前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質物聯(lián)網導論課程論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。
關鍵詞: “物聯(lián)網工程導論”課程 實驗教學 教學方法
“物聯(lián)網工程導論”作為物聯(lián)網專業(yè)的入門引導課程,旨在幫助大學新生了解專業(yè)性質,把握專業(yè)全貌,掌握專業(yè)學習方法,增強學生的學習熱情。物聯(lián)網是一個涉及多領域技術的交叉學科,兼具理論性與實踐性,對于大學新生,憑借以往知識結構很難全面透徹理解本課程知識內容。筆者結合教學經驗和實踐,分析教學中存在的問題,并提出相應的辦法與建議,以期提高教學質量。
一、課程目標
物聯(lián)網作為國家新興戰(zhàn)略產業(yè),涉及電子科學與技術、智能科學與技術、通信工程、計算機科學與技術等眾多領域。本課程將介紹物聯(lián)網的起源及發(fā)展現(xiàn)狀,闡釋物聯(lián)網的關鍵技術及特點,介紹物聯(lián)網技術的具體應用及相關產業(yè)發(fā)展方向。通過本課程的學習,學生要掌握物聯(lián)網的含義,理解物聯(lián)網的相關技術及應用現(xiàn)狀,了解物聯(lián)網發(fā)展面臨的技術難題,把握物聯(lián)網的技術調整方向。
在實際教學中,要根據(jù)大一新生認知水平和思維方式對教學內容進行適當增刪,讓學生宏觀把握住本課程基本內容,掌握本專業(yè)學習重點和學習方法,講授內容宜廣不宜深,盡可能地激發(fā)學生的學習興趣,為日后學習其他專業(yè)課程奠定良好基礎。
二、教學中存在的問題
1.學生基礎薄弱,認知理解能力有限。
“物聯(lián)網工程導論”課程面授對象是大學一年級學生,在此之前他們沒有進行過任何專業(yè)學習,沒有一點理論基礎,雖然充滿好奇心與求知欲,但學習起來有難度,尤其是學習一些抽象理論的時候,學生學習起來會很吃力。此外,在講課過程中提到一些名詞,如路由器,學生幾乎都聽過,但大多都沒見過實物,不利于學生學習。因此,要針對本課程開設相應的實驗課程,以便提高學生理解力。
2.實踐教學環(huán)節(jié)薄弱,實驗室建設有待加強。
本課程是一門實踐性很強的課程,學生實踐動手能力的培養(yǎng)很重要。一方面一些高校單純理論講解,沒有開設相關實驗課程,另一方面一些高校雖開設有相關實驗,但實驗條件簡陋,實驗場地、實驗設備數(shù)量不能滿足教學需求,無法強化對學生科研能力、綜合素質、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
3.學生學習方法存在誤區(qū),考核方式陳舊單一。
學生習慣了以往中學學習方式,一方面過于依賴老師,課后自主學習意識不強,查閱文獻資料少,另一方面死記理論,沒有理解其內涵。這與傳統(tǒng)陳舊單一的考核方式不無關系,長期以來采用“期末成績+平時成績”的考評機制,學生為應付考試,背誦記憶,不利于發(fā)散思維,也不能有效檢測學生對知識的掌握程度。
4.學科建設不成熟,教師知識結構不完善。
物聯(lián)網專業(yè)作為一個開設不久的新專業(yè),存在學科建設不成熟、主干課程設置不合理的問題。物聯(lián)網是一門綜合叉學科,教師專業(yè)研究方向很難覆蓋物聯(lián)網的方方面面,這就需要教師通過自學、聽講座、學術交流等方式完善知識結構。另外,物聯(lián)網涉及眾多專業(yè),可以將一門課由幾名專業(yè)教師共同承擔,發(fā)揮各個教師專業(yè)優(yōu)勢,力爭提高教學質量。
三、教學方法探究
1.優(yōu)化教學內容。
“物聯(lián)網工程導論”課程內容豐富,針對物聯(lián)網專業(yè)新生特點,教學中要注意以下幾點:(1)選擇教材時要考慮學生的接受能力,參考老教師的教學經驗和建議,教材要難度適中,內容結構合理,語言淺顯易懂,可以選擇一些實例較多的教材,有助于學生理解課程內容和培養(yǎng)學習興趣,教材每章節(jié)后面要附有練習題與思考題,便于鞏固所學知識;(2)在開始每節(jié)課內容之前,將本節(jié)課的知識體系講一下,讓學生對本節(jié)課的脈絡結構有一個宏觀認識,講課過程中注意知識點間的銜接貫通,幫助學生理清思路。內容講完后,對本節(jié)課知識點進行串講回顧,強化記憶與理解;(3)講課過程中,少用專業(yè)詞匯,盡量用淺顯的語言進行描述,對于一些縮寫詞,如RFID(Radio Frequency Identification)、WSN(Wireless Sensor Network)等,要對縮寫詞原文進行說明,注重基本概念,開展基礎技術的學習。
2.豐富教學方式。
在新時代下,要采用多元化的教學方式,注重激發(fā)學生的學習熱情。(1)講課過程中多采用案例,如比爾?蓋茨最早提出了“物―物互聯(lián)”的設想,可以以比爾蓋茨智能家居為例,它實現(xiàn)了真正意義上的“物―物互聯(lián)”,不但可以激發(fā)學生的學習興趣,讓學生了解一些前沿技術,而且對物聯(lián)網概念有一個更深刻的認識。此外可以給學生多講一些前沿科技產品,如谷歌智能眼鏡,蘋果iwatch智能手表等,揭秘其中的技術奧秘,開闊學生眼界,發(fā)散學生思維。(2)講課過程中多與現(xiàn)實結合,如講傳感器時,可以結合智能手機,其中內置了多種傳感器,包括方向傳感器、距離傳感器、光線傳感器和壓力傳感器等。講課中擴展一些課外知識,如教學生如何用手機控制電腦,這是通過現(xiàn)有一些簡單設備很容易實現(xiàn)的,學生對科技帶來的便捷會覺得神奇,也會有學習動力。(3)注重師生間的交流,建立平等師生關系,讓學生不畏懼老師,敢于在課堂發(fā)問,關于這門課的疑惑或現(xiàn)實中遇到一些難題都可以提問,老師要給予及時回答。
3.開展實驗教學。
物聯(lián)網涉及大量全新復雜的概念與技術,開展實驗教學有助于學生更好地理解一些抽象理論。(1)設計一些基礎實驗,如講解RFID時,可以利用RFID教學實驗箱進行RFID功能演示與學生;講解數(shù)據(jù)采集時,可以利用數(shù)據(jù)采集板卡,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集或利用開發(fā)軟件模擬數(shù)據(jù)采集與處理;講解無線區(qū)域網時,可以讓學生利用手機藍牙進行數(shù)據(jù)傳輸。(2)設計一些綜合性實驗,可以借助本校現(xiàn)有資源,如我校農學專業(yè)比較強,學校里有小麥中心研究基地,可以在小麥種植區(qū)部署一些傳感器節(jié)點,每隔一定時間檢測一次土壤濕度、溫度或有害物數(shù)量,這就是物聯(lián)網的一個典型實例,實現(xiàn)農業(yè)智能耕種。
4.完善考核機制。
傳統(tǒng)考核方式多為試卷考試,新形勢下新型專業(yè)考核機制要更合理全面。(1)課堂報告,不限題目,只要與該門課相關,學生可以根據(jù)自己的興趣點搜集資料,進行課堂匯報與展示,并對講解內容組織課堂討論,對于積極參與的學生進行期末加分。(2)提交期中課程小論文,鼓勵學生課下自主學習,根據(jù)論文立意、內容進行打分。(3)課程實踐設計,提交實驗報告,實驗報告要包含實驗目的、要求、設計內容、實驗中問題、問題分析與解決。學生最終成績應該是這些成績的綜合考量。
四、結語
筆者根據(jù)個人教學經驗,分析了“物聯(lián)網工程導論”教學中存在的若干問題,并從教學內容、教學方式、實驗教學、考核機制四個方面給出詳細的解決方案與建議,希望改進和完善現(xiàn)有的課程教學,指導后續(xù)課程的學習,培養(yǎng)出高精尖物聯(lián)網專業(yè)人才。
參考文獻:
[1]劉云浩.物聯(lián)網導論[M].北京:科學出版社,2010.
【關鍵詞】物聯(lián)網 課程 教學實踐 應用能力
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯(lián)網(Internet of Things,IOT)又稱傳感網,指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產、攜帶智能終端的個人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網絡實現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個性化的實時監(jiān)控、定位溯源、報警聯(lián)動、遠程控制、安全防范等管理和服務功能,實現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯(lián)網是繼計算機、互聯(lián)網和移動通信之后的又一次信息產業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一。物聯(lián)網產業(yè)具有產業(yè)鏈長、涉及多個產業(yè)群的特點,其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學技術的不斷發(fā)展,物聯(lián)網技術將催生新的產業(yè),形成新的經濟增長點,其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設物聯(lián)網相關專業(yè),新設專業(yè)將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設置的“物聯(lián)網”專業(yè)通過了教育部的審批。
二、教學實踐與教學方法的初步探索
筆者所在的大學還未申報物聯(lián)網專業(yè),但與物聯(lián)網技術相關的支撐專業(yè)門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學技術、計算機科學與技術、控制工程及測控技術及儀器等專業(yè)。基于此,筆者在2011年連續(xù)兩個學期開設了物聯(lián)網技術導論的公選課,學生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當前本科生對物聯(lián)網等新生技術具有非常強的學習欲望。針對物聯(lián)網技術的特點,在現(xiàn)有教學技術的基礎上,對教學方案進行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結合選課學生的特點:不僅有理工科學生,還有社會科學類學生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯(lián)網技術、應用、標準和商業(yè)模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導學生了解物聯(lián)網世界,且不需要較強的專業(yè)背景,適應不同專業(yè)的學生。
2.嚴格修訂教學大綱,合理安排教學內容。
教學大綱不僅是進行教學內容及進度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學質量評估的依據(jù)。一個好的教學大綱,非常有利于教學質量的提高。在教學內容上,首先講述物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展與機遇,讓同學們明白物聯(lián)網技術無論是在經濟、生活以及國家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學們掌握互聯(lián)網、物聯(lián)網以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術的物聯(lián)網支柱產業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網產業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網絡層和應用層。讓學生了解物聯(lián)網的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術、長距離無線通訊技術、短距離有線通訊技術和長距離有線通訊技術。在物聯(lián)網應用方面,通過物聯(lián)網在城市市政管理、農業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運輸?shù)确矫婧屯瑢W們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術,讓同學們對整個物聯(lián)網系統(tǒng)有更進一步的了解。
3.教學方法和教學互動
物聯(lián)網是個實用性很強、發(fā)展前景很廣的技術。將來物聯(lián)網會發(fā)展到什么程度,對人類的科技和生活會產生什么影響,都是一個未知數(shù)。因而在教學過程中,筆者非常注意和學生互動,讓同學們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學生互動的環(huán)節(jié),更有讓學生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個開放的課程,學生不僅能學到知識,更能發(fā)揮自己的主觀能動性。同時,通過運用多媒體等途徑來呈現(xiàn)物聯(lián)網所存在的問題和發(fā)展前景,請同學們利用已有知識,并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設置懸念,然后抓住重點、熱點作深入分析,最后上升為理論知識。從而使課程生動形象,對錯分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當然,這種講課方式有一個前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實現(xiàn)這種溝通,理解是基礎,也即心靈交融,才能實現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應物聯(lián)網技術應用型人才培養(yǎng)目標的要求,筆者在考核方式上突出強調學生對物聯(lián)網技術的基本概念掌握和發(fā)展前景設想,同時考查學生的論文寫作能力,從而實現(xiàn)對學習過程的督促與考核,客觀完整地評價學生的學習效果。在考核的評價標準上學生的成績由學生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學生進一步了解物聯(lián)網技術,又能發(fā)揮學生的想象力和主動性,并能讓學生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結束語
物聯(lián)網是一個新興的產業(yè)和技術,筆者依據(jù)物聯(lián)網專業(yè)的特點,結合我校應用型人才的培養(yǎng)目標,從物聯(lián)網專業(yè)設置的現(xiàn)狀、教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經過幾個學期的教學探索,摸清了教學規(guī)律,優(yōu)化了教學過程,改進了教學方法,使學生具有合理的知識結構,理論與實踐相結合,從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來,把握經濟、社會和科學發(fā)展的大趨勢,以適應社會經濟和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應21世紀新挑戰(zhàn)的復合型高端人才。
參考文獻
1 周洪波.物聯(lián)網技術、應用、標準和商業(yè)模式[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010
2 康曉慧、羅霄鳳、張梅等.植物病理學方向研究生教學改革與探索[J].安徽農業(yè)科學,2012(2):1225~1227
3 張玉梅.物聯(lián)網在高校中的應用前景分析[J].學術研究,2011(10):82~83
隨著計算機技術、互聯(lián)網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發(fā)展,物聯(lián)網的研究和應用也得到快速發(fā)展,并越來越引起各國的高度重視。物聯(lián)網甚至被稱為繼計算機和互聯(lián)網之后的又一次信息產業(yè)革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯(lián)網發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃;韓國和日本等發(fā)達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰(zhàn)略,其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰(zhàn)略構想,并由政府、科研院所和企業(yè)建立相關研究基地和成立物聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟。可見物聯(lián)網技術以及相關產業(yè)已經成為各國下一個必爭的戰(zhàn)略制高點。而任何一個新興產業(yè)和行業(yè)的發(fā)展,都需要大量的專門技術人才,物聯(lián)網的發(fā)展同樣也不例外。目前,我國物聯(lián)網專業(yè)人才還非常緊缺,人才的培養(yǎng)還處于起步階段,而大批專門人才培養(yǎng)主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環(huán)境和背景下,國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯(lián)網工程和傳感網技術本科專業(yè),并于2011年開始招生。另外,全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯(lián)網工程專業(yè)。物聯(lián)網工程專業(yè)是一個多學科高度交叉的新興專業(yè),如何培養(yǎng)出合格的、符合市場需求的物聯(lián)網專業(yè)人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯(lián)網本身技術復雜、牽涉面廣,涉及多學科的交叉,這就必然對人才的培養(yǎng)和專業(yè)建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯(lián)網工程專業(yè)建設和實踐,對物聯(lián)網丁程專業(yè)人才培養(yǎng)和教學資源建設進行了一些初步的探索,為高校物聯(lián)網工程專業(yè)人才培養(yǎng)和專業(yè)建設提供指導和參考
2 物聯(lián)網工程專業(yè)的研究內容
2.1 物聯(lián)網的體系結構
物聯(lián)網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯(lián)網連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理。現(xiàn)在普遍認為物聯(lián)網是一個基于互聯(lián)網、傳統(tǒng)電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現(xiàn)互聯(lián)互通,具有普通對象設備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯(lián)網的定義可以看出要實現(xiàn)物聯(lián)網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現(xiàn)全面感知,借助現(xiàn)有的互聯(lián)網和電信網來進行數(shù)據(jù)的可靠傳輸,以及數(shù)據(jù)的智能處理,進而實現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的互聯(lián)互通和智能信息服務。物聯(lián)網的體系結構可以根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次:感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯(lián)網信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等;網絡層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層;管理服務層實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、處理的和智能決策服務等,包括中間件、數(shù)據(jù)存儲與處理、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等;綜合應用層實現(xiàn)不同行業(yè)的綜合應用,包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環(huán)保、智能醫(yī)療等。物聯(lián)網4層體系結構如圖1所示。
2.2 物聯(lián)網關鍵技術和研究內容
由物聯(lián)網的4層體系結構圖可以看出:感知層是物聯(lián)網應用的基礎,位于物聯(lián)網應用的最底層,也是物聯(lián)網區(qū)別于傳統(tǒng)互聯(lián)網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯(lián)網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異,需要根據(jù)具體的應用來設計。物聯(lián)網網絡層的數(shù)據(jù)傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數(shù)據(jù)存儲、云計算、數(shù)據(jù)挖掘等各種支撐技術都是物聯(lián)網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。
由于物聯(lián)網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉,開設物聯(lián)網相關專業(yè)的高校現(xiàn)有學科基礎、專業(yè)設置以及研究內容的側重點都會有所不同,因此在物聯(lián)網工程專業(yè)的課程設置以及培養(yǎng)方案方面會存在的一定的差異。由物聯(lián)網的4層體系結構,可以根據(jù)實際情況對物聯(lián)網工程專業(yè)設置不同的研究方向,如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高校可以側重于感知層設計和應用,計算機技術基礎較好的高校可以側重于物聯(lián)網應用層和信息服務層,網絡技術和通信技術基礎較好的高校可以側重于網絡層和管理服務層,還有各相關交叉專業(yè)設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯(lián)網的各層都平衡發(fā)展。具體設置什么樣研究方向和培養(yǎng)方案,各高校需要根據(jù)自身的學科專業(yè)基礎和特點以及高校的行業(yè)背景,設置具有自己特色和優(yōu)勢的培養(yǎng)方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業(yè)背景和醫(yī)學特色的理工類高校,目前設有相關的專業(yè)有:計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動化等,具有較好的相關專業(yè)建設基礎,尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優(yōu)勢。因此,基于學校的行業(yè)背景和專業(yè)基礎現(xiàn)狀,物聯(lián)網工程專業(yè)的側重點是物聯(lián)網的感知層設計和應用,兼顧管理服務層的相關技術研究,如中間件等。重點應用領域是礦山物聯(lián)網以及智能移動醫(yī)療,結合現(xiàn)有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業(yè),制定符合學校實際和充分利用現(xiàn)有教學資源的物聯(lián)網工程專業(yè)的培養(yǎng)方案。
3 物聯(lián)網工程專業(yè)培養(yǎng)目標和課程設置
3.1 物聯(lián)網工程專業(yè)培養(yǎng)目標
在高等學校本科人才培養(yǎng)目標的前提下,根據(jù)物聯(lián)網專業(yè)的研究內容和市場需求定位,物聯(lián)網工程專業(yè)培養(yǎng)目標是:具有寬厚扎實的基礎知識,系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網的相關理論、方法和技能,具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業(yè)知識,具有綜合運用所學知識解決物聯(lián)網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯(lián)網的通信架構、網絡協(xié)議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統(tǒng)的科學研究、工程設計、產品開發(fā)、技術管理與設備維護等工 作。
通過相關課程的學習,掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業(yè)技能;掌握基本物聯(lián)網節(jié)點、網關、網絡協(xié)議棧,有線和無線網絡技術原理,無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術;熟練并系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網應用系統(tǒng)集成、物聯(lián)網硬件與軟件設計、互聯(lián)網應用等,具有綜合應用所學知識解決物聯(lián)網工程中實際問題的能力,包括:工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力;掌握基于無線傳感器網絡的物聯(lián)網業(yè)務的開發(fā)、測試、推廣等知識,具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力;熟悉礦山物聯(lián)網的架構、應用環(huán)境和關鍵技術,并能夠進行系統(tǒng)設計和開發(fā);熟悉物聯(lián)網在智能醫(yī)療領域的應用技術,并在現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)的基礎上,進行移動醫(yī)療的智能終端、醫(yī)療傳感設備、中間件、數(shù)據(jù)存儲、應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)等。此外,還應具有較強的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造性思維能力,能綜合運用多學科知識、技術和現(xiàn)代工程工具,將所學內容應用到其他行業(yè)和應用領域。
3.2 物聯(lián)網工程專業(yè)課程設置
由于物聯(lián)網工程專業(yè)是綜合多學科的新興專業(yè),在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩(wěn)定,還處于探索階段。需要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和實際教學情況,不斷地調整和優(yōu)化課程的設置。目前,物聯(lián)網專業(yè)課程設置基本上在現(xiàn)有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業(yè)的基礎上,增加與物聯(lián)網相關的核心課程,但側重點是物聯(lián)網技術及應用。結合學校相關專業(yè)課程設置現(xiàn)狀,物聯(lián)網專業(yè)課程分為以下幾個主要模塊:(1)公共基礎模塊;(2)專業(yè)必修課程模塊:(3)專業(yè)核心課程模塊;(4)專業(yè)任選課程模塊;(5)跨學科課程模塊;(6)實踐課程模塊;(7)素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設置上既考慮了物聯(lián)網專業(yè)的核心研究內容和專業(yè)特色,同時考慮到物聯(lián)網專業(yè)是一門新興的專業(yè),還沒有專門的碩士和博士學位點,目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向,而計算機專業(yè)研究生入學考試的專業(yè)課實現(xiàn)國家統(tǒng)一命題,因此,在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業(yè)核心課程實現(xiàn)無縫對接,使得物聯(lián)網工程專業(yè)培養(yǎng)的學生能夠輕松實現(xiàn)進一步深造的愿望。基于這樣的一種現(xiàn)狀,學校物聯(lián)網工程專業(yè)在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數(shù)據(jù)結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統(tǒng)等相關的課程,同時開設了物聯(lián)網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用,能夠滿足學生專業(yè)學習和考研深造的需要。為了突出物聯(lián)網專業(yè)知識,在專業(yè)任選課程模塊中開設了大量與物專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net聯(lián)網和計算機相關和當前最為熱門的課程,充分體現(xiàn)了該專業(yè)方向的知識面寬、技術先進等特點。跨學科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面,了解煤礦行業(yè)的生產背景和主要技術裝備,為以后從事煤礦物聯(lián)網和數(shù)字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養(yǎng)學生動手能力和學習興趣的重要教學環(huán)節(jié),是達到學以致用的主要途徑,是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動,以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力,促進個性發(fā)展,提高綜合素質。
4 人才培養(yǎng)和教學資源建設
4.1 物聯(lián)網工程專業(yè)人才培養(yǎng)
高等學校的使命是培養(yǎng)人才,高校需要根據(jù)市場的需求和自身優(yōu)勢以及綜合其他因素來確定人才的培養(yǎng)模式。因此,對人才培養(yǎng)目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業(yè)特色鮮明、理工類為主的綜合型大學,學校人才培養(yǎng)目標是:結合煤炭行業(yè)特色,培養(yǎng)“厚基礎、高素質、強能力、善創(chuàng)新”的創(chuàng)新型人才和高級專門人才。在人才培養(yǎng)過程中要構建多元化、多目標的培養(yǎng)模式,同時充分考慮學生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和繼續(xù)深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養(yǎng)體系。在學校人才培養(yǎng)目標的指導下,借助現(xiàn)有相關專業(yè)的培養(yǎng)模式和經驗,并結合物聯(lián)網工程專業(yè)的特點,對物聯(lián)網工程專業(yè)的人才培養(yǎng)采用校企聯(lián)合培養(yǎng)的模式。
安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校,目前在計算機科學與技術專業(yè)以及其他電子信息類專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗,其核心培養(yǎng)方式是采取的3+X培養(yǎng)模式,主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習,至少1年時間采取校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,通過將企業(yè)納入到人才培養(yǎng)主體地位,可以進行訂單式培養(yǎng),大大增強學生對企業(yè)需求的了解和實踐動手能力。真正體現(xiàn)“卓越計劃”的3個特點,即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程;學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才;強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。物聯(lián)網工程專業(yè)主要是培養(yǎng)工程類的專門型應用人才,可以按照“卓越工程師”的培養(yǎng)模式進行培養(yǎng)。一方面是在現(xiàn)有教學資源的基礎上,加強物聯(lián)網專業(yè)基礎理論和專業(yè)核心課程內容的教學,另一方面加強實踐教學環(huán)節(jié),尤其是引入相關企業(yè)的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網絡技術有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,聯(lián)合培養(yǎng)物聯(lián)網專業(yè)人才,由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環(huán)節(jié)的平臺,并且公司有優(yōu)先挑選優(yōu)秀畢業(yè)生的權利。另外,安徽理工大學與附屬醫(yī)院安徽淮南東方醫(yī)院集團也簽訂了合作協(xié)議,共同研究和制訂數(shù)字移動醫(yī)療系統(tǒng)方案。移動數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)的實施可為學校物聯(lián)網專業(yè)教師和學生提供了參與設計和開發(fā)的機會,同時也會為學生的培養(yǎng)提供很好的實習場所和平臺。另外,安徽理工大學與兩淮煤礦企業(yè)都建立了很好的合作關系,有著很好的合作基礎,雙方都在積極準備聯(lián)合培養(yǎng)礦山物聯(lián)網建設人才,進行校企深度合作,為拓展學校物聯(lián)網專業(yè)人才培養(yǎng)提供了很好的實踐和就業(yè)機會。此外,學校還與一些經濟發(fā)達地區(qū)的相關企業(yè)建立實習基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學生進入工作崗位前提供深入企業(yè)實習機會,為進一步就業(yè)打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業(yè)取得了很好的效果,校企合作是物聯(lián)網專業(yè)人才培養(yǎng)較為理想的模式。
4.2 物聯(lián)網工程專業(yè)教學資源建設
物聯(lián)網專業(yè)人才的培養(yǎng),除了有定位準確的培養(yǎng)目標和合適的培養(yǎng)模式之外,還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐,教學資源是培養(yǎng)合格人才的重要保證。一個專業(yè)辦學水平的高低往往與該專業(yè)的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯(lián)網專業(yè)這樣一門新興專業(yè),面臨的專業(yè)教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯(lián)網專業(yè)建設過程中,相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。
(1)物聯(lián)網專業(yè)師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。因此,學校和學院都非常重視教師的培養(yǎng),培養(yǎng)的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯(lián)網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發(fā)能力過硬的教師組建成物聯(lián)網科研團隊和教學團隊,通過申專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net請物聯(lián)網相關課題展開物聯(lián)網理論和應用研究,目前已有2項物聯(lián)網相關的國家自然科學基金項目,5項省部級物聯(lián)網應用課題,多項企業(yè)物聯(lián)網應用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對物聯(lián)網理論的理解和實踐應用水平,對推動物聯(lián)網專業(yè)的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外,學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯(lián)網專業(yè)教學和研討”“高級物聯(lián)網開發(fā)工程師物”等教學和專業(yè)技術的培訓,通過培訓進一步提高教師的物聯(lián)網教學水平和專業(yè)技能,然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯(lián)網專業(yè)水平的提高。
(2)教材建設也是辦好專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)。由于物聯(lián)網專業(yè)是新建專業(yè),雖然已經出版了一些不錯的物聯(lián)網方面的圖書,但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術類或普及類。因此,在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據(jù)開設的課程和目前已有教材的現(xiàn)狀,挑選出相對較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據(jù)制定的教學計劃,來確定講授的內容和學生需要自學的內容,并整理教學講義和課件,為后續(xù)教材建設做好準備。通過這一環(huán)節(jié),充分提高了對教學內容細節(jié)的掌握和理解,也對物聯(lián)網技術掌握得更為全面。
(3)實驗室建設是實踐教學環(huán)節(jié)的有力保障。為了能夠滿足物聯(lián)網實驗教學的需求,學院對物聯(lián)網實驗室建設投入了大量的建設經費,實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統(tǒng),并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統(tǒng)。在物聯(lián)網實驗建設過程中,物聯(lián)網專業(yè)教學團隊全程參與整個實驗室建設過程,對系統(tǒng)的安裝、調試、運行都進行全面掌握;專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net并邀請物聯(lián)網實驗系統(tǒng)開發(fā)的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座,進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環(huán)節(jié)的建設,目前學校已經具有較高水平的物聯(lián)網專業(yè)教學團隊和完善的教學配套資源,完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯(lián)網專業(yè)人才的培養(yǎng)。當然,任何一個新的專業(yè)的開設,都需要一定時間的建設和完善,在建設的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經驗,及時修正不合理的方面。
5 結語
物聯(lián)網工程專業(yè)的人才培養(yǎng)和教學資源建設,是所有高校物聯(lián)網工程專業(yè)在辦學過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養(yǎng)模式和高水平教學資源建設是辦好物聯(lián)網專業(yè)的前提,因此,各個高校應根據(jù)各自不同的辦學基礎和行業(yè)特點,著眼于市場需求和自身的辦學優(yōu)勢,在體現(xiàn)物聯(lián)網工程專業(yè)共同特點的基礎上,要突出物聯(lián)網工程專業(yè)的行業(yè)特色,這樣培養(yǎng)出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業(yè)面。
參考文獻:
[1]吳功宜,吳英.物聯(lián)網工程導論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012:1-5.
[2]劉云浩.物聯(lián)網導論[M].北京:科學出版社,2011:3-6.
[3]吳功宜.對物聯(lián)網工程專業(yè)教學體系建設的思考[J].計算機教育,2010(21):26-29.