基于網(wǎng)絡(luò)資源的《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程教學改革

趙翠芹++黃星壽

摘要：針對《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程的特點，提出利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富課程內(nèi)容和改進課堂教學方法 ，合理利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富學生獲取知識的方法和途徑，為深入學習和實踐物聯(lián)網(wǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)資源；物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論；教學改革；RFID

DOIDOI：10.11907/rjdk.161633

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009019302

基金項目基金項目：廣西教育廳項目（KY2015LX333）；2016年廣西本科教改項目（A類）

作者簡介作者簡介：趙翠芹（1979-），女，云南保山人，碩士，河池學院計算機與信息工程學院講師，研究方向為無線傳感網(wǎng)技術(shù)；黃星壽（1964-），男，廣西合山人，河池學院計算機與信息工程學院副教授，研究方向為數(shù)學方法論。

0引言

當前，各大IT行業(yè)都使出渾身解數(shù)迎接物聯(lián)網(wǎng)這股革命浪潮。為適應(yīng)市場需求，各大高校紛紛開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。2010年以來，北京理工大學、江南大學等37所高校紛紛增設(shè)了該專業(yè)，筆者所在學校2014年開設(shè)了該專業(yè)。為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)人才，部分高校與企業(yè)開展了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)校企合作。2016年3月5日，第十二屆全國人民代表大會第四次會議上已明確將大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)納入十三五規(guī)劃中。對通信工程來說，物聯(lián)網(wǎng)是引領(lǐng)通信發(fā)展的核心動力；對于大數(shù)據(jù)和云計算來說，物聯(lián)網(wǎng)是啟動大數(shù)據(jù)和云計算的基石。

《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的入門課程，深入把握該課程有利于后續(xù)專業(yè)課程學習，提升教學效果。

1課程特點及教學中存在的主要問題

1.1物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程特點

《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程內(nèi)容非常豐富，整合了計算機專業(yè)和通信類專業(yè)的知識，涉及物聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域，內(nèi)容從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生背景、概念、特點、現(xiàn)實與困境，到物聯(lián)網(wǎng)信息生成的感知識別層、信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、信息處理并賦予智慧的管理服務(wù)層以及綜合應(yīng)用層等[13]。

物聯(lián)網(wǎng)是知識密集型技術(shù)產(chǎn)業(yè)，涉及的技術(shù)有：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無源感知、物聯(lián)網(wǎng)體系、復(fù)雜環(huán)境低功耗通信、自組織網(wǎng)絡(luò)、軟件和服務(wù)及算法、云計算、高度集成和低功耗低成本的硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)和信號處理、發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)管理、高能量密度電池、能量富集、無線充電的電源與能量存儲、安全與隱私、標準化等。除需了解這些技術(shù)外，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生還必須能夠應(yīng)用WiFi、zigbee、RFID等設(shè)備組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，利用ARM Cortex-M3的STM32單片機和ARM Cortex-A8網(wǎng)關(guān)的嵌入式系統(tǒng)解決實際問題，能夠從事智慧教室、智能交通、智能醫(yī)療和智能家居等行業(yè)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和管理工作。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)概念多且抽象、知識點雜?！段锫?lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程學習效果直接影響學生專業(yè)學習興趣及實際操作技能的培養(yǎng)。

1.2課程教學中存在的問題

筆者自2014以來，曾在西北大學進修物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，先后參加臺灣陵陽公司的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培訓(xùn)及北京北科融創(chuàng)和廣州飛瑞敖公司的實地考察學習。結(jié)合對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的系統(tǒng)學習和教學實踐，總結(jié)該課程教學中存在的主要問題如下：①物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展非常快，其軟件和硬件更新速度快，新概念、新理論和新技術(shù)層出不窮，教材內(nèi)容往往滯后于實踐發(fā)展，導(dǎo)致教育和應(yīng)用相脫節(jié)；②教學基礎(chǔ)較薄弱，師資力量匱乏，在制定教學計劃時，專業(yè)課程安排受到限制，經(jīng)常出現(xiàn)因人設(shè)課的局面，對學科長遠建設(shè)不利。

作為先導(dǎo)課程，《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》涵蓋物聯(lián)網(wǎng)的概念、架構(gòu)、技術(shù)、標準和商業(yè)模式。為進一步豐富課程內(nèi)容和提高課程教學質(zhì)量，本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源利用對該課程進行教學方法改革，以提高學生實踐能力。

2利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富課程內(nèi)容

2.1利用網(wǎng)絡(luò)在線影視資源激發(fā)學生學習興趣

利用在線影視資源豐富、拓展教學內(nèi)容。適時補充最新的相關(guān)參考資料及技術(shù)動態(tài)，為學生提供最新的領(lǐng)域知識。比如講完第一章物聯(lián)網(wǎng)概述后，可以推薦學生課后觀看物聯(lián)網(wǎng)“萌芽片”《大戰(zhàn)皇家賭場》、物聯(lián)網(wǎng)“雛形的”《豚鼠特工隊》和物聯(lián)網(wǎng)“宣傳片”《阿凡達》[24]?！洞髴?zhàn)皇家賭場》形象描繪了RFID芯片植入身份識別裝置后，可以準確無誤地識別身份信息；《豚鼠特工隊》展示了智能微型芯片被植入日常生活各種物品中的情形；《阿凡達》中潘多拉星球上浮動的圣樹種子就是一種能自動感知的傳感器，這些傳感器組成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，活靈活現(xiàn)地展示了IBM的“智慧地球”。通過這些影視資源既豐富了學生的課余生活，也更加形象地還原了物聯(lián)網(wǎng)的真實應(yīng)用，使學生對晦澀難懂的概念及技術(shù)的應(yīng)用更加清晰，從而激發(fā)學生的學習興趣。

2.2利用網(wǎng)絡(luò)圖片展示物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品

物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品非常多，可利用網(wǎng)絡(luò)圖片展示專業(yè)課程所涉及的最新產(chǎn)品，并對其進行講解，提供最新知識、最新信息，充實教學內(nèi)容。 比如講解RFID時，可利用搜索、查找RFID標簽、天線和閱讀器，還有閱讀器和標簽之間的反射反向散射機理和電磁場在空中的鉸鏈過程等。同樣，可查找zigbee圖片，了解zigbee產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖、協(xié)議棧、模塊原理圖等。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖片，通過詳細講解幫助學生理解相關(guān)技術(shù)，了解物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及發(fā)展前沿熱點問題，從而增強教學的生動性 ，增強學生學習后續(xù)課程學習的好奇心和信心。

2.3利用網(wǎng)絡(luò)社交軟件拓展學生創(chuàng)新思維能力

該課程教學中，需啟發(fā)、引導(dǎo)學生積極思考，創(chuàng)造師生討論互動氛圍，引導(dǎo)學生積極參與討論，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。比如在講授定位系統(tǒng)時，可嘗試引導(dǎo)學生討論：在沒有手機之前，外出旅游、購物、逛街需要做哪些前期準備？在物聯(lián)網(wǎng)時代又有哪些變化？進而引出在線數(shù)字地圖、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)等；無窮無盡的位置服務(wù)衍生了碎片化服務(wù)；列舉學生熟悉的社交軟件，比如微信搖一搖等。云計算和定位導(dǎo)航相結(jié)合催生了移動位置服務(wù)，可向?qū)W生引薦蘋果公司開發(fā)的星空漫步star walker軟件，讓學生體驗云計算和定位技術(shù)帶來的便利，激發(fā)學生學習熱情，明確專業(yè)定位。

教師可充分利用QQ、微信、郵箱、微博等的社交軟件與學生及時交流，及時了解學生學習動態(tài)和遇到的問題，為學生答疑解惑，實現(xiàn)線上線下溝通交流，彌補傳統(tǒng)教學空間和時間的限制。

3利用網(wǎng)絡(luò)資源改進課堂教學方法

課堂教學是傳授知識的主要方式，目的性強，有利于重點和難點把握，可“帶著學”， 理論聯(lián)系實際應(yīng)用“看著學”。通過制作課件，結(jié)合板書、現(xiàn)代多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，盡量讓課程內(nèi)容豐富多彩，增強交互性。比如在講解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物理層介質(zhì)訪問控制的隱終端、暴露隱終端問題及其解決方案的四次握手機制（RTS、CTS、ACK和Data）[5]時，可以在課件中插入動畫，抓住重點難點精講，增強學生的感性認識。在講解傳感器前，教師可布置有關(guān)傳感器發(fā)展趨勢及類型、手機中所集成的傳感器及其功能等題目給學生，學生通過網(wǎng)絡(luò)查找資料，豐富專業(yè)知識，引導(dǎo)學生課前預(yù)習，課堂上帶著問題聽講，課后歸納總結(jié)，強化對知識點的把握。

4結(jié)語

充分利用網(wǎng)絡(luò)資源更新課程內(nèi)容和改進課堂教學方法，加強實踐教學，可極大地提高學生學習興趣。同時，培養(yǎng)學生開動腦筋發(fā)現(xiàn)問題、及時解決的能力，將課堂教學由課內(nèi)延伸到課外，為提高實踐能力打下扎實的基礎(chǔ)。

參考文獻參考文獻：

[1]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京：科學出版社，2015.

[2]郎為民.大話物聯(lián)網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[3]余振亭，萬麗莉.《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》課程教學方法研究[J].軟件導(dǎo)刊，2014，13（8）：187188.

[4]肖敏，丁曉波，周學君，等.“物聯(lián)網(wǎng)”本科專業(yè)建設(shè)探究[J].軟件導(dǎo)刊 2015，14（9）：178180.

[5]徐平平，劉昊，褚宏云等譯.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2013.

責任編輯（責任編輯：陳福時）