基于物联网专业创新型人才培养的“X CDIO”工程项目小生态链教学模式研究.pdf

基金项目 年甘肃省高等学校创新创业教育教学改革研究项目“基于 实践教学模式的物联网专业小生态链创新研究”（项目编号：甘教高函 号）作者简介崔远（），女，兰州职业技术学院电子信息工程系讲师，硕士，主要从事物联网应用技术、人工智能技术研究。基于物联网专业创新型人才培养的“”工程项目小生态链教学模式研究崔 远（兰州职业技术学院 电子信息工程系，甘肃兰州 ）摘要在物联网专业教学中运用 工程项目教学模式，梳理具有多维度知识的物联网专业课程模块，构建具有工程项目特性的物联网专业项目集群，实现课程模块与工程项目集群的环绕式教学，深化多触点多链路的物联网专业小生态链，培养具备构思设计能力、创新实践能力和设计执行能力的物联网专业创新型人才。关键词“”；课程模块；项目集群；小生态链；创新型人才 中图分类号 文献标志码 文章编号 （）收稿日期 一、引言目前，物联网技术已经成为了产业优化升级提质增效的核心助力，物联网与其它行业的深入融合已经成为行业发展趋势。高职院校需要积极适应行业发展的态势，探索物联网专业人才培养的模式，以更好地满足地方产业对物联网专业人才的需求 ，助力区域经济的发展。二、物联网专业人才培养的现状分析为了更好的掌握物联网专业人才培养的实际情况，笔者分析了所就职的高职院校近三年的物联网专业学生的招生情况和毕业生就业质量年度报告，并与其它高职院校物联网专业的教师进行了沟通和交流。发现物联网专业人才培养在以下几个方面存在问题。（一）教学内容偏离市场需求，人才培养目标不明确高职院校物联网专业的学生对于本专业人才所需技能和技术不够明确，学生对于如何计划和推进物联网专业项目的执行了解不深。造成这一现象的原因在于现代企业对高素质人才的需求与传统教学内容之间的鸿沟越来越大，学校所开设课程的教学内容与企业实际应用的联系不紧密，无法从根本上把握物联网行业发展的方向。其次，物联网行业发展过于迅速，大部分高职院校受师资力量和现实环境的限制，无法从根本上把握物联网行业的发展态势，造成物联网专业人才培养的滞后性。又因为高职院校本身对物联网专业人才培养的目标不明确，导致无法满足市场对人才的需求。同时，物联网专业的教师们也明确表示对当前人才培养目标的迷茫，以致无法在理论教学和实践教学中把握平衡。（二）教师专业实践能力较弱，人才培养模式不科学教师在人才培养中处于主导地位，但大部分教师一直处于教学工作中，没有机会到企业进行工程项目实践，缺少工程项目的实践经验，也对工程的全流程操作、项目管理、项目文档编写以及团队协作和沟通等工作环节体会不深，很难运用实际的工程项目对学生进行指导。同时，物联网专业的教师们也明确感受到以知识传授为主要方式的人才培养模式仍然是目前高职院校大学生的主要的教学方法，实践教学力度不足。（三）创新创业教育实践环节薄弱，人才培养效果不佳各高职院校为了培养学生的创新创业能力，开设了创新创业课程，建立了校企合作平台。但是大多数高职院校运用传统的教育教学方法进行创新创业教育，削弱创新创业教育的实践性。物联网专业学生认为当前创新创业教育能够依托的具体实践较为薄弱。另一方面，校企合作平台虽然运用了一些项目化的实践教学改革，但受限于当前高职院校学生的能力，企业愿意为学校提供的项目也是较为基础且简单的。实践教学中的项目简单且陈旧，对学生职业素质的培养不足，人才培养的质量还有待提高。因此，为了解决上述物联网专业人才培养中存在的问题，需要结合教育环境、教育资源，寻求更加有效的教学模式，形成目标明确、模式合理、效果良好的创新型人才培养模式。三、“”工程项目小生态链教学模式（一）“”工程项目小生态链教学模式的第 卷第 期 兰州职业技术学院学报 年 月 设计思路物联网专业作为涵盖多领域技术和知识的交叉学科，目前与智能工业、智慧能源、智慧农业、移动互联网及智慧城市等行业的融合应用日益深入，覆盖场景日趋广泛。为了更好的适应物联网行业的发展，依据市场需求为物联网专业设计教学内容，提出“”工程项目小生态链教学模式。这种教学模式的设计思路是：首先，引入 工程教育理念。该工程教育理念是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学于 年提出的，其中 代表构思（），代表设计（），代表实现（），代表运作（）。从项目的需求分析开始到后期的交付运营为一个项目的完整生命周期，让受教育者可以感性直观的认识到项目的推进路线。其次，单纯应用工程项目教育理念并不能完全解决物联网专业人才培养中的问题。结合物联网专业综合性较强的特点，以“”扩充整合物联网专业人才培养的内涵，强调人文（，简称）、技术（，简称 ）和商业（，简称 ）的多维度知识内容整合，形成“”工程项目的思路；最后，将形成的各种工程项目串成环环相扣的实训链路，称之为多元化项目实训小生态链，深化多触点多链路项目实践教学生态系统 。“”工程项目小生态链教学模式，将物联网专业的人才培养从单纯的知识的掌握向人才综合能力的培养转变。全面提升学生和教师的工程实践能力，创建校企合作的新方式，以此构建符合物联网专业特色的创新型人才培养模式。我们希望通过这种全新的教学模式，明确物联网专业人才培养的目标。首先，物联网专业人才需要具备构思设计能力。智能时代背景下，物联网专业要求学生能够运用多种方式搜集信息，并对信息进行归纳分析，形成对社会、文化产生积极正面影响的设计方案。其次，物联网专业人才需要具备整合创新实践能力。在智能时代背景下，物联网专业要求学生能够整合多渠道资源，形成融合技术、认知、商业等的多方位创新实践能力。最后，物联网专业人才需要具备设计执行能力。在智能时代背景下，物联网专业要求学生能够在限定时间和资源条件下，完成设计方案的实物转换，体现设计的执行能力。（二）“”工程项目小生态链教学模式的内容“”工程项目教学模式主要优势在于以工程项目为驱动，在教学过程中辅以多维度知识的扩充，可以在工程项目执行过程的全方位、全流程和全阶段培养学生的综合能力。对物联网专业的课程和专业活动进行重新梳理和整合，通过重构六大课程模块及五大项目集群，形成小生态链关联共生，努力培养具备构思设计能力、整合创新实践能力和设计执行能力的创新型人才。物联网专业“”工程项目教学课程模块和项目集群架构如图 所示。图 物联网专业“”工程项目教学课程模块和项目集群架构 物联网专业六大课程模块聚焦物联网产业硬件和软件两大平台对物联网专业课程进行重构。对接物联网行业领域，设置了平台课、岗位证书课和行业实践课为主线的课程模块。平台课是物联网专业的核心课程，岗位证书课以传感网应用开发、物联网系统集成和物联网应用系统开发等 证书的考核为主 ，行业实践课以与物联网专业相结合的智慧农业、智能家居、智慧交通、智慧城市及工业物联网等技术领域为主。同时，将人文课程、技术课程和商业课程等梳理到课程模块的主线中，强调设计美学和艺术哲学等人文艺术类课程的渗透，重视产品商业运行与策划及工程项目管理等知识的运用，聚焦物联网技术与人工智能技术、大数据技术等的结合，形成物联网专业六大课程模块，以此体现“”工程项目教学模式中“”多维度知识的融合性，培养学生的文化底蕴，增强学生商业策略的设计和运用，加强技术与设计之间的转化与衔接，拓展学生创新创业思维的深度。物联网专业五大项目集群近年来，高职院校除了完成课程教学以外，学生的专业竞赛也成为了重要的教学环节。在专业竞赛中引入“”工程项目教学模式中的 工程项目教育理念，锻炼学生在竞赛项目中的全流程操作、项目管理、项目文档编写以及团队协作和沟通等兰州职业技术学院学报 第 卷重要技能，助力全面培养学生的创新创业综合能力。物联网专业主要参加两类竞赛：一类是大学生专业竞赛，例如全国职业技能大赛、全国电子设计大赛、全国机器人比赛和科技作品大赛；另一类是创新创业大赛 ，例如“互联网 ”大学生创新创业大赛等。备赛过程中，涉及到实验场所的使用、竞赛团队的组织和社会服务项目的延展。针对物联网专业的教育环境、教学资源和师资情况，重新整理各个项目块，梳理出了大学生专业竞赛项目、大学生创新创业项目、双创型学生队伍建设项目、实习实训创业基地项目、社会服务项目等五个项目集群，培养学生适应行业发展的能力和素质，拓展学生创新创业思维的广度。项目集群与课程模块是物联网专业教学中的两大支柱，两部分内容并行发展又相互独立，相互辅助又互为补充，是在课程基础上的各领域知识整合创新应用。以课程模块与项目集群的环绕式教学，形成人文艺术知识、专业技术知识、行业应用知识、商业管理知识、项目设计研究、项目整合创新、项目设计执行的梯形知识体系，最终强化学生创新创业的综合能力，实现产业的支撑性、市场的引领性以及学科的延展性。物联网专业小生态链以课程模块和项目集群为基础，教师工作室和企业实践为主体，以“”工程项目教学模式为主线，构建物联网专业小生态链，具体如图 所示。教师工作室与校企合作企业是整个小生态链的主要角色。教师工作室主要负责项目实训、学科竞赛、资助研发和合作研发以及后期的产业孵化等研究内容的实施；企业实践则主要承担学生顶岗实习教学任务和专业竞赛培训任务。图 物联网专业小生态链物联网专业小生态链的运行，全过程遵循构思、设计、实现和运作四部分环环相扣的 工程项目实践过程，以此加强设计实践教学的流程化，拓展学生创新创业思维的高度。把课程模块和项目集群作为生态链的主要链路，将课程教学过程和学生竞赛备赛过程中发现的优秀设计创新思路和创新成果，在教师工作室中进行深度研发和校企合作开发等，改变传统教学存在的虚拟课题远离产业的弊端，提升学生的综合能力以满足市场需求；同时，工作室的实践项目，可融入课程教学并分类到具体的项目集群做主题式项目推演。这些基于各个链路的反复连续的项目设计，促使课程模块和项目集群在实践教学实施中形成链式回路，有利于推进学生的实践创新能力培养，有利于促进科研成果的丰富及教师科研教学能力提升，从而达成物联网专业小生态链的关联共生和共赢。四、结语近年来，物联网技术正在与各行各业快速融合，助力传统行业转型升级、提质增效。然而实际人才培养中却面临着诸多问题，如企业对人才的需求变化过快，高职院校采用各种改革措施来提升学生的创新创业能力但收效甚微，实际教学中讲解的专业工程项目与企业实际运行的工程项目不匹配等。为了解决上述问题，在物联网专业教学中融入“”工程项目教学模式，将多维度知识整合到物联网专业教学的课程模块中，创建具有工程项目特性的项目集群，实现课程模块与工程项目集群的环绕式教学，深化多触点多链路项目实践教学小生态链，重新规划和重组教育资源，进而为物联网专业培养创新型人才提供有力支持。参考文献 宋斌，张志勇，牛丹梅，等 物联网工程专业创新型人才培养模式研究与实践：以河南科技大学物联网工程专业为例 教育教学论坛，（）：梁玲琳，杨放勋，赵蕙 工业设计卓越工程师培养的“”实践教学模式研究 浙江理工大学学报（社会科学版），（）：尹浩 抓住新基建机遇 打造物联网可持续发展生态体系 网信军民融合，（）：（下转第 页）第 期崔远：基于物联网专业创新型人才培养的“”工程项目小生态链教学模式研究的技术手段熟悉课程中食品检测标准的操作步骤。利用互联网技术，搭建“岗课赛证”资源共享和问题交流平台，利用 群、微信群、钉钉群等平台，邀请授课团队教师、合作企业操作技术能手加入，及时对学生们在学习过程中遇到的问题答疑解惑，同时可以在线对参加技能大赛的学生进行指导。图 蔬菜有机磷类农药残留检测赛项考核评分标准（五）以师领课，学生主导传统教学模式以教师系统、细致讲解为主，学生只是被动的接受理论知识，不适合以实践为主的“食品理化检测技术”课程。在“岗课赛证”融合教学模式中教师只是“领路人”，学生才是学习的主人。教师首先向学生提供符合岗位任务要求的项目任务单，学生分小组查阅资料、整合内容、制订检验方案，小组独立完成检验过程，全程进行小组间比拼，展开小组互评。教师总结检测过程、检验方法的操作要点，引导学生讨论可能影响检验结果准确度的因素，提出解决方案，检测完成后教师邀请企业技术能手根据企业标准对学生检验过程进行评析，并指导所有学生正确完成检验项目的实验操作。课后要求学生完善检测方案，识记工作任务操作核心点，完成课后测评，具体教学实施过程如图 所示。图 教学实施过程示意图这种教学模式以学生为主体，学生以“践行者”身份投入到每个项目的学习中，充分调动了他们学习的积极性，同时通过小组组队，小组间比拼打分，提升了其竞争意识与团队意识。三、结语兰州职业技术学院“食品理化检测技术”课程在实施“岗课赛证”融合教学模式改革后取得了初步成效，课堂中全程让学生参与项目化学习任务，强调学生为中心的教学方式，提升了学生的学习动力，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的职业认同感；教学团队中所有教师都获评“双师型”教师，教学团队于 年 月获得甘肃省职业教育教学成果二等奖；学生技能竞赛水平也大幅提升，获得甘肃省职业院校技能大赛“农产品质量安全检测”赛项二等奖 个，三等奖 个，甘肃省职业院校技能大赛“食品检验检测技术”赛项获得二等奖 个。参考文献 杨玉泉 深刻理解和把握新时代职业教育发展的新要求 北京政法职业学院学报，（）：崔惠玲，李红利，马川兰，等 基于工作过程的高职“食品理化检测技术”课程设计 江苏经贸职业技术学院学报，（）：马川兰，崔惠玲，浮吟梅 高职 食品理化检验技术 课程教学内容构建的探讨 轻工科技，（）：刘凤花，李英波 依托职业技能大赛提升分析化学实践教学的研究 云南化工，（）：刘晔“课岗证赛”融合下食品检验检测技术专业人才培养模式探究 科技风，（）：责任校对：王剑虹檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿（上接第 页）关丽丽“”证书制度下的高职物联网应用技术专业课程体系研究与实践 电脑知识与技术，（）：郭锦云“双创”视域下应用型高校创新创业人才培养研究 百色学院学报，（）：责任校对：赵治斌兰州职业技术学院学报 第 卷