物聯(lián)網應用技術專業(yè)實踐教學模式研究

【摘要】隨著物聯(lián)網技術及相關產業(yè)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網應用人才的需求也在不斷增長。因此，越來越多的高校開設了物聯(lián)網應用技術專業(yè)或相關課程。但作為一門融合了嵌入式系統(tǒng)技術、電子電氣技術、傳感器技術、計算機軟件技術、網絡通信技術等技術的理論與實踐的交叉學科，如何根據這些學科特點科學合理地構建物聯(lián)網相關產業(yè)平臺的實驗教學，滿足當前和未來人才的需求，是物聯(lián)網教學領域需要研究和解決的問題。本文探討了物聯(lián)網應用技術實踐教學課程體系的構建。

【關鍵詞】物聯(lián)網專業(yè);實驗教學模式;課程體系

【基金項目】武漢市教育局重點項目：《物聯(lián)網應用技術專業(yè)實踐教學課程體系構建研究——以武漢商學院為例》項目編號：（2015019）

物聯(lián)網是人、過程、連接設備和傳感器技術的集成，使這些設備能夠被遠程監(jiān)控、操作和趨勢評估。在網絡時代，人們可以利用信息技術實現物聯(lián)網。人們不僅可以通過互聯(lián)網互相交流，還可以通過互聯(lián)網獲得有關物體的信息。對象可以在網絡環(huán)境中相互通信。物聯(lián)網時代代表了未來信息技術在計算和通信領域的發(fā)展趨勢。物聯(lián)網應用技術是指將任何物體連接到互聯(lián)網上，通過紅外傳感器、射頻識別等信息傳感器設備，按照約定的協(xié)議進行信息交換和通信，實現智能識別、跟蹤、定位、監(jiān)控等的網絡技術。該技術是集傳感技術、通信技術、軟件技術、計算機技術、控制技術等多種技術于一體的綜合應用學科。物聯(lián)網產業(yè)是國家的戰(zhàn)略新興產業(yè)，溫家寶曾在無錫提出 “感知中國”后，我國物聯(lián)網產業(yè)蓬勃發(fā)展，成為繼互聯(lián)網之后下一個萬億級產業(yè)，急需相關技術人才。

1. 課程培養(yǎng)目標概述

物聯(lián)網應用技術專業(yè)是系統(tǒng)培養(yǎng)學生掌握物聯(lián)網的相關知識、基本方法和基本技能，培養(yǎng)學生的實踐能力、讓學生精通物聯(lián)網應用技術、具備通信技術、網絡技術、傳感技術等相關領域的專業(yè)實踐技能，能夠勝任物聯(lián)網及其相關領域的科學研究、系統(tǒng)設計與工程實施、人才培養(yǎng)等工作的高級工程技術與管理人才。本專業(yè)的主干課程主要有：電路、信號與線性系統(tǒng)、程序設計語言C++、數據結構與算法、操作系統(tǒng)、計算機組成原理、計算機網絡、電子技術基礎、數字信號處理、RFID原理及應用、傳感器技術、物聯(lián)網通信技術、無線傳感器網絡原理、物聯(lián)網信息安全技術、數據庫原理與技術、物聯(lián)網工程規(guī)劃與設計、物聯(lián)網綜合實踐等。培養(yǎng)學生的自學、信息收集和處理能力;培養(yǎng)學生的團隊合作、溝通和人際協(xié)調能力;培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德，培養(yǎng)學生學習和創(chuàng)新知識、新技能的能力。本專業(yè)的學生畢業(yè)后主要就業(yè)領域為物聯(lián)網、計算機、通信及其相關產業(yè)。

2. 物聯(lián)網應用技術專業(yè)實驗教學模式設計

2.1 課程教學設計概述

教學設計是以學生、學習方法、學習目標和學習評價為基礎形成一種教學設計模式，即在分析教學的需求和教學中存在的問題的基礎上，用科學、系統(tǒng)的方法來解決教學中出現的問題，從而優(yōu)化教學效果，制定科學合理的解決教學中出現的問題的步驟和方案，有效解決了教學中的問題。并利用評價反饋方案的實施效果進行檢驗，并對方案進行修改和完善，從而優(yōu)化教學方案的運行過程。教師是教學設計者。教師根據課程標準的要求和教學對象的特點，對課程的性質、培養(yǎng)目標、課程教學內容、方法、過程和學習效果評價等要各要素進行科學有序的安排，制定科學合理的教學計劃和方案。在學習過程中，以學習者為中心的教學設計理念旨在激發(fā)學生自主學習的熱情，以形式多樣的教學資源為載體，教師作為學生學習的指導者和幫助者，來幫助學生建立自己獨特的知識結構體系。

2.2 設計性實踐教學模式

由于傳統(tǒng)的實驗教學模式不能適應21世紀人才培養(yǎng)的創(chuàng)新與實踐的要求。實驗教學應積極適應時代發(fā)展和市場需求的背景，改革實驗教學模式，設計性實驗教學模式是讓學生根據給定的實驗任務，結合所學的理論知識，自主設計實驗方案（包括所需的儀器、設備和試劑），查閱文獻資料，獨立進行實驗操作。最后，通過編寫實驗報告，分析實驗數據，總結不足之處，得出實驗結果。這與傳統(tǒng)的以教師為中心的實驗教學模式完全不同，所有的教學設計都以教學為中心，學生的學習局限于教師的教學。在設計性實驗教學模式中，主體是學生，教師的作用是幫助和引導學生自主探索。整個實驗過程需要學生自主、主動地探索和發(fā)現，進而建構知識。設計性實驗教學模式是一種有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的教學形式，學生可以真正體驗到發(fā)現問題、解決問題的過程，學生與教師和同伴進行討論和合作，積極開展協(xié)作學習，激發(fā)學習興趣，因此，構建設計性實驗教學模式，能夠滿足物聯(lián)網專業(yè)人才培養(yǎng)的需要：創(chuàng)新能力、實踐能力和自主能力。

2.3 實踐教學課程體系建設

物聯(lián)網應用技術是一門應用型綜合學科專業(yè)。實踐教學是該專業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)。課時不少于總課時的50%。全面培養(yǎng)物聯(lián)網終端設備的軟硬件運行和維護的基本能力。整個實踐教學設計充分體現了以就業(yè)為導向，以職業(yè)能力的培養(yǎng)為目標的教學理念。采用“教與做”相結合的教學方法。通過專業(yè)基礎課、核心課的培訓、校內外綜合培訓等實踐教學環(huán)節(jié)，構建了完整的專業(yè)實踐教學體系。

專業(yè)基本技能實驗實訓課程包含數據庫基礎、C語言程序設計、網絡工程制圖、單片機原理與應用、Linux操作系統(tǒng)、可視化程序設計課程。專業(yè)核心技能綜合實踐課程包含無線傳感技術及應用、RFID技術及應用、局域網組建與管理、ZigBee通信技術及應用、物聯(lián)網綜合布線、物聯(lián)網網絡安全、工程文檔寫作、物聯(lián)網中間件技術、Web應用系統(tǒng)開發(fā)。開發(fā)物聯(lián)網應用綜合實訓--智能物流系統(tǒng)綜合課程設計，讓學生掌握物聯(lián)網系統(tǒng)的綜合實際應用。培養(yǎng)學生能夠搭建簡單的無線傳感器網絡，具有使用RFID設備，能夠搭建RFID網絡的技能，掌握局域網的組建＼網絡服務器的配置與管理，掌握ZigBee協(xié)議的性能、應用及前景，學會有線和無線兩方式的綜合布線系統(tǒng)，學會有效地保障網絡安全防止入侵，掌握工程文件的規(guī)范化編寫，掌握中間件的組成、功能及其應用，掌握基于.net環(huán)境的WEB應用開發(fā)技術。

2.4 靈活多樣的教學方法

在實際教學工作中，教學方法要求教師根據課程和教學內容的特點采取理論與實踐、案例教學和項目教學相結合的方法，靈活運用多種教學模式。如：運用混合式教學法，既調動了學生的創(chuàng)新思維，又挖掘了學生的潛能，學生學習的主觀能動性得到發(fā)揮。將所學知識立即付諸實踐，使學生易于理解、掌握和印象深刻;培養(yǎng)學生形成良好的知識學習和控制能力、溝通能力，專業(yè)能力和合作精神，提高自身綜合素質和能力;多元互動教學方法，企業(yè)、學校、校友和在校學生頻繁互動，理論講授、實訓、技術講座互相貫穿;以賽促學教學方法，通過形式多樣，豐富多彩的藝術設計競賽活動，促進學生主動學習課程有關知識，加深學生對知識的理解和掌握，提高學生的學習興趣。教學過程中以學生為主體，靈活多樣的教學方法，提高了教學效果。

2.5 實踐教學體系的質量評價

建立以提高學生專業(yè)能力為目標、加強學生專業(yè)素質和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，構建以學生為主體的多維學習效果和以能力素質考核為核心的多元化動態(tài)學習效果的評價體系。根據學生在任務或項目生產過程中的工作態(tài)度和工作行為進行考核評價。理論與實踐相結合，要引導和促進學生增強自身的核心能力和關鍵能力，在重視學生知識技能評價的同時，要加強對學生職業(yè)道德和職業(yè)行為的評價。

3. 結語

物聯(lián)網應用技術專業(yè)實踐課程建設需要結合與其相關的專業(yè)和自身的特點，來滿足人才培養(yǎng)的需要。在課程具體的實施過程中，需要在實踐中進行有效的解決和評價、調整和優(yōu)化。有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

作者簡介：張翠善（1967-），女，湖北宜城人，碩士，實驗師，主要研究方向：數字化校園建設與管理。