《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》教學(xué)改革探索

韓媛媛 程鳳林 王娜 楊金山 張蕾 王永 劉光偉

[摘 要]《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的必修課，旨在使學(xué)生掌握RFID的相關(guān)知識，能夠完成RFID系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，然而，現(xiàn)行的教學(xué)內(nèi)容無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)模式和教學(xué)方法等手段無法提升學(xué)生的實踐能力，導(dǎo)致課程結(jié)束后，學(xué)生依舊無法進(jìn)行獨立的程序開發(fā)，不能滿足工作崗位的需求，因此，為了實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，向社會輸送優(yōu)質(zhì)的人才，必須對傳統(tǒng)的教學(xué)進(jìn)行課程改革。教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等的調(diào)整，減輕了課程難度，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果得以提高。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)模式;教學(xué)方法;課程改革

[中圖分類號]U495 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

物聯(lián)網(wǎng)顧名思義是物物相連的網(wǎng)絡(luò)，若想要物做到互相通信，就需要讓物“開口說話”，物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)應(yīng)運而生，成為了實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，因此，通常把《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的必修課，旨在讓物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生掌握射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，通過學(xué)習(xí)，使得學(xué)生能夠掌握自動識別技術(shù)的概念，了解其分類與發(fā)展，掌握RFID標(biāo)準(zhǔn)體系，RFID電子標(biāo)簽、RFID讀寫器及RFID中間件的工作原理，通過RFID案例分析，掌握其應(yīng)用，能夠完成RFID系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，而現(xiàn)行的培養(yǎng)模式在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面存在許多不足，因此，需要進(jìn)行課程改革，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實踐能力，適應(yīng)社會對RFID人才的需求。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

目前，《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》課程共40學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實驗8學(xué)時，此外，還需結(jié)合單片機(jī)的知識，完成為期2周的課程設(shè)計，所以說理論教學(xué)是實驗和課程設(shè)計的基礎(chǔ)。授課過程中多采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即教師先講解理論，然后再講解一些功能性實例，由學(xué)生完成驗證，最后由教師指導(dǎo)完成課程設(shè)計，然而，在課程結(jié)束后，學(xué)生依舊無法進(jìn)行獨立的程序開發(fā)，就業(yè)時不能滿足工作崗位的要求，為了向社會輸送優(yōu)質(zhì)的RFID人才，必須對傳統(tǒng)的教學(xué)進(jìn)行課程改革。

2 存在問題

傳統(tǒng)教學(xué)的弊端主要體現(xiàn)在以下四個方面：

2.1 教學(xué)內(nèi)容

原有教學(xué)內(nèi)容主要包括射頻識別技術(shù)、電子標(biāo)簽、讀寫器、RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、RFID系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和基于RFID的典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)EPC等內(nèi)容，這些內(nèi)容偏難，注重抽象的原理，比較枯燥，所以在上課過程中，學(xué)生興趣不高，昏昏欲睡，教學(xué)效果非常不理想。

2.2 教學(xué)模式

本課程的實踐性比較強(qiáng)，而傳統(tǒng)的授課模式一般是利用多媒體講授理論知識，但是由于理論知識較難，學(xué)生對多媒體上羅列出來的文字、公式等內(nèi)容并不能做到真正的理解，更不能把它們同RFID的應(yīng)用聯(lián)系到一起，所以這種授課模式無法起到理論指導(dǎo)實踐的作用，更不能培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

2.3 教學(xué)方法

以往的教學(xué)基本上是教師講解，學(xué)生被動接受，在實驗課上進(jìn)行驗證，因此，學(xué)生實踐能力較差，這就導(dǎo)致在進(jìn)行課程設(shè)計時，也需要教師給出設(shè)計思路，輔助調(diào)試出現(xiàn)的問題，學(xué)生無法獨立完成RFID項目。

2.4 考核方式

傳統(tǒng)的考核方式一般是采用平時考核與期末試卷考核相結(jié)合的方法，其中期末試卷側(cè)重理論知識的考核，這就使得學(xué)生在考試前會對知識點進(jìn)行死記硬背，雖然大部分學(xué)生最后的考試成績還可以，但是對知識的理解和應(yīng)用不到位，且實踐操作能力低。

3 教學(xué)改革

3.1 教學(xué)內(nèi)容

本課程的理論學(xué)習(xí)將由晦澀難懂的理論知識，轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕ㄒ韵滤牟糠种R：（1）條形碼基本概念，條碼識別技術(shù)及應(yīng)用;（2）射頻識別技術(shù)，電子標(biāo)簽，讀寫器，在講解時避免較深的理論知識和繁瑣的推導(dǎo)過程，學(xué)生能夠掌握結(jié)構(gòu)，懂得原理，熟悉工作過程及作用即可;（3）RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和關(guān)鍵技術(shù)，通過這兩部分知識讓學(xué)生熟悉RFID規(guī)范及使用何種技術(shù)，了解RFID的不足和發(fā)展趨勢，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);（4）RFID技術(shù)應(yīng)用，主要包括編程工具的安裝與使用，分析時鐘樹，蜂鳴器的初始化及應(yīng)用，LED燈的初始化及應(yīng)用，讀取電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)等內(nèi)容，做到理論與實踐的結(jié)合。

本課程的實驗教學(xué)旨在使學(xué)生進(jìn)一步掌握RFID 系統(tǒng)的工作原理，掌握電子標(biāo)簽、讀寫器、中間件等的操作方法，進(jìn)一步加深學(xué)生對課堂上所學(xué)知識的理解和掌握，使學(xué)生具備可以從事RFID 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計的能力，然而，根據(jù)現(xiàn)行的培養(yǎng)方案，該課程的實驗學(xué)時為8學(xué)時，為了達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果，建議增加實驗學(xué)時數(shù)。關(guān)于實驗教學(xué)，可以從以下兩個方面開展實驗：（1）電子標(biāo)簽操作實驗：驗證型實驗，旨在讓學(xué)生直觀性地認(rèn)識電子標(biāo)簽的功能和應(yīng)用;（2）高頻13.56M ISO14443模塊實驗：操作型實驗，旨在讓學(xué)生了解和掌握對ISO/IEC14443協(xié)議的讀寫器的使用和對符合ISO/IEC14443協(xié)議的電子標(biāo)簽的操作，主要內(nèi)容包括：IAR for stm8 工具的使用;MFRC531的使用;尋卡、密碼驗證、讀取數(shù)據(jù)操作的編程。

3.2 教學(xué)模式

傳統(tǒng)講授的教學(xué)模式和枯燥的理論內(nèi)容不容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然而現(xiàn)在出現(xiàn)了許多新興網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源和教學(xué)模式，例如微課、慕課和翻轉(zhuǎn)課堂等，在上課過程中，可以放置趣味小視頻到超星學(xué)習(xí)平臺，這樣，學(xué)生如果上課沒有聽懂或者請假錯過本次課程，就可以通過超星學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以將不懂的問題發(fā)起討論，與同學(xué)和老師共同討論。

3.3 教學(xué)方法

為了實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，為社會輸送更多的RFID人才，在教學(xué)過程中，要加強(qiáng)實踐教學(xué)，鼓勵學(xué)生多動手，不要“眼高手低”，在編程過程中如果遇到問題，要及時與同學(xué)或者老師討論，這樣才能加深對知識點的理解和應(yīng)用。只有學(xué)生自己動手實現(xiàn)了相應(yīng)功能才能獲得成就感，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升自身創(chuàng)新意識、分析問題和解決問題的能力。

3.4 考核方式

本課程的綜合成績包括課堂成績和實驗成績兩部分，課堂成績占總成績的80%，實驗成績占總成績的20%。課堂成績由平時成績和期末成績兩部分組成，這兩部分所占課堂成績比例分別為20%，80%，期末考試采用閉卷考核的方式;實驗成績由平時成績和期末成績兩部分組成，這兩部分所占實踐成績比例分別為40%和60%。由此可以看出，以往的考核方式無法對學(xué)生的實踐能力做出考核，后續(xù)過程中，將提高實驗成績的比例，并將學(xué)生的實驗表現(xiàn)作為考核計入總成績，避免“高分低能”的現(xiàn)象，注重綜合能力的培養(yǎng)。

3.5 課程設(shè)計

《物聯(lián)網(wǎng)初級課程設(shè)計》是提升學(xué)生對RFID和單片機(jī)知識綜合運用能力的有益補(bǔ)充，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，讓學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備工作過程，掌握射頻無線通信及單片機(jī)制作與應(yīng)用，掌握射頻芯片控制程序的編寫，掌握13.56Mhz RFID射頻閱讀器硬件設(shè)計及調(diào)試，因此，在進(jìn)行課程設(shè)計時，要以項目為導(dǎo)向，首先讓學(xué)生依據(jù)電路圖和原理圖，完成硬件的焊接和調(diào)試，然后3人為一個小組，可以推選1位組長，由組長根據(jù)各位同學(xué)的特長進(jìn)行分工，設(shè)計完成RFID充值消費卡系統(tǒng)的開發(fā)，最后學(xué)生對本組完成的項目進(jìn)行介紹和演示，由答辯教師提出問題進(jìn)行答辯，如此，便可以在鞏固和加深理論知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神和協(xié)作能力。

4 結(jié)語

經(jīng)教學(xué)實踐證明，本次《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》課程改革的教學(xué)效果顯著，由于物聯(lián)網(wǎng)正處于快速發(fā)展時期，而RFID是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，各大企業(yè)都在涉足物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，對精通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人才的需求也是與日遞增，所以，為向社會輸送一批有用的人才，實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在后續(xù)過程中，還需不斷將新知識融入到《物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)與應(yīng)用》中，并對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進(jìn)行完善，讓學(xué)生做到積極學(xué)習(xí)，主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的綜合能力。

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