物联网应用技术专业实践教学模式研究
时间：2020-05-05 05:19:10 来源：千叶帆 本文已影响人
【摘要】随着物联网技术及相关产业的不断发展，物联网应用人才的需求也在不断增长。因此，越来越多的高校开设了物联网应用技术专业或相关课程。但作为一门融合了嵌入式系统技术、电子电气技术、传感器技术、计算机软件技术、网络通信技术等技术的理论与实践的交叉学科，如何根据这些学科特点科学合理地构建物联网相关产业平台的实验教学，满足当前和未来人才的需求，是物联网教学领域需要研究和解决的问题。本文探讨了物联网应用技术实践教学课程体系的构建。
【关键词】物联网专业;实验教学模式;课程体系
【基金项目】武汉市教育局重点项目：《物联网应用技术专业实践教学课程体系构建研究——以武汉商学院为例》项目编号：（2015019）
物联网是人、过程、连接设备和传感器技术的集成，使这些设备能够被远程监控、操作和趋势评估。在网络时代，人们可以利用信息技术实现物联网。人们不仅可以通过互联网互相交流，还可以通过互联网获得有关物体的信息。对象可以在网络环境中相互通信。物联网时代代表了未来信息技术在计算和通信领域的发展趋势。物联网应用技术是指将任何物体连接到互联网上，通过红外传感器、射频识别等信息传感器设备，按照约定的协议进行信息交换和通信，实现智能识别、跟踪、定位、监控等的网络技术。该技术是集传感技术、通信技术、软件技术、计算机技术、控制技术等多种技术于一体的综合应用学科。物联网产业是国家的战略新兴产业，温家宝曾在无锡提出 “感知中国”后，我国物联网产业蓬勃发展，成为继互联网之后下一个万亿级产业，急需相关技术人才。
1. 课程培养目标概述
物联网应用技术专业是系统培养学生掌握物联网的相关知识、基本方法和基本技能，培养学生的实践能力、让学生精通物联网应用技术、具备通信技术、网络技术、传感技术等相关领域的专业实践技能，能够胜任物联网及其相关领域的科学研究、系统设计与工程实施、人才培养等工作的高级工程技术与管理人才。本专业的主干课程主要有：电路、信号与线性系统、程序设计语言C++、数据结构与算法、操作系统、计算机组成原理、计算机网络、电子技术基础、数字信号处理、RFID原理及应用、传感器技术、物联网通信技术、无线传感器网络原理、物联网信息安全技术、数据库原理与技术、物联网工程规划与设计、物联网综合实践等。培养学生的自学、信息收集和处理能力;培养学生的团队合作、沟通和人际协调能力;培养学生良好的职业道德，培养学生学习和创新知识、新技能的能力。本专业的学生毕业后主要就业领域为物联网、计算机、通信及其相关产业。
2. 物联网应用技术专业实验教学模式设计
2.1 课程教学设计概述
教学设计是以学生、学习方法、学习目标和学习评价为基础形成一种教学设计模式，即在分析教学的需求和教学中存在的问题的基础上，用科学、系统的方法来解决教学中出现的问题，从而优化教学效果，制定科学合理的解决教学中出现的问题的步骤和方案，有效解决了教学中的问题。并利用评价反馈方案的实施效果进行检验，并对方案进行修改和完善，从而优化教学方案的运行过程。教师是教学设计者。教师根据课程标准的要求和教学对象的特点，对课程的性质、培养目标、课程教学内容、方法、过程和学习效果评价等要各要素进行科学有序的安排，制定科学合理的教学计划和方案。在学习过程中，以学习者为中心的教学设计理念旨在激发学生自主学习的热情，以形式多样的教学资源为载体，教师作为学生学习的指导者和帮助者，来帮助学生建立自己独特的知识结构体系。
2.2 设计性实践教学模式
由于传统的实验教学模式不能适应21世纪人才培养的创新与实践的要求。实验教学应积极适应时代发展和市场需求的背景，改革实验教学模式，设计性实验教学模式是让学生根据给定的实验任务，结合所学的理论知识，自主设计实验方案（包括所需的仪器、设备和试剂），查阅文献资料，独立进行实验操作。最后，通过编写实验报告，分析实验数据，总结不足之处，得出实验结果。这与传统的以教师为中心的实验教学模式完全不同，所有的教学设计都以教学为中心，学生的学习局限于教师的教学。在设计性实验教学模式中，主体是学生，教师的作用是帮助和引导学生自主探索。整个实验过程需要学生自主、主动地探索和发现，进而建构知识。设计性实验教学模式是一种有利于培养学生创新能力和实践能力的教学形式，学生可以真正体验到发现问题、解决问题的过程，学生与教师和同伴进行讨论和合作，积极开展协作学习，激发学习兴趣，因此，构建设计性实验教学模式，能够满足物联网专业人才培养的需要：创新能力、实践能力和自主能力。
2.3 实践教学课程体系建设
物联网应用技术是一门应用型综合学科专业。实践教学是该专业的关键环节。课时不少于总课时的50%。全面培养物联网终端设备的软硬件运行和维护的基本能力。整個实践教学设计充分体现了以就业为导向，以职业能力的培养为目标的教学理念。采用“教与做”相结合的教学方法。通过专业基础课、核心课的培训、校内外综合培训等实践教学环节，构建了完整的专业实践教学体系。
专业基本技能实验实训课程包含数据库基础、C语言程序设计、网络工程制图、单片机原理与应用、Linux操作系统、可视化程序设计课程。专业核心技能综合实践课程包含无线传感技术及应用、RFID技术及应用、局域网组建与管理、ZigBee通信技术及应用、物联网综合布线、物联网网络安全、工程文档写作、物联网中间件技术、Web应用系统开发。开发物联网应用综合实训--智能物流系统综合课程设计，让学生掌握物联网系统的综合实际应用。培养学生能够搭建简单的无线传感器网络，具有使用RFID设备，能够搭建RFID网络的技能，掌握局域网的组建＼网络服务器的配置与管理，掌握ZigBee协议的性能、应用及前景，学会有线和无线两方式的综合布线系统，学会有效地保障网络安全防止入侵，掌握工程文件的规范化编写，掌握中间件的组成、功能及其应用，掌握基于.net环境的WEB应用开发技术。
2.4 灵活多样的教学方法
在实际教学工作中，教学方法要求教师根据课程和教学内容的特点采取理论与实践、案例教学和项目教学相结合的方法，灵活运用多种教学模式。如：运用混合式教学法，既调动了学生的创新思维，又挖掘了学生的潜能，学生学习的主观能动性得到发挥。将所学知识立即付诸实践，使学生易于理解、掌握和印象深刻;培养学生形成良好的知识学习和控制能力、沟通能力，专业能力和合作精神，提高自身综合素质和能力;多元互动教学方法，企业、学校、校友和在校学生频繁互动，理论讲授、实训、技术讲座互相贯穿;以赛促学教学方法，通过形式多样，丰富多彩的艺术设计竞赛活动，促进学生主动学习课程有关知识，加深学生对知识的理解和掌握，提高学生的学习兴趣。教学过程中以学生为主体，灵活多样的教学方法，提高了教学效果。
2.5 实践教学体系的质量评价
建立以提高学生专业能力为目标、加强学生专业素质和创新能力培养，构建以学生为主体的多维学习效果和以能力素质考核为核心的多元化动态学习效果的评价体系。根据学生在任务或项目生产过程中的工作态度和工作行为进行考核评价。理论与实践相结合，要引导和促进学生增强自身的核心能力和关键能力，在重视学生知识技能评价的同时，要加强对学生职业道德和职业行为的评价。
3. 结语
物联网应用技术专业实践课程建设需要结合与其相关的专业和自身的特点，来满足人才培养的需要。在课程具体的实施过程中，需要在实践中进行有效的解决和评价、调整和优化。有利于培养学生的创新意识和实践能力。
作者简介：张翠善（1967-），女，湖北宜城人，硕士，实验师，主要研究方向：数字化校园建设与管理。
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