物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系與實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

李小龍

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)越來越重要，著手培養(yǎng)更多卓越的物聯(lián)網(wǎng)人才，建立更高質(zhì)量的教學(xué)體系，是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的主要目標(biāo)。從物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系，提出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的具體課程設(shè)置，并且根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體方法，是教學(xué)研究的主要目的。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；知識(shí)體系；課程設(shè)置；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）32-7668-02

Abstract： With the development of Internet of Things technology， Personnel training of The Internet of Things is more and more important， to cultivate more excellent Internet of Things talents， establish a higher quality of teaching system， is the main goal of the Internet of Things engineering construction. Based on the architecture of Internet of Things， analyzes Internet of Things Engineering body of knowledge， proposed the Internet of Things curriculum， and according to the characteristics of the Internet of Things， put forward the concrete method of experiment teaching，is The main purpose of Teaching and research.

Key words： internet of things； body of knowledge； curriculum； experiment teaching

1 概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是新一代信息技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。它顛覆了傳統(tǒng)中物理設(shè)備和IT設(shè)備相互分開的傳統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展，由用戶端延伸到實(shí)物與實(shí)物之間。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算、廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要影響，世界多個(gè)發(fā)達(dá)國家也將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展放在重要的戰(zhàn)略位置。

2010年3月，國家教育部發(fā)布《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的通報(bào)和審批工作的通知》，首次批準(zhǔn)了30余所高校設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)，到如今已有100多所高校開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)工程屬于新興專業(yè)，在各高校中也都處于探索階段，沒有太多的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。怎么樣根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的特性，建立科學(xué)的專業(yè)人才培養(yǎng)體系，是今后教學(xué)研究的一個(gè)重要課題。物聯(lián)網(wǎng)涉及多個(gè)學(xué)科，這些跨學(xué)科知識(shí)的融合需要理論與實(shí)踐共同進(jìn)行，提供高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件和豐富的實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)行多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生成為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。

2 物聯(lián)網(wǎng)課程體系結(jié)構(gòu)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系分析

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是學(xué)科高分叉，理論體系尚未完全成熟，且發(fā)展迅速的新興專業(yè)，通過知識(shí)體系的梳理來指導(dǎo)課程體系的建設(shè)是非常有必要的。將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)，層次分明的銜接成一個(gè)完整的知識(shí)框架，在分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的基礎(chǔ)上構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系應(yīng)該包括感知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)的核心知識(shí)領(lǐng)域：感知層主要為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層主要為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；應(yīng)用層為數(shù)據(jù)處理技術(shù)。因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)體系應(yīng)該要實(shí)現(xiàn)這樣的培養(yǎng)目標(biāo)：具有良好的科學(xué)技術(shù)和工程素養(yǎng)，系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的理論知識(shí)，具備物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識(shí)和綜合能力，能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域工作的高素質(zhì)綜合性人才。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置

在課程的設(shè)置方面主要分為：基礎(chǔ)性課程、專業(yè)性課程。在專業(yè)性課程中又分為：專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課。

基礎(chǔ)性課程是課程體系中最基礎(chǔ)的部分，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基石，基礎(chǔ)性課程中主要開設(shè)的課程為：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、大學(xué)英語、程序設(shè)計(jì)問題求解、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)。

專業(yè)基礎(chǔ)課是學(xué)生為學(xué)習(xí)專業(yè)課鑒定基礎(chǔ)的必要課程，開設(shè)的主要課程為：離散數(shù)學(xué)、數(shù)字邏輯、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、單片機(jī)原理與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（雙語教學(xué)）、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概述、物聯(lián)網(wǎng)通信基礎(chǔ)。

專業(yè)必修課是在專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)上進(jìn)一步對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的主要原理技術(shù)進(jìn)行深層次的研究，開設(shè)主要課程為：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、組網(wǎng)技術(shù)、RFID原理及應(yīng)用、嵌入式操作系統(tǒng)、M2M技術(shù)、無線通信與網(wǎng)絡(luò)。

專業(yè)選修課可以根據(jù)自身實(shí)際情況，構(gòu)建有自己特色的專業(yè)選修課體系，以下列舉一些專業(yè)選修課：計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論、基于.NET的開發(fā)技術(shù)、WEB數(shù)據(jù)庫技術(shù)、QT程序設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、電子設(shè)計(jì)硬件描述語言。

各高校在設(shè)計(jì)課程體系時(shí)，結(jié)合自身特點(diǎn)以及學(xué)科優(yōu)勢(shì)，依據(jù)自身實(shí)際情況來增刪減課程。

3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于物聯(lián)網(wǎng)工程的學(xué)科多，交叉大，加之學(xué)科的應(yīng)用性強(qiáng)，必須建立優(yōu)秀的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)又是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，是否優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直接關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系也應(yīng)該和理論教學(xué)緊密聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)課程主要由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)組成?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和基本原理的理解。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是由授課老師提供設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)要求，將學(xué)生分組并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)要求，老師驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)成果及學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，研發(fā)精神以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程主要為：計(jì)算機(jī)基本操作實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)問題求解實(shí)驗(yàn)、電子工程訓(xùn)練、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程主要為：Java應(yīng)用開發(fā)（含數(shù)據(jù)庫）、Android應(yīng)用開發(fā)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)、RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)踐、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、Linux應(yīng)用實(shí)踐、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐項(xiàng)目可以采用服務(wù)本碩的宗旨，可以讓部分能力較強(qiáng)的本科生在研究生的帶領(lǐng)下參與老師的科研項(xiàng)目，以培養(yǎng)本科生的動(dòng)手實(shí)踐能力和研究生的科研能力，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)作為一門新興學(xué)科，在未來具有極大的發(fā)展前景。由于該學(xué)科的重點(diǎn)在于工程應(yīng)用，在教學(xué)的過程中應(yīng)該以應(yīng)用為主導(dǎo)，不斷改變教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)方法，依托學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科及特點(diǎn)，大力加強(qiáng)課程體系與教材建設(shè)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。為社會(huì)培養(yǎng)出更多高素質(zhì)，復(fù)合型人才而努力。

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