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1、2020年河南省职业院校技能大赛 教学能力比赛保驾护航老旧小区智能化改造实施告课程名称：物联网项目规划与实施参赛组别：专业二组专业大类：电子信息随着物联网引发了人类的第三次信息革命，其在各个领域都有广泛应用。据权 威机构预测，2020年，我国物联网产业规模将突破1.5万亿元，今年3月，国家又 提出了加快新型基础建设的要求，几乎所有的新型基础建设都需要物联网技术作为 支撑。为此，我们职业教育教师应该重视教学能力的提升，不断追求创新，努力培 养对接1+X传感网应用开发职业技能等级证书要求和物联网行业相关岗位需求的高 技能人才。坚持以岗位能力培养为本的设计原则，教学内容、教学方法以及考核方式均围 绕
2、能力培养来进行设计。针对1+X证书中传感网应用开发职业技能证书要求，在认 真调研的基础上，深度研究物联网工程项目并精心提炼、内容整合，形成适合当下 对接物联网行业岗位人才需求的技术性、先进性与实用性的教学内容。通过参赛内 容案例学习，培养学生的职业技能。以人才培养方案为基础、国家相关职业岗位要 求为目标，充分体现课程的职业性、实践性和开放性，课程设计思路如图1所示。 本教学设计从教学内容、学情分析、教学目标及重难点、教学策略几个方面来说 明。2职业能力撕1企业岗位r 需求调研7持绿注学生在企业的卷展，迦回访学生4以培养耽嶙力 为核心的教学目标碇学习情境学渚联生耿业性实践性开放性图1课程设计思路
3、1. 教学内容物联网项目规划与实施课程是物联网应用技术专业核心课程，教学内容以 培养学生实践能力、职业技能、职业精神为目标，依托实际工程项目，对学生进行 系统性思维训练，为学生今后从事物联网方向工作或软件开发打下良好基础。本课 程侧重于学生实践动手能力培养和职业素养的提升，依据岗位需求及人才培养方 案，按照国家行业安全规范，遵循“实践为主、理论为辅、理实结合”的原则，以 及结合思政，培养学生的大国工匠精神。物职网工程 项目集锦百学时内客整合 项目化教学任务1系统概览1学时 任务2系统分析1学时 任务3虚拟仿真2学时 W在务4系统女施2学时 往务5软件开发:!学时任务L系统概览1学1忤 任务芝系
4、统分析 任务4虚很彷宾芝学时任务4系统2学时 任到软件开发2学时授课内容选自教材物联网工程项目集锦优化整合后的第4、5两个单元项 目，教材经过整合优化后，删除原教材中单元6食用菌生产大棚项目中和单元9化 工厂智能安防系统，并将其中的知识点融入到其他单元项目中，使其他单元项目变 成一个大项目“老旧小区智能化改造”的子项目。项目4和5分别为8个学时，其 中理论各2学时，实训各6学时。如图2所示。图2教学内容2. 学情分析授课对象为1+X试点物联网应用技术专业三年级学生。在此之前，学生学习了 物联网概论、C#程序语言开发等先修理论课程，具备一定编程能力。学生兴 趣方面，喜欢动手但操作规范意识不强；学
5、生能力方面，缺乏分析能力但善于使用 网络；学生知识情况，对硬件熟悉但对软件开发知识欠缺；学习习惯方面，思维活跃但深度不够；学生个体差异较大。如图3所示。动手能力强缺乏分折能力规范意识不强应HIW序JI发具畚基础存在问题物联网 概论图3学情分析3. 教学目标及重难点根据学情分析和人才培养方案及课程标准确定本课程学习目标及重难点，并融 入思政内容，特别注重学生职业素养和敬业和创新的工匠精神及安全规范操作意 识。如图4所示。图4课程标准及人才培养方案（1）教学目标知识目标：掌握火焰传感器、继电器、协调器工作原理；掌握Zigbee组网原 理；掌握工程设备的安装和调试方法；掌握软件开发方法。能力目标：能
6、够进行系统实施及软件开发；理解虚拟仿真组网原理和组网方 法；具有探究学习、团队协作的能力。素质目标：培养学生具备良好的行为规范、自主学习能力和职业素养及工匠精 神；热爱生活，提高学生的心智技能和生活技能等软技能。（2）教学重点系统设备选型；虚拟仿真及硬件安装与调试；软件逻辑开发及故障排除。（3）教学难点软件逻辑开发及故障排除。4. 教学策略教学理念：本课程以现实生活中物联网工程项目为载体，将物联网工程建设必 需的相关理论知识构建于案例之中，学生在完成具体项目过程中掌握相关理论知 识，锻炼实践能力、提升职业技能。在教学中，根据工程环境、项目资源情况实施 理论与实践相结合的教学策略，并根据物联网工
7、程项目应用情况设计教学过程。以 培养物联网工程项目开发相关职业岗位的职业能力和职业素养为核心，以项目为载 体，以典型工作过程要素为教学内容为基础，以启发学生自信心、主动性、自学能 力为着力点，校企共育，实现培养学生技术能力和职业素养的教学目标，如图5所 示，遵循如下理念：工作过程导向 9工学结合校企融合I III II III图5教学理念第一，内容选取以职业需求为目标;第二，教学组织以工作过程为主线;第三，教学实施以实际工作为场景;第四，表现形式以真实项目为载体;第五，课程标准以职业资格为依据。教学模式：基于立德树人之目标和树立四有好老师之风范，采取探究式、启发 式、工学结合式教学策略。以学习
8、任务为驱动、学生为主体、教师为主导，形成三 横三纵的教学模式，培养学生自主学习能力，良好职业素养，过硬心理素质，坚定 理想信念及严谨的科学态度，强烈民族自豪感和责任担当意识，提高学生心智技能 和操作技能。教学模式如图6所示。图6三横三纵教学模式教学组织：根据学情分析和教学环境，因材施教，提高质量，将学生合理分成 两个小班进行实操训练，并设计每班有四个小组，每组有技术主管和学习组长，实 现组内成员任务分工，组间交流协作，并按照组别发放难易不同的任务，实现差异 化教学。教学手段：利用职教云平台和虚拟仿真、动画演示、自主开发组网测试软件、 视频直录播等信息化手段打造智慧课堂，使抽象问题形象化、直观化
9、、生动化，提 高学生学习效率，激发学生学习兴趣。如图7所示。图7教学手段教学方法：通过创设情境、项目引领、任务驱动、问卷调查、头脑风暴、小组 PK等方法激发学生学习兴趣，引导学生自主探究知识；通过虚拟仿真平台、flash 动画、微课视频优化教学过程；通过自主学习、小组讨论、小组展示等形式组织具 体教学活动。二、教学实施教学实施以项目为导向，通过工程概览使学生对项目有一个整体了解，通过任 务分析让学生了解项目具体要求，使学生具有分析、解决问题的能力，通过任务实 施让学生了解项目实施过程，通过系统程序开发及软硬件结合使学生具备开发简单 系统工程的能力。教学过程分为课前预习、课中学练及课后延伸三个阶
10、段。课前，教师通过职教 云平台让学生完成微视频自学、调查研究、学前测试等任务；课中，首先教师通过 创设情境、播放动画引入任务，引导学生完成理论学习；然后教师通过3D虚拟场景 让学生感受智能泊车系统和智能家居安防系统真实环境，引导学生初步探究获知物 联网工程项目实施背景及流程；其次，教师引导学生完成虚拟仿真练习，示范硬件 安装过程，讲解系统联调方法；最后，教师和学生共同进行软件开发及联调，待学 生完成工程项目后，对学生项目完成情况进行考核评价；课后，学生结合岗位能力 要求完成拓展训练，并在交流探讨中内化知识，提高技能，同时，教师通过课堂信 息反馈进行教学反思，并通过职教云随时关注学生学习情况。教
11、学实施流程如图8 所示。图8教学实施流程1. 课前预习课前让学生通过学习平台上的调研任务，了解系统概况，并按要求完成学前测 试。学生可以到教师指定的相关企业进行调查，并与相关技术工程师进行交流，学 生通过了解真实项目案例对课程产生兴趣，也可了解到真实岗位需求，随后教师通 过平台发布学前测试任务。2. 课中学做每个项目分为三个模块。模块一：系统概览及分析在该模块中，有“系统概览”和“系统分析”两个任务，教师创设情境引入任 务，帮助学生了解系统概览，学生根据3D虚拟仿真场景初步探究项目背景和系统需 求，教师通过动态演示操作引导学生自主分析系统和认识各硬件工作原理。最后， 学生对工作过程进行梳理和总
12、结，帮助学生内化知识，为后续的硬件连线及软件开 发做好准备。模块二：模拟仿真与硬件连线及调试在该模块中，有“虚拟仿真”、“硬件连线及调试”两个任务。首先，教师帮助 学生使用虚拟仿真软件模拟真实环境搭建，学生通过虚拟仿真考核后，在教师的示 范引领下，进行实物设备安装，并通过教师引导逐步完成功能调试，为后续软件开 发及联调做好准备。模块三：系统软件开发与联调在该模块中，有“系统界面开发”和“系统逻辑开发”两个任务。首先，教师 引导学生复习、巩固类库使用和参数设计，并演示库的功能，然后，引导学生自己 讲解程序开发过程，主持各组同学互问互答，最后，教师对if语句、参数设置和程 序功能及结构进行梳理和总
13、结，帮助学生熟悉程序开发流程。在该模块，主要是学 生调试程序，教师设置障碍，两组同学共同讨论攻克困难，从而完成系统的开发及 联调，在擅长软件开发组的学生解决完重重障碍后，成功实现了系统功能后获得较 大成就感，同时刺激着擅长硬件组的学生进一步努力学习，最终完成系统功能。教 师在学生整个开发过程中，巡回指导，引导并鼓励着学生探索学习、形成良好的学 习氛围，并培养了学生探索学习的精神和积极解决问题的意识。至此，完成整个项 目实施与开发，为后续相关岗位工作奠定基础。3. 课后延伸根据物联网行业岗位需求，对接1+X传感网应用开发职业技能等级证书要求， 设计相关拓展任务，让学生自行完成设计开发，学生可通过
14、线上线下教师指导、数 字资源学习、微课学习等方式完成项目预期功能，从而巩固了项目实施与开发过 程。该任务可由小组协作完成并将结果上传至职教云平台。三、学习效果效果1：教学过程通过项目功能演示及flash动画、虚拟仿真平台的使用、视频 的引入等，极大提高了学生学习兴趣，参与职业技能大赛学生人数逐年提高。效果2：利用信息技术使学生掌握专业技能，提高职业素养、岗位能力，学生能 力逐年提升，2017年获得河南省职业院校技能大赛高职组物联网技术应用三等奖。2018、2019年获得全国职业院校技能大赛高职组物联网技术应用三等奖。效果3：学生期末学习成绩分布良好，学生评价五星以上占90%，学生信息反馈 信息
15、多是积极向上态度。学习效果如图9所示。参加竞赛情况国赛获奖2019年期末成绩图9学习效果四、反思改进1. 特色创新（1）手机投屏等信息化技术和在线资源平台适合疫情期间教学授课过程采用手机投屏技术，通过手机将实物细节投屏可以满足线上教学需 要，另外，信息化技术及数字资源和在线平台的使用也为线上教学提供了良好支 撑。虚拟仿真软件可满足学生在虚拟场景模拟实操训练；丰富的数字资源、网络化 手段，各种教学平台等可实现学生随时学、随处学，既满足了碎片化学习需求，又 提高了学习效率，解决了传统教学受时空限制问题，而且，云平台还可以动态追踪学 习过程，实现学习效果随时监控，适时评价。手机投屏技术如图10所示，数字资源 及学习平台如表1所示。图10手机投屏数字资源及学习平台教材数字资源视频学习网站课程教学平台辅助上课平台其他交流平台机工教育中国大学MOOC职教云雨课堂微信、qq群等表1数字资源及学习平台(2) 自主开发组网测试软件提高实训效率在虚拟仿真过程中，硬件环境搭建好后，利用自主开发的测试组网软件能够直 观检测硬件系统组网情况是否成功，为后期系统调试故障节约不必要的调试操作。图11自主开发测试组
