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物联网导论论文优选九篇

时间:2023-03-30 11:36:22

物联网导论论文

物联网导论论文第1篇

关键词 物联网导论 课程改革 过程化考核 实践化教学

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.11.028

Introduction to Networking Technology Process

and Practice-oriented Reform

WANG Juan, ZHANG Luqiao

(College of Information Security Engineering, Chengdu University of Information Technology, Chengdu, Sichuan 610225)

Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with, and it is important for students to build things technical framework and application process, it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience, we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program, the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.

Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching

1 问题与研究现状

1.1 研究对象

作为“智慧中国”的重要组成部分,物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势,培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才,教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。

物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程,是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层,传输层,数据处理层到应用层的整体技术流程,以及每层的关键核心技术,对学生建立正确的专业概念,整体的专业技术框架有重要意义。

1.2 实践教学中的现有问题

目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主,平时留有课后作业,课程考核方式以期末闭卷考试为主,期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题:(1)单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多,仅每个学科简单理论概念的讲解,就已经非常庞杂,学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系,单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问,或者完全无法理解题目意思。(2)一考定论,平时不学,考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂,突击背诵效率不高,且不及格率较高。(3)死记硬背现象突出,对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上,有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中,我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可,但是碰到综合应用题,大部分同学就不知所措。

面对以上主要问题,现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则,不光是导论课应有的目的不能达到,还直接影响后续物联网专业课程的教学。

1.3 国内研究现状

目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多,公开文献较少,这与物联网工程本身是新专业,物联网导论课程本身涉及技术较多,知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下:

文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法,即将课程内容归纳提炼,提出问题启发学生思考。其次,采用案例式教学法,把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法,运用多媒体教学环境辅助教学,例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片,加强互动,提高学习兴趣,拓展知识面。

文献[2]提出适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细,引导学生转变学习方法,促进良好学习习惯的养成,注重培养学生的综合能力。

文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面,以提升物联网导论课的教学质量。

文献[2]与文献[3]所提措施,对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上,在已进行的几届学生的教学中,我们已经使用过上述方法,事实证明,此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等,其实是涉及到物联网技术体系架构的问题,已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理,本文暂不讨论。

文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法,总结起来就是提问启发,案例讲解,多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法,但是教学效果仍然不够理想。例如:提问启发,如果问题简单,学生还基本能够回答,如果问题真的是启发式问题,而且是书上和网上都查不到现成答案的问题,则大部分学生表现出完全没有思路,更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛,物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片,行业应用短片,对比没有播放这些案例的情况,学生的理解程度确实有所提高,但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题,学生根据视频还能回答部分内容,但是要求学生从该视频的技术方案做延伸,更换应用场景,则大部分学生又非常茫然。例如:课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案,从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后,如果问该应用领域问题,比如前端要用什么传感器,部署在哪里,学生还能回答。但是,要学生变化技术的应用场景,将技术应用在另一森林防火场景中时,部分学生还能把类似要用的传感器列举出来,但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度,仅靠观看案例、提问启发是不够的,物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。

2 过程与实践化的课程改革方法

2.1 原因分析

根据课下座谈,统计课程出勤率,考试通过率等方式获取的信息,我们认为影响学习效果的主要原因有二:其一,理论和实践相脱节,虽然已经用案例视频,多媒体互动等教学方式,但明显还不足以让学生理论联系实际。其二,虽然有课程作业,平时提问和抽查,但是平时努力学习的学生仍然只占少数,大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题,我们提出过程与实践化课程教学改革方法。

2.2 方法的具体内容

对学习自觉性强的学生,提供多种课外实践参观机会,帮助学生理解技术在实际中的应用,理论与实践融合;对学习自觉性差的同学,采用过程化考试方法,督促其平时努力学习。

(1)实践化教学:物联网是多交叉学科,知识点非常多,光靠课堂教学肯定不能尽善尽美,所以要加入实践教学环节。

①在课外布置思考与设计题目,指导学生自学,并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生,让其在课堂上讲解自己的设计方案。

②建立完善的课程考核体系,增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式,按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。

③在条件允许的情况下,可建立物联网实训实验室,并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系,借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。

(2)过程化考核:以上考核方式加上学院的过程化考试系统,分阶段进行上机考试,最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是:当讲完一阶段(感知,传输,处理)即上机考试本阶段技术要点,成绩以比例计入总分,最后课程完结还有一次总体性考试,4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩,并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来,12周课程,每隔三周就有一次阶段考试,加上平时的抽查与作业,有效督促了学生的平时学习。

2.3 方法实施的效果

2011年本学院设定物联网专业,2012年开始开设物联网技术导论课程,2013年进入实践化教学,14年引入过程化考核,图1显示了历年课程的考试情况,以60分以下为不及格,80分以上为良好。图1很清楚的显示,刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%,后来引入实践化教学后下降至12%,到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右,而良好率逐年上升,连续2年保持在70%左右,达到了改革的目的。

3 总结与展望

经过四年物联网技术导论课程的教学实践,提出了物联网技术导论课的过程与实践化改革方案,从理论联系实践的角度,帮助学生从整体上理解单个技术在物联网应用流程中的作用与在技术框架内的位置。并用作业、抽查、过程化考核,督促了学生的平时学习。实际的考试成绩反映该方案取得了比较理想的效果。最后,在和后继课程老师的交流中,发现导论课对技术框架的讲解和物联网应用解决方案的设计要强加,否则学生在学习后继课程中会陷入具体技术问题,而忽略整体应用,导致技术路线不清,不知道自己应该深入学习哪些知识。

参考文献

[1] 周璀.《物联网概论》课程教学改革与研究.科技教育,2013:35,198.

物联网导论论文第2篇

关键词: “物联网工程导论”课程 实验教学 教学方法

“物联网工程导论”作为物联网专业的入门引导课程,旨在帮助大学新生了解专业性质,把握专业全貌,掌握专业学习方法,增强学生的学习热情。物联网是一个涉及多领域技术的交叉学科,兼具理论性与实践性,对于大学新生,凭借以往知识结构很难全面透彻理解本课程知识内容。笔者结合教学经验和实践,分析教学中存在的问题,并提出相应的办法与建议,以期提高教学质量。

一、课程目标

物联网作为国家新兴战略产业,涉及电子科学与技术、智能科学与技术、通信工程、计算机科学与技术等众多领域。本课程将介绍物联网的起源及发展现状,阐释物联网的关键技术及特点,介绍物联网技术的具体应用及相关产业发展方向。通过本课程的学习,学生要掌握物联网的含义,理解物联网的相关技术及应用现状,了解物联网发展面临的技术难题,把握物联网的技术调整方向。

在实际教学中,要根据大一新生认知水平和思维方式对教学内容进行适当增删,让学生宏观把握住本课程基本内容,掌握本专业学习重点和学习方法,讲授内容宜广不宜深,尽可能地激发学生的学习兴趣,为日后学习其他专业课程奠定良好基础。

二、教学中存在的问题

1.学生基础薄弱,认知理解能力有限。

“物联网工程导论”课程面授对象是大学一年级学生,在此之前他们没有进行过任何专业学习,没有一点理论基础,虽然充满好奇心与求知欲,但学习起来有难度,尤其是学习一些抽象理论的时候,学生学习起来会很吃力。此外,在讲课过程中提到一些名词,如路由器,学生几乎都听过,但大多都没见过实物,不利于学生学习。因此,要针对本课程开设相应的实验课程,以便提高学生理解力。

2.实践教学环节薄弱,实验室建设有待加强。

本课程是一门实践性很强的课程,学生实践动手能力的培养很重要。一方面一些高校单纯理论讲解,没有开设相关实验课程,另一方面一些高校虽开设有相关实验,但实验条件简陋,实验场地、实验设备数量不能满足教学需求,无法强化对学生科研能力、综合素质、创新意识的培养。

3.学生学习方法存在误区,考核方式陈旧单一。

学生习惯了以往中学学习方式,一方面过于依赖老师,课后自主学习意识不强,查阅文献资料少,另一方面死记理论,没有理解其内涵。这与传统陈旧单一的考核方式不无关系,长期以来采用“期末成绩+平时成绩”的考评机制,学生为应付考试,背诵记忆,不利于发散思维,也不能有效检测学生对知识的掌握程度。

4.学科建设不成熟,教师知识结构不完善。

物联网专业作为一个开设不久的新专业,存在学科建设不成熟、主干课程设置不合理的问题。物联网是一门综合叉学科,教师专业研究方向很难覆盖物联网的方方面面,这就需要教师通过自学、听讲座、学术交流等方式完善知识结构。另外,物联网涉及众多专业,可以将一门课由几名专业教师共同承担,发挥各个教师专业优势,力争提高教学质量。

三、教学方法探究

1.优化教学内容。

“物联网工程导论”课程内容丰富,针对物联网专业新生特点,教学中要注意以下几点:(1)选择教材时要考虑学生的接受能力,参考老教师的教学经验和建议,教材要难度适中,内容结构合理,语言浅显易懂,可以选择一些实例较多的教材,有助于学生理解课程内容和培养学习兴趣,教材每章节后面要附有练习题与思考题,便于巩固所学知识;(2)在开始每节课内容之前,将本节课的知识体系讲一下,让学生对本节课的脉络结构有一个宏观认识,讲课过程中注意知识点间的衔接贯通,帮助学生理清思路。内容讲完后,对本节课知识点进行串讲回顾,强化记忆与理解;(3)讲课过程中,少用专业词汇,尽量用浅显的语言进行描述,对于一些缩写词,如RFID(Radio Frequency Identification)、WSN(Wireless Sensor Network)等,要对缩写词原文进行说明,注重基本概念,开展基础技术的学习。

2.丰富教学方式。

在新时代下,要采用多元化的教学方式,注重激发学生的学习热情。(1)讲课过程中多采用案例,如比尔・盖茨最早提出了“物―物互联”的设想,可以以比尔盖茨智能家居为例,它实现了真正意义上的“物―物互联”,不但可以激发学生的学习兴趣,让学生了解一些前沿技术,而且对物联网概念有一个更深刻的认识。此外可以给学生多讲一些前沿科技产品,如谷歌智能眼镜,苹果iwatch智能手表等,揭秘其中的技术奥秘,开阔学生眼界,发散学生思维。(2)讲课过程中多与现实结合,如讲传感器时,可以结合智能手机,其中内置了多种传感器,包括方向传感器、距离传感器、光线传感器和压力传感器等。讲课中扩展一些课外知识,如教学生如何用手机控制电脑,这是通过现有一些简单设备很容易实现的,学生对科技带来的便捷会觉得神奇,也会有学习动力。(3)注重师生间的交流,建立平等师生关系,让学生不畏惧老师,敢于在课堂发问,关于这门课的疑惑或现实中遇到一些难题都可以提问,老师要给予及时回答。

3.开展实验教学。

物联网涉及大量全新复杂的概念与技术,开展实验教学有助于学生更好地理解一些抽象理论。(1)设计一些基础实验,如讲解RFID时,可以利用RFID教学实验箱进行RFID功能演示与学生;讲解数据采集时,可以利用数据采集板卡,实现数据的采集或利用开发软件模拟数据采集与处理;讲解无线区域网时,可以让学生利用手机蓝牙进行数据传输。(2)设计一些综合性实验,可以借助本校现有资源,如我校农学专业比较强,学校里有小麦中心研究基地,可以在小麦种植区部署一些传感器节点,每隔一定时间检测一次土壤湿度、温度或有害物数量,这就是物联网的一个典型实例,实现农业智能耕种。

4.完善考核机制。

传统考核方式多为试卷考试,新形势下新型专业考核机制要更合理全面。(1)课堂报告,不限题目,只要与该门课相关,学生可以根据自己的兴趣点搜集资料,进行课堂汇报与展示,并对讲解内容组织课堂讨论,对于积极参与的学生进行期末加分。(2)提交期中课程小论文,鼓励学生课下自主学习,根据论文立意、内容进行打分。(3)课程实践设计,提交实验报告,实验报告要包含实验目的、要求、设计内容、实验中问题、问题分析与解决。学生最终成绩应该是这些成绩的综合考量。

四、结语

笔者根据个人教学经验,分析了“物联网工程导论”教学中存在的若干问题,并从教学内容、教学方式、实验教学、考核机制四个方面给出详细的解决方案与建议,希望改进和完善现有的课程教学,指导后续课程的学习,培养出高精尖物联网专业人才。

参考文献:

[1]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.

物联网导论论文第3篇

关键词:混合学习;物联网;课程设计

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0126-02

黑龙江科技大学自2012年招收物联网工程专业本科生,“物联网技术导论”是该专业的一门必修课程,也是学生学习物联网专业课程的基础课程和核心课程,该课程为学生后期学习物联网专业课程奠定了坚实的基础。但该课程由于涉及多门学科的技术知识,理论基础知识和概念性知识相对较多,缺少实践性的操作,学生在学习的同时会缺乏主动性和积极性。传统的教学模式是以教师为主体,教师讲授知识,学生接受知识,但是,这种方式无法调动学生的积极性和主动性,也无法让学生真正提高解决和处理问题的能力。因此,针对本门课教学过程中出现的问题,对物联网技术导论教学模式做出改革,将Blended-Learning引入教学,即发挥了教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分让学生作为学习过程主体,增强学生学习的主动性、积极性和创造性。

一、E-Learning优势和弊端

E-learning是指通过因特网或者数字化媒体等进行教学的一种方式,其充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境,实现一种全新的学习方式。主要针对学生在网上学习时操作的方便性,以学生自主学习为主导,从而改变了传统教学中教师的作用和师生之间的关系,使得学生的个性化学习得到更充分的体现,使得学生的参与意识得到增强,提高了学生学习的主动性和积极性。[1]

尽管E-learning在教学过程中有上述的许多优势,但是针对物联网技术导论课程的教学,它也存在某些不足,表现在以下几个方面:第一,单纯的E-learning并不能为学生成功地学习提供足够的学习内容,不能为学生提供足够的参与和接触社会的机会。第二,只注重教学内容的讲解,而缺乏学习环境与课堂学习活动的设计。第三,只注重单个学生的个体学习,而缺乏学生的协作性学习的设计、组织与实施的指导。第四,缺乏研究性学习和学习效果评估。

二、B-Learning的涵义和优势

B-Learning(Blended-learning),即是所说的混合学习,其主要思想是把面对面(Face to Face)教学和在线(Online)学习两种学习模式有机地整合,以达到降低成本、提高效益的一种教学方式。[2]

2004年,何克抗教授正式发表“混合式学习”的涵义,他认为,“混合式学习”就是要把传统学习方式的优势和E-learning(即数字化或网络化学习)的优势结合起来;也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

三、B-Learning课程教学设计

1.课程设计的内涵

“所谓课程设计”就是对于课程的各个方面做出规划和安排。课程设计是课程论在应用层面上最重要的范畴之一,一种课程设计理论经常会全面地涉及课程目标、课程内容、课程评价、课程结构等各个范畴。[3]

2.确定B-Learning课程设计目标

针对物联网专业课程选课学生数量、学生的年级、接受课程能力的水平状况和学习环境的基础上进行。

(1)学习需求分析。是实施混合学习的主要依据。[4]“物联网技术导论”是黑龙江科技大学物联网工程专业开设的一门专业基础课程,具有较强的理论性、覆盖性和专业性等特点,是物联网工程专业学生的入门课程。结合了目前物联网专业需要多学科交叉特点的人才需求,学生要掌握计算机、无线通信、嵌入式、云计算、智能处理等相关技术的基本知识,使学生学习本门课程后,能够使用相关知识顺利开展后期的物联网专业课程的学习活动。

(2)学生特征分析。学生掌握知识的快慢程度和学生对课程了解的程度等,是有效做到“因材施教”的重要途径。[5]本课程中主要采用问卷调查方式了解学生对课程相关内容的了解程度,对于课程的每一章按照学生学习前的具体情况进行设计教学内容。

(3)学习环境分析。把握课程教学所具备的内部和外部环境条件,避免所制订的课程目标不符合实际教学要求。黑龙江科技大学具备混合学校的网络教学平台、网络教学资源等硬软件条件。教师可以将课程教学大纲、教案、电子课件、习题、课程指导等教学资源附加在网上,建立基于网络的远程学习环境,为学生个性化学习提供网络服务条件。

(4)课程目标描述。在明确学习需求,对学生特征与现存学习环境进行初步分析之后,对课程教学目标进行有条理的描述。确定了“物联网技术导论”作为物联网工程专业的专业基础课程,涉及了物联网八门专业课程的相关知识,通过掌握相关知识,可以引导学生对于专业课程的学习,提高学生处理本专业领域中问题的能力。

3.选择B-Learning课程内容

(1)课程内容结构分析。“物联网技术导论”课程可将内容分为理论课、实践课和网络课三部分。其中理论课是对专业基础概念的讲解;实践课是通过理论学习和网上学习能够理解相应的知识体系,从而让同学们分成小组协同合作共同完成项目。项目可以是教师给定也可以是学生自选形式。网络课是教师给学生留下特定的学习任务,学生可以通过网络检索找到正确的答案,也可以通过网络交流来完成学习任务。课程的具体内容如框图1所示。

(2)知识重点、难点确定。确定基本课程内容后,对于每一章内容的知识重点、难点进行划分,以便于针对不同的知识要点设计恰当的学习活动和策略。

4.设计Blended-Learning课程内容

(1)学习活动设计。本课程充分利用黑龙江科技大学的网络教学平台,突破传统教育方式在时间和空间上的限制,积极探索混合课程设计,调动学生的学习热情和主动性,使学生在教师的引导下,根据自己的学习习惯,依托网络学习平台进行主动学习、合作性学习、讨论式学习、网络搜索式学习和研究性学习。具体的学习活动方式可以采用基于网络教学资源的自主学习体系、基于大规模网络资源的搜索式学习体系、基于教材理论的自主式学习体系、基于实践平台的学习体系、基于教师引导的学习体系和基于小组讨论式的学习体系。通过以上几种学习体系,学生可以根据个人能力水平和喜好随意安排学习时间和学习方式,更好地体现了混合学习的自由度。

(2)策略选择。本课程设计了一系列网上在线学习内容。对学生进行引导性学习,而不至于使学生产生盲目性和无目的性。比如学生学习某一知识点时,可以引导学生阅读教材的哪个章节,以及使用课件中的哪些内容,浏览哪些案例和需要学生完成哪些实验等。本课程在实践环节提供视频演示和学生自主创作环节,学生可以将自己创作的作品传到网上,通过网络平台相互进行评价,通过交流获得建设性意见。

(3)学习资源收集。收集“物联网技术导论”课程的各种教学资源是设计B-Learning课程内容中的关键一步。本课程采用了“文字教材”―“辅助教学光盘”―“网络教学平台”―“项目实践系统”―“知识自测”五位一体的混合式教材。文字教材可以提供本课程相关概念和技术的理论性文字;辅助教学光盘存储了教师电子课件等内容;网络教学平台可以提供教师的讲课视频和实践性操作视频及教师和学生发表的关于课程的相关技能的文章和见解;项目实践系统可提供一些项目案例和学生所作的实验项目等。知识自测系统中可以分单元、分章节设置测试题库,学生可以随机进行题库选择,对于学到的知识进行阶段性测试,反应混合式测试的学习效果。对于没有掌握的内容进行选择性学习和重复性学习。

5.设计B-Learning课程评价

为了更好地促进学生使用混合学习系统进行有效的学习,及时获取反馈信息,修改教学方案,提高教学质量,系统加入了混合学习评价,即传统性评价与网络评价相结合,利用网络学习平台对学生的学习行为、历程和学习结果进行详细分析。在混合学习评价设计中,使用以下评价指标:第一,讲师授课启发学生思维和创造性;第二,课堂讨论和网上交流促进学生学习兴趣;第三,课程内容的丰富性;第四,混合式学习提高了学生学习的自主性;第五,实践性教学促进学生技能学习和理论知识的理解;第六,混合式学习结果的满意度。

评价等级分为四级:A代表非常满意;B代表一般满意;C代表不太满意;D代表不满意。对于这几项评价指标采用网上问卷调查的方式,参与课程学习有72位同学,设置72份问卷。计算出每项评价指标学生投票数占学生总投票数的百分比值。调查结果如表1所示。

通过以上评价指标,可以更好地了解学生通过混合学习对本门课程相关知识掌握的程度,从而对混合课程的教学方式和教学内容等进行不断改进,使学生的学习成绩得到明显的提高,增加学生学习本门课程的兴趣。

四、结论

文中采用B-Learning思想,以黑龙江科技大学物联网工程专业2012级学生为例,对于“物联网技术导论”课程设计采用个案研究法,主要从课程设计目标、课程设计内容、课程评价、课程内容结构等几个方面进行深入的研究和探索,并提出了五位一体的教材混合模式,结果表明,取得了较好的效果。本课程设计模式可以为其他课程设计的改革提供借鉴,具有一定的推广价值。

参考文献:

[1]金一,王移芝,刘君亮.基于混合式学习的分层教学模式研究[J].现代教育技术,2013,23(1):37-40.

[2]罗运虎,邢丽冬,王勤.基于项目教学法的课程设计改革[J].电气电子教学学报,2009,(31):14-15.

[3]李利.基于混合学习的高校网络课程的设计[J].高等理科教育,2007,(6):42-45.

物联网导论论文第4篇

论文摘要:网络思想政治教育是思想政治教育的特殊形态,可以作为其理论研究的指导理论很多。本文主要是论述为何要以社会存在与社会意识的关系理论、人的本质理论与社会关系理论、人的全面发展与全面教育理论为网络思想政治教育研究的指导理论。

本文所说的网络是指以计算机和信息技术为基础,以实现便捷通讯和资源共享为目的,发展人的本质的虚拟世界。网络思想政治教育是指以认清网络的本质和影响为前提,利用网络促使网民形成符合一定社会发展所需要的思想政治品德和信息素养的虚拟实践活动。网络思想政治教育是思想政治教育的特殊形态,可以作为网络思想政治教育研究的指导理论很多。这里主要论述为何要以社会存在与社会意识的关系理论、人的本质理论与社会关系理论、人的全面发展与全面教育理论为网络思想政治教育研究的指导理论。

一、马克思主义关于社会存在与社会意识关系的理论

马克思主义关于社会存在与社会意识关系的原理,奠定了网络思想政治教育研究的唯物论基础。

马克思主义认为,社会现象是纷繁复杂的,但是,不管怎么复杂,归结起来无非是社会存在和社会意识两大类,它们是统一的社会生活的两个方面。社会存在是社会生活的物质方面,是社会物质条件的总和,它包括人们赖以生存的自然地理环境以及人口因素,但主要是指人们的物质活动即物质资料的生产方式;社会意识是社会存在的反映,是人们对一切社会生活过程和条件的主观反映,主要是对物质资料生产方式的主观反映,它是社会人的一切意识要素和观念形态,是社会生活的精神方面、精神过程,包括政治、法律、道德、艺术、宗教、哲学和科学等社会意识形态和社会心理等,广义的理解还包括依据一定的社会思想所建立起来的文化、政治、法律等制度。社会存在决定社会意识,社会存在的性质决定社会意识的性质,有什么样的社会存在,就有什么样的社会意识与其相适应,社会意识是社会存在的反映并可以反作用于社会存在。就连社会意识的传播也要通过一定的物质手段才能进行。马克思恩格斯曾指出:“精神从一开始就很倒霉,受到物质的‘纠缠’,物质在这里表现为震动着的空气层、声音,简言之,即语言。语言和意识具有同样长的历史;语言是一种实践的、既为别人存在,因而也为我自己存在的、现实的意识。语言和意识一样,只是由于需要,由于和他人交往的迫切需要才产生。”在这里,语言就是一种媒介、工具,意识要通过这种震动着的声音才能发挥作用。因为“语言本身就具有物质性—它是调节社会行为者之间彼此交流的方式的社会实践活动”。与此同时,我们也要看到社会意识的反作用。马克思恩格斯曾经说过:“批判的武器当然不能代替武器的批判,物质的力量只能用物质的力量来摧毁;但是理论一经掌握群众,也会变成物质力量。毛泽东同志也说过:代表先进阶级的思想,一旦被群众掌握,就会变成改造社会、改造世界的力量。这说明社会意识、理论对社会存在具有反作用,精神力量在一定条件下可以转化为物质力量,精神力量通过群众的实践才能发挥作用。

在网络条件下,将体现现代科技水平和现代信息传播手段的互联网运用于思想政治教育领域,不仅使之成为在网络时代里开展思想政治教育的一个有效工具或有效阵地,而且使之发展网民的本质,是迎接网络对思想政治教育挑战的最有效的办法。网络作为现代新技术发展的物化物,与现代人的经济、政治和文化活动紧密相关,是一种崭新的、强大的社会存在。由于存在决定意识,人们在使用网络的过程中,就会形成各种新的思想观念和价值观念。在这些思想观念和价值观念当中,有些推动了网络的发展,有些制约了网络的发展。网络思想政治教育是一种改变网民的思想和行为的活动,它的任务就是促使制约网络发展的思想观念和价值观念向推动网络发展的思想观念和价值观念转变。

社会存在与社会意识关系原理揭示了一般思想意识形成发展的规律,它是网络思想政治教育研究的唯物论基础。网络思想政治教育研究者掌握了马克思主义关于社会存在决定社会意识的理论,就能在从事网络思想政治教育研究中清醒地认识到:社会意识的形成不是纯主观的,起决定作用的是社会存在的东西,社会意识是人脑的主观反映,是社会物质生活在人脑中的反映,人们所处的社会现实生活条件是社会意识形成和发展的基础。坚持这一理论观点,就要求网络思想政治教育研究者在具体的工作中,不仅仅要收集思想信息本身,还要了解当时的环境条件,了解当时的政治、经济、文化发展的状况,了解当时的社会风气和道德风貌,了解当时党的中心工作和根本任务,把网民的思想放到这个特定环境中去考察,从而达到真正把握时代的思想脉搏、网民的精神实质以及观念变化的本质和主流。坚持这一理论观点,就要求网络思想政治教育研究者在具体的网络思想政治教育研究中,要自觉地以网民的思想状况、实际思想水平和思想品德形成发展的规律为出发点,注重调查研究,深入了解网民的实际情况,自觉把感性经验上升为理论,并用之来指导实践,而不是从网络思想政治教育研究者本身的主观臆想出发,凭想象、估计和感性经验来做网络思想政治教育研究。与此同时,我们也要认识到社会意识的反作用。网民在网络里不是被动的,因此利用网络来做思想政治教育,必须注重发挥网民的主动性、积极性和创造性,通过网络来为网民服务。以社会存在与社会意识关系理论为指导,研究网络思想政治教育,需要把握两个方面:一是网络存在的客观性对网络思想政治教育具有决定作用,不能忽视网络和网络思想政治教育的研究;二是发挥网络思想政治教育者的主观能动性认识网络和网络思想政治教育的本质和规律。

二、人的本质理论与社会关系理论

马克思主义认为,人的本质是劳动实践。劳动实践是人类所有本质特征中具有决定性意义的因素,是这些特征以及整个人类产生和存在的基础。马克思主义除肯定劳动实践是人的本质外,特别强调社会关系的意义。马克思说:“人的本质并不是单个人所固有的抽象物。在其现实性上,它是一切社会关系的总和。”马克思的这一论断,是马克思主义关于人的本质的总纲,是全部理论的基石,具有极为重要的理论意义和实践意义。人的本质是社会关系的总和,与人的本质是劳动这一结论是完全一致的,它进一步指出了考察人的本质的具体途径,即只有从分析社会关系人手,才能真正把握人的本质,才使马克思主义关于人的本质的理解具体化了。

网络作为一种社会存在,推动了人的实践和社会关系的发展。人是社会的人,人的主体能动作用的发挥受制于他所生活的社会关系。社会关系是指很多人的合作,是人们在共同的实践中结成的相互关系,它是人的特性和需要。人为了生存和发展,就会有与他人交往的需要。网络是为了适应人的交往需要而产生的,并且体现了发展着的社会关系。网络是人的本质的发展,也是人的社会关系和实践的发展。互联网的出现是使个人角色发生变化的一个分水岭。互联网的这种作用是由互联网的性质决定的。互联网是一种真正大众式的传播工具互联网世界中的大众,既是信息的接受者,也是信息的传播者,同时也是传播媒介工具的拥有者。互联网的传播方式不是传统的单向传播,而是双向传播,甚至是一种立体式的传播。互联网的这种性质决定了个人在新的传播系统中开始占据新的位置、扮演新的角色,而个人在传播领域中的地位和角色的变化又直接导致了个人在整个社会生活中的地位和角色的变化及个人的社会化程度的提高。人类本来就是社会的产物,任何个人都不可能脱离社会而存在,只不过存在与社会的联系紧密不紧密的区别。互联网的作用也就是使得原本相对孤立的个人之间或个人与社会之间的联系更加紧密,联系的范围更广,程度更深。从联系的渠道方面讲,原先人们可能只是通过电视、报纸、广播、人际交流等方式与外界保持联系,互联网成为大众传媒之后,人类的传播手段更加丰富,个人与社会的联系又多了一种渠道。从联系的广度来看,相对孤立的个人不仅能与许多亲密的亲人、朋友继续保持较为紧密的联系,而且能在网上与素不相识的其它“孤独”的个人建立联系,此外还可以与社会各界、政府机构加强联系(从媒体、政府等那里获取信息,同时向媒体、政府等提供意见和建议)。更为重要的是,个人不仅可以与国内社会的各个方面建立和加强联系,还能够与国外社会各个方面建立和加强联系。个人与社会的联系正在从身边走向整个天下。从联系的深度来看,个人原来关心的可能只是发生在自己身边的事情,而互联网令人目不暇接的内容却使得个人深深地“卷入”到国际、国内的政治、经济、军事、文化以及就业购物、娱乐、医疗等等各种各样的事务当中去。个人通过互联网与外部世界不断增进联系的结果是个人自觉或不自觉地加强了自己的社会化。互联网还使个人在社会生活中成为更加主动的一方,成为一种更加重要的不可忽视的社会力量。

网络思想政治教育是通过网络进行的一种新型的人类实践活动。在网络思想政治教育实践过程中,思想政治教育者把自己的需要、目的、意识以及能动性等内在力量凝聚到教育对象上,这些力量从此不再作为人的机体所直接固有的力量归他支配,而成为离开主体相对独立的力量。网络思想政治教育也是思想政治教育者本质力量的对象化。网络思想政治教育是适应网络社会关系健康发展的需要而产生的。它是一种提高网民的思想政治品德和信息素养的实践活动,也是不断增强网民的社会性的实践活动。归根到底,网络思想政治教育是一项发展网民本质和本质力量的实践活动。

网络思想政治教育研究要探讨网络的本质及其影响、网络与人、网络与社会的相互关系,以及研究如何因网络的影响对网民进行思想道德教育和信息素养教育的问题。因此,人的本质理论和社会关系理论为我们在网络思想政治教育研究中对网络的本质、网民及其思想行为的转变进行科学认识提供了理论指南。

三、人的全面发展与全面教育理论

人的全面发展,是社会前进的必然趋势,是未来社会的终极目标。人的全面发展是相对于人的片面发展而言的。“人的全面发展”是马克思在表述未来社会时提出的一个重要思想,是他对人类理想的精彩描述。根据马克思的观点,人类的整个活动(不管人们是否意识到)不是毫无目的的,而是内在地必然地为一定的目的而存在的。人类活动的目的就是人的生存和发展,二者是辩证的统一体。人类要得到发展首先要解决生存问题,生存是发展的基础和条件;而当人类解决了生存问题之后,人的发展,人的全面发展就成为整个社会、整个人类活动追求的最高目标。人的全面发展受生产力和生产关系的影响,具有历史性和现实性特点。从历史性来看,生产力发展水平制约着人的发展状况,人的发展与生产力发展相一致;社会的分工导致人的片面发展,而私有制则强化了这一趋势;现代大工业的生产和科学技术的进步为人的全面发展提供了物质基础和可能性。从现实性来看,人总是在一定的社会关系中生存和发展的。人的本质是一切社会关系的总和,它规定了人的全面发展的特定内涵。马克思主义所要争取实现的人的全面发展,不只是单个人的发展,而是要使“每个人”、“任何人”即“全体社会成员”都普遍地得到发展。人的全面发展就其广度和深度来说,主要包括:体力和智力的充分自由发展运用;人的才能多方面发展;个人社会关系的高度丰富和发展;人的道德品质和美的情操高度发展。

促进网民的全面发展是一项复杂的社会系统工程,是一个不断完善的渐进过程,需要正确把握网民的全面发展与经济社会发展的关系,在发展社会主义物质文明和精神文明的基础上,不断推进网民的全面发展。坚持这个原则,网民的发展才能算得上是真正的全面发展。网民的全面发展需要物质文明与精神文明相结合,需要网民个人价值与社会价值相统一,需要人文环境与自然环境相和谐,需要加强精神文明建设,加强网民道德建设,努力提高网民思想道德素质和科学文化素质,实现网民精神生活的全面发展。网民的全面发展须树立理想信念,增强创新意识,倡导科学精神,所以网民的全面发展需要依赖于全面发展的教育。全面发展的教育是实现网民的全面发展的有效途径。全面发展的教育包括德育、智育、体育和美育,它们各有自己的特点、功能和规律,是相对独立的,对实现网民的全面发展是缺一不可的,不能互相代替。同时,它们又是相互联系,相互制约的。要实现网民的全面发展必须施以全面的教育,可以这样说,全面发展的教育是网民的全面发展的重要条件。

物联网导论论文第5篇

【关键词】物联网工程导论 计算机专业 专业扩展

近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象,很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向,另一方面相关的企业招不足需要的人才,存在着供需结构性失衡。国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革,但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架,既要培养学生较强的实践能力,又要有完整的知识体系,使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划。这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力,从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求,而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会。同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程,计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势。这些都对计算机专业的发展构成了挑战。

一、计算机专业面临的挑战

随着我国高等院校的数量逐年增加,在校生总数达到前所未有的数量,设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所,建立软件专业的学校600多所。除了计算机系(学院)外,很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系。随着信息技术在各行业的应用,极大地推动了人们学习计算机技术的热情,同时也给计算机专业带来巨大的挑战,信息技术的全球化,使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点,谋划布局新的技术创新点。挑战催生动力,创新获得优势。在此形势下,迫使我们努力思考:计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战?

二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇

物联网的概念是在1999年提出的。IOT(The Internet Things)也就是“物物相连的网络”。“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通信的一种网络。通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备,按照设定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息传输、计算、处理、知识挖掘,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的,实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接。

物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术,相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点。各高校也积极设置、建设相关的专业,“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生,同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列。

物联网技术涉及的原有专业非常多,有计算机,电子、传感器,自动化,自动控制、通信等等,还有相关的行业应用特点,使得物联网技术成为一个涵盖面广,应用广泛的一个大领域。而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业,基本上90%以上的院校都有计算机相关专业,99%以上的院校都有计算机课程。计算机专业的毕业生风光不再了,生源萎缩了,计算机专业如何在物联网大发展的形势下,进行创新获得新的生机与活力。需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来,找准自身定位,立足学生的长远发展,进行课程创新,教学计划更新。物联网工程导论是一门物联网技术的导入课,以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述,可以作为计算机专业的一个扩展,为进入物联网研究作导入。

三、物联网工程导论的课程特色

物联网工程导论课程的综合性强。作为典型的交叉学科,物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多,涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科,具有很强的综合性。其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系,很多概念也较宏观 ,这在教学上对教师的知识面要求很高。

但在强调物联网工程导论的融合背景的同时,应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程 , 与计算机技术有着密不可分的联系,具有较强的实践性。要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景 , 掌握该课程的基础知识和基本技能 , 同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现,比如在课程中学习的多种编码方法,都需要编程实现。

于此同时,物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系,如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容,它的发展具有深厚的信息技术基础,广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域。物联网不是互联网的简单接入和应用,它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用,必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用,带动广泛的学科交叉与融合,为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间。

四、教学方法研究与设计

(一)强调学科背景,激发学习兴趣

物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景,有众多现实的应用例子,接受起来比较容易。很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣。此外,由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念,部分学生在学习的过程中,会下意识地觉得物联网太大,是搞科学研究人员学习的内容,对就业没有什么太大的作用。这势必会影响到学生正常的学习态度,从而影响整个课程的学习效果。

因此,我们设计在第一次课时,结合物联网的学科特点以及与计算机的联系,强调随着通信和网络技术的发展 , 人类已进入了信息化的社会, 大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力,物联网工程导论正是信息技术发展的前言。因此 , 学好这门课程就显得尤为必要和重要,从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动。

(二)因材施教,打通学科联系

物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设,此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束,与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程,如网络工程、信息系统等。如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识,一方面,由于学生对理论课程的学习早已结束,部分知识已经淡忘,另一方面,刚开始接触计算机的专业课程,兴趣难免转移。为此,针对学生特点,对授课内容做了如下调整:

首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强,必须合理地筛选授课内容。在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下,重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点。在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系,如算法对程序设计的作用,施工技术对网络性能的影响等。

其次强调概念、理论的物理意义,联系应用以培养学习兴趣。由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的,过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥,渐渐造成学习兴趣的下降。针对这种情况,应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下,淡化学科区分和界限,强调融合应用。同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。

(三)创新教学手段,培养学生职业技能

著名《学会生存》一书中指出:教育既有培养创造精神的力量,也有压抑创造精神的力量,这就说明了教学方法,对学生的学习效果的重要性。为此在物联网工程导论的授课过程中,除了采用传统的老师讲,学生听的授课方式,更注重发挥学生的主体作用,采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段。

如:对于RFID模块开发,首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解,进行学生分组,布置开发作业在课后进行分析开发,然后再在课堂上分组上台进行展示解说 , 并让下面的同学提出问题 , 在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解,最后布置课后实践,要求学生全部会简单开发。通过自学、讨论、实践三个环节,使得学生们的学习热情很高, 纷纷花大力气查阅相关资料,积极讨论,学生的积极性得到空前激发,对所学内容有了较深的理解。

五、结束语

物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程,也是最近几年快速发展的一个课程,笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状,分析了该课程的特点,从教学内容,教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会,期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展,使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求。

参考文献:

[1]吴功宜,等.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012.

物联网导论论文第6篇

关键词:物联网导论 高校教育 教学方法

物联网导论作为新兴复合型学科“物联网工程”的入门引导课程,旨在引导学生对物联网专业知识内涵建立起整体认识,为后续课程的学习打下基础。由于物联网导论兼备理论性与实践性,知识覆盖面广,加之学生认识偏差和学习方法等主观问题,能够让学生很好地掌握课程知识点并非易事。笔者结合实际教学工作,对教学过程中若干问题进行分析,探讨提高课程教学质量的办法与学习建议。

1 课程特点与存在问题

1.1 物联网复合型学科涉及技术广

从智慧地球到感知中国,物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业浪潮。物联网通过射频识别、激光扫描、红外感应器等信息传感设备,按协议规范,把物品与物品之间以互联网为基础连接起来,进行信息交换资源共享,从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。在技术体系上物联网融合了计算机科学、通信工程、微电子检测、自动化等多门专业技术。如何将多门学科综合起来,较好地运用于物联网工程是掌握好这门专业的关键。物联网作为典型交叉学科,涉及技术广,因此在物联网导论教学过程中必须贯穿以全局指导局部的思想,对教学内容进行整体优化,力求为后续的技术学习构建一个基本知识框架。

1.2 教学对象一年级新生的特点

大学一年级学生初步涉及物联网专业学习,了解专业知识总体较少,普遍欠缺动手能力,但是他们对新知识、新技术具有较强的好奇心和求知欲,因此物联网导论在教学过程应该根据每名学生的特点合理组织教学内容,引导他们掌握了解相关基础知识,理清物联网专业课程体系的基本脉络,通过综合运用各种教学手段,调动学生的学习积极性。与此同时,培养他们的职业素养、职业道德,为今后的学习与工作打下良好基础。

1.3 教学过程中教师的自我完善

物联网工程作为新兴的研究领域,面临着涉及专业多、学科建设不成熟、课程体系有待完善和高校缺乏能够全面掌握实践教学的师资队伍等问题,因此对这门学科的任课教师提出了更多要求。教师在授课之前必须充分备课,通过自学、参加培训、教研探讨、学术交流等多种方式扩充自身知识结构,不断更新自我认知内容,并且要根据学生提问、师生交流、平时作业、考试等环节的反馈信息,及时调整教学内容,改进教学方法,保证教学质量。

2 教学方法思考与探讨

2.1 注重系统性教学

物联网导论课程内容丰富,各部分知识点要求程度并不相同,在教学过程中应注重系统性授课。(1)突出重点,把握好内容难易程度适中,运用多样化教学方式。例如:物联网历史、研究现状、应用案例等内容可以作为一般性介绍,而在物联网的技术基础、信息处理与软件服务等方面则要重点介绍。(2)在讲授新知识点时,应尽量避免过多使用专业词汇。由于物联网导论课程内容比较抽象,新生还不能掌握大多数专业词汇,如果过多使用会增加学生理解的难度。如果遇到必须掌握的专业词汇,比如射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID),则在教学过程中必须对缩写词原文、词汇含义、主要特点、运用领域等内容做出合理的解释说明。(3)在教材选择上应避免使用过于简单或过于复杂的教材。由于物联网专业刚刚设立,在教材和参考资料上相对比较欠缺,所以教材选择一定要根据学生的实际情况和教学效果综合考虑,力求通俗易懂,比如一些专著,虽然内容、组织论证非常好,但作为一年级新生专业入门教材并不太适合,可以选择一些具有引导作用的入门性优秀教材。

2.2 教学方式多样化

由于一年级学生知识掌握程度参差不齐,而且物联网导论课程内容比较抽象,如果采用单一的授课方法,很难达到预期的教学效果,可能对学生的后续课程学习产生消极的负面影响,甚至会让他们产生厌学情绪。因此,多样化教学方式应该贯穿于整个授课过程。

2.2.1 案例式教学

通过直观方法分析抽象的内容,把实际生活案例编织到教学内容中,以案例带动知识点。例如:在介绍ZigBee技术[2]时,可以引入世博园中运用ZigBee无线技术实现无线路灯控制案例;在介绍物联网与传感关系时,可以引入上海浦东机场防入侵系统传感节点如何感应物品、传输数据等成功案例。

2.2.2 启发式教学

启发式教学是把学生被动性学习转变为主动性学习的一种方式,将课程内容归纳提炼,提出问题启发学生思考,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。例如在分析中间件技术时,让学生通过学习教材、研讨、资料查阅等多种形式了解目前在物联网里主要有几种中间件技术[3],例如:RFID,WSN,设备中间件,软硬件关系等,从而达到对问题的充分认识,得到解决实际问题的方法,最后在教师的指导下圆满解决问题。

2.2.3 交互式教学

运用多媒体教学环境辅助教学。例如在分析物联网中的移动技术时,对比802.20广域网技术与3G技术[3],则可以使用多媒体以表格形式同时列出2项技术的主要特性,直观对比2项技术特点。在讲授物联网底层技术—无线移动自组织Adhoc网络[4]的移动节点兼具主机、路由、天线功能的这个知识点时,可以运用PPT等工具制作动画,形象描述节点移动性、路由探测、天线覆盖等过程。另外,在授课时随时解决学生提出的问题,以免影响学习效果,保证教学质量的提高。

2.2.4 多元化课外辅导

构建课堂之外的教学环境,例如:精品课程网站、远程辅导、网络教室、网上讨论辅导平台BBS、电子图书等网上教学资源,打破传统课堂教学时间和空间受限的弊端,可以通过计算机、掌上电脑、手机等终端通信设备随时随地进行教学,为学生课余提供一个自主学习、思索、讨论的开放空间。

2.3 通过实验突出专业特点

物联网工程作为实践性很强的工科学科,实验是教学中的必备环节。学生通过实验操作的感性认识可以加深对理论知识的理解。在实验教学过程中应该注意以下几方面。

(1)实验内容应该丰富多样。例如大部分物联网专业学生都有自己的笔记本电脑,在讲解物联网中对等式网络时,为加深学生对技术的认识,可让学生开启无线网卡,配置对等式模型,实现小型对等式无线局域网搭建实验;在讲解无线个人区域网时,可以让学生运用手机中的蓝牙通信功能进行数据传输,进一步了解无线个人区域网的特点,如10米内传输、传输速度、主从节点关系等;在讲解物联网安全知识时,可以演示一些趣味防御实例,调动学生的学习积极性。(2)在实验环节设计时必须精心选题,突出专业特点。实验题目应具有代表性,知识点覆盖全面。例如在讲解传感器感知知识时,可以选择图像采集、键盘与显示屏模拟感知等典型实验[5]。(3)可以组织小组互助。实验前对学生进行分组,合理搭配小组成员,并选出组长。实验过程中遇到问题时可以让学生先在小组内讨论,养成主动积极的学习态度。(4)组织丰富多彩的集趣味性、专业性于一体活动,让学生在一起交流学习心得和方法,并可以去实习基地实践,提高实际运用能力。

3 结束语

物联网作为一项战略性新兴产业,在国内刚刚起步,并飞速发展。据CCID预测,未来3年内我国将有50万物联网人才缺口,因此高校教育任重道远。“物联网工程”已经逐步成为一门重要学科,物联网导论肩负着如何把“物联网工程”专业新生引入物联网科学殿堂的重任。在教学过程中必须不断地改革和完善教学模式,积极探索、研究并推广教学方法,调动学生主动学习的积极性,着力理论与实践的双向培养,达到本课程的教学目的,指导后续课程的学习,培养出社会急需的高级物联网专业人才。

参考文献

[1]胡永利,孙艳丰,尹宝才.物联网信息感知与交互技术述[J].计算机学报,2012(6):1147-1163.

[2]詹青龙,刘建卿.物联网工程导论[M].北京:清华大学出版社,2012.

[3]汪涛.无线网络技术导论[M].北京:清华大学出版社,2012.

物联网导论论文第7篇

物联网时代物流企业获得竞争优势的主要途径是利用日益提升的客户主导权和移动融合技术所带来的各种便利性,加强物联网技术的应用能力。物联网技术的应用能力与物流产品竞争优势不仅高度正相关,而且还存在着因果关系。然而,受客户主导权影响较深的移动融合便利性不能有效地影响物流企业物联网技术的应用能力。为此,本文通过实证分析客户主导权、移动融合便利性、物联网技术应用能力、物流产品竞争优势等4个变量之间存在的因果关系,阐明了为物流企业竞争优势提高其物联网技术应用能力的有效对策。

关键词

客户主导权

移动融合

物联网技术

竞争优势

作者沈哲,浙江万里学院现代物流学院副教授。(宁波315100)

移动融合正通过时间和空间以及人间的各种事件创造出前所未有的便利性,更新着广义产品的概念,甚至还改变着传统产业的特征。以移动融合为核心的物联网技术通过促进客户之间的沟通把多数买方集结在一起,采取多种形式把大多数分散化的经验性信息荟集起来,对增进买方的协商力起着积极的作用。客户主导权的增强意味着物流市场转向买方主导的市场,移动融合便利性必然要受到客户主导权的影响。目前,如何把客户主导的移动融合便利性和物联网技术的应用能力有效对接,提高物流产品竞争优势是摆在物流企业的重要任务。

一、物流企业竞争优势测度与影响因素

数字化技术带来的物流产品新概念和新价值,以及数字化信息融合现象波及到物流市场的每一个角落,引发的市场多样化,尤其是数字化信息融合的代表产物一移动融合技术正从时间、速度、空间等角度创造出前所未有的新思维,更新着产品的概念,甚至还改变着传统产业的特征(An-ckar和D'Incau,2002;Gilder,1988)。移动融合正给产品概念带来日新月异的变化(Clarke,2001)。然而,这种移动融合现象不仅仅是停留在更新产品概念的阶段,而是给整个物流行业带来了创新发展的新局面。

数字化技术应用手段的日臻完善给物联网技术在物流领域的应用带来了新的挑战。利用数字化技术我们可以把从事运输、保管、装载、仓储管理等不同类别的物流企业水平连接在一起,对整个物流过程提供全方位服务,这就是所谓的第四方物流取代以少数个别企业所承担部分物流过程的第三方物流,以新型的物联网技术应用模式来为物流企业提供服务,创造出新的价值(朱哲学和吴昱南,2010)。以移动融合为核心的物联网技术也给物流行业带来了史无前例的变化,即解除了生产厂家与客户之间存在的信息不对称问题,使得多数分散化的经验性信息以荟集智能(wisdomof crowds)形式捆绑在一起发挥作用,致使客户对物流产品生产的影响更为普遍,加速了所谓的生产消费者现象的形成过程(邓亦涛,2010)。这种生产消费者现象把交易的主导地位从生产者转向了客户,这在物流行业起到把卖方主导市场转换成买方主导市场的作用。这样一来,买方的期待和创新意识对物流企业的经营活动起着至关重要的影响。事实上,近年来让客户参与到技术开发过程的物流企业越来越多,这就是典型的生产消费者现象。Chun,Hong Mal(2008)把客户主导权概括为客户在交易中对订购清单的探究明了权利、对出现问题的请求解释权利、对存在问题的纠正解决权利、对不良后果的改善提案权利等4个内容。

从理论的实际应用价值层面来看,如同近距离无线通信一样,移动融合通过扩大各种通信手段间的连接性,大大增强了使用这些通信手段的人们的便利性。它把器械间紫外线通信技术与现有的有线和无线通信技术连接起来,最大限度地凸显出近距离无线通信的作用,进而改变了现有通信产品所拥有的属性概念和功能概念。1G时代把那些独立存在的成千上万台电脑通过一个网络系统连接在一起,2G时代则把那些与电脑有关的设备及装备全部连接在一起,3G时代再把与电脑和设备及装备有关的所有事物自由自在地连接在一起形成了物联网系统。从文献考察结果我们得出移动融合是通过提高3G产品间的连接性来影响网络外部效应,进而创造出新的移动融合便利性(Gilder,1988)。这种移动融合便利性具体包括时间便利性、速度便利性、空间便利性、质量便利性、服务便利性等5种构成因素(Anckar和D’Incau,2002;Clarke,2001)。以移动融合为核心的物联网技术给客户带来的时间便利性是指在既定时间内处理业务并完成任务的可能性;速度便利性是指如何快速处理业务并完成任务的可能性;空间便利性是指在任何地方处理业务并完成任务的可能性;质量便利性是指改善物流产品质量的可能性;服务便利性是指改善物流服务效益的可能性(Chun,Hong Mal,2008)。

以移动融合为核心的物联网技术可以解决卖方和买方间信息不对称问题,从而促使市场交易主导权转向买方,即一向以供应方为主导的市场逐渐向客户为主导的市场转移,这样一来,以移动融合为核心的物联网技术在物流领域起到促使物流企业更加容易接受客户的期待和需要的作用。客户主导权的增加不仅对买方有好处,而且对物流企业也有益处。只有积极获得改善物流产品所需的买方多样化创意信息,才有可能有效地创造物流产品的价值。文献考察结果表明,只有积极接受由客户主导权的增加而引起的买方多样化需要,率先捕捉市场机会,物流企业才能构筑可持续发展的内部循环经济体系(Brian,1996,2000)。

目前,物流产品是以数字化信息融合为背景,把焦点放在运输、保管、装载、仓储管理、交付、结算等与物流业务有关的所有领域供给与消费可持续联动上面,并通过这种可持续联动过程提高物流的时间、空间、形态、所有关系等的效用,追求物流功能创新和价值创造,把所有物流企业水平连接起来。文献调查结果表明,针对物流过程全局提供全方位服务的第四方物流的出现正好迎合了这一点(Morciniec,2006)。

从文献考察我们还发现Calantone和Cooper(1981)曾提出决定产品竞争优势的主要因素包括产品的质量、信赖性、新颖性、独特性等,据此我们把物流企业竞争优势的测度概括为物流产品的质量信誉、功能独特、形式新颖、可得利用性等内容。朱哲学和吴昱南(2010)阐述了物联网技术在社会经济领域的应用效应。刘婧和杨晓冬(2010)则强调了企业物联网技术的应用能力和政府的引导作用。邓亦涛(2010)阐述了物联网技术在供应链管理中的应用效应和客户主导作用。李霞(2010)则强调了物流信息技术与物联网技术的内在联系。国内外学者从不同侧面强调了影响物流企业竞争优势的因素为客户主导权、移动融合便利性、物联网技术应用能力。在文献考察的基础上我们走访了政府、行业协会、物流企业等相关部门的专家,采用FGI和专家意见法把测量物联网技术应用能力的焦点放在了物流企业电子标签(RFID)、无

线传感器网络(WSN)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、智能运输系统(ITS)等技术的应用能力上。

二、物联网技术和物流企业竞争

优势模型的建立与分析

从文献考察我们还发现Han,Kim和Srivastava(1998),Hurley和Hult(1998),Li和Calantone(1998),Madhavan和Grover(1998)等学者从不同角度强调了企业的技术创新和应用能力影响企业的产品竞争优势。

本文从这些文献考察结果得到启发,提出如下研究的概念框架,如图1所示。

根据这一概念框架我们提出了如下研究假设:

HI:客户主导权将凸现出移动融合便利性;

H2:移动融合便利性将有助于物流企业提高物联网技术的应用能力;

H3:移动融合便利性将有助于物流企业的产品竞争优势;

H4:物流企业物联网技术的应用能力将有助于其产品竞争优势。

为进行假设检验,我们面向宁波市物流行业协会、物流职业政府培训机构以及部分物流企业先后采用FGI(焦点小组座谈)和问卷调查方法获取了相关的定性资料和第一手资料。在实施FGI和问卷调查之前,我们首先采访了宁波市物流行业的政策专家、职业技能培训师以及物流实业家,就我们的调研内容细节性问题听取了专家们的意见。

根据文献考察资料和定性调研的结果我们整理了图1中4种概念(理论变量)的测量内容,即客户主导权包括4项测量指标,移动融合便利性包括13项测量指标,物联网技术应用能力包括5项测量指标,物流产品竞争优势包括4项测量指标,另外又设置了4项物流企业相关信息,设计出包括30项问题的问卷调查表。

由于宁波市有4000来家物流企业主要分布在江东区(以货代为主),北仑区(以码头运输及货代为主),江北区(以运输、零担、仓储业为主)。为此,我们进行了抽样设计,即采用非比例分层抽样(江东区选33家物流企业,共发放99份问卷;北仑区选30家物流企业,共发放90份问卷;江北区选25家物流企业,共发放75份问卷)方法的基础上,进行了简单随机抽样。发放问卷共264份,回收213份,剔除44份废卷,有效问卷为169份。调查对象的样本特性如表1所示。

从样本特性表中我们得知宁波市的物流企业大部分是中小型民营企业,主要经营仓储配送和运输保管业务。正因为以仓储配送及运输保管为主,所以企业管理人员中一线管理人员所占比重相对较高(2/3左右)。

针对问卷调查表中4种理论变量的26项测量指标我们进行了KMO和Bartlett检验,然后进行了因子分析。通过因子分析我们萃取出特征值(eigenvalues)大于1的因子共4个,这与我们设计的4种理论变量相吻合。变量的效度和信度分析结果如表2所示。

研究的概念框架中4种理论变量的效度和信度符合规定要求,所以我们对这4个变量进行了相关分析,如表3所示。

相关分析结果表明,移动融合便利性与客户主导权、移动融合便利性与物流产品竞争优势、物联网技术应用能力与物流产品竞争优势等3种相关系数有效。其中,移动融合便利性和物流产品竞争优势呈现负相关的主要原因是受客户主导权影响的移动融合便利性自然更加有利于买方,而不利于物流企业。

我们分别以物流产品竞争优势为因变量,移动融合便利性为自变量;以物联网技术应用能力为因变量,移动融合便利性为自变量;以移动融合便利性为因变量,客户主导权为自变量;以物流产品竞争优势为因变量,物联网技术应用能力为自变量,通过回归分析进行了变量之间的因果关系假设检验,如表4所示。

假设检验结果表明,H1和H4在显著水平a

三、结论与对策

根据上述实证分析结果我们得出如下研究结论:

(1)在买方主导的物流市场,客户对订购清单的探究明了、出现问题的请求解释、存在问题的纠正解决、不良后果的改善提案等权利,有效地凸现出移动融合的各种便利性特点。

(2)在物联网时代,物流企业的电子标签、无线传感器网络、全球定位系统、地理信息系统、智能运输系统等技术的应用能力,有效地影响着物流产品竞争优势。

(3)目前,对于物流企业来说,移动融合的便利性虽然不能有效地影响企业强化对物联网技术的应用能力,却有效地影响企业提高其产品竞争优势。

(4)移动融合便利性和物流产品竞争优势之间存在负的相关关系,其原因是客户主导权影响移动融合便利性导致市场对客户有利,而不利于物流企业。

根据研究结论我们可以提出如下讨论问题。

(1)移动融合便利性的影响没有波及到物流企业物联网技术的应用领域。其原因在于我们调查的物流企业主要是从事仓储配送和运输保管业务的中小型民营企业,缺乏物联网时代高新技术的应用理念和长远目标导向意识,虽然承认和接受移动融合给企业所带来的诸多便利性,但不能以此为契机来引导企业提高物联网技术的应用能力。

(2)移动融合便利性虽没有影响到物流企业物联网技术的应用,却有效地影响其产品竞争优势。原因在于我们调查的物流企业对物联网技术的应用能力还没有达到智能处理阶段,而只停留在全面感知和可靠传输阶段。这意味着物流企业相对零散地利用个别的物联网技术(如:RFID或WSN或GPS或GIS或ITS),还不能把这些物联网技术更加有效地整合利用。

(3)客户主导权有效地促进了移动融合在时间、速度、空间、质量、服务等方面为客户创造诸多便利性,改变了客户被动利用移动融合技术的局面。因此,物流企业为加强供应链管理,提高其竞争优势,应积极采用移动融合技术,给自身创造更多商机。

(4)物流企业若改善物联网技术的应用环境,提高物联网技术的应用能力,将会有效地增强其竞争优势。然而,对于中小型民营物流企业来说,这需要政府的积极扶持和正确引导,形成物联网技术的应用平台,才能不断提高这种技术的应用能力,增强其竞争优势。

根据上述研究结论和讨论问题,我们提出如下几点应对策略:

(1)要实现智慧物流,物流企业的物联网技术应用能力应达到智能处理阶段。对宁波物流企业调查的结果表明,目前物流企业物联网技术的应用能力正处于全面感知阶段转向可靠传输阶段的关键时期。为此建议政府和行业协会对物流企业做好物联网技术得以广泛应用的引导工作,切实推进物流企业的物联网技术应用能力上升到智能处理阶段的步伐。

(2)移动融合技术给物流企业带来的诸多便利性将会影响其竞争优势的提高,但在物联网时代真正打造物流企业竞争优势的关键是物联网技术的整合利用。对宁波物流企业调查的结果表明,目前物流企业对物联网技术的应用还没有形成系统理念,只是片面地认为物联网技术的应用就是移动融合技术的应用,而移动融合便利性会影响物流企业竞争优势。为此建议物流企业要把对物联网技术的认识提升到更高的层次,形成理念和意识,把物联网技术可利用的环境作为企业文化构架(7s)中的共同价值观(Shared Values)来积极推进。

(3)移动融合便利性主要来自客户主导权的提高,也就是说物流市场已成为买方主导的市场,我们可以把移动融合技术所带来的诸多便利性理解成客户主导的移动融合便利性。对宁波物流企业调查的结果也表明,目前物流市场已经成为客户主导的市场,移动融合便利性也是通过客户主导权的提高而体现出来。为此建议物流企业在供应链管理中要关注客户关系管理,以移动融合便利性为导向,加强物联网技术的应用能力,真正迎接物联网时代获得产品竞争优势的新局面。

参考文献:

1,朱哲学、吴昱南:《物联网技术在社会经济领域的应用分析》,《当代经济》2010年第17期。

2,刘婧、杨晓冬:《政府在实现物联网过程中的对策问题研究》,《西安邮电学院学报》2010年第4期。

3,邓亦涛:《物联网技术在供应链管理中的应用》,《物流科技》2010年第9期。

4,李霞:《浅谈物流信息技术与物联网》,《商场现代化))2010年第15期。

物联网导论论文第8篇

关键词:物联网;课程性质;教学的开发思路;教学内容和要求;课程考核

1课程性质

“无线传感器网络技术”涉及通信技术、计算机技术和传感器技术等多种技术领域,因此本课程是一门理论综合性高,应用实践性强的课程。通过本课程的学习和实践,旨在使学生了解WSN和ZigBee协议规范的基础知识,为进行ZigBee项目开发提供了理论基础。

2课程设计理念

在本课程教学设计过程中,遵循“项目为载体,模块递进”的原则,在夯实学生WSN和ZigBee协议理论基础的同时,培养学生对ZigBee技术的应用能力,并引进ZigBee项目,采用任务驱动的方式,充分体现WSN的教学实践。将专业教学过程,技能训练过程有机结合起来,有效地提高课程教学的实践性、开发性和有效性。

3课程开发思路

本课程的教学过程要实现课堂案例教学和实践任务导向教学相结合,将项目式案例引入课堂教学,以真实项目为对象进行工作导向组织教学,从教学过程和形式上体现“学”和“做”的紧密结合。课程模拟完成企业“项目任务”贯穿整个教学过程。通过问题、项目导入(实践)学生思考、分析、回答、教师评议、总结(理论)扩展应用(实践)的方式进行,使授课内容与工作实际紧密结合[2]。项目实施过程中教师加强对学生的引导,并且进行过程性评价,教会学生怎样应付大量的信息,引导学生如何在实践中发现新知识,掌握新内容。教师要成为教学策划和导演,在教学过程中起指导作用[3]。

4课程目标

本课程的项目强调从学生的学习和认知水平出发,通过理论、实践相结合的教学方式,边讲边学、边学边做、做中学、学中做,把学生培养成为具有良好职业道德的、具有嵌入式系统开发、程序设计的管理理论和实践能力的、具有可持续发展能力的高素质高技能型物联网专门人才,以适应市场对物联网人才的需求[4]。

5课程内容和要求

本课程的内容主要包括以下4大模块:无线传感器网络、无线片上系统、ZigBee网络协议、TIZ-Stack协议栈的使用,具体要求如表1所示。

6课程考核

本课程的考核采用过程考核和结果考核相结合的方法。过程考核根据课堂提问、课堂练习、课后作业和学习态度而定,是形成性考核;结果考核根据学生的考试成绩而定。本课程对各学习模块的考核标准如下文所示。6.1无线传感器网络能够阐述WSN的特点、体系结构和关键技术。6.2无线片上系统(1)会对芯片GPIO相关寄存器进行配置。(2)根据开关Led的原理,会设置Led驱动。(3)会切换时钟源来控制时钟频率。(4)能够设置外部中断相关寄存器。(5)会使用串口通信收发字符串。(6)能够获取片内温度传感器的温度值,并能通过串口发送到上位机。(7)会根据定时器中断配置步骤来会配置T1寄存器,完成T1中断程序。(8)会设置睡眠定时器的定时间隔,会设置系统功耗模式。本课程的教学不是单一机械地向学生传授知识和技能,也不是一种向学生灌输式传授知识的过程,而是一种启发引导学生自主探索学习、总结、体会知识和技能的过程。

[参考文献]

[1]谢金龙,邓人铭.物联网无线传感器网络技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[2]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010(16):1-3.

[3]李强.浅谈我国高校物联网专业教学模式创新[J].北京师范大学学报,2010(2):30-35.

[4]施炯,杨亚萍,梁丰.“物联网工程导论”课程教学探索与实践[J].中国电力教育,2013(28):106-107.

物联网导论论文第9篇

关键词:课程体系;教学模式;平台建设;分层/分类培养

中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:2095-1302(2014)01-0077-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。代表了未来网络的发展趋势与方向,政府大力支持物联网的发展,企业和教育界、科技界共同推动,物联网产业已经成为国家战略性新兴产业,需要大量熟悉和精通物联网的专业人才[1,2]。在此背景下,北京联合大学自动化学院对2011版自动化专业培养计划进行了修订,在 “智能测控技术”专业方向的基础上建立了“信息处理与物联网技术”方向[3]。

1 专业现状与背景分析

原“智能测控技术”专业方向以信息的采集和处理为主,课程主要包括检测技术、传感器原理及应用、智能仪器、计算机控制技术以及LabVIEW技术等,是传统的专业方向,课程的覆盖面较窄,偏重于系统前端的硬件采集原理,系统的概念较为薄弱;从人才培养的角度来看,已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求,学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容,又要为课程体系增加新的特色和先进内容,将传统的专业方向赋予时代意义,使学生们真正学以致用,“信息处理与物联网技术”专业方向应运而生。

“智能测控技术”和“信息处理与物联网技术”并不是割裂的,前者是后者的基础,后者是前者的延续和拓展。从技术的角度上讲,物联网分成三个层次[4,5],即感知层、网络层、应用层,形成了物联网的体系架构。物联网的感知层涉及到传感网技术,会有多种传感器应用其中,正是“智能测控技术”方向的核心内容;物联网的应用层是多种信息的智能处理技术,也是“智能测控技术”方向的主要内容,它们被物联网网络层连接,即新的专业方向加入无线传感网等新知识、新技术,形成物联网系统体系的概念。

我们的教学理念在于从一个大系统的角度看待物联网,利用物联网实现系统的集成创新应用和信息化服务。以物联网体系框架为依托,实现信息的采集、传输、有用信息的提取和整理、以及完成相应的控制和信息应用,重点突出无线传感网和应用层设计,及物联网的行业应用和信息化服务。因此本课程体系的设置将突出系统网络架构、选择物联网关键技术,并将物联网技术与经典的检测及控制方法相结合,实现物联网的多领域应用[6,7]。以物联网为载体,培养学生的创新意识,增强学生的实践动手能力,提高学生专业综合素质。

2 课程体系设置

“信息处理与物联网技术”专业方向设置在自动化学院,因此它的应用特色非常鲜明。课程体系的设置如图1所示,加强了实验/实践环节的内容设置。其中,理论教学是基础,对物联网的体系结构、关键技术和相关领域的典型应用形成完整的阐述,实验教学作为理论课程的延伸,是抽象到具体的过程,试验环节的设置按照物联网的体系结构,完成由下而上的知识获取和验证;物联网作为一种实用技术,让学生去感受、去体验、去亲自动手设计和实现一个系统更是至关重要的。通过实践环节中的认识实践,学生去企业参观感受,体会知识的力量和企业文化,培养对专业的认知和信心;工作实践则更近了一步,利用假期时间到相关企业中从事基础和简单的专业工作,深化所学知识的专业应用技能;请工程师或行业企业从业者走进学校的课堂,结合实际的应用案例,为学生出题和指导,进行专业综合训练,为学生的实际设计能力和实际动手能力培养打造了平台,提供了方向。理论教学、实验教学、案例教学和各个实践环节相结合,增加课程的实用性。为应用型人才的培养奠定了基础。

2.1 理论课程

集成了多种新知识和新技术的应用,涉及的知识点众多,作为系统的学习和设计,理论教学中课程内容的衔接、承上启下的课程安排非常重要;理论课程包括基础课程(也称为学科大类课程)和专业课程[1]。

本专业方向偏重于传感检测、无线网络的设计以及行业应用,尤其是工业物联网的两化(信息化、自动化)融合,因此在限选课中还有相关行业技术应用课程:虚拟仪器技术、现场总线技术等。任选课作为专业限选课的补充,完善物联网的设计和应用。

通过理论课的学习,学生将会对知识融会贯通,对信息处理和物联网的应用体系和架构充分了解,具有物联网系统的理念和基本的组网设计能力。但是在实际应用中,需要将多门课程、甚至多学科的知识融为一体,去设计、安装、调试、运行一套系统。这种灵活运用所学知识于实际系统的能力,是真正的学以致用的体现。因此实验室建设、实验基地建设和实验项目开发,对于学生消化、理解理论知识和培养实际动手能力至关重要。

2.2 实验室建设

图2所示是物联网专业方向的实验室建设框架,实验室建设与课程设置紧密相连,并考虑到学生的分层教学以及科研平台的扩展性。利用已申请的中央财政支持地方高校专项资金,正在筹建支撑“物联网技术及应用”、“无线通信和无线网络基础”及“物联网应用层系统设计”等课程的课内实验平台,包括三个模块:第一是物联网技术基础实验模块; 第二是无线传感网开发设计模块;第三是物联网技术沉浸式体验模块。其中第一和第二模块在教学上采用学生熟悉的C或C++语言实现节点和无线网的设计,网关采用Linux、andor两种操作系统,学生可以根据自己的基础和喜好选择;第三模块是智能家居(体验)实验室,根据家居实景建立的物联网系统,可以实现灯光、安防、烟感、窗帘、空调等家居设备的远程控制。此系统采用最适合无线传感网络的Tiny OS操作系统,可以作为学生初识物联网系统的感性认识体验模块,也可以作为教师、学生进行科研开发的平台。目前在建实验室物流综合实验室和未来超市都是物联网在行业中的具体应用,提供学生进行专业综合训练。

课程的实验内容全部以实际系统为主,综合训练学生的系统设计、软件编程和系统调试能力,包括对传感/变送器的选取、信号的采集与处理方法、无线传感网组网技术、物联网应用层设计、针对不同领域执行器的选择等;并将先进的虚拟仪器技术与物联网应用相结合作为物联网的信息处理方式,培养学生设计智能仪器的开放性创新能力。通过实际项目训练,学生可以完成从了解任务的需求、根据需求制定系统方案、在最佳性价比的基础上选型系统的硬件配置、组网,到应用所学知识编制合理的软件程序,并具有系统调试、通过系统运行结果分析问题、定位问题、以及解决问题的专业核心能力。

2.3 实践基地建设

物联网工程技术是集成的信息/控制服务系统,可以应用于不同的行业和领域。据报道目前物联网专业的人才缺口近20万,因此培养适合于企业的应用型人才就是物联网专业的人才培养目标。产学研的办学模式是企业和学校快速沟通、共建共赢的很好方法。在课程建设、实验室建设的同时,积极与企业联系,建设校外实践教学基地是专业方向建设的重要环节。同时在我们的教学计划中还有工作实践的内容,建设实践基地也为学生的工作实践提供了场所和条件。利用北京市高新企业多,许多区县建立数字北京、智慧北京的物联网项目的机会,与企业和公司合作,进行横向项目的开发和实践基地的建设。选派学生到相应的公司企业进行毕业设计,不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式,还可以为企业提供专业的人才,实现企业与学生的双向选择。

3 教学模式的探索

物联网教学涉及的知识点众多,学生直接进行理论课的学习难免感觉枯燥和凌乱;但物联网的应用可以无所不在、生动有趣,这样的特点决定了我们在教学时可以先引起学生的兴趣,让他们明白所学可以如何用。因此在课程的安排上首先是导论和浸入式体验的认识实践,然后才是相关专业课的学习和实验,并在第六个学期进行工作实践,加深专业知识的应用,第七学期开设专业综合训练,学生进行设计性、应用性训练,形成物联网系统。图3所示是学校物联网方向的教学进程图。

4 结 语

物联网技术的课程设置应当具有以下特色:

第一是先进。课程设置针对目前最热门的集成技术应用—物联网系统的设计及应用,是传感技术、计算机技术、网络技术和信息控制技术的发展方向,体现了先进技术的特质;

其次就是实用。课程设置和内容将重点突出实用性,理论是基础,实用是根本。强调实验环节,以增强学生的实践动手能力和毕业后对岗位的适应能力为宗旨,突出重点,强调实用。

第三是灵活。不但体现在课堂上课程设置的灵活性,也显示了物联网学习的灵活性。以物联网体系框架为依托,重点突出无线传感网和应用层设计及工业物联网的应用。学生可以根据实际系统的需要灵活配置。强调培养学生灵活思维,突出创造性和创新意识,是学生综合素质的体现。

最后是深入。课程的工程性、实用性、设计性很强,也有许多公司会举办大型的物联网设计大赛,因此可以为有兴趣的同学开辟第二课堂,通过指导学生参加相关专业的科技竞赛带动大家的学习热情,深入理解本门课的内容。

参 考 文 献

[1] 王志良,闫纪铮.普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[2] 王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范[M].北京:机械工业出版社,2011.

[4] 张光会,余晃晶.试论物联网工程专业的人才素质和培养目标[J].科技信息,20ll(11): 216-217.

[5] 沈苏彬,范曲立,宗平,等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报,2009,29(6):1-11.

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