物联网工程课程体系范文
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篇1
关键词:物联网;课程体系;本科院校
一、引言
自2009年8月同志提出“感知中国”以来,物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容。2013 年2 月,国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮,具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。在教育领域,自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来,2011年,教育部又批准了27所高等院校设立物联网工程的申请;2013年4月,我校物联网工程专业获得教育部批准。在学科发展方面,中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索,国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域,该专业主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、信息安全等的设计、开发、管理与维护,就业口径广,需求量十分大。但是,在众多高校积极申报的专业的同时也面临一个十分严峻的问题,物联网目前属于新兴产业,中国高校刚刚开始开设物联网工程专业,没有成熟的经验可以借鉴。本文通过分析物联网工程专业的知识体系、主要知识领域,提出了物联网工程专业课程体系的基本思路,以期为兄弟院校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。[1]
二、物联网专业涉及的关键技术
物联网是互联网的拓展应用和网络延伸,它利用多种不同的感知技术对现实物理世界进行感知后,通过网络完成对数据的传输,然后进行数据挖掘、分析、决策,最终实现人与人、人与物、物与物之间的信息交流,最终达到对物理世界进行管控、决策的目的。因此,常规意义上物联网可以分为三个层次:感知层、网络层和应用层。[2]
1、感知层关键技术
感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、 短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术,主要负责物品的标识、信息感知采集。该层的关键技术包括:传感器网络、射频技术、传感器技术。
2、网络层关键技术
网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上,其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网(如GSM、CDMA)、 无线接入网(WiMAX)、无线局域网(WiFi)、卫星网等基础网络设施,负责物联网感知层感知信息的接入、融合、交换与传递,是实现数据交互、物物相连的关键,在物联网三层架构中起到承上启下的作用。物联网最终将实现异质网络互联互通,因此通信技术将是网络层的核心技术,包括蓝牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相关技术。
3、应用层关键技术
应用层对网络层传输过来的信息进行处理,主要由业务支撑平台、服务支撑平台、网络管理和信息处理等平台构成,共同完成对信息的分析、计算、存储、挖掘等处理操作,供决策者使用和决策。应用层核心技术包括中间件技术、云计算、海量数据存储、挖掘、检索以及虚拟技术等。
三、物联网工程专业核心课程构成
物联网是典型的交叉学科,涉及到网络工程、自动化、电子工程、计算机、通信工程、信息安全等多个学科。由于物联网产业涵盖面宽,应用广泛,所以物联网工程专业包含的知识点较多,课程涉及基础课模块、感知类课程模块、网络与通信类课程模块与数据处理与领域应用类课程模块。
基础类课程为:数理类课程,如高等数学、概率论与数理统计、线性代数、离散数学、大学物理等;电路类课程,如数字逻辑、电路与电子技术、高频电子线路等;程序算法类课程,如C语言程序设计、Java语言程序设计、数据结构与算法等。
感知类课程为:RFID原理及应用、传感器原理及应用、模式识别与状态监控、微机原理与接口技术、数据获取与信息处理系统等。
网络与通信类课程为:计算机网络、通信原理、物联网通信技术、无线传感器网络、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。[3]
数据处理与领域应用类课程为:物联网工程导论、操作系统、嵌入式系统设计、物联网信息安全、海量数据存储、物联网工程设计与实施、物联网系统综合设计、移动应用开发、智能物流等。
四、物联网工程专业课程体系构建
物联网工程专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性和我校其他相关优势专业的特点,以达到能服务区域经济发展为目的。因此我校物联网工程专业确立了以智能物流和智能家居两个应用方向,在后期应用类课程突出物联网技术在这两个方向的工程应用,且物联网专业建设要紧密联系社会、学生、专业发展的需求,统筹兼顾其“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点,深入研究,准确定位,根据计算机类专业工程教育关于课程体系的总体要求和专业的目标定位设置科学的课程体系,注重课程体系的交叉融合。本专业将相关主干学科的核心课程和专业课程统筹结合,与物联网专业知识体系相对应,将专业课程按照以上不同类型进行了梳理,制定出了初步的课程体系,具体层次关系如图1所示。
图1 物联网工程专业课程体系结构图
五、结束语
物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的,作为为国家培养人才的高校,应站在国家发展战略的视野来看待专业建设。根据本文提出的物联网的技术体系、培养目标和课程体系,我校在物联网工程专业的建设过程中,高度凝炼专业特色,认真把握本专业综合性强,学科交叉等特点,加强师资队伍和实验室等建设,改革人才培养方案,强化实践教学,以推进物联网工程专业建设与人才培养。
参考文献
[1]吴国民.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机.2011(07):35~37
[2]马忠梅,孙娟,李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,(10):1~4.
[3]熊曙光.物联网工程专业人才培养模式与课程体系研究[J].科教文汇.2012,(11):45~46.
篇2
关键词: 独立学院; 物联网专业课程体系; 物联网产品; 物联网; 培养目标
中图分类号:TP393.0 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2015)02-70-02
Research and practice of Internet of things professional curriculum system in independent college
Zou Xiaohua1, Zhou Mei2, Fang Xuanjie3
(1. Science And Technology college of NCHU Information Engineering, Jiangxi, Nanchang 330034, China;
2. Jiangxi Industry Polytechnic College; 3. Nanchang Aeronautical University)
Abstract: More colleges and universities have set up networking profession. According to the analysis of demand and the IOT post professional competence, networking professional curriculum system is composed of three parts, namely the public compulsory module, the discipline foundation module and specialized compulsory module. Aiming at training a large number of talents expert in production, manufacture, maintenance and applying networking products, the abilities of students are ensured.
Key words: independent college; professional curriculum system of Internet of things; products; Internet of things; training objectives
0 引言
物联网概念于1999年提出,其本意是“物物相连的互联网”。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,针对物联网的国家战略以及应用在世界范围内发展迅速。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将以物联网为代表的新一代信息技术列为重点培育和发展的战略性新兴产业[1]。据统计,目前国内已经开设近200个物联网工程专业,物联网工程专业已经成为各类高校竞相开设的专业之一,研究其课程体系的构建,也是当前的主要任务。
有关专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本,另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作等多个领域。社会对物联网技术方面的人才需求量大。目前,世界各国都把物联网提到很高的战略层面并付诸了实际行动。国内各地物联网联盟的成立,标志着物联网产品产业链将发挥各自优势朝着专业化方向发展。
物联网工程专业发展战略研究的目的是深入研究物联网工程专业的内涵和外延,分析产业人才培养需求,制定正确的人才目标,提出专业建设方法和途径的战略性建议,建立物联网工程专业的“认知基础”,并进一步指导专业规范和实践教学体系的构建。对独立学院来说,物联网工程专业发展主要是吸收和学习计算机类专业规范研制过程中的经验,构建出以知识领域、知识单元、知识点形式呈现的物联网工程专业知识体系,培养物联网应用型本科人才,发展优质的大众化高等教育。
1 独立学院网络工程(物联网方向)人才培养目标
通过调查、专家座谈和查阅资料等多种途径,对物联网技术应用领域的市场需求、岗位设置、工作任务性质及职能要求等进行调研,确定了独立学院物联网方向专业人才的就业岗位,明确了人才培养目标[2]。物联网课程体系设置要体现工程教育与工程训练相结合的人才培养模式,根据物联网领域技术的发展和社会需求,按照物联网系统设计、运营、技术支持和设备研发的复合型高级工程技术人才培养目标,专业理论和工程实践相结合,提升学生解决实际问题的能力,综合提高学生整体素质,使学生具有扎实的理论基础和全面的物联网软硬件系统知识,有较宽的知识面和进一步发展的基本能力。加强学科所要求的基本修养,使学生具有本学科科学研究和教学所需的基本素质,为学生今后的发展、创新打下良好的基础。使学生具有较强的实践能力,具有应用基本知识解决实际问题的能力,不断增强物联网系统的设计开发能力,不断获取新知识的能力。
独立学院物联网专业课程体系使学生了解行业技术,掌握应用技能,不强调学生具备系统开发设计能力,但需要学生会生产制造、使用和维护物联网产品,满足企业用人要求。同时加强学校与企业合作,提供实践平台,强化培养学生动手能力。该课程体系的构建采用贯通式课程设计思想,整体优化课程体系结构,强化基础课程教学,重视学生基本素质培养,明确专业定位,确立了培养目标,突出了专业人才培养特色。课程体系增加创新实践环节,将课程教学与课程设计、毕业设计、网络工程赛等教学活动结合起来。
2 物联网工程的专业课程设置
根据独立学院的办学情况,吸收和学习计算机类专业规范研制过程中的经验,构建出以知识领域、知识单元、知识点形式呈现的物联网工程专业知识体系,培养物联网应用型本科人才,发展优质的大众化高等教育,以符合应用技能型人才的培养目标[3]。
2.1 整合课程内容,优化体系结构
把建立和提升工程素质为根本,以培养物联网工程能力为核心,以掌握物联网工程知识要求为目标的“一体化”课程体系为研究对象。物联网专业理论教学体系具有“拓展基础、注重应用、提倡创新”的特点,以先进性、应用性和实践性为原则,根据人才培养方案,吸取国内外先进的物联网专业设置的优点。针对社会需求和独立学院办学实际,设计教学内容和课程体系,建设好课程模块,按需教学、按需培养。重视案例教学,加强物联网实用技术的培养和训练,提高人才培养针对性和适应性。
2.2 完善实践教学体系,强化培养学生动手能力
根据物联网工程专业重技能、懂设计的应用型人才培养目标,着重培养学生掌握电子电路应用技术、信息处理技术、RFID技术、网络技术和计算机技术。以物联网应用为核心培养目标,强化系统设计和编程调试能力,从而使学生具备物联网工程专业核心竞争力。采用“递进式项目驱动法”来设计实践环节,所设计的实践环节基于项目引导由浅入深,由简单到复杂,层层递进。采用实验作业,综合练习,课程设计,面向应用和开发服务实际问题的毕业设计。使学生在“调查、分析、综合”和“实践、理论、实践”的逐步深入中,实践理论知识,提高应用能力。学生能够独立完成企事业部门(含校内)的一个实际开发课题,做到毕业实践与企业生产、就业相结合。
2.3 物联网课程体系的定位
根据企业对物联网的人才需求,需要大量生产、制造、维护和使用物联网产品的人员,其课程体系的搭建应符合现有教学条件和企业用人需求,激发学生学习的积极性与主动性,有效提高学生应用技能,增强就业竞争力。
针对以上目标,提出解决方法。利用学校现有条件和教学水平,根据企业对物联网的人才需求,大量培养生产、制造、维护和使用物联网产品的人员。如何针对市场需求和独立学院的特点,找准定位,我们需要重点考虑如何使课程体系以强化感知层为突破口,重点打造传感器、嵌入式系统、无线传输网络、大规模数据处理理论体系,如何让学生掌握物联网知识与技能,确保人才的专长和优势。需要规避专业设置的风险,避免课程设置过多、过乱,导致学生知识与能力结构的无序化,以确保毕业生具有较强的竞争力。为强化工程能力培养,如何走“产、学、研”合作的教育途径,加强校企合作,以合作建立教学实践基地等方式,提高师资水平,增加学生工程实践的机会,实现社会教学资源的共享,以解决独立学院在实践性教学方面的投入、人手与项目相对不足的问题,确保应用型本科人才培养目标的实现。
3 课程体系的构建
按照掌握基础理论、基本知识和了解学科前沿发展相结合的培养方针,强化实践能力的培养。整个课程体系结构的设计体现了培养目标,即培养从事物联网系统研究、开发和运行维护工作的物联网领域的复合型高级工程技术人才。
课程体系应紧紧围绕就业岗位群[4],依据其能力需求来组建课程结构,以使学生综合掌握物联网专业的知识和技能。根据物联网专业人才需求及岗位能力分析,物联网专业的课程体系由三部分组成,即公共必修模块、学科基础模块和专业必修模块,如图1所示。其中,公共必修模块主要有大学英语、计算机专业英语、体育、概论等课程;学科基础模块主要有高等数学,C语言程序设计、数据结构等;专业必修模块是各就业岗位群所需的专业基础课程,主要包括物联网体系结构、数据库原理及应用、计算机网络、计算机组成与结构、数字通信原理、无线传感器网络与RFID技术、JAVA语言程序设计、物联网安全、中间件技术原理及应用、物联网系统集成技术、操作系统等。主要实践性教学环节有C语言课程设计、数据结构课程设计、电工实习、电子实习、高级网络调试与故障维护、JAVA程序课程设计、无线传感器网络课程设计、物联网系统集成技术课程设计、专业综合设计、毕业实习、毕业设计(论文)等。这三个模块可以让学生打好扎实的基础并全面提高实践应用能力。
4 结束语
物联网技术已经应用于各行各业,物联网专业毕业生就业前景看好,物联网行业人才需求巨大[5]。传统网络工程专业已经无法满足物联网人才能力需求。我们已经制定好物联网专业的人才培养方案,而将优质的课程体系付诸实践才能够促进独立学院物联网专业的发展,培养出具有积极的心态、良好的执行能力和良好的团队合作能力的高素质物联网人才。为强化工程能力培养,我们将探索“产、学、研”合作的教育途径,加强校企合作,以合作建立教学实践基地等方式,提高师资水平,增加学生工程实践的机会,实现社会教学资源的共享,以解决独立学院在实践性教学方面的投入、人手与项目相对不足的问题,确保应用型本科人才培养目标的实现。
参考文献:
[1] 宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电
子学报,2010.11.
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[3] 罗洛阳,田立伟.探索物联网人才培养模式[J].计算机光盘软件与应
用,2012.1.
[4] 徐小龙,鲁蔚锋,杨庚.物联网专业人才培养策略研究[J].南京邮电大
学学报(社会科学版),2012.1.
篇3
关键词:模块化的课程体系;网络工程专业;专业方向;方向课程群
文章编号:1672-5913(2013)01-0053-02
中图分类号:G642
20世纪90年代,万维网在世界范围的蓬勃兴起,推动了信息网络的迅速发展;21世纪的物联网概念,为人类社会、信息网络与物理世界的完美融合描绘了美好蓝图。这使网络的内涵和外延不断变化。另一方面,专业人才培养方案作为大学人才培养最重要的指导纲领,需要保持一定的稳定性。那么作为人才培养方案的核心——课程体系,如何即保持一定稳定性又保持一定的先进性,一直是各高校制订人才培养方案所追求的目标。为此,我们提出一种模块化课程体系设计方法,并给出模块化课程体系设计方法在网络工程专业课程体系设计中的应用实例。
1 模块化课程体系设计
根据本科生知识、能力、素质的要求,可将专业课程体系分为公共基础、学科基础、专业核心、专业方向、专业任选和集中实践6个模块。公共基础模块体现大学生的公共的基本素质,主要包括职业道德、人文社科、工具性知识等方面的课程;学科基础模块是学好后续专业课程的基础,主要包括专业相关学科的基本理论知识课程;专业核心模块由达到专业所需核心能力的一组核心课程组成,也是各个专业方向的共性专业课程;专业方向模块根据职业分类,针对不同职业能力要求,设多个方向课程群,每个方向课程群包含强化该方向能力的若干课程。专业任选模块主要由特色和新技术课程组成;集中实践模块由实验课程、课程设计、专业实习、毕业实习、毕业设计等组成。
纵观各模块性质,公共基础、学科基础和专业核心3个模块变化较少,具有一定的延续性,是稳定性模块。专业方向和专业任选模块可以反映新技术、新应用等发展引起的专业教学内容的变化,通过增减课程或课程群来增加新内容和剔除陈旧内容,属于变化较多的模块,是非稳定性模块。而集中实践模块与其他各模块课程结合密切,即要具有稳定性,又要具有开放性,介于稳定与不稳定二者之间。不同的学校可以根据学校办学条件和特色,结合人才需求,设置不同的方向课程群,学生必须选择其中一个方向课程群,有能力的也可以选择多个方向课程群。专业任选模块是可选的,可以根据学校特色设置,其中的课程为任选,学生可以根据自身条件和兴趣选择其中的课程。
2 网络工程专业模块化课程体系
网络工程专业是一个工程性很强的专业,提出网络工程专业能力包括网络协议的设计与实现能力、网络规划、设计与实施能力、网络管理与维护能力、网络安全防范能力、网络应用系统的设计与开发能力、网络设备的研究与设计能力。根据用人单位对网络工程专业人才能力需求分析和归类,将网络工程专业划分为网络设计、网络应用、组网工程、网络管理与安全四个专业方向。本文根据近两年迅速崛起的物联网工程,结合提出的专业方向,将网络工程专业方向设置为网络设计,网络管理与安全、网络应用和物联网工程四个专业方向,如图1所示。
网络设计方向强化网络设备相关技术与产品的研究、设计、开发与生产能力以及网络协议分析和实现能力;网络管理与安全方向强化网络系统的管理与维护,网络安全策略制定,网络安全系统部署和网络安全事故维护能力;网络应用强化基于网络的应用系统设计与开发能力;物联网工程强化物联网规划、设计能力、物联网设备与系统安装、配置与调试能力以及物联网应用系统解决方案设计能力。不同的学校可以根据社会需求和自身条件设置一个或多个方向课程群。
3 各模块课程设置
各模块中的课程要根据人才培养目标和规格定位来科学设置,特别是专业方向课程群的设置和专业任选模块课程,要体现高校自身特色。由于不同的学校对专业人才培养目标定位不完全相同,因此,在课程和专业方向课程群设置上也会有差异。参照某重点大学课程体系,表1给出了各模块的一组推荐课程。
篇4
关键词:物联网;专业人才培养模式;课程体系
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)12-0074-02
0 引 言
当前,物联网技术已成世界各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导领域。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》和《信息产业科技发展“十一五”规划及2020年中长期规划纲要》中明确了物联网的国家战略地位,对物联网科技重点项目优先应用、物联网行业应用的政策扶持以及物联网相关产业群的布局作出了规划。国家工业与信息化部确定重庆为“国家级信息化和工业化融合试验区”,2011年,中国第一个物联网产业示范基地正式落户重庆。目前,一批具有自主创新能力、占领技术高端的物联网企业先后落户重庆,打造包括产品研发与生产、嵌入式软件与系统软件开发、物联网通信模块与网关、中间件、智能信息处理和接入系统与集成服务以及系统营运管理与应用服务的物联网产业链。因此,需要大量具备物联网技术的高素质、高技能型专门人才。
1 物联网专业人才培养模式
1.1 “旺入淡出”工学交替人才培养模式
根据校企合作生产部门的需求,采用灵活的教学安排与管理。针对企业现场工艺技术岗位生产淡旺季的特点,深化 “旺入淡出”工学交替的人才培养模式。在联合企业急需工艺技术人才时,把课堂就搬到企业,在实际的生产过程中进行学习。在联合企业生产工作量比较小的时段,又把课堂从企业搬回学校以完成知识的学习。图1所示为 “旺入淡出”的人才培养模式。
1.2 构建与企业无缝对接的“订单式”人才培养模式
以企业需求为“订单”,产学研结合培养实用人才,完成对物联网系统运行与维护岗位的人才培养。利用学生校外实习时间,安排学生到企业进行校外轮训实习。在实习的过程中,企业把学员当作自己的员工,可以很好地对学生进行考察,同时学生也可以更好地了解企业的情况。图2所示就是给出的 “订单式”人才培养模式图。
2 物联网应用技术专业课程体系设计
物联网是多学科交叉的新兴学科,是通过射频识别、传感器、全球定位系统等信息传输设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信,实现智能识别、监控和管理的一种网络,其包括感知层、网络层、应用层等。
物联网应用技术专业课程体系应尽可能地覆盖专业的知识体系,围绕学生的职业核心能力的培养,以良好的职业素养、扎实的专业技能为出发点,来构建课程体系。根据就业岗位和培养方向的不同,课程体系应由基础课程、职业核心课程、职业综合能力实训课程构成。图3所示为物联网专业的人才培养课程体系设置图。
3 结 语
物联网应用技术专业是为了满足行业对高素质专门人才的需求而开设的新专业。本文深入地探讨了物联网应用技术专业的人才培养模式,剖析了物联网应用技术专业人才培养方向,构建了符合物联网行业特征的课程体系,力争培养出更多满足社会需求、受用人单位欢迎的高素质物联网行业应用型技术人才。
参 考 文 献
[1]郭丽.高职院校物联网应用技术方向课程体系的探索与构建[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011(4) :38-40.
[2]崔艳荣,陈勇. 物联网工程专业课程体系设置探究[J]. 长江大学学报:自然科学版,2010(2):373-374.
[3]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊(教育技术),2011(3):46-48.
[4]顾卫杰,王云良.对不同层次教育的物联网专业定位的思考[J].中国电力教育,2011(27):188-189.
[5]刘忠宝.物联网工程专业人才培养体系研究[J].办公自动化,2011(20):6-8.
篇5
【关键词】物联网工程;人才培养模式;实践驱动
0 引言
物联网[1]是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把物品与互联网连接进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现人们对物理世界更加透彻和深入的感知,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,被我国列为国家战略性新兴产业大力支持发展。
由于物联网作为一种新技术,物联网专业人才紧缺,无法满足物联网行业的发展。为了响应国家大力发展物联网产业的号召,培养物联网产业人才,教育部于2010年在全国35所高校批准设置物联网工程专业。
物联网工程专业[2]作为一门新设置专业,在课程体系、教学方法、人才培养模式等方面仍处于探索阶段。同时,物联网行业亟需的是动手实践能力强的物联网专业人才。而物联网工程是一门工科专业,必须结合物联网行业的需求和专业特点,着力培养物联网专业人才的动手实践能力。因此,物联网工程专业在进行课程体系、教学方法、人才培养模式方面探索时[3],要紧密结合物联网行业人才需求,以学生实践能力培养为核心,培养出符合行业需求的应用型人才。
1 实践驱动的人才培养模式
从物联网行业人才需求出发,结合物联网工程专业的特点,本文提出实践驱动的物联网工程专业人才培养模式。实践驱动的人才培养模式,就是将实践能力培养定位为物联网人才培养的中心位置。物联网专业的课程体系设置、教学方法改革都以学生的实践能力培养为基本出发点。
本文从课程体系设置、教学方法、考核方式三个方面来阐述实践驱动的人才培养模式的基本原理。
2 基于实践驱动的课程体系设置
物联网工程专业的人才培养目标,是培养动手实践能力强的应用型人才。在明确了物联网工程专业人才培养目标后,物联网工程专业的人才培养首先要解决的问题是其课程体系的设置。课程体系的设置,是物联网工程专业人才培养的根本,规定了学生学习内容、知识体系。由于物联网工程专业需要重视学生实践能力的培养,在其课程体系的设置中,要加强实践内容的比重。
物联网工程专业的课程分为两大部分:理论课程和实践课程。
理论课程,主要包括通识基础课、专业基础课、专业课、专业选修课。理论课程,主要教授的是相关课程的理论基础知识,为学生开展实践奠定理论基础。
实践课程,主要包括对应理论课的实验课、课程设计、课程实训、综合实训等。为了加强学生动手能力的培养,在实践课程设置方面,增加课程实训、综合实训的教学学时。
3 基于实践驱动的教学方法改革
多年的教学经历发现,如果理论课程单纯采用传统的讲授法进行,不便于学生对相关原理的理解和掌握,学生的印象也不深刻,教学效果较差。而实验课程,如果采用验证性实验进行,会导致学生不愿深入实验原理内部去探究和学习,实验课程流于形式,无法培养学生的动手实践能力。如果实验课程让学生从零开始自己做实验,通常学生会觉得难度较大、难以完成,同样无法培养学生的动手实践能力。为此,提出基于实践驱动的教学方法改革。
在理论课的教学方法改革方面,为了避免枯燥、乏味的理论讲授,提出将实践贯穿到理论课的讲授过程中。在每个理论知识点介绍完成后,立刻通过具体的实践例程让学生了解知识点的具体使用方法,加深学生的印象。通过理论讲授―实践例程的不断循环往复,一方面加深学生对理论知识的理解和掌握,同时强化了学生的动手实践能力,调动了学生的学习兴趣,激发了学生的学习热情。
在实践课的教学方法改革方面,精心选取实践课的内容。为了避免验证性实验和从零开始实验这两个极端,实践课分为2个阶段进行。第一个阶段,是对实验内容进行分解,对其中的关键知识点进行介绍和讲解,解决学生实践中的障碍。第一个阶段是关键,其介绍的内容是实践目标直接相关的技术,在进行开发直接使用。学生在做好第一阶段的学习后,才能开展第二阶段的学习。第二阶段,是在第一阶段学习的基础上,让学生独立地将所学的技术应用到项目开发的实践中,培养学生独立开发的能力。这样,通过两个阶段的实践,既可以避免验证性实验学不到知识的问题,也可以避免从零开始实验难度大的问题,提高学生实践的兴趣和自信心,培养学生的实践能力。
4 基于实践驱动的考核方式改革
在实施基于实践驱动的物联网工程教学后,实践内容在整个专业的学习比重明显增加,相应的考核方式也需要进行对应的改革,以准确地反映学生的学习效果和教学效果。单纯的试卷形式的考核方式显然难以满足实践驱动下的物联网人才培养模式。
为此考虑对物联网工程专业的考核方式进行改革。针对有实验内容的理论课的考核,将学生的最终成绩组成定为3部分,即平时成绩、试卷成绩和实验成绩。平时成绩主要是学生平时的出勤、作业、平时的表现,占20%。试卷成绩,即考试试卷的卷面成绩,占40%。实验成绩,是学生的实验方面的成绩,占40%。实验成绩的评定方式较为重要,要精确反映学生的动手能力,通过学生上机考试或实际动手操作,老师现场评分来考察学生的动手实践能力。
针对单纯实践课程,如课程设计、课程实训、综合实训等实践课程,考核方式的改革更为重要。具体是由指导教师实践任务书,定义实践的内容、需要达到的技术指标、功能指标、性能指标等。实践课程同样分为2个阶段。在第一阶段,指导教师讲解介绍实践目标相关的关键技术进行编程,让学生掌握关键编程技术。在第一阶段中,指导教师每介绍一个关键技术后,向学生布置使用该技术的小任务,让学生亲自体验和掌握对应关键技术的原理。这样,通过一个个小任务的开展,可以让学生迅速掌握相关技术。学生在自己做小任务的过程中,指导教师负责指导学生,帮助学生解决遇到的问题,同时记录学生的表现,作为实验的平时成绩。完成第一阶段任务后,进入第二阶段,即让学生使用第一阶段学到的技术,独立开展实践任务的开发,指导教师在实验室负责指导学生,并指导学生解决遇到的各种问题。最后完成开发后,组织学生制作答辩PPT和撰写实践报告。邀请专业的其他老师组成答辩小组,对学生的成果进行独立答辩验收。学生的实践成绩中,指导教师定的平时成绩占50%,答辩组给出的答辩成绩占50%。通过改革考核方式,可以引导物联网工程专业学生重视实践学习,加强锻炼和培养学生编程实践能力。
5 结束语
经过在物联网工程专业本科生中开展实践驱动的人才培养模式的教学实践,取得了较好的教学效果。我们发现学生更加重视实践方面的学习,调动了学生开展实践学习的积极性,让学生不再惧怕实践内容学习,同时也可以在实践教学中学习到知识,实实在在地提高自己的动手实践能力,综合素质得到了提高。
同时,我们在教学过程中也发现了一些问题,如学生在重视实践学习的同时,部分学生忽视理论知识的学习,导致实践过程中遇到一些基础问题无法自己解决。同时,物联网技术和物联网行业需求一直在不断发展过程中。这要求我们在今后的教学中认真总结经验,同时结合最新的行业发展趋势和需求,动态调整我们的实践内容和教学方法,让我们的教学紧跟时代的步伐,培养满足时代需求的物联网专业人才。项目驱动的物联网工程专业人才培养模式,为物联网工程专业的人才培养模式提供了一种可行的方式,同时也可以为物联网工程专业的实践课程的教学改革提供借鉴。
【参考文献】
[1]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.
篇6
关键词:物联网;通信技术;专业建设;课程设置
中图分类号:TP391 文献识码:A 文章编号:2095-1302(2013)03-0078-03
0 引 言
从IBM的智慧地球到智慧中国,物联网在今年兴起。针对国家战略导向和市场需求,许多学校都成立了电信信息工程物联网方向相关专业,如何建设好物联网专业成为一个重要课题。
物联网技术是一种通过红外感应器、射频识别等信息传感设备,按照约定的协议,将物理世界信息化、网络化,再把物品与互联网进行连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、跟踪、监控和管理的一种网络技术。从技术体系上分,物联网包括感知层、网络层、应用层等。感知层通过传感器、射频识别等信息采集手段,感知物理世界中的数据;网络层将采集的数据通过无线网络高效、安全地传送,实现互联功能;应用层通过中间件、信息开放平台、云计算平台等,实现跨系统、跨行业间的信息协同、共享、互通等。
通信技术类课程是针对物联网专业建设的一门专业核心课程,是物联网结构中感知层过渡到应用层的重要课程,以培养学生具备通信技术必要的理论知识,分析与应用能力和职业素养。
1 高职物联网通信人才培养要求
物联网技术专业以通信工程、电子信息、计算机科学等相关专业为背景,培养德、智、体全面发展,掌握通信系统理论和物联网工程领域的专门知识与关键技术,具备综合运用现代传感器、信息处理、嵌入式和网络通信等技术进行信息标识、获取、处理、传输和控制等物联网工程的实践能力,能够在国防工业和国民经济与物联网应用相关的各行业中从事系统集成及关键技术与产品研发和应用推广等工作,成为服务于社会和经济发展需要的高素质应用型复合人才。
1.1 社会对高职物联网人才的需求
通过对河源、珠三角(以上两个地方是河源职业技术学院人才主要输送的地方)地区的物联网应用企业进行人才需求调研显示,社会对高职物联网人才的需求越来越大,需求大于供给成为一个突出的矛盾。需求主要集中在物联网技术感知层中的芯片设计与制作人员、电子设备技术人员;网络层中的网络组建人员、网络管理和维护人员;应用层中的具体数据处理,软件系统设计人员、软件开发人员、系统维护人员等。涉及计算机网络和通讯技术的人才缺口较大。
1.2 高职物联网对学生的能力和知识要求
通过实践调研,明确作为物联网专业基础核心课程的通信技术类课,其对应的岗位群是网络层中的网络组建人员、网络管理和维护人员,岗位要求学生在通信技术类课程的学习中锻炼的能力目标和素质目标如下:
能力目标主要体现四个方面:
(1)通过技能训练,了解通信协议分概念,理解通信相关原理,掌握通信电路单元的实验测试方法、组装与配置技能,能够进行无线设备的调试,能做好维修维护前的准备工作;
(2)熟悉常用基本测试仪器,能够对无线通信设备技术指标进行测试,能够正确操作无线通信产品;
(3)能正确处理无线通信设备相关部件及设备的保养,能独立完成故障初查和故障判断;
(4)能进行同类产品的剖析,具备现场组织管理与协调能力,以及解决实际问题的初步能力。
素质目标主要体现五个方面:
(1)守时、踏实、耐心;
(2)适应能力、学习能力、抗压能力;
(3)规范意识、合作意识、沟通意识;
(4)培养规范化、标准化的电路应用与设计习惯;
(5)培养良好的系统集成能力和技术管理能力。
2 对物联网专业通信类课程建设的思考
2.1 明确专业知识体系
通信技术类课程是物联网专业基础核心课程。通过课程的学习,可以有力地提高学生通信协议的理解,信号处理的流程,射频电路测试、分析、维护、设计的能力,为将来课程学习和就业打下坚实的基础。通信技术在物联网三层架构中属于网络层,该课程应该在专业知识体系的框架下,让学生在实训中加深理论理解,提高动手能力。强调通信协议概念、理论,调制解调原理,信号处理流程,实训以及电路测试、分析与应用设计,培养学生主动学习能力。
2.2 注意课程的发展与整合
现在的专业都向着综合化的道路发展,物联网专业更具代表性。在构建课程体系中,要加强交流合作,突出综合能力的培养,根据行业、职业要求,对课程进行整合并注重课程的发展性。课程作为承载教育信息的载体,在设计课程体系时,应该综合每个岗位群的职责要求严谨制定,注重人才的全面发展。课程体系的构建要符合学生认知的规律,给学生提供知识、技能拓展的空间,实现学生的素质拓展。
2.3 选择合适的项目载体
在应用导向上,应当选择合适的项目载体,重视通信技术在物联网中的应用来构建课程项目内容。主要包括两个方面:
2.3.1 项目的合理选择
考虑到通信技术中的发射与接收技术是重中之中,无线接收和无线发射系统对课程知识的重构和整合性良好,以及目前社会背景下,人们对智能化的产品越来越向往,以无线智能家居控制系统的设计为例组织教学。项目式教学借助老师指导和同学之间的相互帮助,利用相关的学习资料,通过项目实践的方式而获得。所以,项目教学采用教师指导和同学讨论、查找资料、动手操作,综合运用各种手段,掌握所学的知识。构建课程项目。图1所示是课程内容中的无线通信收发系统。
2.3.2 突出课程内容的可操作性
课程内容不但要实用,具有先进性,也要可操作性强。通信技术发展迅速,先进性在教学内容上强调基础概念,注重通信基本协议、基本电路、信号的基本特征及其传输特征;强调基本原理,但要结合市场需求应用,合理拓展实用理论和技能,体现实用性和可操作性。
3 对物联网专业通信类课程建设的建议
3.1 强调通信技术课程的基础核心作用
物联网课程体系的三层架构(即感知层、网络层、应用层)为业内所接受,越来越成为主流意识。通信技术作为网络层中的重要技术具有重要意义,关系到数据的正确、稳定传输,承接感知层,上达应用层。在物联网相关专业建设中强调通信技术课程的核心作用,主要涉及物联网中数据的传输知识,包括Wi-Fi、ZigBee和3G等无线网络的相关协议的基础知识,理解信号调制解调相关原理,注重信号处理流程,使学生胜任物联网系统应用、网络管理、维护以及设备的安装、调试和故障排除等工作。
3.2 发挥优势,结合实际构建课程体系
应当发挥学院优势,结合河源职业技术学院的实际情况来构建课程体系。
河源职业技术学院电子类专业包含应用电子技术、移动通信技术、电子信息工程技术等相关专业,由于成立时间、历史等原因,专业发展有一定差别。在专业课程建设方面如何实现师资、设备专业群辐射、共享是一个重要课题。鉴于河源职业技术学院电子学科和通信学科建制较早,配套相对完善,具有一定优势,加之物联网专业的综合性、多学科性,在构建物联网专业课程体系时,可以从通信网络层和感知层入手,再扩展到应用层,最终形成专业知识体系。
3.3 加强校企合作,服务地方经济
河源地处广东的东北部,近年经济发展迅速,高新区的建设更是需要动手能力强、博学强技的高质量人才。但后发河源,基础较差,相对研发综合实力较弱,可以考虑先从系统集成下手,找到突破口,加强校企合作,使学生掌握社会实用的通信系统理论和物联网工程领域的专门知识与关键技术,打造服务于社会和经济发展需要的高素质应用型复合人才。
4 结 语
通信技术类课程的建设需要工学结合,培养出来的高技能人才要求其既掌握必须的理论基础知识,又有较强的实践动手能力。要达到这一教学目标,需要强调,明确课程体系,注意课程的发展与整合,应用导向,选择合适的项目载体,重视通信技术在物联网中的应用。
参 考 文 献
[1] 黄鹏,杨云志,李元忠.“物联网”推动RFID技术和通信网络的发展[J]. 电讯技术,2010(3):85-89.
[2] 关仲和.关于应用型人才培养模式的思考[J].中国大学教育,2006(6):9-13.
[3] 柯强. 物联网专业课程建设探讨[J]. 物联网技术,2012,2(1):80-81,85.
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关键词:教育生态;卓越工程师;校企联合培养
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)36-0211-02
教育部实施“卓越工程师教育培养计划”,为创新工程教育本科人才培养质量提出了全新的要求,引领工科高校向工程教育的本质理性回归。本文就教育生态理念在江南大学物联网工程专业卓越工程师培养计划方案中的运用进行了初步的探索。
一、教育生态理念及专业建设的生态性分析
教育生态学是教育学和生态学相互渗透的结果,教育生态学研究教育与其周围生态环境(包括自然的、社会的、规范的、生理信息的)之间相互作用的规律和机理。教育生态系统以教育及其结构层次作为主体,以开发者(转换者)、被开发者(被转换者)和服务者(管理者)三种功能为纽带,以出人才、出成果为中心。教育生态环境可分类为社会生态环境、规范生态环境和自然生态环境三种环境圈层。教育生态环境以教育为中心,围绕几种生态环境圈层,形成多因子综合影响和相互作用,对教育的产生、存在和发展起着制约和调控作用,是一多维空间和多元环境体系。
江南大学物联网工程专业实施2年厚基础教育、1年物联网工程专业教育和1年工程实践教育的人才培养方案。具体采用能力递进的“2.5+0.5+0.5+0.5”本科生卓越工程师培养模式,物联网工程专业卓越工程师培养计划实施方案可参照一年级(校内一学年)、二年级(校内一学年)、三年级(校内0.5学年)、四年级(校内0.5学年)。
二、卓越工程师培养的内部生态发展体系
(一)创新优化工程能力培养课程体系
规范环境强调教育是科学技术的基础,科学技术是教育的内容,科学技术促进教育内容、方法和手段的更新。为适应物联网科学技术革命的挑战,培养物联网工程专业卓越工程师,对物联网专业建设提出了培养创新工程素养的质量要求。在课程体系设置方面,强调知识的应用和知识的生产,而不局限于知识的持有和追求。课程体系设置以学生工程实践能力、创新能力的培养为核心,以工程实践与科研训练为主线,以自然科学、人文社会科学及工程技术三类基础课程构筑教育平台,划分为通识教育、学科基础教育、工程专业教育、工程实践教育四个层次。课程体系强调工程创新能力要求导向,强化知识结构的设计与建设,课程涵盖物联网支撑技术和物联网应用共性关键技术。四层次课程体系体现了教学从传授知识为主转变为开发智力为主,强调学科的本质和知识结构,形成连贯、顺序和整合的“螺旋状课程”结构,以求实现知识的迁移。
(二)创新教学团队建设
高校教师队伍是教育生态学的重要因子,物联网专业教育与教师队伍的密切关系具有生态学的意义。依据教育生态的平衡规律,教师队伍是专业建设成败的关键因素。教育生态因子教师队伍的花盆效应,揭示高校教师不能在土产的环境中一直生产,封闭和半封闭的教育系统会导致教师从书本到书本产生局部生态环境效应[9]。物联网专业师资队伍建设以组建创新工程教育师资队伍为目标,培养具有创新性工程教育理念和实践工程教育能力的师资队伍,形成一支具有国际视野的高水平教学团队,重点抓好“双精型”、“双语型”和“双导师”队伍建设。
三、卓越工程师培养的外部生态发展体系
物联网科学技术促进专业培养形态的改变,教育的基本形态呈现出向企业形态发展态势。基于卓越工程师培养目标,强调知识培养的创新工程意识和创新工程能力。培养方案强调学校-科研院所、学校-高新企业的深度联合,将高层次创造性人才提升计划与创新工程教育有机结合,强调在更高水平的工程科学知识传授层面,体现学术要求的知识结构和行业要求的工程能力之间的结合。学生从2年级开始实施导师制:校内实践环节由校内导师指导,科研院所或企业实践环节由双导师共同指导。从以下几个方面加强外部生态环境对专业建设的良性作用。
1.构建校企联盟两阶段人才培养模式。依托物联网产业发展需求,借助江苏物联网产业优势,充分利用物联网技术教育部工程研究中心、物联网工程与技术江苏省优势学科、物联网工程训练综合训练中心江苏省高等学校实验教学示范中心等科研、教学平台,结合无锡及周边地区物联网高新企业,开展与科研院所、高新企业的多元合作,提出由学校和科研院所或企业两阶段、双导师培养的卓越工程师培养手段,提高学生工程实践能力的创新工程教育理念。
2.校企联合和企业实训课程设置。物联网工程专业实践教学培养方案的制定突出校企合作机制。加强产学研合作和教学科研结合,促进交叉融合和资源整合,优化实验教学体系结构,突出平台建设;改革实验教学内容,突出实践教学技术和方法,拓展和优化专业课程内涵和功能,形成工程实践性强的实验课程体系。实践教学培养方案重点考虑与地方物联网企业的合作,在企业建立实习基地,通过校企合作方式作为实践能力提升培养的重要手段。企业基地的实践教学分为四个层次:专业认知实习、物联网应用系统分析与设计、物联网工程实践、毕业设计,总学习时间为43周。
认知生产实习目标定位于了解专业涉及的产品设计、生产、测试等流程,建立起物联网系统的整体概念和感性认识,进一步了解课程在微电子、通信与集成电路、传感网等领域的基本应用。物联网应用系统分析与设计通过现场考察和实际操作的形式完成学习过程。在校企联合培养基地开设与企业研发过程、生产过程、管理环节、市场营销、工程概算、工程施工、系统维护等方面的相关课程,其主要教学目标是使学生验证、理解并掌握课程理论内容,提高学生应用理论解决工程实际问题的能力。物联网工程实践要求学生到企业现场参与体验设计、开发、测试、工程实施的流程。通过专业实习使学生具体地感受和了解物联网行业新技术发展的现状和趋势,了解专业领域的主要技术和经验,培养初步的实际工作能力和专业技术能力,培养学生应用理论知识解决工程规划、设计、施工、生产、维修和管理的能力。
毕业设计是实现培养目标的重要环节,由企业提供合适的岗位供学生顶岗实习,结合现场工程问题进行有针对性的研究与实践。通过联合培养使学生了解企业的全部生产运营流程,了解行业的基本规范和发展需求。
四、结语
本文从教育生态的视角,分析了物联网工程专业建设的教育生态特性,同时,基于教育生态理论,构建和分析我校物联网工程专业卓越工程师培养计划,在培养计划的方案实施中,强调专业建设与环境的适应性、环境对专业建设的反作用,尤其引入了校企联盟和双导师机制,加强物联网工程专业建设的企业生态环境的建设。
参考文献:
[1]李继怀,王力军.工程教育的理性回归与卓越工程师培养[J].2011,(3):140-142.
[2]高雪梅,潘丰.卓越工程师培养模式初探[J].贵州社会科学,2011,63(11):108-110.
[3]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教育,2012,(1):4-6.
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关键词:物联网;物联网工程导论;教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02
一、引言
物联网(InternetofThings)是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网络结合起来而形成的一个巨大网络。物体通过智能感应装置,再经过传输网络到达指定的信息载体,再经过全面感知、可靠传送和智能处理,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与智能处理[1]。2011年,在工业和信息化部出台的“物联网十二五发展规划”中,明确指出,物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。2010年,教育部公布了140个高校新设本科专业,重点培养与国家确定的战略性新兴产业相关的专业。其中,“物联网”专业排名居首,国内许多高校纷纷开设或准备开设物联网专业。
二、物联网工程专业的课程体系
从物联网的技术构成上来看,主要包含感知层、网络层、服务层和应用层。[2][3]因此,物联网专业涉及多个专业方向,其基础教学体系的建立也需要多个专业的汇聚。对于不同的大专院校,由于自身的情况、特点以及优势不同,可以建立不同的具有各自特点的理论课程以及实训课程。物联网工程专业面向现代信息处理技术,以培养从事物联网专业领域的研发、设计、工程及制造等方面的高级工程技术人才。因此,物联网工程专业或方向应建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系。[4]
如图1所示。
图1物联网工程专业的课程体系
三、物联网工程导论实践教学
物联网工程导论是物联网工程专业的核心课程之一,同时也是本专业的入门课程。对于刚刚进入大学的本科新生来说,这是他们进入大学后学习的第一门专业课程。新入学的学生对物联网这一新生事物了解的程度较差,头脑中没有相关的概念。因此,物联网工程导论课程授课的主要内容应以介绍物联网基本原理及知识和物联网的一些常见应用为主,在教学中以建立完整的知识框架结构作为中心点。通过教学活动,使学生能够对整个物联网专业的内容有一个较为清晰的认识,对整个学科的课程体系有一个初步了解,包括核心课程的简要内容和在专业中的作用和地位、相互关系等。这样可以尽量减少他们在今后四年学习中的迷茫和困扰,因此,在教学过程中需要注意以下几点:
(一)适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细
在教学内容的选择上应以面向应用为指导思想对教学内容进行适当的补充或删减。教学过程中切忌讲的过深过细,要让学生了解并掌握本学科的基本内容和研究方法。本课程作为物联网工程专业的引导性课程,基本上涵盖了物联网这一学科知识体系的各个主要方面。因此,在授课过程中,在介绍每一方面内容时,应从宏观层面入手,对学生做一个较高层次的高级科普。讲课内容要能反映物联网科学技术和产品的最新发展,在使学生了解相关概念和术语的基本含义的基础上,同时更多的了解最新流行电子产品的功能和基本原理;这些内容比较适合一年级大学生的思维方式和知识背景,有利于提高他们对物联网知识的理解能力;通过本课程的讲授,引导学生思考物联网在发展和应用中存在的问题,从而培养学生对物联网工程专业的兴趣,为更好的学习相关的其他课程奠定一个良好的基础。
(二)引导学生转变学习方法,促进良好习惯的养成
大学新生入学后,学校一般会安排入学后的专业教育,但是由于时间较短,效果有限。很多学生仍然不太适应大学的学习生活方式。因此,物联网工程导论作为新生入学后学习的第一门专业核心课程,教师在授课中不仅要介绍物联网的基本知识,还要着重引导学生的学习方法,促进学生养成良好的学习习惯。使学生能够很快适应大学的学习方式。
中学阶段,学习的主要方式就是大量而紧凑的课堂教学。学生的学习时间由学校安排,老师实施灌输式教学。老师教学生是“手拉手”领着教,老师对于课程的安排非常详细和周到,使得同学们养成了依赖老师的习惯,在学习过程中只会去被动的记忆和背诵。到了大学,老师的课堂讲授相对减少了很多,在课堂上的不会讲授全部的教学内容,而是以自学为主。课外时间都是自己安排,自己找老师讨论问题,自己去图书馆看书,自己找志同道合的人研究问题。学习过程中也不再采用题海战术和死记硬背的方法,需要学生勤于思考,勇于实践,尤其对于物联网专业而言,很多知识需要通过实践才能真正理解和掌握。
根据中学和大学学习特点的不同,在本课程的教学中,教师在授课过程中,要结合本专业的基础知识去引导学生转变学习方法。一方面,要和学生一起分析中学和大学的学习特点,使学生明白二者的不同,从而主动的去适应大学的学习方式;另一方面,通过读书报告、专题讨论、课程实践等方式,训练学生适应新的学习方式。要使同学们明白,除了要认真听老师的讲课,认真阅读教材和参考书,加强实践环节的学习,除此之外,更重要的是还要有个人的独立思考和积极探索的精神。
(三)教学的重点在于学生能力的培养
教育部在教高[2007]2号文件中明确提出要求:努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力[5]。众所周知,我国的高考竞争非常激烈,因此在中学阶段,对于绝大多数学生而言,把时间全部用在了知识学习和完成各种各样的作业题、模拟题和考试题上是唯一的选择,而对于自身综合素质与能力的培养无暇顾及。从中学进入大学,学生的学习方式有了根本的变化,因此学生要利用好业余时间,有意识地培养和提高自身的综合能力与素质,主要包括以下几个方面:
学习能力:即自学的能力。对中学生来说,学习就是按照学校的安排,在课堂上接受教师的知识传授,课下完成老师布置的作业。而在大学中,需要学生自主地安排学习计划、主动地获取知识,不仅仅在课堂上进行知识的学习,在课下的时间还要去读书、去思考、去实践,逐步的提高自己的自学能力。
创新能力:所谓创新,就是用新思想、新方法和新技术解决工作中遇到的各种问题。作为大学生,只有具有良好的创新意识和能力,才能面对在未来学习和工作中面临的各种挑战,有效的解决遇到的各种问题。
实践能力:实践能力是指在工作当中运用自身的知识去分析问题和解决问题的能力。对于工科专业的本科学生,实践能力的强弱尤为重要,因此,在大学阶段,应该着重加强诸如课程设计、实验、实习、大学生科技竞赛等环节的学习和训练,以提高自身的实践能力。
交流能力:交流能力指一个人与他人有效地进行信息交流的能力。在现代社会,交流能力是个人素质的重要体现,它代表了一个人的知识、能力和品德。本科学生无论毕业后无论进入那一个行业,都是在一个团队进行自己的工作,因此,如何与团队内外人员的进行良好的交流对于自己的研究和工作是至关重要的。
四、结语
综上所述,物联网导论课程在本科教学的整个过程中有着重要的作用。通过本课程的教学,使学生对物联网专业的基本知识有了一个初步的认识,并在学习的过程中逐步去适应大学的学习方法,为后续专业课程的学习也打下了一个良好的基础。同时,在学生的思想当中逐步树立起培养自身综合素质的意识,最终成长为一个高素质的大学本科毕业生。
参考文献:
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关键词 物联网 本科教育 教学设计
物联网技术的发展的发展,它将计算机技术、通信技术以及微电子技术作为基础,它利用射频技术、传感器、分布式计算、无线传输及实时数据交换等技术与互联网形成了一个物物通信的架构和系统。物联网作为第三次信息产业的发展趋势,受到了我国政府、教育、科研、产业界的高度重视,各高校相继申报和试行物联网专业,预示着物联网技术将成为未来发展的战略进程,为人们的生产、生活提供了广阔的发展前景,中国的物联网发展已进入了一个全新的、难得的高速发展时期。
与此同时,以计算机技术与网络技术为基础的物联网工程专业,也面临着如何建设物联网本科专业的严峻问题,从如何设置专业的培养方向,如何对培养的目标和课程教学体系建设,如何将学生的基本能力与社会发展需求相适应,本文将结合高校物联网专业的相关实际进行探讨,以期对相关决策者提供一定的参考与依据。
一、物联网技术的发展现状
物联网技术的发展与我国的信息化建设息息相关,任何一项技术的出现及发展都必须与其社会发展背景相适应。经过很长一段时间的发展,信息技术作为推动物联网技术发展的强力支撑,将伴随着通信技术、微电子技术的飞速发展而日益成为促进社会经济发展模式的新动力。中国互联网信息中心在每年的网络统计报告中指出,我国网民人数将近5亿,位居全球第一位,我国在无线射频技术、传感技术等领域的不断研究和实践,已初步形成了覆盖人与物的网络信息技术系统,为物联网技术与互联网的接入提供了延伸和扩展。
通过对人的分析,我们可以概括出物联网技术的所实现的功能。比如人是通过人的感觉器官来从外界获得刺激等信息,并通过人的神经系统来讲感知到的信息传递给大脑,大脑通过分析和处理,将感知的结果又通过神经系统传递给人的感官,通过感官的行为来作用于外界的事物。与此相同的是,物联网技术的实质就是通过多种技术来实现对外界的信息的获取,并传输给中央处理器,通过处理后将结构或指令传递给相关的电子设备或元器件,此项过程的完成是在计算、控制、通信、协调与自治中来实现对智能设备的管理与操作,从而实现对物的实时感知、动态反馈等。
二、物联网专业与课程体系建设关系研究
(一)物联网工程专业的设置必须与社会需求相适应
物联网技术的发展具有“新、长、专”的行业特点,它不仅涵盖更的新型技术,也与很多产业存在关联,因此,对其发展必须由技术领域展开,逐步实现物联网学科体系的全面深化和建设,在课堂体系设置上要根据社会、产业的发展需求,对课程体系的设计要结合国内外的先进的设置理念,十分审慎的规避风险,从而将“源学科”的专业优势发挥出来。
(二)对未来社会就业岗位及就业能力进行相适应
物联网工程专业不仅具有信息技术的特征,同时与工程技术紧密相关,对学科的分类与定位也是当前争论的焦点。我们知道,物联网技术的发展,主要依靠信息技术的传递来实现人、机、物的信息交换,从而将其归属于计算机学科比较合理。
(三)对物联网技术专业与计算机专业之间的融合
物联网技术是建立在计算机技术的基础之上,必然要与计算机技术的学科产生交叉和影响,因此,在对其专业设置时,要从学科关系上确立计算机专业的地位,并对教材建设、师资配备上保持一定的相适应。
三、物联网专业本科段的培养目标
制定合格的专业培养目标不仅关系到学生未来就业的成败,同时对于提升院校的教育教研水平至关重要。为此,物联网专业在培养目标上应该从以下几个方面着手。
(一)课程体系建设方面
物联网专业的课程设置必须遵循学生德、智、体、美全面发展的要求,在计算机技术、通信技术、软件技术等领域里培养扎实的基础,具备相应的职业道德,具备一定的工程技术理论知识,具备一定处理设计、集成、应用等一体化的技术能力。在课程开设方面要将高等数学、概率与数理统计、电路分析基础、场论与复变函数、高频电子技术、计算机语言程序设计技术、以及电磁场与电磁波、微波技术与天线等专业技术作为基础理论课程。
(二)实践实习是物联网技术专业建设中的重要环节
通过对电子电工实验室建设,为学生的实习与实操提供训练场地,物联网技术与工程技术具有紧密的联系,特别是软件课程设计、硬件课程实践,对各种电子技术、高频技术、以及通信原理技术都需要在其相应的实验室进行实践和操作,唯有此,才能为社会提供高水平、高能力的综合性技能型物联网人才。
(三)加强对物联网专业的师资建设
师资力量是关系到专业开设成败的重要方面,各高等院校在人才的引进与调度上要结合课程开设实际,特别是对于电子信息工程专业的高职称的人才应该作为物联网专业人才引进的重点。
总之,物联网专业的发展必将对国家的发展战略起到重要的推动作用,加强对物联网专业的学科建设,着眼于未来,将计算机技术、信息技术、传感器技术等学科的综合优势转化为提高学生的综合能力,为社会培养更多物联网人才。
参考文献:
[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21).
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文章编号:1004-4914(2017)05-223-01
随着物联网技术的发展以及社会对物联网技术的认可,开设物联网应用技术专业的高职院校也逐渐增多,物联网应用技术专业发展态势较好。《物联网工程项目应用》课程是连接物联网理论知识与工程实践的纽带,我们通过调研各院校同专业课程体系发现物联网工程项目应用课程已成为各院校物联网应用技术专业的必备课程。虽然各院校对应此课程的名称有所区别,但内容大同小异,这也就说明大家对于该课程的重要性具有统一的认知,但是该课程相对于传统课程在课程内容、教学方法、实训实验课程等方面还存在明显不足。我们所在学校已连续四年开设了《物联网工程项目应用》课程,在课程内容设置、教学方法以及实训实验课程设置方面已进行了一些探索,积累了部分经验。
一、课程特点及课程定位
《物联网工程项目应用》是集无线传感器网络技术、综合布线技术、嵌入式开发技术于一体的综合应用课程,是将理论知识转化为实用技能的纽带课程。该课程最大的特点就是学科交叉,从单片机编程到上位机开发、从设备安装到设备布线、从方案设计到整体项目调试,每一步都对学生的基础知识和知识面有较高的要求。并且由于物联网工程均要落实到具体的应用,所以要求学生对于行业规范标准要有一定的认知。总的来说,此课程具有面向应用、注重实践、强调实用技能的特点。
高职院校《物联网工程项目应用》课程一般?_设在第四学期,此课程的前导课程有《电子技术基础》、《无线传感器网络技术》、《嵌入式开发》、《传感器技术》和《网络综合布线》,通过这些课程的学习,学生能够掌握物联网工程项目所需的理论知识和基本技能,为后面工程应用做好铺垫。《物联网工程项目应用》这门课程不仅仅是物联网技术技能的出口,同时也是连接理论知识和实际工程项目的桥梁,在整个课程体系中具有非常重要的作用。
二、课程理论教学设计
《物联网工程项目应用》课程的特点使得此课程理论内容覆盖范围较广,所以在进行理论教学时要考虑到学生知识基础和学校实训条件。通过上文介绍,我们通过对学生前导课程的学习,基本能够掌握物联网工程应用的理论知识。我们物联网工程实训平台为凌阳公司生产的物联网智能家居实训平台,智能家居工程作为物联网工程的典型代表,具备物联网工程的大部分特点,同时涵盖市场需求较大,所以《物联网工程项目应用》课程以智能家居工程项目应用为主,理论内容包括智能家居理论基础、智能家居相关技术、控制设备理论、安防报警及监控理论和工程案例分析。课程涉及到的传感器知识、编程知识等内容将在授课过程中进行穿插讲解,这样方便学生活学活用,效率较高。
针对理论课程存在理解困难、复杂枯燥等问题,我们利用分组教学、角色扮演等方法来提高课堂的互动和趣味性。将完整的物联网工程分解为一个个小工程,由同学扮演甲方和乙方,在提出需求和解决问题的过程中融入理论知识,不仅增强了学生的互动,同时也让学生掌握了理论知识,效果较好。
三、课程实训教学设计
课程的实训教学与理论教学相互联系又存在很大不同,本课程的实训教学特别重视对学生实用技能的培养,通过物联网项目的设计、安装、调试来锻炼学生对完整工程项目的把控能力。为完成课程目标,我们将此课程的实训分为两部分内容:上位机软件实训和智能家居平台实训。
1.上位机软件实训。上位机软件是物联网工程项目不可缺少的部分,目前主流的上位机大部分采用C#开发,但是随着工业智能化改造的加快,工业物联网也有了越来越多的需求,工业组态屏这一新型应用也逐渐普及。为适应产业需求,我们在进行上位机软件实训的时候,在不影响学生学习的基础上,适当的调整了C#开发时间,增加了组态屏上位机软件开发的课程,让学生能够尽快的接触新应用,为以后的岗位需求做好铺垫。
2.智能家居平台实训。智能家居平台实训是本课程实施的核心,主要可以分为终端节点实训和综合项目实训两部分。其中终端节点实训包括光照探测器、温湿度探测器、烟雾探测器、灯光控制器、家电控制器等16个实训项目,通过这些实训学生能够掌握常用传感器、控制器的基本原理和使用方法,能够具备独立调试设备、网络布线以及参数配置的能力。综合项目实训包括门禁控制系统、灯光控制系统、智能安防系统、智能监控系统和情景模式控制系统等五部分内容,每个实训项目都是综合传感器、控制器和上位机软件的完整项目,学生从项目的设计、安装到实施都亲历亲为,在这个过程中学生能够锻炼解决问题的能力、学会团队协作同时也能够积累部分项目经验。我们在指导学生实训的同时,注重培养学生文档写作能力,让学生注重保存过程材料,积极撰写项目实施方案,从多方面锻炼学生的能力。
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