徐 威,李 涛,赵 彦
摘 要:分析物联网规划与组建课程教学中存在的问题,提出基于思政引领的课程改革思路,从确定思政元素、重构教学内容、设计实施环节和评价教学效果4方面介绍改革实践过程,最后说明课程改革效果。
关键词:物联网规划与组建课程;课程思政;职业教育;思政引领;课程改革
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引 言
近年来,国家出台了一系列政策文件,以指导和推动职业教育的高质量发展。第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十四次会议通过的《中华人民共和国职业教育法》修订案,明确了“职业教育是与普通教育具有同等重要地位的教育类型”的法律地位,为新的职业教育法律体系建设筑牢了一块最重要的基石[1]。党的二十大报告提出要统筹推进教育、科技、人才三大强国建设,进一步指明了职业教育在新时代的重要性和前进方向[2]。教育部要求“全面推进课程思政建设”,将思政教育贯穿于人才培养体系中,充分发挥每门课程的育人作用,以全面提升高校的人才培养质量[3]。具体实施方面,《“十四五”时期教育强国推进工程实施方案》强调通过加强职业教育的课程思政建设,促进职业教育与产业需求的紧密对接,培养更多高素质技术技能人才。
教育工作者对课程思政进行了广泛而深入的研究,提出了许多课程思政的教学方法。普遍的方法是在教学过程中不断挖掘课程中的思政元素,将思政内容自然融入专业课程,实现潜移默化的教育效果[4-8]。文献[9]中探讨了专业课程思政推行中的核心问题及解决思路;文献[10]中以理工科课程为例,指出了理工科教师实践课程思政的具体要领;文献[11]中对高职院校课程思政改革路径进行了思考。与文史类课程相比,理工类专业课程的思政融入存在教师素养和意识相对薄弱、思政内容缺乏深度和系统性、思政和专业知识之间的联系不够紧密、学生在学习过程中难以产生共鸣等问题。
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物联网规划与组建课程教学中存在的问题
物联网规划与组建课程面向物联网应用技术专业的学生,课程安排在大二上学期,前导课程包括程序设计基础、物联网电子技术。课程采用理实一体的教学方式,学生通过实践进行学习。课程在以下几个方面仍存在问题。
(1)思政内容缺乏系统性和逻辑性。虽然尝试在课程中加入思政元素,但是这些内容往往零散且缺乏系统性和深度,未能形成连贯的教育体系。
(2)思政内容和专业内容割裂。目前的思政内容多以导入案例或技术相关故事形式插入,显得过于生硬,影响了专业内容的教学连贯性,甚至占用专业教学时间,导致教学质量下降,产生了思政和专业抢时间的矛盾。
(3)思政教学方式单一。以教师讲授为主,学生的参与度和积极性不高,思政教学主要依赖于教材和PPT,缺乏实践环节,使得学生感到枯燥乏味,无法充分调动其学习积极性。
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题基于思政引领的课程改革思路
基于思政引领的教学改革思路旨在以“润物细无声”的方式,培养德才兼备的高素质技术技能性人才,通过将思政教育融入课程的各个环节,实现课程思政与专业知识的深度融合,在提升思政素养的同时也提升学生的专业能力。分析课程特点和学生学情,确定课程思政元素;以思政元素为引领,结合企业项目实际开发流程,重构教学内容,融入思政元素;设计以学生为中心的教学实施环节,确保改革落地;基于信息化手段,科学评价学习效果发现问题,不断地反馈和改进,确保思政教育与专业教学深度融合,提升课程的整体教学效果。基于思政引领的课程改革思路如图1所示。

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教学改革的实施
3.1确定思政元素
物联网规划与组建课程以立德树人为根本,根据项目贯通、书证融通的专业课程体系[12],结合社会需求、职业需求、课程特点和学生学情,根据知识目标和技能目标的特点,提出“双德四心”育人思政元素:以社会道德和职业道德为思政基础,浸润教学全过程;以秉初心、铸匠心、守红心、强信心为思政元素主线,融入需求分析、感知层开发、网络层开发和应用层开发的知识和能力目标中(如图2所示)。

(1)社会道德:在小组学习中,培养学生的团结合作,尊重他人和自主学习的社会道德。大学教育不仅要培养学生的专业能力,更要注重他们的道德培养。通过社会道德教育,学生能够形成正确的价值观和行为准则,成为有责任感、有道德、有贡献的社会成员,为建设和谐、进步的社会作出积极贡献。考虑到大学前的学习模式多强调个人排名和独立完成作业,学生往往不擅长与人交流合作。为了提高学习效率,学生通常遇到问题直接询问老师,而不是自主解决问题。社会道德元素正是针对这一现象进行选择和设计的。
(2)职业道德:在完成项目过程中,培养学生的工作习惯、细心严谨和热爱劳动的职业道德。职业道德教育不仅影响学生个人的职业发展和竞争力,还直接关系到组织的效益以及社会和经济的健康发展。通过职业道德教育,学生能够形成正确的职业价值观,为企业效益和经济发展作出贡献。考虑到高中阶段的学生主要以理论学习和做题为主,缺少职业教育和动手实践,因此培养学生良好的工作习惯、细心严谨和热爱劳动的意识成为职业道德元素的选择。
(3)秉初心:在项目需求分析阶段,使用物联网技术解决实际问题,实现需求,培养学生服务社会、回报社会,助力国家提质增效的初心。物联网技术作为信息技术的重要组成部分,正广泛应用于社会的各个领域,为社会带来诸多便利和效益。不忘初心,牢记使命,学生在完成项目过程中首先要明确为什么做,需求是什么,不是为了学而学,而是为了实际应用和解决问题。秉初心思政元素融入项目需求分析和绘制拓扑图的知识目标和能力目标中。
(4)铸匠心:在项目开发过程中,培养学生耐心专注、精益求精的工匠精神。高职教育培养学生的工匠精神,是中国经济转型升级发展的需要,也是企业和高职院校生存发展的需要[13]。工匠精神不仅仅靠说教,更需要学生身体力行、参与实践。物联网规划与组建课程通过真实项目和典型案例,使学生在解决实际问题的过程中体会和践行工匠精神。铸匠心思政元素融入传感技术开发感知层的知识和能力目标中。
(5)守红心:在使用通信技术时,了解中国物联网技术的最新进展和应用案例,明确中国在物联网领域的地位已经从追赶者变成了全球领先者之一,培养学生的爱国热情。守红心思政元素不仅帮助学生树立正确的价值观和世界观,还增强他们对国家和民族的认同感和归属感,并适应社会发展需求,为国家战略服务。守红心思政元素融入通信技术开发网络层的知识和能力目标中。
(6)强信心:在物联网应用开发中,完成整个项目的最后一步,并进行上台演示,培养学生的自信心和创新精神。勇敢表达和展示自我是当前社会非常需要的能力,也是学生个人发展的需要,然而理工科学生通常缺乏这种能力,因此需要通过多给学生展现和表达自己的机会,培养他们的信心。强信心思政元素融入组态软件开发应用层的知识和能力目标中。
3.2重构教学内容
围绕思政元素,根据工作过程系统化课程的设计思想和设计方法[14],对教学内容进行重构。课程对接专业岗位能力要求,融合1+X传感网应用开发职业技能等级标准,融入全国职业院校技能大赛,形成“课岗证赛”多维融合的课程内容[15]。课程共有4个项目[16-17],其中基础项目1个:物联网节点开发,该项目围绕物联网节点开发所需的核心知识和技能,设计了开发环境、GPIO、定时器、按键、PWM、串口发送、串口接收、ADC 8个任务,总计32学时。综合项目3个:仓库安防系统的规划与组建、工业园照明系统的规划与组建和厂区环境监测系统的规划与组建,根据物联网企业项目开发流程:需求分析、感知层开发、网络层开发和应用层开发,每个项目都分为4个任务,共16学时,3个项目由巩固项目到提高项目,再到创新项目,层层递进。围绕“双德四心”的思政元素,构建“双德浸润,四心融入”的思政融合模式,坚持“德”与“技”相统一[18],在润物细无声中培养德才兼备的高素质技术技能人才。物联网规划与组建课程重构教学内容如图3所示。

(1)社会道德浸润。每次课的内容均设计为完成一个具体任务,如搭建开发环境、控制LED的亮灭、绘制仓库安防系统框图、使用光敏传感器开发光照度感知层、使用LoRa通信网络层传输温湿度数据等。这些任务均以学生为中心,通过小组合作探究的方式完成。在合作探究过程中,学生在团结合作、尊重他人和自主学习方面的社会道德素养得到提升和浸润。
(2)职业道德浸润。围绕职业道德元素,课程每个单元的内容设计为一个项目,如物联网节点开发、仓库安防系统的规划与组建、工业园照明系统的规划与组建、厂区环境系统的规划与组建。所有项目均模拟实际工作环境,让学生在这种情境中完成物联网项目,从而培养他们的工作习惯、细心严谨和热爱劳动的职业道德。
(3)秉初心融入需求分析。课程每个实际项目的第一个任务内容都是项目需求分析。例如,仓库安防系统可以节约人力成本、提高安全性和可靠性,并能及时预警;工业园照明系统可以通过实时数据分析优化照明控制,实现节能减排、降低成本;厂区环境系统可以根据实时数据自动调节温度,及时预警环境问题,提高良品率。在需求分析过程中,融入秉初心的思政元素。
(4)铸匠心融入感知层开发。围绕铸匠心,课程每个实际项目的第2个任务内容都是感知层开发。例如,使用人体红外传感器节点开发人体红外数据感知层,人体红外传感器应安装在能够覆盖目标区域的位置,避免阳光直射和热源干扰,并反复调试以达到最佳灵敏度和延时效果;使用光敏传感器节点开发光照度数据感知层,光敏传感器应安装在能够有效接收光线变化的位置,其光照度计算公式和对应代码须反复调试以达到精益求精的效果;使用温湿度传感器节点开发温湿度数据感知层,温湿度传感器应安装在能够代表环境温湿度变化的位置,避免阳光、雨水或其他极端环境的直接暴露。在感知层开发过程中,任务鼓励学生自主设计,通过创新实践体验和践行工匠精神,融入铸匠心元素。
(5)守红心融入网络层开发。围绕守红心,课程每个实际项目的第3个任务内容都是网络层开发。例如,使用Wi-Fi通信网络层传输人体红外数据,国产Wi-Fi芯片ESP8266因其低成本、低功耗和强大功能迅速成为物联网(IoT)领域的热门选择;使用NB-IoT通信网络层传输光照度数据,华为积极参与NB-IoT国际标准的制订工作,并与3GPP等国际标准组织合作,推动NB-IoT技术标准的完善和全球统一;使用LoRa通信网络层传输温湿度数据,中国的LoRa生态系统日益完善,包括芯片制造、模组生产、网络运营、应用开发等多个环节,国内许多企业如华为、中兴、阿里云等都在积极推进LoRa技术的应用和推广。在网络层开发中,融入守红心元素。
(6)强信心融入应用层开发。围绕强信心,课程每个实际项目的最后一个任务都是应用层开发。例如,仓库安防系统应用开发、工业园照明系统应用开发、厂区环境系统应用开发。完成应用层开发后,整个项目即完成,让学生在挑战中体验成功,建立信心。3个项目的难度逐步增加,使学生体验到自己能力的提升,进一步建立信心。项目完成后,选择代表上台展示产品功能和优势,锻炼学生的表达能力和自信心。在应用层开发中,融入强信心元素。
3.3设计实施环节
为有效实现教学目标并融入思政元素,设计以学生为中心,项目导向、任务驱动的教学流程,并将思政元素渗透到每个教学环节,落地“双德浸润,四心融入”的思政融合模式。教学分为课前、课中、课后3个环节,课前和课后以学生自学为主,课中以问题导向法推动知识目标的实现,以任务驱动法推动能力目标的实现,以双德浸润推动素质目标的实现,根据每次任务的特点,选择四心中的一个元素融入。实施环节如图4所示。以“仓库安防系统的规划与组建”项目的“使用Wi-Fi通信网络层传输人体红外数据”任务为例,具体实施环节如下。

(1)课前导学:学生通过在线学习平台自主学习Wi-Fi通信技术,并完成相应的测验。这一环节旨在为课堂上的任务探究奠定基础,使学生提前了解相关知识。
(2)课中探究:在课堂上创设“仓库安防系统的规划与组建”情境,引出本次课的任务要求:通过Wi-Fi通信技术组建网络层,将人体红外数据传输到云平台。学生分组学习本次课的任务,并通过思考、实践、讨论、反思、总结等方式,逐步完成云平台项目创建、云平台通信协议和Wi-Fi模块AT指令3个递进的子任务。教师通过超星学习平台实时采集学生学习数据,及时了解学生的学习进度和掌握情况。在掌握任务所需技能后,学生分组制订任务计划,进行组间交流和分享,改进计划后实施任务,并记录过程中遇到的问题和解决方法。任务完成后,将结果上传到学习平台,由师生共同对任务进行评价。
(3)课后提升:根据在线教学平台的失分点,学生总结要点,复习巩固并自学更多Wi-Fi指令以提升技能。此环节进一步深化学生对所学知识的理解和应用。
整个任务不仅培养学生的专业能力,还通过分组合作提升学生的团结合作和自主学习能力。在“仓库安防系统的规划与组建”工作情境中,学生的工作习惯、细心严谨和热爱劳动的职业道德也得到培养。任务使用的Wi-Fi芯片ESP8266为国产芯片,是全球Wi-Fi芯片市场占有率最高的芯片,以其高性能、低价格被誉为“国货之光”。学生使用该国产芯片将数据传输到新大陆物联网云平台,这一领先的国产云平台让学生在使用国产技术时自然感受到祖国的强大,实现守红心目标。整个过程虽然不显露思政教育的痕迹,但是思政教育贯穿始终,达到“润物细无声”的效果。
3.4评价教学效果
根据教学目标和内容,课程考核设计多主体、多维度、多方法、全过程的“三多一全”考核方式,全面评估学生的知识掌握、实践能力和思政素养。考核分为课前任务、课中任务、课后任务、项目汇报和期末考试5个部分,每个部分均有具体的考核方法和维度,如视频观看、课前测验、课堂任务、项目汇报等。通过学生自评和互评、教师评定和平台数据多主体共同参与,提升评价的客观性和公正性。具体课程考核见表1。

(1)多主体。学生自评、学生互评、教师评定、平台数据和企业导师反馈多个主体的共同参与。这种多主体的考核方法不仅可以提升评价的客观性和公正性,还能促进学生的全面发展和
进步。
(2)多维度。围绕教学目标,全面评估学生的知识掌握情况、实践能力和思政素养,不仅关注学生的测验实操成绩与考试成绩,还观察学生的态度、习惯、操作规范、表达能力和团队合作,关注学生发表讨论和心得体会的内容,考查学生在实操中的知识技能及社会道德、职业道德、初心、匠心、红心、信心等。全面了解学生的学习效果,发现问题并进行针对性的改进,从而提高教学质量和学生的综合能力。
(3)多方法。小测验:用于评估学生对某个知识点、任务或项目的知识掌握情况。期末考试:总结性评价,覆盖整个课程内容。课堂任务:通过实际操作评估学生的动手能力和专业技能。项目展示:学生对某个项目成果进行展示,评估其语言表达能力和技能掌握情况。心得体会:评估学生思考能力和表达能力。
(4)全过程。使用信息化教学平台进行全过程的数据采集,包括课前的视频观看时长和测验正确率,课中的签到次数、答题互动次数、测验正确率、课堂任务得分、同学评价分、设备整理、操作规范等,课后的复习测试正确率、拓展学习时长等,考查学生对每个任务的掌握程度。项目完成后进行系统展示和项目汇报,考查学生对每个项目的掌握程度。课程结束后进行期末考试,考查学生对整个课程的掌握程度。
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课程改革效果
以物联网211班的数据为例,学生的“双德四心”平均分均在85分以上,思政效果达到了预期,其中,社会道德平均分最高,达到91分,可见分组合作的模式得到了学生的认可。平均分最低的是信心和职业道德,都为86分,信心方面主要是学生在上台展示时紧张,须进一步加强自信心的培养;职业道德方面,学生在细致严谨方面要进一步提升。具体课程改革效果如图5所示。

在思政效果达到预期的同时,其他方面也取得了显著效果。学生课程通过率达99%以上,优秀率达40%以上,X证书传感网应用开发通过率达80%以上。学生获得全国职业院校技能大赛“物联网技术应用”赛项一等奖、全国大学生互联网+创新创业大赛一等奖等多个奖项,就业率达98%以上。教学团队获得江苏省教学能力大赛二等奖、江苏省高校青年教师教学竞赛二等奖、江苏省微课大赛二等奖、新大陆杯1+X传感网应用开发教学能力大赛一等奖等多个奖项。这表明恰当的思政融入不仅不会影响专业内容的教学,反而能促进专业内容的教学。
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结 语
思政教育和专业教育并非对立冲突,而是辩证统一的。社会道德和职业道德可以浸润专业教学各个环节,初心、匠心、红心、信心可以融入物联网项目开发的4个步骤,思政不仅不会占用专业内容教学的时间,反而能提升专业内容教学效果。实践还发现,讲授式的思政教育效果有限,通过实践体验能更好地达到教育目的。总的来说,本实践为思政融入物联网专业课程教学能提升教学效果提供了实证支持,未来可以进一步探索思政元素在其他专业课程中的具体应用和效果。
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第一作者简介:徐威,男,讲师,研究方向为物联网技术,x1xuwei@126.com。返回搜狐,查看更多