沈建林

摘 要：引進企業(yè)產(chǎn)品作為教學的目標，依據(jù)CDIO理念，在物聯(lián)網(wǎng)技術實踐教學中將教學環(huán)節(jié)分為構思、設計、實現(xiàn)和運作四個環(huán)節(jié)，強化學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：CDIO ?物聯(lián)網(wǎng)技術 ?實踐教學

物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)實生活和工作過程中的廣泛應用，已被認為是繼計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術后的又一次信息技術革命。國家在“十二五”規(guī)劃中將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為未來六大新興產(chǎn)業(yè)之一，產(chǎn)業(yè)人才需求急增，中職學校從2013年開始也陸續(xù)開設物聯(lián)網(wǎng)技術應用專業(yè)。為了適應產(chǎn)業(yè)企業(yè)人才崗位需求，中職物聯(lián)網(wǎng)技術應用專業(yè)需合理定位專業(yè)發(fā)展領域，構建相關的實踐教學體系。因此在新課改背景下，學校結合產(chǎn)業(yè)崗位需求，對于物聯(lián)網(wǎng)技術實踐教學中針對動手實踐操作能力要求較高的產(chǎn)品智能系統(tǒng)，在項目設計中引入CDIO理念開展實踐教學，培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型人才。

一、CDIO理念

CDIO是在培養(yǎng)學生的主動參與實踐動手能力，將整個實踐項目融入到日常的教學過程中，加強項目間的聯(lián)系，使學生在創(chuàng)新思維、團隊合作、溝通能力和自學能力等方面提升。CDIO主要包含了四個方面的內容，即Conceive（構思）、Design（設計）、Implement（實現(xiàn)）、Operate（運作），CDIO教學模式如圖1所示。它的重點在于實踐，通過不斷地動手實踐操作加深對相關理論知識的理解鞏固。物聯(lián)網(wǎng)技術智能系統(tǒng)是一門動手實踐性較強的綜合實踐創(chuàng)新課程，對系統(tǒng)的構思，結構的設計，材料的選擇，系統(tǒng)的開發(fā)和改進，設備的安裝和維護等各個環(huán)節(jié)都離不開學生的動手實踐操作。

二、基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)技術實踐課模式

在物聯(lián)網(wǎng)技術智能系統(tǒng)設計制作中，其專業(yè)能力包括計算思維、算法設計與分析、程序設計、系統(tǒng)實施和運行維護等能力，運用這些能力進行智能系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)。因此在定位中要找準中職學生物聯(lián)網(wǎng)技術領域項目全流程中所從事崗位能力需求，引入企業(yè)產(chǎn)品開展基于CDIO的實踐課教學。

1.引入企業(yè)產(chǎn)品入課堂

以現(xiàn)代學徒制為載體，建立校企聯(lián)合實訓基地，吸引更多相關的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與其中，與企業(yè)建立合作機制，培養(yǎng)出專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)人才。在智能系統(tǒng)實踐中，將企業(yè)近期真實產(chǎn)品訂單項目帶入課堂，以產(chǎn)品為導向，開展實訓課的教學。學校目前加入全國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)協(xié)會，與上海企想信息技術有限公司、新大陸時代教育科技有限公司等在行業(yè)領域具有代表性的企業(yè)簽訂現(xiàn)代學徒制合作協(xié)議及“雙創(chuàng)”合作方式，由企業(yè)提供產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)項目，學生承擔完成產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)任務，并最終交付給企業(yè)驗收，完成學生“創(chuàng)業(yè)”任務，如圖2所示。

2.拆解原產(chǎn)品分析結構

利用校企合作平臺，引入企業(yè)產(chǎn)品，充分利用企業(yè)師傅和學校教師的技術資源，由企業(yè)師傅分析產(chǎn)品項目生產(chǎn)流程，通過對產(chǎn)品的解剖，與學校骨干教師共同探討中職學生所能掌握的知識和技術，并確立全流程中中職學生所承擔的工作任務。如學校與上海企業(yè)信息技術有限公司一起將企業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)智能子系統(tǒng)中的智能窗簾系統(tǒng)的工作任務分解成需求分析、系統(tǒng)設計、硬件底層開發(fā)、軟件系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)安裝與調試和客戶驗收等六個環(huán)節(jié)。根據(jù)中職生的能力、就業(yè)層次和培養(yǎng)目標同企業(yè)一起確立了除硬件底層開發(fā)外的五個模塊，如圖3所示。

3.根據(jù)環(huán)境構思新目標

上海企想作為一家物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)信息技術企業(yè)，它通過前期的研發(fā)已經(jīng)形成了一套具有一定基本功能的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)，軟件硬件可以通過拷貝即可實現(xiàn)產(chǎn)品的再生產(chǎn)，實現(xiàn)產(chǎn)品的批發(fā)量產(chǎn)。因此學校拿到企業(yè)的一套產(chǎn)品系統(tǒng)后，再通過實踐操作的第一環(huán)節(jié)，學生們對整個系統(tǒng)有了清晰的認識，并能夠通過模仿實施系統(tǒng)的開發(fā)，但這一環(huán)節(jié)僅僅處于“依葫蘆畫瓢”階段，而不是真正的產(chǎn)品系統(tǒng)設計和開發(fā)。因此，為了突顯有價值的學習，培養(yǎng)學生的“創(chuàng)新”思維和能力，企業(yè)師傅和教師在教學過程中應啟發(fā)學生根據(jù)新的環(huán)境、客戶新的需求，構思新的產(chǎn)品目標。

如在物聯(lián)網(wǎng)智能窗簾子系統(tǒng)中，要求學生對原有功能進行梳理，得知原有功能通常是通過移動端（如手機、平板電腦）安裝APP，通過APP中的按鈕開關實現(xiàn)窗簾的關和開，這些功能基本為物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)中最基本的技術。那么在實踐教學中如何啟發(fā)學生完成原產(chǎn)品的改造呢？專業(yè)教師根據(jù)學生特點和任務要求，學生以組為單位，要求學生至少尋找出一個創(chuàng)新點，作為原產(chǎn)品改造目標的對象。通過課堂上的頭腦風暴和課后的在線交流，學生們提出很多的點子，其中有些是非常具有實用價值的，如能否設置情景模式（如夜間模式和白天模式）實現(xiàn)窗簾的自動開和關，如能否通過室內環(huán)境的光照度來控制窗簾的開和關或窗簾打開的位置等。

4.需求定位添置原材料

師生共同確定工作任務后，引導學生通過各種途徑查閱相關資料，對原系統(tǒng)結構進行改造，自行了解該系統(tǒng)中工作原理和基本結構，繪制出系統(tǒng)結構和電路連接圖。通過了解發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)光照效果的主要技術是光照度的數(shù)據(jù)采集，然后根據(jù)一個界定值來判斷開還是關。而光照度數(shù)據(jù)采集通常是通過光照度傳感器完成此項任務。它的種類非常多，其敏感波長主要在可見光波長附近，另外還可以探測到人們熟知的紫外線波長和紅外線波長。

了解了光照度傳感器的功能后，根據(jù)電路圖以及傳感器接口兼容性問題，需要學生選購相應的材料，尤其是光照度傳感器，必須對市場上的產(chǎn)品和合作企業(yè)提供的器件進行一定的調研、分析、對比，最后結合自身的實際情況、以價廉物美為第一原則選擇器件。

5.設計制作改造原產(chǎn)品

通過對原產(chǎn)品改造的需求分析、系統(tǒng)設計以及原材料采購后，環(huán)節(jié)中最重要的一步也是最能體現(xiàn)技術難度一環(huán)的就是系統(tǒng)的實現(xiàn)，是CDIO實踐教學模式的第三個環(huán)節(jié)。

學校依托校企合作平臺，引進企業(yè)師傅給予點撥，在教師的組織指導下，利用學校的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)客工作室，學生分時段分模塊完成智能家居系統(tǒng)光照度傳感器的控制子系統(tǒng)，如圖4所示。

6.測試安裝維護推市場

當系統(tǒng)實現(xiàn)后，需要邀請非物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)師生來體驗、測試系統(tǒng)的完整性，使整個改造產(chǎn)品符合市場的需求，并由企業(yè)師傅來檢驗，并對各組學生完成的產(chǎn)品進行評價，師傅的評價納入到學生學期學分評定的重要指標之一。對適合在市場上使用的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)，學校將這些改造后的產(chǎn)品，讓學生利用休息時間在教師的指導下進入到學校各教室、各辦公室進行智能化改造，對有問題的產(chǎn)品進行再調試。通過這一環(huán)節(jié)，鍛煉了學生在實際工作環(huán)境中的適應能力、表達能力和協(xié)作能力。

三、小結

綜上所述，以培養(yǎng)學生解決實際項目問題能力為核心，在引入企業(yè)原產(chǎn)品的基礎上，結合學校人才培養(yǎng)定位和物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)特色，構建了學校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)創(chuàng)客工作室和實踐能力與創(chuàng)新意識培養(yǎng)體系。設計了完成物聯(lián)網(wǎng)技術智能系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的課程體系和實踐內容。在實踐教學實施過程中，引入CDIO教學模式和現(xiàn)代化教學手段，結合企業(yè)師傅的評價機制，將改造后的具有一定成熟度的產(chǎn)品推向市場，從而增強了學生的成就感，產(chǎn)生對本專業(yè)的學習興趣和熱愛。

雖然本專業(yè)在這種教學模式下在物聯(lián)網(wǎng)技術智能窗簾子系統(tǒng)的改造上有了一定的進步，但隨著國家對高素質復合型技術人才需求的快速增長，筆者學校將結合當前產(chǎn)業(yè)升級轉型，不斷優(yōu)化課程結構和專業(yè)建設理念，進一步拓寬物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)領域，使學生畢業(yè)后提高核心競爭力。

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[3]閻群，李擎，崔家瑞等.OBE準則下CDIO在實驗室建設中的探索[J].實驗技術與管理，2017（8）.

（作者單位：平湖市職業(yè)中等專業(yè)學校）