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高职“传感器技术”课程教学实践探析

2022年08月22日 09:07  点击:[]

沈敏跃

黑龙江农垦职业学院  哈尔滨  150025

要:高职院校普遍开设物联网应用技术专业,但由于专业发展时间短、教师专业化队伍建设发展不匹配等种种原因,物联网应用技术实现的基础和关键——“传感器技术”课程教学中仍存在问题,要从丰富课程资源、构建教学模式、对接产业链、强化实践教学等方面进行探索,提高课程教学成效,才能培养出更多的适应社会需求的物联网应用技术专业的复合型技术技能人才。

关键词:互联互通;课程资源;校企合作

物联网(Internet of things,简称IoT物物相连的互联网是互联网的延伸和扩展,将各种信息传感设备与互联网结合形成一个巨大网络,实现任何时间、地点人、机、物的互联互通网。随着微电子技术的迅猛发展,电子产业与互联控制技术的成熟,物联网进入大众视野,物联网应用技术专业应运而生。作为新兴专业,目前很多高职院校物联网应用技术教学内容与机电、电子、电学等专业相近。因此物联网应用技术专业需在明确人才培养目标的基础上,构建更完善的物联网应用技术专业课程体系,加强专业课程建设。依据高职教育特点,结合物联网应用技术实际应用,“传感器技术”作为专业核心课,教学改革可从以下几个方面入手:

一、更新教学理念,做学生学习的引导者

高职院校学生有一定的“传感器技术”课程学习基础,具备基本的学习能力,教师作为学生学习的帮助者、引导者与促进者,激发学生的学习兴趣,开拓学生视野,提高学生发现、分析、解决实际问题的能力,树立学生的职业自信、引导学生职业发展,这是每一位高职教师的责任。

《国家职业教育改革实施方案》提出了“三教(教师、教材、教法)”改革的任务。“三教”改革中,教师是根本,教材是基础,教法是途径。教师应基于多元智能的学生观和建构主义的学习观,树立“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念,培养学生的学习能力。将以教师为中心的传统教学转变为以学生为中心,调动学生生成性知识和能力的获得,激发学生学习的主动性,提高教学效果。同时要以现代教育思想和教学理念为指导,改变把学生当作知识灌输对象的单一注入式“一言堂”教学方法,采用任务驱动、启发式、小组合作、讨论法演示法等多种教学方法,让学生更多地参与课堂教学,成为学习的主人,这样教学过程不是“教师教、学生学”的单向运动过程,而是师生交流、共同发展的互动过程。在教学过程中,引导学生质疑、探究,动手操作,使学生学习成为在教师指导下主动的、富有个性的知识学习和能力获得的过程。教师尊重学生的人格,关注个体差异,满足不同需要,创设引导学生主动参与的教育环境,培养学生掌握和运用知识的能力,使每个学生都得到充分的发展,提高“传感器技术”的教学成效。

二、加强课程资源建设,提高学生课程学习质量

一般来说,教学资源的建设目标是构造能够满足相关教学需要的持续性、生成性的建设应用框架,它以专业为基础进行课程数字化教学资源的建设和组织,实现专业教学资源的共享共用,教学资源建设大体可分为专业资源、课程资源和素材资源三个层级。物联网应用技术专业是面向物联网企业培养从事物联网系统集成、物联网系统运维、物联网技术支持、物联网售前、售后、物联网产品销售等领域的复合型技术技能人才。通过物联网行业、企业的调研结果表明,物联网应用技术专业就业岗位需要具备专业通用能力、专项能力和专业综合能力三个方面,其中“传感器技术”作为专业通用能力是物联网应用技术专业学生必须要具备的能力,它是物联网及相关行业从业者的准入课程,在物联网应用技术专业建设的大背景下,需要加强课程资源建设。

在课程资源建设方面,“传感器技术”课程资源建设和物联网应用技术专业资源建设可设立更多的资源模块,根据课程的内容和特点选用相关的专业教学资源,基础知识模块和应用模块是教育资源建设的核心,根据“三教”改革要求,教师可以充分利用教材资源、网络教学平台课程资源,整合建设系统的教学资源如多媒体课件、教学案例、视频资料、习题试卷、教学动画、图片、文献库、材料元件、软件及工具、仪表、仪器等课程教学资源。

随着信息技术的发展,超星、智慧树、知课堂等各大网络教学平台实现了资源建设的全面性、扩展性、易用性,并将资源进行了分级、分类,注重生成性课程资源建设:教师在教学过程中完成教学资源建设与运用;学生在学习过程中完成知识学习与应用。课程教学资源建设能促成专业、教师、学生与合作单位形成合力,教学资源建设依据1+X证书要求,“课程资源多效能”对接行业标准,建设“传感器技术”课程资源,满足课程教学、学生学习,职业资格证书获得以及企业员工技术培训和社会人员继续教育的需求,形成与高职人才培养目标和培养规格相适应的、符合物联网应用技术专业人才培养要求的课程教学资源。

三、构建科学的教学模式,提高课程教学成效

“传感器技术”课程教学强调理论与实践并重,既要培养学生的理论思考能力,又要培养学生的实际动手能力。根据物联网应用技术专业以适应电子产品企业用人为依据,“校企合作、能力递进、多向就业”进行人才培养,围绕着职业岗位能力的形成过程,将岗位典型工作任务提炼、加工、归纳形成适宜教学的学习任务,依据完成岗位任务需要,以完成一个完整的工作任务所需要的知识、技能和素质结构设计教学模式。将传统的以知识为主线构建的学科型课程模式,转变为以能力为主线、以任务引领知识、以生产过程组织教学的课程模式:建立“案例引入(提出问题)—知识学习(分析问题)—汇报展示(解决问题)”的理论教学模式,同时构建了“任务布置—任务分析—任务实施—任务改进—任务汇报”的“任务驱动式”的实践教学模式,教学过程中采用项目导向、角色扮演或情境模拟等教学方法,理论实践高度融合,实现教、学、做合一。学生在完成工作任务的过程中逐步提高职业能力,提高课程教学成效。

四、校企合作,对接岗位,加强实践教学

“传感器技术”在讲述传感器原理特性的同时,更侧重各类传感器应用模块的制作与调试,有大量实践教学。根据高职教学“淡化理论,够用为度,培养技能,重在应用”的指导思想,在课程内容设置时应提高传感器实践教学的比重。将重心放在传感器技术的应用上,高职院校可以校企联动,对接产业链,产教融合、学用结合,依据高职院校物联网应用技术专业人才培养目标,优化课程内容,培养具有高素质复种型技术技能人才。

在实践教学中可利用校企合作平台,将真实项目引入课程教学中,从仿真项目逐渐过渡到真实项目当中,学生在工作情景和学习过程中交替转换,也可将实践环节安排在传感器生产维修中心,按照产业标准进行训练。理论教学也可利用合作企业资源技术或管理人员,从企业需求、行业需求来指导学生明确专业定位,培养学生的专业核心能力,这样教师教学与生产实践,学生学习与职业岗位紧密联系,从而培养其物联网感知层的基本传感器应用设计、维护等能力,为学生后期按职业标准考核并取得相应技能证书,由企业导师带领完成面向市场的项目设计、建设工作奠定基础。

五、紧跟技术前沿,采用虚拟现实技术,提高教学成效

虚拟现实技术(简称VR)是利用三维图形生成、多传感交互、多媒体运用、人机互联、人工智能、高分辨显示等高科技,对现实世界进行仿真的一种技术。它逼真的场景和交互性对于知识学习有着重要作用。传感器课程借助VR技术能够极大地提高课程教学实效。如通过 VR 技术构建三维汽车、精准农业、智能农机、智能家居、智能交通、智能电网、智能物流等模型,学生可以在虚拟的环境中查看每个传感器的结构、安装位置等,直观感受在各种模拟场景和运行状态中传感器在仪表显示、报警方式、声光控制等方面的作用,学生通过立体、动态、逼真的模拟场景体验,可以更好地掌握知识点、技能点,在教师设定的教学任务中“模拟工作情景”,扮演项目设计者、建设者,通过设计、施工、验收等流程,自主处理问题、完成任务。虚拟现实教学极大地调动了学生的学习热情,增强了学生的职业认同。

总之,互联网已经在行业信息化、家庭保健、城市安防等实际生活中广泛应用,传感器技术是新技术革命和信息社会的基础性技术,正是有了传感器的不断革新和运用,才有大数据和信息化,从而实现“万物互联”。因此高职院校教师要更新教学观念、构建科学合理的教学模式,突出学生主体地位,注重知识更迭,利用电子、计算机、智能制造、VR等新技术使传感器课程的教学更具科学性、有效性和时代性;产学紧密结合,培养更多复合型的物联网应用技术专业人才。

参考文献:

[1]霍志恒.物联网传感器技术在智能家居中的应用研究[J].数字技术与应用,2017.

[2]王成荣,龙洋.深化“三教”改革提高职业院校人才培养质量[J].中国职业技术教育,2019(7).

   [3]盛奋华.传感器技术及应用项目化教程[M].中国铁道出版社,2017.

科研项目:本文系黑龙江省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“基于现代学徒制高职物联网应用技术专业校企协同育人的实践研究”(项目编号:GZB1320082)的研究成果。

作者简介:沈敏跃(1970—),男,黑龙江虎林人,计算机与艺术传媒分院教师,副教授,主要从事物联网应用技术专业相关课程的教学和研究工作。

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