竞赛驱动的高职院校物联网实践教学模式探析论文
1. 引言
物联网是继计算机、互联网、移动通信之后的新一轮信息技术革命，是信息技术领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网专业是一个新兴的、综合性很强的专业，涉及到微电子技术、计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术等多个领域。2010 年教育部审批通过我国高校首批物联网专业，至今教育部先后审批通过了300 多所本科院校开设“物联网工程”专业，200 多所高职高专开设“物联网应用技术”专业。为适应苏州地区物联网产业发展，我校在深入行业企业充分调研的基础上，于2012 年在计算机网络技术专业的基础上开设了物联网方向，同年成功申报物联网应用技术专业，并于2013 年正式招生。同时于2012 年开始建设中央财政支持的物联网应用技术综合实训基地，2013 年基本建成。包括：环境感知实训室、物联网接入与通信实训室、物联网终端应用开发实训室、物联网系统集成实训室、物联网创新实训室、物联网新技术实验室和物联网控制中心等各具特色的实验实训室群，为“物联网应用技术”新专业的实践教学奠定了坚实的基础。2012 年至今，物联网应用技术专业(含计算机网络技术专业物联网方向)已累计招生7 个班级、在校生200 多人。
在物联网应用技术专业的实践教学中，我们发现传统的实践教学体系和教学模式对该专业的教学效果存在着较大的制约性和局限性。而近些年国家和各省市举办的物联网技能竞赛陆续开展了起来，参赛院校数量和水平逐年提升。这些竞赛围绕着物联网相关领域的研究热点和前沿技术，给出问题的完整解决方案，具有实用性、竞技性、趣味性和激励性，能够培养学生的学习兴趣，提高其工程实践能力，激发其创新思维，学生积极性很高。为此，我们提出了竞赛驱动的高职院校物联网实践教学新模式，以使物联网实践教学具有创新性、科技性、专业性和可行性。
2. 物联网应用技术专业实践教学中存在的问题
尽管有着物联网应用技术综合实训基地这样较为完备的实验实训设施，作为一个新兴专业，通过这几年的专业开设实践和调研，我们发现该专业在实践教学中还存在以下问题：
(1)知识复杂度高、综合性强，涵盖了电子技术、计算机技术、网络通信技术和软件应用开发技术等多个专业学科。学生在学习过程中，抓不住重点，理不清头绪，难以把握好学习的方向，逐渐丧失了对专业的兴趣。
(2)对实践教学的重视程度不够，实验内容与实际应用相脱离，设计型实验内容偏少，实验模式较呆板，学生在实验课上只是机械地被动模仿老师的操作，学习主动性积极性不高，教学效果较差。
(3)学校和指导老师大多愿意挑选高年级学生参加各类大学生物联网竞赛项目和教师在研项目，低年级学生很难有机会参与，错过了新生阶段这一培养学生专业兴趣和专业认同的关键时期。另外，这些项目还没有与实验、实训等教学内容有机地统一起来。
3. 竞赛驱动的高职院校物联网实践教学模式
约翰·杜威提出的“做中学”是当前工程教学领域广为接受的教学方法，“做中学”也就是“从活动中学”“从实践经验中学”，让大学生通过各类物联网竞赛活动去学习专业知识和技能是一种更好的学习方法。目前的大学生物联网竞赛大都是针对当前的研究热点问题进行选题，让大学生在综合应用所学理论知识的基础上，设计出一个比较完整的方案来解决相关领域的应用问题。这些竞赛活动集实用性、竞技性、趣味性和激励性于一身，广受学生喜爱。竞赛提高了学生专业学习的主动性和积极性，促进了学生专业知识的学习，提升了工程实践能力，培养了学生的科技创新意识和创新能力。同时还培养了大学生的团队合作精神，磨练了意志品质和心理素质。因此，将竞赛活动作为载体有机地融入到物联网应用技术专业的实践教学中，可以克服目前传统实践教学中存在的问题，有效地推动物联网实践教学的开展。
目前，我校参加的比较大型的物联网竞赛活动主要有两个：一是全国高校物联网应用创新大赛，该比赛从挑战、创想、实践三个方面命题，由编程挑战赛、创意赛和应用挑战赛三个竞赛赛项组成，旨在培养学生在物联网方面的学习能力、创新意识和动手能力，为全国高校物联网教育教学和研究创新成果提供一个集中展示的平台;另一个是高等职业院校技能大赛物联网技术应用赛项，该竞赛面向物联网设备安装配置、嵌入式应用开发、物联网应用系统开发、物联网应用工程实施、物联网应用工程维护等职业岗位，重点考查参赛选手物联网应用技术的实践操作能力与创新能力，包括物联网应用环境安装部署、物联网感知层开发调试、物联网移动应用开发、物联网PC 应用开发等。针对这两个主要的物联网竞赛活动，我们主要通过以下几个方面将竞赛项目融入到物联网专业的.实践教学中，推动物联网实践教学的开展。
(1)专业课程调整
调整后的课程与物联网竞赛的各个项目相统一。将《物联网技术导论》调整至第2 学期，为全国高校物联网应用创新大赛的创意赛提供技术支持;《单片机原理与应用》和《JAVA 程序设计》调整至第3 学期，《Android 应用开发》调整至第4 学期，__为全国高校物联网应用创新大赛的编程挑战赛提供技术支持;而在第5 学期学习了《嵌入式系统开发与应用》和《物联网应用开发》课程后，可为全国高校物联网应用创新大赛的应用挑战赛和高等职业院校技能大赛物联网技术应用赛项提供技术支持。这样学生在校学习的每个学年均有相关课程作为相应竞赛项目的技术支撑，从第1 学年开始学生就可以参与到竞赛项目之中，可以有效地促进《电路与电子技术》、《传感器原理及应用》等其它课程的学习。指导老师也可根据竞赛项目的不同分别选择不同年级的学生参加，从而使学生在新生时期就可以通过竞赛的参与培养起深厚的专业兴趣。
(2)实验内容改革
由指导老师将竞赛项目分解成多个子任务，每个子任务再进一步分解为多个具体的实现方法，将各种具体的实现方法与实验实训项目相结合形成若干个模块，嵌入到课程实验或实训之中，从而通过课程的学习就可逐步实现竞赛项目中的各个部分，这样逐渐积累起来，就可以降低后续实验和竞赛项目的实现难度。
(3)课下环境支持
鼓励学生在课下充分利用网络和实验实训设备资源，自主查找学习新知识，独立完成相关实验实训项目，提前做好竞赛相关知识和技术的储备工作。为此，学院开放了部分实验室供学生在课下练习实验实训项目，并专门设立了学生工作室，将部分实验和竞赛设备放入其中，提供给参赛学生课下使用。每个学生工作室均配备有1 到2 名指导老师，负责不定期地检查和指导学生竞赛项目的准备工作，保证准备工作有条不紊、充分有效地进行。
(4)竞赛激励机制
将竞赛成绩与综合实训、毕业综合实践等课程、学分挂钩，参照学生在竞赛中获得的奖励等级，可以免修一门或几门相关的综合实训或毕业综合实践课程，直接获取相应的学分。这样就可以形成一定的激励机制，促使学生更加积极主动地参与竞赛，并降低学生额外学习的负担。
4. 竞赛驱动的物联网实践教学模式的效果和作用
竞赛驱动的物联网实践教学模式的实施对于物联网应用技术专业的教学与实践产生了明显的效果和作用，具体体现在：
(1)促进物联网应用技术专业建设
通过竞赛驱动的方式进行物联网实践教学可以更加明确专业建设目的，并不断地对其加以优化、改进、完善。
(2)促进人才培养和学生就业
通过竞赛驱动的方式进行物联网实践教学可以有效地提高教学质量，提高学生的学习兴趣和积极性，培养学生的竞争与创新意识。学生通过完成竞赛项目不仅可以学习到更多的相关专业知识与技能，还可以获得较强的综合应用和实际动手能力，个人综合能力得到大幅度地提升，在就业时成为众多公司企业争相招聘的对象。而且物联网竞赛的项目选题往往与实际的生产生活应用非常贴近，学生掌握之后可以更好地适应将来的工作岗位。
(3)促进教学研究和改革
通过竞赛驱动的方式进行物联网实践教学也可以提高教师在教学研究、教学改革上的主观能动性，促进教师花费更多的精力进行教学方法、教学手段的研究和探索，在教学中着重培养学生的实践动手能力和毕业后对工作岗位的适应能力，突出重点，强调实用。
5. 结束语
物联网作为一种新兴的技术具有技术综合性、学科交叉性、实践性强等特点，传统的实践教学模式无法很好地调动学生的学习积极性。通过将竞赛项目与物联网应用技术专业的实践教学有机地结合起来，以竞赛项目作为载体有效地推动实践教学的开展，在竞赛项目中培养学生的工程实践能力和创新能力，能够取得较好的教学效果。
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