2024年4月27日发(作者：)

Vocational Education

DOI

：

10.16667/.2095-1302.2023.11.041

融入调试方法的物联网移动应用开发课程教学研究

刘雨坪

（

江苏信息职业技术学院 物联网工程学院

，

江苏 无锡 214153

）

物联网移动应用开发课程是依据物联网应用技术专业人才培养目标和相关岗位能力要求而开设的

。

传

摘 要：

统的物联网移动应用开发课程在教学设计上重开发

、

轻调试

，

学生往往只能按照既定流程操作

，

一旦出现异常就束

手无策

。

笔者提出融入调试方法的物联网移动应用开发课程教学方案

，

可以提升学生定位问题

、

解决问题的能力

，

同时契合高等职业院校安装调试技能的培养目标

；

在教学实践中

，

使得课堂教学和学生学习更加顺畅

，

学生在掌握

调试方法的同时

，

对问题的理解更加深入

。

物联网

；

应用开发

；

教学

；

调试

；

云平台

；

数据链路

关键词：

TP319 A 2095-1302

（

2023

）

11-0148-02

中图分类号：文献标识码：文章编号：

0 引 言

以人工智能

、

物联网

、

大数据等为代表的新兴学科蓬勃

发展

，

对未来工科人才培养提出了新的要求

[1-3]

。

部分产业

强市

，

如我校所在地无锡市

，

提出了构建

“

465

”

现代产业

体系

，

其中四个地标产业集群为物联网

、

集成电路

、

生物医

药

、

软件与信息技术服务

。

首位构建的就是物联网产业集群

，

将产生大量的物联网技术人才需求

。

物联网移动应用开发作

为物联网应用技术专业的核心课程

，

对其教学方法和教学内

容的改革研究具有重要意义

。

现行的物联网移动应用开发课程

，

基本做到了项目化教

学

，

其采用的实践教学项目

，

大多贴近行业的典型应用和专

业技能大赛的赛题

，

以及1+x考证内容

，

做到了

“

岗课赛证

”

融通

[4-6]

。

但是在教学设计和教学实践中

，

往往是教授学生

实现方法

，

而不教调试方法

。

在教学实践中

，

学生根据教材

和教师的指导

，

可以按照步骤完成开发

，

但是一旦遇到问题

，

不知道如何排查

，

更不知道如何解决

[7-8]

。

这并不符合专业

培养目标

，

尤其是高等职业院校专业培养目标中重点强调的

安装调试技能的培养

。

因此

，

笔者提出了将调试方法融入到

物联网移动应用开发课程中

，

在教学内容和教学设计上做出

改进

。

所

，

专业培养对接物联网产业链

，

聚焦工业互联网等领域

。

培养面向软件和信息技术服务业以及计算机

、

通信和其他电

子设备制造等行业的物联网工程技术人员

、

物联网安装调试

员

、

信息通信网络运行管理人员

、

软件与信息技术服务人员

等

，

能够从事物联网设备安装配置和调试

、

物联网系统运行

管理与维护

、

物联网系统应用开发

、

物联网项目规划和管理

等工作的高素质技术技能人才

[9-10]

。

物联网移动应用开发课程是物联网应用技术专业的核心

课程

，

该课程依据物联网应用技术专业人才培养目标和相关

岗位能力要求设置

，

对培养本专业综合能力起到支撑作用

。

课程教学方案设计虽然多集中在移动端应用的设计和开发

，

但也离不开传感器

、

执行器

、

网关等物联网基础设施

，

尤其

是移动端如何通过物联网云平台获取传感器数据

，

如何控制

执行器

，

是物联网移动应用开发的核心功能

。

这其中有很多

涉及到通信的地方

，

最典型的是物联网移动应用需要频繁地

与物联网云平台进行通信

。

在项目化教学的教学项目设计上

，

从界面布局开发入手

，

因其相对简单且效果明显可见

，

容易激起学生的学习兴趣

；

然后学习活动的基本写法

，

调用第三方物联网云平台提供的

jar包中的相关接口

，

与物联网云平台通信

。

在实践教学中

，

学生按照教材和讲授步骤操作

，

一旦遇到问题

，

只能一遍遍

地与教材中所写步骤对照

，

而没有掌握排查问题

、

定位问题

的方法

。

这与培养目标中培养物联网设备和系统的安装调试

能力的目标略有不符

。

1 物联网移动应用开发课程的教学方案现状

开设物联网应用技术专业的高等职业技术院校有近百

收稿日期

：

修回日期

：

2022-11-19 2022-12-16

基金项目

：

江苏省高等职业教育高水平专业群建设项目资助

（

苏教

职函[2021]1号

）

江苏省高水平骨干专业建设项目资助

；

（

苏教高[2017]17号

）

148

物联网技术

2023

年

/

第

11

期

2 将调试方法融入到物联网移动应用开发课程

为了解决前述问题

，

笔者将调试方法融入到物联网移动

应用开发课程中

，

在教学内容和项目设计上分别进行了改进

。

2.1 教学内容

在教学内容设计上

，

前文简述了当前通用的项目化教学

的教学项目设计思路

，

即从布局到活动

，

再到调用jar包接

口与物联网云平台通信的顺序

。

这个设计思路是没有问题的

，

从布局到活动相对简单

，

都是本地执行

，

按照教材讲解操作

，

不容易出现异常情况

。

但是到了与物联网云平台通信的章节

，

涉及到网络通信以及各种传感器

、

执行器

，

异常情况会明显

增多

。

问题就在于

，

因网络环境和具体情况不同

，

面对很多

问题学生通过参照教材中标准的操作方法无法有效解决

，

而

前面的学习并没有让学生掌握调试方法和定位问题的能力

。

因此非常有必要让学生掌握基本的调试方法

，

通过调试可以

定位

、

解决异常情况中的大部分问题

。

在从布局到活动的相对简单的学习过程中

，

借助开发工

具软件提供的调试工具

，

学习调试方法

。

主要包括输出关键

点位的关键数据日志信息

、

Debug调试模式的使用

，

以及在

调试模式中如何单步执行程序

、

如何查看变量值

、

如何执行

额外指定的代码等常用的调试方法

。

经过前面对调试方法的

学习

，

课程项目进度逐渐推进

，

可能遇到的异常情况逐渐增

多

，

学生就可以使用前面掌握的调试方法

，

自己定位解决大

部分问题

。

Debug模式下查看token变量值如图1所示

。

图1 Debug调试截图

需要指出的是

，

这里提到调试

，

仍然可以按照教材内容

进行操作

，

而非需要学生看懂各种报错信息

，

读懂报错堆栈

。

因为这些需要深厚的开发语言功底

，

并不符合高等职业院校

对大多数学生的培养目标

。

这里提到的调试

，

主要包括检查

网络通信是否正常

，

检查是否正确获取了用于登录状态校验

的token值

，

检查获取到的传感器信息

、

每个传感器的名称

和数值是否符合预期等

。

主要解决将一个较长链路的通信过

程拆分成几段

，

具体判断从哪一段开始出现数据异常的问题

。

比较常见的是

，

判断数据没有展示出来的原因

，

可能是数据

没有被收到

，

也可能是收到了数据但没有被正确展示在界面

上

，

如图2所示

。

图2 链路拆分

2.2 项目设计

在教学项目设计上同时进行优化

，

加入方便学习调试方

法且有助于深入理解所调试数据的任务

。

能进行调试的前提

Vocational Education

是知道数据的流向

，

知道正确的数据应该是什么

，

所以在任

务设计上

，

要将关键的数据链路分解开

，

或者更深入一步

。

比如与物联网云平台通信时调用云平台提供的第三方jar包

，

这是物联网移动应用开发课程项目设计通用的做法

。

但是直

接调用jar包

，

是不利于学生理解通信时具体的数据流向和

核心数据内容的

。

对此

，

可以进一步设计使用HTTP协议直接连接物联网

云平台

，

获取传感器数据的任务

。

这里使用封装好的HTTP

协议包

，

并不需要学生深入理解HTTP协议

。

但可以让学生

看到

、

理解请求和响应的原始数据样式

，

一般为通用JSON

格式数据

，

如图3所示

。

有了上述经验

，

学生在后续开发

、

部署或调试时

，

遇到使用第三方jar包接入物联网云平台的

异常情况时

，

就会清楚数据的流向

，

知道正确的数据应该是

什么

，

从而有的放矢地利用掌握的调试工具进行调试

。

2.3 融入调试方法的物联网移动应用开发课程的优势

笔者对传统课程的改进

，

契合高等职业院校学生培养目

标

，

使学生学习思路更加清晰

，

理解问题更加深入

，

有效提

高教学效率和学习效率

。

具体优点如下

：

①直接培养

、

增强

了学生的安装调试能力

；

②将长链路分解

，

有助于学生学习

理解

；

③由浅及深培养学生定位问题

、

解决问题的能力

，

使

课堂教学和学生自学更流畅

；

④有助于帮助部分学习能力较

强的同学剖析现象

，

深入理解原理

。

3 结 语

在高等职业院校人才培养目标指导下

，

学习掌握调试方

法

，

有助于提升学生发现问题和解决问题的能力

，

提升安装

调试的实践能力

，

提升其核心竞争力

。

融入了调试方法的物

联网移动应用开发课程

，

对传统课程教学内容和项目设计进

行了改进

，

虽增加了部分内容

，

但使实践授课或理实一体授

课更加顺畅

，

学生理解问题更加深入

，

具有较高的实用价值

和研究价值

。

从教学效果反馈来看

，

整体成效明显

，

但仍存

在一些具体的设计有待进一步发掘和研究

。

参考文献

[1]冯立元

，

季云峰.

“

新工科

”

背景下高等职业教育内部质量保证

体系建设研究[J].江苏科技信息

，

2019

，

36

（

35

）：

63-65.

[2]叶宏权.新工科建设背景下的高等职业教育思考[J].高等职业教

育

（

天津职业大学学报

），

2018

，

27

（

1

）：

11-15.

[3]陆国栋

，

李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教

育研究

，

2017

，

35

（

3

）：

20-26.

[4]王丽. 人工智能时代

“

物联网技术及应用

”

课程教学路径探索[J].

互联网周刊

，

2022

，

24

（

16

）：

31-33.

[5]张军国

，

谢将剑.人工智能时代

“

物联网技术及应用

”

研究生课

程教学改革[J].中国林业教育

，

2020

，

38

（

S1

）：

49-52.

[6]韩洁琼

，

刘志煌.

《

物联网技术及应用

》

课程实践教学改革与探

索研究[J].当代教育实践与教学研究

，

2020

，

8

（

13

）：

185-186.

（

下转第152页

）

2023

年

/

第

11

期

物联网技术

149

Vocational Education

线下同步进行的教学模式

，

通过个人综合实验

，

检验学生链

接知识能力和动手实践能力

。

小组综合项目在课程尾期进行

，

通过项目设计

、

分析

、

演说与汇报

、

报告等环节综合考察学

生探索学习能力和团队协作能力

。

课后

：

安排讨论环节和课后作业

，

对知识点进行拓展练

习

，

对优秀的作业进行点赞

，

对不能参与课程学习的学生进

行教学预警

，

保障教学活动公平有序进行

。

2.4 提供科研平台

学院目前已经建设有校企合作机构

—

达内教育与华为

仁通科技创新基地

，

提供物联网专业学生科研课题平台

；

新

增窄带物联网专业实验室

，

为无线传感网络课程提供了有力

保障

。

开放大学生创新创业实践中心

，

鼓励并支持学生积极

参与全国大学生电子设计大赛

、“

互联网+

”

大赛

、

蓝桥杯

、

挑战杯等

，

通过省赛

、

国赛锻炼学生多学科交叉融合的应用

和系统设计能力

。

2.5 确立考核方式

匹配课程教学目标的多元考核方式及其评价指标

，

注重

提高学生学习过程的有效参与度

，

侧重对学生能力的考核

。

课程总成绩包括过程性考核

（

占40%

）

和期末成绩

（

占

60%

）。

过程性考核

（

占40%

）

包括课堂互动

（

占5%

）、

实

验闯关与作业个人综合实验期中考试

（

占5%

）、（

占5%

）、（

占

10%

）、

小组综合项目

（

占15%

）。

通过多元考核方式

，

调动

学生学习积极性

，

让学生有课程挑战意识

，

发挥学生的主观

能动性

。

2019级物联网专业参加比赛的项目由改革前的两项增加

到改革后的五项

，

参与人次从改革前的3人次增加到改革后

的11人次

。

在课程期中检查调研中

，

学生代表对无线传感

网络课程的改革效果表示肯定

，

项目教学法提高了学生项目

开发能力和团队协作意识

。

大多数同学在学习该课程时感到

收获颇多

，

尤其对课程应用以及今后的课程设计

、

毕业设计

都有所帮助

。

4 结 语

以OBE教学理念为指导

，

对无线传感网络课程采用线

上线下混合式教学模式

，

以学生为中心

，

采用项目教学方法

，

重塑教学内容

，

以智慧教学平台为依托

，

应用多元考核方式

激发学生主观能动性

，

取得了预期的教学效果

。

下一轮教学

继续坚持混合式教学模式

，

对教学环节持续改进并完善

，

相

信会达到物联网工程专业应用型人才培养目标

。

参考文献

3 教学改革效果

对本校2019级物联网工程专业课程进行教学改革

，

通

过本轮混合式教学模式的实施

，

有效解决了四大痛点问题

。

通过学习通大数据教学平台统计课程实施数据

：

课堂活

动31个

，

发布讨论区话题8个

，

回复话题253人次

。

从这

些记录数据可以看出

，

学生参与课程学习的积极性较高

，

改

革后大大调动了学生学习兴趣

，

形成了有效的交流与讨论

。

课后公布课堂表现TOP10

，

既保障教学评价透明度

，

又形成

了学习竞争意识

。

[1]谭永平.混合式教学模式的基本特征及实施策略[J].中国职业技

术教育

，

2018

，

26

（

32

）：

5-9.

[2]胡必玲

，

钟锦

，

潘洁珠.新工科背景下基于翻转课堂的传感网实

验课程教学改革[J].物联网技术

，

2021

，

11

（

9

）：

125-127.

[3]何尔利

，

马满福

，

王昌龙

，

等.新工科背景下无线传感器网络

课程设计教学改革与实践[J].计算机教育

，

2020

，

18

（

6

）：

174-

178.

[4]王玮

，

席兵

，

赵瑞玉.基于OBE理念的物联网工程专业教学研究[J].

黑龙江教育

（

理论与实践

），

2021

，

9

（

4

）：

88-90.

[5]蒋庆

，

汤建斌

，

徐志鹏.工程能力培养导向的多元混合式教学探索

：

以

“

无线传感器网络

”

课程为例[J].教育信息化论坛

，

2022

，

6

（

9

）：

3-5.

[6]陈积明

，

程鹏

，

贺诗波

，

等.翻转课堂教学探索与实践研究

：

以

“

无

线传感器网络

”

课程为例[J].工业和信息化教育

，

2022

，

10

（

1

）：

24-28.

[7] 潘志刚.课堂情景化教学方法的设计与实践

：

以

“

无线传感器网

络

”

课程为例[J].物联网技术

，

2022

，

12

（

11

）：

131-133.

[8]王珉.智能手机在

《

无线传感器网络

》

课程教学中的应用与影响

分析[J].绿色科技

，

2022

，

24

（

5

）：

246-249.

[9]郭倩倩.基于Network Simulator的

“

无线传感器网络

”

实践教学

研究[J].无线互联科技

，

2022

，

19

（

10

）：

163-165.

[10]彭家和.应用型高校无线传感器网络课程改革与实践探索[J].中

国新通信

，

2020

，

22

（

12

）：

166-167.

作者简介

：

陈晓芳

，

女

，

副教授

，

研究方向为物联网应用系统

。

（

上接第149页

）

[7]胡丽娜

，

褚洪波

，

孟宪伟. 程序设计类课程的实践与创新能力的

培养研究[J].物联网技术

，

2022

，

12

（

9

）：

144-146.

[8]陈娟.程序设计类课程的实践与创新能力的培养研究[J].办公自

动化

，

2018

，

23

（

21

）：

38-40.

[9]朱佩. 一流专业建设背景下的课程改革研究

：

以物联网移动应用

开发课程为例[J].学园

，

2022

，

15

（

1

）：

31-33.

[10]刘允峰.

“

移动应用开发

”

课程教学内容和课程体系改革[J].江

苏科技信息

，

2019

，

36

（

23

）：

69-71.

作者简介

：

刘雨坪

（

1990

—），

男

，

硕士

，

工程师

，

研究方向为物联网应用软件

。

152

物联网技术

2023

年

/

第

11

期