物聯(lián)網(wǎng)工程概論教學(xué)改革的研究

摘 要：分析物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程的特點，提出課程改革的思路，從師資、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等幾個方面進(jìn)行改革。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);教學(xué)改革;教學(xué)方法

基金項目：2019年上海電機(jī)學(xué)院電子信息學(xué)院課程建設(shè)

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是通過在物體上植入各種微型感應(yīng)芯片使其智能化，然后借助無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)人和物體“對話”，物體和物體之間“交流”。物聯(lián)網(wǎng)為我們展示了生活中任何物品都可以變得“有感覺、有思想”這樣一幅智能圖景，被認(rèn)為是世界下一次信息技術(shù)浪潮和新經(jīng)濟(jì)引擎。國內(nèi)各高校紛紛設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，截止2020年2月，全國已有500多所高校設(shè)立了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，為社會輸送了大量的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程的特點

2.1 課程性質(zhì)

《物聯(lián)網(wǎng)工程概論》是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的必修課，也是第一門專業(yè)課，是一門導(dǎo)論性質(zhì)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步了解物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，了解物聯(lián)網(wǎng)的背景和最新發(fā)展、新技術(shù)，初步了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理和基本概念，同時也對與物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)的云計算、智能處理技術(shù)、信息安全等有初步的認(rèn)識和理解，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

2.2 授課對象

本課程開設(shè)在大一第一學(xué)期，也就意味著授課對象是大一新生。大一新生往往具有較高的學(xué)習(xí)熱情，但是具備較少的專業(yè)知識。甚至可能出現(xiàn)部分學(xué)生在高考時沒有選擇物理的情況，學(xué)生的理科基礎(chǔ)稍差。因此，在教學(xué)過程中如何揚(yáng)長避短，充分利用學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，克服學(xué)生的畏難情緒，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心變得很重要。

2.3 授課內(nèi)容

《物聯(lián)網(wǎng)工程概論》課程的教學(xué)內(nèi)容繁雜，物聯(lián)網(wǎng)工程屬于多個學(xué)科交叉的專業(yè)，涉及計算機(jī)、自動化、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)等方面的技術(shù)，面面俱到，但是都不深入。每個章節(jié)的內(nèi)容相對獨(dú)立，都包含大量的專業(yè)名詞和術(shù)語，學(xué)生學(xué)習(xí)比較困難。

3 教學(xué)改革

基于以上分析的物聯(lián)網(wǎng)概論課程的特點，從以下三個方面來進(jìn)行教學(xué)改革。

3.1 師資隊伍

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一個新興的專業(yè)，因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教師大多是由其他相關(guān)專業(yè)的教師轉(zhuǎn)過來的。而物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程涉及的知識面又比較廣，這就需要教師不斷進(jìn)行專業(yè)知識的自我充實和積累，另一方面可以通過定期的教研討論交流、專門的培訓(xùn)學(xué)習(xí)、企業(yè)掛職鍛煉等方式來提升理論和實踐水平。

3.2 教學(xué)內(nèi)容

物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程的教學(xué)內(nèi)容多且雜，設(shè)計到的知識點很多，如果不進(jìn)行合理的組織，學(xué)生不容易形成知識體系。目前，物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)一般分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。利用思維導(dǎo)圖的方式將所有教學(xué)內(nèi)容歸到三個層次中[1]，感知層主要功能是信息的采集，章節(jié)包括RFID、傳感器技術(shù)、智能硬件;網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是完成信息的傳輸，章節(jié)包括物聯(lián)網(wǎng)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù);應(yīng)用層的主要功能是完成信息的處理與應(yīng)用，包括定位、智能數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全。最后物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例，再用案例的方式將物聯(lián)網(wǎng)中從感知層采集到的大量信息，再到網(wǎng)絡(luò)層將信息進(jìn)行匯聚傳輸，最后應(yīng)用層實現(xiàn)對信息的智能處理和應(yīng)用，使得前面各章節(jié)學(xué)習(xí)的知識點不再各自孤立，而將其有機(jī)地融入到具體的應(yīng)用案例中去，加深學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)各個知識點的理解和掌握。

3.3 教學(xué)方法

1）課程的導(dǎo)入。物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的第一門專業(yè)課，首要的是要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的興趣，如何上好這門專業(yè)課，如何有趣地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程，需要對每次新課的導(dǎo)入進(jìn)行巧妙的設(shè)計。課程涉及的知識點眾多，什么都要講，什么都不能深入[2]，每一章都濃縮了一門課甚至幾門課。學(xué)生每節(jié)課都接觸到大量新的概念，難以理解和記憶，因此每節(jié)課可采用學(xué)生比較熟悉的生活中的案例來吸引學(xué)生的興趣，便于學(xué)生理解與記憶。比如，在講解RFID技術(shù)時，向?qū)W生提出問題“你們使用校園卡能做什么？”學(xué)生們馬上紛紛回答，食堂刷卡、上課考勤、門禁刷卡，這些都是大家每天都在做的事情。校園卡利用了什么原理呢？這就是RFID技術(shù)?！澳銈冞€知道有哪些使用RFID的應(yīng)用嗎？”還有ETC、交通卡……原來RFID技術(shù)就在我們的身邊，一下子激發(fā)了學(xué)生的興趣，繼續(xù)講解RFID技術(shù)了。再比如，在講解位置服務(wù)時，詢問學(xué)生如果要去一個陌生的地方不知道怎么走，應(yīng)該怎么辦？學(xué)生們立刻會想到用導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)可以獲取當(dāng)前的位置信息，并提供路線信息，這就是位置服務(wù)。利用位置服務(wù)還能做什么呢？啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和討論。

通過這樣的課程導(dǎo)入，可以增加與學(xué)生的互動交流，活躍課堂氣氛，同時啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行積極思考，對學(xué)生的創(chuàng)新思維也是一種鍛煉。

2）教學(xué)模式。學(xué)生初進(jìn)大學(xué)，仍然習(xí)慣于以教師為主體的教學(xué)模式，被動地接受。因此本課程采用講授-探究-分享的模式，變以教師為主體為以學(xué)生為主體。在講授完知識點以后，向?qū)W生提出探究的問題，學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)、相互討論的形式得到結(jié)論，然后在課堂上進(jìn)行分享。比如，在講完傳感器以后，提出探究問題“無人超市里，需要哪些傳感器？”學(xué)生則根據(jù)老師已經(jīng)講授的傳感器的分類，探究有哪些傳感器可能應(yīng)用到無人超市里，選一些學(xué)生分享他們的探究結(jié)果。還可以對這個探究問題進(jìn)行延伸，讓學(xué)生設(shè)計一個無人超市，以大作業(yè)的形式上交，鍛煉了學(xué)生的解決問題的鞥能力和創(chuàng)新思維能力。這樣，讓學(xué)生充分參與到課堂中來，不再只是被動地接受，而是積極思考，主動參與，課堂不再是教師的獨(dú)角戲，而是師生之間的對手戲，實現(xiàn)教學(xué)相長。

3）借助線上方式實現(xiàn)教學(xué)的延伸。物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程的學(xué)時非常有限，只有32學(xué)時。為了達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果，避免學(xué)生的時間與教師的固定答疑時間有沖突的現(xiàn)象，利用在線工具（如學(xué)習(xí)通），將討論和答疑延伸到課堂之外。學(xué)生如果有疑問，可以隨時隨地通過在線工具向教師進(jìn)行提問。對于共性的問題，教師也可以通過討論的形式，在全體學(xué)生之間展開，然后再給予回復(fù)。這樣，可以形成學(xué)習(xí)本課程的良好氛圍。

3.4 考核方式

本課程的考核采用過程性考核，除了期末考試以外，還包括探究分享、大作業(yè)等，充分反映學(xué)生對課程的參與度與表現(xiàn)，從多個角度對學(xué)生進(jìn)行考核。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)工程概論是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的第一門專業(yè)課，本文從課程性質(zhì)、授課對象和授課內(nèi)容三個方面分析了物聯(lián)網(wǎng)工程概論課程的特點，然后從師資隊伍、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式三方面對課程進(jìn)行了改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本課程，為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]洪琴.基于知識圖譜的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論教學(xué)內(nèi)容探討[J].科教導(dǎo)刊，2020（6）：104-105.

[2]洪琴.《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課堂導(dǎo)入設(shè)計的探索與思考[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019.2：257.

[3]劉芙蓉，范雙南，彭姣麗.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論教學(xué)設(shè)計[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018.11：238.

作者簡介

閆俊英（1978-），女，漢族，安徽阜陽人，碩士，講師，現(xiàn)任教于上海電機(jī)學(xué)院電子信息學(xué)院，研究方向：信息檢索。