OBE理念在物聯(lián)網組網技術教學的應用

時間:2022-08-31 10:58:15

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OBE理念在物聯(lián)網組網技術教學的應用

摘要:文中基于obe(成果導向教育)理念,分析了“物聯(lián)網組網技術”課程的性質,創(chuàng)新了以學生為中心的教學模式,提出項目運作與翻轉課堂相結合的多元化教學方法,引入物聯(lián)網虛擬仿真平臺作為實訓教學工具,更新了貼合行業(yè)發(fā)展的教學內容,使學習產出符合教學的預定目標。

關鍵詞:成果導向教育;物聯(lián)網組網技術;綜合解決方案;教學改革;虛擬仿真實驗;立體化數(shù)學環(huán)境

OBE(成果導向教育)理念作為一種以學生為中心,根據(jù)預設目標反向進行教學設計的方法,其理論內涵已被廣泛應用于教學模式創(chuàng)新與改革實踐中。本文針對“物聯(lián)網組網技術”課程專業(yè)性強、解決方案綜合度高、應用場景復雜、技術更新迭代周期短以及貼合市場真實項目等特點,將OBE理念中學習產出的定義、實現(xiàn)、評價及應用貫穿于教學全過程,使學習產出達成教學的預設目標。

1基于成果導向的教學模式

1.1課程性質

“物聯(lián)網組網技術”課程面向智慧城市、智慧農業(yè)、智慧環(huán)保、智慧交通、智能安防等行業(yè)的綜合方案設計、方案銷售與規(guī)劃、工程服務與管理等工作崗位,通過對物聯(lián)網組網技術、物聯(lián)網組網規(guī)劃與系統(tǒng)集成、智能家居仿真實驗與方案設計、智慧農業(yè)硬件選型及方案設計、智慧環(huán)??傮w架構及方案設計、工業(yè)物聯(lián)網綜合方案、智慧交通系統(tǒng)設計、基于物聯(lián)網的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)設計、基于物聯(lián)網的智能倉庫管理系統(tǒng)及智慧物流解決方案、智能安防系統(tǒng)設計等內容的學習,培養(yǎng)面向行業(yè)的物聯(lián)網綜合解決方案設計、物聯(lián)網應用系統(tǒng)服務與營銷、物聯(lián)網應用工程施工與調試等能力,為后續(xù)物聯(lián)網高級應用課程學習打下堅實基礎[1]。

1.2教學模式設計思路

基于成果導向的教學模式將學習產出的定義、實現(xiàn)及應用、評價按照課程的教學目標、教學實施以及教學評價等分層展開,各層級間通過教學完成知識學習閉環(huán),總體架構如圖1所示。在學習產出的定義上以學生為中心,緊密圍繞人才培養(yǎng)方案展開,面向綜合解決方案經理、政企MKT等市場“常青藤”崗位。通過課程學習使學生具備面向行業(yè)的物聯(lián)網綜合方案撰寫、物聯(lián)網通用硬件產品選型以及運用虛擬仿真平臺對方案進行驗證的能力,并掌握物聯(lián)網組網技術的體系框架、技術標準、組網規(guī)劃與系統(tǒng)集成等知識[2]。實現(xiàn)學習產出與應用學習產出以課堂教學為主要實現(xiàn)途徑,采用項目化運作、分組教學及翻轉課堂等多元化教學方式,在教學內容上迭代更新本地特色產業(yè)、產業(yè)前沿與產業(yè)高端等相關內容,利用智慧職教平臺、智慧課堂以及微課等資源作為教學輔助手段,使用物聯(lián)網虛擬仿真平臺作為方案創(chuàng)新、方案驗證的教學仿真系統(tǒng),讓學生在模擬企業(yè)真實環(huán)境下完成硬件選型、系統(tǒng)設計、方案撰寫及方案宣講等任務。學習產出的評價采用智能打分與人工評價相結合的方式開展。教師組織小組(團隊)內部、小組之間互評,并參考智慧課堂平臺和虛擬仿真平臺的打分結果,從完整性、正確性和可落地性等三個維度對解決方案進行差異化、針對性評價。如智慧農業(yè)重點針對溫感、煙感、噴淋等硬件選型、組網設計是否合理,而一卡通系統(tǒng)則重點關注虛擬仿真系統(tǒng)中ISO14443庫文件是否正確引用等[3]。

2構建項目與翻轉課堂相結合的立體化教學環(huán)境

采用合理的教學組織形式是實現(xiàn)學習產出目標的重要途徑。本文以項目運作為導向,突出OBE理念中學生的主體地位,合理劃分課前、課中和課后教學層次。典型教學活動設計如圖2所示。課前通過智慧課堂平臺推送項目背景、典型組網架構、應用場景及商業(yè)模式等預習資料,學生在線上完成學習。以智能家居章節(jié)為例,課前向學生推送家居門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、監(jiān)控及報警系統(tǒng)的典型應用場景,發(fā)布主流的智能家居宣傳體驗視頻,并發(fā)送智能家居物聯(lián)云的商業(yè)計劃書,充分調動學生的學習積極性[4]。在課堂上首先創(chuàng)設項目化運作的情景,設定目標客戶(政府、企業(yè)或個人),參考華為“鐵三角”(銷售負責人、技術方案負責人及交付負責人)模式或中興通訊“一體化項目運作”模式劃分團隊角色,營造“沉浸式”的教學氛圍。結合課前的推送資料,教師從總體架構、硬件選型、系統(tǒng)設計、應用場景及商業(yè)模式等方面深入分析典型案例,引導學生自主探索搭建解決方案的架構,讓學生分組完成綜合方案的撰寫,并在虛擬仿真平臺完成方案驗證。結合智慧課堂平臺的評價結果(如圖3所示),組織學生完成內部評價和小組互評活動;實施翻轉課堂,讓學生完成方案宣講及推介,加深對物聯(lián)網組網技術的理解,完成項目運作中售前階段的閉環(huán)[5]。課后推送相關領域最新發(fā)展動態(tài),讓學生線上完成方案偏離度分析。以智慧交通為例,在課后推送交通信號配置優(yōu)化服務模式、大數(shù)據(jù)與全域交通綜合治理解決方案、TOD效益的實現(xiàn)路徑與典型項目進展等內容,讓學生從核心產品功能、細分組網方案及商業(yè)模式等不同維度進行方案對比,完成方案優(yōu)化,進而加深對交通領域前沿知識的理解。

3搭建驗證方案的虛擬仿真實驗平臺

OBE理念在應用學習產出方面,強調將理論知識與實踐相結合,能夠將學習成果運用到工作實際中。在實踐教學階段,傳統(tǒng)方式采用實際物理設備進行調試,如部署RFID接收設備、IC讀寫器等。這種教學方式在培養(yǎng)學生動手操作能力方面有一定優(yōu)勢,但是組網成本高、應用場景固化、硬件更新滯后以及二次開發(fā)能力不足等缺陷也較為明顯。針對上述問題,本文在實訓教學環(huán)節(jié)選用虛擬仿真教學實驗平臺。該平臺可模擬RFID、WSN、電源、協(xié)調器等硬件實訓設備,避免真實環(huán)境中設備繁雜、布線混亂及接口不穩(wěn)定等不足,有效降低硬件組網成本;打造從單一產品應用到復雜工程組網等不同物聯(lián)網應用場景,逐步提升學生的動手能力和工程實踐能力;開放數(shù)據(jù)庫、窗口管理及硬件通信的二次開發(fā)接口(如圖4所示),讓學生自主完成需求拓展和方案驗證[6]。

4引入符合市場需求的教學內容

近年來,物聯(lián)網技術發(fā)展迅猛,其應用范圍的廣度、應用行業(yè)的深度及應用場景的復雜度正發(fā)生著日新月異的變化。因此,在分析典型案例的技術方案時,應更新迭代符合市場需求的內容,使學習產出貼近本地產業(yè)和產業(yè)高端。(1)在學習章節(jié)中嵌入本地特色產業(yè)發(fā)展歷史、發(fā)展政策及發(fā)展規(guī)模等,如在智慧農業(yè)系統(tǒng)的建設背景中增加寧夏九大重點產業(yè)高質量發(fā)展實施方案所確定的現(xiàn)代枸杞產業(yè),在技術方案中選取枸杞智慧化服務與管理系統(tǒng)、枸杞產業(yè)大數(shù)據(jù)綜合信息服務平臺、枸杞特色電商等內容,激發(fā)學生對家鄉(xiāng)產業(yè)的熱愛之情。(2)在方案的實施路徑中增加相關產業(yè)的最新發(fā)展動態(tài),如在智慧物流系統(tǒng)中的溯源部分增加某科技企業(yè)通過RFID技術實施的自動揀選系統(tǒng),實現(xiàn)了從“人揀貨”轉變?yōu)椤柏浀饺恕保行嵘渌托?,讓學生體驗到技術更新對企業(yè)發(fā)展的重要意義。(3)在商業(yè)模式的創(chuàng)新中增加已培育落地的新模式,如在智能家居項目中探索物聯(lián)云的運營,將已整合的技術方案通過云端拓展市場,使學生將自己撰寫的技術方案和運營結合起來,不斷提升技術自信。

5結語

本文緊密圍繞OBE理念中學習產出的定義、實現(xiàn)、評價及應用的內涵,結合“物聯(lián)網組網技術”課程的特點,在教學模式、教學方法、實訓教學工具及教學內容上實現(xiàn)不同維度的創(chuàng)新,使學生的學習效果達成既定目標[9-10]。

作者:高志華 降瑋 龐翠 張婷 單位:寧夏職業(yè)技術學院