物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)研究與實踐

蘇永綠

摘要：隨著科技的發(fā)展與時代的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)與我們的工作生活息息相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)是一種通過各種的傳感設(shè)備，把物品與互聯(lián)網(wǎng)完美的結(jié)合在一起，進(jìn)行通信或信息的交流，從而實現(xiàn)智能定位、識別及跟蹤網(wǎng)絡(luò)。它掀起了互聯(lián)網(wǎng)信息的第三次浪潮，現(xiàn)在已被我國列為戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。我國很多高校開始采用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)的理念，此種技術(shù)不僅是站在時尚的最前沿，更是以學(xué)生為中心，以學(xué)生興趣為出發(fā)點，通過多重教學(xué)的方式完成教學(xué)。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程能夠通過交叉學(xué)科實驗，提高學(xué)科教師合作的模式。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)課程；交叉學(xué)科；實踐教學(xué)

1物聯(lián)網(wǎng)在專業(yè)課程中的教學(xué)研究

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次革命浪潮。它通過感知識別技術(shù)，按照事先約定好的協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)人與物、人與人、物與物之間的相互聯(lián)系，現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、智能交通、智能消防、智能環(huán)境檢測和政府工作等方面。在公認(rèn)的情況下物聯(lián)網(wǎng)被分為三個層次：底層是感知數(shù)據(jù)的感知成；在中間的一部分是傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)城；在最上層的部分是對內(nèi)容信息進(jìn)行處理的應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)是三網(wǎng)融合的延伸和擴展，互聯(lián)網(wǎng)是本技術(shù)的核心和基礎(chǔ)。

通信工程軟件工程電子工程科學(xué)技術(shù)和工科專業(yè)等是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗的主要內(nèi)容。相比于學(xué)校的工科學(xué)院，一些高等的職業(yè)師范學(xué)校就缺少或是沒有完全掌握這種通過物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)專業(yè)人才的技術(shù)。在國際上對互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的鑒定是從四個方面進(jìn)行的，一是計算思維能力；二是程序設(shè)計的實現(xiàn)能力；三是對計算機算法設(shè)計與分析能力；四是對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、設(shè)計和開發(fā)能力。下圖1為在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程中計算機網(wǎng)絡(luò)課程在其中所占地位。

圖 1 計算機網(wǎng)絡(luò)課程在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中的核心地位

在我們列出圖1中可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程大致可分為兩類，分別是基本理論與專業(yè)基礎(chǔ)和工程與技術(shù)實踐。而基本理論與專業(yè)基礎(chǔ)類是為了使學(xué)生具備計算機思維和使學(xué)生更好的認(rèn)知互聯(lián)網(wǎng)，對日后的開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。而工程與技術(shù)實踐的主要內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生通過社會需求的導(dǎo)向來更好的應(yīng)用和掌握物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的方向和能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的本質(zhì)問題是如何才能更方便更有效的利用系統(tǒng)來實現(xiàn)對不同行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，而它的根本目標(biāo)是怎樣才能構(gòu)建出高效率，低成本的自動化系統(tǒng)。中國專家吳功宜的觀點是互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)是由計算機科學(xué)技術(shù)衍生出來的，他的主要目的是為社會培養(yǎng)工程與技術(shù)人才，所以專業(yè)實踐課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的關(guān)鍵。隨著社會的發(fā)展，社會對計算機科學(xué)所需的人才也提出了客觀的需求，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才能夠充分的理解物理空間與信息空間的一體化趨勢，并且他們具有這種科學(xué)思維和科技創(chuàng)新的能力，能夠更好的應(yīng)用服務(wù)于社會。

2網(wǎng)絡(luò)教學(xué)原則

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)原則是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的目的和過程客觀的制定的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)。對普通的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有普遍適用的指導(dǎo)意義。一般從以下幾個方面來制定：第一是真實性原則。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中通過網(wǎng)絡(luò)多媒體等虛擬現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)造出與實際學(xué)習(xí)環(huán)境相似的學(xué)習(xí)環(huán)境，即實現(xiàn)情景學(xué)習(xí)。第二點是開放型學(xué)習(xí)原則，導(dǎo)師把各種學(xué)習(xí)資源開放的展現(xiàn)，給學(xué)員構(gòu)造出自主學(xué)習(xí)環(huán)境，并且只需為學(xué)生提供出學(xué)習(xí)建議和學(xué)習(xí)方向，利用物聯(lián)網(wǎng)的高包容性，高便捷性，高覆蓋性的特點，使學(xué)生能夠及時得到教學(xué)資源，開展學(xué)習(xí)。第三點是隨機學(xué)習(xí)原則。在建立的虛擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中構(gòu)建一種隨機學(xué)習(xí)機制。就是圍繞一點，可以通過不同的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且提供多次的學(xué)習(xí)機會，是學(xué)員能夠根據(jù)自己的興趣愛好，選擇合適他們的學(xué)習(xí)方法，從而使他們獲得更多的知識。第四點是探索學(xué)習(xí)原則。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的過程中應(yīng)該以引導(dǎo)為主，應(yīng)該注意時刻調(diào)動學(xué)員的積極性，是他們自己學(xué)習(xí)，強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性。通過這種方式培養(yǎng)的學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和科技創(chuàng)新能力以及推測，預(yù)測能力會遠(yuǎn)超常人。

3網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)實踐

3.1激發(fā)同學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)積極性

在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實驗中有一門物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程，是學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基礎(chǔ)課，在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中具有非常非常重要的作用，是學(xué)生邁向物聯(lián)網(wǎng)的敲門磚。在筆者的實際教學(xué)課程中，第一節(jié)課是用來調(diào)動學(xué)員的積極性和提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。通常在這節(jié)課中一般用以下幾點來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一是向?qū)W員們展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對我們生活的影響和在物聯(lián)網(wǎng)的影響下，我們的生活有了什么改變？讓學(xué)生充分的體會到物聯(lián)網(wǎng)是如何改變我們的生活，使我們的生活變得更加便利，從而提高學(xué)生的積極性。二是為同學(xué)們分析現(xiàn)狀，讓他們充分的認(rèn)識到自己的不足和強勢之處，使他們更清楚四年大學(xué)生活對他們的影響，讓他們充分認(rèn)識到這四年大學(xué)生活是人生中的第二次充電站，這關(guān)乎他們未來的生活水平和幸福指數(shù)，鼓勵他們克服現(xiàn)有的迷茫，從而獲得一個充實而美好的大學(xué)生活。三是與同學(xué)們討論如何在以后的學(xué)習(xí)過程中如何使他們一直保證一個較高的學(xué)習(xí)興趣，可以組織學(xué)生參加一些活動，或者向有經(jīng)驗的老教師進(jìn)行他們的教學(xué)方法，再或者多與志同道合的同學(xué)交流，時刻對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行高度關(guān)注，通過組織或協(xié)助學(xué)生參加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)競技大賽的方式提高他們的積極性。

3.2為學(xué)生創(chuàng)造充分的學(xué)習(xí)空間

在實地教學(xué)課程中，有意者去布置一些相對簡單的互聯(lián)網(wǎng)選題，且提前布置下去，使他們有充分的時間來查閱相關(guān)的資料，做成課件，鼓勵他們在課堂上自行講解分享，為他們營造出充分自由的學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)同學(xué)的自主學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力。比如可以通過一些新興的技術(shù)如：云計算，遙感技術(shù)，位置服務(wù)或者可穿戴技術(shù)等專題，讓他們展開自由的學(xué)習(xí)討論，讓他們自行分組學(xué)習(xí)，結(jié)果會非常理想。讓同學(xué)從對云計算一無所知到有模糊的認(rèn)識，再到最后演講時頭頭是道，能夠?qū)υ朴嬎阏w進(jìn)行定義和分析，這就是質(zhì)的變化。

3.3為學(xué)生推薦有較高閱讀價值的資料

學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中可能會花費很多時間去學(xué)習(xí)一些不是很重要的東西，這時就需要教師對他們進(jìn)行協(xié)助，所以學(xué)生的導(dǎo)師就需要為他們指明學(xué)習(xí)的方向。一開始導(dǎo)師可以向他們推薦一些經(jīng)典的資料，做到授之以魚。由于導(dǎo)師對互聯(lián)網(wǎng)有較深的了解，他們對一些知識也有更深刻的認(rèn)識，所以在導(dǎo)師有意的指導(dǎo)之下，學(xué)生通過閱讀或?qū)嶋H關(guān)鍵資料可以達(dá)到快速提升自己能力的作用。在教學(xué)的過程中要注意到時代的發(fā)展，對于物聯(lián)網(wǎng)的影響，比如物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢，新技術(shù)和一些新應(yīng)用新的發(fā)展方向。當(dāng)遇到一些新奇或者是有意義的資料及時整理出來，并且發(fā)在網(wǎng)絡(luò)課程上，讓學(xué)員們進(jìn)行學(xué)習(xí)。在實際教學(xué)過程中，要有意的把自己整理的資料視頻或者電子書文件向同學(xué)推薦。如講物聯(lián)網(wǎng)安全問題時向?qū)W生推薦美國著名的密碼學(xué)專家 BruceSchneier 的經(jīng)典著作《Applied Cryptography》和《Secrets and Lies： Digital Security in a NetworkedWorld》，在對云計算進(jìn)行講解時，可以向?qū)W生推薦美國著名作家尼古拉斯·卡爾的著作《IT 不再重要——互聯(lián)網(wǎng)大轉(zhuǎn)換的制高點：云計算》，在對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展社會背景進(jìn)行講解時，我們可以向?qū)W生推薦爾·蓋茨的《未來之路》。

當(dāng)學(xué)生對一些基礎(chǔ)已經(jīng)完全了解后，如果他們想繼續(xù)深造，可以教給他們一些獲取信息的方法，途徑，做到授之以漁。使用最多的方法是交給他們在搜索引擎中選擇關(guān)鍵詞或關(guān)鍵字搜索法。在百度，搜狗等搜索引擎中輸入關(guān)鍵字，在搜索結(jié)果中選擇他們自己感興趣的內(nèi)容。還有一種方法就是利用微信公眾號如“物聯(lián)網(wǎng)頭條”“物聯(lián)網(wǎng)智庫” ，這些公眾號會時常更新，大概每天都會有4-5條關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的最新資訊或者是關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的原創(chuàng)觀點，可以使同學(xué)們在茶余飯后的零碎時間進(jìn)行興趣學(xué)習(xí)。通過瀏覽這些文件或資料，提高他們的學(xué)習(xí)能力，開闊他們的眼界，增強他們的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

3.4 各學(xué)科老師進(jìn)行交叉學(xué)科合作

這個方案主要是針對導(dǎo)師來進(jìn)行，因為對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，不僅學(xué)生要提升，導(dǎo)師也要提升。導(dǎo)師的自我提升也有非常重要的作用，在實踐過程中，導(dǎo)師可以通過閱讀來實現(xiàn)提高自己知識面或者眼界的作用?？梢酝ㄟ^在網(wǎng)上搜索相關(guān)的教材資料文獻(xiàn)或者在網(wǎng)上查找視頻等方法進(jìn)行自我提升。有一點在教師的提升中有至關(guān)重要的作用，那就是交叉學(xué)科教師合作。基于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的交叉學(xué)科教師合作，能夠使教師與時代與時俱進(jìn)，使他們不局限在自己的小天地內(nèi)，融入到大的時代背景當(dāng)中，使他們能夠各方面全面發(fā)展。教師合作可以開展長期的科學(xué)研究，也可以形成小組合作或持久的穩(wěn)定合作關(guān)系，這不僅能使教師之間的知識更加融洽，也可以使教師之間的關(guān)系更加的和諧，使教師在教學(xué)過程中游刃有余，觸類旁通。

3.5參加物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)業(yè)大賽

由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有應(yīng)用的特性，所以我們不能讓學(xué)生僅僅的停留在理論學(xué)習(xí)當(dāng)中，應(yīng)該鼓勵激勵他們在生活實踐中得以運用。我們可以與校領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行協(xié)商，舉辦一些科技創(chuàng)新大賽，或者鼓勵學(xué)生參加國家級別的科技創(chuàng)新競賽，使他們在競爭的過程中獲得更多的知識，使他們所學(xué)的理論知識更好的應(yīng)用于實踐。這種競爭模式可以充分的激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)他們的動手能力，使其在日后的學(xué)習(xí)中有明確的方向和目標(biāo)。并且在參加競賽的過程中，學(xué)生應(yīng)該與指導(dǎo)教師進(jìn)行積極的協(xié)商，向?qū)熃榻B自己的創(chuàng)新思想并尋問可行性，這樣可以避免走很多彎路。

4網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)體系

4.1 CDIO教學(xué)理念

CDIO 代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它生命周期的載體是從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行。他的主要作用是用來培養(yǎng)學(xué)生在實際生活中主動實踐的工程能力。網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容橫穿大學(xué)四年本科學(xué)習(xí)，所以在不同階段融入不同的網(wǎng)絡(luò)實驗課程，具有必要性。在實際的教學(xué)過程當(dāng)中，在多數(shù)情況下使用讓學(xué)生們進(jìn)行小組討論學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行科研或者是掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

4.2過程的實驗考核

關(guān)于高校的計算機課程教學(xué)過程的評定，實驗課程成績占據(jù)了非常大的比重。但是隨著時代的發(fā)展，高校越來越注意對人才的多元化培養(yǎng)，所以如果再采用傳統(tǒng)的總結(jié)性評語，就很難對學(xué)員進(jìn)行全面的分析評價，所以為了使學(xué)生的評價更加的客觀和公正，就引入了基于云計算在線的測試形式和通過計算機網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行綜合評價的方式。前者是考驗學(xué)生對靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識，而后者是全面考核學(xué)員的創(chuàng)新和系統(tǒng)集成的。在二者的有效結(jié)合之下，會在很大程度上綜合反應(yīng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平。

4.3 基于行業(yè)案例的實驗?zāi)Ｊ?/p>

由于物聯(lián)網(wǎng)具有可靠傳輸智能處理全面感知特性，在電網(wǎng)交通物流等方面被廣泛的應(yīng)用，所以智慧城市是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢。為了保證智慧城市的正常運行，就需要很多使用物聯(lián)網(wǎng)的人才進(jìn)行維護，所以在教學(xué)過程中可以對這一方面進(jìn)行針對性的教學(xué)。比如蕪湖市的智慧城市創(chuàng)建目標(biāo)就是建設(shè)創(chuàng)新和諧幸福優(yōu)美的智慧型城市。他的主要任務(wù)是實施“1336”工程，即“一個中心、三項工程、三大體系、六大基地”。 而為了完成這個目標(biāo)就需要專業(yè)對口的人才，所以這些目標(biāo)也為人才提供了良好的就業(yè)平臺。在日常的教學(xué)過程中有針對性的為學(xué)生講解或者推行這些方面。在工程訓(xùn)練，畢業(yè)設(shè)計，專業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié)，有意識的加強相關(guān)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)的企業(yè)或者是學(xué)術(shù)論壇，這樣不僅能提高學(xué)生的專業(yè)水平，還能促進(jìn)學(xué)生就業(yè)水平。

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)后，使我們的生活發(fā)生了巨大的改變，為我們的社會帶來了改革，也使我們的信息領(lǐng)域面臨到了前所未有的機遇。并且中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的強勁發(fā)展，帶動了高校培養(yǎng)專業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才，培養(yǎng)出的技術(shù)人才能夠更好的融入社會，服務(wù)社會。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志英，周興社，袁春風(fēng)，等.計算機專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)和系統(tǒng)課程體系設(shè)置研究[J]. 計算機教育，2013，9：1 -6.

[2]趙傳信，王楊，陳付龍.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐課程建設(shè)探討[J].電腦知識與技術(shù)，2012，8（12）：2 922 -2 924.

[3]梁艷， 曾碧卿. 基于CDIO模式的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程群建設(shè)[J]. 中國科技信息， 2012，（21）： 177-178.

[4]盧先領(lǐng)，毛力. 物聯(lián)網(wǎng)時代的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革初探[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，13（1）：38 -41.

[5]胡青松，耿飛，劉偉，等. 面向礦山物聯(lián)網(wǎng)的“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)重構(gòu)[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013，35（3）：30 -32.

[6]李紅， 王春枝， 賀章擎. 信息化背景下計算機網(wǎng)絡(luò)課程混合學(xué)習(xí)模式研究[J]. 計算機教育， 2014，（20）： 15-1.

[7]王楊，許勇，趙傳信，等.高師院校非師范計算機專業(yè)人才培養(yǎng)新途徑[J]. 計算機教育，2010，（8）：4 -10.