農(nóng)業(yè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)技術課程教學研究

引 言

上海是國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術和應用的主要地域之一，而發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已成為上海市改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要途徑。上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將緊緊圍繞都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)綜合管理、農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管、農(nóng)產(chǎn)品電子商務等領域加強示范項目建設，推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的研發(fā)、集成、示范和推廣應用，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與水平， 提高農(nóng)業(yè)管理水平[1]。

在此背景下，研究如何培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用項目所需的程序設計、測試、系統(tǒng)集成、項目安裝調(diào)試、系統(tǒng)運行維護和技術支持、市場營銷等崗位要求的應用型人才就顯得十分必要，而《物聯(lián)網(wǎng)技術及應用》課程作為該專業(yè)培養(yǎng)體系中的先導課程，具有非常重要的基礎地位。如何讓該課程關注關鍵技術，聚焦農(nóng)業(yè)應用，成為擺在農(nóng)業(yè)高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)方案中的一個重要課題。筆者所在的上海農(nóng)林職業(yè)技術學院（以下簡稱“我院”）開設了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)，結(jié)合農(nóng)業(yè)實訓基地資源，建設了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實訓室，并以此為起點著力建設上海地區(qū)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合應用示范基地。因此，本文結(jié)合已有的實訓條件和教學經(jīng)歷，就該課程的教學規(guī)范做了一些探索和實踐。

1 課程設置與教學目標

1.1 課程地位分析

農(nóng)林院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設置時間短，缺乏教學實踐積累，又沒有成功經(jīng)驗可以借鑒，因此，加強實踐探索和院校間的相互交流是少走彎路、盡快提升專業(yè)辦學水平的唯一途徑[2]。據(jù)了解，國內(nèi)開設有物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)的高職院校并不多，農(nóng)業(yè)院校中更是鮮有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設置，更多的是在現(xiàn)有信息類專業(yè)的基礎上結(jié)合自身特色開設了物聯(lián)網(wǎng)相關方向。就我院的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)計劃，本課程所處的地位如圖 1 所示，它是學生學習的第一門專業(yè)先導課，可幫助學生明確各個專業(yè)課程的意義和課程之間的關系。

1.2 教學目標分解

知識目標 ：從圖 2 所示的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)出發(fā)，使學生了解物聯(lián)網(wǎng)的相關技術，對物聯(lián)網(wǎng)在各個領域，尤其是智慧農(nóng)業(yè)領域的典型應用有所認識，并在此基礎上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架。

能力目標 ：具有跟蹤物聯(lián)網(wǎng)新知識、新技術的能力，能夠及時了解整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)尤其是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用領域和發(fā)展前景，明確專業(yè)發(fā)展方向和就業(yè)領域。

2 教學模式與教學內(nèi)容

2.1 總體教學規(guī)劃

在內(nèi)容選取上，本課程側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)的應用、技術、服務、知識體系以及作為物聯(lián)網(wǎng)應用型人才的標準，涉及到圖 2 所示各項技術和應用案例。

在授課方式上，采用課堂講授與實地參觀相結(jié)合，學校老師和企業(yè)專家相結(jié)合的方式。通過這種課程安排，自下而上對物聯(lián)網(wǎng)的應用案例、關鍵技術、知識體系進行講解，讓學生對企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)項目和人才需求有所認識[3]。

2.2 課程內(nèi)容

以課程總體規(guī)劃為基礎，設計本課程的內(nèi)容，詳細安排如表 1 所列。

3 教學方法與手段 

3.1 實驗實訓條件 

高職院校在建設物聯(lián)網(wǎng)實訓場所的時候，應當以“把握 發(fā)展趨勢，提升應用能力”為目標，建設集教學、實驗、科研和體驗功能于一體的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，以提高教學科研水 平和學生應用能力，促進學生就業(yè)，提升學校競爭力 [4]。對 于農(nóng)業(yè)院校，還需充分考慮內(nèi)外結(jié)合的原則，即實訓設備與溫 室、園林、畜舍、水產(chǎn)等場所相對接，在課程的實施過程中實 現(xiàn)聯(lián)動，使學生可以充分理解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術要點和應用特 點，實現(xiàn)窄基礎、精深入、先顧農(nóng)、再顧物，化解物聯(lián)網(wǎng)寬泛 的特點。

基于上述考慮，我院實訓室在建設時積極與當?shù)剞r(nóng)業(yè)物 聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)開展合作共建，結(jié)合已有資源，規(guī)劃出基礎教 學區(qū)域（如圖 3 所示）、綜合應用區(qū)域（如圖 4 所示）、溫室大 棚物聯(lián)網(wǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、大田耕種物聯(lián)網(wǎng)、果蔬種植物聯(lián)網(wǎng)、 蘭花組培物聯(lián)網(wǎng)（如圖 5 所示），提供多種物聯(lián)網(wǎng)實訓平臺， 應用計算機網(wǎng)絡技術、無線傳感技術、RFID 技術、Web 技術、 移動通信技術等，滿足學生體驗智慧農(nóng)業(yè)、學習物聯(lián)網(wǎng)技術、 開展綜合實訓的需要。

3.2 教學方法的選取 

物聯(lián)網(wǎng)涉及多個學科和領域，無論是技術體系，還是應 用模式，都是一個復雜的系統(tǒng)，采用怎樣的教學方法來幫助 學生理解相關知識，激發(fā)其學習后續(xù)課程的興趣，是教學工 作的關鍵。因此，為了培養(yǎng)學生主動學習的能力和學習興趣， 采用了“講解 + 體驗 + 思考”的“三步教學法”。 

第一步 ：講解——精心整理最新的物聯(lián)網(wǎng)技術資訊和應 用案例，配合通俗易懂的文字、圖片和視頻，使學生全方面的 感知物聯(lián)網(wǎng)。注重應用舉例和提問的方式，激發(fā)學生的認知 與興趣。

第二步 ：體驗——充分利用實訓室和農(nóng)業(yè)基地配備的物 聯(lián)網(wǎng)設備，同時借助企業(yè)成熟的商業(yè)成果，讓教學過程所學 即所見，使學生多渠道的了解物聯(lián)網(wǎng)。 

第三步 ：思考——積極調(diào)動學校老師和企業(yè)工程師的智 慧，設計多個領域典型的物聯(lián)網(wǎng)項目需求，交由學生來完成 項目建議書，使學生真正的參與物聯(lián)網(wǎng)。

3.3 教學手段的運用

課件與校本教材——教學課件注重信息的豐富性和知識 的趣味性，突出對物聯(lián)網(wǎng)技術常識的理解和對物聯(lián)網(wǎng)知識體 系的認識 ；校本教材作為物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域的應用這個專題的 深入，幫助學生了解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的全貌，并通過實 例對物聯(lián)網(wǎng)有更為直觀地理解。

實驗實訓設備——基礎教學區(qū)域每個工位配有 1 套物聯(lián)網(wǎng)無線傳感套件，綜合應用區(qū)域配有物聯(lián)網(wǎng)工程應用實訓系統(tǒng)、智慧大棚沙盤、“種植 + 養(yǎng)殖”物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、“實訓室 - 農(nóng)業(yè)基地”互動展示系統(tǒng)。這些設備可以讓學生在教學過程中對物聯(lián)網(wǎng)知識的理解更加真實，激發(fā)學生的學習興趣。

校外實訓基地——講到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用時，可在農(nóng)業(yè)基地進行現(xiàn)場教學，由企業(yè)工程師與教師共同授課 ；講到應用案例時，亦可安排學生前往農(nóng)場、畜牧場和農(nóng)產(chǎn)品電子商務企業(yè)進行參觀體驗。

課外學習資源——編寫富有趣味性的物聯(lián)網(wǎng)基礎知識手冊作為課堂教學的補充，幫助學生更全面系統(tǒng)的認識物聯(lián)網(wǎng)； 并從中整理出題庫資源，既可作為考核來源，也可作為課堂教學效果的鞏固。

3.4 多元化的考核方式

知識性考核——采用在線考試系統(tǒng)，在短時間內(nèi)以大題 量的客觀題形式考核學生對物聯(lián)網(wǎng)技術了解的廣度，考核成績 占本課程成績的 30%。

能力性考核——以開放性試題的形式考核學生對物聯(lián)網(wǎng) 體系架構(gòu)的認知深度，學生以項目方案的形式提交報告并進行 匯報，由校企老師和工程師從原創(chuàng)性、準確性、實用性角度 共同評判打分，該成績占本課程成績的 50%。

過程性考核——出勤率、獨立思考問題的能力、實訓設 備的操作能力，占 20%。

結(jié) 語

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術專業(yè)是為滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)背景下對物聯(lián)網(wǎng)人才的大量需求而開設的新專業(yè)方向[5]，本文針對農(nóng)業(yè)類高職院校的《物聯(lián)網(wǎng)技術及應用》課程，結(jié)合上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，明確課程的定位，設計了該課程的教學規(guī)范。經(jīng)過上海農(nóng)林職業(yè)技術學院近兩年的實踐證明，該課程規(guī)范有利于拓展學生的視野、奠定良好的專業(yè)基礎。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和課程的開設時間不長，符合農(nóng)業(yè)高職院校的教學資源更是十分有限，因此課程建設的很多問題如教學方法、專業(yè)教材建設等方面還需作進一步的深入研究。