耿銘慈+聶愛麗

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的廣泛應(yīng)用，不少農(nóng)業(yè)類高職院校開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)，在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面面臨許多難題。為此，結(jié)合上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，明確了《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》課程在農(nóng)業(yè)類高職院校的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了三個(gè)教學(xué)層次的內(nèi)容和“三步教學(xué)法”，并對實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)和課程資源建設(shè)等問題進(jìn)行了闡釋。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)；高職；物聯(lián)網(wǎng)；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2015）07-00-03

0 引 言

上海是國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的主要地域之一，而發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已成為上海市改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要途徑。上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將緊緊圍繞都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)綜合管理、農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)等領(lǐng)域加強(qiáng)示范項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)、集成、示范和推廣應(yīng)用，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與水平，提高農(nóng)業(yè)管理水平[1]。

在此背景下，研究如何培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目所需的程序設(shè)計(jì)、測試、系統(tǒng)集成、項(xiàng)目安裝調(diào)試、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)支持、市場營銷等崗位要求的應(yīng)用型人才就顯得十分必要，而《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》課程作為該專業(yè)培養(yǎng)體系中的先導(dǎo)課程，具有非常重要的基礎(chǔ)地位。如何讓該課程關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)，聚焦農(nóng)業(yè)應(yīng)用，成為擺在農(nóng)業(yè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)方案中的一個(gè)重要課題。筆者所在的上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱“我院”）開設(shè)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)，結(jié)合農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地資源，建設(shè)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室，并以此為起點(diǎn)著力建設(shè)上海地區(qū)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用示范基地。因此，本文結(jié)合已有的實(shí)訓(xùn)條件和教學(xué)經(jīng)歷，就該課程的教學(xué)規(guī)范做了一些探索和實(shí)踐。

1 課程設(shè)置與教學(xué)目標(biāo)

1.1 課程地位分析

農(nóng)林院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)置時(shí)間短，缺乏教學(xué)實(shí)踐積累，又沒有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，因此，加強(qiáng)實(shí)踐探索和院校間的相互交流是少走彎路、盡快提升專業(yè)辦學(xué)水平的唯一途徑[2]。據(jù)了解，國內(nèi)開設(shè)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的高職院校并不多，農(nóng)業(yè)院校中更是鮮有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置，更多的是在現(xiàn)有信息類專業(yè)的基礎(chǔ)上結(jié)合自身特色開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)方向。就我院的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)計(jì)劃，本課程所處的地位如圖1所示，它是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)先導(dǎo)課，可幫助學(xué)生明確各個(gè)專業(yè)課程的意義和課程之間的關(guān)系。

圖1 本課程在專業(yè)課程體系中的地位

1.2 教學(xué)目標(biāo)分解

知識(shí)目標(biāo)：從圖2所示的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)出發(fā)，使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用有所認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架。

能力目標(biāo)：具有跟蹤物聯(lián)網(wǎng)新知識(shí)、新技術(shù)的能力，能夠及時(shí)了解整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)尤其是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，明確專業(yè)發(fā)展方向和就業(yè)領(lǐng)域。

2 教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容

2.1 總體教學(xué)規(guī)劃

在內(nèi)容選取上，本課程側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、技術(shù)、服務(wù)、知識(shí)體系以及作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才的標(biāo)準(zhǔn)，涉及到圖2所示各項(xiàng)技術(shù)和應(yīng)用案例。

圖2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

在授課方式上，采用課堂講授與實(shí)地參觀相結(jié)合，學(xué)校老師和企業(yè)專家相結(jié)合的方式。通過這種課程安排，自下而上對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例、關(guān)鍵技術(shù)、知識(shí)體系進(jìn)行講解，讓學(xué)生對企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目和人才需求有所認(rèn)識(shí)[3]。

2.2 課程內(nèi)容

以課程總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)本課程的內(nèi)容，詳細(xì)安排如表1所列。

表1 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)內(nèi)容安排表

內(nèi)容

層次 知識(shí)

模塊 情景

設(shè)計(jì) 子情景設(shè)計(jì) 學(xué)時(shí)

分配

準(zhǔn)備篇 準(zhǔn)備知識(shí) 認(rèn)知

物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與特征 3

物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

技術(shù)篇 全面感知技術(shù) 傳感器

技術(shù) 空氣/土壤溫濕度傳感器 9

氣體濃度/光照傳感器

水體/土壤養(yǎng)分傳感器

風(fēng)力/雨量傳感器

RFID

技術(shù) 耳標(biāo)里的RFID技術(shù) 6

身份證/校園卡里的RFID技術(shù)

智能手機(jī)里的NFC技術(shù)

條碼識(shí)別技術(shù) 一維碼的黑白條紋 3

二維碼圖案的含義

可靠傳輸技術(shù) 無線傳感網(wǎng)技術(shù) 無處不在的WiFi 9

自組網(wǎng)低功耗的ZigBee

不可或缺的藍(lán)牙傳輸

移動(dòng)通信技術(shù) 移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代下的物聯(lián)世界 3

3G/4G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)

智能處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù) 以應(yīng)用為中心的嵌入式 3

大數(shù)據(jù)時(shí)代下的云計(jì)算

應(yīng)用篇 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 無線傳感網(wǎng)應(yīng)用 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 12

水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

大田耕種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

果樹種植物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

蘭花組培物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

條碼標(biāo)簽技術(shù) 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 6

農(nóng)產(chǎn)品溯源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

3 教學(xué)方法與手段

3.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件

高職院校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)場所的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)以“把握發(fā)展趨勢，提升應(yīng)用能力”為目標(biāo)，建設(shè)集教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研和體驗(yàn)功能于一體的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以提高教學(xué)科研水平和學(xué)生應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，提升學(xué)校競爭力[4]。對于農(nóng)業(yè)院校，還需充分考慮內(nèi)外結(jié)合的原則，即實(shí)訓(xùn)設(shè)備與溫室、園林、畜舍、水產(chǎn)等場所相對接，在課程的實(shí)施過程中實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，使學(xué)生可以充分理解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)窄基礎(chǔ)、精深入、先顧農(nóng)、再顧物，化解物聯(lián)網(wǎng)寬泛的特點(diǎn)。

基于上述考慮，我院實(shí)訓(xùn)室在建設(shè)時(shí)積極與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)開展合作共建，結(jié)合已有資源，規(guī)劃出基礎(chǔ)教學(xué)區(qū)域（如圖3所示）、綜合應(yīng)用區(qū)域（如圖4所示）、溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、大田耕種物聯(lián)網(wǎng)、果蔬種植物聯(lián)網(wǎng)、蘭花組培物聯(lián)網(wǎng)（如圖5所示），提供多種物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線傳感技術(shù)、RFID技術(shù)、Web技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)等，滿足學(xué)生體驗(yàn)智慧農(nóng)業(yè)、學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、開展綜合實(shí)訓(xùn)的需要。

圖3 基礎(chǔ)教學(xué)區(qū)域 圖4 綜合應(yīng)用區(qū)域

3.2 教學(xué)方法的選取

物聯(lián)網(wǎng)涉及多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，無論是技術(shù)體系，還是應(yīng)用模式，都是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，采用怎樣的教學(xué)方法來幫助學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)后續(xù)課程的興趣，是教學(xué)工作的關(guān)鍵。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和學(xué)習(xí)興趣，采用了“講解+體驗(yàn)+思考”的“三步教學(xué)法”。

第一步：講解——精心整理最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)資訊和應(yīng)用案例，配合通俗易懂的文字、圖片和視頻，使學(xué)生全方面的感知物聯(lián)網(wǎng)。注重應(yīng)用舉例和提問的方式，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知與興趣。

第二步：體驗(yàn)——充分利用實(shí)訓(xùn)室和農(nóng)業(yè)基地配備的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，同時(shí)借助企業(yè)成熟的商業(yè)成果，讓教學(xué)過程所學(xué)即所見，使學(xué)生多渠道的了解物聯(lián)網(wǎng)。

第三步：思考——積極調(diào)動(dòng)學(xué)校老師和企業(yè)工程師的智慧，設(shè)計(jì)多個(gè)領(lǐng)域典型的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目需求，交由學(xué)生來完成項(xiàng)目建議書，使學(xué)生真正的參與物聯(lián)網(wǎng)。

3.3 教學(xué)手段的運(yùn)用

課件與校本教材——教學(xué)課件注重信息的豐富性和知識(shí)的趣味性，突出對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)常識(shí)的理解和對物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系的認(rèn)識(shí)；校本教材作為物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用這個(gè)專題的深入，幫助學(xué)生了解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的全貌，并通過實(shí)例對物聯(lián)網(wǎng)有更為直觀地理解。

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備——基礎(chǔ)教學(xué)區(qū)域每個(gè)工位配有1套物聯(lián)網(wǎng)無線傳感套件，綜合應(yīng)用區(qū)域配有物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、智慧大棚沙盤、“種植+養(yǎng)殖”物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、“實(shí)訓(xùn)室-農(nóng)業(yè)基地”互動(dòng)展示系統(tǒng)。這些設(shè)備可以讓學(xué)生在教學(xué)過程中對物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)的理解更加真實(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

校外實(shí)訓(xùn)基地——講到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，可在農(nóng)業(yè)基地進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，由企業(yè)工程師與教師共同授課；講到應(yīng)用案例時(shí)，亦可安排學(xué)生前往農(nóng)場、畜牧場和農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)企業(yè)進(jìn)行參觀體驗(yàn)。

課外學(xué)習(xí)資源——編寫富有趣味性的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)手冊作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充，幫助學(xué)生更全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)；并從中整理出題庫資源，既可作為考核來源，也可作為課堂教學(xué)效果的鞏固。

3.4 多元化的考核方式

知識(shí)性考核——采用在線考試系統(tǒng)，在短時(shí)間內(nèi)以大題量的客觀題形式考核學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)了解的廣度，考核成績占本課程成績的30%。

能力性考核——以開放性試題的形式考核學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的認(rèn)知深度，學(xué)生以項(xiàng)目方案的形式提交報(bào)告并進(jìn)行匯報(bào)，由校企老師和工程師從原創(chuàng)性、準(zhǔn)確性、實(shí)用性角度共同評(píng)判打分，該成績占本課程成績的50%。

過程性考核——出勤率、獨(dú)立思考問題的能力、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作能力，占20%。

4 結(jié) 語

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)是為滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)背景下對物聯(lián)網(wǎng)人才的大量需求而開設(shè)的新專業(yè)方向[5]，本文針對農(nóng)業(yè)類高職院校的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》課程，結(jié)合上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，明確課程的定位，設(shè)計(jì)了該課程的教學(xué)規(guī)范。經(jīng)過上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院近兩年的實(shí)踐證明，該課程規(guī)范有利于拓展學(xué)生的視野、奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和課程的開設(shè)時(shí)間不長，符合農(nóng)業(yè)高職院校的教學(xué)資源更是十分有限，因此課程建設(shè)的很多問題如教學(xué)方法、專業(yè)教材建設(shè)等方面還需作進(jìn)一步的深入研究。

參考文獻(xiàn)

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