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為了加強職業教育與企業的聯系,提高專業教師實踐水平,培養“雙師”型專業骨干教師,學校安排專業教師暑期到企業實踐活動。我作為計算機專業教師,有幸參加了上海中軟計算機系統工程有限公司系統架構師崗位的企業實踐工作。專業教師下企業鍛煉是提升教師綜合素質的重要舉措。教師通過下企業鍛煉,了解企業生產、經營全過程,提高動手能力,為專業建設與中職培養目標做好市場調研。轉眼間,兩個月的企業實踐已經結束,現將企業實踐所見、所聞、所得總結如下:
一、實踐時間:2019年7月1日—2019年8月30日
二、實踐基地簡介
上海電子信息職業教育集團和上海中軟計算機系統工程有限公司共建的教師企業實踐基地自2013年以來已連續六年成功組織實施了教師企業實踐培訓活動。六年中上海中軟實踐基地共接待了來自上海信息技術學校、上海市工程技術管理學校、上海新聞出版職業技術學校、重慶安全技術職業學院、云南楚雄技師學院等20所院校,共計38名學員教師參與了企業實踐活動。
上海中軟基地為上海市中等職業學校信息技術類專業教師提供互聯網應用設計師、系統集成架構師等企業實踐崗位,旨在滿足教師的企業實踐需求,使教師通過崗前培訓、原廠商技術知識培訓、優秀項目的實地觀摩學習、先進設備的參觀、實體項目的參與和頂崗實踐、學習成果的交流、總結與評審等實踐內容,縮短教師理論知識與實際應用之間距離,提升教學內涵。
參培教師通過了解企業工作規范,將相關理念融入到學生培養過程中;了解新技術的發展趨勢,進行專業教學知識的更新;及時掌握本專業、學科發展的前沿動態及實際應用情況,努力提升教師的創新、實踐能力;通過感受企業文化,了解職業素養,讓教師貼近職場,了解企業對人才的需求,將實踐的成果轉化到課堂教學中去,有效改進教學內容及方法,促進專業教學改革及專業人才培養。
三、實踐崗位
系統集成架構師,崗位實踐具體內容:
1)參與項目方案的設計或者實施,了解理論知識是如何在系統集成架構設計和部署中體現的,了解理論知識是如何實現項目需求功能;
2)與企業實訓集成團隊共同探討,結合最新網絡技術、虛擬化技術、軟件技術和教師多年教學經驗,形成更適合院校的專業發展的成果;
3)參加公司、廠商、合作培訓機構舉行的技術交流會和產品展示活動,了解新技術以及未來的發展趨勢。
四、實踐目的和內容
1、實踐目的
目的主要是進行現場觀摩、上崗操作,熟悉相關專業領域的新知識,切實感受日常教學活動和企業對職工專業素質要求之間的差距,為在日后的教學工作中更好地發揮教學能動性、積極促進教學改革具有深遠的現實意義,為計算機專業下一步的專業課程教學做準備。
2、實踐內容
本次企業實踐我申報的是系統集成架構師項目,項目包含三個階段,分別是網絡工程、虛擬化建設、網絡安全。
首先是第一階段的學習,帶教師傅周寅生針對系統架構中最基礎的網絡工程,給我做了培訓。我所實踐的工作地點是上海市稅務局臨江計算機機房,首先周老師帶我熟悉了網絡架構。
培訓內容切合主題,周老師作為企業工程師,對網絡工程有很深入的見解。上圖中VRRP協議在政府機關的應用是我雙項目的學習目標,這個內容是我的學習重點。配合生動幽默的講解,讓我很快的進入狀態,結合自己的所學將其應用到網絡工程中去。培訓中我們學習了網絡工程的特點是明確設計目標、詳細設計方案、根據權威的設計依據、完備技術文檔、完善實施機構。了解網絡工程各個層次的專業定位,以及網絡工程師需要具備的組織和實施工程的能力,與不同用戶進行溝通的能力,獨立解決問題的能力及很強的團隊協作精神。最后總結了網絡系統的集成步驟分別是規劃、設計、實施、驗收。通過這幾次培訓,我掌握了網絡項目實施中的各個元素,了解了各個知識點如何對應企業當中的崗位,從中總結出更有針對性的教學方案。
網絡工程中運維工作具有舉足輕重的地位,只有良好的運維才會產生良好的用戶體驗,下面我著重對運維工作進行總結。通過對實踐崗位運維工作的學習,我發現網絡運維更適合我們職校學生去勝任,它要求有較高的動手能力,這點恰恰符合我們中職學生的特點。日常運維工作主要包括終端部分和網絡部分,終端部分包括客戶端電腦的硬件排障,系統及應用軟件層面的維護,客戶端外設打印機等設備的安裝,互聯,運維,協助排除稅務專網終端電腦系統及生產環境下使用故障,抽查并更新各單位終端資產統計,信息及安全統計,制定終端應用故障Q&A等。網絡部分包括接入層,匯聚層網絡交換設備,物理鏈路層信息點維護,內外網用戶接入問題,協助服務器維護,核心網絡設備維護,網絡設備巡檢工作。日常運維工作瑣碎復雜,如何進行工作績效,運維工作的數據統計與分析就尤為重要了。
通過對工作內容的量化數據分析,可以直觀的反映出工作狀態,對今后的工作安排可以合理的安排人力配置,此部分內容需要中職生格外重視,光是有技能是不夠的,還要學會工作方法與技巧。
接下來,在經歷兩周第一階段網絡課程的實踐學習后,我們進入第二階段虛擬化的課程學習。整個學習過程貼近實際,帶教師傅周老師從虛擬化的基礎架構介紹到虛擬化的實施過程,并為我們展示了服務器虛擬化的架構界面以及虛擬化在實際當中的應用。由于參加學習的各位老師,或多或少都接觸過虛擬化。學習過程中,老師們踴躍提問,積極討論。針對實際需要,向企業專家咨詢。通過這一過程,真正的將理論轉換為實際。培訓完成后,企業專家還熱心的給我們提供了很多虛擬化方面的資料,讓我們能更深入的學習。我通過這次培訓,大概的了解了虛擬化的配置過程,在接下來的實踐中,我準備自己動手創建虛擬服務器,將所學轉化為成果。
在接下來的培訓中,師傅給我們部署了一個網絡實踐的虛擬環境,并提供了多種類的網絡設備的配置方案,讓我們進行了網絡配置的實踐。演示過程,我們結合行政管理學校虛擬化環境的搭建與維護的實施方案,進行了討論,效果明顯。此外,大家對師傅部署的這樣一個實踐環境,非常感興趣,希望將這樣一個環境作為虛擬實訓環境應用到教學中去。這個虛擬實踐平臺eve-ng,部署在liunx環境底下,其中的實訓設備主要是CISCO及華為。所有的網絡設備都是使用真實的設備系統運行的,效果更接近于真實環境。師傅給我們提供了大部分的網絡設備系統,便于我們實現虛擬網絡部署,檢驗我們的網絡實施方案是否可行。通過實訓,我們即學到了網絡部署方案的撰寫及實施,又認識并學習了一個網絡實訓平臺,對今后的工作起到了更好的促進作用。
最后,就是第三階段的網絡安全的學習,企業師傅帶我熟悉了企業中日常防護網絡攻擊的方法,如:arp病毒查找攻擊源主機的方法,稽查一局網絡事件應急預案V1.1等。
不可否認,網絡是把雙刃劍。在現今社會,網絡越來越普及的情況下,各類網絡犯罪日益增多。網絡安全不得不引起人們的重視,作為從事信息化管理的人來說,更是工作重點。近期國家安全部提出的等級保護制度,就是網絡信息安全的一種監管措施。
本次實踐活動,正好給我們提供了這樣一個平臺,讓我們深入企業,了解安全防護的各項知識。分別從系統安全及網絡安全對我們進行了培訓。在系統安全方面,企業專家整體描述了安全防護的必要性及安全防護的種類。最后,在兩類常用于服務器部署的系統中,演示了安全加固的一些實踐操作內容。非常實用,很有針對性,整個過程涉及到攻與防。從演示中,我們學到了服務器安全加固的必要性及操作方法,收獲很大。
在網絡安全方面企業專家根據不同學校的實際情況,對目前常用的幾類安全設備進行了分類討論。總結出不同設備在安全防護中的作用,以及部署的必要性。讓我們更加直觀的了解網絡安全的重要性,在今后的各類項目建設中,安全將成為我們首要考慮的因素。
總結這段時間的實踐學習,感觸最深的就是,企業的先進技術以及規范的管理理念。一個好的企業,要能成功,一定要有規范的流程,成熟的項目實施經驗,完善的管理,合作無間的團隊。而我作為計算機教師,同時兼任信息中心的工作,在今后的項目實施中,可以借鑒企業學習到的經驗,更好的、規范的管理項目實施。此外,圍繞本次實踐活動的成果目標,我將總結學習到的知識,跟隨項目工程師,將虛擬化的技術應用到教學當中。為學校的信息化建設盡一份力,為學校的信息化教學盡一份力。
五、實踐體會
本次實踐項目目前都已經圓滿結束,整個過程雖然有點苦,有點累,但收獲良多,通過這次培訓,我開闊了眼界;思考問題能站在更高的境界;許多疑問得到了解決或啟發;業務素質得到了進一步的提升。有幾點體會如下:
1、企業文化應和職業學校校園文化對接,企業文化的目的,就是要在企業內部倡導和營造一種積極健康、活潑和諧的精神氛圍,職業學校的校園里也需要這種精神氛圍,應該讓學生提前感受到企業文化,通過校園文化感受到企業員工工作紀律性要求和工作態度的嚴謹作風,使學生在校園內就能在一定程度上了解、熟悉并認同企業文化。企業文化也是培養學生形成良好職業素養的一條重要途徑,為今后在企業的立足和發展奠定基礎。
2、學生的技能應與企業要求對接,通過這次企業實踐,使我了解到職業學校學生在校所掌握的知識與企業需求仍有較大的差距,計算機是一個高速發展的行業,物聯網、大數據、人工智能等新的技術手段無時無刻不在影響和改變人們的生產和生活,這就要求我們的教學設備和相關技能要趕上時展的需求,課本上的知識遠遠不能滿足現代行業、企業發展的要求,更多要求學生在專業知識的基礎上能夠學會應對社會發展的變化。
關鍵詞:“單片機原理與應用”;項目教學法;以賽促學法;深度學習
“單片機原理與應用”課程是電子類專業和物聯網專業的一門專業核心課程,是硬件類課程的基礎,在整個課程體系中起著重要的銜接作用。單片機課程知識內容多,相關知識涉及“數字電子技術”“模擬電子技術”“電路基礎”“印刷電路板制圖”等電路類的課程,也涉及“C語言”等程序類的課程;單片機的后續課程如“嵌入式系統設計”“傳感器與RFID技術”“物聯網通信技術”“嵌入式實時系統”等是專業課程的基礎,同時還是“嵌入式綜合項目設計”“物聯網綜合項目設計”“人工智能綜合項目設計”等綜合實踐類課程的基礎,可以看出,“單片機原理與應用”課程在整個人才培養體系中承上啟下的重要地位。傳統的單片機課程教學中,存在教師實踐應用面不夠、教學方法陳舊、考核方式覆蓋面不足,無法做到教考一致等問題。在創新創業教育改革的背景下,為實施“一體多翼”人才培養模式和實現應用創新型人才培養目標,對單片機課程的教學內容進行精心設計、對教學方法進行改進、對教學評價進行規整都勢在必行。“單片機原理與應用”課程是一門應用性、實踐性和綜合性很強的課程。近年來,在教育部和工信部舉辦的各項大學生競賽,如全國電子設計大賽、互聯網+、智能車、機器人、光電設計、飛行器大賽中,基本都會涉及這門課程內容。在校級主辦的各類科技小制作中,這門課程所學的內容也發揮了重要作用。熟練掌握單片機技術和系統設計能力,不僅有助于提升學生的知識技能和創新實踐能力,更有利于提高學生的專業素養,滿足社會對應用型人才的需求。分析近年來的比賽題目,以全國電子設計大賽為例,比賽題目為“送藥小車”“坡道小車”“風力擺”“電磁炮”“無線充電小車”“滾球控制系統”,不難發現,每年的賽題有難度增加的趨勢,單片機教學迎來了新的挑戰、單片機與相關技術的融合成為了一項重要的應用技術。針對“單片機原理與應用”機課程傳統教學中存在的問題,結合如今飛速發展的網絡手段,MOOC、翻轉課堂以及高階教學的一系列措施,本文提出了一種基于項目驅動法和教賽相長相結合的新教學模式,經過兩年的實際教學實施和總結,從學生反饋、學生成績、學生作品、比賽成果等多方面,都反映出本門課程的教學改革是行之有效的[1-2]。
1教學與產業需求的對標
經過近3年開展“專業課程設置逆向革命”,對電子信息類專業的就業、崗位、薪酬、行業進行分析,從《電子類大學生就業崗位調查報告》及人才培養方案中不難發現,“單片機原理與應用”課程是電子信息類及相關專業的重要核心課程,在企業的實用性很高,如何將教學與企業的實際應用聯合起來,值得探討。借助校企合作的力量,開展多方面深度合作,教師參與到企業中,與技術人員一起完成技術研發,同時將企業的實際項目作為教學案例納入課堂教學,讓學生接觸企業,理解理論知識的實際應用。校企共建實驗室,配備與企業應用相同或相似的開發板,校企共同攥寫實驗手冊,確定具有企業實用性的實驗內容。
2知識點的項目化梳理
利用項目進行教學,需要學生具有一定的專業基礎知識,建議在“單片機基礎”課程開課4周后開始實施,并且需要重組教學內容。不能全按照教材中的章節來劃分教學內容,而應歸納出項目相關的知識點,在相應的項目教學開始前,先將對應的課程知識點學好,然后通過項目對知識點進行實踐訓練,提升實踐能力。
3項目題目選擇實用化
項目設計和選擇以課程培養目標為依據,以社會需求為導向,以提升學生的核心競爭力為目標,重在培養學生解決生活實際問題的能力、分解復雜問題能力、舉一反三能力、團隊合作能力和軟硬件動手能力。在項目題目的選擇方面,力求從實用性出發,選材來源于生活,將實驗應用于生活。基于此,選擇了以下項目:LED燈的控制、按鍵控制燈的亮滅、流水燈、溫濕度測量、串口顯示、LCD屏幕顯示等。
4項目難度層次化
傳統的實驗教學模式是教師帶著學生邊講邊練,驗證性實驗約占80%。這種方式無法滿足學生個性化培養的需要,無法激發學生學習的內驅力,學生多數是淺層學習,缺乏解決復雜問題的能力,不具備核心競爭力和核心素養。為了提升學生的綜合實踐能力,根據項目的復雜度和覆蓋知識點的情況,采用循序漸進的方式,將項目分為3個層次,對每個層次采用不同的教學方法進行線上、線下混合教學。這3個層次分別為基礎型項目、進階型項目和綜合應用型項目。基礎型項目中典型的項目為程序包的安裝、點亮/熄滅LED燈、串口顯示姓名學號等。基礎性項目根據初學者的特點來設計,目標主要是掌握單片機的基本知識點。這一層次項目功能簡單,易于實現,能夠調動學生的學習興趣,引導學生快速入門。由于這一階段學生的知識積累較少,可以采用常規教學,教師帶領并加強指導。具體實施流程可以歸納為:教師講解關鍵知識點—配套實驗手冊—學生根據步驟練習—教師及時解決學生提問—總結易錯點、重難點,如圖1所示。進階型項目中典型的項目為流水燈的制作、按鍵控制燈泡的亮滅、PWM制作呼吸燈、溫濕度信息采集等。由于上一階段對知識進行了積累,這一階段可以適當放手,讓學生思考解決問題的流程和方法。實施流程為:教師講解基本知識點—給出實驗項目要求—教師引導分析題目—學生思考解決思路—師生探討可行性—學生書寫程序—調試運行—教師總結。綜合應用型項目如簡易智慧家居項目設計,可根據難度(如表1所示)給出項目要求:要求學生制作的智慧家居包括單片機控制燈泡的亮滅、單片機控制風扇的轉動、單片機控制電機的轉動(模擬窗簾的開關)。分組討論教學用在這一階段比較合適,通過團隊協作共同完成既定任務。教師講解相關知識點—給出實驗項目要求—學生分組討論—學生撰寫項目實施方案—師生討論確定方案—學生撰寫程序—調試運行—學生總結匯報—教師點評。興趣愛好型項目如自制電動小車,可以要求學生自行組裝小車模型,用單片機模塊、電機、紅外等搭建硬件平臺,控制小車前進、轉彎、避障等。學生還可以自行構思,根據自己的要求設計小車的功能,搭載不同的硬件平臺。此項目可作為選做項目或者加分項目,采取一定的獎勵措施,安排在課后由學生討論完成,重點讓學生進行深度學習。這一階段重在培養學生各方面的能力,比如學生溝通協調能力、團隊合作能力、攥寫方案、動手能力、器件認識能力、電路理解能力、書寫程序能力、調試程序能力、口頭表達能力等。實施流程可以為:教師給出項目要求—學生分組討論—學生確定方案—購買相應硬件器材—自行組裝—自行編寫程序—自行調試運行—展示作品—學生答辯講解實施方案。
5教賽相長,以賽促賽的實施
“單片機原理與應用”課程內容多,只靠課堂上學習,僅能夠學習一些皮毛知識,比如4學分的課程,能學習到的內容最多包括GPIO、串口、PWM、定時器、ADC、DMA,每個部分應至少做一個實驗進行鞏固。為了提高學生動手能力,督促學生們進行深度學習、自主學習很有必要,因此,在講述知識點的同時,重在教思路和教方法,注重培養學生深度學習能力。在“單片機原理與應用”課程結束前,開展一場科技小制作比賽,極大地提升學生的實踐能力和綜合知識應用能力。比賽內容可以是生活中的一些小器件,如超市收銀機的小型模擬、電子體脂稱、音樂氛圍燈、紅外計數器、自動感應門、音樂小鬧鐘、智能小夜燈等。功能不需太復雜,但是必須做出成果,在做的過程中,讓學生自行查閱相關資料,學習硬件連線方法,書寫學習程序,解決常見的軟硬件問題。為了提高學生們的興趣,還可以將比賽題目與創新創業聯系起來,由學生自主設計小器件,學生可以根據特殊場景設計個性化的電子產品,讓學生做設計的同時看到商機。賽題可以采用“命題作文+自主題目”形式,組織比賽時學生可參與進來,教師作為評委。評選學生作品,推選出一批優秀的學生,為參加省級、國家級比賽做準備。形成以賽促賽“課程比賽—校賽—省賽—國賽”的人才培養模式,如圖2所示。
6以賽促教,全員參與
據統計,參加學科相關比賽的學生一般占10%~20%,如何增加比賽的受眾群體一直是一個重要的研究問題。結合“單片機原理與應用”課程,在課堂設計中,追蹤技術前沿,關聯課程相關的國賽和省賽相關技術,更新教學內容。筆者非常注重對比賽的反饋,按照梳理→分解→反思→分類→加工→聚合步驟進行重構,將比賽任務分解到課程,再細分到知識點,以縮小版的賽題來設置高階翻轉課題,做到教賽融合,以賽促教;在課程中植入比賽元素,開展全員翻轉教學,提升課程的應用性,提高教學質量,提高學生對知識的掌握度,實現以賽促學,而比賽的輻射面也從20%提高到100%,全員受益。
7建立以賽促學的內循環,建立生生傳幫帶
當年的比賽結束并不代表真正結束,下一年的備賽工作才剛剛開始。比如電子設計大賽因為有時間限制,在四天三夜中,有的小組僅僅實現了賽題中的小部分功能,還有很大的提升空間,趁著學生的任務勁頭未減,抓緊做好賽后硬件作品完善、軟件資料的整理和歸檔工作,從完善作品中提升自身的能力。選派技術能力優秀并且表達能力強的學生擔任培訓師,為下一年級的學生開展培訓,并參與備賽關鍵技術MOOC視頻的錄制。選派學生開展賽事專題講座,發揮學生的影響力;鼓勵參賽小組跨年級組隊,建立高年級帶動低年級共同備賽、參賽的機制,做好技術傳承,如圖3所示。
8建設以深度學習為目標的多元化實踐評價模型
“單片機原理與應用”課程的實踐環節比例較大,本校設置的理論與實踐課程比例接近1∶1,建立健全實踐課程的評價體系,加強實驗教學的過程管理,打造以學生深度學習為目標的、集課程比賽、實驗操作檢查、實驗考勤、實驗任務點、實驗報告、分組討論情況、高階作品情況等一體的多元化實驗考核評價模型。
9做好反芻,促進教學
線上教學時,通過布置任務點、查看視頻觀看率,對學生的作業進行批改,課前掌握學生的學習情況,分析和反饋學習數據,實時修訂教學內容和教學方法。使用雨課堂等布置作業,實時生成作業報告和優秀學生、低分學生名單,及時了解學生掌握知識的情況。在課前、期中、期末,以問卷的方式統計學生學習情況、課堂投入情況、實踐課程等,及時對問卷數據進行分析,反饋教學,提高課程教學的反芻比。除了“項目驅動”和“以賽促學”2種教學方法,日常教學中,應加強線上課堂的建設,豐富課程相關的MOOC資源,建立健全試題庫、作業庫、項目任務庫,利用網絡上的精品課程資料開展線上翻轉教學。在日常教學中,采用項目驅動、CBL案例教學、PBL問題導向、討論教學、頭腦風暴、以賽促學、工作過程導向等多種手段,全面調動學生的主動性與積極性,保證課堂質量。同時采用作業、考試、提問、匯報、作品制作等方式將線上線下緊密結合起來,全面提升學生的動手能力、口頭表達能力、團隊合作能力、舉一反三的能力、解決復雜問題的能力等多項非認知能力。課堂中,通過多種方式調動學生的參與度,讓學生從坐在教室聽,變為學生與教師互動,再變為學生當教師、教師作為評委,將課堂真正歸還給學生,學生成為課堂的主體,教師成為課堂的引領者,在教師的引領下,學生自主學習課程知識的同時,鍛煉學生的接受力、理解力、創造力和邏輯性思維,培養出既能適應當前產業和崗位要求又能適應產業未來發展變化要求的人才。通過分階層實施項目教學,并以賽促學鞏固提升,形成一種混合式教學體制,這種混合教學法在“單片機原理與應用”課程教學中達到了很好的教學效果。經學情調研分析發現,和以往的教學相比,學生動手能力有較大提高;線上、線下課堂中,學生學習主動性明顯提高;線下課堂中,學生主導地位更加明顯;學生學習積極性明顯增強。期末考試平均分同比往年增加近5分。在全國性和省級比賽中,也取得了比往年更優秀的成績。綜上,將項目教學和以賽促學融合到“單片機原理與應用”課程教學中,是一種行之有效的教學方法。
參考文獻:
[1]江天亮.基于單片機和傳感器的電子秤系統教學設計與實現[J].電子測試,2019(10):25-29.