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摘要:通過“卓越工程師”計劃加強校企合作,針對專業(yè)實踐教學進行改革,提高學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力,但是由于各種原因?qū)е聦嵺`教學環(huán)節(jié)缺乏整體性、系統(tǒng)性的規(guī)劃,培養(yǎng)方案修訂工作與專業(yè)實踐需求不能及時匹配。在實踐教學過程中,基于安全、技術(shù)保密等原因只允許學生對生產(chǎn)過程進行了解和觀摩,學生不能直接參與實際操作,生產(chǎn)實習效果無法得到保證。針對以上問題,我校通過“產(chǎn)學研”合作,建設校外專業(yè)實踐教育基地,制定專業(yè)實踐課程方案,對企業(yè)自主研發(fā)的嵌入式智能家居項目采用案例驅(qū)動模式,讓學生利用傳感器結(jié)合嵌入式開發(fā)板,通過驅(qū)動編程框架編寫硬件相關(guān)驅(qū)動代碼,應用Python編程制作界面程序,模擬企業(yè)的實際項目開發(fā)流程,通過指導老師帶領(lǐng)學生完成項目的前期調(diào)研、策劃、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試等環(huán)節(jié)的工作任務,共同協(xié)作完成一個項目的開發(fā),提高學生的項目實戰(zhàn)能力。
關(guān)鍵詞:產(chǎn)學研;項目驅(qū)動;實踐教學;教學模式改革
引言
人類創(chuàng)造力發(fā)展主要依靠創(chuàng)新精神,而創(chuàng)新需要在實踐中進行推動。教育工作者應該結(jié)合理論教學,通過各個方面的技術(shù)實踐,讓學生具備獨立的創(chuàng)新能力,進行跨學科知識融合,滿足技術(shù)的不斷創(chuàng)新,解決社會對多樣性人才的需求。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為我校新開辦的新工科專業(yè),具有學科交叉、軟硬件集成、綜合分析性強的特點,對學生的綜合實踐能力提出更高的挑戰(zhàn)。通過物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學實踐和探索,根據(jù)學生畢業(yè)能力支撐的要求,從教學內(nèi)容、教學手段、考核機制等進行設計和改革嘗試,培養(yǎng)具有鮮明地區(qū)特色的物聯(lián)網(wǎng)工程人才。2020年北京工業(yè)大學王秀娟等針對新工科建設圍繞專業(yè)育人目標,課程目標等,提出了課程的改革思路,以適應新工科建設的需求。2020年南華大學屈愛平等結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)發(fā)展趨勢以及物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀,針對當前新工科和創(chuàng)新等熱點問題,結(jié)合南華大學的辦學定位,探索具有地方和行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式,以提高物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。2018年西安科技大學黨琪等分析了目前高校實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題,并提出了以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標的實踐教學環(huán)節(jié)改革舉措,2017年福建師范大學陳曦碧等主要從畢業(yè)論文(設計)、實習、實驗教學、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃四個主要實踐教學環(huán)節(jié)的管理著手,采取有效措施提高各環(huán)節(jié)質(zhì)量,并重視管理人員培養(yǎng);2017年北京信息科技大學吳韶波針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點以及工程教育認證的要求,分析了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系的課程設置,設計了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗教學內(nèi)容,并對實驗教學模式進行了探究。2016年沈陽工程學院戴憲濱提出實踐教學體系始終堅持以學生為主體,教師為主導,突出學生在實踐環(huán)節(jié)中的“主動性、獨立性和創(chuàng)造性”。2016年余文森對應用創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)實踐教學體系進行研究,提出基于應用創(chuàng)新型人才內(nèi)涵、地域特色以及學校專業(yè)優(yōu)勢,給出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標定位。針對我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實際情況,以培養(yǎng)目標和定位為指導,優(yōu)化課程內(nèi)容,改革評價方法,探索更有效的教學模式,以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標的實踐教學改革研究就顯得尤為重要。
1目前存在的教學問題
我校通過“卓越工程師”計劃加強校企合作,針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學進行改革,提高學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力,但是仍然存在如下問題:(1)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)缺乏整體性、系統(tǒng)性的規(guī)劃,培養(yǎng)方案修訂工作與專業(yè)實踐需求不能及時匹配。(2)西部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相對較少,學生在實習過程中存在一定安全和技術(shù)保密隱患,企業(yè)接受學生實習的積極性不高,只允許學生對生產(chǎn)過程進行了解和觀摩,學生不能直接參與實際操作過程,生產(chǎn)實習效果無法得到保證。(3)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)屬于新型專業(yè),具有工程實踐背景專任教師較少,實習指導教師在企業(yè)的工作經(jīng)歷和實踐經(jīng)驗比較欠缺,導致在項目驅(qū)動式實踐教學的過程中存在一些問題。
2具體改革目標、方法及內(nèi)容
2.1改革目標
(1)根據(jù)人才培養(yǎng)定位和創(chuàng)新教育目標要求,結(jié)合工程教育專業(yè)認證需求,及時修訂物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,同時在實踐教學中進行檢驗和修正。(2)利用企業(yè)的相關(guān)資源,加強實踐實訓平臺和設施的聯(lián)合建設,有效解決學生實習場地問題,讓學生能夠主動參與到企業(yè)的生產(chǎn)過程,結(jié)合所學理論知識,在實踐中探索、驗證和創(chuàng)新。(3)提高教師實踐教學和創(chuàng)新能力,讓教師積極參與到理論和實踐結(jié)合的教學過程,必要的時候可以選配實習指導教師去企業(yè)進行培訓,與企業(yè)工程師共同探討實踐教學方案。
2.2改革方法及內(nèi)容
2.2.1改革方法將創(chuàng)新教育與理論教學、實踐教學各環(huán)節(jié)進行有機融合,結(jié)合工程教育專業(yè)認證需求,及時修訂物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,增加實踐教學環(huán)節(jié)在培養(yǎng)方案中所占比重。在教學過程中,采用項目驅(qū)動的方式對各知識點進行綜合設計學習,充分利用學校已有的實驗教學示范中心和重點實驗室的實驗平臺外,加強與企業(yè)進行“產(chǎn)學研”合作,建設校外專業(yè)實踐教育基地,熟悉企業(yè)軟件開發(fā)模式及流程,提高學生軟件編程技術(shù)的實戰(zhàn)能力,制訂校企聯(lián)合專業(yè)實踐課程方案。
2.2.2實踐課程內(nèi)容智能家居是利用先進的計算機技術(shù)、嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),將家中的照明系統(tǒng)和報警系統(tǒng)通過家庭網(wǎng)絡連接到一起。該系統(tǒng)具有安全、方便、快捷、高效、智能化和個性化的特點,同時在節(jié)能方面的效果優(yōu)勢非常明顯,具有廣闊的市場前景。本實踐課題將針對人們在現(xiàn)實生活中的真實需求量身打造,讓人與家居之間有效互動,感受更加舒適,更加人性化的現(xiàn)代生活。該實踐課程內(nèi)容為企業(yè)自主研發(fā)的嵌入式智能家居項目,學生利用傳感器結(jié)合嵌入式開發(fā)板,通過驅(qū)動編程框架編寫硬件相關(guān)驅(qū)動代碼,使用Python語言編程制作界面程序,分析案例數(shù)據(jù),為以后進行嵌入式開發(fā)打下良好基礎。(1)總體流程。(2)硬件模塊:LED模塊、蜂鳴器模塊、視頻監(jiān)控模塊、溫度傳感器模塊。(3)工作內(nèi)容。首先根據(jù)電路圖以及說明書查看各引腳地址從而實現(xiàn)LED開關(guān)燈功能、蜂鳴器報警功能,將視頻監(jiān)控模塊、溫度傳感器模塊與相對應的開發(fā)板進行連接實現(xiàn)實時監(jiān)控和溫度監(jiān)控功能。獲取LED驅(qū)動程序和應用測試程序,編譯uboot和linux內(nèi)核源碼,拷貝驅(qū)動和測試程序到上位機linux系統(tǒng),在下位機上進行測試,修改linux內(nèi)核源碼,去掉led閃爍的問題,上位機執(zhí)行計算。編寫動態(tài)庫django服務器然后基于Python進行頁面布局設計及功能實現(xiàn)。
3結(jié)論
通過項目式驅(qū)動案例實踐教學,讓學生對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)有了更深刻的認識。利用傳感器結(jié)合嵌入式開發(fā)板,通過驅(qū)動編程框架編寫硬件相關(guān)驅(qū)動代碼,應用Python編程制作界面程序,模擬企業(yè)的實際項目開發(fā)流程,通過指導老師帶領(lǐng)學生完成項目的前期調(diào)研、策劃、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試等環(huán)節(jié)的工作任務,協(xié)作完成一個項目的開發(fā),提高學生操作項目的實戰(zhàn)能力。
參考文獻
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作者:王志國 高和亮 王曉強 黃建偉 馬少瑛 單位:內(nèi)蒙古工業(yè)大學信息工程學院物聯(lián)網(wǎng)工程系