《射頻識(shí)別原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)研究

史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽(yáng)師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236037）

《射頻識(shí)別原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)研究

史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽(yáng)師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236037）

《射頻識(shí)別原理及應(yīng)用》是物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)核心課程之一，也是物聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)本專(zhuān)業(yè)大學(xué)生提出的基礎(chǔ)要求.為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)面向工程應(yīng)用的特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力為中心，對(duì)本課程教學(xué)實(shí)踐積極地進(jìn)行改革性探索.針對(duì)現(xiàn)有的《射頻識(shí)別原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中具有實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性、缺乏創(chuàng)新性等問(wèn)題.本文提出采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、改進(jìn)考核機(jī)制，將理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，同時(shí)也極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

射頻識(shí)別；物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)研究

1 引言

近幾年，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息化產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，萬(wàn)物互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是2016年的世界十大戰(zhàn)略科技趨勢(shì)，創(chuàng)新型技術(shù)人才也成為物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo).

物聯(lián)網(wǎng)交叉了多種學(xué)科，聚合集成了各類(lèi)信息技術(shù)，是計(jì)算機(jī)、通信、電子信息、密碼學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的融合創(chuàng)新應(yīng)用，社會(huì)需要從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、綜合分析及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才[1-3]，在學(xué)院成功轉(zhuǎn)型工科的契機(jī)下，如何在課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是一個(gè)緊迫性的課題.

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification,RFID）原理及應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中起到舉足輕重的作用.現(xiàn)有的射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)踐教學(xué)開(kāi)設(shè)少量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，該實(shí)踐方式不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，解決問(wèn)題能力，更不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏興趣，沒(méi)有積極性.這種教學(xué)方法在物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的RFID實(shí)踐教學(xué)中明顯不足.

2 傳統(tǒng)教學(xué)方法

結(jié)合近幾年的該課程的教學(xué)效果及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)目前RFID課程教學(xué)不足分析如下.

2.1 RFID課程體系設(shè)計(jì)不合理

RFID原理及應(yīng)用課程內(nèi)容涵蓋無(wú)線通信、高頻電子線路、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)和算法等多門(mén)學(xué)科和技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容范圍太廣、太泛、不深入，各個(gè)部分之間并沒(méi)有進(jìn)行有效的綜合起來(lái)，以達(dá)到學(xué)以致用的目的，致使學(xué)生產(chǎn)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)了但是并沒(méi)有什么用的感覺(jué).理論課教學(xué)過(guò)于偏重理論化，沒(méi)有具體的應(yīng)用部分，比如，只是分章節(jié)介紹低頻、高頻和微波等RFID技術(shù)，并沒(méi)有給出如何通過(guò)軟件設(shè)計(jì)、C語(yǔ)言編程、結(jié)合單片機(jī)控制等一系列的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程.

教學(xué)過(guò)程中仍然重理論輕實(shí)踐.具體主要表現(xiàn)在：（1）理論課學(xué)時(shí)多，實(shí)踐課學(xué)時(shí)相對(duì)較少；（2）該課程成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)，理論課分?jǐn)?shù)一般占70%以上，實(shí)踐部分不到30%；（3）實(shí)驗(yàn)課通常只做一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性；（4）經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)校沒(méi)有廣泛的開(kāi)展關(guān)于RFID的課程設(shè)計(jì)以及綜合性實(shí)驗(yàn).

2.3 實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)不合理

教學(xué)內(nèi)容開(kāi)設(shè)少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)由于實(shí)際條件的限制無(wú)法完成.實(shí)踐教學(xué)中，沒(méi)有安排學(xué)生做針對(duì)性的訓(xùn)練，比如：仿真軟件的學(xué)習(xí)，編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)及案例應(yīng)用，閱讀器外圍電路的實(shí)際設(shè)計(jì)及硬件電路板的焊接等.因此，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生缺乏主動(dòng)動(dòng)手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，甚至最基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也很難單獨(dú)完成，更沒(méi)有充足的時(shí)間去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，也無(wú)法談及創(chuàng)新設(shè)計(jì).

2.3 評(píng)價(jià)及考核標(biāo)準(zhǔn)不完善

實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)依據(jù)主要包括出勤，預(yù)習(xí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等.往往學(xué)生為了獲得高分，把功夫花在寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，只是紙上談兵，對(duì)實(shí)際實(shí)踐卻很少花時(shí)間去作創(chuàng)作性設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也是按照指導(dǎo)書(shū)或者教師的指導(dǎo)按部就班的完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也許完成的很好，但對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的幫助.這主要是由于沒(méi)有專(zhuān)門(mén)組織RFID的課程設(shè)計(jì)，沒(méi)有提供元器件，沒(méi)有給予學(xué)生充分的時(shí)間去做創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主的去動(dòng)手完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)成果的優(yōu)劣也沒(méi)有作為實(shí)踐考核的標(biāo)準(zhǔn).因此，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)成績(jī)并不能考核出學(xué)生的真實(shí)的實(shí)踐動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力.

3 實(shí)踐教學(xué)探索

3.1 探索實(shí)踐教學(xué)，開(kāi)辟興趣學(xué)堂

RFID原理及應(yīng)用課程的教學(xué)目的是使學(xué)生提高融合不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)的連接能力、將知識(shí)應(yīng)用在各種社會(huì)需求的創(chuàng)新實(shí)踐能力.通過(guò)近三年RFID教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，RFID原理及應(yīng)用這門(mén)課的學(xué)習(xí)，僅靠理論課和實(shí)驗(yàn)課是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而興趣是最好的老師，只有啟發(fā)了學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，讓學(xué)生自己動(dòng)手去做一些小的硬件、軟件或者系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中增進(jìn)了學(xué)生的自信心，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力.因此，平時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間，利用我校省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，積極參加實(shí)踐學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)時(shí)間不足.

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，組織RFID課程設(shè)計(jì)，主要是以基于嵌入式網(wǎng)關(guān)的RFID系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為重點(diǎn).在整個(gè)學(xué)習(xí)周期里，讓學(xué)生理解并學(xué)會(huì)基于嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)RFID應(yīng)用系統(tǒng)的全過(guò)程，提出了一個(gè)行之有效的設(shè)計(jì)模式.該模式具體流程及時(shí)間分配情況如表1所示.

表1 課程設(shè)計(jì)流程及時(shí)間分配

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

通過(guò)理論課、實(shí)驗(yàn)課及精心準(zhǔn)備的課程設(shè)計(jì)的幾輪學(xué)習(xí)后，部分動(dòng)手能力強(qiáng)、對(duì)RFID應(yīng)用系統(tǒng)有濃厚興趣的學(xué)生可以參與到項(xiàng)目實(shí)踐中.所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，是指教師根據(jù)學(xué)生前期知識(shí)儲(chǔ)備，針對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的各種模塊，指導(dǎo)學(xué)生從應(yīng)用角度出發(fā)，收集相關(guān)資料，設(shè)計(jì)RFID應(yīng)用系統(tǒng)以及對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的改進(jìn)，以解決問(wèn)題實(shí)現(xiàn)功能需求，項(xiàng)目完成后，要求每組學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)總結(jié)報(bào)告.在這個(gè)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)提出問(wèn)題、查資料討論、學(xué)生講解等方法靈活使用，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力.

此外，教師可以指導(dǎo)能力強(qiáng)的學(xué)生參加各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目的申報(bào)，通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的鍛煉，讓學(xué)生體驗(yàn)做科研的經(jīng)歷，拓展知識(shí)的廣度和深度.

3 改進(jìn)教學(xué)考核機(jī)制

在傳統(tǒng)的課程考核方式基礎(chǔ)上，綜合實(shí)踐教學(xué)過(guò)程進(jìn)行考核.總體上，考核機(jī)制應(yīng)該包括出勤、課堂討論及問(wèn)答、課后作業(yè)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、參與實(shí)踐項(xiàng)目得分（20%）、期末理論考試.所以，該課程的考核貫穿整個(gè)學(xué)期，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考核實(shí)驗(yàn)包括預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)代碼的編寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告這幾部分，可以占總分的20%.平時(shí)成績(jī)包括出勤、課堂討論及問(wèn)答、課后作業(yè)、占10%.參與實(shí)踐項(xiàng)目占20%.期末考核采用閉卷考試，考核內(nèi)容以基礎(chǔ)識(shí)記和拓展應(yīng)用為主，合理安排各部分的分值比例，期末考試占總成績(jī)的50%.該考核方式相比傳統(tǒng)方式，增加了實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)比例，縮小期末考試比例，不僅避免了學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí)，一到期末就開(kāi)始背題庫(kù)的壞習(xí)慣，也通過(guò)實(shí)踐項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)應(yīng)用水平.

4 競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)教學(xué)

為培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，學(xué)校及其他教育部門(mén)、乃至一些大公司等都提倡依托學(xué)校資源，組織大學(xué)生參加專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，加大對(duì)學(xué)生競(jìng)賽的投入.結(jié)合我院實(shí)際情況，鼓勵(lì)、支持學(xué)生參加各種專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，如：飛思卡爾智能車(chē)競(jìng)賽、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽，“互聯(lián)網(wǎng)+”比賽等.近來(lái)年，結(jié)合往年就業(yè)情況發(fā)現(xiàn)，參與比賽學(xué)生工作就業(yè)質(zhì)量相對(duì)較好.

5 結(jié)束語(yǔ)

為提高學(xué)生對(duì)RFID課程的興趣和實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，本文提出了有效地諸如開(kāi)辟興趣課堂，組織課程設(shè)計(jì)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法以及改進(jìn)考核標(biāo)準(zhǔn)等方法.依托2014級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)本科1班《RFID原理及應(yīng)用》實(shí)踐教學(xué)證明，學(xué)生在實(shí)踐中動(dòng)手能力得到鍛煉，解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新思想意識(shí)得到了改善；教師積極參與到課程設(shè)計(jì)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等實(shí)踐活動(dòng)中去，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果反映很好.教師也在實(shí)踐教學(xué)中去，使自身實(shí)踐能力得到了提高，積累了豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).但是創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成的，培養(yǎng)方法也不是一成不變的，關(guān)鍵需要教師長(zhǎng)期的堅(jiān)持和不斷的學(xué)習(xí)，因此，在以后的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，仍需積累經(jīng)驗(yàn)，不斷的改進(jìn)策略和方法，提高理論課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.

〔1〕趙月靜，陳繼榮，張永弟．單片機(jī)原理及應(yīng)用課程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013,30(1):176-179.

〔2〕李曙英，肖賢建．應(yīng)用型本科“ZigBee網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用開(kāi)發(fā)”課程教學(xué)探索與實(shí)踐[J]．電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12 (29):153-155.

〔3〕尚麗平,秦明偉.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育,2012（21）:23-25.

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A

1673-260X（2017）07-0211-02

2017-03-27

安徽省省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201510371044)；安徽省自然科學(xué)基金（608085QF159）；安徽省教育廳自然科學(xué)一般項(xiàng)目(2014KJ022)；安徽省教育廳教學(xué)研究項(xiàng)目（2016jyxm0756）；阜陽(yáng)師范學(xué)院校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（2016PPJY32）；阜陽(yáng)師范學(xué)院校級(jí)本科教學(xué)工程項(xiàng)目（2016SYZX01、2016PPJY34）；阜陽(yáng)師范學(xué)院教研項(xiàng)目（2016PPJY30）