劉雨坪

（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

0 引 言

以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等為代表的新興學(xué)科蓬勃發(fā)展，對未來工科人才培養(yǎng)提出了新的要求[1-3]。部分產(chǎn)業(yè)強市，如我校所在地無錫市，提出了構(gòu)建“465”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，其中四個地標產(chǎn)業(yè)集群為物聯(lián)網(wǎng)、集成電路、生物醫(yī)藥、軟件與信息技術(shù)服務(wù)。首位構(gòu)建的就是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群，將產(chǎn)生大量的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才需求。物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的核心課程，對其教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革研究具有重要意義。

現(xiàn)行的物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程，基本做到了項目化教學(xué)，其采用的實踐教學(xué)項目，大多貼近行業(yè)的典型應(yīng)用和專業(yè)技能大賽的賽題，以及1+x考證內(nèi)容，做到了“崗課賽證”融通[4-6]。但是在教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實踐中，往往是教授學(xué)生實現(xiàn)方法，而不教調(diào)試方法。在教學(xué)實踐中，學(xué)生根據(jù)教材和教師的指導(dǎo)，可以按照步驟完成開發(fā)，但是一旦遇到問題，不知道如何排查，更不知道如何解決[7-8]。這并不符合專業(yè)培養(yǎng)目標，尤其是高等職業(yè)院校專業(yè)培養(yǎng)目標中重點強調(diào)的安裝調(diào)試技能的培養(yǎng)。因此，筆者提出了將調(diào)試方法融入到物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程中，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計上做出改進。

1 物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程的教學(xué)方案現(xiàn)狀

開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的高等職業(yè)技術(shù)院校有近百所，專業(yè)培養(yǎng)對接物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。培養(yǎng)面向軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)以及計算機、通信和其他電子設(shè)備制造等行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員、物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試員、信息通信網(wǎng)絡(luò)運行管理人員、軟件與信息技術(shù)服務(wù)人員等，能夠從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝配置和調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行管理與維護、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)項目規(guī)劃和管理等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[9-10]。

物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的核心課程，該課程依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標和相關(guān)崗位能力要求設(shè)置，對培養(yǎng)本專業(yè)綜合能力起到支撐作用。課程教學(xué)方案設(shè)計雖然多集中在移動端應(yīng)用的設(shè)計和開發(fā)，但也離不開傳感器、執(zhí)行器、網(wǎng)關(guān)等物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是移動端如何通過物聯(lián)網(wǎng)云平臺獲取傳感器數(shù)據(jù)，如何控制執(zhí)行器，是物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)的核心功能。這其中有很多涉及到通信的地方，最典型的是物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用需要頻繁地與物聯(lián)網(wǎng)云平臺進行通信。

在項目化教學(xué)的教學(xué)項目設(shè)計上，從界面布局開發(fā)入手，因其相對簡單且效果明顯可見，容易激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；然后學(xué)習(xí)活動的基本寫法，調(diào)用第三方物聯(lián)網(wǎng)云平臺提供的jar包中的相關(guān)接口，與物聯(lián)網(wǎng)云平臺通信。在實踐教學(xué)中，學(xué)生按照教材和講授步驟操作，一旦遇到問題，只能一遍遍地與教材中所寫步驟對照，而沒有掌握排查問題、定位問題的方法。這與培養(yǎng)目標中培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的安裝調(diào)試能力的目標略有不符。

2 將調(diào)試方法融入到物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程

為了解決前述問題，筆者將調(diào)試方法融入到物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程中，在教學(xué)內(nèi)容和項目設(shè)計上分別進行了改進。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上，前文簡述了當前通用的項目化教學(xué)的教學(xué)項目設(shè)計思路，即從布局到活動，再到調(diào)用jar包接口與物聯(lián)網(wǎng)云平臺通信的順序。這個設(shè)計思路是沒有問題的，從布局到活動相對簡單，都是本地執(zhí)行，按照教材講解操作，不容易出現(xiàn)異常情況。但是到了與物聯(lián)網(wǎng)云平臺通信的章節(jié)，涉及到網(wǎng)絡(luò)通信以及各種傳感器、執(zhí)行器，異常情況會明顯增多。問題就在于，因網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和具體情況不同，面對很多問題學(xué)生通過參照教材中標準的操作方法無法有效解決，而前面的學(xué)習(xí)并沒有讓學(xué)生掌握調(diào)試方法和定位問題的能力。因此非常有必要讓學(xué)生掌握基本的調(diào)試方法，通過調(diào)試可以定位、解決異常情況中的大部分問題。

在從布局到活動的相對簡單的學(xué)習(xí)過程中，借助開發(fā)工具軟件提供的調(diào)試工具，學(xué)習(xí)調(diào)試方法。主要包括輸出關(guān)鍵點位的關(guān)鍵數(shù)據(jù)日志信息、Debug調(diào)試模式的使用，以及在調(diào)試模式中如何單步執(zhí)行程序、如何查看變量值、如何執(zhí)行額外指定的代碼等常用的調(diào)試方法。經(jīng)過前面對調(diào)試方法的學(xué)習(xí)，課程項目進度逐漸推進，可能遇到的異常情況逐漸增多，學(xué)生就可以使用前面掌握的調(diào)試方法，自己定位解決大部分問題。Debug模式下查看token變量值如圖1所示。

圖1 Debug調(diào)試截圖

需要指出的是，這里提到調(diào)試，仍然可以按照教材內(nèi)容進行操作，而非需要學(xué)生看懂各種報錯信息，讀懂報錯堆棧。因為這些需要深厚的開發(fā)語言功底，并不符合高等職業(yè)院校對大多數(shù)學(xué)生的培養(yǎng)目標。這里提到的調(diào)試，主要包括檢查網(wǎng)絡(luò)通信是否正常，檢查是否正確獲取了用于登錄狀態(tài)校驗的token值，檢查獲取到的傳感器信息、每個傳感器的名稱和數(shù)值是否符合預(yù)期等。主要解決將一個較長鏈路的通信過程拆分成幾段，具體判斷從哪一段開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的問題。比較常見的是，判斷數(shù)據(jù)沒有展示出來的原因，可能是數(shù)據(jù)沒有被收到，也可能是收到了數(shù)據(jù)但沒有被正確展示在界面上，如圖2所示。

圖2 鏈路拆分

2.2 項目設(shè)計

在教學(xué)項目設(shè)計上同時進行優(yōu)化，加入方便學(xué)習(xí)調(diào)試方法且有助于深入理解所調(diào)試數(shù)據(jù)的任務(wù)。能進行調(diào)試的前提是知道數(shù)據(jù)的流向，知道正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是什么，所以在任務(wù)設(shè)計上，要將關(guān)鍵的數(shù)據(jù)鏈路分解開，或者更深入一步。比如與物聯(lián)網(wǎng)云平臺通信時調(diào)用云平臺提供的第三方j(luò)ar包，這是物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程項目設(shè)計通用的做法。但是直接調(diào)用jar包，是不利于學(xué)生理解通信時具體的數(shù)據(jù)流向和核心數(shù)據(jù)內(nèi)容的。

對此，可以進一步設(shè)計使用HTTP協(xié)議直接連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺，獲取傳感器數(shù)據(jù)的任務(wù)。這里使用封裝好的HTTP協(xié)議包，并不需要學(xué)生深入理解HTTP協(xié)議。但可以讓學(xué)生看到、理解請求和響應(yīng)的原始數(shù)據(jù)樣式，一般為通用JSON格式數(shù)據(jù)，如圖3所示。有了上述經(jīng)驗，學(xué)生在后續(xù)開發(fā)、部署或調(diào)試時，遇到使用第三方j(luò)ar包接入物聯(lián)網(wǎng)云平臺的異常情況時，就會清楚數(shù)據(jù)的流向，知道正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是什么，從而有的放矢地利用掌握的調(diào)試工具進行調(diào)試。

2.3 融入調(diào)試方法的物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程的優(yōu)勢

筆者對傳統(tǒng)課程的改進，契合高等職業(yè)院校學(xué)生培養(yǎng)目標，使學(xué)生學(xué)習(xí)思路更加清晰，理解問題更加深入，有效提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效率。具體優(yōu)點如下：①直接培養(yǎng)、增強了學(xué)生的安裝調(diào)試能力；②將長鏈路分解，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)理解；③由淺及深培養(yǎng)學(xué)生定位問題、解決問題的能力，使課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)更流暢；④有助于幫助部分學(xué)習(xí)能力較強的同學(xué)剖析現(xiàn)象，深入理解原理。

3 結(jié) 語

在高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)目標指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)掌握調(diào)試方法，有助于提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提升安裝調(diào)試的實踐能力，提升其核心競爭力。融入了調(diào)試方法的物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用開發(fā)課程，對傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容和項目設(shè)計進行了改進，雖增加了部分內(nèi)容，但使實踐授課或理實一體授課更加順暢，學(xué)生理解問題更加深入，具有較高的實用價值和研究價值。從教學(xué)效果反饋來看，整體成效明顯，但仍存在一些具體的設(shè)計有待進一步發(fā)掘和研究。