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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:TP393;G642 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)03-0091-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息浪潮。2009年8月總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時提出“感知中國”后,物聯(lián)網(wǎng)的探索逐漸成為國家戰(zhàn)略。2010年3月底,教育部批準30所高校第一批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),沒有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)校也相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的課程。我校于2010年招生時就將物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)課程加入了計算機科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,并于本學(xué)期首次開設(shè)了《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程。本課程的特點是理論性強,通過實驗課加強學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)理論內(nèi)容的理解,才能很好地培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和專業(yè)實踐能力,加強實踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑。研究《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程的實驗內(nèi)容,對培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才具有重大的意義。
1 研究現(xiàn)狀及存在問題
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》是本學(xué)期為2010級計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)新開設(shè)的一門專業(yè)任選課。課程的目標是使學(xué)生可以對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識有一個全面、系統(tǒng)的認識;具備規(guī)劃設(shè)計與構(gòu)建出一些簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的能力;具備運用理論知識解決實際問題的基本素質(zhì)。
現(xiàn)在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程的學(xué)校很多,主要從理論上講解物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID(射頻識別)技術(shù)等,項目組對市面上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程及實驗的教材及幾個學(xué)校的實驗教學(xué)做了調(diào)查,主要發(fā)現(xiàn)有以下幾個問題:
1.1 課程內(nèi)容差異很大,實驗內(nèi)容不統(tǒng)一
物聯(lián)網(wǎng)是一個相對比較新的技術(shù),很多理論還沒有完全沉淀下來,形成非常統(tǒng)一的理論體系。不同的學(xué)校不同的教材講授的內(nèi)容有很大差異,相對于實驗內(nèi)容也就有不同的安排。
1.2 開設(shè)的專業(yè)不同,實驗內(nèi)容的重點不一
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個綜合性比較強的新技術(shù),涉及到計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等,造成了不同專業(yè)都開物聯(lián)網(wǎng)課程的現(xiàn)狀。通信技術(shù)相關(guān)專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)通信傳輸、通信協(xié)議分析等,自動控制相關(guān)專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)芯片的研究設(shè)計等。計算機相關(guān)專業(yè)講解的重點在于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)算法、應(yīng)用開發(fā)等。開設(shè)專業(yè)的不同,導(dǎo)致了實驗內(nèi)容的重點不一。如北京科技術(shù)大學(xué)王志良教授出版的實訓(xùn)教程[1]有大量的硬件設(shè)計指導(dǎo)等。
1.3 不同學(xué)校配備的實驗箱不同,實驗操作不一致
對于物聯(lián)網(wǎng)課程的實驗大部分都是基于實驗箱進行操作的,不同的學(xué)校配備的實驗箱基本都不同。每種實驗箱都有不同的核心板,不同的程序,操作起來都有自己的步驟[2]。本系關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的實驗箱共有3套,即使是同一種類型的實驗,軟硬件環(huán)境,實驗效果也都不同,這也給實驗的選擇、融合帶來一定的難度。
1.4 學(xué)生層次不同,實驗內(nèi)容的難易度設(shè)置問題
物聯(lián)網(wǎng)實驗需要大量的硬件編程基礎(chǔ),這些基礎(chǔ)都是通過以前課程的學(xué)習(xí)積累的。有的學(xué)生基礎(chǔ)好些,如果實驗內(nèi)容過淺,就不能滿足學(xué)生對知識的渴望,設(shè)置過難又使基礎(chǔ)不好的學(xué)生失去信心。
基于以上問題的分析,我們在實驗內(nèi)容的選擇上要以符合專業(yè)需求為主要方向,找出實驗教學(xué)的重點,體現(xiàn)實驗的層次性等,為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方向的應(yīng)用人才奠定基礎(chǔ)。
2 實驗內(nèi)容研究
主要研究《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》課程的基礎(chǔ)實驗與應(yīng)用實驗內(nèi)容,以符合專業(yè)需求為導(dǎo)向,整合現(xiàn)有實驗箱實驗的基礎(chǔ)上,在各個實驗中擬設(shè)置選學(xué)內(nèi)容,以滿足不同層次學(xué)生的要求,同時為學(xué)生深入學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程打下堅實基礎(chǔ)。
擬選取以下6組實驗:
(1)建立實驗環(huán)鏡
實驗為1學(xué)時,主要是認識實驗設(shè)備,安裝配置IAR、KeilC開發(fā)環(huán)境。
(2)數(shù)據(jù)感知實驗
實驗為3學(xué)時,主要物聯(lián)網(wǎng)感知層的實驗,包括溫濕度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器的實驗,使學(xué)生通過各種傳感器感知信號及編程方法。選學(xué)內(nèi)容設(shè)置為光電傳感器、壓力傳感器。
(3)ZigBee組網(wǎng)實驗
實驗為4學(xué)時,主要是讓學(xué)生熟悉ZigBee協(xié)議棧原理、工作流程,掌握點對點、星狀網(wǎng)通信原理及相關(guān)程序應(yīng)用分析。選學(xué)內(nèi)容為樹狀通信實驗等。
(4)網(wǎng)關(guān)通信實驗
實驗為2學(xué)時,使學(xué)生掌握網(wǎng)關(guān)上各種通信接口如串口,網(wǎng)口、GPRS的使用及程序分析修改。
(5)認識RFID系統(tǒng)實驗
實驗為2學(xué)時,使學(xué)生掌握RFID 的基本原理,學(xué)會RFID 模塊的使用方法及相關(guān)程序分析。選學(xué)內(nèi)容為超高頻RFID模塊分析等。
(6)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實驗
實驗為4學(xué)時,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的實驗,主要是對智能家居系統(tǒng)、智能超市系統(tǒng)和智能倉儲系統(tǒng)從系統(tǒng)功能、架構(gòu)、原理上進行分析,并通過各種模擬系統(tǒng)進行實際分析等。選學(xué)內(nèi)容為智能農(nóng)業(yè)等。
實驗的總學(xué)時為16學(xué)時,我們的重點放在無線傳感器網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上。
3 實驗教學(xué)方法與手段
3.1 啟發(fā)式教學(xué)
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改變以往填鴨式教學(xué)方法,在實驗中,先講解實驗內(nèi)容和實驗要求等基本內(nèi)容后,再將本次實驗的結(jié)果展示出來,然后引導(dǎo)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)問題,由教師以點撥、提問和探討的方式加以解決。實驗中根據(jù)學(xué)生的實際情況,這種變學(xué)生被動為主動參與的教學(xué)方法在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上均收到了良好的效果。
3.2 層次教學(xué)
根據(jù)實驗教學(xué)的進度和實驗深度要求的不同,把實驗分成不同的層次,有助于引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)。在物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)中分成兩個方面的層次。
第一個層次,是從必學(xué)到選學(xué)將實驗內(nèi)容分成必學(xué)和選學(xué),必學(xué)是所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。選學(xué)內(nèi)容是對本實驗更有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
第二個層次,是將必修實驗再分為使用、驗證分析、綜合設(shè)計3個層次。
在教學(xué)前期適合于做一些使用層次要求的實驗,如建立實驗環(huán)鏡、傳感器和ZigBee網(wǎng)等, 通過全面使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使學(xué)生對傳感器、ZigBee等操作有全面的感性認識。 在有一定的操作和理論基礎(chǔ)時可做驗證分析層次的實驗,從外部觀察驗證傳感器、ZigBee的原理、編程、實現(xiàn)過程。如學(xué)完進程就可通過在實際的操作系統(tǒng)上編程使用系統(tǒng)調(diào)用來觀察操作系統(tǒng)的進程調(diào)度結(jié)果,并根據(jù)結(jié)果分析不同的調(diào)度策略。 在驗證分析的基礎(chǔ)上就可做設(shè)計實現(xiàn)層次的實驗,要求學(xué)生在模擬操作系統(tǒng)上自己編程實現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能模塊,并觀察自己所設(shè)計的功能模塊的工作情況。讓學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)功能有一個使用、探索驗證、自己設(shè)計逐步深入的學(xué)習(xí)過程。
4 實驗考核
考試是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、了解教師教學(xué)效果的一個重要方法。許多高校計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)硬件課程實驗教學(xué)和課堂教學(xué)的比例超過20%,但學(xué)生的成績僅憑試卷考試來確定,忽略了實驗教學(xué)成績,這是不全面的。因此需要完善學(xué)生成績評定,充分調(diào)動學(xué)生對實驗教學(xué)的積極性,達到學(xué)生實驗動手能力的成績在總評成績中占一定比例。在平時的實驗教學(xué)中,應(yīng)該告知學(xué)生實驗成績在總評成績中的比例,要求學(xué)生重視實驗報告,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,鼓勵學(xué)生認真總結(jié)實驗經(jīng)驗,杜絕抄襲他人現(xiàn)象。幾年來在計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)硬件實驗教學(xué)成績占課程總評成績的20%~30%是比較恰當?shù)摹?/p>
5 結(jié) 語
本文對《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》實驗課程的內(nèi)容、實驗教學(xué)方法與手段、實驗考核等方面所作的分析,可為高校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程提供一些參考。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的實驗教學(xué)是培養(yǎng)實用性和創(chuàng)新性的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的重要途徑和手段。因此,實驗教學(xué)是當前需要認真研究和探討的問題。
參 考 文 獻
[1]王志良,王新平. 物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)教程:實驗案例和習(xí)題解答[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.
[2]魏曉寧. 物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)初探[J]. 計算機時代, 2011(10):49-53.
[3]劉云浩. 物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社, 2010.
[4]吳功宜. 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.
2公路隧道智慧照明系統(tǒng)特點
與傳統(tǒng)的公路隧道照明系統(tǒng)相比,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧型”公路隧道照明系統(tǒng)具有以下鮮明特點。(1)動態(tài)感知。對物理對象狀態(tài)的感知,是“智慧型”公路隧道照明系統(tǒng)的基礎(chǔ),其特點是具有廣泛的空間分布與持續(xù)的時間需求。正是由于感知數(shù)據(jù)的動態(tài)變化(如交通量、車輛平均速度、洞外亮度L20(S)等),才引起照明需求的變化,從而為實現(xiàn)照明系統(tǒng)的最優(yōu)控制奠定基礎(chǔ)。(2)有效反饋。感知的物理對象狀態(tài)必須進入信息系統(tǒng)處理,照明系統(tǒng)運行事關(guān)道路交通安全,特別是當出現(xiàn)交通事件和故障報警時,將突顯信息實時反饋的重要性和必要性。(3)深度融合。通過對各類感知信息進行深度融合,達到以下目標:①使信息世界能夠準確分析物理世界的狀況,并及時做出控制決策;②控制決策通過網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)協(xié)同實施,實時、科學(xué)地控制物理世界行為。(4)準確認知。通過對獲取的海量數(shù)據(jù)進行分析和挖掘,達到對公路隧道照明特點的準確認知,為科學(xué)掌握照明需求變化規(guī)律和評估照明節(jié)能效果奠定基礎(chǔ)。如通過對比分析單位車•km電能消耗來評估同(環(huán))比節(jié)能減排效益,通過分析照明亮度指標和交通事故率來分析照明對公路隧道運營安全的影響,通過分析燈具的光衰制定照明設(shè)施養(yǎng)護方案。(5)可靠控制。信息系統(tǒng)對物理系統(tǒng)進行動態(tài)控制,而物理系統(tǒng)對信息系統(tǒng)具有反饋作用,即物理系統(tǒng)可以通過信息反饋來影響信息系統(tǒng)的控制效果。如“智慧型”公路隧道照明系統(tǒng)可以根據(jù)實際道路中車輛分布、洞口光環(huán)境等情況,進行可靠的動態(tài)控制(無級調(diào)光、分級調(diào)光),避免出現(xiàn)“無效照明”、“過度照明”等現(xiàn)象。(6)高效管理。在大幅提升管理效率的同時,減少了管理人員工作量,節(jié)約照明系統(tǒng)全壽命周期費用。
3公路隧道智慧照明系統(tǒng)控制
3.1控制流程
“智慧型”公路隧道照明系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。首先,系統(tǒng)初始化各個模塊,啟動各處感知設(shè)備,采集隧道洞外亮度L20(S)、隧道洞內(nèi)路面亮度、交通量、車輛行駛速度,并將相關(guān)信息傳輸至控制模塊。判斷系統(tǒng)的控制狀態(tài),如果處于人工控制狀態(tài)(設(shè)備故障或檢修維護),則程序結(jié)束,由現(xiàn)場照明控制器來調(diào)節(jié)隧道照明。若處于自動控制狀態(tài),則檢測隧道運行情況;如果運行異常,則進行報警,并調(diào)用特殊狀態(tài)程序進行處理;如果通信網(wǎng)絡(luò)正常,則與照明控制工作站進行遠程通信,否則由現(xiàn)場照明控制器進行調(diào)光控制。最后,系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)正常狀態(tài)下將隧道照明狀態(tài)信息集中反饋給遠程照明控制工作站。
3.2控制算法
正常狀態(tài)控制算法(1)根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ026.1—1999),將公路隧道照明段劃分為加強照明段和基本照明段,加強照明包括入口段、過渡段1、過渡段2和出口段。(2)根據(jù)洞外亮度L20(S)(采樣周期為10min)、交通量Q和車輛平均行駛速度v(采樣周期為5min)確定公路隧道入口照明段亮度Lth,Lth=k×L20(S)。入口照明段亮度折減系數(shù)k見表1。
近些年來計算機專業(yè)畢業(yè)生存在“就業(yè)難”的現(xiàn)象,很大一部分畢業(yè)生就業(yè)不是在自己的專業(yè)方向,另一方面相關(guān)的企業(yè)招不足需要的人才,存在著供需結(jié)構(gòu)性失衡。國內(nèi)外各類涉計算機專業(yè)的高校和學(xué)術(shù)團體都在積極探索計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革,但由于受傳統(tǒng)教育思想以及教學(xué)計劃和本專業(yè)理論體系的影響,制訂的專業(yè)教學(xué)計劃仍然沒有脫離原課程體系的框架,既要培養(yǎng)學(xué)生較強的實踐能力,又要有完整的知識體系,使得一些理論深、難度大的課程在教學(xué)計劃中仍占有較大的比重,一些應(yīng)用性較強新興發(fā)展的課程難以全面進入教學(xué)計劃。這樣一來造成了既沒有達到讓學(xué)生理論扎實又沒有培養(yǎng)好熟練的實踐能力,從而出現(xiàn)了一方面社會對計算機專業(yè)人才的大量需求,而另一方面大量的計算機專業(yè)的畢業(yè)生無法找到在本專業(yè)工作的機會。同時大學(xué)的各個專業(yè)都把計算機課程列為基礎(chǔ)課程,計算機專業(yè)畢業(yè)生不再具有多大的專業(yè)優(yōu)勢。這些都對計算機專業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了挑戰(zhàn)。
一、計算機專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
隨著我國高等院校的數(shù)量逐年增加,在校生總數(shù)達到前所未有的數(shù)量,設(shè)有計算機專業(yè)的學(xué)校已經(jīng)從20世紀60年代的50余所發(fā)展到今天的近千所,建立軟件專業(yè)的學(xué)校600多所。除了計算機系(學(xué)院)外,很多學(xué)校還建立了軟件職業(yè)學(xué)院、網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、信息工程學(xué)院等院系。隨著信息技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用,極大地推動了人們學(xué)習(xí)計算機技術(shù)的熱情,同時也給計算機專業(yè)帶來巨大的挑戰(zhàn),信息技術(shù)的全球化,使得各國紛紛在信息產(chǎn)業(yè)的各個方面搶占技術(shù)制高點,謀劃布局新的技術(shù)創(chuàng)新點。挑戰(zhàn)催生動力,創(chuàng)新獲得優(yōu)勢。在此形勢下,迫使我們努力思考:計算機專業(yè)如何改變以適應(yīng)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)?
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給計算機專業(yè)發(fā)展帶來的新機遇
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。IOT(The Internet Things)也就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”?!拔锫?lián)網(wǎng)”是在“互聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品和物品之間,進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)。通過射頻識別、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描、各種傳感器等信息感知設(shè)備,按照設(shè)定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息傳輸、計算、處理、知識挖掘,以實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,達到對物理世界實時感知控制、實時管理和科學(xué)決策的目的,實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的信息交互和無縫連接。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為我國國家新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的一項支撐技術(shù),相關(guān)的研究活動和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用已經(jīng)成為企業(yè)研究應(yīng)用的一個熱點。各高校也積極設(shè)置、建設(shè)相關(guān)的專業(yè),“物聯(lián)網(wǎng)工程”、“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”、“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”、“傳感網(wǎng)技術(shù)”、“智能電網(wǎng)”等涉物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)專業(yè)應(yīng)運而生,同時還有很多的院校正在積極籌備和申請進入這個行列。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及的原有專業(yè)非常多,有計算機,電子、傳感器,自動化,自動控制、通信等等,還有相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用特點,使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為一個涵蓋面廣,應(yīng)用廣泛的一個大領(lǐng)域。而計算機專業(yè)20多年的發(fā)展使得其變成了一個常規(guī)專業(yè),基本上90%以上的院校都有計算機相關(guān)專業(yè),99%以上的院校都有計算機課程。計算機專業(yè)的畢業(yè)生風(fēng)光不再了,生源萎縮了,計算機專業(yè)如何在物聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的形勢下,進行創(chuàng)新獲得新的生機與活力。需要將計算機專業(yè)特點和物聯(lián)網(wǎng)的知識體系聯(lián)系起來,找準自身定位,立足學(xué)生的長遠發(fā)展,進行課程創(chuàng)新,教學(xué)計劃更新。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論是一門物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的導(dǎo)入課,以宏觀的應(yīng)用視角對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點、發(fā)展、應(yīng)用、展望進行論述,可以作為計算機專業(yè)的一個擴展,為進入物聯(lián)網(wǎng)研究作導(dǎo)入。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論的課程特色
物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程的綜合性強。作為典型的交叉學(xué)科,物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論涉及的概念、原理、技術(shù)眾多,涉及計算機、通訊、電子、自動化的多個學(xué)科,具有很強的綜合性。其理論體系中很多應(yīng)用原理都牽涉到復(fù)雜的學(xué)科聯(lián)系,很多概念也較宏觀 ,這在教學(xué)上對教師的知識面要求很高。
但在強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論的融合背景的同時,應(yīng)該看到它又是一門理論和應(yīng)用關(guān)系十分密切的綜合性很強的課程 , 與計算機技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系,具有較強的實踐性。要求學(xué)生不僅應(yīng)該知道課程所涉及內(nèi)容的來源和背景 , 掌握該課程的基礎(chǔ)知識和基本技能 , 同時還要求學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)理論通過設(shè)計編程實現(xiàn),比如在課程中學(xué)習(xí)的多種編碼方法,都需要編程實現(xiàn)。
于此同時,物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程內(nèi)容與很多計算機專業(yè)課有著緊密的聯(lián)系,如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、傳感器、自動控制、數(shù)據(jù)挖掘等內(nèi)容,它的發(fā)展具有深厚的信息技術(shù)基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、安保、智能家居、軍事等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的簡單接入和應(yīng)用,它將催生很多具有“計算、通信、控制、協(xié)同和自治”特征的智能設(shè)備和應(yīng)用,必將引發(fā)計算機、網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)在更大范圍更多領(lǐng)域更深層次的應(yīng)用,帶動廣泛的學(xué)科交叉與融合,為計算機與信息技術(shù)的研究與發(fā)展提供更大的空間。
四、教學(xué)方法研究與設(shè)計
(一)強調(diào)學(xué)科背景,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程中運用了大量的計算機知識以及廣泛的應(yīng)用前景,有眾多現(xiàn)實的應(yīng)用例子,接受起來比較容易。很容易通過現(xiàn)實例子和應(yīng)用展望激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,由于物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論所闡述的內(nèi)容基本都是宏觀概念,部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,會下意識地覺得物聯(lián)網(wǎng)太大,是搞科學(xué)研究人員學(xué)習(xí)的內(nèi)容,對就業(yè)沒有什么太大的作用。這勢必會影響到學(xué)生正常的學(xué)習(xí)態(tài)度,從而影響整個課程的學(xué)習(xí)效果。
因此,我們設(shè)計在第一次課時,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)科特點以及與計算機的聯(lián)系,強調(diào)隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 , 人類已進入了信息化的社會, 大學(xué)生需要具有全面信息觀念和較好的信息處理能力,物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論正是信息技術(shù)發(fā)展的前言。因此 , 學(xué)好這門課程就顯得尤為必要和重要,從而讓學(xué)好這門課程成為大學(xué)生自覺的行動。
(二)因材施教,打通學(xué)科聯(lián)系
物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論目前主要是針對計算機相關(guān)專業(yè)大三的學(xué)生開設(shè),此時的學(xué)生電路、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程已于大二上全部學(xué)習(xí)結(jié)束,與物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論同時開設(shè)的是一些專業(yè)課程,如網(wǎng)絡(luò)工程、信息系統(tǒng)等。如果這時過于強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論中的理論知識,一方面,由于學(xué)生對理論課程的學(xué)習(xí)早已結(jié)束,部分知識已經(jīng)淡忘,另一方面,剛開始接觸計算機的專業(yè)課程,興趣難免轉(zhuǎn)移。為此,針對學(xué)生特點,對授課內(nèi)容做了如下調(diào)整:
首先由于物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論涉及的內(nèi)容很多、邏輯性很強,必須合理地篩選授課內(nèi)容。在側(cè)重基本概念、基本原理和基本方法原則指導(dǎo)下,重點講授基礎(chǔ)的或者帶有普遍意義的知識點。在教學(xué)的過程中注意將授課內(nèi)容與計算機學(xué)科聯(lián)系,如算法對程序設(shè)計的作用,施工技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響等。
其次強調(diào)概念、理論的物理意義,聯(lián)系應(yīng)用以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。由于本課程的理論是通過多門學(xué)科交叉而來的,過度關(guān)注理論往往會使得學(xué)生感覺抽象、枯燥,漸漸造成學(xué)習(xí)興趣的下降。針對這種情況,應(yīng)在保證基本概念以及簡單理論說明的前提下,淡化學(xué)科區(qū)分和界限,強調(diào)融合應(yīng)用。同時增加課堂演示性實驗和課后實驗環(huán)節(jié)來保證學(xué)生對課程知識的理解。
(三)創(chuàng)新教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能
著名《學(xué)會生存》一書中指出:教育既有培養(yǎng)創(chuàng)造精神的力量,也有壓抑創(chuàng)造精神的力量,這就說明了教學(xué)方法,對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的重要性。為此在物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論的授課過程中,除了采用傳統(tǒng)的老師講,學(xué)生聽的授課方式,更注重發(fā)揮學(xué)生的主體作用,采用了自主學(xué)習(xí)、課堂討論、小組研究、企業(yè)參觀等手段。
如:對于RFID模塊開發(fā),首先由授課老師開發(fā)一個案例進行演示講解,進行學(xué)生分組,布置開發(fā)作業(yè)在課后進行分析開發(fā),然后再在課堂上分組上臺進行展示解說 , 并讓下面的同學(xué)提出問題 , 在互動的過程中加深對該RFID模塊開發(fā)的理解,最后布置課后實踐,要求學(xué)生全部會簡單開發(fā)。通過自學(xué)、討論、實踐三個環(huán)節(jié),使得學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情很高, 紛紛花大力氣查閱相關(guān)資料,積極討論,學(xué)生的積極性得到空前激發(fā),對所學(xué)內(nèi)容有了較深的理解。
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,也是最近幾年快速發(fā)展的一個課程,筆者從計算機專業(yè)的特點以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展的現(xiàn)狀,分析了該課程的特點,從教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法、教學(xué)手段、學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)、學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力等方面闡述了自己的思考體會,期望能對計算機專業(yè)的發(fā)展做一些專業(yè)擴展,使計算機專業(yè)的學(xué)科建設(shè)適應(yīng)社會對信息化的需求。
參考文獻:
物聯(lián)網(wǎng),顧名知義,就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。它是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。是繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。面對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面普及及上萬億規(guī)模的高科技市場,職業(yè)院校承接著技能型人才培養(yǎng)的社會職責(zé),對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)如何定位,如何培養(yǎng),是個值得探討的問題。
一、社會背景和技術(shù)背景
物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的新一輪信息技術(shù)革命,隨著在各行各業(yè)的落地,已經(jīng)成為支撐眾多行業(yè)發(fā)展的主要力量。物聯(lián)網(wǎng)初期投入是在政府主導(dǎo)下進行的,集中在公共安全系統(tǒng),智能交通、智能物流、市政管理等工程,每一個點無不可以搜索到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影子。尤其信息技術(shù)應(yīng)用水平和管理水平,已經(jīng)成為企業(yè)提高競爭力的手段。
技術(shù)上,物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感應(yīng)裝置,經(jīng)過通信技術(shù),進行信息的傳輸,到達指定的信息處理平臺或中心,從而實現(xiàn)物物、物人的信息傳遞,從而提升效率,保障安全,可以跨時間跨空間進行溯源、追蹤、定位、管理。
二、高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的必要性分析
從2009年8月7日,國務(wù)院總理在無錫視察時發(fā)表重要講話,提出了感知中國的戰(zhàn)略構(gòu)想,表示要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),繼而物聯(lián)網(wǎng)也成為我國十二五規(guī)劃的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2013年2月,《國務(wù)院關(guān)于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)正式出臺,標志著政策層面已經(jīng)框定物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍圖。預(yù)計2015年將超過5000億元的規(guī)模,并會在短期內(nèi)可能超過萬億規(guī)模,是一個航母級產(chǎn)業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的競爭,說到底是人才的競爭,是戰(zhàn)略的競爭。物聯(lián)網(wǎng)目前在我國還處于發(fā)展階段,從事該行業(yè)的人才還比較匱乏,僅在交通物流等領(lǐng)域,人才需求量就超過20萬,而且每年都在增長。做為基礎(chǔ)型的產(chǎn)業(yè)對人才的海量需求,這也為職業(yè)院校提出了緊迫的要求,有一定基礎(chǔ)、能力、條件的職業(yè)院校,應(yīng)高度重視與加強物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才的培訓(xùn)與培養(yǎng)工作。
1.職業(yè)類院校學(xué)生的特點。職業(yè)類院校培養(yǎng)的學(xué)生主要從事安裝、調(diào)試、維護、生產(chǎn)、營銷和推廣等工作。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與競爭,主要是人才的競爭。眾多本科類院校也在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)專業(yè),但主要面對系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析和研究方面的研發(fā)工作,要求有深厚的理論基礎(chǔ)知識,并且具備專業(yè)覆蓋面廣的優(yōu)勢,職業(yè)類院校學(xué)生勝任起來有些困難??v觀物聯(lián)網(wǎng)的從業(yè)崗位,對于技術(shù)人員,尤其是建設(shè)調(diào)試、維修保養(yǎng)、技術(shù)服務(wù)、營銷推廣等工作,不需要非常深的理論知識,只需要掌握相關(guān)的操作規(guī)范與標準,具備最基礎(chǔ)的專業(yè)知識,具備相應(yīng)崗位必備的技能技巧即可以,正符合職業(yè)院校學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱、學(xué)習(xí)主動性差、動手能力強、適合奔波式工作的職業(yè)特色,所以對于當前人才需求量大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)行業(yè),職業(yè)類院校開設(shè)上此專業(yè)正具備最基礎(chǔ)的條件。
2.各行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求量大。“十二五”期間物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域包括智能交通、智能電網(wǎng)、智能物流、智能工業(yè)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、公共安全、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、社會公共事業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、智能家居、智慧城市、國防與軍事等。
我國當前處理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才處理缺乏狀態(tài),筆者隨意瀏覽了一個招聘網(wǎng)站,中華英才網(wǎng)上與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的招聘信息有500余條,前程無憂網(wǎng)站上與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的招聘信息達到1000余條,智能招聘網(wǎng)站上與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的招聘崗位達到400余條,另經(jīng)常有公司通過微信、QQ、網(wǎng)站平臺、私人聯(lián)系等方式在招聘技高能優(yōu)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的專業(yè)人才。
據(jù)不完全統(tǒng)計,近幾年的幾大應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨罅?,可能均會超過20萬以上,如智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智慧生活等。
3.對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域展開教學(xué)與研究。RFID技術(shù)等短距離通信技術(shù)、傳感技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),眾多理工類職業(yè)院校有著豐厚的基礎(chǔ),承著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣與應(yīng)用,職業(yè)類院校可以對這些核心的技術(shù)展開教學(xué)與研究,使得培養(yǎng)的人才在智能交通、智能物流、智能農(nóng)業(yè)、智能工業(yè)等領(lǐng)域得到發(fā)揮。
4. 職業(yè)院校具備校企合作的基礎(chǔ)。職業(yè)教育的人才培養(yǎng)模式步伐一直沒有停息過,從項目教學(xué)法、學(xué)習(xí)德國職業(yè)教育模式、校企合作、微課教學(xué)、Mooc教學(xué)、混合式教學(xué)、頂崗實習(xí)等,究竟花落哪種模式,沒終極結(jié)論。實踐場地不斷翻新,合作企業(yè)不斷探索,新技術(shù)新技能不斷涌入,已經(jīng)讓當前的眾多高職院校具備了充分的校內(nèi)實訓(xùn)基地,具備了校企合作的基礎(chǔ)。
在當前的基礎(chǔ)上,開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)具備了良好的基礎(chǔ)。從教學(xué)方法上看,多年的探索與實踐已經(jīng)積累了成熟適用的經(jīng)驗,從硬件基礎(chǔ)上看,已經(jīng)具備了搭建物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實訓(xùn)室的基礎(chǔ)條件,從師資力量上看,已經(jīng)擁有了開設(shè)此專業(yè)的技能與技術(shù)。院校與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作,搭建校企合作平臺,通過高校與企業(yè)聯(lián)合辦學(xué),培養(yǎng)熟練掌握物聯(lián)網(wǎng)知識與技術(shù)的信息服務(wù)與技能應(yīng)用型人才,合作育人,合作發(fā)展,達到人才培養(yǎng)的靈活性、開放性、深入性、針對性。
總之,在當前本科類院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的同時,各職業(yè)類院校也必須要迎頭趕上,以呼應(yīng)本科類院校培養(yǎng)的研究型人才,牢牢把握住這一機遇。中高等職業(yè)類院校作為國家技能型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),開辦此專業(yè)顯得尤其重要與必要,有處于當前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的大好形勢 ,扭轉(zhuǎn)物聯(lián)網(wǎng)人才資源匱乏的局面,從而培養(yǎng)大批的具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能力、創(chuàng)新能力、良好的團隊合作精神的復(fù)合型人才,全國的職業(yè)類院校都以當前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大好背景為依托,積極開辦物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè),探索理論和實踐相結(jié)合的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)人才戰(zhàn)略。
由于我國物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教育于2010年才起步,對于很多院校開設(shè)此專業(yè)還處理猶豫與探索階段,如如何定位專業(yè)、課程設(shè)置?師資力量從何而來?實驗室不完善如何辦?學(xué)生的就業(yè)前景如何?等等諸多問題,這也一定程度上會制約著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的設(shè)置與發(fā)展,所以研究物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教育的有效性及輸送人才的通道更顯得重要。
參考文獻:
[1]董榮勝. 計算機科學(xué)導(dǎo)論―思想與方法. 北京:機械工業(yè)出版社, 2007年8月.
[2] 彭力.基于案例的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2012年10月.
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產(chǎn)、攜帶智能終端的個人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個性化的實時監(jiān)控、定位溯源、報警聯(lián)動、遠程控制、安全防范等管理和服務(wù)功能,實現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及多個產(chǎn)業(yè)群的特點,其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生新的產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟增長點,其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),新設(shè)專業(yè)將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設(shè)置的“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)通過了教育部的審批。
二、教學(xué)實踐與教學(xué)方法的初步探索
筆者所在的大學(xué)還未申報物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),但與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的支撐專業(yè)門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學(xué)技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)、控制工程及測控技術(shù)及儀器等專業(yè)?;诖?,筆者在2011年連續(xù)兩個學(xué)期開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的公選課,學(xué)生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當前本科生對物聯(lián)網(wǎng)等新生技術(shù)具有非常強的學(xué)習(xí)欲望。針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點,在現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對教學(xué)方案進行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結(jié)合選課學(xué)生的特點:不僅有理工科學(xué)生,還有社會科學(xué)類學(xué)生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用、標準和商業(yè)模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)世界,且不需要較強的專業(yè)背景,適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生。
2.嚴格修訂教學(xué)大綱,合理安排教學(xué)內(nèi)容。
教學(xué)大綱不僅是進行教學(xué)內(nèi)容及進度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學(xué)質(zhì)量評估的依據(jù)。一個好的教學(xué)大綱,非常有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。在教學(xué)內(nèi)容上,首先講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與機遇,讓同學(xué)們明白物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無論是在經(jīng)濟、生活以及國家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學(xué)們掌握互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網(wǎng)從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術(shù)、長距離無線通訊技術(shù)、短距離有線通訊技術(shù)和長距離有線通訊技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,通過物聯(lián)網(wǎng)在城市市政管理、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運輸?shù)确矫婧屯瑢W(xué)們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術(shù),讓同學(xué)們對整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有更進一步的了解。
3.教學(xué)方法和教學(xué)互動
物聯(lián)網(wǎng)是個實用性很強、發(fā)展前景很廣的技術(shù)。將來物聯(lián)網(wǎng)會發(fā)展到什么程度,對人類的科技和生活會產(chǎn)生什么影響,都是一個未知數(shù)。因而在教學(xué)過程中,筆者非常注意和學(xué)生互動,讓同學(xué)們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網(wǎng)的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學(xué)生互動的環(huán)節(jié),更有讓學(xué)生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個開放的課程,學(xué)生不僅能學(xué)到知識,更能發(fā)揮自己的主觀能動性。同時,通過運用多媒體等途徑來呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所存在的問題和發(fā)展前景,請同學(xué)們利用已有知識,并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設(shè)置懸念,然后抓住重點、熱點作深入分析,最后上升為理論知識。從而使課程生動形象,對錯分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當然,這種講課方式有一個前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎(chǔ)上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實現(xiàn)這種溝通,理解是基礎(chǔ),也即心靈交融,才能實現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的要求,筆者在考核方式上突出強調(diào)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念掌握和發(fā)展前景設(shè)想,同時考查學(xué)生的論文寫作能力,從而實現(xiàn)對學(xué)習(xí)過程的督促與考核,客觀完整地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在考核的評價標準上學(xué)生的成績由學(xué)生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學(xué)生進一步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),又能發(fā)揮學(xué)生的想象力和主動性,并能讓學(xué)生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)是一個新興的產(chǎn)業(yè)和技術(shù),筆者依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點,結(jié)合我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經(jīng)過幾個學(xué)期的教學(xué)探索,摸清了教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化了教學(xué)過程,改進了教學(xué)方法,使學(xué)生具有合理的知識結(jié)構(gòu),理論與實踐相結(jié)合,從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來,把握經(jīng)濟、社會和科學(xué)發(fā)展的大趨勢,以適應(yīng)社會經(jīng)濟和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應(yīng)21世紀新挑戰(zhàn)的復(fù)合型高端人才。
參考文獻
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中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:2095-1302(2014)01-0077-03
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。代表了未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢與方向,政府大力支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,企業(yè)和教育界、科技界共同推動,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),需要大量熟悉和精通物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)人才[1,2]。在此背景下,北京聯(lián)合大學(xué)自動化學(xué)院對2011版自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃進行了修訂,在 “智能測控技術(shù)”專業(yè)方向的基礎(chǔ)上建立了“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”方向[3]。
1 專業(yè)現(xiàn)狀與背景分析
原“智能測控技術(shù)”專業(yè)方向以信息的采集和處理為主,課程主要包括檢測技術(shù)、傳感器原理及應(yīng)用、智能儀器、計算機控制技術(shù)以及LabVIEW技術(shù)等,是傳統(tǒng)的專業(yè)方向,課程的覆蓋面較窄,偏重于系統(tǒng)前端的硬件采集原理,系統(tǒng)的概念較為薄弱;從人才培養(yǎng)的角度來看,已經(jīng)滿足不了厚基礎(chǔ)、寬口徑的人才需求,學(xué)生掌握知識的集成度不高。為了既保持傳統(tǒng)的經(jīng)典知識內(nèi)容,又要為課程體系增加新的特色和先進內(nèi)容,將傳統(tǒng)的專業(yè)方向賦予時代意義,使學(xué)生們真正學(xué)以致用,“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向應(yīng)運而生。
“智能測控技術(shù)”和“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”并不是割裂的,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者的延續(xù)和拓展。從技術(shù)的角度上講,物聯(lián)網(wǎng)分成三個層次[4,5],即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層,形成了物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)的感知層涉及到傳感網(wǎng)技術(shù),會有多種傳感器應(yīng)用其中,正是“智能測控技術(shù)”方向的核心內(nèi)容;物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層是多種信息的智能處理技術(shù),也是“智能測控技術(shù)”方向的主要內(nèi)容,它們被物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層連接,即新的專業(yè)方向加入無線傳感網(wǎng)等新知識、新技術(shù),形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系的概念。
我們的教學(xué)理念在于從一個大系統(tǒng)的角度看待物聯(lián)網(wǎng),利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)的集成創(chuàng)新應(yīng)用和信息化服務(wù)。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,實現(xiàn)信息的采集、傳輸、有用信息的提取和整理、以及完成相應(yīng)的控制和信息應(yīng)用,重點突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計,及物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用和信息化服務(wù)。因此本課程體系的設(shè)置將突出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、選擇物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與經(jīng)典的檢測及控制方法相結(jié)合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的多領(lǐng)域應(yīng)用[6,7]。以物聯(lián)網(wǎng)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強學(xué)生的實踐動手能力,提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)。
2 課程體系設(shè)置
“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向設(shè)置在自動化學(xué)院,因此它的應(yīng)用特色非常鮮明。課程體系的設(shè)置如圖1所示,加強了實驗/實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置。其中,理論教學(xué)是基礎(chǔ),對物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的典型應(yīng)用形成完整的闡述,實驗教學(xué)作為理論課程的延伸,是抽象到具體的過程,試驗環(huán)節(jié)的設(shè)置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),完成由下而上的知識獲取和驗證;物聯(lián)網(wǎng)作為一種實用技術(shù),讓學(xué)生去感受、去體驗、去親自動手設(shè)計和實現(xiàn)一個系統(tǒng)更是至關(guān)重要的。通過實踐環(huán)節(jié)中的認識實踐,學(xué)生去企業(yè)參觀感受,體會知識的力量和企業(yè)文化,培養(yǎng)對專業(yè)的認知和信心;工作實踐則更近了一步,利用假期時間到相關(guān)企業(yè)中從事基礎(chǔ)和簡單的專業(yè)工作,深化所學(xué)知識的專業(yè)應(yīng)用技能;請工程師或行業(yè)企業(yè)從業(yè)者走進學(xué)校的課堂,結(jié)合實際的應(yīng)用案例,為學(xué)生出題和指導(dǎo),進行專業(yè)綜合訓(xùn)練,為學(xué)生的實際設(shè)計能力和實際動手能力培養(yǎng)打造了平臺,提供了方向。理論教學(xué)、實驗教學(xué)、案例教學(xué)和各個實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合,增加課程的實用性。為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
2.1 理論課程
集成了多種新知識和新技術(shù)的應(yīng)用,涉及的知識點眾多,作為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和設(shè)計,理論教學(xué)中課程內(nèi)容的銜接、承上啟下的課程安排非常重要;理論課程包括基礎(chǔ)課程(也稱為學(xué)科大類課程)和專業(yè)課程[1]。
本專業(yè)方向偏重于傳感檢測、無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及行業(yè)應(yīng)用,尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的兩化(信息化、自動化)融合,因此在限選課中還有相關(guān)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用課程:虛擬儀器技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等。任選課作為專業(yè)限選課的補充,完善物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計和應(yīng)用。
通過理論課的學(xué)習(xí),學(xué)生將會對知識融會貫通,對信息處理和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系和架構(gòu)充分了解,具有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的理念和基本的組網(wǎng)設(shè)計能力。但是在實際應(yīng)用中,需要將多門課程、甚至多學(xué)科的知識融為一體,去設(shè)計、安裝、調(diào)試、運行一套系統(tǒng)。這種靈活運用所學(xué)知識于實際系統(tǒng)的能力,是真正的學(xué)以致用的體現(xiàn)。因此實驗室建設(shè)、實驗基地建設(shè)和實驗項目開發(fā),對于學(xué)生消化、理解理論知識和培養(yǎng)實際動手能力至關(guān)重要。
2.2 實驗室建設(shè)
圖2所示是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的實驗室建設(shè)框架,實驗室建設(shè)與課程設(shè)置緊密相連,并考慮到學(xué)生的分層教學(xué)以及科研平臺的擴展性。利用已申請的中央財政支持地方高校專項資金,正在籌建支撐“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用”、“無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”及“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)設(shè)計”等課程的課內(nèi)實驗平臺,包括三個模塊:第一是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實驗?zāi)K; 第二是無線傳感網(wǎng)開發(fā)設(shè)計模塊;第三是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沉浸式體驗?zāi)K。其中第一和第二模塊在教學(xué)上采用學(xué)生熟悉的C或C++語言實現(xiàn)節(jié)點和無線網(wǎng)的設(shè)計,網(wǎng)關(guān)采用Linux、andor兩種操作系統(tǒng),學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和喜好選擇;第三模塊是智能家居(體驗)實驗室,根據(jù)家居實景建立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可以實現(xiàn)燈光、安防、煙感、窗簾、空調(diào)等家居設(shè)備的遠程控制。此系統(tǒng)采用最適合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的Tiny OS操作系統(tǒng),可以作為學(xué)生初識物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感性認識體驗?zāi)K,也可以作為教師、學(xué)生進行科研開發(fā)的平臺。目前在建實驗室物流綜合實驗室和未來超市都是物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)中的具體應(yīng)用,提供學(xué)生進行專業(yè)綜合訓(xùn)練。
課程的實驗內(nèi)容全部以實際系統(tǒng)為主,綜合訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試能力,包括對傳感/變送器的選取、信號的采集與處理方法、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計、針對不同領(lǐng)域執(zhí)行器的選擇等;并將先進的虛擬儀器技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合作為物聯(lián)網(wǎng)的信息處理方式,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計智能儀器的開放性創(chuàng)新能力。通過實際項目訓(xùn)練,學(xué)生可以完成從了解任務(wù)的需求、根據(jù)需求制定系統(tǒng)方案、在最佳性價比的基礎(chǔ)上選型系統(tǒng)的硬件配置、組網(wǎng),到應(yīng)用所學(xué)知識編制合理的軟件程序,并具有系統(tǒng)調(diào)試、通過系統(tǒng)運行結(jié)果分析問題、定位問題、以及解決問題的專業(yè)核心能力。
2.3 實踐基地建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)是集成的信息/控制服務(wù)系統(tǒng),可以應(yīng)用于不同的行業(yè)和領(lǐng)域。據(jù)報道目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才缺口近20萬,因此培養(yǎng)適合于企業(yè)的應(yīng)用型人才就是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。產(chǎn)學(xué)研的辦學(xué)模式是企業(yè)和學(xué)校快速溝通、共建共贏的很好方法。在課程建設(shè)、實驗室建設(shè)的同時,積極與企業(yè)聯(lián)系,建設(shè)校外實踐教學(xué)基地是專業(yè)方向建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。同時在我們的教學(xué)計劃中還有工作實踐的內(nèi)容,建設(shè)實踐基地也為學(xué)生的工作實踐提供了場所和條件。利用北京市高新企業(yè)多,許多區(qū)縣建立數(shù)字北京、智慧北京的物聯(lián)網(wǎng)項目的機會,與企業(yè)和公司合作,進行橫向項目的開發(fā)和實踐基地的建設(shè)。選派學(xué)生到相應(yīng)的公司企業(yè)進行畢業(yè)設(shè)計,不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運行模式,還可以為企業(yè)提供專業(yè)的人才,實現(xiàn)企業(yè)與學(xué)生的雙向選擇。
3 教學(xué)模式的探索
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)涉及的知識點眾多,學(xué)生直接進行理論課的學(xué)習(xí)難免感覺枯燥和凌亂;但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以無所不在、生動有趣,這樣的特點決定了我們在教學(xué)時可以先引起學(xué)生的興趣,讓他們明白所學(xué)可以如何用。因此在課程的安排上首先是導(dǎo)論和浸入式體驗的認識實踐,然后才是相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和實驗,并在第六個學(xué)期進行工作實踐,加深專業(yè)知識的應(yīng)用,第七學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合訓(xùn)練,學(xué)生進行設(shè)計性、應(yīng)用性訓(xùn)練,形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。圖3所示是學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)方向的教學(xué)進程圖。
4 結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程設(shè)置應(yīng)當具有以下特色:
第一是先進。課程設(shè)置針對目前最熱門的集成技術(shù)應(yīng)用—物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用,是傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息控制技術(shù)的發(fā)展方向,體現(xiàn)了先進技術(shù)的特質(zhì);
其次就是實用。課程設(shè)置和內(nèi)容將重點突出實用性,理論是基礎(chǔ),實用是根本。強調(diào)實驗環(huán)節(jié),以增強學(xué)生的實踐動手能力和畢業(yè)后對崗位的適應(yīng)能力為宗旨,突出重點,強調(diào)實用。
第三是靈活。不但體現(xiàn)在課堂上課程設(shè)置的靈活性,也顯示了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的靈活性。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,重點突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)實際系統(tǒng)的需要靈活配置。強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生靈活思維,突出創(chuàng)造性和創(chuàng)新意識,是學(xué)生綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。
最后是深入。課程的工程性、實用性、設(shè)計性很強,也有許多公司會舉辦大型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽,因此可以為有興趣的同學(xué)開辟第二課堂,通過指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)專業(yè)的科技競賽帶動大家的學(xué)習(xí)熱情,深入理解本門課的內(nèi)容。
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前言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命,涉及的領(lǐng)域廣,其理念也日趨成熟。從整體來看,中國物聯(lián)網(wǎng)市場主要份額有智能工業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)和智能家居等行業(yè)。2009年8月,“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展推向了,我國在無錫建立了“感知中國”研究中心,中國科學(xué)院、電信運營商和多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu),越來越多的行業(yè)和企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才,加大物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)各級人才培養(yǎng)力度,已經(jīng)成為當前職業(yè)教育相關(guān)專業(yè)改革與發(fā)展的一項重要和緊迫任務(wù),中職業(yè)學(xué)校的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置應(yīng)該著眼于社會的發(fā)展需要,增加在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng),在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及實訓(xùn)上增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識與技能實訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計算機專業(yè)的知識技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,適應(yīng)社會信息化產(chǎn)業(yè)新趨勢的發(fā)展。
1中職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀
目前,全國大多數(shù)本科、高職院校都開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)專業(yè),并把該專業(yè)作為重點規(guī)劃和發(fā)展專業(yè),學(xué)科知識體系及課程設(shè)置都在研究與探討,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)與實訓(xùn)處在摸索、實踐階段,沒有成熟的體系、成功的經(jīng)驗可以借鑒。中職學(xué)校也積極創(chuàng)造條件開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè),但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展技術(shù),主要涉及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟件開發(fā)和電子技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用,而大多數(shù)中職學(xué)校學(xué)科體系不夠完善、受學(xué)制,專業(yè)師資和教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備等因素限制,如何在學(xué)?,F(xiàn)有師資、課程、實訓(xùn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建能滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)的需求、又具有本校特色的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),是各個學(xué)校急需解決的問題。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的建設(shè)與人才培養(yǎng)上采用兩步走的方式來實現(xiàn):第一步,各中職學(xué)校將結(jié)合學(xué)校學(xué)科專業(yè)體系的特點與優(yōu)勢在電子技術(shù)應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟件技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的基礎(chǔ)課程和實訓(xùn)課程,進行探索與實踐。第二步,整合相關(guān)專業(yè)教學(xué)實踐、教學(xué)資源,制定統(tǒng)一、完善的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案,使之形成一個整體。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置
目前,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)課程與教學(xué)實踐都是基于普通計算機之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展綜合技術(shù)。主要涉及電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用技術(shù),知識系統(tǒng)非常龐大,必須進行研究與梳理,依據(jù)人才培養(yǎng)的目標定位,考慮中職學(xué)制與學(xué)生學(xué)習(xí)能力,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識,進行適時課程的設(shè)置調(diào)整,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)特點和關(guān)鍵技術(shù),課程設(shè)置如圖1所示,使學(xué)生掌握新的知識與技術(shù),從而擴大就業(yè)面,提升在就業(yè)中的優(yōu)勢而計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)標準課程設(shè)置中已經(jīng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層知識領(lǐng)域,只需要增加的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層的相關(guān)核心課程。具體是在專業(yè)基礎(chǔ)課增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》,專業(yè)課上增加感知層《傳感技術(shù)與檢測》、《RFID技術(shù)與應(yīng)用》、《傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)》課程和《網(wǎng)站建設(shè)與管理》、《數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用技術(shù)》應(yīng)用層課程。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)體系設(shè)置
對于中職學(xué)生而言,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的定位應(yīng)體現(xiàn)在工程實踐性,學(xué)生需要有知識理論的學(xué)習(xí),更要注重工程能力的實踐,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實踐體系,設(shè)計教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實際工程的應(yīng)用技能,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置,結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)與設(shè)施情況,確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的實訓(xùn)體系,確定實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容。(見表1)
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)實訓(xùn)的實踐
中職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)受學(xué)制(三年)和學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實訓(xùn)條件、師資等因素限制,課程調(diào)整的空間較小,在明確專業(yè)人才培養(yǎng)定位,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識教學(xué)與實訓(xùn),系統(tǒng)的增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識,適當調(diào)整專業(yè)課程,一方面將物聯(lián)網(wǎng)傳輸層新技術(shù)與知識“嵌入”到原有的課程教學(xué)中,比如:將傳感器技術(shù)和RFID技術(shù)知識作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)容,無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)加入到網(wǎng)絡(luò)課程中,將數(shù)據(jù)庫技術(shù)知識融入網(wǎng)站建設(shè)與管理課程中。另一方面,進行適時課程的設(shè)置調(diào)整,在有限的學(xué)時上增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)與實訓(xùn),進行典型的應(yīng)用系統(tǒng)綜合實訓(xùn),如智能家居與智能安防監(jiān)控綜合實訓(xùn)。
5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)室設(shè)計
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)建設(shè)有完善的網(wǎng)絡(luò)布線實訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實訓(xùn)室、系統(tǒng)搭建實訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)室,能完成網(wǎng)絡(luò)工程的實踐教學(xué)實訓(xùn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)室可以對原有的網(wǎng)絡(luò)工程實訓(xùn)室進行改造,規(guī)劃和購置物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)模塊設(shè)備,模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程環(huán)境和實際應(yīng)用環(huán)境,構(gòu)建“理實一體化”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)室,拓展原有實訓(xùn)室的功能,提供課程教學(xué)實訓(xùn)從理論知識學(xué)習(xí)、講解到演示、基本技能訓(xùn)練、工程項目實踐等多層次教學(xué)實踐。借鑒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的項目教學(xué)實踐體系,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實踐體系,設(shè)計教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實際工程的應(yīng)用技能。因此,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程、實訓(xùn)體系設(shè)置、實訓(xùn)實踐及實訓(xùn)室建設(shè)的研究和探索,我們可以在中職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識與技能實訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的知識技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,擴寬計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)渠道,提高學(xué)生就業(yè)競爭力。
參考文獻:
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多媒體輔助教學(xué)在高校已廣泛普及,課程不同輔助手段各異,板書等傳統(tǒng)教學(xué)方法正在逐漸被取代,與之相比,多媒體輔助教學(xué)是一種更加直觀、新穎的教學(xué)手段。但是如何在不同的課堂上合理的使用不同的多媒體技術(shù)就成為了高校教師需要深思的一個重要課題。
《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》這門課程是開設(shè)給西科大物流管理??飘厴I(yè)班的學(xué)生,在這本書中介紹了物聯(lián)網(wǎng)非常多的技術(shù)內(nèi)容,比如射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動網(wǎng)技術(shù)等等,但是這些技術(shù)如果僅從文字上理解,很多概念是生澀枯燥難懂的,于是筆者通過兩年的教學(xué)探索,對于如何更加合理、有效的在這門課程中使用多媒體輔助教學(xué)談?wù)勛约旱捏w會。
一、合理的使用PPT輔助教學(xué)
1、PPT的合理使用
如今的高校教師越來越多的使用PPT(Power Point 簡稱,一種演示文稿圖形程序)作為上課的主體講授方法,因為PPT可以以一種圖文并茂、生動靈活的方式將知識點展示給學(xué)生,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時PPT也不光只是簡單的知識點羅列,它還可以通過超鏈接、圖示等不同方法,將整體知識點進行串聯(lián),讓學(xué)生直觀了解所學(xué)內(nèi)容的整體框架。
案例1 在這門課程中,筆者在講解互聯(lián)網(wǎng)這部分內(nèi)容時,根據(jù)PPT上準備的圖示,學(xué)生可以很直觀的掌握重點網(wǎng)絡(luò)用語等知識點。比如互聯(lián)網(wǎng)中的域名解析的兩種不同方法,或者Ipv4如何過渡到Ipv6的兩種不同技術(shù),這些知識點通過PPT的圖示幫助學(xué)生更好的掌握兩種不同方法和技術(shù)之間的差異。另外在無線低速網(wǎng)絡(luò)的講解中,通過PPT的使用可以方便學(xué)生理解ZigBee網(wǎng)絡(luò)層采用的按需距離矢量路由協(xié)議(AODV),學(xué)生可以從PPT中的動圖看到節(jié)點是如何尋找路徑的。
由于在不同的網(wǎng)絡(luò)層涉及的復(fù)雜內(nèi)容特別多,包含了很多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,光是文字的敘述太過繞口,只能讓學(xué)生一知半解,通過PPT圖畫和知識點關(guān)鍵字的強調(diào),可以幫助學(xué)生更好的理解。
在教師使用PPT的過程中一定要注意,我們?nèi)孕枰獙γ總€部分進行小結(jié),做內(nèi)容回顧,讓學(xué)生更好的了解目前學(xué)到了什么、應(yīng)該掌握什么、什么是重點、什么是難點等。
2、PPT使用中的問題
剛開始在使用PPT的時候筆者也遇到了一個問題,就是每頁PPT上文字內(nèi)容過多,重點不突出,導(dǎo)致課堂氣氛死氣沉沉學(xué)生沒有積極性。于是通過不斷摸索并和其他老師探討學(xué)習(xí),在之后上這門課程時筆者對PPT中的大量內(nèi)容進行了刪改,并把重點用不同顏色不同方法標記出來,增加超鏈接和小圖案來提升整體PPT的活潑度,在這種整改之下筆者的課堂上學(xué)生們注意力非常專注,興趣濃烈,課堂效果也提高了很多。
同時在這門課的講授過程中,筆者還發(fā)現(xiàn)有些知識點無法用PPT的形式講解明白,特別是一些數(shù)字類型的概念,這時候就又要回歸到原始的板書上,通過一步步書寫的方法讓學(xué)生明白每一個數(shù)字每一個步驟都從何而來。比如在關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型中涉及到了數(shù)學(xué)集合運算――交、差、并等,于是筆者就通過板書講解讓學(xué)生都非常好的掌握了重點內(nèi)容。多媒體只是一種輔助教學(xué)手段,它合理的使用可以使教學(xué)升華,但也不能丟掉傳統(tǒng)教學(xué)手段。
二、用直觀視頻內(nèi)容取代死板的概念講解
如今的大學(xué)生,過多的強調(diào)自主和靈活,都擁有自己的主見與思想,針對他們的特點,高校教師在講課的時候應(yīng)該把課堂主動權(quán)交給他們,讓他們更好的融入課堂提高學(xué)習(xí)效果。
在這門課程里涉及非常多枯燥的概念,如果僅僅使用文字描述學(xué)生們都會失去興趣,于是筆者采用了播放視頻的方法來取代對概念的死板講解,讓學(xué)生可以在視頻中掌握重點知識點。
案例2 “物聯(lián)網(wǎng)”這個概念對學(xué)生而言是完全陌生的,為了讓學(xué)生更好的掌握這門課程的大體概況,筆者在第一節(jié)課剛開始給學(xué)生播放了“中國聯(lián)通的物聯(lián)網(wǎng)宣傳視頻”,通過這個視頻中包含的三個層次內(nèi)容,學(xué)生就可以直觀的了解物聯(lián)網(wǎng)三大基礎(chǔ)層次:感知層(如何將物品聯(lián)網(wǎng))、網(wǎng)絡(luò)層(使用什么網(wǎng)絡(luò))、應(yīng)用層(物聯(lián)網(wǎng)如何造福人類)。在觀看完引入視頻之后,再對物聯(lián)網(wǎng)概念進行講解的時候,學(xué)生就很好理解物聯(lián)網(wǎng)就是把各種物品通過不同的技術(shù)連接在一起而形成的網(wǎng)絡(luò)。
案例3 在講到智能信息設(shè)備的時候,目前在智能信息設(shè)備的幫助下產(chǎn)生的很多新興技術(shù)對??粕允悄吧?,比如無人駕駛汽車的成功研制,通過播放“無人駕駛汽車上路測試完成”的視頻,幫助學(xué)生在了解智能信息設(shè)備有哪些的同時也幫助學(xué)生了解時下的新聞熱點,讓??粕沧龅脚c時俱進。這時候筆者就可以對學(xué)生布置作業(yè),讓學(xué)生自己尋找身邊的智能信息設(shè)備都有哪些,通過課后的資料收集,學(xué)生們給筆者進行了非常多的反饋,可見使用這種教學(xué)方法可以有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
案例4 對于定位系統(tǒng)的內(nèi)容,課本上除了定位系統(tǒng)的概念之后比較少涉及到定位系統(tǒng)的具體應(yīng)用,所以筆者通過“智能定位尋找丟失手機”、“歐洲衛(wèi)星定位用于農(nóng)業(yè)”、“手機GPS老人不怕丟失”等視頻讓學(xué)生了解目前定位系統(tǒng)在生活中的廣泛應(yīng)用,幫助他們在學(xué)習(xí)生活中使用類似于百度地圖的軟件進行自身定位,更好的把新興技術(shù)知識學(xué)以致用。
案例5 在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層中,可以通過視頻讓學(xué)生直觀了解物聯(lián)網(wǎng)可能會帶來的生活新改變,并對之后深入的學(xué)習(xí)產(chǎn)生更大的興趣。比如“北京地磁感應(yīng)停車系統(tǒng)”的出現(xiàn)解決了停車場停車位管理問題,機場附近的傳感器保證了機場的安全等等。再比如英國一個學(xué)生把他的宿舍打造成了全聲控,只需要說出“開燈”“關(guān)窗簾”等詞語就完成原先需要手動完成的工作。
三、小結(jié)
隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,高校老師越來越多的運用不同手段的多媒體輔助教學(xué)。筆者通過不斷的摸索與總結(jié),發(fā)現(xiàn)在《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》這門課程的教學(xué)過程中,可以通過PPT輔助板書的形式進行基礎(chǔ)內(nèi)容的解析,幫助學(xué)生直觀理解基礎(chǔ)內(nèi)容并調(diào)動學(xué)生課堂積極性;并通過直觀視頻內(nèi)容的播放取代呆板的概念講解同時進行案例演示,可以幫助學(xué)生更好掌握具體概念的應(yīng)用。雖然說多媒體教學(xué)可以帶來非常良好的課堂效果,但是傳統(tǒng)板書在一定程度上也占有不容忽視的地位,所以教師如何在實際教學(xué)過程中更加合理、有效的使用多媒體輔助教學(xué)就成為了一個非常值得探究的問題。
【參考文獻】
一、物聯(lián)網(wǎng)的由來
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早于1995年出現(xiàn)在比爾蓋茨的《未來之路》書中,在該書中比爾蓋茨已經(jīng)提及了Internet of Things的概念,只是當時并沒有引起人們的重視。1998年,美國麻省理工學(xué)院創(chuàng)造性地提出了當時稱為EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想;1999年,美國麻省理工學(xué)院首先明確提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,提出了物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別(RFID)等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連,能實現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò)。2005年11月,國際電信聯(lián)盟在突尼斯舉行的信息社會峰會上了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。
2009年11月,總理發(fā)表了《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的重要講話,“我國要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),及早部署后IP時代相關(guān)技術(shù)研發(fā),使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的‘發(fā)動機’”,從而物聯(lián)網(wǎng)作為我國的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)就是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻識別、傳感設(shè)備和無線通信等技術(shù),構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”; 即英文名稱為“Internet of Things”,簡稱IOT。在這個網(wǎng)絡(luò)中,物品能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用RFID等技術(shù),通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)和共享。
二、物聯(lián)網(wǎng)的特征
(1)網(wǎng)絡(luò)化:網(wǎng)絡(luò)化是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。不論是有線、無線還是專網(wǎng)來傳輸信息,都必須依靠網(wǎng)絡(luò),而且必須與互聯(lián)網(wǎng)相連,這樣才能形成完全意義上的物聯(lián)網(wǎng)。(2)互聯(lián)化:物聯(lián)網(wǎng)是一個包含多種網(wǎng)絡(luò)、接入、應(yīng)用技術(shù)的大集成,也是一個讓人與人、人與物、物與物之間進行交流的平臺;與互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)具備更強的開放性,應(yīng)能夠隨時接納新設(shè)備、提供新的服務(wù)與應(yīng)用,即物聯(lián)網(wǎng)具備自組織、自適應(yīng)能力。(3)物聯(lián)化:計算機和計算機連接成互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)人與人之間交流。而物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)人物相連、物物相連,通過在物體上安裝傳感器或微型感應(yīng)芯片,借助計算機網(wǎng)絡(luò),讓人和物體進行“對話”和“交流”。(4)感知化:物聯(lián)網(wǎng)離不開傳感設(shè)備。射頻識別、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,正如視覺、聽覺和嗅覺器官對于人的重要性一樣,它們是物聯(lián)網(wǎng)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。(5)自動化:物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器設(shè)備自動采集數(shù)據(jù);根據(jù)事先設(shè)定的處理規(guī)則,利用軟件自動處理采集到的數(shù)據(jù);自動地進行數(shù)據(jù)交換和通信;對物體實行自動監(jiān)控和自動管理。一般無需人為的干預(yù)。(6)智能化:物聯(lián)網(wǎng)融合了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù),微處理技術(shù)和傳感器技術(shù)等,從它的“自動化”、“感知化”等特點,已能說明它能代表人、代替人“對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環(huán)境事宜”,智能化是其綜合能力的表現(xiàn)。
三、物聯(lián)網(wǎng)的組成
物聯(lián)網(wǎng)主要包括以下幾個子系統(tǒng),有些物聯(lián)網(wǎng)可能只包括了這些子系統(tǒng)中的一部分。
(1)電信網(wǎng)絡(luò):物聯(lián)網(wǎng)的信息傳送與日常使用的文字、語音、圖片、圖像傳輸相比,有其獨特的地方,物聯(lián)網(wǎng)中的信息傳輸大多是小數(shù)據(jù)量和特大數(shù)據(jù)量的傳輸。小到每月只發(fā)送幾bit,如電力抄表;大到持續(xù)發(fā)送大幅圖像,如交通監(jiān)控,而中等數(shù)據(jù)量的信息傳送卻不多見。這就對通信網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求,需要推出新的通信標準和新的接入技術(shù),以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)各種通信的需要,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的高效通信?,F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)主要有電纜、光纖、無線電、微波、衛(wèi)星、藍牙、紅外、WiFi、移動通信等。(2)傳感器:傳感器可以把一些物理量的變化變?yōu)殡娦盘柕淖兓占畔?,做出響?yīng)。例如麥克風(fēng)和喇叭就是一對語音傳感器。傳感器可以是聲、光、電、重量、密度、硬度、濕度、溫度、壓力、震動、速度、圖像、語音等。(3)電子標簽:電子標簽用來標識物聯(lián)網(wǎng)中的各物體?,F(xiàn)有的電子標簽主要有RFID、條形碼、二維碼、IC卡、磁卡等。(4)數(shù)據(jù)處理:物聯(lián)網(wǎng)通過傳感設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù),必須經(jīng)過計算機軟件進行處理,才能滿足用戶不同的需求,實現(xiàn)各種目的。這些數(shù)據(jù)處理往往包括匯總求和、統(tǒng)計分析、閥值判斷、數(shù)據(jù)挖掘和各種專業(yè)計算等。(5)報警系統(tǒng):傳感設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)信息可能需要直接報警或者經(jīng)過計算機軟件處理后報警,報警形式主要有聲、光、電(電話、短信)等。(6)顯示系統(tǒng):傳感設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)信息可能需要直接顯示或是經(jīng)過計算機軟件處理后顯示出來,常見的顯示形式有文字、數(shù)字、圖形、表格等。
四、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
(1)感知與標識技術(shù)
感知和標識技術(shù),負責(zé)采集現(xiàn)實中發(fā)生的事件和數(shù)據(jù),實現(xiàn)外部信息的感知和識別,是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),如傳感器、無線定位、射頻識別(高頻、超高頻)、二維碼等。
(2)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳遞和服務(wù)支撐的最重要基礎(chǔ)設(shè)施,通過人物互聯(lián)、物物互聯(lián),實現(xiàn)感知信息高可靠性、高速度、高安全地傳送。物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)涉及到近通信技術(shù)和遠程通信技術(shù)。近距離通信技術(shù)主要涉及RFID,藍牙等,遠程通信技術(shù)主要涉及互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)等技術(shù)。包括短距離無線通訊(zigbee、藍牙、WiFi等), 低功耗無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),遠程網(wǎng)絡(luò)、多網(wǎng)絡(luò)融合等。
(3)計算與服務(wù)技術(shù)
海量感知信息的計算與處理是物聯(lián)網(wǎng)的最重要支撐,服務(wù)和應(yīng)用則是物聯(lián)網(wǎng)的最終價值體現(xiàn)。
海量感知信息的計算與處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大規(guī)模發(fā)展后,面臨的重大問題之一。需要攻克海量感知信息的數(shù)據(jù)挖掘、、數(shù)據(jù)融合、高效存儲、并行處理、知識發(fā)現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù),研究物聯(lián)網(wǎng)“云計算”中的虛擬化、智能化、分布式計算和網(wǎng)格計算等技術(shù)。其核心是采用云計算技術(shù)實現(xiàn)信息存儲和計算能力的分布式處理和共享,為海量信息的高效利用提供技術(shù)支撐和保障。
服務(wù)計算。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須以應(yīng)用為導(dǎo)向,在“物聯(lián)網(wǎng)”中,服務(wù)的內(nèi)涵得到了革命性的擴展,不斷涌現(xiàn)出大量的新型應(yīng)用將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式與應(yīng)用開發(fā)受到巨大挑戰(zhàn),面臨著許多機遇,如果仍然沿用傳統(tǒng)的技術(shù)路線勢必制約物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新。為了適應(yīng)未來應(yīng)用環(huán)境的變化和服務(wù)模式的變化,必須研究針對不同應(yīng)用需求的標準化、開放式的應(yīng)用支撐環(huán)境和服務(wù)體系結(jié)構(gòu)以及面向服務(wù)的計算技術(shù)等。
(4)管理與支撐技術(shù)
隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大、支撐業(yè)務(wù)的多化化復(fù)雜化和服務(wù)質(zhì)量的高要求,影響物聯(lián)網(wǎng)正常穩(wěn)定高效運行因素的越來越多,管理與支撐技術(shù)是保證物聯(lián)網(wǎng)“安全高效可控”的關(guān)鍵,包括測量分析、網(wǎng)絡(luò)管理、物聯(lián)網(wǎng)標準和安全保障等方面。必須研究新的高效的物聯(lián)網(wǎng)管理模型與關(guān)鍵技術(shù),用來保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常高效穩(wěn)定的運行。
參考文獻:
[1]物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論(第二版),劉云浩主編,2013年8月,科學(xué)出版社
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 13-0000-02
一、引言
物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)是將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等裝置與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。物體通過智能感應(yīng)裝置,再經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)到達指定的信息載體,再經(jīng)過全面感知、可靠傳送和智能處理,最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與智能處理[1]。2011年,在工業(yè)和信息化部出臺的“物聯(lián)網(wǎng)十二五發(fā)展規(guī)劃”中,明確指出,物聯(lián)網(wǎng)已成為當前世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)對于促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有重要的現(xiàn)實意義。2010年,教育部公布了140個高校新設(shè)本科專業(yè),重點培養(yǎng)與國家確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)。其中,“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)排名居首,國內(nèi)許多高校紛紛開設(shè)或準備開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系
從物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成上來看,主要包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。[2][3]因此,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及多個專業(yè)方向,其基礎(chǔ)教學(xué)體系的建立也需要多個專業(yè)的匯聚。對于不同的大專院校,由于自身的情況、特點以及優(yōu)勢不同,可以建立不同的具有各自特點的理論課程以及實訓(xùn)課程。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù),以培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)、設(shè)計、工程及制造等方面的高級工程技術(shù)人才。因此,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)或方向應(yīng)建立以提升工程素質(zhì)為根本、以培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程能力為核心、以掌握物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)科知識要求為目標的課程體系。[4]
如圖1所示。
圖1物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系
三、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論實踐教學(xué)
物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程之一,同時也是本專業(yè)的入門課程。對于剛剛進入大學(xué)的本科新生來說,這是他們進入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程。新入學(xué)的學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)這一新生事物了解的程度較差,頭腦中沒有相關(guān)的概念。因此,物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程授課的主要內(nèi)容應(yīng)以介紹物聯(lián)網(wǎng)基本原理及知識和物聯(lián)網(wǎng)的一些常見應(yīng)用為主,在教學(xué)中以建立完整的知識框架結(jié)構(gòu)作為中心點。通過教學(xué)活動,使學(xué)生能夠?qū)φ麄€物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的內(nèi)容有一個較為清晰的認識,對整個學(xué)科的課程體系有一個初步了解,包括核心課程的簡要內(nèi)容和在專業(yè)中的作用和地位、相互關(guān)系等。這樣可以盡量減少他們在今后四年學(xué)習(xí)中的迷茫和困擾,因此,在教學(xué)過程中需要注意以下幾點:
(一)適當增刪教學(xué)內(nèi)容,講授內(nèi)容忌深、忌細
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上應(yīng)以面向應(yīng)用為指導(dǎo)思想對教學(xué)內(nèi)容進行適當?shù)难a充或刪減。教學(xué)過程中切忌講的過深過細,要讓學(xué)生了解并掌握本學(xué)科的基本內(nèi)容和研究方法。本課程作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的引導(dǎo)性課程,基本上涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)這一學(xué)科知識體系的各個主要方面。因此,在授課過程中,在介紹每一方面內(nèi)容時,應(yīng)從宏觀層面入手,對學(xué)生做一個較高層次的高級科普。講課內(nèi)容要能反映物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品的最新發(fā)展,在使學(xué)生了解相關(guān)概念和術(shù)語的基本含義的基礎(chǔ)上,同時更多的了解最新流行電子產(chǎn)品的功能和基本原理;這些內(nèi)容比較適合一年級大學(xué)生的思維方式和知識背景,有利于提高他們對物聯(lián)網(wǎng)知識的理解能力;通過本課程的講授,引導(dǎo)學(xué)生思考物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展和應(yīng)用中存在的問題,從而培養(yǎng)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的興趣,為更好的學(xué)習(xí)相關(guān)的其他課程奠定一個良好的基礎(chǔ)。
(二)引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法,促進良好習(xí)慣的養(yǎng)成
大學(xué)新生入學(xué)后,學(xué)校一般會安排入學(xué)后的專業(yè)教育,但是由于時間較短,效果有限。很多學(xué)生仍然不太適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活方式。因此,物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論作為新生入學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)核心課程,教師在授課中不僅要介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本知識,還要著重引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,促進學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。使學(xué)生能夠很快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式。
中學(xué)階段,學(xué)習(xí)的主要方式就是大量而緊湊的課堂教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)時間由學(xué)校安排,老師實施灌輸式教學(xué)。老師教學(xué)生是“手拉手”領(lǐng)著教,老師對于課程的安排非常詳細和周到,使得同學(xué)們養(yǎng)成了依賴老師的習(xí)慣,在學(xué)習(xí)過程中只會去被動的記憶和背誦。到了大學(xué),老師的課堂講授相對減少了很多,在課堂上的不會講授全部的教學(xué)內(nèi)容,而是以自學(xué)為主。課外時間都是自己安排,自己找老師討論問題,自己去圖書館看書,自己找志同道合的人研究問題。學(xué)習(xí)過程中也不再采用題海戰(zhàn)術(shù)和死記硬背的方法,需要學(xué)生勤于思考,勇于實踐,尤其對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)而言,很多知識需要通過實踐才能真正理解和掌握。
根據(jù)中學(xué)和大學(xué)學(xué)習(xí)特點的不同,在本課程的教學(xué)中,教師在授課過程中,要結(jié)合本專業(yè)的基礎(chǔ)知識去引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法。一方面,要和學(xué)生一起分析中學(xué)和大學(xué)的學(xué)習(xí)特點,使學(xué)生明白二者的不同,從而主動的去適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式;另一方面,通過讀書報告、專題討論、課程實踐等方式,訓(xùn)練學(xué)生適應(yīng)新的學(xué)習(xí)方式。要使同學(xué)們明白,除了要認真聽老師的講課,認真閱讀教材和參考書,加強實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),除此之外,更重要的是還要有個人的獨立思考和積極探索的精神。
(三)教學(xué)的重點在于學(xué)生能力的培養(yǎng)
教育部在教高[2007]2號文件中明確提出要求:努力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、交流能力和社會適應(yīng)能力[5]。眾所周知,我國的高考競爭非常激烈,因此在中學(xué)階段,對于絕大多數(shù)學(xué)生而言,把時間全部用在了知識學(xué)習(xí)和完成各種各樣的作業(yè)題、模擬題和考試題上是唯一的選擇,而對于自身綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)無暇顧及。從中學(xué)進入大學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有了根本的變化,因此學(xué)生要利用好業(yè)余時間,有意識地培養(yǎng)和提高自身的綜合能力與素質(zhì),主要包括以下幾個方面:
學(xué)習(xí)能力:即自學(xué)的能力。對中學(xué)生來說,學(xué)習(xí)就是按照學(xué)校的安排,在課堂上接受教師的知識傳授,課下完成老師布置的作業(yè)。而在大學(xué)中,需要學(xué)生自主地安排學(xué)習(xí)計劃、主動地獲取知識,不僅僅在課堂上進行知識的學(xué)習(xí),在課下的時間還要去讀書、去思考、去實踐,逐步的提高自己的自學(xué)能力。
創(chuàng)新能力:所謂創(chuàng)新,就是用新思想、新方法和新技術(shù)解決工作中遇到的各種問題。作為大學(xué)生,只有具有良好的創(chuàng)新意識和能力,才能面對在未來學(xué)習(xí)和工作中面臨的各種挑戰(zhàn),有效的解決遇到的各種問題。
實踐能力:實踐能力是指在工作當中運用自身的知識去分析問題和解決問題的能力。對于工科專業(yè)的本科學(xué)生,實踐能力的強弱尤為重要,因此,在大學(xué)階段,應(yīng)該著重加強諸如課程設(shè)計、實驗、實習(xí)、大學(xué)生科技競賽等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,以提高自身的實踐能力。
交流能力:交流能力指一個人與他人有效地進行信息交流的能力。在現(xiàn)代社會,交流能力是個人素質(zhì)的重要體現(xiàn),它代表了一個人的知識、能力和品德。本科學(xué)生無論畢業(yè)后無論進入那一個行業(yè),都是在一個團隊進行自己的工作,因此,如何與團隊內(nèi)外人員的進行良好的交流對于自己的研究和工作是至關(guān)重要的。
四、結(jié)語
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程在本科教學(xué)的整個過程中有著重要的作用。通過本課程的教學(xué),使學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基本知識有了一個初步的認識,并在學(xué)習(xí)的過程中逐步去適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也打下了一個良好的基礎(chǔ)。同時,在學(xué)生的思想當中逐步樹立起培養(yǎng)自身綜合素質(zhì)的意識,最終成長為一個高素質(zhì)的大學(xué)本科畢業(yè)生。
參考文獻:
[1]張小平.物聯(lián)網(wǎng)知識講座(一)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(5):91-92
[2]沈蘇彬,范曲立.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,29(6):1-11