楊盛泉 黃姝娟 劉萍萍 劉海泉 劉白林

摘要： 針對目前物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程教學(xué)過程中采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法學(xué)生被動學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果差等現(xiàn)象，提出基于層次化教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動模式對該課程進(jìn)行教學(xué)改革。文中首先對分層教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)進(jìn)行了概述，進(jìn)而詳細(xì)地論述了對于本課程層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計，其包含動態(tài)分層、任務(wù)設(shè)計、交叉互動以及評價機制等內(nèi)容，最后重點討論了它在本課程中如何實施以及應(yīng)該注意的問題。

Abstract： Aiming at the phenomena of passive learning and poor learning effect of the traditional teaching methods in teaching process of IOT control technology， this paper proposes teaching reform based on the layered teaching and task-driven mode. First of all， the author summarizes the teaching of layered teaching and task driven teaching， and then elaborates on the layered task driven teaching design of this course in detail， which includes the content of dynamic layering， task design， cross-interaction and evaluation mechanism. Finally， the paper focuses on how it is implemented in the course and what issues should be noted.

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)；分層學(xué)習(xí)；任務(wù)驅(qū)動；互動交流

Key words： IOT；layered learning；task driven；interactive learning

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0290-02

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)英文全稱為Internet of things，簡稱IOT，它是近年來融合計算機科學(xué)、通信工程、微電子學(xué)、傳感器技術(shù)等多學(xué)科相結(jié)合交叉發(fā)展的全新的測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)的專業(yè)人才，國內(nèi)眾多高校設(shè)立全新的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)是高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課程，該門課程具有很強的實踐性與綜合性。因為學(xué)生對該門課程的要求掌握前期微電子學(xué)、通信工程、測量控制等基礎(chǔ)課程的程度差異較大，學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)能力素質(zhì)參差不齊，在這種情況下，教師若以同一個起點、同一個步調(diào)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足不同層次學(xué)生的需求。為提高物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，必須對現(xiàn)有的一刀切的教學(xué)方法和模式教學(xué)模式進(jìn)行改革，采用層次化任務(wù)驅(qū)動的新的教學(xué)模式。

1 分層任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式

1.1 分層教學(xué)

分層教學(xué)是近年來在網(wǎng)絡(luò)時代中備受關(guān)注的一種教學(xué)模式，它根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)水平不一樣，將學(xué)生劃分成不同的層次，教師分別有針對地制定不同的教學(xué)目標(biāo)，這樣學(xué)生可根據(jù)自己的條件與基礎(chǔ)完成不同的任務(wù)，這種形式教學(xué)可使各層次學(xué)生在完成各自學(xué)習(xí)任務(wù)過程內(nèi)各有所獲，逐步達(dá)到人人進(jìn)步、整體提高的目的[2]。

在中國古代孔子就提出教書育人要“深其深，淺其淺，益其益，尊其尊”，這等同于現(xiàn)代“因材施教，因人而宜”的分層分類教學(xué)理論。俄羅斯著名的教育家維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”層次教育理論，他認(rèn)為每個學(xué)習(xí)個體都存在著兩種發(fā)展水平：“現(xiàn)有水平”與“潛在水平”，這兩個水平之間的區(qū)域稱為“最近發(fā)展”，教學(xué)過程中要認(rèn)識到這兩種水平的個體差異現(xiàn)實，實施不同程度的教學(xué)方案，把個體的“最近發(fā)展區(qū)”轉(zhuǎn)化為“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”，最終達(dá)到所有個體都學(xué)有所得。

1.2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式以提高學(xué)生解決問題能力為中心，以階段性學(xué)習(xí)任務(wù)實施完成教學(xué)方式，其教學(xué)的主要過程是：教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞著一個目標(biāo)，設(shè)計成具體的幾項任務(wù)，形成強烈的問題驅(qū)動，進(jìn)行自主探索和互動協(xié)作的有效的學(xué)習(xí)實踐活動[1]。這適合于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊完成任務(wù)協(xié)作解決問題能力。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式是一種以學(xué)生個體為完成任務(wù)主動去學(xué)習(xí)與教師加以驅(qū)動引導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方法，它不但符合探究式的學(xué)習(xí)模式，同時又符合分層教學(xué)模式。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法具有以下特點：①任務(wù)驅(qū)動以完成任務(wù)為中心引領(lǐng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識、提高技能和端正學(xué)習(xí)態(tài)度。②任務(wù)驅(qū)動使得學(xué)生根據(jù)不同任務(wù)難度學(xué)生自由層次化分組，它能更好地指導(dǎo)教學(xué)過程，可以更好地評價教學(xué)效果，同時培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神。③任務(wù)驅(qū)動教學(xué)改變了傳統(tǒng)課堂中理論與實踐分離的現(xiàn)狀，它提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動參與課程項目解決問題的意識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2 層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計

2.1 任務(wù)層次設(shè)計原則

物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生用物聯(lián)網(wǎng)工程中常用的控制技術(shù)的搭建常用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，初步掌握物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中關(guān)于感知、識別與控制層次的相關(guān)概念、關(guān)鍵技術(shù)以及基本組成、結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法及應(yīng)用實例，理解并掌握物聯(lián)網(wǎng)感知與檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生設(shè)計低功耗物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及智能裝置的能力，啟發(fā)學(xué)生將物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)引入到今后工作中項目中去。因此在課程任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計中，根據(jù)課程章節(jié)中有關(guān)技術(shù)、原理、方法、特征等概念的內(nèi)容按“初級、中級、高級、拓展”四個層次化要求設(shè)計，以滿足不同基礎(chǔ)層次學(xué)生的要求，學(xué)生可以個體或者分組實施完成。

2.2 任務(wù)層次設(shè)計內(nèi)容

課程層次任務(wù)教案內(nèi)容設(shè)計是整個任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的起點和物質(zhì)基礎(chǔ)，一般來說將需要將教師物聯(lián)網(wǎng)控制教學(xué)過程中將書本物聯(lián)網(wǎng)控制知識點通過積累的授課技巧加以總結(jié)并巧妙地編制成“初級、中級、高級、拓展”四個層次化任務(wù)案例，同時為不同層次學(xué)生設(shè)置不同的任務(wù)目標(biāo)以及考核具體細(xì)節(jié)要求。

設(shè)計內(nèi)容總體上遵循由易到難全覆蓋，對于每一次上課的任務(wù)案例樣本，通過設(shè)計、修改、論證和研討，力爭能夠較全面反映課程相關(guān)內(nèi)容，能啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生驅(qū)動自覺完成并最終提高能力。例如在本課程中物聯(lián)網(wǎng)串口通信相關(guān)章節(jié)中，可以設(shè)計的案例為智能家居采集與控制系統(tǒng)，它可以布置成不同層次的任務(wù)：用現(xiàn)成的串口調(diào)試助手完成、使用物聯(lián)網(wǎng)組態(tài)軟件、使用通信控件、使用Win API函數(shù)完成，這些任務(wù)滿足了層次化的要求。

3 層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)實施

遵循層次化教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)相結(jié)合的要求，本課程結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)各種能力具體要求與學(xué)生的具體基礎(chǔ)差異的實際情況，制定了滿足任務(wù)驅(qū)動切實可行的應(yīng)用實施方案。具體實施內(nèi)容有如下幾點：

3.1 任務(wù)驅(qū)動前對課程進(jìn)行科學(xué)動態(tài)層次分組

任務(wù)驅(qū)動是針對不同層次的學(xué)生分配不同的學(xué)習(xí)問題，因此一開始要對學(xué)生分組，分組可以采用按照學(xué)生此前關(guān)聯(lián)學(xué)科的學(xué)習(xí)成績分組，也可以讓學(xué)生自由分組，分組可以隨著課程學(xué)習(xí)的進(jìn)展，進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，目的是發(fā)揮層次化學(xué)習(xí)的最大效果，讓所有的學(xué)生在對應(yīng)合適的層次里面每次通過完成任務(wù)都得到相應(yīng)的提高[3]。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程任務(wù)驅(qū)動教學(xué)網(wǎng)站開發(fā)

學(xué)生動態(tài)分組、課前提前預(yù)習(xí)任務(wù)、查看課程相關(guān)資源、課后總結(jié)討論提高等都需要一套行之有效的系統(tǒng)進(jìn)行管理，如有的高校有現(xiàn)成的泛亞網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，如沒有現(xiàn)成的則需要針對本課程開發(fā)一套任務(wù)驅(qū)動教學(xué)網(wǎng)站，本網(wǎng)站可以支持電腦網(wǎng)頁、手機、平板等，方便學(xué)生隨時依托校園網(wǎng)進(jìn)行快速訪問、下載。通過本網(wǎng)站，學(xué)生還可以根據(jù)自己所在的層次進(jìn)行在線測試，與同學(xué)、老師互動交流，也可以利用老師提供的網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)有余力的學(xué)生得到更多機會學(xué)習(xí)。

3.3 任務(wù)驅(qū)動課堂中精心安排課內(nèi)討論活動

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)課堂中教師應(yīng)該事先安排并精心組織學(xué)生參加課內(nèi)討論活動，這樣可以促進(jìn)完成不同任務(wù)的學(xué)生可以相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，同時可以充分發(fā)揮學(xué)生取長補短、積極交叉討論，最終實現(xiàn)對課程知識的全面內(nèi)化。通過課內(nèi)回答問題、展示任務(wù)答案、相互質(zhì)疑等，可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、語言溝通、精益求精等良好品質(zhì)。課堂最后，教師可以根據(jù)任務(wù)驅(qū)動的情況評估學(xué)生對課程知識的掌握程度，為下一次動態(tài)分組打分，另外對存在的問題，教師進(jìn)行及時答疑與解惑。

3.4 改革符合任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的評價機制

層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)還需要改革課程現(xiàn)有的評價考核機制，改變以前單一的理論課考試成績?yōu)橐罁?jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程、完成任務(wù)情況、課堂參與討論等多種方式相結(jié)合的復(fù)合評價機制。這樣可以徹底改變學(xué)生平時不學(xué)、考試突擊的不利現(xiàn)象，學(xué)生從課程一開始就進(jìn)入被評價的狀態(tài)，促進(jìn)了學(xué)生主動進(jìn)入去預(yù)習(xí)課程、完成任務(wù)、參加互動討論、接受評價的一整套良性循環(huán)模式。

4 層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)注意的問題

作者運用此層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法在本課程中運用一年多來，取得了良好的效果，但是也發(fā)現(xiàn)存在一些問題。由于基于任務(wù)驅(qū)動，教師的角色是引導(dǎo)，學(xué)生是主動學(xué)習(xí)，因為學(xué)生所處的層次不一樣，如果長時間學(xué)生都選擇同一層次的任務(wù)去完成，交叉互動討論如果做的較少，這樣可能造成兩級分化比較嚴(yán)重或者不能掌握全部知識點[3]。因此運用層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法不僅要服從一般性的教學(xué)原則外，還要注意把握以下幾個原則：

①任務(wù)梯度原則。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的關(guān)鍵與核心是任務(wù)的選取與下達(dá)，所以本課程的任務(wù)一定要緊扣物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程的從感知、網(wǎng)絡(luò)到應(yīng)用的全方位知識點，任務(wù)的難度要有梯度，讓學(xué)生完成任務(wù)后要有成就感，想進(jìn)一步躍躍欲試更高難度的任務(wù)。

②提高能力原則。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)最終的目的是讓學(xué)生學(xué)會使用課程知識解決實際專業(yè)問題的能力，不能讓學(xué)生完成的任務(wù)僅僅是紙上談兵，應(yīng)該設(shè)計的任務(wù)一定要結(jié)合專業(yè)項目應(yīng)用，讓學(xué)生在老師的指導(dǎo)下解決實際問題，這樣才能學(xué)以致用。

③合作交流原則。因為采用層次化的任務(wù)驅(qū)動模式，學(xué)生個體之間差異較大，必須讓學(xué)生學(xué)習(xí)完任務(wù)后交叉學(xué)習(xí)討論，提供多個空間：自習(xí)、網(wǎng)上、課堂以及實驗室讓多層次的學(xué)生討論任務(wù)完成情況，交流各自的心得體會，這樣使得全部同學(xué)都能得到提高，避免了兩級分化。

5 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)課程采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)真正實現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教育宗旨，它可以充分調(diào)動學(xué)生的主動學(xué)習(xí)的能動性，激勵學(xué)生完成任務(wù)后挑戰(zhàn)更高難度知識點問題的推動性，從而改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式一刀切被動學(xué)習(xí)效果不理想的狀況。

但是在課前學(xué)生動態(tài)分層、教學(xué)任務(wù)設(shè)計、任務(wù)教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計與使用、課堂任務(wù)驅(qū)動問題回答與討論、過程核評價等各方面都對本課程教師提出了極高要求，需要教師精心設(shè)計與準(zhǔn)備才能達(dá)到良好的效果。本文提出的基于層次化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方式對其他類似的計算機類課程有很強的輻射與借鑒作用，具有較高的參考學(xué)習(xí)價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸思辰.淺析任務(wù)驅(qū)動法在高校計算機公共課中的運用[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，32（3）：241-242.

[2]章寶歌，陶彩霞，田晶京.“電工與電子技術(shù)”多層次實驗教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2016，43：266-267.

[3]楊盛泉，黃姝娟，劉萍萍，等.基于團(tuán)隊模式C程序設(shè)計課程翻轉(zhuǎn)課堂的研究[J].價值工程，2017，4：161-162.