計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐探索

錢喜亞

摘要：本文首先分析了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的概念與發(fā)展現(xiàn)狀，其次闡述了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中存在的問題，包括專業(yè)歸屬、人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)條件三個(gè)方面，最后總結(jié)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中實(shí)踐探索。意旨在通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，從專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建、核心課程構(gòu)建與專業(yè)課程構(gòu)建三個(gè)部分對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系進(jìn)行合理構(gòu)建與探索。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)；教學(xué)；問題；探索

物聯(lián)網(wǎng)是一種物與物、人與物之間的網(wǎng)絡(luò)互連。從1999年的最初提出到現(xiàn)在，經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到推廣與應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)人才的教育也引起人們的高度重視。大多高校對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的設(shè)立都是處于剛剛開始階段，沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)論在學(xué)科體系建設(shè)上還是實(shí)踐應(yīng)用上都不夠完善。

1.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）一詞起源于傳媒領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的是Ashton教授在1999年研究RFID時(shí)最早提出來(lái)的。隨著物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，其最初定義也在不斷變化，覆蓋范圍不再局限于RFID技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)工程目前還沒有一個(gè)比較明確的定義，究其原因主要有兩點(diǎn)：（1）物聯(lián)網(wǎng)工程的理論體系仍然沒有完善地建立。（2）物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等計(jì)算機(jī)類專業(yè)緊密聯(lián)系，與其他專業(yè)還沒有形成一個(gè)學(xué)科的共識(shí)。

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)信息載體，它能夠使獨(dú)立的物體通過互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交互互通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)而發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，其涉及范圍也越來(lái)越廣。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，我們可以看出計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)?，F(xiàn)今，大多數(shù)高校所設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)包含基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程兩類?；A(chǔ)課程主要是就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也涉及一些數(shù)學(xué)、物理的相關(guān)知識(shí)，而專業(yè)課程則主要是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)。總的來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個(gè)由多學(xué)科融合的且內(nèi)容較為復(fù)雜的新興的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科，其覆蓋面較為廣泛，主要由計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)學(xué)、物理等多個(gè)學(xué)科構(gòu)成。目前，我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)體系的構(gòu)建仍然處于探索階段[1]。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所涉及的知識(shí)范圍較為廣泛，需要多方面結(jié)合，因而對(duì)該專業(yè)的學(xué)生也有更多的要求。在充分學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)將相應(yīng)的知識(shí)有效運(yùn)用，不斷進(jìn)行創(chuàng)新與探索。

2.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中的問題

從物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，目前我國(guó)許多高校已經(jīng)創(chuàng)建了物聯(lián)網(wǎng)工程的相應(yīng)課程，但由于存在著對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)理解不夠透徹，專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)不夠完善等問題，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)效果并不盡如人意。

主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：（1）專業(yè)歸屬難以明確。當(dāng)前多數(shù)高校雖然設(shè)有物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，但是就改專業(yè)的具體歸屬?zèng)]有明確的標(biāo)準(zhǔn)劃分，一些高校將其劃分為通信學(xué)院的專業(yè)課程，另一些則是劃分為計(jì)算機(jī)學(xué)院課程進(jìn)行教學(xué)。造成這一現(xiàn)象的主要原因還是由物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本身的內(nèi)容龐雜所決定的，該專業(yè)涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域使學(xué)校在教學(xué)設(shè)計(jì)上也存在一定困難。（2）人才培養(yǎng)目標(biāo)不明晰。由于學(xué)校對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的歸屬有不同的看法，因此在教學(xué)目標(biāo)上也存在著一定差異。而從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景來(lái)看，應(yīng)當(dāng)以行業(yè)需求為導(dǎo)向進(jìn)行專業(yè)化教育，不斷推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療、教育、智能家居、智慧交通、智能電網(wǎng)、智能農(nóng)業(yè)、智能安防、智慧城市等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。（3）專業(yè)人才培養(yǎng)條件比較落后。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)條件落后主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是專業(yè)的師資力量短缺。大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師的專業(yè)水平較低，雖然精通計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等專業(yè)知識(shí)，但是對(duì)跨學(xué)科知識(shí)的掌握程度不夠，理解也不夠透徹。二是，由于教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善以及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)類教材稀缺而難以對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效教育[2]。

3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中的構(gòu)建探索

3.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建就是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)比較龐雜的知識(shí)體系進(jìn)行整合，形成一個(gè)層次分明、結(jié)構(gòu)銜接、完善統(tǒng)一的有機(jī)整體。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系的構(gòu)建首先應(yīng)當(dāng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程有所理解，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行分析，這一知識(shí)體系應(yīng)當(dāng)能夠體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的整體框架結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)。因此，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系應(yīng)當(dāng)包括：（1）感知層，包括射頻識(shí)別技術(shù)（即RFID技術(shù)）與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)；（2）網(wǎng)絡(luò)層；（3）應(yīng)用層；（4）物聯(lián)網(wǎng)整體框架構(gòu)成。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用過程中，其主要在感知層、傳送層及應(yīng)用層方面對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一定影響。在感知層上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的不同對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，將所采集的相關(guān)信息進(jìn)行收集處理，因此運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)感知層能夠比較完善地了解到監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化狀況，大大提高了信息處理效率，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的整體發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著物流網(wǎng)的發(fā)展，不同的通信節(jié)點(diǎn)也經(jīng)常出現(xiàn)，而這種獨(dú)立性的節(jié)點(diǎn)往往給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)造成許多壓力。而通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的有效管理，提升工作效率在應(yīng)用方面，它能夠?yàn)橛脩籼峁┨囟ǚ?wù)，根據(jù)用戶的不同需求進(jìn)行設(shè)備的協(xié)調(diào)與整合。因此，我們可以看到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)貫穿于物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)的重要基礎(chǔ)。

3.2 核心課程的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)更多地涵蓋與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)相關(guān)的知識(shí)體系，圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分類整合，大體上可以分為四個(gè)部分：基礎(chǔ)類、感知類、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信類、數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類。其中基礎(chǔ)類的課程主要包括：數(shù)理類課程、電路類課程、程序類課程。感知類課程主要包括：RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)原理、數(shù)據(jù)獲取與處理等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信類主要包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程、RFID技術(shù)與無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類主要包括：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、與計(jì)算與云存儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)等。

3.3 專業(yè)課程的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是適應(yīng)時(shí)代的需要而產(chǎn)生的新興的專業(yè)課程，具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，專業(yè)人才的培養(yǎng)也應(yīng)當(dāng)注重物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)性技術(shù)的應(yīng)用。專業(yè)課程構(gòu)件上應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生個(gè)人能力的提升，根據(jù)學(xué)生的不同興趣，進(jìn)行不同領(lǐng)域的分類指導(dǎo)，同時(shí)注重傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)兩個(gè)方面，通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展[3]。

4.結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)更多的是側(cè)重于實(shí)踐運(yùn)用，在掌握基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定創(chuàng)新，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好地運(yùn)用與現(xiàn)實(shí)生活之中。因此，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)應(yīng)當(dāng)構(gòu)建相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)體系，讓學(xué)生能夠有效地理解與掌握，并就相應(yīng)的核心課程與專業(yè)課程建設(shè)進(jìn)行一定的歸類，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)目標(biāo)的高質(zhì)量完成，

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：天津白澤技術(shù)有限公司）