高職院?！拔锫?lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”課程建設(shè)探索

陳芳

摘 要：隨著科技的發(fā)展，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頂端技術(shù)。目前，社會(huì)各大企業(yè)都對(duì)無(wú)線傳感技術(shù)方面的人才有著巨大的需求。高職院校是培養(yǎng)社會(huì)緊缺人才的搖籃，為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，通過(guò)對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)的建設(shè)進(jìn)行探究，通過(guò)理論與實(shí)踐一體化的模式為社會(huì)培養(yǎng)更多的專業(yè)型人才。

關(guān)鍵詞：高校；物聯(lián)網(wǎng)；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)無(wú)線通信方式形成的多條自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的信息進(jìn)行采集、感知和處理并發(fā)送到終端[1]，是多種技術(shù)的綜合信息處理平臺(tái)，包含微電機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)等。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在電子信息領(lǐng)域具有很高的研討價(jià)值，并且具有很廣闊的發(fā)展前景。

1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)概述

物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)是一門高深的學(xué)科，是院校培養(yǎng)無(wú)線傳感技術(shù)專業(yè)人才的核心課程。所以，需要將其作為高等職業(yè)院校的核心課程來(lái)開展。高職學(xué)生往往動(dòng)手能力強(qiáng)，理論知識(shí)相對(duì)薄弱，教師要以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，因材施教，深入淺出地為學(xué)生講解理論知識(shí)，提升學(xué)生的興趣[2]。在實(shí)際的教學(xué)中，要以教學(xué)與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式，通過(guò)對(duì)學(xué)生的教導(dǎo)并讓學(xué)生及時(shí)進(jìn)行實(shí)踐的教學(xué)理念以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)的搭建和實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)方面的興趣愛好，并加強(qiáng)學(xué)生對(duì)無(wú)線傳感技術(shù)的了解，為學(xué)生畢業(yè)后從事無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)踐奠定良好的基礎(chǔ)。

2 教學(xué)模式

在日常的課程教學(xué)中，要注重理論知識(shí)的講解，把專業(yè)的知識(shí)簡(jiǎn)化后傳達(dá)給學(xué)生；要堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)理念，注重技術(shù)的講解[3]；要以ZigBee技術(shù)為主要技術(shù)理念，以藍(lán)牙傳輸技術(shù)、WiFi傳輸技術(shù)等短距離的無(wú)線傳輸通信技術(shù)為輔助，并結(jié)合各種傳感器等技術(shù)組成無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)；要讓學(xué)生掌握各種無(wú)線傳感技術(shù)的理論和應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的近距離傳感技術(shù)開始，讓學(xué)生對(duì)無(wú)線傳感技術(shù)有一個(gè)從簡(jiǎn)單到深入的了解，從而使之更好地掌握無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過(guò)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)過(guò)程，使學(xué)生完成理論學(xué)習(xí)和科研。在教學(xué)過(guò)程中，要讓學(xué)生注重團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的過(guò)程，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的合作能力，從而提高學(xué)生的職業(yè)能力水平和職業(yè)素養(yǎng)水準(zhǔn)，為以后的就業(yè)和步入社會(huì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有復(fù)雜性，需要對(duì)幾萬(wàn)個(gè)代碼進(jìn)行理解。所以，教學(xué)課程的突出點(diǎn)應(yīng)該在學(xué)校與用人企業(yè)相結(jié)合的條件下，對(duì)所有學(xué)員進(jìn)行一體化教學(xué)，從理論知識(shí)研究到無(wú)線技術(shù)壓法再到最后的實(shí)踐應(yīng)用，充分利用好一體化的教學(xué)模式。在日常教學(xué)中，課程要按照無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組織架構(gòu)設(shè)置，然后根據(jù)高職學(xué)生的實(shí)際情況和無(wú)線傳感網(wǎng)的特性，將課程內(nèi)容分為若干個(gè)子項(xiàng)目或功能模塊。每個(gè)項(xiàng)目要與實(shí)際的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)合，以無(wú)線傳感技術(shù)及其應(yīng)用為主線，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行深入研究。在學(xué)習(xí)中，要明確每個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)、要求、相應(yīng)知識(shí)、技能實(shí)踐、技能拓展等全方面的組織內(nèi)容，從基礎(chǔ)開始，由簡(jiǎn)單到深入地全面學(xué)習(xí)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3 教學(xué)內(nèi)容分析

根據(jù)無(wú)線傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型來(lái)看，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容大致分為7個(gè)項(xiàng)目：（1）了解無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。（2）CC2530的基本構(gòu)建應(yīng)用。（3）Basic RF無(wú)線通信的應(yīng)用。（4）Zigbee的應(yīng)用和組網(wǎng)。（5）藍(lán)牙4.0的無(wú)線通信應(yīng)用。（6）GPRS無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用。（7）WiFi無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用。以上7個(gè)項(xiàng)目具有緊密的相連性，在組成結(jié)構(gòu)上一環(huán)扣一環(huán)，教學(xué)內(nèi)容從淺到深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，按照從基礎(chǔ)到應(yīng)用、從應(yīng)用到技術(shù)研究、從研究到技術(shù)拓展的層次，一步步充分了解和學(xué)習(xí)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

在課程開展的同時(shí)，要結(jié)合理論與實(shí)踐。不但注重理論的學(xué)習(xí)，也要引進(jìn)實(shí)際應(yīng)用案例和具體的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，將理論知識(shí)與實(shí)踐案例進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)將每個(gè)項(xiàng)目細(xì)化為若干個(gè)小任務(wù)，在全面的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)中實(shí)施教學(xué)，有助于學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和專業(yè)項(xiàng)目任務(wù)的完成。這樣不但能夠增強(qiáng)學(xué)生無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的專業(yè)能力，也能為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在培養(yǎng)學(xué)生全方位能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力與企業(yè)需求的無(wú)縫對(duì)接，能夠更好地為社會(huì)主義的進(jìn)步添磚加瓦。

4 課程目的分析

高校“物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”課程的開展是為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，更好地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力，為企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才。當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才的需求不僅有技術(shù)方面的要求，更需要的是實(shí)踐和工作能力，對(duì)于高層管理者則更需要綜合素質(zhì)能力。結(jié)合當(dāng)今企業(yè)對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的需求，針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要點(diǎn)，依托現(xiàn)有的教育資源，對(duì)專業(yè)人才可以進(jìn)行以下3個(gè)方面的課程教學(xué)培訓(xùn)，力求培養(yǎng)出更符合企業(yè)需求的專業(yè)性人才。

4.1 知識(shí)學(xué)習(xí)

（1）學(xué)習(xí)藍(lán)牙、WiFi、Zigbee等典型的短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用 。這類技術(shù)是后續(xù)技術(shù)的基礎(chǔ)，只有具備扎實(shí)的基本功才能為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。（2）學(xué)習(xí)IAR，Smartrf Flash Programmer等編輯軟件菜單的功能應(yīng)用，此編輯器的學(xué)習(xí)能夠推進(jìn)技術(shù)的深入研究和理解。（3）對(duì)CC2530單片機(jī)的FPIO、定時(shí)器、串口等各個(gè)部門基本組件的原理進(jìn)行深入了解。（4）掌握Basic RF Layer的工作模式和模擬量、開關(guān)量、邏輯量3種傳感器的工作原理。（5）掌握Z(yǔ)-Stack協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)基本概念和網(wǎng)絡(luò)管理，Z-Stack協(xié)議棧是編碼的基礎(chǔ)，只有充分掌握和理解Z-Stack協(xié)議棧，才能更好地理解無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（6）學(xué)習(xí)BLE協(xié)議棧的串口通信、主機(jī)傳輸技術(shù)等，傳輸技術(shù)的準(zhǔn)確性是保證無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。（7）學(xué)習(xí)拔打電話、讀取短信和發(fā)送指令。（8）詳細(xì)了解WiFi無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。

4.2 能力培養(yǎng)

（1）對(duì)于IAR，Smartrf Flash Programmer，Z-Stack等軟件要能正確地安裝和使用。（2）要能熟練地使用CC2530軟件，并理解基本組件。（3）要能熟練運(yùn)用模擬量、開關(guān)量、邏輯量3種傳感器的信號(hào)采集功能。（4）能夠熟練運(yùn)用Basic RF的無(wú)線采集功能與網(wǎng)絡(luò)組件功能。（5）能熟練地實(shí)現(xiàn)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的串口通信、無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、串口綁定等。（6）能夠獲取網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳感器數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控等。（7）能夠熟練開發(fā)基于BLE協(xié)議棧的串口透?jìng)?、手機(jī)與藍(lán)牙通信等項(xiàng)目。（8）熟練地運(yùn)用AT指令來(lái)控制通用分組無(wú)線服務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）無(wú)線通信模塊。（9）能實(shí)現(xiàn)WiFi無(wú)線通信功能。

4.3 素質(zhì)培養(yǎng)

（1）具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。（2）具有良好的動(dòng)手能力和求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)。（3）具有良好的語(yǔ)言表達(dá)能力并能通過(guò)文字?jǐn)⑹?。?）具有良好的組織協(xié)調(diào)、團(tuán)隊(duì)配合能力。（5）具有創(chuàng)新能力，注重能力的拓展。（6）具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)操守以及規(guī)范操作能力。

理論知識(shí)是衡量一個(gè)技術(shù)性人才的標(biāo)準(zhǔn)，所以，理論知識(shí)不能荒廢。但是高職院校更應(yīng)該注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在培養(yǎng)過(guò)程中要注重學(xué)生自身的能力，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案，因材施教。兼具專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)才能滿足無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域企業(yè)對(duì)人才的需求。所以，高職院校學(xué)生只有通過(guò)全方位的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，才更能適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展需求。

5 教學(xué)實(shí)施

在教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中，大多數(shù)課堂內(nèi)容都是以實(shí)體傳感網(wǎng)絡(luò)搭建為主，所以，要采用課堂理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，以項(xiàng)目任務(wù)為導(dǎo)向進(jìn)行學(xué)習(xí)。在實(shí)際的課堂學(xué)習(xí)中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，以學(xué)生的思維為主，從側(cè)面進(jìn)行指導(dǎo)。在課堂上，理論知識(shí)講解完畢后，教師要組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)。練習(xí)的方法是將班級(jí)學(xué)生模擬分組，每個(gè)分組模擬一個(gè)公司的創(chuàng)立，然后在課堂上進(jìn)行項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)分析。理論知識(shí)可以由學(xué)生自主查閱資料完成并制作對(duì)應(yīng)的PPT，這樣既能拓寬學(xué)生的知識(shí)面，又能增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)學(xué)生的發(fā)展非常有利。然后，對(duì)雙方的模擬公司進(jìn)行流程講解和競(jìng)爭(zhēng)，在競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程中雙方可以自由發(fā)揮，這樣能鍛煉雙方學(xué)員的語(yǔ)言組織能力，在競(jìng)爭(zhēng)中學(xué)習(xí)，在競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)步。最后由教師進(jìn)行總結(jié)評(píng)論，對(duì)雙方的流程和觀點(diǎn)進(jìn)行分析，作出合理的評(píng)判。在評(píng)判的過(guò)程中要采用多種手段，如多媒體等。這種學(xué)習(xí)方法能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)行操作實(shí)踐，養(yǎng)成學(xué)生邊學(xué)習(xí)、邊練習(xí)的好習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)學(xué)中帶做、做中帶學(xué)這種真正的一體化教育模式。

以Basic RF Layer的任務(wù)目標(biāo)為例，首先，要讓學(xué)生明白項(xiàng)目的任務(wù)目標(biāo)，充分了解Basic RF技術(shù)無(wú)線通信的各種內(nèi)容，補(bǔ)充相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的功能需求進(jìn)行分析定位從而確定實(shí)施方案。其次，根據(jù)實(shí)際情況選擇傳感器和通信模塊。最后，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的調(diào)試功能，完成此次目標(biāo)。完成后由學(xué)生書寫此目標(biāo)的詳細(xì)報(bào)告，然后由教師審核，評(píng)定目標(biāo)的完成情況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的不足，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)?！拔锫?lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”課程的實(shí)施還要采用學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合的模式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中工作、在工作中進(jìn)步。

要對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”課程進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)和考核?？己藘?nèi)容是無(wú)線傳感技術(shù)理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合形式。在考核成績(jī)中，理論知識(shí)占2/5，實(shí)踐能力占3/5，這樣能夠更好地提升學(xué)生的實(shí)踐能力，避免學(xué)生只學(xué)習(xí)理論知識(shí)而忽視實(shí)踐能力的提升現(xiàn)象。理論考核要以匯報(bào)的形式進(jìn)行，學(xué)生根據(jù)對(duì)整體知識(shí)的學(xué)習(xí)情況制作相應(yīng)的PPT進(jìn)行匯報(bào)演講，實(shí)踐考核可以根據(jù)企業(yè)的要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)踐能力應(yīng)用考核，通過(guò)考核激發(fā)學(xué)生對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興趣，從而努力學(xué)習(xí)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)”課程在高職院校的開展情況分析，能夠體現(xiàn)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要性。此課程不僅能夠提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，更能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，再經(jīng)過(guò)素質(zhì)方面的加強(qiáng)培訓(xùn)，定能培養(yǎng)出更適合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的人才。

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基金項(xiàng)目：長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目“基于人工智能背景的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》課程改革”