自主探究教学法在《物联网应用开发》课程的应用和实践

郭翠珍 张娟 张晶

摘要：通过分析自主探究教学的内涵，针对物联网应用开发课程的特点，提出将自主探究教学法应用于具体课程中。在“自主、引导、合作、探究”教学理念的指导下，精心设计了课堂教学过程的五个环节，引导学生运用已有知识经验开展自主、合作、探究活动。

关键词：自主探究；物联网应用开发；教学方法

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）28-0133-02

物联网被誉为信息领域的“第五次信息革命的第三次浪潮”[1]。物联网产业的兴起和蓬勃发展，使得社会对于物联网人才的需求日益增加，而人才的培养则依赖于教育。高等职业教育是培养物联网人才的重要力量之一，但近年来高职高专物联网人才的培养与物联网产业需求之间的脱节越来越突出。例如物联网教育与就业能力之间脱节；师资力量薄弱，专业教师奇缺；专业课程实践课时少等。

物联网应用开发是物联网应用技术专业的一门专业核心课程，具有实践性和操作性强的特点。本文研究的自主探究教学法在物联网应用开发课程应用后，能有效激发学生的学习兴趣，提高学生的操作实践能力，培养学生自主学习的习惯。

1 目前物联网应用开发课程教学中存在的问题

物联网专业是一门多学科交叉融合的应用型专业。无论从技术角度还是从应用角度，物联网涉及面都非常广。受传统教学理念与教学条件的限制，往往高职院校物联网技术人才培养注重学科体系的完整性和全面性，对职业实践能力、自主学习能力等的培养重视不够，实践性教学环节的学时数严重不足！

当前物联网应用开发课程教学存在重理论、轻实践的问题，教师通常把教学的重点放在理论说明和知识灌输方面，而忽视了工程实践在物联网专业学生培养中的重要作用。

此外，在传统的教学活动中教师处于主导地位，学生“上课记笔记、下课对笔记、考试背笔记、考过全忘记”成了学生被动学习的真实写照。学生们在缺少全方位感受和实践的情况下机械地接受大量“知识”，必然降低学习兴趣，缺乏动手实践能力。

高职院校研究合适的教学方法，培养出满足物联网产业需要的物联网人才是目前急需解决的问题。

2 自主探究教学法的基本理念

自主探究式教学的基本理念立足于建构主义及主体教育的理论[2]，就是导引学生的自主学习以促使学生进行主动的知识建构的教学模式。在教学过程中，教师的任务是"导"而不是"讲"，学生的任务是"学"而不是"听"，是通过教师的巧妙引导，促进学生自主学习。

自主学习不是让每个学生各学各的，是要激发起全体同学的学习兴趣，使每个学生都积极主动地去探究、去学习，并加强合作交流，培养学生的合作精神和团队意识。

当然，学生自主合作学习，不是取消教师责任。教师的主导作用与学生的主体都要充分发挥，其中教师主导作用是关键。课堂教学中要体现学生的主体地位，绝对不能忽视教师对教学的主导作用。

因此，“自主、引导、合作、探究”的教学理念从根本确立了学生的主体地位，它强调学生主动性学习、探究性学习、创造性学习，即对知识的整合和构建过程，形成以学生为中心的生动活泼的学习局面。

3 自主引導合作探究的教学过程

在物联网应用开发课程中，如何有效的组织课堂，引导学生开展自主、探究、合作学习呢？在“自主、引导、合作、探究”教学理念的指导下，精心设计了课堂教学过程的五个环节，如图1所示。

环节1、问题情境，激发兴趣：

教学过程的首要环节是教学导入[3]。选取和本项目相关的学生日常生活学习情景，创设问题情境，激发学生的兴趣，讨论解决的方法，从而引入新的知识点，提出具体的项目任务。

例如在学习智能家居项目系统前，教师先提出一个问题：同学们在学校宿舍生活有哪些不便和烦恼？同学们一下子热烈讨论起来，七嘴八舌诉说，如睡前忘记关闭窗帘，躺在床上还要爬起来；空调遥控器损坏，宿管维修太慢等等。然后教师播放智能家居系统的视频。看到自动控制全屋灯光、空调冰箱、窗帘甚至自动浇花等，同学们既惊诧又羡慕。教师紧接着又提出一个问题：智能家居系统一般包括哪些功能模块，如何实现？

环节2、理论引导，领悟方法：

依据课程标准、教学内容等具体要求，对本节课的教学目标、重点难点等理论知识做一些简要说明，引导学生领悟学习方法。

例如，智能家居系统的教学目标是熟悉智能家居系统开发的需求分析、主要模块的功能分析，以及环境监控、报警以及智能窗帘控制的实现过程。

环节3、自主合作，操作实践：

学生自己动手去实践，完成项目中的各个任务。对于大的项目，需要多人合作，分成小组，探究解决方法。这是课程用时最多的环节。自主并不排斥合作，自主学习更需要合作的介入。

例如智能家居系统一般包括中央控制子系统、智能窗帘子系统、智能照明子系统、智能家电系统、环境监控子系统、智能安防子系统、智能门禁子系统、远程抄表子系统等，为进一步提升生活品质，一些住宅还配有家庭影院系统、家用中央吸尘及新风系统、智能卫浴系统、车库智能换气系统、自动浇花系统、自动给排水系统等。项目较大，需要小组合作完成。通常情况下，每个小组的人数不能太多，一般2至4人。可以按照学生的知识程度和能力水平来搭配，每个小组由好、中、差三类学生组成。另外，各小组也可以承担不同的任务。总之，要求全部学生参与和交流。在此过程中，教师巡视各小组的进展情况，必要时及时给予帮助，以应对教学过程中的非常事件。在教学过程中，自主学习、合作探究为学生提供合作实践的机会，让学生从中学会与他人合作交流和探究的本领。

环节4、难点分析，点拨探究：

对重难点知识，教师进行适当点拨，但应“引而不发，恰到好处”，让学生经过独立思考、分析、实践等活动后，能够自行得到解决。这是一节课的关键点。

教师在课堂上要深入到学生中去，既不能过多干预学生思考的过程和结果，也不能对学生的困难和疑问不管不问。例如，在开发智能家居系统手机端应用程序时，关键代码的编写和调试难度较大。学生对传感器数据采集ReceiveThread类的实现一筹莫展陷入僵局，教师要给予点拨诱导，使其茅塞顿开，灵感突现，为解决问题而激动。

环节5、总结巩固，拓展提升：

把知识点编成题目，并按不同学生层次进行分层训练。教师根据不同层次学生完成的情况和质量，有针对性地进行讲解、归纳、点拨，达到学生既掌握知识又提高能力的目的，进一步培养其自学及灵活应用知识的能力。

整个教学过程以教师为主导，以学生为主体，激发学生的学习兴趣；以掌握学习的方法为目的，以合作探究为手段，让学生在操作实践中学习，在思索中学习。

4 总结

物联网应用开发课程依据自主探究教学法倡导的“自主引导合作探究”学习理念，精心设计了五个教学环节。以学生为主体，创设问题情境，激发学生的兴趣，引导学生运用已有知识经验开展自主、合作、探究活动，使学生的主体性学习潜能得以充分发挥，培养了学生的实践能力、自学能力、合作能力、创新能力和独立分析问题、解决问题的能力，从而促进学生的全面发展。

参考文献：

[1]维克托·迈尔舍恩伯格，肯尼思·库克耶.大数据时代[M].浙江： 浙江人民出版社，2013.

[2]陆国平，江莹，李松.探究式大学与思想库[J].高等教育研究，2001（6）：59-63.

[3]冯卫东.情境教学操作全手册[M].江苏：江苏教育出版社，2010-06：121.

【通联编辑：王力】