物联网工程导论范例6篇

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物联网工程导论

物联网工程导论范文1

【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.

物联网工程导论范文2

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.

物联网工程导论范文3

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

物联网工程导论范文4

(西安翻译学院诒华学院,陕西 西安 710105)

【摘要】物联网作为一个涵盖领域广、有广阔发展前景的新兴产业,产业的发展需要大量的相关人才。本文从物联网层次架构介绍入手,探讨了高职物联网技术专业课程体系、教材建设、实验室建设、教学方法、师资队伍培养等方面。

关键词 高职;物联网技术;人才培养

进入21世纪,世界发达国家为了推动信息社会发展,提出建设“无所不在的网络社会”,并将其作为国家或地区信息化发展的重要组成部分,纷纷出台相关的战略和政策。以物联网、云计算、下一代互联网和下一代移动通信技术等为代表的新一轮信息技术革命正在催生新技术、新产品和新应用,物联网技术成为促进经济发展和社会进步的国家战略之一。为了满足日益增强的物联网人才需求,各高职院校及本科院校里的高职学院纷纷设置物联网技术专业。由于培养目标和学生基础与本科的物联网工程专业不同,因此高职物联网技术专业课程体系、教材建设、实验室建设、教学方法、师资队伍培养等方面值得深入探讨。

1 物联网层次架构

物联网技术专业人才培养模式与物联网层次架构密切相关,在物联网的不同层次上有不同的人才培养模式。物联网通常可以分为四层架构:感知识别层、网络构建层、管理服务层和创新应用层。

(1)感知识别层主要完成数据采集,物联网中任何一个物体都要通过感知设备获取相关信息以及传递感应到的信息给所有需要。

(2)网络构建层通过现有的计算机互联网、移动通信网实现传感数据的转换、传输与计算。

(3)管理服务层负责整理网络层提供的信息,提供给应用层。

(4)创新应用层利用现有的手机、平板电脑、PDA和PC等终端运行特定的应用程序,实现具体物联网应用。应用层包括各种不同业务或服务所需要的应用处理系统。这些系统利用传感的信息进行处理、分析、执行不同的业务,并把处理的信息再反馈给传感器进行更新,使得整个物联网的每个环节都更加连续和智能。

2 人才培养目标

掌握物联网的基础知识和计算机应用基本技能,具备运用计算机技术、嵌入式系统技术、感知技术和网络技术等技术,进行感知技术应用、信息可靠传输和行业应用的能力,能从事物联网应用系统集成,物联网硬件软件产品应用推广,具有物联网工程实施能力,成为符合社会需要的物联网应用技术技能型人才。

3 高职物联网专业课程体系

3.1 高职物联网专业课程体系建设思路

高职物联网专业课程体系的建设可以从以下几个方面入手:

第一,校企深度合作,面向市场需求,按照学生职业岗位的能力,从初学到熟练的成长过程,以培养职业岗位技能为目标,基于工作过程进行物联网应用技术专业课程体系的建设。

第二,通过充分的社会调研,联合企业,聘请专家,选择完整的、对职业成长起关键作用的、有较大开放性和代表性的工作任务,从中提炼出典型的工作任务,再对所需的职业能力进行教学分析,研究提炼出适应工作岗位的课程体系。

第三,通过“校企合作,工学结合”办学模式,进一步了解当前物联网企业的人才需求规格,培养满足企业实际需求的高技能人才,基于“以职业能力为目标、以项目为导向”的人才培养模式;“以服务为宗旨,以就业为导向”的指导思想,建设“教、学、做”三位一体的课程体系。

3.2 高职物联网专业课程模块

全部课程基本上由四大模块组成:即公共课、职业基础课、职业技术课和选修课。其中公共课按照教育部控制专业的一般要求设置,职业基础课是计算机控制技术专业的基础课,它是为下一步继续学习职业技术课打好基础,选修课则是为了拓宽学生的知识面,可根据学生将来的就业方向有针对性地进行选择。将上述模块具体化为:

第一模块公共课:政治课、法律基础、体育、外语、军事理论、高等数学、大学物理、计算机应用基础等。

第二模块职业基础课:电路基础、模拟电路设计、数字电路设计、计算机网络、物联网工程导论、C语言程序设计、射频集成电路、电路板布线技术。

第三模块职业技术课:数据库管理系统、组网技术、传感器原理与应用、电子识别技术与应用、物联网无线通信技术、嵌入式系统与单片机、无线传感网络与RFID技术、嵌入式应用与开发。

第四模块技能实训课:模拟电路设计实训、数字电路综合实训、物联网组建与管理综合实训、传感网络传感器基础实训、电路板设计综合实训、嵌入式系统应用综合实训、物联网系统集成项目实训。

物联网应用技术专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性知识和物联网领域的区域特色在课程设置中,把行业应用特色纳入个性化课程或专业课中,形成理论型和实践型两套既有共性又有个性的课程体系。

4 高职物联网专业教材建设

现今出版发行的物联网教材大多是针对本科学生设置的教材,尽管这几年面向高职的教材也出了不少,但大多是本科教材的浓缩或删节版,其理论知识占据比例比较高,而物联网应用技术专业培养的是适应生产、建设、管理、服务一线的高等技术技能型人才,高职的“职业”性决定其教材建设应该突出以岗位就业为导向的特点。

教材建设可以从下面入手:(1)尽量选用国家级、省级规划教材以及精品教材,因为这些教材在各个方面都具有一定的权威性和参考性;(2)召集有实力的教师,在已有课程教案和技术研究的基础上,联合自己院校的实际情况进行编写符合本校的特色教材;(3)通过学校和企业的合作,研发当前物联网技术发展以及合乎市场需求的校企合作教材。

5 高职物联网专业实验室建设

5.1 建设思路

目前若想建立专门的物联网专业实训室,那就应该投入大量的人力、物力、财力。可以从以下几方面着手:(1)利用现存的教学资源,组织教师自主研发,但是需要学校投入专项经费来支持,以提高教师的实践水平及对实践教学环节的掌控力;(2)采取学校和企业相互合作的方式,建立实训室,聘请专业技术公司的高级工程师对学生进行授课讲解,还应鼓励骨干教师参与到企业的项目开发中,充实师资队伍力量和硬件设备;(3)有选择性地购买由企业开发的物联网实验箱,选择使用率高、起点高,并且还能体现物联网应用前景的项目来建立实训的环境。

5.2 实验室类别

5.2.1 校内实验室

(1)专业基础类实训室

主要包括数字电路实训室、单片机C51实训室和ARM嵌入式技术实训室。

(2)自动控制类实训室

主要包括RFID实训室、传感技术实训室、智能手机实训室。

(3)网络类实训室

主要包括计算机实训室、无线网络技术实训室。

(4)信息系统类实训室

主要包括物联网综合实验室、物联网信息系统实训、物联网仿真演示实验室。

5.2.2 校内实训项目

主要包括图书馆书籍管理实训项目、校园环境监测实验项目、校内一卡通实训项目、智能门禁系统实训项目、校园物联网系统项目。

5.2.3 校外实训基地

随着物联网的发展,区域内的相关企业必然建设相关的物联网应用项目,如物联网手机的泛在移动、物联网智能家居、物联网智能电网、物联网智能交通、物联网智能基础设施,可将这些企业共建校外实训基地。

6 高职物联网专业教学方法改革

把教学内容、教学方法和手段的改革放在物联网专业课程改革的首位。通过案例教学、项目化教学、现场教学等教学方法,把教学地点和工作地点有机结合,做到了“做、学、教”融为一体,突出了学生的岗位能力培养,专业知识在学生在学和做中自然构建,引导学生将专业知识用于解决实际工作之中。

引导学生由浅入深,在“做、学、教、娱”之中,树立起学生学好课程的自信心。教学过程做到“开放性”的特点,不拘泥于教室或实训室环境下的教学。可以采用互联网信息查询、视频观看等多样化教学方法来培育学生学习的兴趣与爱好,提高课程教学效率和教学质量,最终达到教学效果。

教师要充分利用实验室资源开展教学,通过现场演示的方式直观地展示给学生,在实验室中通过演示每一步的因果关系,学生更容易理解。

在教学过程中,以学生为主体,创设项目或问题,让学生分小组协作,通过讨论,查阅资料,解决疑问等方法共同完成任务,并正确评价完成过程和最终效果。通过这种教学过程,培养学生的交流能力、合作能力、解决问题能力、信息处理能力、自我学习能力等各种职业核心能力。

7 高职物联网专业师资队伍培养

让骨干教师通过参与或主持专业课程开发与教材编写、现场实践及培训等途径,使其具有较宽专业知识面,在物联网行业中有一定影响力,能把握物联网应用技术专业发展方向的专业带头人。选拔理论基础好、能力较强、具有行业工作经历的教师作为“双师”骨干教师培养。通过进修学习、下企业实践、到名校培训等途径,提高职教理论和专业技术水平。

物联网专业建设一定要与物联网产业链进行对接,在行业、企业等部门聘请一些具有丰富实践经验又有相当理论水平的人员担任兼职教师,或者通过引进人才方式充实专任师资队伍,从而加快建设兼有企业工作经验又有教学实践能力的“双师型”教师队伍。

8 教学质量监控与管理

构建客观、公正、合理的教学质量保障和监控体系,对提高教学质量、规范教师教学行为和教学水平、保证学生的学习质量和培养学习素质诸方面提供科学的、有效的、合理的依据。

严格执行教学规章制度,规范教师教学行为。严格教学运行管理,完善教学过程文件。执行学院三级督导、三级听课制度,建立教学质量监控及第三方评价体系,提高人才培养质量。建立学院督导、系部督导和教研室督导的三级督导机构。严格执行教学工作检查制度。严格执行毕业生工作反馈制度。

参考文献

[1]胡颖.高职物联网技术专业建设探讨[J].辽宁高职学报,2011(12):24-25,61.

[2]孙玉娣.高职物联网技术专业人才培养方案探索与实施[J].电脑知识与技术,2012(7):46-48,52.

[3]刘桂江,苏本跃,张友志,彭张节.物联网技术人才培养方案的研究[J].安庆师范学院学报:自然科学版,2011(2):108-111.

物联网工程导论范文5

关键词:校企合作;物联网工程;培养方案;现代学徒制

一、应用型人才培养校企合作的必要性

践行教育服务社会的理念,结合现有部分本科院校的转型方针,我校确定为应用性本科院校,物联网工程专业对人才培养的定位是培养适应我国现代化建设需要,掌握物联网专业的基本理论、基本知识和基本技能,具备传感和射频技术、通信技术、网络技术的专业知识,具有一定的创新意识,德、智、体、美全面发展,能在企事业单位从事物联网领域相关的技术研发、工程设计,工程应用系统的维护、管理、服务等岗位的应用型工程技术人才。

实践环节在总学分中高达30%以上。为了培养符合社会要求的应用型人才,落实培养方案,校企合作势在必行[1]。在合作理念上,按照“专业对接行业、实训扎根基地、科研结合产学、项目推进创新”的基本思路,广泛开展与企业的实质性对接;在合作原则上,坚持互惠共赢、优势互补、资源共享,整合校内外两种资源,提升合作实效;在合作机制上,建立导向机制,以就业为导向,把培养高素质应用型人才、服务社会作为首要任务。

二、校企合作的意义

(一)通过校企合作,共同确定专业人才培养目标。通过校企合作对培养规格进行准确定位,利于更好发挥培养目标在专业建设和教育教学中的目标牵引作用[1]。校企合作模式主要是共同制定人才培养方案和专业教学计划,共同开发课程,共建校内外实习实践基地和科研研发基地,共建专职老师与兼职老师相结合的双师结构教师队伍。让企业行业全程参与学校人才培养方案和计划的调整、优化,参与专业课程的研究与开发。产教融合,创新应用技术人才培养模式,把产教结合作为应用型人才培养模式改革的重要切入点,以此带动培养方案的建设与调整,引导课程设置、教学内容和教学方法改革,构建了“双主体”育人的人才培养模式。

(二)校企一体化培养“双师”结构教学团队。教学团队建设是培养既有高校教师资格的专业职称,又有职业资格和技能等级证书、较强实践操作能力的“双师”结构师资队伍。在开辟渠道和实现人员双向交流的基础上,为教师到企业见习锻炼、挂职实践、参与员工培训提供平台,也为聘请企业经验丰富的实践专家来学院兼课任课、当好实训实习指导教师、参与监控人才培养的教学过程和量化评价教学质量创造条件,建立教学团队的建设机制和素质提升机制。

(三)以就业为导向的课程设置,实施订单培养。企业可为学校提供实训基地和实训设备,并接受师生见习和实习,服务专业面向产业,也为学校面向社会推行“订单式”教育提供了基础。同时通过校企合作实行订单培养模式,根据企业需求实现订单培养,在企业、学生互选的前提下,签订定向培养协议;在确保通识教育、学科基础课程和学科专业课程教学的前提下,根据企业需求,安排企业急需专业理论课程或实践教学环节;在确保毕业生教学质量的前提下,将毕业实践与企业试用期打通,使学生尽快地融入企业生产。通过校企合作,增强专业建设与地方产业行业发展的契合度和依存度,提高专业对地方经济社会发展的参与度与贡献率。

三、现代学徒制校企合作方式探讨

(一)现代学徒制在校企合作的作用。现代学徒制在有些职业院校开始推广,是校企合作的一种方式,以培养学生为核心,以专业的课程为纽带,以学校的老师和企业工程师深人合作为支撑的人才培养模式。在实施的过程中改变了以往理论与企业具体的实践相脱节,理论知识与企业对人才要求能力相割裂、学校教学场所与项目实际开发实际情境相分离的局面,从而实现人才培养模式的一次改革。在人才培养的实践环节中实施实施现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力。

(二)现代学徒制的意义。重要的意义有三个方面,一是根据学生的个性差异和对不同行业的熟悉程度,实现因材施教,学徒制是一种教师和学生就像师傅和徒弟一样,针对具体的实践问题面对面的教育指导的方式,从而加强了老师和学生的相互了解,实现了对学生的能力有针对性地培养和教育,有利于摸清学生的理论知识或实践薄弱环节,实现因材施教的针对性的培养。二是提高应用型本科高校学生学习的兴趣,学生部分时间在企业接受培训,边学习理论知识,边做项目,从而实现了

CDIO的教学方式,学生更有兴趣达到更好的效果。情景教学提高了学生学习的主动性,从被动者变成主动者,最大限度地参与学习过程,使学习的效果和学习的意愿达到最强。三是学生有较好的就业前景,通过学徒制培养,很多学生的理论水平和实践能力得到提高,在项目实践中自己的优势得到发挥,通过真实具体的项目使其学习更有指向性和社会性,为学生今后走向社会奠定了基础,在毕业时可以被与专业对口的企业录用。

(四)深化校企合作实施办法分析。依托湖北省或武汉市物联网重点产业和相关行业,通过准确定位实现校企合作,其校企共建物联网工程专业人才培养目标和规格流程图如图1所示。

(一)湖北物联网企业分析。湖北省物联网产业发展,创建了“智慧光谷”――“武汉・中国光谷物联网产业技术创新联盟”,成立武汉物联网联盟的宗旨,就是要加强产业链上下游的技术合作,以获得物联网关键技术突破,扩大物联网在湖北的推广应用,打造湖北省新的千亿元产业。结合武汉特大城市以及“两江多湖”的特点,启动智能交通、智能湖泊、智能城管、智能小区、智能电网、智能商贸、智能物流等物联网示范工程,通过建立物联网子系统,节约社会资源,提高工作效率和生活质量,减低碳排放,同时促进本地物联网企业发展壮大。通过示范工程探索完善的运作模式,形成长效运作机制,将武汉打造成国家物联网应用示范重点城市。分析企业的特点和用人需求,与相关企业建立良好的校企合作关系。

(二)实行“双导师制”。在学生入学后,尽量能为每个学生配备学校导师和企业导师,两个导师根据学生个性,对学生进行精雕细琢,培养学生的创造力;同时通过导师的言传身教,让学生学习做人做事的道理,导师制使教师、师傅和学生间交流频繁,更有利于学生的全面发展。学生的成绩评价由校企双方按照一定比例确定,学生在校期间的理论课学习成绩,由任课教师评价;在企业实习期间的成绩按照企业导师占60%,学校导师占40%的比例,实习期间的表现和实习结束后的效果都可以作为评价指标。

(三)教学时间安排。学生的学习是在企业中的实训和课堂上的学习有机结合,一般实行校企合作、工学结合的形式。以四年学制计算,学生2/3的时间在学校学习理论知识,1/3的时间在企业接受培训。采用大一到大三每学期20周,其中16周在学校学习理论知识和基本技能,4周在企业实习,大四一整年都在企业实习,学生在前三年的时间内在学校、企业进行“项目实训”或“轮岗实训”,最后一年到相关的企业进行“顶岗实习”,顶岗实习过程同时完成毕业设计。

(四)实习基地的建设。在校企合作的另一方面,企业要投入大量资金以提供足够先进的生产设备和实际训练所需的原材料,以供学生实践学习用,并且能够提供足够的岗位让学生实践,包括技术力量、实训设备、实训场地等;同时学校也为企业提供技术力量,人力和专业技术知识,共同推进产学研的结合,进一步加强校外实习实训基地建设,如增强校企联合,加强实习、实践教学基地建设。在坚持“产学研相结合”、“互惠互利、双向受益”的原则下,学校为基地企业解决生产问题,优先提供毕业生,企业为学校提供良好的实习教学基地。每个实习基地都聘请了本科以上学历,具有一定理论、实际工作经验的校外指导教师,同校内指导教师共同完成实践教、学任务,将课堂教学和实际工作有机结合,让学生在企业生产一线岗位接受职业指导和训练,了解职业有关的各种信息,加深对自己所学课程的认识,提高理论学习的主动性和积极性,有助于学生就业的选择。

四、总结

通过校企合作,共同确定专业人才培养目标,培养“双师” 结构教学团队,实施订单培养;在实践环节实施过程中引用现代学徒制,让学生采用学校与企业的交替式学习和项目开发,在学校学习理论知识,在企业接受培训,实现理论到实践,以解决实践的问题再来学习理论,提升了学生的就业能力;共建实习基地,产学研结合,深化校企合作。校企合作实现了应用新本科人才的培养。

参考文献:

[1] 鲁彦彬,葛雷;应用型物联网人才实践课程体系构建的研究[J]. 计算机光盘软件与应用. 2012(21)

[2] 胡成松,本科院校物联网工程专业课程体系研究,新教育时代,2014.3

[3] 刘芳,Brief Analysis of the Strategy for Transformation in and Development of Newly Upgraded Undergraduate Universities and Colleges,教育研究会议期刊,2015.6

[4] 胡成松,民办高校物联网工程专业课程体系研究与探索,湖北省十二五规划项目

[5] 薛莲,单片机课程设计教学探索,中国教育改革论丛,2013.7

[6] 李长友; 谭正航;应用型创新性人才培养与地方高校产学研合作教育机制的优化,高等理科教育,2014年02期

[7] 刘鹏;物联网工程专业创新人才培养探索[J]. 计算机教育. 2012(21)

物联网工程导论范文6

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.