农业高职院校物联网技术课程教学研究

引 言

上海是国内物联网技术和应用的主要地域之一，而发展农业物联网已成为上海市改造传统农业，发展高效生态农业的重要途径。上海农业物联网发展将紧紧围绕都市现代农业建设，在农业生产、农业综合管理、农产品安全监管、农产品电子商务等领域加强示范项目建设，推动农业物联网技术的研发、集成、示范和推广应用，提升农业生产质量与水平， 提高农业管理水平[1]。

在此背景下，研究如何培养农业物联网应用项目所需的程序设计、测试、系统集成、项目安装调试、系统运行维护和技术支持、市场营销等岗位要求的应用型人才就显得十分必要，而《物联网技术及应用》课程作为该专业培养体系中的先导课程，具有非常重要的基础地位。如何让该课程关注关键技术，聚焦农业应用，成为摆在农业高职院校物联网专业培养方案中的一个重要课题。笔者所在的上海农林职业技术学院（以下简称“我院”）开设了农业物联网方向专业，结合农业实训基地资源，建设了农业物联网实训室，并以此为起点着力建设上海地区的农业物联网综合应用示范基地。因此，本文结合已有的实训条件和教学经历，就该课程的教学规范做了一些探索和实践。

1 课程设置与教学目标

1.1 课程地位分析

农林院校物联网工程专业设置时间短，缺乏教学实践积累，又没有成功经验可以借鉴，因此，加强实践探索和院校间的相互交流是少走弯路、尽快提升专业办学水平的唯一途径[2]。据了解，国内开设有物联网技术专业的高职院校并不多，农业院校中更是鲜有物联网专业设置，更多的是在现有信息类专业的基础上结合自身特色开设了物联网相关方向。就我院的农业物联网培养计划，本课程所处的地位如图 1 所示，它是学生学习的第一门专业先导课，可帮助学生明确各个专业课程的意义和课程之间的关系。

1.2 教学目标分解

知识目标 ：从图 2 所示的农业物联网体系架构出发，使学生了解物联网的相关技术，对物联网在各个领域，尤其是智慧农业领域的典型应用有所认识，并在此基础上了解物联网系统的整体框架。

能力目标 ：具有跟踪物联网新知识、新技术的能力，能够及时了解整个物联网产业尤其是农业物联网的应用领域和发展前景，明确专业发展方向和就业领域。

2 教学模式与教学内容

2.1 总体教学规划

在内容选取上，本课程侧重于物联网的应用、技术、服务、知识体系以及作为物联网应用型人才的标准，涉及到图 2 所示各项技术和应用案例。

在授课方式上，采用课堂讲授与实地参观相结合，学校老师和企业专家相结合的方式。通过这种课程安排，自下而上对物联网的应用案例、关键技术、知识体系进行讲解，让学生对企业的物联网项目和人才需求有所认识[3]。

2.2 课程内容

以课程总体规划为基础，设计本课程的内容，详细安排如表 1 所列。

3 教学方法与手段 

3.1 实验实训条件 

高职院校在建设物联网实训场所的时候，应当以“把握 发展趋势，提升应用能力”为目标，建设集教学、实验、科研和体验功能于一体的物联网实验平台，以提高教学科研水 平和学生应用能力，促进学生就业，提升学校竞争力 [4]。对 于农业院校，还需充分考虑内外结合的原则，即实训设备与温 室、园林、畜舍、水产等场所相对接，在课程的实施过程中实 现联动，使学生可以充分理解农业物联网的技术要点和应用特 点，实现窄基础、精深入、先顾农、再顾物，化解物联网宽泛 的特点。

基于上述考虑，我院实训室在建设时积极与当地农业物 联网龙头企业开展合作共建，结合已有资源，规划出基础教 学区域（如图 3 所示）、综合应用区域（如图 4 所示）、温室大 棚物联网、水产养殖物联网、大田耕种物联网、果蔬种植物联网、 兰花组培物联网（如图 5 所示），提供多种物联网实训平台， 应用计算机网络技术、无线传感技术、RFID 技术、Web 技术、 移动通信技术等，满足学生体验智慧农业、学习物联网技术、 开展综合实训的需要。

3.2 教学方法的选取 

物联网涉及多个学科和领域，无论是技术体系，还是应 用模式，都是一个复杂的系统，采用怎样的教学方法来帮助 学生理解相关知识，激发其学习后续课程的兴趣，是教学工 作的关键。因此，为了培养学生主动学习的能力和学习兴趣， 采用了“讲解 + 体验 + 思考”的“三步教学法”。 

第一步 ：讲解——精心整理最新的物联网技术资讯和应 用案例，配合通俗易懂的文字、图片和视频，使学生全方面的 感知物联网。注重应用举例和提问的方式，激发学生的认知 与兴趣。

第二步 ：体验——充分利用实训室和农业基地配备的物 联网设备，同时借助企业成熟的商业成果，让教学过程所学 即所见，使学生多渠道的了解物联网。 

第三步 ：思考——积极调动学校老师和企业工程师的智 慧，设计多个领域典型的物联网项目需求，交由学生来完成 项目建议书，使学生真正的参与物联网。

3.3 教学手段的运用

课件与校本教材——教学课件注重信息的丰富性和知识 的趣味性，突出对物联网技术常识的理解和对物联网知识体 系的认识 ；校本教材作为物联网在农业领域的应用这个专题的 深入，帮助学生了解农业物联网发展和应用的全貌，并通过实 例对物联网有更为直观地理解。

实验实训设备——基础教学区域每个工位配有 1 套物联网无线传感套件，综合应用区域配有物联网工程应用实训系统、智慧大棚沙盘、“种植 + 养殖”物联网监测系统、“实训室 - 农业基地”互动展示系统。这些设备可以让学生在教学过程中对物联网知识的理解更加真实，激发学生的学习兴趣。

校外实训基地——讲到农业物联网应用时，可在农业基地进行现场教学，由企业工程师与教师共同授课 ；讲到应用案例时，亦可安排学生前往农场、畜牧场和农产品电子商务企业进行参观体验。

课外学习资源——编写富有趣味性的物联网基础知识手册作为课堂教学的补充，帮助学生更全面系统的认识物联网； 并从中整理出题库资源，既可作为考核来源，也可作为课堂教学效果的巩固。

3.4 多元化的考核方式

知识性考核——采用在线考试系统，在短时间内以大题 量的客观题形式考核学生对物联网技术了解的广度，考核成绩 占本课程成绩的 30%。

能力性考核——以开放性试题的形式考核学生对物联网 体系架构的认知深度，学生以项目方案的形式提交报告并进行 汇报，由校企老师和工程师从原创性、准确性、实用性角度 共同评判打分，该成绩占本课程成绩的 50%。

过程性考核——出勤率、独立思考问题的能力、实训设 备的操作能力，占 20%。

结 语

农业物联网技术专业是为满足现代化农业背景下对物联网人才的大量需求而开设的新专业方向[5]，本文针对农业类高职院校的《物联网技术及应用》课程，结合上海农业物联网产业的发展前景，明确课程的定位，设计了该课程的教学规范。经过上海农林职业技术学院近两年的实践证明，该课程规范有利于拓展学生的视野、奠定良好的专业基础。由于物联网专业和课程的开设时间不长，符合农业高职院校的教学资源更是十分有限，因此课程建设的很多问题如教学方法、专业教材建设等方面还需作进一步的深入研究。