基于CDIO理念的高职物联网课程实践教学探讨

李显宁　王慧

【摘 要】本文针对物联网课程实践教学中存在的教学内容与行业需求脱节、教学方式和教学手段单一、教学方法单调等问题，阐述CDIO理念与物联网课程实践教学融合思路，并从明确实践教学目标、丰富任务内容设计、构建三级实践课程体系与多元实践平台等方面提出基于CDIO理念的物联网课程实践教学实施策略。

【关键词】CDIO理念  高职  物联网课程  实践教学

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）03C-0153-02

在物联网行业快速发展的背景下，物联网应用技术人才与物联网应用技术岗位间的供需矛盾日益突出，物联网应用技术人才紧缺，市场需求巨大。许多高职院校开始开设物联网专业，为社会提供物联网应用技术人才，以缩小物联网产业市场人才缺口。但是，高职院校物联网专业学生的综合能力与实际的岗位能力需求之间存在着一定的差距和脱节，从侧面反映出高職院校课程体系建设中的一些显性不足。目前，一些高职院校开始尝试基于CDIO的物联网课程实践教学改革，取得了较好的成效。CDIO以“构思—设计—实现—操作”为框架，将“实践”作为推动课程实施的助推剂和试验场。这一教学模式的引入，一方面有助于高职学生核心素养培养背景下学生学习主体地位的凸显，另一方面也在较大程度上激发了学生学习的积极性，课程实施者角色的转变及学生动手、思考、协助等方面能力的提升确保了高职院校物联网课程实践教学的实效。

一、物联网课程实践教学中存在的问题

（一）教学内容与行业需求脱节。物联网的产业链条极广，而高职院校的物联网专业建设中受限于专业发展和人才底蕴，导致其在课程体系中未能就物联网的应用层、网络层和感知层的技术进行全面的整合兼容，而是以点性累加的方式达成课程链条的完善，进而导致学生经过射频识别技术、物联网通信技术与无线传感器网络技术以及RFID关键技术的基本原理及其应用的学习之后，“广”而不精。从高职物联网专业的学生就业反馈来看，部分学生虽掌握了基本的理论和技能，但在实际的就业中仍出现部分岗位内容和技术的空白点，成为物联网课程实践教学中亟待解决的问题。

（二）教学方式和教学手段单一。物联网专业是一门交叉学科的新兴专业，一段时间以来，高职院校都根据各自院校的特点和定位专门制定了物联网专业的人才培养方案。但物联网课程实践教学的规划是基于全面性、统一性及同步性所展开的，即采取无差别教学的方式，未能就物联网专业学生就业岗位的精细化划分展开差异化的教学，这样必然会影响学生物联网技术实践水平。需要注意的是，高职院校学生的学习能力相对欠缺，部分学生在物联网技术学习之初，是有较高的热情的，而后由于专业教师物联网技术教学手段滞后及物联网技术学习难度提高等原因，逐步产生了学习上的倦怠，而随着时间的推移，又因技能和知识点上的留白，中途放弃了对物联网技术的学习。这一情况，在高职院校物联网专业学生群体中有逐年上升的趋势。

（三）教学方法单调。在传统的物联网技术教学过程中，教师往往采用单调的理论识记和机械的技能模仿方法。这一方式在物联网技术学习的初期阶段能够满足学生的浅表性学习要求，但在物联网技术教学后期，会导致学生在实践中产生迷惘、无所适从等问题。

二、CDIO理念与物联网课程实践教学融合思路

CDIO以“构思—设计—实现—操作”为框架，在一定程度上解决了物联网行业人才供需矛盾，并逐渐成为高职院校物联网专业课程实践教学改革的一个重要方向。

（一）CDIO理念与物联网课程实践教学融合优势。CDIO（Conceive→Design→Implement→Operate，构思→设计→实现→操作）以物联网工程问题发现到物联网工程问题解决的生命周期为载体，以学生自觉主动的、实践的、课程之间有机联系和交互的方式学习物联网相关技术。CDIO理念下的物联网课程有效改变了学生对物联网课程内容枯燥、学科抽象等认知，找到了传统的任务型学习与学生创新性学习的最佳契合点，它以物联网岗位的工作过程作为专业学习的基础，并将物联网岗位的工作任务作为教学内容的主要载体，这高度体现了高职院校物联网专业人才培养的职业性、技术性及应用性，为学生未来的岗位实践和职业成长打下坚实的基础。

（二）CDIO理念下物联网课程实践教学的基本要求。基于CDIO工程教育理念，物联网课程教学应面向多个学科，梳理、融合知识体系。在这一前提下明确CDIO理念下物联网课程实践教学的基本要求：需涵盖物联网开发环境构建、对传感器的分类及组成的掌握、物联网网关技术、物联网系统设计等内容。在CDIO理念下，学生围绕“工程实践”这一核心展开有效的探索，深化对理论知识的理解，并在实际问题的不断解决中达成能力素养的提升。以物联网实践教学中对传感器部分的掌握为例，高职院校物联网专业学生需在学习的过程中，对传感器系统的作用、原理及常规电路有着较为清晰的认识，并在此基础上达成对传感器系统故障的排查。

三、基于CDIO理念的物联网课程实践教学实施策略

（一）明确实践教学目标。基于CDIO理念的物联网课程实践教学能够帮助高职物联网专业学生完成对课程知识与技能的探索和求知。在CDIO理念下，作为主导课程实践建设者的教师，应能够根据物联网课程教学目标和学生学习的需求来科学而合理地设计物联网课程教学体系，从而使课程实施指向性更为明确，课堂体系更完善。物联网专业学生能力目标的构成应基于行业的多元化发展，有效涵盖基础能力、专业能力、创新实践能力及社会实践能力（见表1）。教师在教学实施中要紧紧围绕学生能力养成这一核心，以一体化教学为出发点，不断地优化物联网技术运用能力的教学设计，确保学生技术实践有的放矢。

（二）丰富任务内容设计。高职物联网课程的知识覆盖范围较广，同时技术应用的范围也十分广泛。因此，对实践任务内容设计的丰富和完善成为基于CDIO理念的物联网课程实践教学实施的重要保障。这就要求物联网课程教师在CDIO理念下，基于专业要求和行业动态，创新性地设计出具有实效性、指导性和前瞻性的实践任务，同时在物联网课程的内容设计中增加问题的总结和评价模块，来实现学生在物联网课程参与进程中的自我调节和修正。值得注意的是，相对于传统的教学模式，学生在基于CDIO理念的物联网课程实践教学中，在时间及实践等维度有着更高的自由度，教师需着力避免学生在自学进程中迷失方向，浪费自主学习时间及资源，确保课程实践的总体质量。

（三）构建三级实践课程体系与多元实践平台。高职物联网课程具有理论性与实践性相结合的特点，尤其是具有较强的实践性，而且该课程涉及的知识面比较广，因此基于CDIO理念的物联网课程实践教学需要突破传统的教学模式，将人才培养和“1+X”证书培训有机地结合，并制定灵活而开放的物联网人才培养模式，进一步加强在高职物联网人才培养中的实践教学和就业能力的协调发展，增加课程体系内涵，创新课程体系内容，實现高技能应用型人才培养的目标。可设立项目主线、核心课程群、单科课程三级实践课程体系（见图1），并尝试校企合作、校校合作的实践平台延伸，构建一体化实践实训技能形成体系，从而提升物联网课程实践教学实施水平。

高职物联网课程实践教学中CDIO理念的应用对物联网专业学生的综合素养提升有着积极的促进意义。在基于CDIO理念的物联网课程实践教学实施过程中，高职院校应深入挖掘课程内涵，进一步扩充相关课程资源，跟踪CDIO模式的教学实践，对课程任务、课程内容设计、课程平台建设等层面进行优化实施，推动物联网课程的内涵化建设。同时，高职院校的物联网课程专任教师也需进一步提升自身的专业和职业能力素养，敢于创新，突破传统教学的桎梏，以适应CDIO理念下物联网课程实践教学的新要求。这二者的融合，将有力助推高职物联网课程实践教学效果的最大化，促进高职院校人才培养效果的提升。

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【基金项目】2017年度广西职业教育教学改革研究项目（GXHZJG2017B19）

【作者简介】李显宁（1977— ），男，广西机电职业技术学院讲师，研究方向：分布式并行计算、网络安全、物联网应用技术;王 慧（1988— ），女，广西机电职业技术学院讲师，研究方向：BIM、建筑力学。

（责编 苏 洋）