OBE理念在物联网组网技术教学的应用

摘要：文中基于OBE（成果导向教育）理念，分析了“物联网组网技术”课程的性质，创新了以学生为中心的教学模式，提出项目运作与翻转课堂相结合的多元化教学方法，引入物联网虚拟仿真平台作为实训教学工具，更新了贴合行业发展的教学内容，使学习产出符合教学的预定目标。

关键词：成果导向教育；物联网组网技术；综合解决方案；教学改革；虚拟仿真实验；立体化数学环境

OBE（成果导向教育）理念作为一种以学生为中心，根据预设目标反向进行教学设计的方法，其理论内涵已被广泛应用于教学模式创新与改革实践中。本文针对“物联网组网技术”课程专业性强、解决方案综合度高、应用场景复杂、技术更新迭代周期短以及贴合市场真实项目等特点，将OBE理念中学习产出的定义、实现、评价及应用贯穿于教学全过程，使学习产出达成教学的预设目标。

1基于成果导向的教学模式

1.1课程性质

“物联网组网技术”课程面向智慧城市、智慧农业、智慧环保、智慧交通、智能安防等行业的综合方案设计、方案销售与规划、工程服务与管理等工作岗位，通过对物联网组网技术、物联网组网规划与系统集成、智能家居仿真实验与方案设计、智慧农业硬件选型及方案设计、智慧环保总体架构及方案设计、工业物联网综合方案、智慧交通系统设计、基于物联网的远程医疗监护系统设计、基于物联网的智能仓库管理系统及智慧物流解决方案、智能安防系统设计等内容的学习，培养面向行业的物联网综合解决方案设计、物联网应用系统服务与营销、物联网应用工程施工与调试等能力，为后续物联网高级应用课程学习打下坚实基础[1]。

1.2教学模式设计思路

基于成果导向的教学模式将学习产出的定义、实现及应用、评价按照课程的教学目标、教学实施以及教学评价等分层展开，各层级间通过教学完成知识学习闭环，总体架构如图1所示。在学习产出的定义上以学生为中心，紧密围绕人才培养方案展开，面向综合解决方案经理、政企MKT等市场“常青藤”岗位。通过课程学习使学生具备面向行业的物联网综合方案撰写、物联网通用硬件产品选型以及运用虚拟仿真平台对方案进行验证的能力，并掌握物联网组网技术的体系框架、技术标准、组网规划与系统集成等知识[2]。实现学习产出与应用学习产出以课堂教学为主要实现途径，采用项目化运作、分组教学及翻转课堂等多元化教学方式，在教学内容上迭代更新本地特色产业、产业前沿与产业高端等相关内容，利用智慧职教平台、智慧课堂以及微课等资源作为教学辅助手段，使用物联网虚拟仿真平台作为方案创新、方案验证的教学仿真系统，让学生在模拟企业真实环境下完成硬件选型、系统设计、方案撰写及方案宣讲等任务。学习产出的评价采用智能打分与人工评价相结合的方式开展。教师组织小组（团队）内部、小组之间互评，并参考智慧课堂平台和虚拟仿真平台的打分结果，从完整性、正确性和可落地性等三个维度对解决方案进行差异化、针对性评价。如智慧农业重点针对温感、烟感、喷淋等硬件选型、组网设计是否合理，而一卡通系统则重点关注虚拟仿真系统中ISO14443库文件是否正确引用等[3]。

2构建项目与翻转课堂相结合的立体化教学环境

采用合理的教学组织形式是实现学习产出目标的重要途径。本文以项目运作为导向，突出OBE理念中学生的主体地位，合理划分课前、课中和课后教学层次。典型教学活动设计如图2所示。课前通过智慧课堂平台推送项目背景、典型组网架构、应用场景及商业模式等预习资料，学生在线上完成学习。以智能家居章节为例，课前向学生推送家居门禁系统、可视对讲系统、监控及报警系统的典型应用场景，主流的智能家居宣传体验视频，并发送智能家居物联云的商业计划书，充分调动学生的学习积极性[4]。在课堂上首先创设项目化运作的情景，设定目标客户（政府、企业或个人），参考华为“铁三角”（销售负责人、技术方案负责人及交付负责人）模式或中兴通讯“一体化项目运作”模式划分团队角色，营造“沉浸式”的教学氛围。结合课前的推送资料，教师从总体架构、硬件选型、系统设计、应用场景及商业模式等方面深入分析典型案例，引导学生自主探索搭建解决方案的架构，让学生分组完成综合方案的撰写，并在虚拟仿真平台完成方案验证。结合智慧课堂平台的评价结果（如图3所示），组织学生完成内部评价和小组互评活动；实施翻转课堂，让学生完成方案宣讲及推介，加深对物联网组网技术的理解，完成项目运作中售前阶段的闭环[5]。课后推送相关领域最新发展动态，让学生线上完成方案偏离度分析。以智慧交通为例，在课后推送交通信号配置优化服务模式、大数据与全域交通综合治理解决方案、TOD效益的实现路径与典型项目进展等内容，让学生从核心产品功能、细分组网方案及商业模式等不同维度进行方案对比，完成方案优化，进而加深对交通领域前沿知识的理解。

3搭建验证方案的虚拟仿真实验平台

OBE理念在应用学习产出方面，强调将理论知识与实践相结合，能够将学习成果运用到工作实际中。在实践教学阶段，传统方式采用实际物理设备进行调试，如部署RFID接收设备、IC读写器等。这种教学方式在培养学生动手操作能力方面有一定优势，但是组网成本高、应用场景固化、硬件更新滞后以及二次开发能力不足等缺陷也较为明显。针对上述问题，本文在实训教学环节选用虚拟仿真教学实验平台。该平台可模拟RFID、WSN、电源、协调器等硬件实训设备，避免真实环境中设备繁杂、布线混乱及接口不稳定等不足，有效降低硬件组网成本；打造从单一产品应用到复杂工程组网等不同物联网应用场景，逐步提升学生的动手能力和工程实践能力；开放数据库、窗口管理及硬件通信的二次开发接口（如图4所示），让学生自主完成需求拓展和方案验证[6]。

4引入符合市场需求的教学内容

近年来，物联网技术发展迅猛，其应用范围的广度、应用行业的深度及应用场景的复杂度正发生着日新月异的变化。因此，在分析典型案例的技术方案时，应更新迭代符合市场需求的内容，使学习产出贴近本地产业和产业高端。（1）在学习章节中嵌入本地特色产业发展历史、发展政策及发展规模等，如在智慧农业系统的建设背景中增加宁夏九大重点产业高质量发展实施方案所确定的现代枸杞产业，在技术方案中选取枸杞智慧化服务与管理系统、枸杞产业大数据综合信息服务平台、枸杞特色电商等内容，激发学生对家乡产业的热爱之情。（2）在方案的实施路径中增加相关产业的最新发展动态，如在智慧物流系统中的溯源部分增加某科技企业通过RFID技术实施的自动拣选系统，实现了从“人拣货”转变为“货到人”，有效提升配送效率，让学生体验到技术更新对企业发展的重要意义。（3）在商业模式的创新中增加已培育落地的新模式，如在智能家居项目中探索物联云的运营，将已整合的技术方案通过云端拓展市场，使学生将自己撰写的技术方案和运营结合起来，不断提升技术自信。

5结语

本文紧密围绕OBE理念中学习产出的定义、实现、评价及应用的内涵，结合“物联网组网技术”课程的特点，在教学模式、教学方法、实训教学工具及教学内容上实现不同维度的创新，使学生的学习效果达成既定目标[9-10]。

作者：高志华 降玮 庞翠 张婷 单位：宁夏职业技术学院