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        基于慕課的“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”課程應用型人才培養(yǎng)思考

        2020-11-10 06:00:58
        無線互聯(lián)科技 2020年15期
        關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用型無線

        沈 林

        (莆田學院 信息工程學院,福建 莆田 351100)

        1 應用型人才、慕課、“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”課程的相關(guān)概念

        應用型人才不同于學術(shù)型人才,是指從事非學術(shù)性研究工作,掌握足夠理論基礎(chǔ),并擅長實際操作的技能型人才。應用型人才概念的提出,是科學技術(shù)深入發(fā)展下,理論研究和技術(shù)應用不斷分工細化的結(jié)果[1]。在過去,應用型人才的培養(yǎng)是職業(yè)院校的職責和任務,但職校通常只能培養(yǎng)技術(shù)操作型應用人才和技能型應用人才。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,現(xiàn)代社會需要的是既具有扎實的理論基礎(chǔ),又具有將理論結(jié)合實際的實踐能力以及一定的創(chuàng)新能力,如IT行業(yè)強調(diào)在各種工具上進行二次開發(fā)的能力等。這樣的任務只能交給地方本科高校來完成[2]。

        “慕課”的全稱是“大規(guī)模開放在線課程”(Massive Open Online Courses,MOOC),其與以往的網(wǎng)絡(luò)開放課程主要區(qū)別之處有兩點:(1)強調(diào)“互動與反饋”,在授課視頻中穿插提問、隨堂測驗等;(2)倡導建立“在線學習社區(qū)”,學習者根據(jù)個人需求,在不同的社交網(wǎng)站上構(gòu)建起互助、協(xié)作、交流的亞群體[3]。

        “無線傳感網(wǎng)絡(luò)”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有承上啟下性質(zhì)的專業(yè)核心課程,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中最重要的支撐技術(shù)之一。該課程極其強調(diào)應用性,是一門多學科高度交叉的課程,集無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機技術(shù)、嵌入式編程以及分布式信息處理等技術(shù)為一體。該課程的教學內(nèi)容涵蓋軟硬件平臺、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、節(jié)點測距和定位、時間同步技術(shù)、安全技術(shù)等,是一門理論與實踐并重的課程[4]。

        2 “慕課”對高校教師的挑戰(zhàn)

        “慕課”為高校教學帶來了很多積極的影響,同時也帶來了很多挑戰(zhàn)。新的教學方法和工具促使高校的管理者和教師必須重新思考互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學中的應用,認識其對以往的教學模式帶來的沖擊,更要認真思考管理者和教師的工作、教學能力要如何進一步提升。

        2.1 教師傳統(tǒng)的教育學知識體系和教學經(jīng)驗受到挑戰(zhàn)。

        一是面向課堂的教育學知識體系,在“慕課”平臺上無法直接繼承套用,目前對“慕課”平臺上的教育學、心理學和教學法缺乏成體系的研究;二是面向課堂的教學經(jīng)驗,無法直接套用在“慕課”平臺上,比如無法進行面對面的互動等。

        2.2 教師傳統(tǒng)的教學模式受到挑戰(zhàn)

        首先,高校一個課時通常有45 min,而“慕課”平臺則強調(diào)利用碎片化的時間進行學習,視頻課程長度最好在10 min左右,盡量不要超過15 min。因為人的認知活動在最初10 min是高效的,超過10 min往往會逐漸衰減。因此,必須把原有的教學內(nèi)容切割成10 min左右的“微課程”,每個“微課程”講述一個主題、指向一個目標、解決一個問題。其次,師生的互動方法發(fā)生了變化,“慕課”通常會將課程的知識點組織羅列出來,類似于闖關(guān)游戲,學生學完一個知識點后,往往要線上回答問題,才能進入下一個知識點。

        3 “無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程現(xiàn)狀

        我校在制定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃時,總共提出了10項畢業(yè)要求,其中和“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程相關(guān)的畢業(yè)要求如表1所示。

        表1 “無線傳感網(wǎng)絡(luò)”畢業(yè)要求矩陣

        我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)自建立以來,不斷摸索創(chuàng)新,取得了一些成果,但也發(fā)現(xiàn)仍然存在以下需要改進的地方[5]。

        (1)理論知識相對枯燥且難度較大。該課程要求將無線通信、傳感器、單片機、RFID原理、嵌入式編程、數(shù)據(jù)處理等有一定難度的知識串聯(lián)起來,完成理論和實踐的綜合應用,如果學生在某一方面存在短板,容易出現(xiàn)學習困難。

        (2)教材沒有體現(xiàn)前沿技術(shù)的發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的產(chǎn)業(yè),新技術(shù)不斷涌現(xiàn),連帶著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)也日新月異,使得教材的內(nèi)容在幾年后,可能不夠全面、新穎。

        (3)教學過程缺少數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課堂教學主要的手段是“老師說,學生聽”,對于不同的知識點,不同的學生接受的程度是不同的,不同的學生學習的積極性也是不一樣的。但受限于傳統(tǒng)的技術(shù)手段,通常只能通過和學生交流來了解大致情況,難以進行量化評估。

        (4)考核方式單一。由于教學過程中缺乏可靠數(shù)據(jù)分析,往往只能將課后作業(yè)和考勤納入最終成績,缺乏足夠的調(diào)動學生積極性的手段。

        4 應用型“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程的“慕課”教學設(shè)想

        4.1 合理設(shè)計課程目標,培養(yǎng)應用型專業(yè)人才

        圍繞上述表1制定的畢業(yè)要求,學生應該掌握“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”的基礎(chǔ)知識,具備無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的軟硬件的選型、使用、配置和開發(fā)能力等,可以在已有協(xié)議棧、SDK的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā),能夠組隊合作完成基于多種感知、無線傳輸以及數(shù)據(jù)融合的簡單無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用系統(tǒng)[6]。

        4.2 以成果為導向的實踐教學,根據(jù)能力組建團隊

        實踐教學是為了使學生將理論應用到實踐中,使學生真正成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應用型人才。在實踐教學中,可以考慮根據(jù)學生的能力和興趣進行分組,讓先進帶動后進,避免弱弱聯(lián)合,以此達到共同學習的目的[7]。可以將實踐過程分為幾個階段,每個階段完成不同的任務并評估,允許每個團隊有自己的特色,或者根據(jù)自己能力的強弱來制定合適的目標。

        4.3 翻轉(zhuǎn)課堂,在“慕課”上構(gòu)筑新型師生關(guān)系

        在翻轉(zhuǎn)課堂中,學生在上課前通過在線視頻課程完成知識的學習,課堂上在老師的指導下完成作業(yè)答疑、小組的實踐學習以及師生之間的深入交流等。在新的教學模式下,學生成為主動研究者,老師成為學習指導者、促進者[8-9]。

        4.4 基于“慕課”的多元化考核方式

        最終成績由平時成績、實驗成績和期末考試成績等組合而成。平時成績包含學生在“慕課”上的表現(xiàn)、課堂考勤、參與話題討論等;實驗成績根據(jù)學生團隊的任務完成質(zhì)量,及實驗報告的分析說明質(zhì)量來評定成績;期末考試則是綜合考查學生理論知識和部分實踐操作基本功的手段。

        5 結(jié)語

        “慕課”作為一種新的教學模式,使師生關(guān)系發(fā)生了深刻的變化。對于應用型本科高校來說,他可以方便地借鑒更優(yōu)秀的資源,更容易發(fā)現(xiàn)教學中出現(xiàn)的問題,有利于激發(fā)學生會的學習興趣,提高各類課程的教學質(zhì)量。

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