面向物聯(lián)網(wǎng)的無線通信實踐教學改革探索

摘要：我國物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，為無線通信技術的廣泛應用提供了更多種可能，與此同時，對于無線通信專業(yè)人才的能力與素養(yǎng)也提出更高的要求。在這種背景之下，需要無線通信教學加大創(chuàng)新力度，尤其在實踐教學改革方面要給予高度的重視。本文首先分析了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)無線網(wǎng)絡技術的教學現(xiàn)狀，再著重針對實踐教學改革策略進行了重點研究，希望所提出的措施建議能夠為提升教學質(zhì)效以及人才培養(yǎng)質(zhì)量做出積極貢獻。

關鍵詞：面向物聯(lián)網(wǎng);無線通信;實踐教學;改革策略

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)技術對于無線通信的發(fā)生與應用具有至關重要的影響，這就意味著無線通信人才培養(yǎng)策略需要隨著物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展做出相應的改革。尤其在實踐教學方面，更要做到與時俱進，銳意創(chuàng)新，確保實踐教學成果符合時代發(fā)展需求，人才培養(yǎng)質(zhì)量與行業(yè)發(fā)展之間構成一種良性循環(huán)機制。對此，需要從物聯(lián)網(wǎng)無線通信實踐教學現(xiàn)狀問題著手，有針對性的探索教學創(chuàng)新策略，早日構成起一套更加先進科學、高效實用無線通信技術人才培養(yǎng)新模式[1]。

二、物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡技術課程定位及教學現(xiàn)狀

在培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的過程中，應全面培養(yǎng)其軟硬件集成、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡集成和應用創(chuàng)新等專業(yè)能力。而基于物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡技術課程，其主要作用是讓學生掌握網(wǎng)絡化互聯(lián)的實現(xiàn)方法與實踐技能，而并非單純的掌握課本上的理論知識。這一教學定位，直接決策了實踐教學在整個專業(yè)教學體系中的重要性與必要性。

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的全面發(fā)展，當前的無線網(wǎng)絡技術不論是覆蓋范圍、傳輸速度還是傳輸質(zhì)量，均較以往實現(xiàn)了大幅提升，這一發(fā)展需求進一步加大了無線通信課程對于實驗教學的整體要求[2]。因此，在今后的無線通信教學中，應當結(jié)合理論知識的講解，適時開展實踐教學以及相關實驗活動，及時幫助學生將課本知識轉(zhuǎn)化成實踐技能與專業(yè)素養(yǎng)，更加透徹的理解無線通信網(wǎng)絡的本質(zhì)與特性，掌握無線通信網(wǎng)絡的搭建方法與技巧，具備較強的網(wǎng)絡應用開發(fā)能力。從這一角度出發(fā)，在今后的物聯(lián)網(wǎng)無線通信專業(yè)教學中，不但要加大實踐教學的比重，還要著重強化對設備自組織無線網(wǎng)絡的ZigBee技術以及實現(xiàn)無線接入因特網(wǎng)WiFi技術的實踐教學指導，以此來保證教學成本的實效性[3]。

三、面向物聯(lián)網(wǎng)的無線通信實踐教學改革策略研究

（一）完善專業(yè)課程群

面向物聯(lián)網(wǎng)的無線通信實踐教學，應當側(cè)重于對學生綜合學科能力的培養(yǎng)。因此，在開展相關教學改革的過程中，應當從大局著眼，做好頂層設計，制訂科學完善人才培養(yǎng)方案。建議在制訂此套方案的過程中，針對以下幾個方面進行綜合考慮：

1.適時導入先修課程

在無線通信網(wǎng)絡專業(yè)教學中，雖然ZigBee技術和WiFi技術其中兩門核心課程。但是，在講解這兩項技術的過程中，會涉及諸如通信原理、計算機網(wǎng)絡技術、操作系統(tǒng)、單片機原理、C語言、嵌入式系統(tǒng)等眾多先修課程。但是，如果將這些先修課程也一并列入無線通信課程體系當中，不但需要增加大量課時，還將導致核心課程教學時間的滯后，非常不利于學生對于核心專業(yè)知識的理解與吸收。對此，建議在教學實踐中，通過簡化先修課程專業(yè)知識講解來解決這個問題[4]。例如在講解ZigBee技術時，教師可以帶領學生簡要復習一遍分析出像頻段、信道概念等之前學習過的舊知識。因為在講解ZigBee技術的過程中，會涉及dB、dBm、接收機靈敏度等概念的運用，還需要學生選擇自定義信道，還會。對于像調(diào)制解調(diào)、信道編碼譯碼、信源編碼譯碼等通信原理的內(nèi)容則完全可以不做介紹，因為對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生而言，不需要學生對該部分進行進一步研究和分析，及時費時掌握這些內(nèi)容，對于學生進行網(wǎng)絡互聯(lián)也幾乎沒有任何幫助[5]。

2.開展跨學科融合教學

面向物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡技術，涉及多學科專業(yè)知識的綜合運用。因此，為了確保無線通信實踐教學的有效性，建議專業(yè)教師在把握住物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)精髓和主線的基礎上，有針對性和計劃性的開展多學科知識融合教學。比如在講解Zigbee技術時，可以先學習ZigBee主流芯片CC2530的RF功能，之后再導入CC2530的RF通信功能。通過這種循序漸進的方式，使學生對RF的無線數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程產(chǎn)生一個清晰的認識。此后，基于CC2530的基本RF功能，從別從發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點兩個方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)包格式的封裝與解析，使學生理解協(xié)議的真正含義。如果再增加一層對數(shù)據(jù)包的封裝和解析，還可以使學生更進一步理解協(xié)議棧中層的本質(zhì)。通過這種融合教學，即便學生沒有很好的掌握相關先修課程內(nèi)容，同樣可以通過學習ZigBee技術，掌握住與之相關的專業(yè)知識，從而獲得專業(yè)水平的有效提升[6]。

（二）打造信息交流平臺

面向物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術教學具有較強的系統(tǒng)綜合性。所以，會涉及大量知識點和眾多技能的培養(yǎng)。如果單純依靠課堂教學，顯然難以實現(xiàn)教學目標。因此，有必要結(jié)合實際教學需求，打造一個多元化信息交流平臺。通過此平臺的開放答疑、論壇等模塊，學生之間、師生之間進行在線學習交流，還可以信托此平臺為學生提供網(wǎng)絡化教學，使學生有機會聽取名師授課，從而有針對性地開展自主學習與個性化學習。比如在學習過ZigBee技術之后，教師便可以借助信息交流平臺開展后續(xù)課程設計，或者基于此平臺開展階段性集中實訓。比如教師要求學生借助信息交流平臺，通過小組合作的形式創(chuàng)建一個包含信息感知網(wǎng)絡、上位機顯示控制與手機端遠程無線控制三大模塊的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在完成這一實踐任務的過程中，教師先對全體學生進行合理分組。確保每一支小組當中，優(yōu)等生、中等生和后進生數(shù)量基本相當。這樣一來，優(yōu)等生可以發(fā)揮出帶頭人作用，帶領其他小組成員共同進步，使其獲得更多的實踐體驗。此后，在各小組進行任務分工，比如有些學生負責采用ZigBee技術搭建傳感器節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間的無線網(wǎng)絡，有此學生負責對傳感器節(jié)點溫度、濕度、光照強度等信息進行觀察與記錄，有些學生負責編寫上位機程序、自定義包格式等等。在完成各自實踐任務的過程中，一旦遇到問題，優(yōu)先在小組內(nèi)部進行討論，共同探索問題的解決策略。當問題依然無法解決時，再由教師提供專業(yè)化教學指導。最終，學生們運用以往學習到的專業(yè)知識，同時借助虛擬串口軟件和串口調(diào)試助手軟件，外加教師適時點撥，順利完成了教師事先安排的合作探究任務。在這個過程當中，學生們最初嘗試運用課本知識為ZigBee無線網(wǎng)絡的搭建提供指導，之后通過交流合作在ZigBee無線網(wǎng)絡與Windows對話框應用程序之間建立起關系性，最后在教師的指導之下，運用自定義包格式構建起帶有較強團隊特色的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)[7]。

另外，在開展分組討論的過程中，通過運用教學交流平臺，小組成員之間、師生之間可以打破時間與空間上的界限，隨時隨地進行溝通交流，尤其在方案設計與修改、程序調(diào)試、系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)當中，學生可以最大限度將多學科知識進行綜合運用，從而獲得專業(yè)核心素養(yǎng)的鍛煉與提升，對于無線通信學科體系形成更加全面的認知，使分析和解決的問題能力獲得顯著提升[8]。

（三）適合開展以賽促教

通過讓學生參加學科競賽，不僅可以檢驗學生對于專業(yè)理論知識掌握程度，幫助學生加強自我了解與認知，明確自身學習過程中的薄弱之處，還可以使學生的綜合實踐能力得到鍛煉與提升，除了提高專業(yè)技能以外，在提升創(chuàng)新能力、應變能力、抗壓能力等方面也具有較大幫助。在開展學科競賽的過程中，可以結(jié)合人才培養(yǎng)需求在現(xiàn)場競技、如期提交競賽作品、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目比賽等多種方式當中進行合理選擇。還可以鼓勵學生報名參加全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽或者“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。學生在參加這種專業(yè)賽事的過程中，不僅可以使專業(yè)技能獲得鍛煉與提升，還可以通過觀摩其他優(yōu)秀作品獲得更加開闊的眼界，進而對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)形成更加全面的了解與認知，由此建立起更加牢固的職業(yè)信念，甚至激發(fā)起創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，為今后開展自主創(chuàng)業(yè)打下基礎。另外，每一次競賽結(jié)束之后，教師都要及時帶領學生進行經(jīng)驗總結(jié)。一方面透過競賽發(fā)現(xiàn)教學過程中的問題與不足，及時對其進行改革與創(chuàng)新。另一方面，指導學生進行自我總結(jié)，還可以與學生一起制訂一份學習計劃，體現(xiàn)出“因材施教”的核心價值，促進學生專業(yè)素養(yǎng)的快速提升。總之，無線通信教師要充分利用好競賽機會，發(fā)揮出“以賽促教”的積極作用，以此來推動實踐教學模式的完善與優(yōu)化[9]。

（四）引進校企聯(lián)合教學

在開展物聯(lián)網(wǎng)無線通信實踐教學的過程中，除了開展校內(nèi)實訓、學科競賽以外，還要將學生置于真實的職場環(huán)境當中進行磨練，使學生獲得真正意義上的職業(yè)體驗，從中獲得多元化學習體驗。對此，需要高校與當?shù)責o線通信企業(yè)之間建立起長效溝通與合作模式，通過校企合作的方式，提升人才培養(yǎng)質(zhì)效與實效。在這個過程當中，專業(yè)授課教師首先要制訂一套極具可行性的合作方案，比如何時將學生派遣到企業(yè)當中進行實習、實習周期、實習內(nèi)容、管理細則、考核辦法等等。這樣一來，企業(yè)方面的對接人員便可以有針對性的開展相關工作，配合專業(yè)教師順利完成企業(yè)實訓。

另外，在學生實習過程中，要多給學生創(chuàng)造一些融入項目團隊、接受職業(yè)挑戰(zhàn)與挫折教育的機會。通過這一途徑，全面培養(yǎng)學生的個人素養(yǎng)，幫助學生建立起團隊精神和合作意識，在面對工作壓力與考驗時學會自我心理調(diào)節(jié)，形成較強的心理承受能力。這不僅是校企合作的重要內(nèi)容，更是企業(yè)挖掘人才、培養(yǎng)人才、任用人才的有效手段。對于那些具有培養(yǎng)潛力的優(yōu)秀學生，企業(yè)可以優(yōu)先進行錄用，在解決大學生就業(yè)問題、緩解企業(yè)用人難題的同時，為無線通信事業(yè)的健康發(fā)展提供人力資源保障[10]。

（五）創(chuàng)新教學評價機制

在針對學生的學習成果進行評價時，要充分認識到這一環(huán)節(jié)的作用與價值。在以往的教學評價教學中，往往只關注學生的考試成績，而忽略了其它重要方面。比如通過教學評價達琶激勵學生的目的，幫助學生建立起自信心，使學生加深自我了解與認知等等。因此，在開展實踐教學改革創(chuàng)新的過程中，要摒棄掉以往那種陳舊落后的評價方式，構建起多元化評價策略，真正發(fā)揮出教學價值的核心價值。

首先，開展綜合性評價。在針對學生的學習成果進行評價時，除了查看卷面分數(shù)以外，還要針對學生在項目研究、小組合作、學科競賽、企業(yè)實習、實驗探究中的表現(xiàn)進行量化評分。然后，針對各考核項目的權重比例進行合理分配，比如卷面分數(shù)占總分數(shù)的60%，其它項目共占40%。通過這種綜合性評價的方式，可以有效保證評價結(jié)果的客觀公正性，從而幫助學生了解自身優(yōu)勢與劣勢，進而有針對性的開展自我提升。

其次，通過評價培養(yǎng)學生自信心。在學生參與課堂教學或者學科活動的過程中，教師要善于發(fā)現(xiàn)學生身上的閃光點與進步之處，及時進對學生給予賞識性評價。比如在班級當中進行對針對進步較大的學生進行表揚與嘉獎，進行優(yōu)秀學習成果展示，讓學生與大家分享成功經(jīng)驗等等。之后，再由教師進行點評，指出值得大家學習與借鑒之處。通過這種評價方式，可以有效提高學生的自信心與成就感，還可以發(fā)揮出先鋒模范作用，激勵全體學生共同進步，

最后，針對學生的職業(yè)發(fā)展?jié)摿M行評價。隨時教師對學生專業(yè)水平、個人能力了解程度的不斷加深，教師要針對學生的職業(yè)發(fā)展?jié)摿ψ龀鱿鄳脑u價[11]。在此基礎上，與學生一同制訂一份職業(yè)生涯發(fā)展規(guī)劃，為學生今后的職業(yè)道路指明方面。通過這一途徑，一方面可以幫助學生加強自我了解，從而有針對性地進行自我完善與提升;另一方面，可以幫助學生在今后的職業(yè)發(fā)展中少走彎路，盡早實現(xiàn)人生理想，為行業(yè)發(fā)展與社會建設做出更多積極貢獻。

四、結(jié)束語

基于物聯(lián)網(wǎng)支持的無線通信技術應用，為人們?nèi)粘Ｉ?、學習、社會經(jīng)濟建設均帶來極大的便利。然而，伴隨著此項技術的不斷發(fā)展與更新，在無線通信實踐教學方面也要積極推進教學改革，確保該專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量與無線通信技術之間實現(xiàn)同步發(fā)展，為其技術應用、技術創(chuàng)新以及行業(yè)發(fā)展提供源源不斷的人才供給，持續(xù)推動我國科學水平與經(jīng)濟發(fā)展水平的全面提升。

作者單位：王濤? ? 桂林信息科技學院

參? 考? 文? 獻

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