎo)學(xué)生自主探索搭建解決方案的架構(gòu),讓學(xué)生分組完成綜合方案的撰寫,并在虛擬仿真平臺完成方案驗證。結(jié)合智慧課堂平臺的評價結(jié)果(如圖3所示),組織學(xué)生完成內(nèi)部評價和小組互評活動;實施翻轉(zhuǎn)課堂,讓學(xué)生完成方案宣講及推介,加深對物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的理解,完成項目運(yùn)作中售前階段的閉環(huán)[5]。課后推送相關(guān)領(lǐng)域最新發(fā)展動態(tài),讓學(xué)生線上完成方案偏離度分析。以智慧交通為例,在課后推送交通信號配置優(yōu)化服務(wù)模式、大數(shù)據(jù)與全域交通綜合治理解決方案、TOD效益的實現(xiàn)路徑與典型項目進(jìn)展等內(nèi)容,讓學(xué)生從核心產(chǎn)品功能、細(xì)分組網(wǎng)方案及商業(yè)模式等不同維度進(jìn)行方案對比,完成方案優(yōu)化,進(jìn)而加深對交通領(lǐng)域前沿知識的理解。

3搭建驗證方案的虛擬仿真實驗平臺

OBE理念在應(yīng)用學(xué)習(xí)產(chǎn)出方面,強(qiáng)調(diào)將理論知識與實踐相結(jié)合,能夠?qū)W(xué)習(xí)成果運(yùn)用到工作實際中。在實踐教學(xué)階段,傳統(tǒng)方式采用實際物理設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,如部署RFID接收設(shè)備、IC讀寫器等。這種教學(xué)方式在培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力方面有一定優(yōu)勢,但是組網(wǎng)成本高、應(yīng)用場景固化、硬件更新滯后以及二次開發(fā)能力不足等缺陷也較為明顯。針對上述問題,本文在實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)選用虛擬仿真教學(xué)實驗平臺。該平臺可模擬RFID、WSN、電源、協(xié)調(diào)器等硬件實訓(xùn)設(shè)備,避免真實環(huán)境中設(shè)備繁雜、布線混亂及接口不穩(wěn)定等不足,有效降低硬件組網(wǎng)成本;打造從單一產(chǎn)品應(yīng)用到復(fù)雜工程組網(wǎng)等不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,逐步提升學(xué)生的動手能力和工程實踐能力;開放數(shù)據(jù)庫、窗口管理及硬件通信的二次開發(fā)接口(如圖4所示),讓學(xué)生自主完成需求拓展和方案驗證[6]。

4引入符合市場需求的教學(xué)內(nèi)容

近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛,其應(yīng)用范圍的廣度、應(yīng)用行業(yè)的深度及應(yīng)用場景的復(fù)雜度正發(fā)生著日新月異的變化。因此,在分析典型案例的技術(shù)方案時,應(yīng)更新迭代符合市場需求的內(nèi)容,使學(xué)習(xí)產(chǎn)出貼近本地產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)高端。(1)在學(xué)習(xí)章節(jié)中嵌入本地特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史、發(fā)展政策及發(fā)展規(guī)模等,如在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的建設(shè)背景中增加寧夏九大重點產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實施方案所確定的現(xiàn)代枸杞產(chǎn)業(yè),在技術(shù)方案中選取枸杞智慧化服務(wù)與管理系統(tǒng)、枸杞產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)綜合信息服務(wù)平臺、枸杞特色電商等內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生對家鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)的熱愛之情。(2)在方案的實施路徑中增加相關(guān)產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展動態(tài),如在智慧物流系統(tǒng)中的溯源部分增加某科技企業(yè)通過RFID技術(shù)實施的自動揀選系統(tǒng),實現(xiàn)了從“人揀貨”轉(zhuǎn)變?yōu)椤柏浀饺恕?,有效提升配送效率,讓學(xué)生體驗到技術(shù)更新對企業(yè)發(fā)展的重要意義。(3)在商業(yè)模式的創(chuàng)新中增加已培育落地的新模式,如在智能家居項目中探索物聯(lián)云的運(yùn)營,將已整合的技術(shù)方案通過云端拓展市場,使學(xué)生將自己撰寫的技術(shù)方案和運(yùn)營結(jié)合起來,不斷提升技術(shù)自信。

5結(jié)語

本文緊密圍繞OBE理念中學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實現(xiàn)、評價及應(yīng)用的內(nèi)涵,結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程的特點,在教學(xué)模式、教學(xué)方法、實訓(xùn)教學(xué)工具及教學(xué)內(nèi)容上實現(xiàn)不同維度的創(chuàng)新,使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果達(dá)成既定目標(biāo)[9-10]。

作者:高志華 降瑋 龐翠 張婷 單位:寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院