高校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

夏　冰

（鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院信息工程系，鄭州　451191）

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高校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

夏冰

（鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院信息工程系，鄭州451191）

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的一部分，該領(lǐng)域在社會(huì)發(fā)展中的滲透對(duì)人才需求日漸增多。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)性課程，能夠?yàn)閷W(xué)生們提供更加形象、具體的專(zhuān)業(yè)知識(shí)及內(nèi)容。因此如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性受到教育工作中的廣泛關(guān)注。將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，并結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法及學(xué)科特色提出提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高校；物聯(lián)網(wǎng)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

0　引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，其在社會(huì)各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和推廣，并取得了顯著成績(jī)。而現(xiàn)如今掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)理論及實(shí)踐能力的綜合性人才成為市場(chǎng)需求的熱點(diǎn)。這也是專(zhuān)業(yè)教育所要達(dá)到的目標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為其中的重要組成部分，是學(xué)生了解和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程的主要環(huán)節(jié)。因此加強(qiáng)對(duì)高校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義，不僅能夠?yàn)楦咝Ｎ锫?lián)網(wǎng)教師開(kāi)展教學(xué)提供支持，還能夠培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。

1　物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)概述

2010年，教育部正式下發(fā)了允許高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的通知，成為高校的熱門(mén)專(zhuān)業(yè)，且首批通過(guò)了申報(bào)的高校招生情況也十分火爆。

物聯(lián)網(wǎng)最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)九十年代，是由Ashton教授在研究RFID時(shí)提出的，所謂物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)端能夠搭載到任何物體之上，實(shí)現(xiàn)信息通信。作為一種傳感器、網(wǎng)絡(luò)等多方面內(nèi)容高度集成的一種技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)用途較為廣泛，滲透至智能交通、倉(cāng)儲(chǔ)物流及家居安防等多個(gè)領(lǐng)域。自物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來(lái)，其成為了繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等之后的又一次世界信息產(chǎn)業(yè)，并在促進(jìn)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮著積極作用。特別是在溫總理提出“感動(dòng)中國(guó)”戰(zhàn)略后，物聯(lián)網(wǎng)成為我國(guó)五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的一部分。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要大量人才給予支持，因此物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)由此而來(lái)。雖然我國(guó)高校在人才培養(yǎng)方面已經(jīng)做出巨大貢獻(xiàn)和努力，且專(zhuān)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊，但是教學(xué)過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)題，不利于該領(lǐng)域積極作用的發(fā)揮。

2　現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物聯(lián)網(wǎng)工程教學(xué)體系的一部分，具有重要意義。但是作為一門(mén)新興專(zhuān)業(yè)，高?；A(chǔ)設(shè)施等方面相對(duì)滯后，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中的問(wèn)題較多：

2.1教學(xué)模式落后

社會(huì)對(duì)于人才綜合實(shí)踐能力提出了更高要求，但是受到傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，高校實(shí)驗(yàn)課程并未進(jìn)行相應(yīng)地改善，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊、單一，難以激發(fā)學(xué)生興趣，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，在很大程度上阻礙了學(xué)生各項(xiàng)能力的提升。同時(shí)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然延續(xù)傳統(tǒng)教學(xué)方法，一般是教師傳授理論知識(shí)，然后學(xué)生驗(yàn)證知識(shí)的正確性等，學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中并未積極思考，長(zhǎng)此以往，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新力的發(fā)展，且不利于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2.2忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性當(dāng)前，我國(guó)多數(shù)高校存在重理論、輕實(shí)踐認(rèn)知。教師在教學(xué)中更加關(guān)注理論知識(shí)的傳授，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。且在對(duì)于學(xué)生的考核方面，僅考察學(xué)生的理論知識(shí)，使得學(xué)生愈發(fā)不重視實(shí)踐學(xué)習(xí)，久而久之，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為理論知識(shí)的輔助課程。

2.3師資力量不夠強(qiáng)大

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師要具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)，且同時(shí)要有一定的動(dòng)手能力，如對(duì)傳感器部件、通信部件等進(jìn)行焊接、控制處理。而一直以來(lái)，缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的培養(yǎng)，使得師資力量難以滿(mǎn)足教學(xué)發(fā)展需求，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法可持續(xù)發(fā)展的短板[2]綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不盡人意，存在諸多問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革勢(shì)在必行，不僅是物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的需求，也是素質(zhì)教育改革的具體表現(xiàn)。

3　物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

該專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要表現(xiàn)在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID兩個(gè)方面。具體實(shí)踐教學(xué)體系如圖1。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性，本文認(rèn)為可以引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法開(kāi)展試驗(yàn)教學(xué)。

圖1　物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系圖

3.1項(xiàng)目教學(xué)法概念

所謂項(xiàng)目教學(xué)法主要是指在教師指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交給學(xué)生處理，引導(dǎo)學(xué)生收集信息、設(shè)計(jì)方案等，學(xué)生參與整個(gè)項(xiàng)目發(fā)展過(guò)程，最終完成項(xiàng)目探究目表，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)的一種有效的引導(dǎo)教學(xué)方法[2]。特別符合物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教育特色，能夠針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技術(shù)和實(shí)踐能力，是學(xué)生與社會(huì)能夠無(wú)縫結(jié)合的重要手段。且在該教學(xué)模式下，能夠突出學(xué)生的主體地位，與素質(zhì)教育理念相契合[4]。

項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)施中，不單純關(guān)注知識(shí)的傳授，更多的是知識(shí)的應(yīng)用。能夠?qū)W(xué)習(xí)內(nèi)容細(xì)化為多個(gè)小內(nèi)容，幫助學(xué)生逐個(gè)擊破重難點(diǎn)。同時(shí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)能夠引導(dǎo)學(xué)生參與到知識(shí)發(fā)展過(guò)程中，能夠?qū)W會(huì)知識(shí)更好地解決實(shí)際問(wèn)題。加之項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了信息雙向傳遞，能夠構(gòu)建高效課堂學(xué)習(xí)氛圍，促使人才培養(yǎng)與社會(huì)需求相吻合。

3.2精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目，采取新教學(xué)模式

項(xiàng)目設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目教學(xué)的基礎(chǔ)和核心，為了能夠達(dá)到更好的設(shè)計(jì)目標(biāo)和效果，在實(shí)際操作方面，需要學(xué)生對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)生興趣，激發(fā)其獨(dú)立思考，進(jìn)而促使學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)出更好的作品；在理論方面，應(yīng)著重與人才市場(chǎng)需求緊密相連，并確定一個(gè)清晰具體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以便于對(duì)各個(gè)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。如在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)測(cè)主題，并為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)智能環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，并安排各小組分別采集十個(gè)感知數(shù)據(jù)等。通過(guò)設(shè)計(jì)該項(xiàng)目，能夠幫助學(xué)生掌握感知部件等工作原理，從而指導(dǎo)自身函數(shù)編寫(xiě)。

3.3進(jìn)行合理的項(xiàng)目示范，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是一項(xiàng)新興專(zhuān)業(yè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)硬件工作原理、編寫(xiě)函數(shù)等方面難度較大。因此在具體教學(xué)過(guò)程中，教師要加強(qiáng)對(duì)低年級(jí)學(xué)生的指導(dǎo)。教師通過(guò)示范，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容以及項(xiàng)目重點(diǎn)進(jìn)行全面掌握。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行合理示范教學(xué)，能夠促使學(xué)生在原有知識(shí)的基礎(chǔ)之上發(fā)揮創(chuàng)造力[5]。例如：在無(wú)線(xiàn)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以先將各個(gè)接口的函數(shù)提供給學(xué)生，學(xué)生僅需要調(diào)用函數(shù)便能夠完成項(xiàng)目。然后初步了解傳感器網(wǎng)絡(luò)后，學(xué)生能夠?qū)Υ水a(chǎn)生濃厚的興趣，進(jìn)而參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，逐漸提升自身專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力，為日后構(gòu)建專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4重視項(xiàng)目操作，提高學(xué)生綜合能力

實(shí)驗(yàn)操作是物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是學(xué)生們發(fā)揮創(chuàng)造力的主要載體。如果缺少學(xué)生的自主操作，其將難以深入了解和掌握專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能，并形成獨(dú)特的思維模式。在項(xiàng)目操作過(guò)程中，教師可以將以往的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)整合到一起，如將傳感器網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)整合到一起，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)智能環(huán)境查詢(xún)系統(tǒng)。給予學(xué)生更多實(shí)驗(yàn)自主權(quán)，促使其能夠充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)造力。設(shè)計(jì)操作項(xiàng)目時(shí)要綜合考慮學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，在此基礎(chǔ)上提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，且可以采取合作、單獨(dú)等形式完成項(xiàng)目操作[6]。通過(guò)這種方式學(xué)生能夠充分利用已知數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外，學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，難免會(huì)遇到突發(fā)情況，及時(shí)給予學(xué)生幫助和支持，促使其能夠更為順利地完成實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立能力和自信心，從而為后續(xù)自學(xué)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)提供支持。

3.5兼顧教學(xué)評(píng)價(jià)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有重要作用，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)能夠讓教師和學(xué)生明確知識(shí)掌握程度。因此，對(duì)于教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整理論與實(shí)踐兩方面的比例，增加實(shí)踐考核比例，引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)探究，同時(shí)還應(yīng)擴(kuò)大評(píng)價(jià)主體的范圍，將教師、學(xué)生以及自己評(píng)價(jià)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而確保評(píng)價(jià)的公平、公正[7]。該專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，對(duì)于教師的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)及動(dòng)手能力等要求較高。所以高校要積極引進(jìn)高學(xué)歷人才，組建一支實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。并結(jié)合本校實(shí)際情況，制定完善的培訓(xùn)體系，側(cè)重對(duì)教師物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)的教育，不斷提升教師的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展，并在學(xué)生能力培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)揮積極作用。

除此之外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展建立在完成的實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)之上。該專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要設(shè)備較多，如傳感器等?；谶@些部件體積小等特點(diǎn)，為了能夠給予學(xué)生更多自主學(xué)習(xí)實(shí)踐，教師可以適當(dāng)增加一些實(shí)驗(yàn)備品，深化學(xué)生對(duì)編程等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。

4　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文所述，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)將具有廣泛的發(fā)展前景，但同時(shí)也迎來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。基于學(xué)科特殊性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性日漸突出。因此教學(xué)中，教師要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，樹(shù)立現(xiàn)代教學(xué)理念，明確認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生能力培養(yǎng)的重要意義，引進(jìn)教學(xué)方法，突出學(xué)科特色，不斷完善課程體系建設(shè)，構(gòu)建高效實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，從而為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)更多高素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)化人才。

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Discussion on Experimental Teaching of the Internet of Things Engineering in Colleges and Universities

XIA Bing
（Department of Information Engineering, Shengda Economics Trade & Management Colleage of Zhengzhou 451191）

Abstract：The internet of things is a part of the five emerging strategic industries in China, the talent demand of which is increasing in the penetration of social development. Experimental teaching as a basic course in the teaching of the internet of things engineering, which can provide more visual, specific professional knowledge and content. So how to improve its effectiveness has been widely concerned in the educational work. Analyzes and studies the status of experimental teaching, and proposes the countermeasure of improving its effectiveness according to the project teaching method and subject characteristics.

Keywords：Colleges and Universities; Internet of Things Engineering; Experimental Teaching

收稿日期：2016-01-12修稿日期：2016-03-08

作者簡(jiǎn)介：夏冰（1984-），女，河南漯河人，碩士研究生，助教，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)

文章編號(hào)：1007-1423（2016）10-0052-04

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.10.012