3物联网专业人才培养模式改革的具体措施
3.1校企深度合作机制的建设
全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。
3.2创新人才培养模式
3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革
3.4校企合作建设实训基地
实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。
3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍
校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。
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1发展物联网技术的背景
“国家经济和社会发展第十二个五年规划”中明确提出,要大力推进物联网的应用,并将把物联网部署在在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测等领域。
“武汉市经济和社会发展第十二个五年规划”指出,培育物联网、云计算、三网融合、网络增值服务等新型产业。到2015年,新一代信息技术产业产值要达到1600亿元。使用物联网、云计算等信息技术,来实施智能交通、智能电网、智能安防设施、智能环境监测、数字化医疗等物联网示范工程。实现车联网全覆盖。
“孝感市信息化‘十二五’发展规划”中关于“物联网”推进工程规划如下:推进以二维条码和RFID技术应用为主要特征的“物联网”发展。大力推进二维条码和RFID技术在工业生产和物流各个环节的融合渗透。把握二维条码、RFID技术、全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)。在国家和省有关部门支持下,建设区域性现代物流公共信息中心和公共信息服务平台,形成“物联网”的基础。
武汉城市圈中的黄冈市、咸宁市进入了住房和城乡建设部2013年度国家智慧城市试点名单,智慧城市是通过利用物联网、云计算等新一代信息技术来促进城市的信息化和智能化。
因此,从国家到湖北省,再到武汉城市圈的成员城市,都在积极的推进物联网产业的发展,产业的发展则引发人才紧缺的问题,而这正是高校要完成的重要任务,特别是作为直接服务于市场经济的高职院校,更是首当其冲。
2武汉城市圈高职院校开设物联网专业的基础
专业建设离不开高质量的师资队伍,师资问题可以通过二个办法来解决,一是引入外援,新招收高质量的物联网专业人才;二是内部转换,从已有前面所提到这些物联网相近专业中选取部分教师转入本专业来,因为这部分教师都具备自己专业的知识和技能,稍加培训就能转入物联网专业的教学中来。在实践实训条件建设方面,也可从以上其他专业借用,比如像网络工程实训室、无线传感实训室、电子实训室等,等专业建设起步后再建设自己的物联网专业实训室。
3物联网产业人才需求
物联网是由感知层、网络层和应用层三个层次组成,其中涉及到应用层的技术包括信息管理、业务分析管理等系统;网络层则包括各种网关和接入网络以及不同架构网的融合、云计算等;感知层的技术有传感器、二维码、RFID、多媒体设备等数据的采集和自构网络系统。因此,物联网的产业主要围绕系统集成、硬件和软件三个领域。现在的物联网企业也大多集中在传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件和系统集成方面,特别是面向这些方面的研发、生产、服务等领域。
4物联网专业人才培养目标
4.1培养目标
面向各级医院及医疗机构与社区医院,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力,掌握智能医疗基本知识和基本原理,具有可持续发展能力与创新精神,具备智能医疗网组建与管理,智能医疗网络设备的售前与售后等能力的高素质技能型人才。
4.2专业核心能力
具备维护数字化医院智能门诊系统,能对电子病历和电子处方等系统的运行进行管理,具备智能医疗网的组建和维护能力,能实现“区域医疗信息网络”和“医疗协作平台”智能化,将医疗服务进行延伸。
4.3主要实践环节
公共卫生综合实训;网络管理与维护实训;网络设备配置实训;物联网组网实训;智能医疗应用实训。
4.4就业方向
主要面向各级医院及医疗机构与社区医院、乡镇医院(卫生院)和智能医疗设备企业。
4.5主干课程
公共卫生应急管理、医疗物联网平台、智能门诊管理、卫材与药品管理、智能医护管理(住院与病床管理)、病人随访与远程医疗、电子病历与动态健康档案管理
4.6核心课程
M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术
5总结
物联网是一个战略性新兴产业,高职院校作为培养较高素质劳动者的大本营,应当建设好具有区域特色的物联网专业,为整个物联网产业转入更多合格的人才。
1项目简介
高职教学过程中,由于物联网专业的兴起,作为新一代网络的建设,国家投入了很多资源发展物联网产业。在教育层面,在国家的鼓励下,许多高校开设了物联网专业,本科以上则培养开发研究型人才,中高职则侧重于技能方面的培养。但是现行的ZigBee技术书籍理论和应用并不紧密,直接应用于中高职教学带来一定的困难。因此,通过开发具体项目的方法让学生从项目实训中获得相应知识并提高其动手实践能力。
本项目将使用Freescale的ZigBee芯片和温度传感器DS18B20作为硬件平台,采集的环境的温度数据保存至数据库。项目拓展一:上位机程序开发,将数据库中的采集信息实时通过电脑、智能手机平台中图形显示;项目拓展二:调温设备控制,通过环境温度的变化,当温度达到上限时,自动开启空调制冷,当温度达到下限时,自动开启空调取暖。
2硬件设计
随着无线网络的发展,ZigBee已应用于工业生产、日常生活等各个环节。ZigBee技术已发展比较成熟,作为物联网的核心技术,众多硬件厂商加入ZigBee联盟。
Freescale最新推出一款低功耗、高集成、高性价比的ISM(工艺、科学和医疗)射频芯片—MC12311,这款芯片基于ZigBee技术,内部集成了一个UHF射频收发器和一个超低功耗的8位单片机(MCU),RF(射频)收发器工作频率包括315MHz,433MHz,868MHz和915MHz等频段,芯片内部是一个8为的单片机并内置RC振荡电路及丰富的接口,在硬件选型时MC12311应用在物联网应用项目(智能家居系统、安防系统、环境监测、智能农业等)是一个理想的选择。
DS18B20是一款高可用的温度传感器,其外观结构类似于三极管,三个引脚分别为GND,DQ,VDD。根据应用图1可知,GND接地,VDD接外部电源+5V,DQ接4.7K电阻上拉。
根据DS18B20逻辑结构图2可知,其内部带有64位的ROM单元和9字节的暂存器单元,程序可以读取暂存器相应字节获得16位的温度值,然后依据应用要求通过程序将温度数据有数字量换转为摄氏度。
在这个环节中我们只需要让学生了解MC12311射频芯片和温度传感器DS18B20的基本原理,理解项目的硬件详细设计,掌握如何获取温度值并将数据显示在数码管中即可。
3软件设计
软件设计是设计一个采集系统,将数据保存在数据库中。计算机利用串口与硬件系统控制器相连,通过软件平台将采集的数据保存在数据库中,这样作为上层软件开发系统可以进行拓展项目。
对于学生的拓展项目,可以使用C#程序设计软件将数据库中的数据通过图像实时展示,这样可以通过Android,MacOS,Windows等系统平台实时显示。
4教学资料开发
当温度传感系统项目开发完成后,将项目整理为ZigBee项目实训,项目开发过程的资料做为实验指导书,对学生进行为期两周的实训。
学生通过两周的实训项目的开发,深入理解物联网基础知识,还可以将所学习的知识转化为其基本技能,实训项目还设置了拓展项目,对已掌握基础知识的同学,在已开发的项目进行深入开发。学生通过项目实训,可以根据实际项目的需求选取合适的硬件和相应的开发软件,开发相应的物联网应用系统。
本项目通过一个实际的温度传感系统项目开发,采用MC12311芯片组建了一个ZigBee网络,引入了温度传感器DS18B20,设计了硬件系统和软件系统,完成了环境感知系统项目开发。
Abstract:Thepapergivesadetailedanalysisofthecharacteristicsoftheteachingmethodinthecourseofinternetofthings.Thestudyissuitablefortheteachingmodeofthecourseofinternetofthings,whichissupposedtoimprovethestudents'comprehensiveskills,hencetorealizetheteachinggoalofapplication-orientedcollegesanduniversities.
Keywords:InternetofThings;theintegratedteachingmethod
物联网是目前国家重点发展的战略性新兴产业,是在嵌入式系统、无线传感器网络、通信网络、分布式计算、移动计算等技术的基础上,把任何物体与互联网联接起来,通过无线网络采集实时动态的信息进行汇总分析和处理,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网产业涉及面广,产业链长,应用范围覆盖面广,人才需求旺盛。应用型高校物联网专业的培养目标是以培养高素质的物联网方面的应用技术型人才为核心,强化系统设计和软硬件编程能力,使学生具备专业核心竞争力。
1物联网专业课程特点
物联网专业包括了物联网传感技术、物联网接入技术、物联网网络技术、物联网安全技术和物联网应用技术,专业基础课程包括:C语言程序设计、数据结构、操作系统、数据库原理与应用、计算机网络、计算机组成原理、模拟与数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、面向对象程序设计、单片机与接口技术等[1]。专业核心课程包括:嵌入式系统原理与应用、RFID原理及应用、传感器技术、高级嵌入式技术(A8+linux应用开发)、ZIGBEE技术应用及无线网络、物联网信息安全、Linux系统开发、云计算、嵌入式Linux系统应用开发、物联网应用系统设计与开发等[1]。
物联网专业核心课程涵盖了嵌入式技术、通信技术、计算机技术等多方面的软硬件课程。这些课程涉及面广、实操性强,培养应用型人才的教学目标决定通过教学必须使学生具有扎实的理论知识和熟练的实际操作能力。传统的教学方法重理论轻实践,不利于培养学生的创新思维和实践能力,抑制了学生的发展。“教学做一体化”教学模式符合应用型本科培养技术型人才的要求,是培养应用技术型人才的有效手段。
2物联网专业课教学现状分析
1)教学目标模糊,教学内容偏重理论
应用型高校的人才培养目标是为地方经济建设和社会发展输送具有一定理论基础的高级应用型人才。但是,很多老师并没有充分理解这一培养目标,没有围绕这一目标开展教学活动,同时由于惯性思维和自身能力的限制,仍然按照过去传统的教学方法安排教学计划和教学内容。传统的教学方法中教师以讲授理论知识为主,而不重视学生实际动手操作,学生也习惯于死记硬背而不善于应用,在这种教学方式下培养的学生,只注重对知识被动机械地记忆存储,不注重实践能力和创新能力的培养,实际操作能力差,走出校门也只是“半成品”。
2)教学过程单向
由于传统教学方法的影响,很多教师授课时只注重理论的讲解,比如程序设计类课程,大多数教师都是按照程序设计语言的语法体系来开展教学,重点讲解语法、概念、规则,这些内容多抽象,难以理解,多数学生不能及时消化,而教师为了赶进度,只能按部就班的继续讲解新的知识,学生累积的问题越来越多,却得不到解决,久而久之,学生对学习自然失去了兴趣。
3)理论与实践错位
4)实践环节相对薄弱
3“教学做一体化”教学模式构思
1)“教学做一体化”教学模式实质
“教学做一体化”教学模式是由我国教育家陶行知提出的,他指出“教、学、做”在教学过程中是一体的,“做”是核心,教学都要围绕“做”来开展[2]。简单地说就是理论与实践相结合,将理论教学与实践教学融合在一起,提高课程教学质量。其实质就是改变传统的教学模式,以培养应用型人才为目标,以增强学生实践动手能力和综合能力为重点,整合教学资源,使用多种教学方法和教学手段,使教师的“教”与学生的“学”能够有机地结合起来,实现真正的理论教学与实践训练紧密结合,从而提高教学质量。
“教学做一体化”教学模式可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学质量,充分调动学生的积极性,有效地解决理论教学与实践教学脱节的问题,有利于应用技术型人才的培养。
2)“教学做一体化”教学模式构建
要很好的实施“教学做一体化”,需要以下几个条件:配套的教学场所、高技能的教师队伍和比较详实的教学实施计划[3]。“教学做一体化”教学模式的构建要打破原有教学模式的束缚,保证新的教学模式能够使学生获得职业所需必要技能[2]。
①建立适合于应用型人才培养目标的课程体系
应用型大学以服务地方为宗旨,为社会培养高素质应用型技术人才,它的教学指导思想是通过产教融合、校企合作、工学结合各种教学手段,培养生产服务于一线的高素质技术人才,这就要求应用型大学的课程体系必须以社会需求为导向,重视实践教学,重点培养学生的实际操作能力。
结合物联网的知识体系和学院人才培养方案,物联网专业核心能力培养目标应该是培养具有设计、开发、维护物联网应用系统的能力,包括物联网节点能力、网关能力、传输网络能力和数据中心能力,在课程设置方面集中体现在培养这些核心能力,可以分为三个模块:专业基础课程、专业核心课程和实践实训课程。专业基础课程为:C语言程序设计、单片机应用、电路基础、数据库管理,专业核心课程包括:物联网概论、传感器技术、物联网网络技术(无线通讯)、物联网上位机开发、RFID技术应用、物联网中间件技术、智能设备应用开发(基于Android平台)、物联网产品管理与维护,实践实训课程包括:物联网认知实习、感知层组建综合实训、物联网上位机开发实训、智能设备应用开发实训、无线传感网组建实训、物联网项目综合布线、物联网技术综合实训、毕业设计、顶岗实习等。
②提高教师队伍专业实践能力
教师的理论与实践能力直接决定了课堂教学的质量。在“教学做一体化”教学模式中,理论课和实践课的分界线逐渐淡化,课堂教学既包含理论,又融合了实践操作,对教师的实际操作能力要求较高,培养或引进理论与实践双结合的教师是“教学做一体化”教学模式中一个重要的环节。
③安排理论实践结合的教学活动
“教学做一体化”模式强调理论教育以实用和够用为原则,重点在于培养学生动手实操的能力,在教学形式和内容上都需要有所转变,首先教学内容应该有的放矢,将理论与实践有机结合起来,理论不能脱离实践,理论知识的安排必须围绕实践技能展开,突出专业技能培养的重点,强化实践操作能力的训练。其次教学形式应该从理论课偏多转变为理论实践结合,打破理论课、实验课的界限,将理论教学和实践教学融合在一起,教师可以边讲边演示,学生也可以边听边操作,用实际操作强化所学到的理论知识[4]。
“教学做一体化”模式改变了过去理论与实践分离的状态,使理论教学和实践教学能够连贯、自然地衔接起来,教学、演示和训练同步进行,教学方式灵活,课堂生动,突出了学生的教学主体地位,使学生能够在实践中领会消化理论知识,教学效果事半功倍。同时,开放性的教学环境,更有利于提高学生的学习兴趣,并帮助教师了解学生的学习情况,以便及时调整教学计划,因材施教。
④设计多层次的实训教学体系
“教学做一体化”模式中的做还体现在安排与课程配套的实训环节。分析物联网专业的课程特点,优化整合其实验实践教学环节,确立多层次的实践教学体系,包括:基础实验实践、综合实训实践和创新设计实践,每个实践层次都有各自的实践环节,如:课内实验、课程设计、实习实训、大学生创新项目、物联网设计大赛和毕业设计等操作。
⑤创建灵活适宜的考核方式
考核方式是检测教学成果的重要手段,一体化教学模式的考核强调对教学实施的全过程的考核。对每个学生在教学做过程中的学习态度、学习状态和学习效果进行实时跟踪,突出技能训练的过程控制。同时,不拘泥于传统笔试的考试形式,增加考试内容和方法的灵活性,考核以实际动手操作方式为主,更客观、更全面地衡量每个同学的综合技能及学习效果。
4总结
通过对物联网专业教学特点进行分析,以培养学生实际动手操作能力为准则,研究适合于物联网专业的打破传统教学观念的“教学做”一体化教学模式,理论结合实践,可以提高学生综合技能,从而实现应用型高校培养应用型人才的培养目标。
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Keywords:logisticsindustrycharacteristics;highervocationalcolleges;internetofthings;talenttraining
1物联网产业发展特点
物联网产业体系基本齐全,部分领域已形成一定的市场规模,物联网产业的发展的特点主要体现出以下四个字:“熟”、“深”、“新”、“合”。
“熟”主要体现在政策环境越趋成熟。2010年,物联网产业正式列入我国五大新兴战略性产业之一,国家及各省市又陆续出台了针对涉及物联网产业发展的若干项扶持及政策,物联网产业发展越趋成熟的政策体系与环境,为产业各环节的发展做出了重要且必要的支持。
“深”主要体现在市场应用深化发展。在“应用示范激发市场需求,市场需求带动产业发展”的政策牵引下,物联网技术在智能交通、环境保护、地质灾害监测、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、个人健康等多个行业领域中的广泛得到了应用。
“新”主要体现在协同创新积极推进。物联网与云计算、大数据以及移动互联网等的应用创新及融合,使得物联网信息化应用进一步深化,同时,产业链各环节的协同创新也日益加深。
“合”主要体现在产业整合日益加剧。物联网产业加剧了各行业整合态势,加速资源整合、优势互补、合力集聚、形成突破,形成了整合发展新态势,加速了传统产业的转型升级。
2高职物联网专业建设现状
从物联网产业链的角度来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理“三层”体系结构,各高职院校皆是根据物联网产业“三层”体系结构培养对应专业人才,主要培养物联网应用技术人员和研发人员,目前高物联网专业的特点主要表现在:
1)物联网专业技能知识的“复杂性”
2)物联网专业培养需求的“多样性”
物联网融合了多种技术,由于多学科的交叉融合和影响,导致物联网专业应用需求的多样性,也使得新的技术创新成为可能。
3)物联网专业学生就业的“宽广性”
物联网的广阔前景引起了产业链上各行业的青睐,能够在智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的从事系统集成与物联网协议开发工作。
3高职物联网应用技术专业人才培养中存在问题
物联网属于典型的交叉学科,涉及到计算机、通信、控制、电子、信息安全等多个专业知识,所有的高职院物联网专业都是从计算机、通信或电子专业演变而来,因此,很多高职院校在物联网专业人才培养方面,存在以下问题:
1)专业建设“新瓶装老酒”。由于高职院的物联网专业从学院现有专业的演变而来,虽然是以物联网应用技术专业进行教学,可是教学还是老套路,如从计算机专业演变而的还是以软件开发为主,从电子专业演变而来还是以低层电子技术为主,不能系统性进行专业人才培养。
2)实训室建设“重复无创新”。很多高职院校的物联网实训室是将原有的传感器实验室和网络实验室进行拓展或者是单组合起来,要么物联网实验室都以实验箱为实验平台,实验内容以传感器、单片机、无线网络通信等为主,缺少物联网的综合应用开发环境,无法完成对接行业的具体“应用性”开发。
3)课程实训构建“仿真轻集成”。大都高职院校物联网实训室建设过多强调“技术仿真”,没有接合具体的行业应用环境进行带有开发性实训室的建设,缺乏应用集成,实践性不强。
4对接物流行业特色高职物联网应用技术专业人才培养的实践与思考
高职物联网应用技术专业建设根据物联网技术及其应用的发展趋势,以“行业应用”为重点,以行业市场对人才的需求为依据,是专业建设的发展方向,下面以湖南现代物流职业技术学院物联网特色专业建设为例,分析该专业该如何对接行业特色,走特色发展品牌之路。
4.1学院物联网应用技术专业基本情况
4.2对接物流行业特色的专业职业能力培养
学院对接物流行业特色结合物联网专业技术体系,构建专业物流行业特色的职业能力培养体系。
1)对接物流行业特色的专业能力培养体系
物联网的体系结构可归纳为由三个层构成:感知层(物流信息采集层)、网络层(物流信息交换)和应用层(智能物流)三个层面。对接物流行业特色的高职物联网专业能力体系如图1所示。
在感知层,针对专业面向物流行业的具体特征,着重智能物流物联网感知基础应用能力;在网络层,着重培养智能物流物联网数据通信应用能力;在应用层,重点培养智能物流物联网技术开发应用能力。
2)对接物流行业特色的专业职业岗位培养体系
学院物联网专业对接物流行业特色划分为:智能物流营销策划类、智能物流运营管理类、智能物流技术类等岗位;主要培养为物联网企业及IT行业培养信息系统集成设计、物流自动化技术、物流信息系统开发、工程项目管理、售前技术支持、售后技术服务的特色专业人才,其对接专业职业岗位能力培养体系如表1。
在感知层智能物流物联网技术基础实训室,重点训练学生RFID感知技术、条码感知技术、情景感知技术、传感器技术以及无线网络组网技术等物联网基础信息感知与采集技能。
在网络层智能物流物联网仿真实训室,重点训练专业学生把感知层的采集的物理事件和数据和应用层物流行业应用系统相互连接,能通过WIFI、移动网络技术及Internet构成一个可以互通信息的系统的专业能力。
在应用层智能物流物联网技术开发实训室,对接智能仓储、智能运输及智慧供应链等物流业务中具体应用,通过具体项目实践,训练学生物联网应用集成及项目实践能力。
4.3对接物流行业特色的专业培养效果
在对接物流行业特色物联网专业建设的辐射下,学院的物联网应用技术专业建设取得了非常好的效果,具体如下:
1)共建工程研究中心,推进新技术研发
学院与国防科技大学联合成立“物联网感知技术与应用湖南工程研究中心”,共同研发湖南省“十三五”科技重大专项课题(超高频电子标签芯片研制与应用示范),积极开展新技术研究,为提升专业服务产业升级转型注入新的动力。
2)承担省级重点项目,打造专业品牌
一、应用型人才培养校企合作的必要性
实践环节在总学分中高达30%以上。为了培养符合社会要求的应用型人才,落实培养方案,校企合作势在必行[1]。在合作理念上,按照“专业对接行业、实训扎根基地、科研结合产学、项目推进创新”的基本思路,广泛开展与企业的实质性对接;在合作原则上,坚持互惠共赢、优势互补、资源共享,整合校内外两种资源,提升合作实效;在合作机制上,建立导向机制,以就业为导向,把培养高素质应用型人才、服务社会作为首要任务。
二、校企合作的意义
(一)通过校企合作,共同确定专业人才培养目标。通过校企合作对培养规格进行准确定位,利于更好发挥培养目标在专业建设和教育教学中的目标牵引作用[1]。校企合作模式主要是共同制定人才培养方案和专业教学计划,共同开发课程,共建校内外实习实践基地和科研研发基地,共建专职老师与兼职老师相结合的双师结构教师队伍。让企业行业全程参与学校人才培养方案和计划的调整、优化,参与专业课程的研究与开发。产教融合,创新应用技术人才培养模式,把产教结合作为应用型人才培养模式改革的重要切入点,以此带动培养方案的建设与调整,引导课程设置、教学内容和教学方法改革,构建了“双主体”育人的人才培养模式。
(二)校企一体化培养“双师”结构教学团队。教学团队建设是培养既有高校教师资格的专业职称,又有职业资格和技能等级证书、较强实践操作能力的“双师”结构师资队伍。在开辟渠道和实现人员双向交流的基础上,为教师到企业见习锻炼、挂职实践、参与员工培训提供平台,也为聘请企业经验丰富的实践专家来学院兼课任课、当好实训实习指导教师、参与监控人才培养的教学过程和量化评价教学质量创造条件,建立教学团队的建设机制和素质提升机制。
(三)以就业为导向的课程设置,实施订单培养。企业可为学校提供实训基地和实训设备,并接受师生见习和实习,服务专业面向产业,也为学校面向社会推行“订单式”教育提供了基础。同时通过校企合作实行订单培养模式,根据企业需求实现订单培养,在企业、学生互选的前提下,签订定向培养协议;在确保通识教育、学科基础课程和学科专业课程教学的前提下,根据企业需求,安排企业急需专业理论课程或实践教学环节;在确保毕业生教学质量的前提下,将毕业实践与企业试用期打通,使学生尽快地融入企业生产。通过校企合作,增强专业建设与地方产业行业发展的契合度和依存度,提高专业对地方经济社会发展的参与度与贡献率。
三、现代学徒制校企合作方式探讨
(一)现代学徒制在校企合作的作用。现代学徒制在有些职业院校开始推广,是校企合作的一种方式,以培养学生为核心,以专业的课程为纽带,以学校的老师和企业工程师深人合作为支撑的人才培养模式。在实施的过程中改变了以往理论与企业具体的实践相脱节,理论知识与企业对人才要求能力相割裂、学校教学场所与项目实际开发实际情境相分离的局面,从而实现人才培养模式的一次改革。在人才培养的实践环节中实施实施现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力。
CDIO的教学方式,学生更有兴趣达到更好的效果。情景教学提高了学生学习的主动性,从被动者变成主动者,最大限度地参与学习过程,使学习的效果和学习的意愿达到最强。三是学生有较好的就业前景,通过学徒制培养,很多学生的理论水平和实践能力得到提高,在项目实践中自己的优势得到发挥,通过真实具体的项目使其学习更有指向性和社会性,为学生今后走向社会奠定了基础,在毕业时可以被与专业对口的企业录用。
(二)实行“双导师制”。在学生入学后,尽量能为每个学生配备学校导师和企业导师,两个导师根据学生个性,对学生进行精雕细琢,培养学生的创造力;同时通过导师的言传身教,让学生学习做人做事的道理,导师制使教师、师傅和学生间交流频繁,更有利于学生的全面发展。学生的成绩评价由校企双方按照一定比例确定,学生在校期间的理论课学习成绩,由任课教师评价;在企业实习期间的成绩按照企业导师占60%,学校导师占40%的比例,实习期间的表现和实习结束后的效果都可以作为评价指标。
(四)实习基地的建设。在校企合作的另一方面,企业要投入大量资金以提供足够先进的生产设备和实际训练所需的原材料,以供学生实践学习用,并且能够提供足够的岗位让学生实践,包括技术力量、实训设备、实训场地等;同时学校也为企业提供技术力量,人力和专业技术知识,共同推进产学研的结合,进一步加强校外实习实训基地建设,如增强校企联合,加强实习、实践教学基地建设。在坚持“产学研相结合”、“互惠互利、双向受益”的原则下,学校为基地企业解决生产问题,优先提供毕业生,企业为学校提供良好的实习教学基地。每个实习基地都聘请了本科以上学历,具有一定理论、实际工作经验的校外指导教师,同校内指导教师共同完成实践教、学任务,将课堂教学和实际工作有机结合,让学生在企业生产一线岗位接受职业指导和训练,了解职业有关的各种信息,加深对自己所学课程的认识,提高理论学习的主动性和积极性,有助于学生就业的选择。
四、总结
通过校企合作,共同确定专业人才培养目标,培养“双师”结构教学团队,实施订单培养;在实践环节实施过程中引用现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力;共建实习基地,产学研结合,深化校企合作。校企合作实现了应用新本科人才的培养。
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[6]李长友;谭正航;应用型创新性人才培养与地方高校产学研合作教育机制的优化,高等理科教育,2014年02期
一、项目教学法的在课堂教学中的优势
实训教学的目标是提高学生的全面能力,使专业实训更接近社会需求,最终能实现学生的零距离上岗。为此,研究了一种更贴近实际应用的教学策略――项目教学法。在项目教学法的具体实践中,教师的作用不再是一部百科全书或一个供学生利用的资料库,而成为了一名向导和顾问,帮助学生在独立研究的道路上迅速前进,引导学生如何在实践中发现新知识,掌握新内容。学生作为学习的主体,通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来,不仅提高了理论水平和实操技能,而且又在教师有目的的引导下,培养了合作、解决问题等综合能力。同时,教师在观察学生、帮助学生的过程中,开阔了视野,提高了专业水平。可以说,项目教学法是师生共同完成项目,共同取得进步的教学方法。在技工院校、职业教育中,项目教学法有其独特的优势,应进一步总结提高,大力试用推广。
二、《物联网应用技术》课实施项目教学法的必要性
(1)物联网应用技术课程是一门实践性很强的专业课程,具有指令多、理论知识抽象、编程思想复杂,但实践性强等特点,学生在学习时常常感觉内容抽象,枯燥无味,不容易听懂。在教学过程中采用项目教学法,能够使学生在项目实践中掌握物联网应用技术课程的理论知识,提高物联网应用技术操作技能水平,做到学、做合一,理实一体,最终达到培养技能型人才的目标。
(2)激发学生的学习兴趣形成积极学习的态度。在教师精心创设的环境中,把学生带入学习的主题,学生的共同兴趣必然会相互促进形成积极向上的学习态度。而这些多个项目兴趣的累积同时也会逐渐在学生中形成良好的兴趣氛围和学习氛围。
(3)让学生养成自主学习的行为习惯。学生在项目里不断讨论、交流、自主探索,必然能够养成自主学习的行为习惯,这为陪养学生的学习能力提供了可靠的前提。诚然,学生能养成自主学习的行为习惯也是我们教学的一个目的所在,而实践证明项目教学确实能达到这一目的。
(4)有利于提升教师自身的教学能力。将项目教学法应用于《物联网应用技术》课程中,不仅仅对学生是一种考验,对教师也是一种挑战。高质量的教学效果要有高质量的师资作保障,在进行项目教学时,教师要了解和熟悉所选项目,并且要对可能出现的情况问题进行预测和分析,在项目进行过程中还要进行跟踪并对学生进行指导。这就要求教师具备深厚的专业功底和广博的知识,同时还要加强对相邻学科的学习。因此,运用项目教学法有利于优化教师自身的知识结构和提升自身教学能力。
三、项目教学法在《物联网应用技术》教学中的实施
(1)确定项目任务。在项目教学法中,教学的整个过程和内容都以项目为主线,项目确定后,整个教学过程也就确定了下来,所以项目的选择是关键。但是项目的选择要以教学内容为依据,它既要与书本知识紧密结合,又要能提供一定的想象空间,让学生既能运用已有知识,又可以发挥创造力。就《物联网应用技术实训》课程,由教师提出项目任务设想,然后与学生一起讨论,最终确定项目的目标和任务(详见下表)。
四、项目评价
五、实施项目教学法的反思
项目教学法突破了传统的教学模式,通过选取项目来创设情景,通过合作学习的方式开展学习,通过完成项目实现“意义建构”,通过解决现实问题促使学生学习知识与技能。这给学生足够的空间,允许学生形成自己的看法,按自己的方式去研究,同时又培养了良好的团队合作精神,充分体现以学生的全面发展为中心的教育思想。这种教学方法可以广泛应用到技能实训中,但在实施项目教学的过程中一定要重视以下几个问题。
中图分类号:TP391.44
众所周知,建设一个智慧校园必须有以下几个方面的条件:(1)校园网络基础设施:建设泛在的无线的网络环境、移动的网络环境、无限通畅传输的网络环境等网络基础设施。(2)智慧应用系统:依托网络基础设施和公共支撑平台,建设智慧应用系统。(3)校园公共网络平台:继续扩充互联网络中心的机房、校园卡网络平台、学生一卡通的认证容量,建设集成服务器主机、存储和共享软件于一体的云服务平台及静态和动态大数据仓储。(4)智慧校园综合网络信息服务:按照智慧校园的思路,整合各项应用于一体,统一制定一个标准,面向师生、面向管理人员以及面向领导的综合网络信息服务平台。(5)规范标准,建立体制机制:建立感知识别终端、传感器件网络接入和红外线识别标准等等。
通过以上的建设与实施,在未来的智慧校园里,随处可见本文中所描述的以下场景,注意:它绝不是美国好莱坞的大片。而是未来的智慧校园。
1未来智慧校园中的手机
1.1手机可开门。“宿舍钥匙、抽屉钥匙、教室钥匙……一大串,粗心的男生可能会忘记带,或是会丢失,但是在未来的智慧校园再也不会发生因为没带钥匙而被‘拒之门外’了,因为手机就是开门的钥匙。”只要同学把手机,在门禁读卡器前轻轻一晃,“嘀”的一声,宿舍门就会自动打开了。老师也是如此,教室的门、办公室的门都能通过这款手机打开。同时,学校还借助门禁系统对持手机人的权限进行分类限制和管理,大大提高了身份识别的安全性。在安全校园中也发挥了一定的作用。
1.2手机能借书。如果没带借书卡,就没办法去图书馆自习、借阅、归还了……在未来的智慧校园里,各位亲,不必再纠结。借助智慧校园的物联网系统全面整合图书管理系统,学生在宿舍里,或是在校园的各个角落里都可以先用这款手机完成查询、预约,然后有目的性的轻松实现图书的借阅、归还,学生还可通过这款手机以短信的方式实现到期提醒、续借等其它服务。
2未来智慧校园中的教室
未来教室是智慧校园建设中的一个重大改变,它将彻底颠覆学生、家长对传统教室的印象。在这个大house里上课,老师不用在黑板上写字,当然也就不用吃粉笔灰了,学生更没有教材,当然也就不用背沉重的大书包了,只有一个像超大屏幕的电子白板,老师的玉手轻轻一指,真的是在弹指一挥间,所有的授课内容就像一个电影一样,图文并茂、声像结合的形式出现在学生的眼前。而学生只要随手拎一个“电子书包”即可轻松上课,电子书包里装满了生动有趣的多媒体教材,学生能在上面直接做好作业并提交作业,也能在上面与老师展开精彩的互动。它就是一个专用的学习PAD。
除了当场布置课堂作业,并迅速反馈学生答题情况外。只要学生能上网,他无论是在家里还是在别的什么其它的地方,都可以和老师进行远程互动,向老师提交作业,老师也可以即时在线批改作业。可以说互动无处不在。
所以说未来教室最大特色就在于互动的畅通性和无限性,除了课堂上的多媒体互动,还可以通过远程系统实现平行班级之间,同类学校之间,同门课程之间的高清互动学习,这对于大学生中自主创业和在外兼职的学生来说,不失为一种很好的学习方式,不必担心落下课程,真正实现“天涯若比邻”!
3未来智慧校园中的楼宇
智能楼宇,在教室里冷了吗?光线够充足吗?这些问题,在智慧校园里就不用操心了。因为智能楼宇能根据学生不同时段身体状况,自动监测环境温度湿度、调节室外景观照明自动设置,为学生提供了一个安全舒适的学习环境,将自然因素的影响降到最低。节能环保更安全。
4未来智慧校园中的网络
校园里到处都有无线WIFI信号,是不是很爽呢?智慧校园不仅有一张无缝WIFI网络,而且实现内外网两套网络隔离,校内人员通过用户名密码认证方式接入无线网络。无线校园能够对用户设置不同的内外网访问权限,实现对上网权限的隔离。这样的系统设计完全可满足学校日常无线网络使用需求,做到内外网信号独立不干扰,提升了网络的安全性。
5未来智慧校园中的门卫
6未来智慧校园中的教学管理
6.1日常教学管理。利用物联网技术,智慧校园里建立了全面和主动的教学管理体系,从此,教学督导组貌似无事可做了,校长想听哪个老师的课,只要打开哪个老师所在教室的监控终端,所有情况一目了然……。下属想找领导办点事,可以先上网络平台上看看,领导在不在,或是看看领导忙不忙,这样有选择性的办事,高效,方便。利用高科技,将更加完善教学管理的组织体系、评价和考核体系,从而对教学的质量有了一定的保障。
6.2实训室管理。因本人所在学校是一所职业类的学校,每个学期,每个班,几乎都有3到5周的集中实训,实训,实验内容超多,所以在智慧校园里实训室管理会更加重要。传统的管理方法工作量大,实训过程有一定的安分隐患存在。在未来的智慧里,学生利用手机可以快速的获取实训设备的基本属性等信息,学生还可以在实训室里通过电脑打开网络,获取实训的操作流程,操作内容,操作步骤等信息。与此同时,学生如果在实训过程中出现了错误的操作,可以通过实训室监控系统发出警报并切断设备的电源,以避免发生安全事故。实训过程的全部数据可以被记录下来并提供给学生和老师,这样可以对数据进行分析,以后可以对实训过程和操作步骤进行改进。学生可以重复看实训的步骤和内容,实训室内还安装了智能插座,智能插座不仅能提供传统的电源,更重要的是可以将实训设备的耗电量及时的反馈给实训室管理人员,使管理人员能够通过控制插座的开关动作来完成实训室的全方位的安全有效的管理。这对于职业类的学校更是对教学有更大的帮助。
7总结
智慧校园是依托物联网建立的,其目的是实现校园服务的智能化。利用云计算和物联网这两个技术,可以实现校园内的所有信息即时共享,互联共享。再生共享。大量信息通过物联网的不断整合能够产生新的信息,从而提供智能化的服务。有了智慧校园,师生之间开展教学工作如鱼得水,智慧校园同时也给学生的日常生活提供了很大的便利。总之一句可以概括:智慧校园提供的是丰富多样的校园文化活动、无处不在的网络学习氛围、透明高效的教务管理平台、融合创新的网络科研环境。相信就在不久的将来,物联万端,云展智慧,定会建设一个美丽的校园。
[1]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12).
[2]崔文,王国勇.基于校园网的云计算应用初探[J].微计算机信息,2010(18):221-223.
[3]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010(1).
0引言
物联网[1]是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把物品与互联网连接进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现人们对物理世界更加透彻和深入的感知,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,被我国列为国家战略性新兴产业大力支持发展。
由于物联网作为一种新技术,物联网专业人才紧缺,无法满足物联网行业的发展。为了响应国家大力发展物联网产业的号召,培养物联网产业人才,教育部于2010年在全国35所高校批准设置物联网工程专业。
物联网工程专业[2]作为一门新设置专业,在课程体系、教学方法、人才培养模式等方面仍处于探索阶段。同时,物联网行业亟需的是动手实践能力强的物联网专业人才。而物联网工程是一门工科专业,必须结合物联网行业的需求和专业特点,着力培养物联网专业人才的动手实践能力。因此,物联网工程专业在进行课程体系、教学方法、人才培养模式方面探索时[3],要紧密结合物联网行业人才需求,以学生实践能力培养为核心,培养出符合行业需求的应用型人才。
1实践驱动的人才培养模式
从物联网行业人才需求出发,结合物联网工程专业的特点,本文提出实践驱动的物联网工程专业人才培养模式。实践驱动的人才培养模式,就是将实践能力培养定位为物联网人才培养的中心位置。物联网专业的课程体系设置、教学方法改革都以学生的实践能力培养为基本出发点。
本文从课程体系设置、教学方法、考核方式三个方面来阐述实践驱动的人才培养模式的基本原理。
2基于实践驱动的课程体系设置
物联网工程专业的人才培养目标,是培养动手实践能力强的应用型人才。在明确了物联网工程专业人才培养目标后,物联网工程专业的人才培养首先要解决的问题是其课程体系的设置。课程体系的设置,是物联网工程专业人才培养的根本,规定了学生学习内容、知识体系。由于物联网工程专业需要重视学生实践能力的培养,在其课程体系的设置中,要加强实践内容的比重。
物联网工程专业的课程分为两大部分:理论课程和实践课程。
实践课程,主要包括对应理论课的实验课、课程设计、课程实训、综合实训等。为了加强学生动手能力的培养,在实践课程设置方面,增加课程实训、综合实训的教学学时。
3基于实践驱动的教学方法改革
在理论课的教学方法改革方面,为了避免枯燥、乏味的理论讲授,提出将实践贯穿到理论课的讲授过程中。在每个理论知识点介绍完成后,立刻通过具体的实践例程让学生了解知识点的具体使用方法,加深学生的印象。通过理论讲授―实践例程的不断循环往复,一方面加深学生对理论知识的理解和掌握,同时强化了学生的动手实践能力,调动了学生的学习兴趣,激发了学生的学习热情。
4基于实践驱动的考核方式改革
在实施基于实践驱动的物联网工程教学后,实践内容在整个专业的学习比重明显增加,相应的考核方式也需要进行对应的改革,以准确地反映学生的学习效果和教学效果。单纯的试卷形式的考核方式显然难以满足实践驱动下的物联网人才培养模式。
为此考虑对物联网工程专业的考核方式进行改革。针对有实验内容的理论课的考核,将学生的最终成绩组成定为3部分,即平时成绩、试卷成绩和实验成绩。平时成绩主要是学生平时的出勤、作业、平时的表现,占20%。试卷成绩,即考试试卷的卷面成绩,占40%。实验成绩,是学生的实验方面的成绩,占40%。实验成绩的评定方式较为重要,要精确反映学生的动手能力,通过学生上机考试或实际动手操作,老师现场评分来考察学生的动手实践能力。
5结束语
经过在物联网工程专业本科生中开展实践驱动的人才培养模式的教学实践,取得了较好的教学效果。我们发现学生更加重视实践方面的学习,调动了学生开展实践学习的积极性,让学生不再惧怕实践内容学习,同时也可以在实践教学中学习到知识,实实在在地提高自己的动手实践能力,综合素质得到了提高。
同时,我们在教学过程中也发现了一些问题,如学生在重视实践学习的同时,部分学生忽视理论知识的学习,导致实践过程中遇到一些基础问题无法自己解决。同时,物联网技术和物联网行业需求一直在不断发展过程中。这要求我们在今后的教学中认真总结经验,同时结合最新的行业发展趋势和需求,动态调整我们的实践内容和教学方法,让我们的教学紧跟时代的步伐,培养满足时代需求的物联网专业人才。项目驱动的物联网工程专业人才培养模式,为物联网工程专业的人才培养模式提供了一种可行的方式,同时也可以为物联网工程专业的实践课程的教学改革提供借鉴。
【参考文献】
目前,我国拥有物联网应用技术专业的高等职业院校普遍开设有《单片机应用技术》课程。该课程既是该专业的核心课,也是各级各类职业技能竞赛中的主要实践教学环节。
长期以来,《单片机应用技术》课程的教学内容都是从MCS-51系列单片机的结构、指令系统、汇编语言程序设计出发,再到定时,计数器和中断系统、存储器及接口、单片机通信技术,最后再辅以几个简单的单片机应用。这样的教学内容,一方面学生学习的难度大,另一方面与企业的主体需求有一定的差距。鉴于这种现状以及高职教育培养目标的现实需要,《单片机应用技术》课程必须进行改革。
作者近期走访的多所院校,单片机课程的教学方法依然陈旧。从教学方法上看,灌输式课堂教学固然有它的好处,但也抑制了学生学习的主动性;从实验手段上看,多数学校没有重视实践教学,缺少直观的实验方法。随着硬件技术的不断提高,那些老旧的单片机实验箱和实验台早已无法满足课程实践的要求。最终,在学习的过程中,理论和实践脱节严重,学生们缺乏动手能力和创新意识。
一、选择合适的教材
单片机课程对高职学生来说是一门比较难学的课程。它包括了模拟/数字电路技术、接口技术、软件编程技术、传感器技术、通讯技术和机械传动技术等众多基础知识。绝大多数高职院校都在第三学期开设本门课。这就意味着学生不可能在学习之初就掌握大量的前置内容。因此,选择一套难度适中、内容全面,同时又符合学生认知规律的教材,就显得尤为重要。因此,在教材研究上,有如下构思:
(一)根据人才培养目标,选择一本深浅适中、理实结合、内容新、结构合理的教材作为学生的参考教材。教材内容首先应打破原有的理论体系,重构课程内容,用实例组织单元教学;其次,所选用的教材应融“教、学、做”于一体,体现职业教育的实践性特点;第三,能反映目前企业的需求,突出教材的实用性和实效性,同时贴近职业岗位的需求。
二、重构课程内容。用实例组织单元教学
在实际生活中,处处都可以看见单片机的影子。但是,在学习的过程中,学生们普遍反应课程太抽象、难以理解。因此,在教学过程中,应依据高职教育培养高端技能型人才的目标,结合高职学生的学习能力,遵循由浅人深、由简单到复杂的认知规律,以学生为教学主体,通过一个个典型的单片机开发实例,逐步引导学生自己动手完成设计。这样,可以收到很好的教学效果,也很容易激发学生的学习兴趣。
三、建立仿真模M实验平台。降低准入门槛
单片机是一门实践性非常强的课程,想要学好单片机,最重要的是理论基础知识的学习与模拟实验相结合,必须要有强有力的实践环节与之配合。在目前的单片机教学中,实验环节往往依赖陈旧的实验箱或购买的单片机学习开发板。这两种方式,价格相对来说都比较昂贵,很多经费有限的学校来说,难以做到学生人手一机,导致学习门槛提高,多数学生难以跨人单片机学习的大门。鉴于这些原因,课程所有实验内容均采用计算机进行仿真操作。仿真软件使用近年来普遍采用的Proteus-7.8,目前主流计算机既可流畅运行。