物聯網工程課程體系范文

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物聯網工程課程體系

篇1

關鍵詞:物聯網;課程體系;本科院校

一、引言

自2009年8月同志提出“感知中國”以來,物聯網已成為國家戰略新興產業的重要組成內容。2013 年2 月,國務院提出了關于推進物聯網有序健康發展的指導意見。物聯網是繼互聯網之后的又一次信息技術浪潮,具有廣闊的應用前景和難得的發展機遇。在教育領域,自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯網工程專業以來,2011年,教育部又批準了27所高等院校設立物聯網工程的申請;2013年4月,我校物聯網工程專業獲得教育部批準。在學科發展方面,中國電子學會物聯網專家委員會、教育部電子信息與電氣學教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯網及相關專業建設。全國高校物聯網及相關專業教學指導小組組織高校在物聯網專業的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養等方面進行了一系列的探索,國內高校也根據自身的情況對物聯網工程專業的課程體系進行了探索。作為國家倡導的新興戰略性產業,物聯網備受各界重視,并成為就業前景廣闊的熱門領域,該專業主要就業于與物聯網相關的企業、行業,從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、信息安全等的設計、開發、管理與維護,就業口徑廣,需求量十分大。但是,在眾多高校積極申報的專業的同時也面臨一個十分嚴峻的問題,物聯網目前屬于新興產業,中國高校剛剛開始開設物聯網工程專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。本文通過分析物聯網工程專業的知識體系、主要知識領域,提出了物聯網工程專業課程體系的基本思路,以期為兄弟院校物聯網相關專業課程規劃拋磚引玉。[1]

二、物聯網專業涉及的關鍵技術

物聯網是互聯網的拓展應用和網絡延伸,它利用多種不同的感知技術對現實物理世界進行感知后,通過網絡完成對數據的傳輸,然后進行數據挖掘、分析、決策,最終實現人與人、人與物、物與物之間的信息交流,最終達到對物理世界進行管控、決策的目的。因此,常規意義上物聯網可以分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。[2]

1、感知層關鍵技術

感知層是物聯網發展和應用的基礎,RFID技術、傳感和控制技術、 短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術,主要負責物品的標識、信息感知采集。該層的關鍵技術包括:傳感器網絡、射頻技術、傳感器技術。

2、網絡層關鍵技術

網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上,其主要功能是直接通過現有的互聯網或移動通信網(如GSM、CDMA)、 無線接入網(WiMAX)、無線局域網(WiFi)、衛星網等基礎網絡設施,負責物聯網感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞,是實現數據交互、物物相連的關鍵,在物聯網三層架構中起到承上啟下的作用。物聯網最終將實現異質網絡互聯互通,因此通信技術將是網絡層的核心技術,包括藍牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相關技術。

3、應用層關鍵技術

應用層對網絡層傳輸過來的信息進行處理,主要由業務支撐平臺、服務支撐平臺、網絡管理和信息處理等平臺構成,共同完成對信息的分析、計算、存儲、挖掘等處理操作,供決策者使用和決策。應用層核心技術包括中間件技術、云計算、海量數據存儲、挖掘、檢索以及虛擬技術等。

三、物聯網工程專業核心課程構成

物聯網是典型的交叉學科,涉及到網絡工程、自動化、電子工程、計算機、通信工程、信息安全等多個學科。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以物聯網工程專業包含的知識點較多,課程涉及基礎課模塊、感知類課程模塊、網絡與通信類課程模塊與數據處理與領域應用類課程模塊。

基礎類課程為:數理類課程,如高等數學、概率論與數理統計、線性代數、離散數學、大學物理等;電路類課程,如數字邏輯、電路與電子技術、高頻電子線路等;程序算法類課程,如C語言程序設計、Java語言程序設計、數據結構與算法等。

感知類課程為:RFID原理及應用、傳感器原理及應用、模式識別與狀態監控、微機原理與接口技術、數據獲取與信息處理系統等。

網絡與通信類課程為:計算機網絡、通信原理、物聯網通信技術、無線傳感器網絡、短距離無線與移動通信網絡、物聯網數據庫技術等。[3]

數據處理與領域應用類課程為:物聯網工程導論、操作系統、嵌入式系統設計、物聯網信息安全、海量數據存儲、物聯網工程設計與實施、物聯網系統綜合設計、移動應用開發、智能物流等。

四、物聯網工程專業課程體系構建

物聯網工程專業是以應用為驅動的專業,專業人才的培養根據專業共性和我校其他相關優勢專業的特點,以達到能服務區域經濟發展為目的。因此我校物聯網工程專業確立了以智能物流和智能家居兩個應用方向,在后期應用類課程突出物聯網技術在這兩個方向的工程應用,且物聯網專業建設要緊密聯系社會、學生、專業發展的需求,統籌兼顧其“專業新、對應產業鏈長、相關技術門類差異大”的特點,深入研究,準確定位,根據計算機類專業工程教育關于課程體系的總體要求和專業的目標定位設置科學的課程體系,注重課程體系的交叉融合。本專業將相關主干學科的核心課程和專業課程統籌結合,與物聯網專業知識體系相對應,將專業課程按照以上不同類型進行了梳理,制定出了初步的課程體系,具體層次關系如圖1所示。

圖1 物聯網工程專業課程體系結構圖

五、結束語

物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的,作為為國家培養人才的高校,應站在國家發展戰略的視野來看待專業建設。根據本文提出的物聯網的技術體系、培養目標和課程體系,我校在物聯網工程專業的建設過程中,高度凝煉專業特色,認真把握本專業綜合性強,學科交叉等特點,加強師資隊伍和實驗室等建設,改革人才培養方案,強化實踐教學,以推進物聯網工程專業建設與人才培養。

參考文獻

[1]吳國民.地方工科院校物聯網工程專業人才培養的研究[J].現代計算機.2011(07):35~37

[2]馬忠梅,孫娟,李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011,(10):1~4.

[3]熊曙光.物聯網工程專業人才培養模式與課程體系研究[J].科教文匯.2012,(11):45~46.

篇2

關鍵詞: 獨立學院; 物聯網專業課程體系; 物聯網產品; 物聯網; 培養目標

中圖分類號:TP393.0 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2015)02-70-02

Research and practice of Internet of things professional curriculum system in independent college

Zou Xiaohua1, Zhou Mei2, Fang Xuanjie3

(1. Science And Technology college of NCHU Information Engineering, Jiangxi, Nanchang 330034, China;

2. Jiangxi Industry Polytechnic College; 3. Nanchang Aeronautical University)

Abstract: More colleges and universities have set up networking profession. According to the analysis of demand and the IOT post professional competence, networking professional curriculum system is composed of three parts, namely the public compulsory module, the discipline foundation module and specialized compulsory module. Aiming at training a large number of talents expert in production, manufacture, maintenance and applying networking products, the abilities of students are ensured.

Key words: independent college; professional curriculum system of Internet of things; products; Internet of things; training objectives

0 引言

物聯網概念于1999年提出,其本意是“物物相連的互聯網”。物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮,針對物聯網的國家戰略以及應用在世界范圍內發展迅速。《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》將以物聯網為代表的新一代信息技術列為重點培育和發展的戰略性新興產業[1]。據統計,目前國內已經開設近200個物聯網工程專業,物聯網工程專業已經成為各類高校競相開設的專業之一,研究其課程體系的構建,也是當前的主要任務。

有關專家認為,物聯網一方面可以提高經濟效益,大大節約成本,另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。物聯網用途廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作等多個領域。社會對物聯網技術方面的人才需求量大。目前,世界各國都把物聯網提到很高的戰略層面并付諸了實際行動。國內各地物聯網聯盟的成立,標志著物聯網產品產業鏈將發揮各自優勢朝著專業化方向發展。

物聯網工程專業發展戰略研究的目的是深入研究物聯網工程專業的內涵和外延,分析產業人才培養需求,制定正確的人才目標,提出專業建設方法和途徑的戰略性建議,建立物聯網工程專業的“認知基礎”,并進一步指導專業規范和實踐教學體系的構建。對獨立學院來說,物聯網工程專業發展主要是吸收和學習計算機類專業規范研制過程中的經驗,構建出以知識領域、知識單元、知識點形式呈現的物聯網工程專業知識體系,培養物聯網應用型本科人才,發展優質的大眾化高等教育。

1 獨立學院網絡工程(物聯網方向)人才培養目標

通過調查、專家座談和查閱資料等多種途徑,對物聯網技術應用領域的市場需求、崗位設置、工作任務性質及職能要求等進行調研,確定了獨立學院物聯網方向專業人才的就業崗位,明確了人才培養目標[2]。物聯網課程體系設置要體現工程教育與工程訓練相結合的人才培養模式,根據物聯網領域技術的發展和社會需求,按照物聯網系統設計、運營、技術支持和設備研發的復合型高級工程技術人才培養目標,專業理論和工程實踐相結合,提升學生解決實際問題的能力,綜合提高學生整體素質,使學生具有扎實的理論基礎和全面的物聯網軟硬件系統知識,有較寬的知識面和進一步發展的基本能力。加強學科所要求的基本修養,使學生具有本學科科學研究和教學所需的基本素質,為學生今后的發展、創新打下良好的基礎。使學生具有較強的實踐能力,具有應用基本知識解決實際問題的能力,不斷增強物聯網系統的設計開發能力,不斷獲取新知識的能力。

獨立學院物聯網專業課程體系使學生了解行業技術,掌握應用技能,不強調學生具備系統開發設計能力,但需要學生會生產制造、使用和維護物聯網產品,滿足企業用人要求。同時加強學校與企業合作,提供實踐平臺,強化培養學生動手能力。該課程體系的構建采用貫通式課程設計思想,整體優化課程體系結構,強化基礎課程教學,重視學生基本素質培養,明確專業定位,確立了培養目標,突出了專業人才培養特色。課程體系增加創新實踐環節,將課程教學與課程設計、畢業設計、網絡工程賽等教學活動結合起來。

2 物聯網工程的專業課程設置

根據獨立學院的辦學情況,吸收和學習計算機類專業規范研制過程中的經驗,構建出以知識領域、知識單元、知識點形式呈現的物聯網工程專業知識體系,培養物聯網應用型本科人才,發展優質的大眾化高等教育,以符合應用技能型人才的培養目標[3]。

2.1 整合課程內容,優化體系結構

把建立和提升工程素質為根本,以培養物聯網工程能力為核心,以掌握物聯網工程知識要求為目標的“一體化”課程體系為研究對象。物聯網專業理論教學體系具有“拓展基礎、注重應用、提倡創新”的特點,以先進性、應用性和實踐性為原則,根據人才培養方案,吸取國內外先進的物聯網專業設置的優點。針對社會需求和獨立學院辦學實際,設計教學內容和課程體系,建設好課程模塊,按需教學、按需培養。重視案例教學,加強物聯網實用技術的培養和訓練,提高人才培養針對性和適應性。

2.2 完善實踐教學體系,強化培養學生動手能力

根據物聯網工程專業重技能、懂設計的應用型人才培養目標,著重培養學生掌握電子電路應用技術、信息處理技術、RFID技術、網絡技術和計算機技術。以物聯網應用為核心培養目標,強化系統設計和編程調試能力,從而使學生具備物聯網工程專業核心競爭力。采用“遞進式項目驅動法”來設計實踐環節,所設計的實踐環節基于項目引導由淺入深,由簡單到復雜,層層遞進。采用實驗作業,綜合練習,課程設計,面向應用和開發服務實際問題的畢業設計。使學生在“調查、分析、綜合”和“實踐、理論、實踐”的逐步深入中,實踐理論知識,提高應用能力。學生能夠獨立完成企事業部門(含校內)的一個實際開發課題,做到畢業實踐與企業生產、就業相結合。

2.3 物聯網課程體系的定位

根據企業對物聯網的人才需求,需要大量生產、制造、維護和使用物聯網產品的人員,其課程體系的搭建應符合現有教學條件和企業用人需求,激發學生學習的積極性與主動性,有效提高學生應用技能,增強就業競爭力。

針對以上目標,提出解決方法。利用學校現有條件和教學水平,根據企業對物聯網的人才需求,大量培養生產、制造、維護和使用物聯網產品的人員。如何針對市場需求和獨立學院的特點,找準定位,我們需要重點考慮如何使課程體系以強化感知層為突破口,重點打造傳感器、嵌入式系統、無線傳輸網絡、大規模數據處理理論體系,如何讓學生掌握物聯網知識與技能,確保人才的專長和優勢。需要規避專業設置的風險,避免課程設置過多、過亂,導致學生知識與能力結構的無序化,以確保畢業生具有較強的競爭力。為強化工程能力培養,如何走“產、學、研”合作的教育途徑,加強校企合作,以合作建立教學實踐基地等方式,提高師資水平,增加學生工程實踐的機會,實現社會教學資源的共享,以解決獨立學院在實踐性教學方面的投入、人手與項目相對不足的問題,確保應用型本科人才培養目標的實現。

3 課程體系的構建

按照掌握基礎理論、基本知識和了解學科前沿發展相結合的培養方針,強化實踐能力的培養。整個課程體系結構的設計體現了培養目標,即培養從事物聯網系統研究、開發和運行維護工作的物聯網領域的復合型高級工程技術人才。

課程體系應緊緊圍繞就業崗位群[4],依據其能力需求來組建課程結構,以使學生綜合掌握物聯網專業的知識和技能。根據物聯網專業人才需求及崗位能力分析,物聯網專業的課程體系由三部分組成,即公共必修模塊、學科基礎模塊和專業必修模塊,如圖1所示。其中,公共必修模塊主要有大學英語、計算機專業英語、體育、概論等課程;學科基礎模塊主要有高等數學,C語言程序設計、數據結構等;專業必修模塊是各就業崗位群所需的專業基礎課程,主要包括物聯網體系結構、數據庫原理及應用、計算機網絡、計算機組成與結構、數字通信原理、無線傳感器網絡與RFID技術、JAVA語言程序設計、物聯網安全、中間件技術原理及應用、物聯網系統集成技術、操作系統等。主要實踐性教學環節有C語言課程設計、數據結構課程設計、電工實習、電子實習、高級網絡調試與故障維護、JAVA程序課程設計、無線傳感器網絡課程設計、物聯網系統集成技術課程設計、專業綜合設計、畢業實習、畢業設計(論文)等。這三個模塊可以讓學生打好扎實的基礎并全面提高實踐應用能力。

4 結束語

物聯網技術已經應用于各行各業,物聯網專業畢業生就業前景看好,物聯網行業人才需求巨大[5]。傳統網絡工程專業已經無法滿足物聯網人才能力需求。我們已經制定好物聯網專業的人才培養方案,而將優質的課程體系付諸實踐才能夠促進獨立學院物聯網專業的發展,培養出具有積極的心態、良好的執行能力和良好的團隊合作能力的高素質物聯網人才。為強化工程能力培養,我們將探索“產、學、研”合作的教育途徑,加強校企合作,以合作建立教學實踐基地等方式,提高師資水平,增加學生工程實踐的機會,實現社會教學資源的共享,以解決獨立學院在實踐性教學方面的投入、人手與項目相對不足的問題,確保應用型本科人才培養目標的實現。

參考文獻:

[1] 寧煥生,徐群玉.全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思考[J].電

子學報,2010.11.

[2] 桂小林.物聯網技術專業課程體系探索[J].計算機教育,2010.16.

[3] 羅洛陽,田立偉.探索物聯網人才培養模式[J].計算機光盤軟件與應

用,2012.1.

[4] 徐小龍,魯蔚鋒,楊庚.物聯網專業人才培養策略研究[J].南京郵電大

學學報(社會科學版),2012.1.

篇3

關鍵詞:模塊化的課程體系;網絡工程專業;專業方向;方向課程群

文章編號:1672-5913(2013)01-0053-02

中圖分類號:G642

20世紀90年代,萬維網在世界范圍的蓬勃興起,推動了信息網絡的迅速發展;21世紀的物聯網概念,為人類社會、信息網絡與物理世界的完美融合描繪了美好藍圖。這使網絡的內涵和外延不斷變化。另一方面,專業人才培養方案作為大學人才培養最重要的指導綱領,需要保持一定的穩定性。那么作為人才培養方案的核心——課程體系,如何即保持一定穩定性又保持一定的先進性,一直是各高校制訂人才培養方案所追求的目標。為此,我們提出一種模塊化課程體系設計方法,并給出模塊化課程體系設計方法在網絡工程專業課程體系設計中的應用實例。

1 模塊化課程體系設計

根據本科生知識、能力、素質的要求,可將專業課程體系分為公共基礎、學科基礎、專業核心、專業方向、專業任選和集中實踐6個模塊。公共基礎模塊體現大學生的公共的基本素質,主要包括職業道德、人文社科、工具性知識等方面的課程;學科基礎模塊是學好后續專業課程的基礎,主要包括專業相關學科的基本理論知識課程;專業核心模塊由達到專業所需核心能力的一組核心課程組成,也是各個專業方向的共性專業課程;專業方向模塊根據職業分類,針對不同職業能力要求,設多個方向課程群,每個方向課程群包含強化該方向能力的若干課程。專業任選模塊主要由特色和新技術課程組成;集中實踐模塊由實驗課程、課程設計、專業實習、畢業實習、畢業設計等組成。

縱觀各模塊性質,公共基礎、學科基礎和專業核心3個模塊變化較少,具有一定的延續性,是穩定性模塊。專業方向和專業任選模塊可以反映新技術、新應用等發展引起的專業教學內容的變化,通過增減課程或課程群來增加新內容和剔除陳舊內容,屬于變化較多的模塊,是非穩定性模塊。而集中實踐模塊與其他各模塊課程結合密切,即要具有穩定性,又要具有開放性,介于穩定與不穩定二者之間。不同的學校可以根據學校辦學條件和特色,結合人才需求,設置不同的方向課程群,學生必須選擇其中一個方向課程群,有能力的也可以選擇多個方向課程群。專業任選模塊是可選的,可以根據學校特色設置,其中的課程為任選,學生可以根據自身條件和興趣選擇其中的課程。

2 網絡工程專業模塊化課程體系

網絡工程專業是一個工程性很強的專業,提出網絡工程專業能力包括網絡協議的設計與實現能力、網絡規劃、設計與實施能力、網絡管理與維護能力、網絡安全防范能力、網絡應用系統的設計與開發能力、網絡設備的研究與設計能力。根據用人單位對網絡工程專業人才能力需求分析和歸類,將網絡工程專業劃分為網絡設計、網絡應用、組網工程、網絡管理與安全四個專業方向。本文根據近兩年迅速崛起的物聯網工程,結合提出的專業方向,將網絡工程專業方向設置為網絡設計,網絡管理與安全、網絡應用和物聯網工程四個專業方向,如圖1所示。

網絡設計方向強化網絡設備相關技術與產品的研究、設計、開發與生產能力以及網絡協議分析和實現能力;網絡管理與安全方向強化網絡系統的管理與維護,網絡安全策略制定,網絡安全系統部署和網絡安全事故維護能力;網絡應用強化基于網絡的應用系統設計與開發能力;物聯網工程強化物聯網規劃、設計能力、物聯網設備與系統安裝、配置與調試能力以及物聯網應用系統解決方案設計能力。不同的學校可以根據社會需求和自身條件設置一個或多個方向課程群。

3 各模塊課程設置

各模塊中的課程要根據人才培養目標和規格定位來科學設置,特別是專業方向課程群的設置和專業任選模塊課程,要體現高校自身特色。由于不同的學校對專業人才培養目標定位不完全相同,因此,在課程和專業方向課程群設置上也會有差異。參照某重點大學課程體系,表1給出了各模塊的一組推薦課程。

篇4

關鍵詞:物聯網;專業人才培養模式;課程體系

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)12-0074-02

0 引 言

當前,物聯網技術已成世界各國構建經濟社會發展新模式和重塑國家長期競爭力的先導領域。我國在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》和《信息產業科技發展“十一五”規劃及2020年中長期規劃綱要》中明確了物聯網的國家戰略地位,對物聯網科技重點項目優先應用、物聯網行業應用的政策扶持以及物聯網相關產業群的布局作出了規劃。國家工業與信息化部確定重慶為“國家級信息化和工業化融合試驗區”,2011年,中國第一個物聯網產業示范基地正式落戶重慶。目前,一批具有自主創新能力、占領技術高端的物聯網企業先后落戶重慶,打造包括產品研發與生產、嵌入式軟件與系統軟件開發、物聯網通信模塊與網關、中間件、智能信息處理和接入系統與集成服務以及系統營運管理與應用服務的物聯網產業鏈。因此,需要大量具備物聯網技術的高素質、高技能型專門人才。

1 物聯網專業人才培養模式

1.1 “旺入淡出”工學交替人才培養模式

根據校企合作生產部門的需求,采用靈活的教學安排與管理。針對企業現場工藝技術崗位生產淡旺季的特點,深化 “旺入淡出”工學交替的人才培養模式。在聯合企業急需工藝技術人才時,把課堂就搬到企業,在實際的生產過程中進行學習。在聯合企業生產工作量比較小的時段,又把課堂從企業搬回學校以完成知識的學習。圖1所示為 “旺入淡出”的人才培養模式。

1.2 構建與企業無縫對接的“訂單式”人才培養模式

以企業需求為“訂單”,產學研結合培養實用人才,完成對物聯網系統運行與維護崗位的人才培養。利用學生校外實習時間,安排學生到企業進行校外輪訓實習。在實習的過程中,企業把學員當作自己的員工,可以很好地對學生進行考察,同時學生也可以更好地了解企業的情況。圖2所示就是給出的 “訂單式”人才培養模式圖。

2 物聯網應用技術專業課程體系設計

物聯網是多學科交叉的新興學科,是通過射頻識別、傳感器、全球定位系統等信息傳輸設備,按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來進行信息交換和通信,實現智能識別、監控和管理的一種網絡,其包括感知層、網絡層、應用層等。

物聯網應用技術專業課程體系應盡可能地覆蓋專業的知識體系,圍繞學生的職業核心能力的培養,以良好的職業素養、扎實的專業技能為出發點,來構建課程體系。根據就業崗位和培養方向的不同,課程體系應由基礎課程、職業核心課程、職業綜合能力實訓課程構成。圖3所示為物聯網專業的人才培養課程體系設置圖。

3 結 語

物聯網應用技術專業是為了滿足行業對高素質專門人才的需求而開設的新專業。本文深入地探討了物聯網應用技術專業的人才培養模式,剖析了物聯網應用技術專業人才培養方向,構建了符合物聯網行業特征的課程體系,力爭培養出更多滿足社會需求、受用人單位歡迎的高素質物聯網行業應用型技術人才。

參 考 文 獻

[1]郭麗.高職院校物聯網應用技術方向課程體系的探索與構建[J].安徽電子信息職業技術學院學報,2011(4) :38-40.

[2]崔艷榮,陳勇. 物聯網工程專業課程體系設置探究[J]. 長江大學學報:自然科學版,2010(2):373-374.

[3]謝秋麗,黃剛.基于物聯網人才培養與教學實踐的研究[J].軟件導刊(教育技術),2011(3):46-48.

[4]顧衛杰,王云良.對不同層次教育的物聯網專業定位的思考[J].中國電力教育,2011(27):188-189.

[5]劉忠寶.物聯網工程專業人才培養體系研究[J].辦公自動化,2011(20):6-8.

篇5

【關鍵詞】物聯網工程;人才培養模式;實踐驅動

0 引言

物聯網[1]是指通過信息傳感設備,按照約定的協議,把物品與互聯網連接進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網實現人們對物理世界更加透徹和深入的感知,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮,被我國列為國家戰略性新興產業大力支持發展。

由于物聯網作為一種新技術,物聯網專業人才緊缺,無法滿足物聯網行業的發展。為了響應國家大力發展物聯網產業的號召,培養物聯網產業人才,教育部于2010年在全國35所高校批準設置物聯網工程專業。

物聯網工程專業[2]作為一門新設置專業,在課程體系、教學方法、人才培養模式等方面仍處于探索階段。同時,物聯網行業亟需的是動手實踐能力強的物聯網專業人才。而物聯網工程是一門工科專業,必須結合物聯網行業的需求和專業特點,著力培養物聯網專業人才的動手實踐能力。因此,物聯網工程專業在進行課程體系、教學方法、人才培養模式方面探索時[3],要緊密結合物聯網行業人才需求,以學生實踐能力培養為核心,培養出符合行業需求的應用型人才。

1 實踐驅動的人才培養模式

從物聯網行業人才需求出發,結合物聯網工程專業的特點,本文提出實踐驅動的物聯網工程專業人才培養模式。實踐驅動的人才培養模式,就是將實踐能力培養定位為物聯網人才培養的中心位置。物聯網專業的課程體系設置、教學方法改革都以學生的實踐能力培養為基本出發點。

本文從課程體系設置、教學方法、考核方式三個方面來闡述實踐驅動的人才培養模式的基本原理。

2 基于實踐驅動的課程體系設置

物聯網工程專業的人才培養目標,是培養動手實踐能力強的應用型人才。在明確了物聯網工程專業人才培養目標后,物聯網工程專業的人才培養首先要解決的問題是其課程體系的設置。課程體系的設置,是物聯網工程專業人才培養的根本,規定了學生學習內容、知識體系。由于物聯網工程專業需要重視學生實踐能力的培養,在其課程體系的設置中,要加強實踐內容的比重。

物聯網工程專業的課程分為兩大部分:理論課程和實踐課程。

理論課程,主要包括通識基礎課、專業基礎課、專業課、專業選修課。理論課程,主要教授的是相關課程的理論基礎知識,為學生開展實踐奠定理論基礎。

實踐課程,主要包括對應理論課的實驗課、課程設計、課程實訓、綜合實訓等。為了加強學生動手能力的培養,在實踐課程設置方面,增加課程實訓、綜合實訓的教學學時。

3 基于實踐驅動的教學方法改革

多年的教學經歷發現,如果理論課程單純采用傳統的講授法進行,不便于學生對相關原理的理解和掌握,學生的印象也不深刻,教學效果較差。而實驗課程,如果采用驗證性實驗進行,會導致學生不愿深入實驗原理內部去探究和學習,實驗課程流于形式,無法培養學生的動手實踐能力。如果實驗課程讓學生從零開始自己做實驗,通常學生會覺得難度較大、難以完成,同樣無法培養學生的動手實踐能力。為此,提出基于實踐驅動的教學方法改革。

在理論課的教學方法改革方面,為了避免枯燥、乏味的理論講授,提出將實踐貫穿到理論課的講授過程中。在每個理論知識點介紹完成后,立刻通過具體的實踐例程讓學生了解知識點的具體使用方法,加深學生的印象。通過理論講授―實踐例程的不斷循環往復,一方面加深學生對理論知識的理解和掌握,同時強化了學生的動手實踐能力,調動了學生的學習興趣,激發了學生的學習熱情。

在實踐課的教學方法改革方面,精心選取實踐課的內容。為了避免驗證性實驗和從零開始實驗這兩個極端,實踐課分為2個階段進行。第一個階段,是對實驗內容進行分解,對其中的關鍵知識點進行介紹和講解,解決學生實踐中的障礙。第一個階段是關鍵,其介紹的內容是實踐目標直接相關的技術,在進行開發直接使用。學生在做好第一階段的學習后,才能開展第二階段的學習。第二階段,是在第一階段學習的基礎上,讓學生獨立地將所學的技術應用到項目開發的實踐中,培養學生獨立開發的能力。這樣,通過兩個階段的實踐,既可以避免驗證性實驗學不到知識的問題,也可以避免從零開始實驗難度大的問題,提高學生實踐的興趣和自信心,培養學生的實踐能力。

4 基于實踐驅動的考核方式改革

在實施基于實踐驅動的物聯網工程教學后,實踐內容在整個專業的學習比重明顯增加,相應的考核方式也需要進行對應的改革,以準確地反映學生的學習效果和教學效果。單純的試卷形式的考核方式顯然難以滿足實踐驅動下的物聯網人才培養模式。

為此考慮對物聯網工程專業的考核方式進行改革。針對有實驗內容的理論課的考核,將學生的最終成績組成定為3部分,即平時成績、試卷成績和實驗成績。平時成績主要是學生平時的出勤、作業、平時的表現,占20%。試卷成績,即考試試卷的卷面成績,占40%。實驗成績,是學生的實驗方面的成績,占40%。實驗成績的評定方式較為重要,要精確反映學生的動手能力,通過學生上機考試或實際動手操作,老師現場評分來考察學生的動手實踐能力。

針對單純實踐課程,如課程設計、課程實訓、綜合實訓等實踐課程,考核方式的改革更為重要。具體是由指導教師實踐任務書,定義實踐的內容、需要達到的技術指標、功能指標、性能指標等。實踐課程同樣分為2個階段。在第一階段,指導教師講解介紹實踐目標相關的關鍵技術進行編程,讓學生掌握關鍵編程技術。在第一階段中,指導教師每介紹一個關鍵技術后,向學生布置使用該技術的小任務,讓學生親自體驗和掌握對應關鍵技術的原理。這樣,通過一個個小任務的開展,可以讓學生迅速掌握相關技術。學生在自己做小任務的過程中,指導教師負責指導學生,幫助學生解決遇到的問題,同時記錄學生的表現,作為實驗的平時成績。完成第一階段任務后,進入第二階段,即讓學生使用第一階段學到的技術,獨立開展實踐任務的開發,指導教師在實驗室負責指導學生,并指導學生解決遇到的各種問題。最后完成開發后,組織學生制作答辯PPT和撰寫實踐報告。邀請專業的其他老師組成答辯小組,對學生的成果進行獨立答辯驗收。學生的實踐成績中,指導教師定的平時成績占50%,答辯組給出的答辯成績占50%。通過改革考核方式,可以引導物聯網工程專業學生重視實踐學習,加強鍛煉和培養學生編程實踐能力。

5 結束語

經過在物聯網工程專業本科生中開展實踐驅動的人才培養模式的教學實踐,取得了較好的教學效果。我們發現學生更加重視實踐方面的學習,調動了學生開展實踐學習的積極性,讓學生不再懼怕實踐內容學習,同時也可以在實踐教學中學習到知識,實實在在地提高自己的動手實踐能力,綜合素質得到了提高。

同時,我們在教學過程中也發現了一些問題,如學生在重視實踐學習的同時,部分學生忽視理論知識的學習,導致實踐過程中遇到一些基礎問題無法自己解決。同時,物聯網技術和物聯網行業需求一直在不斷發展過程中。這要求我們在今后的教學中認真總結經驗,同時結合最新的行業發展趨勢和需求,動態調整我們的實踐內容和教學方法,讓我們的教學緊跟時代的步伐,培養滿足時代需求的物聯網專業人才。項目驅動的物聯網工程專業人才培養模式,為物聯網工程專業的人才培養模式提供了一種可行的方式,同時也可以為物聯網工程專業的實踐課程的教學改革提供借鑒。

【參考文獻】

[1]劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2010.

篇6

關鍵詞:物聯網;通信技術;專業建設;課程設置

中圖分類號:TP391 文獻識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)03-0078-03

0 引 言

從IBM的智慧地球到智慧中國,物聯網在今年興起。針對國家戰略導向和市場需求,許多學校都成立了電信信息工程物聯網方向相關專業,如何建設好物聯網專業成為一個重要課題。

物聯網技術是一種通過紅外感應器、射頻識別等信息傳感設備,按照約定的協議,將物理世界信息化、網絡化,再把物品與互聯網進行連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、跟蹤、監控和管理的一種網絡技術。從技術體系上分,物聯網包括感知層、網絡層、應用層等。感知層通過傳感器、射頻識別等信息采集手段,感知物理世界中的數據;網絡層將采集的數據通過無線網絡高效、安全地傳送,實現互聯功能;應用層通過中間件、信息開放平臺、云計算平臺等,實現跨系統、跨行業間的信息協同、共享、互通等。

通信技術類課程是針對物聯網專業建設的一門專業核心課程,是物聯網結構中感知層過渡到應用層的重要課程,以培養學生具備通信技術必要的理論知識,分析與應用能力和職業素養。

1 高職物聯網通信人才培養要求

物聯網技術專業以通信工程、電子信息、計算機科學等相關專業為背景,培養德、智、體全面發展,掌握通信系統理論和物聯網工程領域的專門知識與關鍵技術,具備綜合運用現代傳感器、信息處理、嵌入式和網絡通信等技術進行信息標識、獲取、處理、傳輸和控制等物聯網工程的實踐能力,能夠在國防工業和國民經濟與物聯網應用相關的各行業中從事系統集成及關鍵技術與產品研發和應用推廣等工作,成為服務于社會和經濟發展需要的高素質應用型復合人才。

1.1 社會對高職物聯網人才的需求

通過對河源、珠三角(以上兩個地方是河源職業技術學院人才主要輸送的地方)地區的物聯網應用企業進行人才需求調研顯示,社會對高職物聯網人才的需求越來越大,需求大于供給成為一個突出的矛盾。需求主要集中在物聯網技術感知層中的芯片設計與制作人員、電子設備技術人員;網絡層中的網絡組建人員、網絡管理和維護人員;應用層中的具體數據處理,軟件系統設計人員、軟件開發人員、系統維護人員等。涉及計算機網絡和通訊技術的人才缺口較大。

1.2 高職物聯網對學生的能力和知識要求

通過實踐調研,明確作為物聯網專業基礎核心課程的通信技術類課,其對應的崗位群是網絡層中的網絡組建人員、網絡管理和維護人員,崗位要求學生在通信技術類課程的學習中鍛煉的能力目標和素質目標如下:

能力目標主要體現四個方面:

(1)通過技能訓練,了解通信協議分概念,理解通信相關原理,掌握通信電路單元的實驗測試方法、組裝與配置技能,能夠進行無線設備的調試,能做好維修維護前的準備工作;

(2)熟悉常用基本測試儀器,能夠對無線通信設備技術指標進行測試,能夠正確操作無線通信產品;

(3)能正確處理無線通信設備相關部件及設備的保養,能獨立完成故障初查和故障判斷;

(4)能進行同類產品的剖析,具備現場組織管理與協調能力,以及解決實際問題的初步能力。

素質目標主要體現五個方面:

(1)守時、踏實、耐心;

(2)適應能力、學習能力、抗壓能力;

(3)規范意識、合作意識、溝通意識;

(4)培養規范化、標準化的電路應用與設計習慣;

(5)培養良好的系統集成能力和技術管理能力。

2 對物聯網專業通信類課程建設的思考

2.1 明確專業知識體系

通信技術類課程是物聯網專業基礎核心課程。通過課程的學習,可以有力地提高學生通信協議的理解,信號處理的流程,射頻電路測試、分析、維護、設計的能力,為將來課程學習和就業打下堅實的基礎。通信技術在物聯網三層架構中屬于網絡層,該課程應該在專業知識體系的框架下,讓學生在實訓中加深理論理解,提高動手能力。強調通信協議概念、理論,調制解調原理,信號處理流程,實訓以及電路測試、分析與應用設計,培養學生主動學習能力。

2.2 注意課程的發展與整合

現在的專業都向著綜合化的道路發展,物聯網專業更具代表性。在構建課程體系中,要加強交流合作,突出綜合能力的培養,根據行業、職業要求,對課程進行整合并注重課程的發展性。課程作為承載教育信息的載體,在設計課程體系時,應該綜合每個崗位群的職責要求嚴謹制定,注重人才的全面發展。課程體系的構建要符合學生認知的規律,給學生提供知識、技能拓展的空間,實現學生的素質拓展。

2.3 選擇合適的項目載體

在應用導向上,應當選擇合適的項目載體,重視通信技術在物聯網中的應用來構建課程項目內容。主要包括兩個方面:

2.3.1 項目的合理選擇

考慮到通信技術中的發射與接收技術是重中之中,無線接收和無線發射系統對課程知識的重構和整合性良好,以及目前社會背景下,人們對智能化的產品越來越向往,以無線智能家居控制系統的設計為例組織教學。項目式教學借助老師指導和同學之間的相互幫助,利用相關的學習資料,通過項目實踐的方式而獲得。所以,項目教學采用教師指導和同學討論、查找資料、動手操作,綜合運用各種手段,掌握所學的知識。構建課程項目。圖1所示是課程內容中的無線通信收發系統。

2.3.2 突出課程內容的可操作性

課程內容不但要實用,具有先進性,也要可操作性強。通信技術發展迅速,先進性在教學內容上強調基礎概念,注重通信基本協議、基本電路、信號的基本特征及其傳輸特征;強調基本原理,但要結合市場需求應用,合理拓展實用理論和技能,體現實用性和可操作性。

3 對物聯網專業通信類課程建設的建議

3.1 強調通信技術課程的基礎核心作用

物聯網課程體系的三層架構(即感知層、網絡層、應用層)為業內所接受,越來越成為主流意識。通信技術作為網絡層中的重要技術具有重要意義,關系到數據的正確、穩定傳輸,承接感知層,上達應用層。在物聯網相關專業建設中強調通信技術課程的核心作用,主要涉及物聯網中數據的傳輸知識,包括Wi-Fi、ZigBee和3G等無線網絡的相關協議的基礎知識,理解信號調制解調相關原理,注重信號處理流程,使學生勝任物聯網系統應用、網絡管理、維護以及設備的安裝、調試和故障排除等工作。

3.2 發揮優勢,結合實際構建課程體系

應當發揮學院優勢,結合河源職業技術學院的實際情況來構建課程體系。

河源職業技術學院電子類專業包含應用電子技術、移動通信技術、電子信息工程技術等相關專業,由于成立時間、歷史等原因,專業發展有一定差別。在專業課程建設方面如何實現師資、設備專業群輻射、共享是一個重要課題。鑒于河源職業技術學院電子學科和通信學科建制較早,配套相對完善,具有一定優勢,加之物聯網專業的綜合性、多學科性,在構建物聯網專業課程體系時,可以從通信網絡層和感知層入手,再擴展到應用層,最終形成專業知識體系。

3.3 加強校企合作,服務地方經濟

河源地處廣東的東北部,近年經濟發展迅速,高新區的建設更是需要動手能力強、博學強技的高質量人才。但后發河源,基礎較差,相對研發綜合實力較弱,可以考慮先從系統集成下手,找到突破口,加強校企合作,使學生掌握社會實用的通信系統理論和物聯網工程領域的專門知識與關鍵技術,打造服務于社會和經濟發展需要的高素質應用型復合人才。

4 結 語

通信技術類課程的建設需要工學結合,培養出來的高技能人才要求其既掌握必須的理論基礎知識,又有較強的實踐動手能力。要達到這一教學目標,需要強調,明確課程體系,注意課程的發展與整合,應用導向,選擇合適的項目載體,重視通信技術在物聯網中的應用。

參 考 文 獻

[1] 黃鵬,楊云志,李元忠.“物聯網”推動RFID技術和通信網絡的發展[J]. 電訊技術,2010(3):85-89.

[2] 關仲和.關于應用型人才培養模式的思考[J].中國大學教育,2006(6):9-13.

[3] 柯強. 物聯網專業課程建設探討[J]. 物聯網技術,2012,2(1):80-81,85.

篇7

關鍵詞:教育生態;卓越工程師;校企聯合培養

中圖分類號:G642.0?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0211-02

教育部實施“卓越工程師教育培養計劃”,為創新工程教育本科人才培養質量提出了全新的要求,引領工科高校向工程教育的本質理性回歸。本文就教育生態理念在江南大學物聯網工程專業卓越工程師培養計劃方案中的運用進行了初步的探索。

一、教育生態理念及專業建設的生態性分析

教育生態學是教育學和生態學相互滲透的結果,教育生態學研究教育與其周圍生態環境(包括自然的、社會的、規范的、生理信息的)之間相互作用的規律和機理。教育生態系統以教育及其結構層次作為主體,以開發者(轉換者)、被開發者(被轉換者)和服務者(管理者)三種功能為紐帶,以出人才、出成果為中心。教育生態環境可分類為社會生態環境、規范生態環境和自然生態環境三種環境圈層。教育生態環境以教育為中心,圍繞幾種生態環境圈層,形成多因子綜合影響和相互作用,對教育的產生、存在和發展起著制約和調控作用,是一多維空間和多元環境體系。

江南大學物聯網工程專業實施2年厚基礎教育、1年物聯網工程專業教育和1年工程實踐教育的人才培養方案。具體采用能力遞進的“2.5+0.5+0.5+0.5”本科生卓越工程師培養模式,物聯網工程專業卓越工程師培養計劃實施方案可參照一年級(校內一學年)、二年級(校內一學年)、三年級(校內0.5學年)、四年級(校內0.5學年)。

二、卓越工程師培養的內部生態發展體系

(一)創新優化工程能力培養課程體系

規范環境強調教育是科學技術的基礎,科學技術是教育的內容,科學技術促進教育內容、方法和手段的更新。為適應物聯網科學技術革命的挑戰,培養物聯網工程專業卓越工程師,對物聯網專業建設提出了培養創新工程素養的質量要求。在課程體系設置方面,強調知識的應用和知識的生產,而不局限于知識的持有和追求。課程體系設置以學生工程實踐能力、創新能力的培養為核心,以工程實踐與科研訓練為主線,以自然科學、人文社會科學及工程技術三類基礎課程構筑教育平臺,劃分為通識教育、學科基礎教育、工程專業教育、工程實踐教育四個層次。課程體系強調工程創新能力要求導向,強化知識結構的設計與建設,課程涵蓋物聯網支撐技術和物聯網應用共性關鍵技術。四層次課程體系體現了教學從傳授知識為主轉變為開發智力為主,強調學科的本質和知識結構,形成連貫、順序和整合的“螺旋狀課程”結構,以求實現知識的遷移。

(二)創新教學團隊建設

高校教師隊伍是教育生態學的重要因子,物聯網專業教育與教師隊伍的密切關系具有生態學的意義。依據教育生態的平衡規律,教師隊伍是專業建設成敗的關鍵因素。教育生態因子教師隊伍的花盆效應,揭示高校教師不能在土產的環境中一直生產,封閉和半封閉的教育系統會導致教師從書本到書本產生局部生態環境效應[9]。物聯網專業師資隊伍建設以組建創新工程教育師資隊伍為目標,培養具有創新性工程教育理念和實踐工程教育能力的師資隊伍,形成一支具有國際視野的高水平教學團隊,重點抓好“雙精型”、“雙語型”和“雙導師”隊伍建設。

三、卓越工程師培養的外部生態發展體系

物聯網科學技術促進專業培養形態的改變,教育的基本形態呈現出向企業形態發展態勢。基于卓越工程師培養目標,強調知識培養的創新工程意識和創新工程能力。培養方案強調學校-科研院所、學校-高新企業的深度聯合,將高層次創造性人才提升計劃與創新工程教育有機結合,強調在更高水平的工程科學知識傳授層面,體現學術要求的知識結構和行業要求的工程能力之間的結合。學生從2年級開始實施導師制:校內實踐環節由校內導師指導,科研院所或企業實踐環節由雙導師共同指導。從以下幾個方面加強外部生態環境對專業建設的良性作用。

1.構建校企聯盟兩階段人才培養模式。依托物聯網產業發展需求,借助江蘇物聯網產業優勢,充分利用物聯網技術教育部工程研究中心、物聯網工程與技術江蘇省優勢學科、物聯網工程訓練綜合訓練中心江蘇省高等學校實驗教學示范中心等科研、教學平臺,結合無錫及周邊地區物聯網高新企業,開展與科研院所、高新企業的多元合作,提出由學校和科研院所或企業兩階段、雙導師培養的卓越工程師培養手段,提高學生工程實踐能力的創新工程教育理念。

2.校企聯合和企業實訓課程設置。物聯網工程專業實踐教學培養方案的制定突出校企合作機制。加強產學研合作和教學科研結合,促進交叉融合和資源整合,優化實驗教學體系結構,突出平臺建設;改革實驗教學內容,突出實踐教學技術和方法,拓展和優化專業課程內涵和功能,形成工程實踐性強的實驗課程體系。實踐教學培養方案重點考慮與地方物聯網企業的合作,在企業建立實習基地,通過校企合作方式作為實踐能力提升培養的重要手段。企業基地的實踐教學分為四個層次:專業認知實習、物聯網應用系統分析與設計、物聯網工程實踐、畢業設計,總學習時間為43周。

認知生產實習目標定位于了解專業涉及的產品設計、生產、測試等流程,建立起物聯網系統的整體概念和感性認識,進一步了解課程在微電子、通信與集成電路、傳感網等領域的基本應用。物聯網應用系統分析與設計通過現場考察和實際操作的形式完成學習過程。在校企聯合培養基地開設與企業研發過程、生產過程、管理環節、市場營銷、工程概算、工程施工、系統維護等方面的相關課程,其主要教學目標是使學生驗證、理解并掌握課程理論內容,提高學生應用理論解決工程實際問題的能力。物聯網工程實踐要求學生到企業現場參與體驗設計、開發、測試、工程實施的流程。通過專業實習使學生具體地感受和了解物聯網行業新技術發展的現狀和趨勢,了解專業領域的主要技術和經驗,培養初步的實際工作能力和專業技術能力,培養學生應用理論知識解決工程規劃、設計、施工、生產、維修和管理的能力。

畢業設計是實現培養目標的重要環節,由企業提供合適的崗位供學生頂崗實習,結合現場工程問題進行有針對性的研究與實踐。通過聯合培養使學生了解企業的全部生產運營流程,了解行業的基本規范和發展需求。

四、結語

本文從教育生態的視角,分析了物聯網工程專業建設的教育生態特性,同時,基于教育生態理論,構建和分析我校物聯網工程專業卓越工程師培養計劃,在培養計劃的方案實施中,強調專業建設與環境的適應性、環境對專業建設的反作用,尤其引入了校企聯盟和雙導師機制,加強物聯網工程專業建設的企業生態環境的建設。

參考文獻:

[1]李繼懷,王力軍.工程教育的理性回歸與卓越工程師培養[J].2011,(3):140-142.

[2]高雪梅,潘豐.卓越工程師培養模式初探[J].貴州社會科學,2011,63(11):108-110.

[3]陳啟元.對實施“卓越工程師教育培養計劃”工作中幾個問題的認識[J].中國大學教育,2012,(1):4-6.

篇8

關鍵詞:物聯網;物聯網工程導論;教學方法

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

物聯網(InternetofThings)是將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等裝置與互聯網絡結合起來而形成的一個巨大網絡。物體通過智能感應裝置,再經過傳輸網絡到達指定的信息載體,再經過全面感知、可靠傳送和智能處理,最終實現物與物、人與物之間的自動化信息交互與智能處理[1]。2011年,在工業和信息化部出臺的“物聯網十二五發展規劃”中,明確指出,物聯網已成為當前世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一,發展物聯網對于促進經濟發展和社會進步具有重要的現實意義。2010年,教育部公布了140個高校新設本科專業,重點培養與國家確定的戰略性新興產業相關的專業。其中,“物聯網”專業排名居首,國內許多高校紛紛開設或準備開設物聯網專業。

二、物聯網工程專業的課程體系

從物聯網的技術構成上來看,主要包含感知層、網絡層、服務層和應用層。[2][3]因此,物聯網專業涉及多個專業方向,其基礎教學體系的建立也需要多個專業的匯聚。對于不同的大專院校,由于自身的情況、特點以及優勢不同,可以建立不同的具有各自特點的理論課程以及實訓課程。物聯網工程專業面向現代信息處理技術,以培養從事物聯網專業領域的研發、設計、工程及制造等方面的高級工程技術人才。因此,物聯網工程專業或方向應建立以提升工程素質為根本、以培養物聯網工程能力為核心、以掌握物聯網工程學科知識要求為目標的課程體系。[4]

如圖1所示。

圖1物聯網工程專業的課程體系

三、物聯網工程導論實踐教學

物聯網工程導論是物聯網工程專業的核心課程之一,同時也是本專業的入門課程。對于剛剛進入大學的本科新生來說,這是他們進入大學后學習的第一門專業課程。新入學的學生對物聯網這一新生事物了解的程度較差,頭腦中沒有相關的概念。因此,物聯網工程導論課程授課的主要內容應以介紹物聯網基本原理及知識和物聯網的一些常見應用為主,在教學中以建立完整的知識框架結構作為中心點。通過教學活動,使學生能夠對整個物聯網專業的內容有一個較為清晰的認識,對整個學科的課程體系有一個初步了解,包括核心課程的簡要內容和在專業中的作用和地位、相互關系等。這樣可以盡量減少他們在今后四年學習中的迷茫和困擾,因此,在教學過程中需要注意以下幾點:

(一)適當增刪教學內容,講授內容忌深、忌細

在教學內容的選擇上應以面向應用為指導思想對教學內容進行適當的補充或刪減。教學過程中切忌講的過深過細,要讓學生了解并掌握本學科的基本內容和研究方法。本課程作為物聯網工程專業的引導性課程,基本上涵蓋了物聯網這一學科知識體系的各個主要方面。因此,在授課過程中,在介紹每一方面內容時,應從宏觀層面入手,對學生做一個較高層次的高級科普。講課內容要能反映物聯網科學技術和產品的最新發展,在使學生了解相關概念和術語的基本含義的基礎上,同時更多的了解最新流行電子產品的功能和基本原理;這些內容比較適合一年級大學生的思維方式和知識背景,有利于提高他們對物聯網知識的理解能力;通過本課程的講授,引導學生思考物聯網在發展和應用中存在的問題,從而培養學生對物聯網工程專業的興趣,為更好的學習相關的其他課程奠定一個良好的基礎。

(二)引導學生轉變學習方法,促進良好習慣的養成

大學新生入學后,學校一般會安排入學后的專業教育,但是由于時間較短,效果有限。很多學生仍然不太適應大學的學習生活方式。因此,物聯網工程導論作為新生入學后學習的第一門專業核心課程,教師在授課中不僅要介紹物聯網的基本知識,還要著重引導學生的學習方法,促進學生養成良好的學習習慣。使學生能夠很快適應大學的學習方式。

中學階段,學習的主要方式就是大量而緊湊的課堂教學。學生的學習時間由學校安排,老師實施灌輸式教學。老師教學生是“手拉手”領著教,老師對于課程的安排非常詳細和周到,使得同學們養成了依賴老師的習慣,在學習過程中只會去被動的記憶和背誦。到了大學,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內容,而是以自學為主。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。學習過程中也不再采用題海戰術和死記硬背的方法,需要學生勤于思考,勇于實踐,尤其對于物聯網專業而言,很多知識需要通過實踐才能真正理解和掌握。

根據中學和大學學習特點的不同,在本課程的教學中,教師在授課過程中,要結合本專業的基礎知識去引導學生轉變學習方法。一方面,要和學生一起分析中學和大學的學習特點,使學生明白二者的不同,從而主動的去適應大學的學習方式;另一方面,通過讀書報告、專題討論、課程實踐等方式,訓練學生適應新的學習方式。要使同學們明白,除了要認真聽老師的講課,認真閱讀教材和參考書,加強實踐環節的學習,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)教學的重點在于學生能力的培養

教育部在教高[2007]2號文件中明確提出要求:努力提高大學生的學習能力、創新能力、實踐能力、交流能力和社會適應能力[5]。眾所周知,我國的高考競爭非常激烈,因此在中學階段,對于絕大多數學生而言,把時間全部用在了知識學習和完成各種各樣的作業題、模擬題和考試題上是唯一的選擇,而對于自身綜合素質與能力的培養無暇顧及。從中學進入大學,學生的學習方式有了根本的變化,因此學生要利用好業余時間,有意識地培養和提高自身的綜合能力與素質,主要包括以下幾個方面:

學習能力:即自學的能力。對中學生來說,學習就是按照學校的安排,在課堂上接受教師的知識傳授,課下完成老師布置的作業。而在大學中,需要學生自主地安排學習計劃、主動地獲取知識,不僅僅在課堂上進行知識的學習,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能力。

創新能力:所謂創新,就是用新思想、新方法和新技術解決工作中遇到的各種問題。作為大學生,只有具有良好的創新意識和能力,才能面對在未來學習和工作中面臨的各種挑戰,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。對于工科專業的本科學生,實踐能力的強弱尤為重要,因此,在大學階段,應該著重加強諸如課程設計、實驗、實習、大學生科技競賽等環節的學習和訓練,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。在現代社會,交流能力是個人素質的重要體現,它代表了一個人的知識、能力和品德。本科學生無論畢業后無論進入那一個行業,都是在一個團隊進行自己的工作,因此,如何與團隊內外人員的進行良好的交流對于自己的研究和工作是至關重要的。

四、結語

綜上所述,物聯網導論課程在本科教學的整個過程中有著重要的作用。通過本課程的教學,使學生對物聯網專業的基本知識有了一個初步的認識,并在學習的過程中逐步去適應大學的學習方法,為后續專業課程的學習也打下了一個良好的基礎。同時,在學生的思想當中逐步樹立起培養自身綜合素質的意識,最終成長為一個高素質的大學本科畢業生。

參考文獻:

[1]張小平.物聯網知識講座(一)[J].物聯網技術,2011,1(5):91-92

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[3]袁靜.物聯業務的發展及網絡融合趨勢[J].電信技術,2010,1:10-12

篇9

關鍵詞 物聯網 本科教育 教學設計

物聯網技術的發展的發展,它將計算機技術、通信技術以及微電子技術作為基礎,它利用射頻技術、傳感器、分布式計算、無線傳輸及實時數據交換等技術與互聯網形成了一個物物通信的架構和系統。物聯網作為第三次信息產業的發展趨勢,受到了我國政府、教育、科研、產業界的高度重視,各高校相繼申報和試行物聯網專業,預示著物聯網技術將成為未來發展的戰略進程,為人們的生產、生活提供了廣闊的發展前景,中國的物聯網發展已進入了一個全新的、難得的高速發展時期。

與此同時,以計算機技術與網絡技術為基礎的物聯網工程專業,也面臨著如何建設物聯網本科專業的嚴峻問題,從如何設置專業的培養方向,如何對培養的目標和課程教學體系建設,如何將學生的基本能力與社會發展需求相適應,本文將結合高校物聯網專業的相關實際進行探討,以期對相關決策者提供一定的參考與依據。

一、物聯網技術的發展現狀

物聯網技術的發展與我國的信息化建設息息相關,任何一項技術的出現及發展都必須與其社會發展背景相適應。經過很長一段時間的發展,信息技術作為推動物聯網技術發展的強力支撐,將伴隨著通信技術、微電子技術的飛速發展而日益成為促進社會經濟發展模式的新動力。中國互聯網信息中心在每年的網絡統計報告中指出,我國網民人數將近5億,位居全球第一位,我國在無線射頻技術、傳感技術等領域的不斷研究和實踐,已初步形成了覆蓋人與物的網絡信息技術系統,為物聯網技術與互聯網的接入提供了延伸和擴展。

通過對人的分析,我們可以概括出物聯網技術的所實現的功能。比如人是通過人的感覺器官來從外界獲得刺激等信息,并通過人的神經系統來講感知到的信息傳遞給大腦,大腦通過分析和處理,將感知的結果又通過神經系統傳遞給人的感官,通過感官的行為來作用于外界的事物。與此相同的是,物聯網技術的實質就是通過多種技術來實現對外界的信息的獲取,并傳輸給中央處理器,通過處理后將結構或指令傳遞給相關的電子設備或元器件,此項過程的完成是在計算、控制、通信、協調與自治中來實現對智能設備的管理與操作,從而實現對物的實時感知、動態反饋等。

二、物聯網專業與課程體系建設關系研究

(一)物聯網工程專業的設置必須與社會需求相適應

物聯網技術的發展具有“新、長、專”的行業特點,它不僅涵蓋更的新型技術,也與很多產業存在關聯,因此,對其發展必須由技術領域展開,逐步實現物聯網學科體系的全面深化和建設,在課堂體系設置上要根據社會、產業的發展需求,對課程體系的設計要結合國內外的先進的設置理念,十分審慎的規避風險,從而將“源學科”的專業優勢發揮出來。

(二)對未來社會就業崗位及就業能力進行相適應

物聯網工程專業不僅具有信息技術的特征,同時與工程技術緊密相關,對學科的分類與定位也是當前爭論的焦點。我們知道,物聯網技術的發展,主要依靠信息技術的傳遞來實現人、機、物的信息交換,從而將其歸屬于計算機學科比較合理。

(三)對物聯網技術專業與計算機專業之間的融合

物聯網技術是建立在計算機技術的基礎之上,必然要與計算機技術的學科產生交叉和影響,因此,在對其專業設置時,要從學科關系上確立計算機專業的地位,并對教材建設、師資配備上保持一定的相適應。

三、物聯網專業本科段的培養目標

制定合格的專業培養目標不僅關系到學生未來就業的成敗,同時對于提升院校的教育教研水平至關重要。為此,物聯網專業在培養目標上應該從以下幾個方面著手。

(一)課程體系建設方面

物聯網專業的課程設置必須遵循學生德、智、體、美全面發展的要求,在計算機技術、通信技術、軟件技術等領域里培養扎實的基礎,具備相應的職業道德,具備一定的工程技術理論知識,具備一定處理設計、集成、應用等一體化的技術能力。在課程開設方面要將高等數學、概率與數理統計、電路分析基礎、場論與復變函數、高頻電子技術、計算機語言程序設計技術、以及電磁場與電磁波、微波技術與天線等專業技術作為基礎理論課程。

(二)實踐實習是物聯網技術專業建設中的重要環節

通過對電子電工實驗室建設,為學生的實習與實操提供訓練場地,物聯網技術與工程技術具有緊密的聯系,特別是軟件課程設計、硬件課程實踐,對各種電子技術、高頻技術、以及通信原理技術都需要在其相應的實驗室進行實踐和操作,唯有此,才能為社會提供高水平、高能力的綜合性技能型物聯網人才。

(三)加強對物聯網專業的師資建設

師資力量是關系到專業開設成敗的重要方面,各高等院校在人才的引進與調度上要結合課程開設實際,特別是對于電子信息工程專業的高職稱的人才應該作為物聯網專業人才引進的重點。

總之,物聯網專業的發展必將對國家的發展戰略起到重要的推動作用,加強對物聯網專業的學科建設,著眼于未來,將計算機技術、信息技術、傳感器技術等學科的綜合優勢轉化為提高學生的綜合能力,為社會培養更多物聯網人才。

參考文獻:

[1]吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育,2010(21).

篇10

文章編號:1004-4914(2017)05-223-01

隨著物聯網技術的發展以及社會對物聯網技術的認可,開設物聯網應用技術專業的高職院校也逐漸增多,物聯網應用技術專業發展態勢較好。《物聯網工程項目應用》課程是連接物聯網理論知識與工程實踐的紐帶,我們通過調研各院校同專業課程體系發現物聯網工程項目應用課程已成為各院校物聯網應用技術專業的必備課程。雖然各院校對應此課程的名稱有所區別,但內容大同小異,這也就說明大家對于該課程的重要性具有統一的認知,但是該課程相對于傳統課程在課程內容、教學方法、實訓實驗課程等方面還存在明顯不足。我們所在學校已連續四年開設了《物聯網工程項目應用》課程,在課程內容設置、教學方法以及實訓實驗課程設置方面已進行了一些探索,積累了部分經驗。

一、課程特點及課程定位

《物聯網工程項目應用》是集無線傳感器網絡技術、綜合布線技術、嵌入式開發技術于一體的綜合應用課程,是將理論知識轉化為實用技能的紐帶課程。該課程最大的特點就是學科交叉,從單片機編程到上位機開發、從設備安裝到設備布線、從方案設計到整體項目調試,每一步都對學生的基礎知識和知識面有較高的要求。并且由于物聯網工程均要落實到具體的應用,所以要求學生對于行業規范標準要有一定的認知。總的來說,此課程具有面向應用、注重實踐、強調實用技能的特點。

高職院校《物聯網工程項目應用》課程一般?_設在第四學期,此課程的前導課程有《電子技術基礎》、《無線傳感器網絡技術》、《嵌入式開發》、《傳感器技術》和《網絡綜合布線》,通過這些課程的學習,學生能夠掌握物聯網工程項目所需的理論知識和基本技能,為后面工程應用做好鋪墊。《物聯網工程項目應用》這門課程不僅僅是物聯網技術技能的出口,同時也是連接理論知識和實際工程項目的橋梁,在整個課程體系中具有非常重要的作用。

二、課程理論教學設計

《物聯網工程項目應用》課程的特點使得此課程理論內容覆蓋范圍較廣,所以在進行理論教學時要考慮到學生知識基礎和學校實訓條件。通過上文介紹,我們通過對學生前導課程的學習,基本能夠掌握物聯網工程應用的理論知識。我們物聯網工程實訓平臺為凌陽公司生產的物聯網智能家居實訓平臺,智能家居工程作為物聯網工程的典型代表,具備物聯網工程的大部分特點,同時涵蓋市場需求較大,所以《物聯網工程項目應用》課程以智能家居工程項目應用為主,理論內容包括智能家居理論基礎、智能家居相關技術、控制設備理論、安防報警及監控理論和工程案例分析。課程涉及到的傳感器知識、編程知識等內容將在授課過程中進行穿插講解,這樣方便學生活學活用,效率較高。

針對理論課程存在理解困難、復雜枯燥等問題,我們利用分組教學、角色扮演等方法來提高課堂的互動和趣味性。將完整的物聯網工程分解為一個個小工程,由同學扮演甲方和乙方,在提出需求和解決問題的過程中融入理論知識,不僅增強了學生的互動,同時也讓學生掌握了理論知識,效果較好。

三、課程實訓教學設計

課程的實訓教學與理論教學相互聯系又存在很大不同,本課程的實訓教學特別重視對學生實用技能的培養,通過物聯網項目的設計、安裝、調試來鍛煉學生對完整工程項目的把控能力。為完成課程目標,我們將此課程的實訓分為兩部分內容:上位機軟件實訓和智能家居平臺實訓。

1.上位機軟件實訓。上位機軟件是物聯網工程項目不可缺少的部分,目前主流的上位機大部分采用C#開發,但是隨著工業智能化改造的加快,工業物聯網也有了越來越多的需求,工業組態屏這一新型應用也逐漸普及。為適應產業需求,我們在進行上位機軟件實訓的時候,在不影響學生學習的基礎上,適當的調整了C#開發時間,增加了組態屏上位機軟件開發的課程,讓學生能夠盡快的接觸新應用,為以后的崗位需求做好鋪墊。

2.智能家居平臺實訓。智能家居平臺實訓是本課程實施的核心,主要可以分為終端節點實訓和綜合項目實訓兩部分。其中終端節點實訓包括光照探測器、溫濕度探測器、煙霧探測器、燈光控制器、家電控制器等16個實訓項目,通過這些實訓學生能夠掌握常用傳感器、控制器的基本原理和使用方法,能夠具備獨立調試設備、網絡布線以及參數配置的能力。綜合項目實訓包括門禁控制系統、燈光控制系統、智能安防系統、智能監控系統和情景模式控制系統等五部分內容,每個實訓項目都是綜合傳感器、控制器和上位機軟件的完整項目,學生從項目的設計、安裝到實施都親歷親為,在這個過程中學生能夠鍛煉解決問題的能力、學會團隊協作同時也能夠積累部分項目經驗。我們在指導學生實訓的同時,注重培養學生文檔寫作能力,讓學生注重保存過程材料,積極撰寫項目實施方案,從多方面鍛煉學生的能力。