物联网导论课程论文范例6篇

物联网导论课程论文

物联网导论课程论文范文1

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

物联网导论课程论文范文2

[关键词]物联网技术;课堂教学;教学创新;专业基础

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615126

2011年起,高职院校开始物联网应用技术专业的招生,经过三届学生的培养积累了一定的经验,由于物联网技术是近几年快速发展的技术,无论是技术本身还是高校相关专业建设与教学经验都处在探索与实践之中,特别是高职院校,由于师资与实训资源的短缺,对相关物联网专业的建设有更多的困惑。

绍兴职业技术学院从2012年开始招收物联网应用技术专业学生,已毕业一届另有一届学生进入顶岗实习阶段,从这些学生的反应来看,普遍认为《物联网技术概论》这门课十分重要,是这门课让学生认识和了解到了物联网技术相关知识和应用前景,特别是增强了学生对未来就业的信心,提升了对专业学习的兴趣,同时也提出了创新改革的建议,这些都是做好《物联网技术概论》课程教学的动力。《物联网技术概论》是一门物联网技术从业人员的知识普及课程,知识涉及面广而杂,对学生学习的背景知识要求高,而高职学生素质相对较差,在这现实情况下,如何开展好此课程的教学将直接影响后面专业课程学习,因此《物联网技术概论》课程的教学创新研讨有着十分重要的现实意义。

1学情与课程

11学情分析

高等职业院校目前在中国高校中已占据半边江山,高校大规模的扩招带来最明显的特点是生源质量激剧下降,特别是民办高职院校的生源质量更加突出,绍兴职业技术学院作为民办院校深有感受,具体表现如下:

一是不少学生进学校抱的是来玩的心态,家长只是让孩子在学校度过这三年时光罢了。二是高考成绩明显下降,高中根本就没有学到什么东西。三是为了达到招生数量,招收大量文科生来读工科专业。四是招生中出现大量调剂生,进校后学生读的不是自己喜欢的专业,导致学生对所读专业无兴趣。五是受到社会新读书无用论的影响,学生没有学习的动力。绍职院物联网专业每届招生二个班的规模,学生素质不高,特别是文科性占据近半,另外,由于物联网技术是较新的技术和专业,社会对其认知相对少和肤浅,早期招生调剂生比较多,对专业不了解更谈不上以后的就业对象在何处,学生比较迷茫。

12课程背景

高职物联网应用技术专业培养的是产业链上生产一线的具有一定物联网基础理论知识,掌握物联网技术应用技能的专业人才。以就业为导向职业能力培养为目标是高职人才培养的基本思路,人才培养目标从分析职业就业岗位能力需要出发,依据物联网专业人才多类就业岗位的能力要求来确定课程体系与教学内容。物联网技术是综合性技术,它涉及计算机、通信、控制、电子和软件等技术,涉及的知识面广而深,专业课的开设一般会重点放在某一方向,不可能涉及物联网技术的方方面面,更何况高职院校本来学制就短,有效课程学时更少,因此完全有必要开设一门课,较全面介绍物联网所涉及的主要技术和应用,《物联网技术概论》就是这一思想的结果,由这门课来开启学生对物联网的学门,通过此课程来认知和了解物联网的主要技术和行业应用,启发和引导学生对学习物联网的兴趣,展示给学生未来就业的前景与希望。

2课程定位与教学内容

21课程定位

物联网应用技术专业的课程体系随人才培养方案的制订而构建。以“岗位―能力―课程”的思路来搭建课程体系体现职业能力培养的特点。整个课程体系由四大模块组成:一是通识课程;二是专业基础课;三是专业核心课程;四是专业拓展课程,以知识渐进的方式组合而成。课程背景论述中已说明《物联网技术概论》主要是为了解决学生对众多物联网技术知识的普及和了解,提高学生对专业的认识与兴趣,是一专业知识的入门课,所以该课程是专业基础课,处在通识课程之上专业课程之下,起到专业学习承下启上的重要作用。此课程虽定位为专业基础课,但与一般的专业基础课如《电子技术基础》之类的还是有很大的区别,实际上是后面众多专业课的浓缩简介以及未能开设相关课程的介绍,信息量相当大,需要一定的电子技术和计算机等相关的背景知识为前提,由此一般放在第二学期开课比较合适,但也有的学校如无锡职院已从第二学期调整到了第一学期。

22教学内容

物联网技术目前还处在快速发展与变化之中,很多技术也不是十分成熟,无论是其内涵与外延也不是十分清晰。但是从目前大家所熟悉而常见的来说一般从物联网三层体系结构的角度来考虑。每一层都涉及大量相关技术,如以感知层来举例,感知层主要是解决物体识别与信息采集并转发,核心技术有传感技术、射频识别技术、条码识别技术、MEMS系统、目标定位和近距离无线传输等多类型技术。三层体系所涉及的技术都比较复杂,那么如何选择课程教学内容将是很关键的问题,作为专业基础知识普及入门性质的《物联网技术概论》,主要以学生易掌握、提兴趣、开阔眼界为目标出发,宜采用知识范围涉及较广的教材作为学生的课程教材,当前此类教材已相当丰富,但内容千差万别各有侧重,经过多方调研和认真对比,绍职院选用了由清华大学刘云浩教授编著的《物联网工程导论》,此教材是国内同类中较早推出的教材,教材内容较全面地覆盖了物联网所涉及的相关技术并包含有一定数量的应用案例。当然对于高职学生是不能完全参照讲解的,具体讲课务必按学生情况进行一定程度的取舍。

3教学手段与方法

《物联网技术概论》属于理实一体的课程,从教学内容上看偏重于理论知识的传授,传统的课堂教学以老师主讲学生在课堂被动听的方式进行,应当说这种形式对于理论课的教学有着较好的效果。但是在高职民办院校,学生的生源素质相对较差,学生对理论知识的讲授不同程度上有些抵触心理,从经验来看,学生一次二学时的上课,老师讲解不超过一学时为好,因此,在教学上采用了多种手段来调节和缓解学生的课堂状态。一是在讲解理论知识时,多用日常学生生活中案例来说明,如讲到RFID时用学生证和身份证来说明,这样就容易吸引学生的注意力。二是多用视频和图片等多媒体的形式来讲解,如讲到移动通信技术时采用动画和视频来说明基本工作原理,这样贴近学生的爱好又容易理解移动通信的基本原理。三是充分利用互联网的优势,在讲解完理论知识后,布置课堂作业,安排学生上网查找相关资料补充学习。四是针对课程部分内容组织学生分组讨论,教师适度参与。五是适当安排学生现场参观与交流,然后结合参观交流时所见所闻来讲述相关物联网技术。多种课堂教学手段的应用,大大调动了学生的学习兴趣和学习动力,把相对枯燥的理论教学扭转为形式多样生动活泼的形式,受到学生一致好评,教学效果良好。

教学计划中的三分之一课时用于实训教学。实训分两块,一是校内实训室进行,二是校外协作企业展开。本课程以传授知识为主的课程,实训教学是作为知识引领的补充手段。校内实训室主要让学生了解如RFID,无线传感器网络、传感器和网络传输方面的一些实训设备,以感性认识为主。校外实训主要到校企合作的企业参观体验,如到绍兴科创中心参观物联网产业应用,到诸几智慧农业示范区参观智能农业应用等。通过这种开放式课内外结合的实训形式,有效地推动了学生的好奇性和兴趣,大大增加了学生对未来专业课学习的动力和就业前景的向往。

4考核与分析

课程考核是检验课堂教学质量的最终环节,本课程的教学考核采用过程性与终结性两种考核的结合。二类考核如何划分比例可视情处理,但从课程教学的手段和方式来看,应更加重视过程性考核,本课程过程性考核可以包括以下几个方面:校内实训评价、校外实训评价、课内(外)作业评价、学习态度等几个主要方面。终结性考核是期未完成教学要求后的知识检查,可以采用多种形式进行,在最近三届学生的终结性考核中,采用了大作业与卷面考试二种方式进行摸索,从学生反馈的情况来看,比较喜欢大作业作为期终考试,但这种方式容易给学生造成易过好学的懒汉心理。卷面考试可以有开卷和闭卷两种形式,分别在二届学生中进行了尝试,由于理论知识的理解掌握还是有一定难度的,因此试卷的难易程度要控制好。

《物联网技术概论》课程在绍职院历经了三届学生的课堂教学,应当说是在前进中的探索与实践。第一届有近一半的文科生,期终考试采用了大作业的形式,从上交的作业来看总的来说表现良好,但深入后发现大多原封不动地抄袭于网上资源。后二届采用了卷面考试方式,相对难一些,出现部分学生的不及格。从课程教学整体分析,学生通过一学期的物联网相关知识普及性学习,对物联网技术有了一个较全新的认识和了解,大大缩短了学生与物联网专业的心理距离,关键是提高了对专业学习的兴趣,为后面进一步的专业学习课打下了良好基础。

5结论

《物联网技术概述》这门课在物联网应用技术专业中处于比较重要的位置。经过几届学生的教学摸索与实践,探索出了本课程理实一体化的教学设计与思路,针对民办高职学生生源素质不高,结合绍职院专业建设现实,选好合适教学内容,通过五种课堂教学形式,激活了学生对本课程的学生兴趣,也提升了对专业的认可度,从毕业和顶岗实习的学生反馈情况看,收到了较好效果。

参考文献:

[1]张新物联网应用技术实训教学探索与实践[J].中国市场,2016(2):113-115

[2]曹建峰物联网导论课程的构建与实施[J].物联网技术,2014(5):86-87

物联网导论课程论文范文3

【关键词】物联网;物联网工程专业;人才培养

物联网的概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出,是指依托射频识别技术和设备将所有物品与互联网连接起来,实现智能化识别和管理而形成的网络。[1]物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,将催生一个巨大的新兴产业。产业未兴,人才先行。2010年教育部在高校本科教育阶段设立物联网工程专业,以期为重要战略性新兴产业――物联网相关产业培养高素质人才。物联网技术属于“集成创新型”技术,因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才[3]。如何实现这一目标是各个高校共同探索的话题。作为一名教师,结合自身实际工作经验,对此有以下几点思考。

1.形成以培养目标为导向的特色课程体系

物联网工程是一门覆盖范围很广的综合交叉学科,涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、自动化、通信工程、信息安全、智能科学与技术等诸多科学领域[4],合理的课程设置有助于师生形成清晰完整的知识结构。要制定合理的课程体系,可以从以下三方面着手:

首先要整体把握物联网的体系架构要对物联网的整体框架和关键技术有整体把握。物联网的架构分为三个层次:感知层、网络层、应用层。信息在感知层采集和获取后,经网络层得以共享并实时交互,最终在到达应用层经过分析处理,最终实现决策和控制。课程体系要涵盖这三个层次,各层次间要能顺利连接。同时物联网关键技术如M2M、传感器、云计算等在整个课程体系中有所体现。

其次要明确专业培养目标。物联网企业的人才需求谱系中不仅包含高层次的研发人员,同时也包含大量物联网产品生产制造与物联网系统集成中设备安装、调试、维保等方面的高端技能型专门人才。因此,物联网工程专业的就业岗位可定位为:物联网电子产品的生产与制造、物联网工程系统集成与项目实施与管理、物联网工程项目售前售后服务与运行维护。物联网工程专业的课程设置要有明确的就业指引。根据岗位要求设置合理课程体系,培养学生核心职业能力。

最后要重建核心课程。目前物联网工程专业课程设置没有专业特色,课程设置大多是将各个交叉学科的相关课程直接设置在物联网工程专业的课程体系之中,比如将计算机专业相关的课程、通信专业相关的课程以及电子技术相关专业的课程组合成物联网工程专业课程。这样设置导致课程体系复杂、内容繁多、缺少层次[5],教师授课以孤立的学科要求为教学目标进行授课,学生因精力有限很难深入,形成的知识结构混乱,很难加以应用。课程的内容方面,大多是在原传统专业的核心要求上略作删减,导致学生无法获取一些非本课程重点而对后续课程极为重要的知识点。比如物联网工程专业的专业基础课电路与电子学,按照传统电子技术相关专业的要求,耦合电路属于选讲甚至阅读内容,不做考核,许多老师在授课时间有限的情况下会选择学生自学或者只做概述,而对于物联网工程专业的学生来说,这部分内容相当重要,是理解其后续专业课射频识别工作原理的重要知识储备。因此,在确立物联网工程专业课程体系的时候,应充分考虑各学科之间的关联,是否符合物联网专业从上至下的知识结构,而不是简单堆砌,更不是简单取舍。在培养目标的引导下,梳理学生能力形成所需掌握的知识点,将传统相关课程进行重组或拆解,并为之确定新的教学大纲,从而形成具有物联网工程专业特色的新课程,以突显符合培养目标的本专业特色。

2.组建有清晰角色定位和分工的教学团队

师资队伍是专业建设与发展的保障。作为一门新兴学科要发展,物联网工程专业急需一支专业的教师队伍。但物联网涉及学科众多,寻求精通多学科教师又不易实现。面对这种困境,物联网工程专业建立之初,可以尝试鼓励教师在各自的领域深入研究,以实际应用为向导或者以项目任务驱动的方式,组织青年教师学习钻研自己所掌握技术在物联网中的应用方式及其接入点,了解与其他领域知识相结合时所需的核心知识点,以达到熟练掌握和应用某一项物联网关键技术的目的,从而在实际教学中将每个人的技术优势发挥到最佳,使学生能取众师之长,实现成为“卓越物联网工程师[6]”的最终目标。

3.转变教学思维,充分发挥学生主体地位作用

基于问题的学习(简称PBL)于1969年由美国神经病学教授Barrows首创,是以学生组成的学习小组围绕系列复杂问题自主分析,找到解决方案,并学习到所需知识的过程。PBL教学法可以帮助学习者构建广博而灵活的知识基础,培养学生自主学习的能力和实践能力,激发学生的学习兴趣。[9]无论从实践还是理论研究上,物联网工程专业目前都还处于探索阶段[8],涉及学科知识宽广,相关技术甚至重要术语的定义都在持续更新中,“老师讲授―学生被动接受”的传统方式已经不能满足学习的需要,这要求学生有自主获取新知识的能力和热情。实际教学中可以尝试在物联网工程专业的主干课程如物联网导论中引入PBL教学方法,例如在讲解物联网是什么、物联网体系架构、物联网应用等关键问题时,可以给出问题,让学生通过资料查询、文献检索及其他现代信息技术手段获取相关信息,分组讨论、归纳、整理、分析总结,让学生来充当问题的解决者,教师最后归纳补充,进行重难点讲解。

笔者在讲授物联网工程专业课程物联网导论曾尝试采取这种教学方法,让学生参入到教学过程中来,充分发挥学生主体作用,效果明显。物联网工程专业不同于传统成熟专业,存在很多正在发展未有定论的理论,比如物联网的定义是什么,各种组织给出很多不同的解释,但至今为止,还未有统一的权威释义。学生在寻求答案过程中,不同于被动接受单一答案,可以了解不同定义提出的背景和当时物联网发展的现状等等问题,在理解了别人解释之后经过讨论和思考能够形成自己的“定义”。同时,这一系列的过程让学生了解物联网工程专业的特点,也提醒学生要有知识更新的意识,逐渐培养提升学生自主学习的能力。

4.以课程设计方式,逐步培养学生实践能力

物联网工程专业是由战略性新兴产业催生的新专业,相比传统专业更注重专业实践环节。[10]它集成交叉的特点对学生将所学知识综合运用与实践的能力要求很高。学生不仅要对各种信号的采集、处理、交换、传输的理论与技术熟练运用还要具备较强的综合应用无线传感网络及一定的软件开发能力。在课程的设计上,一方面要加大实验课在教学中的比重。针对专业难点和重点内容,通过验证实验的方式组织教学,让学生通过动手获得新感知新体验,帮助理解和掌握本专业的核心专业技术。另一方面要以课程设计逐步培养学生实践能力。物联网系统的构建从硬件模块的搭建到软件平台的设计不但需要理论知识的贮备,更要求学生具有较强的实践能力。传统的完成理论学习进行毕业设计的方式是难以实现的。结合物联网工程专业的这个特点,给物联网工程专业的专业基础课和专业课设置对应课程设计,例如传感器等课程课程设计完成数据采集模块设计,模拟电路、数字电路等课程完成报警电路设计,无线传感网络等课程完成局域网组网设计、C语言程序设计、Java语言程序、数据结构与算法、数据库等课程设计完成应用软件的设计,最后的专业实训课将所有课程设计整合。合理设计实践节点,以课程设计的方式逐步培养学生实践能力。

物联网工程专业是个知识综合性强,实践和创新应用能力要求高的专业。在物联网的全面应用时代到来之前,高校应在实际教育教学中不断思考与改革,形成学科专业优势,培养符合未来社会发展需求的复合型人才。

参考文献

[1]工业和信息化部电信研究院[R].中国物联网白皮书,2011.

[2]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010,11.

[3]王志良,等.物联网工程概论[M].机械工业出版社,2011.

[4]刘涛.高校物联网专业人才培养体系的思考[J].物联网技术,2014(1):76-78.

[5]沈雪珍,等.基于物联网专业教学的几点思考[J].中国电子商情(科技创新),2013(15):48.

[6]顾卫杰,等.对不同层次教育的物联网专业定位的思考[J].中国电力教育,2011(27):182-183.

[7]钮旭光,等.将PBL教学模式引入农业微生物学实验课的几点思考[J].四川教育学院学报,2012,28(8):25-27.

物联网导论课程论文范文4

一、专业人才培养目标的确定

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》(以下简称《刚要》)明确指出,“加强学校之间、校企之间、学校与科研机构之间合作以及中外合作等多种联合培养方式,形成体系开放、机制灵活、渠道互通、选择多样的人才培养体制。”

本研究以《刚要》为指导方针,依托国家实行“大交通”的行业背景和目前高职院校现有办学条件,将物联网技术与应用高职本科专业人才培养目标确定为:适应社会经济发展和物流行业发展需要,面向物流行业物联网管理与技术应用岗位,培养了解物联网相关法规和发展动态,懂得现代物流管理相关知识、物联网基本理念和物联网核心技术原理,能够熟练运用计算机、网络信息技术和物联网应用软件从事物联网系统规划、管理与应用等工作,具备规划、运行和维护物联网的基本能力、物联网项目实施管理能力的专业基础扎实、综合素质优良、职业道德高尚、操作能力和专业发展能力突出、专业特长鲜明的高素质高技能物联网复合应用型人才。

二、“校企融合”专业办学模式

1.建立多方参与的专业指导委员会

聘请行业、企业专家建立具有职业特色的专业指导委员会,广泛吸纳行业、企业全方位、全过程参与专业的人才培养工作。专业指导委员会定期或不定期针对行业发展变化、职业岗位需求、职业能力要求对专业发展方向、专业人才培养定位、专业课程体系进行把脉,确保专业建设和发展方向与职业岗位紧密对接。

专业指导委员会将在专业建设、课程建设、教材开发、师资队伍培养、教学方式方法改革等方面制定和实施科学的质量评价标准,建立行业企业参与的质量评价机制。

2.实行柔性化教学改革

聘请高层次专家团队和客座教授,把企业、行业的新知识、新理念、新技术带入课堂,不断更新和拓展教学内容。以现有校外实习实训基地为基础进行深层次的产学融合,实现校企共赢。

与相关行业协会形成紧密互动,在技能证书和员工培训、科研、实习、招聘等方面为行业发展、企业发展提供服务。

三、“四融合”人才培养模式

1.人才培养目标与行业企业需求相融合

依托物流行业,根据行业企业物联网复合应用型人才需求制定专业人才培养目标,对行业企业发展和人才需求的变化做出及时响应,以需求为导向修订专业人才培养目标,使专业人才培养目标与行业企业需求深度对接。

2.课程体系与职业标准相融合

基于物流领域的物联网技术与应用高职本科专业课程体系的构建应综合考虑国家物流师职业标准和物联网技术与应用职业标准,依据职业标准制定专业职业能力标准。专业职业能力标准包括:专业基础能力、专业核心能力、专业拓展能力,并以专业职业能力标准为依据设计课程体系。

3.教学过程与工作过程相融合

以“工作过程”为导向开发项目课程。课程开发来源于企业典型工作岗位,课程内容来源于实际工作任务和工作情境,将教学过程和真实工作过程进行“融合”。

4.理论教学与实践教学相融合

理论知识来源于实践积累和总结,又反过来指导实践,实践是培养学生职业能力的有力支撑。因此,不但要在课程内、课程间、学期间将理论教学与实践教学内容相融合,设计课内实践、集中实践、课外实践,还要在课程考核中实行课程内、课程间、学期间专业系列化课程的理论教学与实践教学“双合格”考核制度。

四、课程体系构建

基于物流行业的物联网技术与应用高职本科专业,课程体系要充分考虑专业的理论基础和物流行业发展需要,因此课程设置需要整合相关交叉专业的特点,以“宽、专、交”的知识体系为目标,注重课程体系的交叉融合。针对本专业人才培养目标,加强与物流企业的互动合作,以工作任务为中心、以项目课程为主体,通过职业岗位调研、职业能力探析、职业情景搭建,引入行业企业技术标准,构建“物流企业管理与物联网技术应用相结合”的课程体系。

课程体系结构主要划分为通识课程、专业课程及实践课程三大类。其中,专业课程根据专业知识学习的承接性和重要性又分为专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程,突出“复合应用型”人才培养。如图1所示。实践课程为凸显高职类院校应用型本科专业特色,与本科院校物联网相关专业实行“差异化经营”,加大了实践课程比重,将实践课程又分为课内实践课程、集中实践课程、课外实践课程,在课程体系设计中具体体现与本科院校相区别的“理实交互”特色,即课程内部理实交互、课程之间理实交互、课程体系理实交互。

图1 课程体系结构图

1.通识课程

通识课程主要包括:政治与国防教育、体育、高等数学、线性代数、大学英语、计算机应用等。通过通识课程的学习,使学生具备当代大学生应有的思想政治觉悟,对事物有着正确的审美观,有良好的身体素质,健康的心理,积极向上的精神,对英语、计算机应用、网络技术等现代信息技术有较好掌握,并能熟练应用。

2.专业课程

专业课程主要包括专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程三部分。

2.1专业基础课程

专业基础课程主要包括:计算机硬件技术基础、计算机网络基础、数据库原理与应用、管理信息系统、物流经济学、管理学原理、C语言程序设计、现代物流管理、物联网导论,使学生达到本专业培养目标所必须的专业基础知识。

2.2专业核心课程

专业核心课程包括:物联网技术原理与应用、传感器原理与应用、无线通信原理与应用、物联网信息管理与维护、物联网终端设备选配、数据备份与恢复技术、嵌入式应用系统、射频识别技术与应用、物联网安全与管理、物流信息技术、ERP原理与应用、二维条形码技术原理与应用、仓储与配送管理、物流供应链管理、物联网应用案例、多媒体技术与应用等,使学生达到本专业培养目标所必需的核心知识。

2.3专业拓展课程

专业拓展课程包括:物流统计、市场营销、运筹学、电子商务物流、物联网英语、管理与沟通等,使学生在达到专业培养目标所需知识的基础上,具有一定的知识拓展和能力上升空间。

3.实践课程

实践课程包括:课内实践课、课外实践课和集中实践课。集中实践课主要包括:管理基本技能实训、供应链业务实训、ERP业务实训、职能仓储管理实训、智能物流供应链管理实训、车辆调度实训、立体苦点、线、面业务实训、企业物联网构建方案设计等。通过实践课程,使学生具备本专业培养目标的核心能力。

物联网导论课程论文范文5

(长春市公共关系学校,吉林长春130052)

摘要:在吉林省大力发展新兴产业的背景下,迫切需要壮大创新型工程科技队伍。本文以物联网专业课程设置作为范例,以此探讨加快教学内容、课程体系、教学方法改革与创新的有效方法。

关键词 :物联网;CDIO;工程科技人才;课程体系

DOI:10.16083/j. cnki. 22 - 1296/g4. 2015. 08. 051

中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1671-1580( 2015) 08-0109-02

一、吉林省新兴产业对于人才的需求

目前,国家大力提倡发展战略性新兴产业,为了适应这个大背景,我省确定了六大战略性新兴产业,并确定了生物医药等20个重点发展领域,计划未来5年战略性新兴产业产值达到7000亿元。战略性新兴产业的发展更加迫切地需要坚实的科技支撑,更加迫切地需要素质优秀、结构合理、团结协作的创新型工程科技人才队伍。这就要求高校教育工作者要通过更新教学理念、改革教育模式、修订培养方案,为新兴产业培养出“技能型、创新型、高素质”的工程科技人才,为吉林省新兴产业人才的培养提供支撑。

本文以“物联网”这一新兴产业中的重点发展领域的人才培养为例,运用CDIO的国际工程教育理念浅谈吉林省人才培养的支撑问题。

二、工程教育模式的核心

CDIO是目前国际丁程教育改革领域的最新发展成果,这一理念是工程教育模式的核心。它以产品的构思、设计、实现、运行的生命周期为教育背景,把工程实践当作载体,培养工程思维、团队合作、交流学习等多层面能力,培养基础工程技术知识、引导创新理念,敢于承担工程科技人才对于职业与社会所应负的责任。

三、CDIO指导下的物联网专业课程体系的构建

(一)综合课程体系的设置

新兴产业的发展需要人才在“技能”方面具有扎实的技术知识以及敏锐的推理能力,具有职业的实践创新能力,同时善于与团队合作和沟通,遵守职业规范和职业道德。因此,物联网专业综合课程体系由公共课程、专业基础课程、专业提高课程、创新培养课程四大模块构建而成。公共课程模块是创新与实践的必备知识。其主要包括健康安全、数学文史、政治理论、军事理论等课程。专业基础课程设置了专业人才必备的基础知识课程,包括物理、模拟与数字电路、程序设计基础、计算机导论等相关课程。专业课提高课程保证学生系统、综合地学习掌握物联网技术,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本知识,培养学生软件算法、传感技术、电子制作等设计能力,其详细设置与构思如下:创新教育课程以创新精神、创新意识、创新实践及个人专长的培养为终极目标。

(二)以项目设计为核心构建专业课程体系

物联网作为新兴领域,与相关领域差异较大,其专业知识体系仍在归纳与研讨中,当前主要划分为信息感知、信息传输、信息处理三个主要分支。在专业课程设置中,应依据其专业的目标定位,结合前沿科技发展与产业发展需求,科学地设置课程体系,并注重课程体系的交叉融合,尽可能增大本专业的知识体系的辐射面。

CDIO理念是“做中学”与“思中学”的综合概括,是“基于项目教育和学习”的抽象表达。引入CDIO理念的物联网专业课程体系将从任务驱动展开,以“项目设计为核心”来展开专业课程的设置,将整个课程体系围绕项目设计系统有机地结合起来。按照CDIO工程教育模式,将该专业的项目分解为课程设计、课程群能力设计与综合设计,逐步深入地培养学生的分析、设计和开发能力以及解决实际问题的能力。整个物联网专业课程设置一级项目、二级项目、三级项目分别作为课程的主线、支撑、基础,将系统协调认知与核心课程统一起来,将大系统的掌握、运行和调控能力相融合,并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力综合培养。

物联网专业的课程涵盖范围较广,按方向大体可划分为六部分,即嵌入式硬件系统、嵌入式软件系统、物联网技术、电子制作、软件算法、传感技术,每个课程群课程的设置由浅入深、层层递进。嵌入式硬件系统包括:微型机技术及应用、无线数据通信技术、嵌入式实时操作系统、嵌入式系统硬件设计。嵌入式软件系统包括:嵌入式系统工程学、J2EE高级程序设计、无线网络算法设计、嵌入式系统软件设计。物联网技术包括:物联网工程概论、物联网控制原理技术、物联网传输层技术、物联网网关设计技术。电子制作综合设计包括:模拟/数字电路、数字电子技术、基础电路实验、通信电子线路。软件算法综合设计包括:算法设计与分析、JA-VA程序设计、数据结构、程序设计基础。传感技术综合设计包括:传感器设计基础、射频识别与红外感应、RFID基础技术、传感器原理与技术。

电子制作综合设计首先开设模拟/数字电路,学会电路基础知识及设计模拟/数字电路的简单方法;然后开设数字电子技术这门基础课程,加强数字电子设计知识,拓展设计思路;然后在基础电路实验中强化电路设计系统方法,并加入创新型实验;最后通信电子电路则涉及许多通信理论知识、通信电路中常用的基本功能部件以及实际电路,遵循从特殊到一般的认知规律,密切联系实际,培养学生在电子制作方面的综合设计能力。

1.为每门专业核心主干课程设置三级项目,学生可在课程学习中完成。三级项目的实际体验能够加强专业必修的单项技能。在三级项目设计的同时,另外根据课程目标设置单元和单元组项目的有效实践任务。

2.紧密围绕着课程群的知识与技能,为每个课程群设置二级项目。二级项目将理论与技能有机结合,注重理论的同时突出技能。在完成项目的过程中将知识转化为专业技能。

3.一级项目的设置应该是以专业支柱性核心主干课的总体目标为依据,专业实习、毕业设计等一级项目至少在学生四年学习中设置四个。

物联网导论课程论文范文6

关键词:物联网;管理信息系统;实践教学;实验项目;课程设计

中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2016)13/14-0138-04

“管理信息系统”课程是一门综合性、交叉性课程。内容涉及信息技术、系统工程、管理学、行为科学等诸多学科。其中信息技术是管理信息系统设计和实施过程中的重要影响因素。物联网是信息技术发展的新浪潮和未来趋势。物联网技术将会成为管理信息系统开发的重要技术基础。李瑶、陈磊等探讨了物联网在物流管理信息系统开发中的应用。[1-4]物联网在信息系统方向相关课程的实践教学改革也得到了较多的关注,常杰提出了基于物联网的物流实训中心的构建方案[5],赵婉鹛以“智慧物流”的实验构建为实例,提出将物联网引入高效商科类实验的基本思路、方法和途径[6],赵刚探讨了面向物流工程专业的物联网实验系统的建设。[7]但以物联网技术为主题的“管理信息系统”实践在教学研究中尚不多见。在“管理信息系统”课程中如何有效融入物联网技术是一个值得探究的课题。

问题描述

当前,在管理科学与工程类专业开设的“管理信息系统”课程中,教师讲授与信息技术有关的内容存在如下问题。

1.知识点分散

“管理信息系统”课程中关于信息技术基础部分的介绍,主要包含数据库技术、网络技术、条码技术、EDI技术、RFID技术、GPS/GIS技术等。由于课程性质和课时的限制,教师在介绍上述内容时,既难以对每块技术内容进行全面深入的介绍,也缺乏对这些技术内容之间的关系的有效梳理。新的信息技术,如云计算、移动互联网、大数据、人工智能等知识大都以专题的形式介绍给学生,知识点繁杂,又缺乏一个基本的知识框架进行整合,导致所学习的知识片段不容易联接成一个整体。

2.理论和实践部分联系不够紧密

“管理信息系统”课程教学内容主要偏重于理论内容的讲授和学习,由于学生缺乏实践经验,对内容的理解不够全面,达不到应有的深度。通过学习,学生没有形成足够的信息素养和信息意识,也不具备足够的信息技能,在具体的业务领域面临问题时难以系统、高效地利用现代信息技术和先进的管理思想和管理方法构建合适的信息系统解决方案,造成院校培养的学生的能力水平与社会需求的期望值之间存在一定的差距。

研究思路

1.加强实践环节

借助现代信息技术条件和手段开展的专业实验教学,成为高校专业课程教学的重要和必要的补充,增加实验学时比例,用实验教学带动理论教学符合管理科学与工程学科中专业教学的发展趋势。[8-9]在“管理信息系统”课程教学中增加实验和实践教学环节,在实践中应用理论,用理论指导实践,使学生深刻理解专业理论知识的同时,提高其专业实践技能。

2.以物联网技术框架整合信息系统技术基础知识点

在管理信息系统的技术基础中,包含网络技术、数据库技术和程序设计语言等内容,完成数据的采集、传输、存储、处理和应用。但在传统的管理信息系统中,数据的采集环节主要由人工完成,使用者利用设备把获取的现实物理世界中的数据输入到系统中,并对数据进行处理转换成为信息支持组织中的计划、组织、领导和控制等管理职能;物联网技术融入到管理信息系统中,传感器、条码、RFID等技术自动采集数据,将会降低管理人员,特别是基层管理人员的工作强度,减少人工干预,提高数据采集的效率,也为管理人员的决策提供及时全面的信息。

开发和实施基于物联网的管理信息系统,开发人员需要了解诸如传感器、条码、网络、移动通信、数据库、数据挖掘、程序设计等诸多技术内容。

在“管理信息系统”课程的技术基础部分,教师将分散的技术知识点放入物联网技术框架中,有助于学生认识各种技术的作用及其之间的关系。物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理等特点,物联网技术框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。[10]表1中列出了各种信息技术在物联网技术框架中的位置。

3.基于信息流程设计的物联网实验系列

为了综合利用物联网技术,笔者设计了一个信息处理流程:传感器从现实世界自动采集数据,经过上位机的处理,进入传统的信息系统工作层,管理人员通过固定或移动终端使用传感器数据完成管理工作(如图1)。

该信息流程包含信息的采集、传输、存储、处理和使用等功能。信息的采集主要通过传感器、RFID、摄像头等感知智能设备完成;信息的传输主要采用ZigBee短程无线传输技术、GPRS远程无线传输技术以及有线网络传输技术等;信息的存储主要通过使用SQL Server、Oracle、Access等数据库管理系统实现;信息的使用既可以在本地显示,如在窗体中以图表的形式呈现,也可以通过远程网络实现,如网页、短信、微博等,还可以通过数据的深度处理,产生新的信息,如产生报警信息等。

传感器数据的采集和传输在IAR环境中用编程来实现,上位机对传感器数据的处理和存储功能通过Visual Studio编程环境来实现,数据的远程应用可以在Dreamweaver环境中用编程来实现。为了完成该信息流程,笔者设计了六个单项实验,每一个实验可以完成数个信息处理环节。

4.综合课程设计项目设计

六个分项实验主要从技术的角度了解物联网在信息系统中的作用。在管理信息系统的构建和实施中,使用者不仅要考虑技术因素,更要利用信息技术解决现实业务领域中存在的问题。技术内容与具体的业务结合起来,才能提高管理人员的管理水平,为全面理解物联网技术在管理信息系统中开发、实施的作用,还需要通过课程设计环节、学生分组、协作分工,以某个业务领域为背景,综合运用管理知识、业务流程重组理论和方法以及信息技术知识选择一种信息系统开发方法,按照系统分析、系统设计和系统实施的工作阶段完成系统的开发,以解决管理业务中面临的问题。[11-12]

实验项目简介

本文设计的六个分项实验可以逐步完成从数据自动采集、数据传输和存储到使用数据的信息流程,并且涉及物联网技术框架中各部分的内容。各实验的内容、类型和课时分配如表2所示。

在六个实验中共使用了IAR、SQLSERVER、Visual 、Dreamweaver四个软件开发平台,以及串口调试助手和远程短信软件(remote SMS)两款工具软件。实验者可以通过IAR软件和串口调试助手完成传感器数据采集和传输实验;通过SQL Server完成数据库的建立和使用;通过Visual 集成开发平台使用语言开发窗体应用程序来完成对数据的存储、显示和调用,建立传感器采集模块与数据库之间的联系,并利用Remote SMS软件进行短信报警;通过Dreamweaver网站编辑软件完成动态网页设计实验。

综合课程设计示例

在单项实验的基础上,笔者通过完成一个综合型的课程设计项目,综合利用掌握的物联网技术解决现实中的某个问题;在选题上一方面提供数个备选题,另一方面也鼓励学生自行选题。下面笔者以物流领域中的仓储环境管理系统的开发为例介绍基于物联网的信息系统的开发。

1.管理业务需求分析

某仓储中心仓储环境监测的手段和监测数据处理方法存在数据处理不及时、监测手段落后、无法远程监控等问题。结合物联网技术特征,笔者对管理活动做了如下改进:及时采集传感器数据并存放到数据库中,以便进行数据的分析和处理;设置临界值,预警处理;使用短信远程获取预警信息。

2.系统目标

本系统的设计目标为分析和设计仓储环境监测系统软件及数据统计分析,从而对仓库的温度和湿度进行监控,免去耗时耗力的人工监控,使管理人员能够随时掌握仓储现场环境,以便进行合理的管理。

3.基于物联网的仓储环境监测信息系统的体系结构

系统分为上位机系统和管理平台两个子系统。上位机系统获取、保存和传输传感器数据;管理平台负责在监测服务器上接收所有上位机上传的数据,分析处理数据,并将处理的结果以不同方式展现给监测人员(如图2)。

4.系统主要实现功能

本系统利用物联网技术实现采集监测点的数据,并将数据上传至管理平台。管理平台分析处理上传的数据后,判断数据是否超标,如果超标,则进行预警或报警,同时通过短信通知监测人员,以达到对突发事件及时、有效的处理。系统主要实现功能是:①上位机实时监控监测点,接收传感器传输的数据,并将数据通过网络传输给管理平台;②管理平台具有数据存储,数据库管理和对数据进行处理的功能;③管理平台能够有效地管理和共享监测数据,使监测人员能够方便、快速地可视化各种数据信息,包括信息查询、信息修改等。

结语

本次教学实践关注物联网的技术框架,以传感器采集数据、网络传输数据和管理人员使用数据的信息流程为指引,设计了分项实验项目,并结合专业领域的业务知识进行课程设计。笔者通过引导学生掌握物联网关键技术,提高他们的信息素养,利用最新的信息技术构造信息系统解决现实中面临的管理问题。本实践在物流工程专业硕士“高级物流信息系统”教学中已实施了两届,取得了较好的教学效果,理论和实践的有效结合有助于学生把握物流系统的信息化和智能化的发展趋势,紧跟时代潮流,在科研学术活动中融入更多的物联网元素。

在教学过程中,笔者也发现了一些不足,如传感器实验平台稳定性不够,由于经费限制无法购买多套设备且无法及时升级等。随着移动互联技术的成熟与普及,教师可以使用智能手机代替实验传感器实验平台,使用4G技术或即将商用的5G技术,连接云计算平台,不仅可以在传统的Internet网络环境下使用数据库,也可以在云端进行数据存储和数据处理。新的技术方法和手段的运用将会帮助学生掌握最新的理论知识,激发他们的学习兴趣,构建其与时俱进的知识结构。

参考文献:

[1]李瑶.基于物联网的物流信息系统的设计与实现[D].吉林:吉林大学,2015.

[2]陈磊.基于物联网的物流管理信息系统优化研究[J].价格月刊,2014(08):76-79.

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[4]王燕.基于物联网的现代企业物流信息系统的设计与应用[J].软件导刊,2012(8).

[5]常杰.基于物联网技术的高等院校物流实训中心建设研究[D].山东:山东大学,2012.

[6]赵婉鹛,李医群,章学拯.物联网相关技术与应用引入商科类实验的构想[J].实验室研究与探索,2013(06):394-397

[7]赵刚.面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设探讨[J].中国电力教育,2014(08):168-169.

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[9]邓文华.管理信息系统课程实验与课程设计改革研究[J].教育教学论坛,2013(08):97-99.

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[11]郭宁,郑小玲.管理信息系统[M].北京:人民邮电出版社,2010.