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時(shí)間:2023-09-07 17:25:59
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)課程,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
作者簡(jiǎn)介:朱金秀(1972-),女,江蘇常州人,河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院(常州),副教授;韓光潔(1972-),男,黑龍江伊春人,河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院(常州),副教授。(江蘇常州213022)
基金項(xiàng)目:本文系國(guó)家“物聯(lián)網(wǎng)工程”特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、江蘇省高等教育學(xué)會(huì)“十二五”高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題“‘卓越計(jì)劃’課堂有效教學(xué)方法”(KT2011174)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)16-0067-02
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things,IOT)的概念是在1999年提出的,根據(jù)2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的定義,[1]物聯(lián)網(wǎng)主要解決物到物(Thing to Thing,T2T)、人到物(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)之間的互聯(lián)。這一高度交叉的新興前沿領(lǐng)域在國(guó)際上備受關(guān)注,美國(guó)IBM公司基于物聯(lián)網(wǎng)提出“智慧的地球”概念;中國(guó)科學(xué)院早在物聯(lián)網(wǎng)概念誕生之初就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)研究。2009年,無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院成立,總理考察時(shí)提出“感知中國(guó)”的概念。2010 年3 月9 日教育部網(wǎng)站發(fā)出通知:我國(guó)擬針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等國(guó)家決定大力發(fā)展的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在高校本科教育階段設(shè)立相關(guān)專業(yè)。這其中就包括增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),以期為重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才。
自2010年7月教育部批準(zhǔn)30余所高校院系建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來,中國(guó)電子學(xué)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)專家委員會(huì)、教育部電子信息與電氣學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)一直高度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)建設(shè)。全國(guó)高校物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)小組組織高校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)體系、課程體系、工程實(shí)踐和人才培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一系列的探索,國(guó)內(nèi)高校也根據(jù)自身的情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了探索。[2-4]2010年7月,河海大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)成為首批獲批物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的30所大學(xué)之一;2011年3月,我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)成為第七批國(guó)家特色專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)目前屬于新興產(chǎn)業(yè),中國(guó)高校剛剛開始開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。筆者近年來致力于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè),分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系及核心知識(shí)領(lǐng)域,力求歸納物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的專業(yè)共性基礎(chǔ),并結(jié)合我校特色,構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系,以期為兄弟高校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程規(guī)劃拋磚引玉。
一、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系分析
在業(yè)界,物聯(lián)網(wǎng)大致被公認(rèn)為有三個(gè)層次,[1,5-7]底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層,第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層,最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層。
感知層包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備,包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前傳感器網(wǎng)絡(luò)。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ),RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通訊技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動(dòng)通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上,其主要功能是直接通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)(如GSM、TD-SCDMA)、無線接入網(wǎng)(WiMAX)、無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,對(duì)來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù),為用戶提供豐富的特定服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析平臺(tái),將是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的重要組成部分,也是應(yīng)用層眾多應(yīng)用的基礎(chǔ)。
物聯(lián)網(wǎng)各層次間既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)系。為了實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化功能服務(wù)于某一具體應(yīng)用,各層間資源需要協(xié)同分配與共享。以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以是千差萬別的,也不一定所有層次的技術(shù)都需要采用;即使在同一個(gè)層次上,對(duì)可供選擇的技術(shù)方案也可以進(jìn)行按需配置。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系分析
所謂專業(yè)體系就是把一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識(shí)組織成專業(yè)干線清晰、知識(shí)點(diǎn)層次分明、結(jié)構(gòu)銜接完整的一個(gè)知識(shí)框架。在分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的基礎(chǔ)上構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系,“物聯(lián)網(wǎng)工程”知識(shí)結(jié)構(gòu)中的專業(yè)知識(shí)部分應(yīng)能夠構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)整體的框架并體現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù)。因此物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系應(yīng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的知識(shí)和系統(tǒng)整體架構(gòu)與優(yōu)化的知識(shí)。對(duì)應(yīng)的核心知識(shí)領(lǐng)域?yàn)椋簩?duì)應(yīng)于感知層為射頻識(shí)別技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù);對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層為通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與協(xié)同技術(shù);對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層為數(shù)據(jù)處理技術(shù)和信息安全技術(shù);對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)整體的框架為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
基于以上討論,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系要能實(shí)現(xiàn)這樣的培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)造就具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、物理信息系統(tǒng)標(biāo)識(shí)與感知、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)和數(shù)據(jù)分析與信息處理技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí);具有物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、終端、協(xié)議等方面的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)能力以及組織和實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的能力;并在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)和團(tuán)隊(duì)精神以及外語運(yùn)用能力等方面有良好的素養(yǎng),能適應(yīng)國(guó)家現(xiàn)代化與信息化建設(shè)需要,為我國(guó)工業(yè)化和信息化融合、為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的高層次、高素質(zhì)的復(fù)合型和創(chuàng)新型高等工程技術(shù)與管理人才。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程構(gòu)成
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系應(yīng)盡可能多地覆蓋本專業(yè)的知識(shí)體系。圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)涉及的學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)點(diǎn),該專業(yè)知識(shí)部分由四個(gè)部分組成:基礎(chǔ)類、感知類、網(wǎng)絡(luò)與通信類、數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類。
基礎(chǔ)類課程為:數(shù)理類課程,例如高等數(shù)學(xué)或離散數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)、物理等;電路類課程,例如電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯與系統(tǒng)、高頻電子電路等;程序類課程,例如程序設(shè)計(jì)語言C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、Java語言程序設(shè)計(jì)等。感知類課程為:射頻技術(shù)(RFID原理及應(yīng)用)、傳感器技術(shù)(與設(shè)計(jì))、微機(jī)原理與接口、模式識(shí)別與狀態(tài)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)、數(shù)據(jù)獲取與信息處理系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)與通信類類課程為:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)與無線通信、通信原理、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理、短距離無線與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類課程為:物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、云計(jì)算與云存儲(chǔ)、定位應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、移動(dòng)開發(fā)等。
四、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系構(gòu)建探索
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的專業(yè),專業(yè)人才的培養(yǎng)根據(jù)專業(yè)共性基礎(chǔ)和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領(lǐng)域區(qū)域特色。因此我校培養(yǎng)模式堅(jiān)持以水利特色為主導(dǎo),發(fā)揮水利學(xué)科的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì);整合優(yōu)化專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)包括學(xué)科基礎(chǔ)課程群、物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群,使學(xué)生有興趣、有研究、有實(shí)踐地學(xué)習(xí)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí),逐步地、系統(tǒng)地增長(zhǎng)工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與科學(xué)研究能力。
學(xué)科基礎(chǔ)課程群:按基礎(chǔ)類、感知類、網(wǎng)絡(luò)類、應(yīng)用類將相關(guān)課程分為四大課程群,有效克服每門課程各自為陣造成的“內(nèi)容重復(fù)、銜接不緊”等弊端。物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群:根據(jù)專業(yè)共性基礎(chǔ)和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領(lǐng)域區(qū)域特色,重點(diǎn)建立無線傳感網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)兩個(gè)方向,明確制定各方向的課程體系,為學(xué)生提供充分的選課空間和時(shí)間,使學(xué)生的個(gè)性得到充分發(fā)揮。
1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
該方向側(cè)重?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的研究,強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)傳輸與網(wǎng)絡(luò)層的開發(fā)與實(shí)踐。通過課堂教學(xué)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式,學(xué)生將掌握扎實(shí)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論,具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用軟件的開發(fā)和研究,方向重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和感知層的研究與設(shè)計(jì)。
2.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)
該方向側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的研究,強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的開發(fā)與實(shí)踐。通過課堂教學(xué)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式,學(xué)生將掌握扎實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)理論,系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)及應(yīng)用軟件的開發(fā)方法和開發(fā)工具,方向重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的研究與設(shè)計(jì)。并增加水聲通信技術(shù)、水聯(lián)網(wǎng)及水環(huán)境檢測(cè)應(yīng)用作為我校的行業(yè)特色。
綜上所述,我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在課程設(shè)置中,把行業(yè)應(yīng)用特色納入個(gè)性化課程、專業(yè)課模塊,形成學(xué)術(shù)型和技術(shù)型兩套既有共性、又有個(gè)性的課程體系。該課程體系堅(jiān)持以水利特色為主導(dǎo),夯實(shí)基礎(chǔ)教學(xué),為學(xué)生未來發(fā)展創(chuàng)造條件,以方向選修課為平臺(tái),拓寬學(xué)生的知識(shí)和認(rèn)識(shí)視野,妥善化解突出特色和拓寬視野間的矛盾。
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不是以理論為主導(dǎo),重點(diǎn)是工程應(yīng)用,教學(xué)應(yīng)該由應(yīng)用來驅(qū)動(dòng),時(shí)刻做好準(zhǔn)備,不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。課程設(shè)置及內(nèi)容應(yīng)重在特色,在實(shí)施過程中,將高度重視特色專業(yè)點(diǎn)建設(shè)工作,大力加強(qiáng)課程體系和教材建設(shè),改革人才培養(yǎng)方案,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),緊密結(jié)合國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,推進(jìn)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng),切實(shí)為同類高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):G718.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)14-0244-02
一、研究背景
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的聚合性應(yīng)用與技術(shù)的提升不斷出現(xiàn)。對(duì)應(yīng)的人才培養(yǎng)專業(yè)隨之誕生,這類專業(yè)往往是多個(gè)學(xué)科的融合。物聯(lián)網(wǎng)是一門交叉學(xué)科,涉及計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、測(cè)控技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),以及管理學(xué)、軟件開發(fā)等多方面知識(shí)。在專業(yè)課程建設(shè)和完善的過程中,單一學(xué)科課程體系無法適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需要,采用跨學(xué)科的教學(xué)模式才能滿足專業(yè)課程建設(shè)的要求。同樣,細(xì)化到課程建設(shè),單門課程的閉門建設(shè)已無法滿足跨學(xué)科知識(shí)體系的要求,迫切需要將相關(guān)課程進(jìn)行融合和整體規(guī)劃,形成課程群進(jìn)行“大課程”建設(shè)。
二、課程群的組建
課程群是由內(nèi)容上密切相關(guān),相承和滲透,具有互補(bǔ)性的幾門系列課程組成的有機(jī)整體,并配備相應(yīng)的教學(xué)素質(zhì),按大課程框架進(jìn)行課程建設(shè),獲得整體優(yōu)化,進(jìn)而更適用于跨學(xué)科的課程建設(shè)。面向物聯(lián)網(wǎng)方向課程群建設(shè)的基本思路是通過梳理物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),理清物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)體系層次結(jié)構(gòu)。跨專業(yè)挑選出相關(guān)課程對(duì)應(yīng)到各個(gè)層次結(jié)構(gòu)中,分層次進(jìn)行課程組團(tuán)形成課程群。
三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系層次組建課程群
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個(gè)層次。
以感知層課程群組建為例,感知層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最底層,其功能為“感知”,是由各種具有感知能力的設(shè)備組成,主要用于感知和采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的核心,是信息采集的關(guān)鍵部分。
基于感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用,梳理出該層的核心技術(shù)包括射頻技術(shù)、新興傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)(FCS)等,涉及的核心產(chǎn)品包括傳感器、電子標(biāo)簽、傳感器節(jié)點(diǎn)、無線路由器、無線網(wǎng)關(guān)等。
通過多方調(diào)研高職層次應(yīng)用型崗位的需求出高職層次應(yīng)屆畢業(yè)生崗位需求主要集中在“測(cè)試工程師”、“系統(tǒng)運(yùn)維工程師”、“售后工程師”、“產(chǎn)品銷售人員”、“工程施工人員”及“產(chǎn)品檢測(cè)人員”等。
通過對(duì)上述崗位典型職業(yè)活動(dòng)進(jìn)行分析,將崗位描述和能力要求進(jìn)行匯總,再對(duì)應(yīng)到知識(shí)技能要求后,將學(xué)院原開設(shè)相關(guān)課程的內(nèi)容與物聯(lián)網(wǎng)方向相關(guān)技能和知識(shí)進(jìn)行比對(duì),在已開設(shè)課程中跨專業(yè)選取出《電子感測(cè)技術(shù)》、《單片機(jī)技術(shù)》和《無線通信》三門課程形成課程群進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)。
四、課程群建設(shè)方法探索
(一)教學(xué)內(nèi)容建設(shè)方面
以《電子感測(cè)技術(shù)》課程為例,原有課程內(nèi)容側(cè)重于傳感器原理、基本結(jié)構(gòu)的教學(xué),強(qiáng)調(diào)被測(cè)量檢測(cè)為目的的傳感器應(yīng)用。然而,從傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析,傳統(tǒng)傳感器及獨(dú)立傳感器功能已無法滿足物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的需求。除了熟悉傳感器原理和結(jié)構(gòu)外,還需要掌握傳感器智能化、組網(wǎng)、信息獲取、傳輸及應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)。而上述這些相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)涉及到單片機(jī)、無線通信等相關(guān)技術(shù),僅憑《電子感測(cè)技術(shù)》課程本身增加概念性教學(xué)內(nèi)容是無法使學(xué)生理解和掌握的。
為保障新增和調(diào)整的教學(xué)內(nèi)容開展有效的教學(xué),面向物聯(lián)網(wǎng)方向的《電子感測(cè)技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整及課程本身的二次開發(fā)需要基于課程群建設(shè)。在《單片機(jī)技術(shù)》和《無線通信》兩門課程的支撐下,教學(xué)內(nèi)容主要從以下二方面進(jìn)行新增和調(diào)整。
1.新增無線傳感器節(jié)點(diǎn)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀要求傳感器不僅具有感知獲取功能,還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷等功能。目前成熟的技術(shù)是將傳感器部分與信號(hào)預(yù)處理電路、輸入輸出接口、微處理器等結(jié)合到一起,形成傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元。傳感器節(jié)點(diǎn)基本組成模塊有:傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分。
2.新增無線傳感網(wǎng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。傳感器節(jié)點(diǎn)的開發(fā)和大量使用,使分布式控制系統(tǒng)中對(duì)傳感信息交換提出更高要求,單獨(dú)傳感器數(shù)據(jù)采集已不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,取而代之的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。
教學(xué)內(nèi)容主要在融合無線通信和單片機(jī)課程相關(guān)內(nèi)容基礎(chǔ)上新增無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的介紹,重點(diǎn)包括傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議等。
(二)教學(xué)方法改進(jìn)
課程群中的課程各自按特點(diǎn)選用合適的教學(xué)方法外,主要采用項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法來開展教學(xué)。但隨著課程群中課程學(xué)習(xí)的深入,課程間的交叉和融合越來越明顯,需要共同開發(fā)建設(shè)教學(xué)項(xiàng)目和任務(wù),讓學(xué)生全面了解和掌握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的要領(lǐng)。
以物聯(lián)網(wǎng)感知層課程群設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目“校園環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”為例,《電子感測(cè)技術(shù)》課程主要解決感知端傳感器的選型和信號(hào)預(yù)處理(側(cè)重硬件),《單片機(jī)技術(shù)》課程主要完成傳感器節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建(側(cè)重編程),《無線通信技術(shù)》課程主要完成無線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)(側(cè)重通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式)。
(三)實(shí)訓(xùn)設(shè)備開發(fā)
高職層次的物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是能夠從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)維護(hù)、產(chǎn)品制造和施工的高等工程技術(shù)人才。培養(yǎng)目標(biāo)決定了學(xué)生在具有一定理論基礎(chǔ)的同時(shí),要有較強(qiáng)的實(shí)踐能力。因此,實(shí)踐教學(xué)至關(guān)重要。而對(duì)于一個(gè)交叉學(xué)科而言,僅憑原有課程相互獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無法滿足教學(xué)需求,需要構(gòu)建一個(gè)結(jié)合課程組中課程配套實(shí)訓(xùn)設(shè)備的開放式交叉硬件共享平臺(tái),為物聯(lián)網(wǎng)方向教學(xué)提供硬件設(shè)備保障。
以《電子感測(cè)技術(shù)》課程為例,原有實(shí)訓(xùn)設(shè)備大都是傳統(tǒng)傳感器,孤立性較高,缺乏完整的系統(tǒng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),能滿足基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容卻無法滿足如上述物聯(lián)網(wǎng)方向的公共教學(xué)項(xiàng)目和任務(wù)的實(shí)踐教學(xué)需要。因此,我們另外立項(xiàng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的公共實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),并逐步完善課程組硬件共享平臺(tái)的建設(shè)。
(四)教材選取和建設(shè)
由于面向多學(xué)科融合的物聯(lián)網(wǎng)方向,使得課程內(nèi)容具有一定廣度。針對(duì)課程知識(shí)面的廣泛性,教材選取上避免局限單一教材,在選取主導(dǎo)教材的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生選用其他課程資料作為學(xué)習(xí)輔助參考資料。
課程組積極進(jìn)行教材的建設(shè),基于課程建設(shè)編寫出更適合的教材。以《電子感測(cè)技術(shù)》課程教材建設(shè)為例,新版教材根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),新增相關(guān)內(nèi)容。在課程組課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的支撐下,新增物聯(lián)網(wǎng)感知層中傳感器節(jié)點(diǎn)和無線傳感網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容。對(duì)原有教學(xué)內(nèi)容中的應(yīng)用舉例進(jìn)行合理的補(bǔ)充,增加物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方向舉例。開發(fā)新的物聯(lián)網(wǎng)方向相關(guān)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容新增到教材中。
五、結(jié)語
面向物聯(lián)網(wǎng)方向的課程建設(shè)需要跨專業(yè)課程間形成穩(wěn)定持續(xù)的合作機(jī)制,以課程組的形式進(jìn)行建設(shè)是一種行之有效的方法。面向物聯(lián)網(wǎng)方向的跨專業(yè)課程群建設(shè)是對(duì)新專業(yè)方向和課程建設(shè)新方法的全新探索,以物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科建設(shè)為契機(jī),探索多學(xué)科交叉合作模式,建立物聯(lián)網(wǎng)方向融合教W環(huán)境,為后續(xù)相關(guān)課程開發(fā)和建設(shè)探索可借鑒性的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2013)33-7502-03
物聯(lián)網(wǎng)受到各國(guó)政府及IBM等跨國(guó)大公司的重視,是當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一,具有巨大的戰(zhàn)略增長(zhǎng)潛能,已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家構(gòu)建社會(huì)新模式和重塑國(guó)家長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)力。加快打造物聯(lián)網(wǎng)軟件產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)俏覈?guó)軟件服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù),也是我國(guó)軟件和信息技術(shù)服務(wù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。我省是國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)起步較早和相對(duì)集中的地區(qū),在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)應(yīng)用、人才資源等方面擁有一定的先行優(yōu)勢(shì)。我院自2005年起開設(shè)軟件技術(shù)專業(yè),由于近幾年物聯(lián)網(wǎng)軟件產(chǎn)業(yè)的興起,導(dǎo)致相關(guān)專業(yè)人才需求量極大,因此,我院軟件技術(shù)專業(yè)課程體系的設(shè)置也需做相應(yīng)的改革。
1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈分析
在物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入期,首先受益的是RFID 和傳感器廠商, 這是因?yàn)镽FID 和傳感器需求量最為廣泛,所以設(shè)備提供商是目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最大的受益者。
系統(tǒng)集成商也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中市場(chǎng)空間比較大的一塊,因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)所包含的范圍非常廣,因此,在用戶端進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施時(shí)需要集成商進(jìn)行產(chǎn)品和應(yīng)用方案的整合。與傳統(tǒng)IT 集成商不同的是,除了要對(duì)硬件產(chǎn)品和技術(shù)比較熟悉,對(duì)于行業(yè)的具體應(yīng)用也要有很深的了解。
中間件與應(yīng)用軟件是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條中的關(guān)鍵因素,是其核心和靈魂。物聯(lián)網(wǎng)軟件可包含:M2M 中間件和(嵌入式)Edgeware( 也可以統(tǒng)稱軟件網(wǎng)關(guān))、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行環(huán)境和集成框架、通用的基礎(chǔ)構(gòu)件庫,以及行業(yè)化的應(yīng)用套件等。應(yīng)用軟件可以說是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上市場(chǎng)空間最大的一塊,而且這一環(huán)節(jié)和IT 渠道的關(guān)系也最為緊密。
網(wǎng)絡(luò)提供商具有很強(qiáng)的壟斷性,目前國(guó)內(nèi)主要是以電信運(yùn)營(yíng)商為主。未來物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)產(chǎn)生海量信息的處理和管理需求、個(gè)性化的數(shù)據(jù)分析的要求, 這些需求必將催生物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商的需求量,因此,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商而言,面臨的將是從無到有的市場(chǎng),增長(zhǎng)空間非常大。
綜上所述,集成商、中間件及應(yīng)用軟件開發(fā)商、運(yùn)營(yíng)服務(wù)商這三個(gè)環(huán)節(jié)是IT行業(yè)比較適合切入,而應(yīng)用軟件是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上市場(chǎng)空間最大的一塊,且和IT行業(yè)的關(guān)系也最為緊密,適合軟件專業(yè)學(xué)生從事應(yīng)用軟件的開發(fā)。
2 培養(yǎng)目標(biāo)
高職軟件技術(shù)專業(yè)是培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德和素養(yǎng),掌握一定的計(jì)算機(jī)基本理論知識(shí),熟練使用當(dāng)今某種流行的軟件開發(fā)工具,熟悉面向?qū)ο蟪绦蜷_發(fā)技術(shù),能承擔(dān)計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)、測(cè)試以及系統(tǒng)的維護(hù)與技術(shù)支持等工作的高級(jí)技能型人才。[1]在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)大背景下,培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求,具備扎實(shí)的軟件基礎(chǔ)知識(shí)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件整體規(guī)劃,應(yīng)用軟件前臺(tái)設(shè)計(jì)、后臺(tái)編程及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的專門技能型人才,能熟練使用主流的軟件開發(fā)工具,從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)的開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行與維護(hù)工作,具有物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)分析、軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試的初步經(jīng)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)合作能力。
3 基本要求
本專業(yè)畢業(yè)生需具備如下素質(zhì)要求、能力要求和知識(shí)要求[2]:
1)素質(zhì)要求
① 熱愛軟件技術(shù)專業(yè),有高尚的職業(yè)道德和全心全意為社會(huì)服務(wù)的敬業(yè)精神。
② 樹立終身學(xué)習(xí)的理念,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的意識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作的能力。
③ 形成正確的職業(yè)價(jià)值觀和為科研奉獻(xiàn)的精神。
2)能力要求
① 熟練掌握文獻(xiàn)資料收集、信息資源檢索的方法,具有獲取信息的能力。
② 掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),具備軟件分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)能力。參與項(xiàng)目的整個(gè)開發(fā)流程:包括需求分析調(diào)研,系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、調(diào)試等環(huán)節(jié)。
③ 熟練掌握面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和主流的開發(fā)平臺(tái),掌握軟件理論和軟件工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。具有良好的交流與組織協(xié)調(diào)能力、邏輯思維能力,以及團(tuán)隊(duì)合作的精神。
3)知識(shí)要求
① 基礎(chǔ)知識(shí)
基礎(chǔ)知識(shí)包括公共基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。公共基礎(chǔ)知識(shí)包括:人文科學(xué)知識(shí)、社會(huì)科學(xué)知識(shí)、自然科學(xué)知識(shí)等。專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)包括:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論、Java 語言程序設(shè)計(jì)、C 語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、linux平臺(tái)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作、JSP 程序設(shè)計(jì)等。
② 專業(yè)知識(shí)
專業(yè)知識(shí)包括xml、Java Web程序設(shè)計(jì)、Web Services技術(shù)、SSH框架、嵌入式linux,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計(jì)、Android應(yīng)用開發(fā)、軟件測(cè)試、軟件工程等。
③ 擴(kuò)展知識(shí)
擴(kuò)展知識(shí)包括嵌入式技術(shù)與應(yīng)用、職業(yè)素質(zhì)等有關(guān)知識(shí)。
4 課程體系
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要涉及web開發(fā)、Java程序設(shè)計(jì) 、Linux 系 統(tǒng) 程 序 設(shè) 計(jì) 、android應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等課程。[3]根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),采用“崗位驅(qū)動(dòng)”的模式,建立了相應(yīng)的課程體系,包括建設(shè)核心課程網(wǎng)站、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、教材、課程標(biāo)準(zhǔn)等。通過實(shí)訓(xùn)和項(xiàng)目的詳細(xì)實(shí)施過程教學(xué),讓學(xué)生迅速進(jìn)入角色,在與校企合作的實(shí)踐中可以直接進(jìn)入實(shí)際崗位。
這里特別值得一提的是3G移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)軟件項(xiàng)目開發(fā)項(xiàng)目選取的是基于Android的物聯(lián)網(wǎng)物流監(jiān)控軟件設(shè)計(jì),軟件主要采用Java編程。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控手機(jī)軟件的開發(fā)可以滿足物流公司和客戶間的業(yè)務(wù)需求以及物流公司和送貨員間的業(yè)務(wù)需求,同時(shí)能對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理,而且新增客戶服務(wù)的功能,可以與客戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線溝通。Web物聯(lián)網(wǎng)軟件項(xiàng)目開發(fā)選取的也是物流管理系統(tǒng),主要目標(biāo)是通過使用Java語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)讓學(xué)生體驗(yàn)編寫代碼的過程,以及掌握編碼的規(guī)范。通過軟件工程的主干課程:軟件工程概論、軟件開發(fā)模式及UML建模、軟件項(xiàng)目管理、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件測(cè)試等課程來強(qiáng)化項(xiàng)目工程化,通過軟件系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作共同完成項(xiàng)目的開發(fā)以及相關(guān)文檔的整理和編制,讓學(xué)生熟悉項(xiàng)目實(shí)施的過程,培養(yǎng)他們職業(yè)素質(zhì)和能力。
5 理論與實(shí)踐教學(xué)方法
根據(jù)行業(yè)、企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求,制訂突出職業(yè)能力的課程標(biāo)準(zhǔn),按照課程標(biāo)準(zhǔn)選取合適的教學(xué)內(nèi)容;積極探索“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理論和實(shí)踐教學(xué)一體化”的教學(xué)模式[4]。實(shí)施以就業(yè)為目的、以職業(yè)教育為導(dǎo)向的“雙證教育”,走“工學(xué)結(jié)合”之路,培養(yǎng)高技能專門型人才。
1)在課程體系上探索和嘗試基于工作過程的專業(yè)課程體系建設(shè),將學(xué)歷教育與職業(yè)教育、技能認(rèn)證三者緊密的結(jié)合起來,為學(xué)生提供更多的發(fā)展空間。
2)改革教學(xué)方法。采用將實(shí)境教學(xué)法、“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)法、理論和實(shí)踐課程 “工學(xué)交替”教學(xué)法等,使理論與實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)同步進(jìn)行,培養(yǎng)方案由專職教師與企業(yè)、行業(yè)導(dǎo)師共同實(shí)施完成。
3)理論課程“夠用就好”,以此為尺度,整合相關(guān)課程資源,提高教學(xué)效率。
6 課程資源庫建設(shè)
軟件技術(shù)專業(yè)下的物聯(lián)網(wǎng)方向是一種新的專業(yè)方向,建設(shè)其教學(xué)資源庫具有非常重要的意義,其符合江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和高等教育信息化新的教學(xué)模式要求,有助于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的復(fù)合型人才,對(duì)加快物聯(lián)網(wǎng)教育資源共享和現(xiàn)代教育技術(shù)的推廣,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,建立開放的教學(xué)資源平臺(tái)服務(wù)社會(huì)具有積極作用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)資源庫是致力于建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的資源體系,通過各種方式進(jìn)行資料的收集、編輯、整合和存儲(chǔ),最后形成覆蓋所有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)方面知識(shí)的多媒體網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、管理規(guī)范化和資源共享。其建設(shè)理念是以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的社會(huì)需求為導(dǎo)向,根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)崗位特點(diǎn),構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu),并建立與之配套的專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃、教材、課件、題庫等一切資源。
參考文獻(xiàn):
[1] 吳曉艷,劉洋.高職軟件技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)探索[J].遼寧高職學(xué)報(bào),2011,13(5):65-67.DOI:10.3969/j.issn.1009-7600.2011.05.029.
【摘要】物聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),它把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中。為了適應(yīng)新一代信息技術(shù)對(duì)人才的需求,高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)目的是培養(yǎng)高端技能型、應(yīng)用型和可持續(xù)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技能人才。本文從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系現(xiàn)狀入手分析了物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)、主要就業(yè)崗位,以物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)為核心,探索更合理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系。
關(guān)鍵詞 高職院校;物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù);體系架構(gòu);課程體系
0 前言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮,通過射條碼與二維碼、射頻標(biāo)簽、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器和氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),具有十分廣闊的行業(yè)前景。自2010年7月教育部首次批準(zhǔn)多所高校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)以來,國(guó)內(nèi)高校都在根據(jù)自身的情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)體系、專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一些探索,但目前物聯(lián)網(wǎng)屬于新興產(chǎn)業(yè),各高校基本上也都是依托自己原有的相關(guān)院系與專業(yè)開始設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。如何建立科學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案等問題成為阻礙各院校專業(yè)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。本文致力于分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和主要就業(yè)崗位等,力求歸納聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)的專業(yè)共性基礎(chǔ),構(gòu)建了以“物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)”為核心的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系。
1 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)主要就業(yè)崗位分析
高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是一門交叉學(xué)科,應(yīng)用非常廣泛,專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力、跨專業(yè)的復(fù)合型的技術(shù)技能人員,工作重點(diǎn)在應(yīng)用、服務(wù)和生產(chǎn)領(lǐng)域。通??蓪⒈緦I(yè)對(duì)應(yīng)主要的崗位劃分為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成和測(cè)試工程師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)銷售和技術(shù)支持工程師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)工程師等三大基本崗位:
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、測(cè)試工程師:系統(tǒng)集成、測(cè)試工程師的工作任務(wù)主要是負(fù)責(zé)系統(tǒng)的軟件、硬件和傳感裝置集成,進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)單元設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤,負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)設(shè)備的構(gòu)建組網(wǎng)等工作。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)銷售、技術(shù)支持工程師:系統(tǒng)銷售、技術(shù)支持工程師的工作任務(wù)主要是負(fù)責(zé)建立客戶關(guān)系,能根據(jù)客戶的需求,為客戶推薦其感興趣的產(chǎn)品,突出產(chǎn)品優(yōu)勢(shì);根據(jù)客戶需求進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品的配置、安裝;負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的日常和維護(hù),進(jìn)行一些基本的故障維修;負(fù)責(zé)傳感器的采購(gòu)、售前、售后維護(hù)等技術(shù)工作;負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)硬件和軟件的日常維護(hù)工作。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)工程師:系統(tǒng)開發(fā)工程師的主要工作任務(wù)是應(yīng)用流程設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試;編寫各種設(shè)計(jì)文檔;嵌入式系統(tǒng)的解決方案研究、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)開發(fā)和集成、工程設(shè)計(jì)和施工指導(dǎo);RFID解決方案研究、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)開發(fā)和集成、工程設(shè)計(jì)和施工指導(dǎo)。
2 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析
自物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略以來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用迎來了高速發(fā)展時(shí)期,從而導(dǎo)致大量物聯(lián)網(wǎng)人力資源的短缺。各大高校及職業(yè)院校紛紛設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院、專業(yè)或?qū)I(yè)方向來培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)人才。各高職院校在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)時(shí)首先要確定該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),經(jīng)過對(duì)職業(yè)主要崗位工作任務(wù)、工作內(nèi)容以及能力要求的詳細(xì)分析和論證,得到學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)為:本專業(yè)面向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,從事物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)備安裝調(diào)試與維護(hù)、物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)劃與施工管理、物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目技術(shù)支持、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理等技術(shù)崗位,培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展,心理健康。通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層,網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層等專門知識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)習(xí),掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)各崗位群必備的具備電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器技術(shù)、RFID射頻識(shí)別技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)和系統(tǒng)工程等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),具有扎實(shí)的基礎(chǔ)、實(shí)踐能力,良好的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)以及創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高端技能型、應(yīng)用型、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)技能人才。
3 以“物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)”為核心構(gòu)建的專業(yè)課程體系
3.1 物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是一門典型的交叉學(xué)科,涉及電子、通信、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等多領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)知識(shí),是跨學(xué)科的綜合應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)分為三個(gè)層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示:
3.2 專業(yè)課程體系的構(gòu)建
課程的構(gòu)建是提高教學(xué)質(zhì)量的核心,好的體系架構(gòu),才能保證學(xué)生在校期間受到有序的、合理的、系統(tǒng)的能力培養(yǎng),才能保證教學(xué)內(nèi)容、課程建設(shè)、教學(xué)方法的質(zhì)量,以便學(xué)生在未來的職場(chǎng)具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。那么如何構(gòu)建合理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系就是我們急待解決的問題,以物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)為核心構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系思路如下圖2所示:
感知層:感知層主要是物品標(biāo)識(shí)及信息的采集,通常由感應(yīng)器件和無線傳感網(wǎng)絡(luò)組成,感知層是物聯(lián)網(wǎng)的核心層。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)在感知層對(duì)應(yīng)的主要專業(yè)課程為:?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)分析與調(diào)試、電路板測(cè)量與繪圖、射頻技術(shù)與應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和條碼技術(shù)與應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)層:物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層主要完成信息傳遞和處理,網(wǎng)絡(luò)層包括兩個(gè)部分:接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)。傳輸網(wǎng)是由公網(wǎng)與專網(wǎng)組成,常用的傳輸網(wǎng)絡(luò)有電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)。接入網(wǎng)是連接感知層的網(wǎng)橋,它將獲得的感知層數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚,并發(fā)送到接入網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)應(yīng)的主要專業(yè)課程為、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、M2M技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程與綜合布線和物聯(lián)網(wǎng)管理與信息安全。應(yīng)用層:物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層也稱之為處理層,主要解決的是信息處理和人機(jī)界面的問題。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層傳輸過來的數(shù)據(jù)在應(yīng)用層進(jìn)入各類信息系統(tǒng)進(jìn)行處理,并通過各種設(shè)備與人進(jìn)行交互。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)在應(yīng)用層對(duì)應(yīng)的主要專業(yè)課程為:嵌入式面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、Android的應(yīng)用程序開發(fā)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)。
4 專業(yè)課程體系及進(jìn)度
根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和主要就業(yè)崗位,以物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)為核心構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系如圖3所示,其中還包含了四門專業(yè)基礎(chǔ)課:C#程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、電路基礎(chǔ)與電工技能和電子技術(shù)與實(shí)踐。
5 結(jié)束語
作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè),專業(yè)前景廣闊,其對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的需求也正在迅猛增加,行業(yè)人才需求巨大。培養(yǎng)大量高技術(shù)技能性物聯(lián)網(wǎng)人才是目前高職院校迫在眉睫社會(huì)責(zé)任,但物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案尚處在初始階段,課程體系構(gòu)建仍在一個(gè)探索過程中,需要大家不斷的去探討和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)28-0138-04
“3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”沒有現(xiàn)成的案例,需要理清的問題很多,其中課程銜接是根本問題。“3+4”中本課程銜接必須對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)規(guī)格、職業(yè)能力、就業(yè)崗位、工作任務(wù)、課程體系、課程標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行深入的研究與分析,而本文主要討論 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”課程銜接的具體思考和做法。
1 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的建設(shè)背景
“3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),進(jìn)行銜接的兩個(gè)專業(yè)雖然同屬于信息類且相關(guān)性較強(qiáng)的專業(yè),但如圖1所示,本科階段銜接的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)屬于電子信息類專業(yè)且偏底層硬件,中職階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)屬于計(jì)算機(jī)類專業(yè)且偏上層應(yīng)用(偏軟)。在此基礎(chǔ)上,通過互補(bǔ)、整合、優(yōu)化的路徑,重組“3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系。因此,出現(xiàn)了課程銜接相似課程較少、相關(guān)課程較多的現(xiàn)象,甚至被個(gè)別專家誤認(rèn)為是“兩張皮”,其實(shí)不然。
2 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程銜接的整體思路
課程銜接緊密圍繞人才總體培養(yǎng)目標(biāo),緊扣崗位能力培養(yǎng)要求。突出人才培養(yǎng)整體性、針對(duì)性和適應(yīng)性,以及強(qiáng)調(diào)前3年夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)并突出其實(shí)踐操作技能的培養(yǎng),后4年強(qiáng)調(diào)拓寬理論知識(shí)和加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng),將理論結(jié)合實(shí)踐并將其深化、突出學(xué)生的工程實(shí)踐能力和綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并通過有效銜接優(yōu)化及平滑過渡,形成7年一貫制課程體系。按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的任務(wù)進(jìn)行重構(gòu),工作場(chǎng)景通過學(xué)習(xí)領(lǐng)域來體現(xiàn),構(gòu)建融合物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特色和規(guī)范的“中職-本科銜接、實(shí)踐導(dǎo)向”的課程體系,如表1所示。
3年中職階段的課程體系,基礎(chǔ)理論知識(shí)遵循“必需、夠用”的原則,以實(shí)際應(yīng)用為目的,突出實(shí)踐技能的訓(xùn)練。課程體系由“通識(shí)課程+專業(yè)課程+實(shí)踐環(huán)節(jié)”組成。為了達(dá)到本科入學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求,提高學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力,將通識(shí)課程中的英語、數(shù)學(xué)等課程稱為接口課程,定為核心基礎(chǔ)課。按照本科要求,加大課時(shí)和加深內(nèi)容,考核由江蘇理工學(xué)院主導(dǎo)負(fù)責(zé)出卷、閱卷等工作。專業(yè)課程由專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程構(gòu)成。其中專業(yè)基礎(chǔ)課程是知識(shí)形成的主體,旨在形成專業(yè)學(xué)習(xí)需要的基本知識(shí)和能力,需要增加此類課程的課時(shí)數(shù)以及課程門數(shù),將C語言程序設(shè)計(jì)、電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程定為接口課程,考核由江蘇理工學(xué)院主導(dǎo)負(fù)責(zé)出卷、閱卷等工作;專業(yè)課程是專業(yè)特色的集中體現(xiàn),包括學(xué)生必須掌握的本專業(yè)的基本技能;專業(yè)綜合能力課程為計(jì)算機(jī)維修實(shí)訓(xùn)、電子電工實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)組建與管理實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)站建設(shè)實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)綜合布線實(shí)訓(xùn),是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐技能。專業(yè)必修課程考核由江蘇理工學(xué)院主導(dǎo)負(fù)責(zé)出卷、閱卷等工作。
4年本科階段的課程體系,把深厚的理論基礎(chǔ)知識(shí)、加強(qiáng)專業(yè)工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)三者的培養(yǎng)教育融為一體,培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),符合物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域和行業(yè)乃至區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求、既有本科層次專業(yè)理論、又經(jīng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)化、具有責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新能力的物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用型人才。課程體系由“通識(shí)課程+專業(yè)課程+實(shí)踐環(huán)節(jié)”組成。以電子技術(shù)基礎(chǔ)、電路信號(hào)與系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用、單片機(jī)原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等為核心課程;以物聯(lián)網(wǎng)工程軟件實(shí)習(xí)、硬件實(shí)習(xí)和綜合訓(xùn)練為實(shí)踐環(huán)節(jié),突出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、工程實(shí)踐能力及研發(fā)學(xué)習(xí)能力。
3 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程銜接存在的問題和對(duì)策
“3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系是通過對(duì)銜接的中職和本科原有專業(yè)的課程體系進(jìn)行互補(bǔ)、整合、優(yōu)化后重組而來,因此原有中職和本科的培養(yǎng)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、教學(xué)模式都直接影響著課程銜接的具體實(shí)施。
3.1培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)致的銜接問題和對(duì)策
中職學(xué)校為了提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,十分重視職業(yè)能力的培養(yǎng),以就業(yè)為目的的教學(xué)計(jì)劃,十分重視針對(duì)崗位的專業(yè)技能的訓(xùn)練,理論知識(shí)學(xué)習(xí)相對(duì)薄弱,其中基礎(chǔ)通識(shí)課學(xué)習(xí)弱化更為明顯。本科教育則重視學(xué)習(xí)、思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),策略性技能培養(yǎng)不足,沒能實(shí)現(xiàn)人才層次的提高,造成中職、本科人才培養(yǎng)目標(biāo)缺乏延續(xù)性。選擇中職與應(yīng)用型本科專業(yè)這類培養(yǎng)目標(biāo)比較接近的專業(yè)銜接是解決這一問題的理想策略。江蘇理工學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主體人才輸出口徑是具有“大工程觀”視野的應(yīng)用型技術(shù)人才,從培養(yǎng)目標(biāo)的銜接方面看,與劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校三年制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)比較接近。
3.2 課程結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的銜接問題和對(duì)策
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),中職院校都十分重視實(shí)踐能力的培養(yǎng),實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)占的比例很高。而本科類院校更加重視理論知識(shí)的傳授。導(dǎo)致課程結(jié)構(gòu)銜接有如下幾方面的問題:文化基礎(chǔ)課存在脫節(jié)現(xiàn)象,專業(yè)理論課程部分重復(fù),專業(yè)技能(實(shí)習(xí))課程倒掛現(xiàn)象明顯,職業(yè)資格證書與課程對(duì)應(yīng)關(guān)系不緊密等。為此,針對(duì)我們物聯(lián)網(wǎng)“3+4”項(xiàng)目,在課程結(jié)構(gòu)設(shè)置上采用兩兼顧和兩加強(qiáng)的措施,兼顧中職和本科課程的基本結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向,加強(qiáng)各自文化基礎(chǔ)課程設(shè)置,重復(fù)的課程在雙方協(xié)商下進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
3.3 課程內(nèi)容導(dǎo)致的銜接問題和對(duì)策
課程內(nèi)容的銜接包含文化課和專業(yè)課,文化課和專業(yè)課應(yīng)分別針對(duì)性的進(jìn)行課程內(nèi)容銜接的設(shè)計(jì),制定可行性的課程標(biāo)準(zhǔn)。
由于中職學(xué)校著重強(qiáng)調(diào)的是職業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)和實(shí)踐技能的訓(xùn)練,對(duì)文化基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)要求相對(duì)淡化。如果在中職階段不重視基礎(chǔ)文化課程的學(xué)習(xí)(包括數(shù)學(xué)、語文、英語、物理等),進(jìn)入本科階段,首先對(duì)大學(xué)英語、高等數(shù)學(xué)等公共基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生困難;進(jìn)而,對(duì)專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)掌握形成障礙,限制了對(duì)專業(yè)實(shí)踐知識(shí)、技能的理解,形成“知識(shí)建構(gòu)塌方”的典型現(xiàn)象。同時(shí),由于缺乏較為完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)從而影響專業(yè)新知識(shí)自學(xué)能力的提升,最終影響學(xué)生職業(yè)創(chuàng)新能力和職業(yè)發(fā)展。為此, “3+4”的中職階段建議要適當(dāng)增強(qiáng)針對(duì)專業(yè)的“夠用”的基礎(chǔ)文化課程,特別對(duì)英語和數(shù)學(xué)的要求,在進(jìn)入本科時(shí)要科學(xué)制定轉(zhuǎn)段要求,設(shè)置合適的準(zhǔn)入門檻,中職階段設(shè)置月考模式,多方面促使學(xué)生在中職階段自覺打牢文化基礎(chǔ),為后續(xù)學(xué)習(xí)做好起步準(zhǔn)備。
3.4 課程教學(xué)模式導(dǎo)致的銜接問題和對(duì)策
中職階段專業(yè)課程教學(xué)普遍采用項(xiàng)目化教學(xué),突出做中學(xué)和學(xué)中做,相應(yīng)的月考和課程終結(jié)性考核主要是通過完成考試要求的操作項(xiàng)目或任務(wù)的形式進(jìn)行。根據(jù)“3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程銜接的規(guī)定,中職階段的專業(yè)必修課程考核由江蘇理工學(xué)院主導(dǎo)負(fù)責(zé)出卷、閱卷等工作。應(yīng)用型本科學(xué)校目前仍然較多的采用學(xué)科教學(xué)的模式,導(dǎo)致本科學(xué)校老師在出卷時(shí)受本科學(xué)校教務(wù)規(guī)定的要求,主要以書面考試的形式。因此產(chǎn)生了課程考核模式的矛盾,而考試模式又直接影響到教學(xué)模式和內(nèi)容。為此,“3+4”的中職階段建議專業(yè)課程的考核采用書面和操作相結(jié)合的考試方式,約定書面和操作內(nèi)容的各自比例。
4 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程銜接的具體做法
課程銜接問題的實(shí)質(zhì)是使得“中本”銜接課程內(nèi)容能夠相關(guān),課程銜接的前提是能實(shí)現(xiàn)“中本”課程內(nèi)容層次化的描述,以促使課程任務(wù)在“中本”之間獲得合理分配。
以下將主要從培養(yǎng)能力、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求和銜接方法這四個(gè)方面對(duì)中職階段的專業(yè)核心課程(C語言程序設(shè)計(jì)、電工電子基礎(chǔ))與本科階段相關(guān)課程的銜接進(jìn)行具體的說明。
4.1 C語言程序設(shè)計(jì)
在中職階段設(shè)置了C語言程序設(shè)計(jì)課程(6學(xué)分,102學(xué)時(shí),其中理論50學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)52學(xué)時(shí)),本科階段與之相銜接的是程序設(shè)計(jì)(C)課程(4學(xué)分,80學(xué)時(shí),其中理論48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)32學(xué)時(shí))。在中職階段,主要根據(jù)學(xué)生的接受能力對(duì)程序設(shè)計(jì)的基本概念,C語言的基本語法,基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型和程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。在本科階段,主要針對(duì)C語言中的函數(shù)、指針等重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行較為深入的講解,并著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。具體的銜接情況如表2所示。
4.2 電工電子基礎(chǔ)
在中職階段設(shè)置了電工電子基礎(chǔ)課程(8學(xué)分,132學(xué)時(shí),其中理論50學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)82學(xué)時(shí))。本科階段與之相銜接的是電路、信號(hào)與系統(tǒng)(5學(xué)分,80學(xué)時(shí)),以及電子技術(shù)基礎(chǔ)(5學(xué)分,80學(xué)時(shí))這兩門課程,特別是電路、信號(hào)與系統(tǒng)課程中的電路部分和電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中的模擬電子技術(shù)部分。在中職階段,電工電子基礎(chǔ)課程主要包含了傳統(tǒng)的本科電路分析和模擬電子技術(shù)課程中適合中職階段學(xué)生學(xué)習(xí)的較為基礎(chǔ)內(nèi)容,通過大量的實(shí)踐操作,旨在讓學(xué)生建立起對(duì)電路系統(tǒng)的基本認(rèn)識(shí),具備一定的操作能力。與普通的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)相比,此課程的比重和地位都有較大程度的提高。而在本科階段,通過將一部分基礎(chǔ)內(nèi)容下放到中職階段,成功地將原有的電路原理、模擬電子技術(shù)及數(shù)字電子技術(shù)課程進(jìn)行了整合,從而可以開設(shè)更多的軟件類課程,更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)軟硬兼修的物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)。具體的銜接情況如表3所示。
5 “3+4”中本銜接物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程銜接后續(xù)研究的思考
對(duì)于中職階段的學(xué)科專業(yè)課程,在本科階段均有相關(guān)的課程與之對(duì)應(yīng)。 為了使“3+4”人才培養(yǎng)方案形成了一個(gè)有機(jī)的整體,必須保證相關(guān)課程之間在培養(yǎng)能力、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求方面形成良好的銜接。以上已經(jīng)討論的問題和相應(yīng)對(duì)策外,課程銜接還直接體現(xiàn)在課程標(biāo)準(zhǔn)、課程教材和課程評(píng)價(jià);除了專業(yè)課程銜接,文化課的銜接也不容忽視。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:姚?。?974-),男,安徽合肥人,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,講師,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院博士研究生。(江蘇 無錫
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中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)22-0107-02
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來臨了。物聯(lián)網(wǎng)是指物品通過各種信息傳感設(shè)備如射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)及激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。[1]目前世界先進(jìn)國(guó)家都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視。美國(guó)把物聯(lián)網(wǎng)確立為新一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。在我國(guó),從2009年到現(xiàn)在,總理多次明確指出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要性和緊迫性。
然而,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速、健康和可持續(xù)發(fā)展離不開物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)。因此結(jié)合我國(guó)當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀,制定符合中國(guó)國(guó)情的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略是當(dāng)務(wù)之急。2011年3月,教育部正式公布了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新增專業(yè)名單。此次全國(guó)高校新設(shè)本科專業(yè)140個(gè),有30所高校均增設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。這些專業(yè)自2011年開始招生。鑒于物聯(lián)網(wǎng)是一門集計(jì)算機(jī)、電子信息、通信、自動(dòng)化等多學(xué)科的交叉新興學(xué)科,很多工科類大學(xué)新建立的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)都是從現(xiàn)有專業(yè)中抽調(diào)教師,除了根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)安排一些新課程以外,很多課程都是交叉學(xué)科的課程,比如反映物聯(lián)網(wǎng)安全的信息安全專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程。本文就如何上好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程做一些探討和研究。
物聯(lián)網(wǎng)可以說是把“雙刃劍”,安全可靠的物聯(lián)網(wǎng)可以幫助人們改變生產(chǎn)生活方式,大幅度提高人們生產(chǎn)生活的效率,反之,如果因?yàn)榘踩珕栴}造成局部或全局系統(tǒng)的癱瘓,也會(huì)極大影響人們的正常生產(chǎn)生活。所以,安全問題是物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要問題。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程就是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中與各種通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全問題所設(shè)的一門課程。
“網(wǎng)絡(luò)安全”課程講授的是網(wǎng)絡(luò)安全最基礎(chǔ)的原理、技術(shù)及方法,知識(shí)更新快,交叉學(xué)科多,知識(shí)面廣,難以掌握。這些特點(diǎn)要求“網(wǎng)絡(luò)安全”課程課時(shí)較長(zhǎng),理論教學(xué)與動(dòng)手實(shí)踐并重,教師的教學(xué)手段多樣,學(xué)生的動(dòng)手能力較強(qiáng)。
一、樹立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想
“網(wǎng)絡(luò)安全”作為信息安全專業(yè)的一門綜合性課程,其前導(dǎo)專業(yè)課程較多,涉及的技術(shù)、知識(shí)面較廣,部分內(nèi)容晦澀難懂,學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)、掌握的難度較大。而物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)也是一個(gè)多學(xué)科交叉的專業(yè),學(xué)生如果想要達(dá)到本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),需要在有限的時(shí)間里學(xué)量課程。所以,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程安排的學(xué)時(shí)數(shù)不可能達(dá)到信息安全專業(yè)中的水平。另外,物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的延展,這也增加了新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi),不但把基本理論、基本知識(shí)講深講透并且能讓學(xué)生同時(shí)掌握一定的動(dòng)手能力是任課教師的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。[2]
要想讓物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)好“網(wǎng)絡(luò)安全”課程,首先要樹立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想。
1.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重
這是由“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的特點(diǎn)決定的。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的理論教學(xué)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全工程三大部分。
(1)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)描述網(wǎng)絡(luò)信息體系結(jié)構(gòu)在滿足安全需求方面各基本元素之間的關(guān)系,反映信息系統(tǒng)安全需求和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的共性,并由此派生了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。[3]這一部分內(nèi)容相對(duì)枯燥,卻是本門課程的基礎(chǔ)??梢酝ㄟ^一些軟件演示來改善學(xué)習(xí)效果,比如可以通過sniffer軟件來實(shí)時(shí)演示如何抓包并分析包的協(xié)議字段。這些包都是平時(shí)學(xué)生上網(wǎng)時(shí)常見的,由此可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(2)單一的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品不能解決網(wǎng)絡(luò)安全的全部問題。應(yīng)綜合運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),包括防火墻、VPN、IPSec、黑客技術(shù)、漏洞掃描、入侵檢測(cè)、惡意代碼和病毒的防治、系統(tǒng)平臺(tái)安全及應(yīng)用安全。[3]這是“網(wǎng)絡(luò)安全”所教授的主要內(nèi)容,既有基本理論需要掌握,也需要大量的實(shí)踐來保證教學(xué)效果。由于學(xué)時(shí)有限,可以采用課堂講授基本理論,課下根據(jù)學(xué)生的興趣另外安排實(shí)踐的方式。
(3)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行的綜合處理,要從體系結(jié)構(gòu)的角度,用系統(tǒng)工程的方法,貫穿網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)、開放、部署、運(yùn)行、管理和評(píng)估的全過程。[3]這一部分也是既有理論也有實(shí)踐,但實(shí)踐的不是具體的技術(shù)。需要學(xué)生對(duì)(1)、(2)部分的掌握比較扎實(shí)。這部分可以結(jié)合案例來講授,以提高吸引力。
這里要糾正一種過于偏重實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)傾向?!熬W(wǎng)絡(luò)安全”課程有大量的實(shí)踐內(nèi)容,但這些實(shí)踐必須建立在扎實(shí)的理論基礎(chǔ)之上,教學(xué)過程中要糾正學(xué)生熱衷做試驗(yàn)而忽視理論學(xué)習(xí)的不良傾向。
2.教學(xué)指導(dǎo)與自主學(xué)習(xí)并重
由于“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的內(nèi)容涉及面非常廣,僅僅課堂學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以在教學(xué)實(shí)踐中,既需要任課教師提供及時(shí)的理論支持和技術(shù)支持,更需要學(xué)生進(jìn)行高效率自主學(xué)習(xí),包括課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí),并積極利用學(xué)校各種資源如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)房等,幫助理解和掌握理論知識(shí),加強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。任課教師要充分利用網(wǎng)絡(luò)的便利性,建立課程網(wǎng)站以及能同步或異步互動(dòng)的論壇,通過與學(xué)生的互動(dòng),既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,解決課時(shí)有限的問題,同時(shí)也激勵(lì)教師不斷跟上新技術(shù),改善教師理論較強(qiáng)而相對(duì)實(shí)踐較弱的問題。
二、采用多樣化的教學(xué)手段
良好的教學(xué)手段是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。教學(xué)過程中可以充分利用現(xiàn)代科技提供的各種工具,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同采用與之相適應(yīng)的教學(xué)方法,既繼承了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn),又能克服傳統(tǒng)方法的缺陷。
1.現(xiàn)代化的教學(xué)手段
現(xiàn)代化的教學(xué)手段中,以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的多媒體教學(xué)無疑是最常用的手段??梢酝ㄟ^播放課前制作的動(dòng)畫、剪輯的與安全有關(guān)的科幻電影片段等,使抽象的網(wǎng)絡(luò)安全理論更加生動(dòng)、形象,既提高了教學(xué)效率,也能對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行較為透徹的講解。
建立課程網(wǎng)站(含論壇)是另一個(gè)重要的教學(xué)輔助手段。課程網(wǎng)站包含任課教師收集的所有與課程有關(guān)的資料,格式包括文本、圖形、圖像、聲音和視頻,內(nèi)容涵蓋課程規(guī)劃、任課教師隊(duì)伍、教學(xué)課件、參考資料、習(xí)題與解答、實(shí)踐等。學(xué)生可以各取所需。同時(shí)論壇提供了一種教師與學(xué)生的互動(dòng)模式。
本文提出了另一種形式的互動(dòng),即建立QQ群。QQ是一種即時(shí)通信工具,提供了強(qiáng)大的即時(shí)通信功能,而且它有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。任課教師以課程為單位建立QQ群,所有“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的任課教師和學(xué)生都加入群中,大家可以通過文字、語音、視頻等方式共同探討問題,也可以在群里建立臨時(shí)或長(zhǎng)期討論組,就某些小群體關(guān)心的問題進(jìn)行討論。學(xué)生可以利用QQ群提供的共享區(qū)共享各種資料,還可以利用遠(yuǎn)程協(xié)作功能實(shí)時(shí)、共同地完成某項(xiàng)任務(wù)。
2.案例輔助教學(xué)
物聯(lián)網(wǎng)就在身邊,而物聯(lián)網(wǎng)的安全案例也隨時(shí)隨地可以發(fā)現(xiàn);同時(shí),“網(wǎng)絡(luò)安全”是一門綜合性課程,知識(shí)點(diǎn)分散、課程內(nèi)容更新速度快、實(shí)踐性強(qiáng)。通過案例教學(xué),讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)安全事件和解決方案,以提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在教學(xué)過程中,可以有針對(duì)性選取有代表性、實(shí)效性和實(shí)戰(zhàn)性的案例,教師和學(xué)生在案例教學(xué)中分別找準(zhǔn)自己的定位,教師要扮演幫助者和引導(dǎo)者的角色,而學(xué)生要站在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人員的角度去發(fā)現(xiàn)問題解決問題。教師還要對(duì)案例討論進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。[4]
3.成立興趣小組
網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)點(diǎn)分散,需要較強(qiáng)的實(shí)踐能力??梢越Y(jié)合學(xué)院發(fā)起的“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”,學(xué)生根據(jù)自己的興趣點(diǎn),利用所學(xué)的知識(shí),針對(duì)某個(gè)安全問題提出解決方案并最終在指導(dǎo)教師的幫助下完成所申請(qǐng)的創(chuàng)新項(xiàng)目。既鍛煉了學(xué)生的調(diào)研、自學(xué)、解決問題的能力,又可以讓學(xué)生提前進(jìn)入模擬工作環(huán)境,給他們今后走上工作崗位添加自信。
三、建立合理的評(píng)價(jià)體系
各種教學(xué)手段的應(yīng)用極大地豐富了教學(xué)過程,同時(shí)也帶來如何評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的難題。傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)很容易給學(xué)生的表現(xiàn)打分,但這種打分只停留在學(xué)生死記硬背的基礎(chǔ)上,最后考試的成績(jī)不能真實(shí)地反映學(xué)生水平。
1.課堂提問與作業(yè)反饋的評(píng)價(jià)相結(jié)合
任課教師可以在課堂上就某個(gè)問題對(duì)學(xué)生提問,然后根據(jù)學(xué)生的回答給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。課后作業(yè)一定程度上反映了學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)真程度和對(duì)課程知識(shí)的理解程度,教師批改后也給予分?jǐn)?shù),這些分?jǐn)?shù)在最終考評(píng)中都占有一定的比例。
2.理論基礎(chǔ)與動(dòng)手能力的評(píng)價(jià)相結(jié)合
這可以通過兩種方案來實(shí)現(xiàn)。一是在課程考試時(shí)采用筆試和機(jī)試相結(jié)合的方式。筆試主要測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)和理論,機(jī)試主要測(cè)試學(xué)生動(dòng)手能力;二是在平時(shí)階段性地要求學(xué)生完成一些作品,提交結(jié)果報(bào)告,并打分。期末考試仍然筆試。第一種方案強(qiáng)調(diào)分析問題解決問題的能力,第二種方案強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和綜合運(yùn)用的能力。任課教師在教學(xué)過程中對(duì)這兩種方案既可以挑一使用,也可以混合使用。
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DOIDOI:10.11907/rjdk.162425
中圖分類號(hào):G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)文章編號(hào):16727800(2017)001019203
引言
1999年,以物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),美國(guó)Auto-ID中心首先提出了物聯(lián)網(wǎng)概念。物聯(lián)網(wǎng)被稱為計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)后的第3次信息化產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展浪潮。產(chǎn)業(yè)發(fā)展,人才先行,人才是科技發(fā)展的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)是社會(huì)需求發(fā)展的必然,是我國(guó)當(dāng)前一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略任務(wù)。目前我國(guó)從事物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的人才匱乏,為了培養(yǎng)國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)專業(yè)人才,近年來,數(shù)百所高校設(shè)立了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)[1]。由于物聯(lián)網(wǎng)是一門新興學(xué)科,其理論和應(yīng)用實(shí)踐都在不斷發(fā)展變化中,不少高校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)課程體系建設(shè)、課程實(shí)踐、教學(xué)模式改革等方面作出了很多探索嘗試[24]。當(dāng)今,隨著以多媒體、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為特征的現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,人類邁進(jìn)了信息化社會(huì),特別是計(jì)算機(jī)多媒體融圖、文、聲于一體的認(rèn)知環(huán)境的出現(xiàn),使人們關(guān)于教育、教學(xué)的傳統(tǒng)觀念受到?jīng)_擊。為了適應(yīng)時(shí)展,必須引入新型的教學(xué)理念和教學(xué)方式,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。
作為高等工程教育的一種新型框架,CDIO以先進(jìn)的工程教育理念、較強(qiáng)的實(shí)踐可操作性、全面系統(tǒng)的課程體系、普遍適應(yīng)的人才培養(yǎng)模式,贏得了眾多高等工程院系的青睞[5]。物聯(lián)網(wǎng)工程類課程應(yīng)用實(shí)踐性強(qiáng),適合采用CDIO的教育理念和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)開展教學(xué)。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,本文以CDIO工程教育理念為指導(dǎo),探討CDIO視野下案例驅(qū)動(dòng)的工程類課程教學(xué)方式,并介紹了西南民族大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程教學(xué)改革實(shí)踐與取得的成效。
1物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)內(nèi)涵與特色定位
物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科是將信息感知、信息傳輸、信息處理、信息領(lǐng)域應(yīng)用相結(jié)合的綜合性理論與技術(shù)的新興學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)與通信、控制融合為主要特征的綜合性專業(yè),涉及計(jì)算機(jī)、通信、控制、電子、信息安全、數(shù)學(xué)、物理以及工程等多個(gè)專業(yè)知識(shí),學(xué)生應(yīng)按復(fù)合型工程類人才進(jìn)行培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)具有鮮明的綜合性、交叉性和用性特點(diǎn),以“厚基礎(chǔ),重理論,強(qiáng)實(shí)踐,求創(chuàng)新,促應(yīng)用”為特色,以“夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ),注重專業(yè)交叉,強(qiáng)化工程實(shí)踐,培養(yǎng)創(chuàng)新能力”為思路,以理論教學(xué)和工程實(shí)踐為兩條主線,核心是培養(yǎng)學(xué)生綜合利用理論知識(shí)分析和解決問題的工程實(shí)踐能力、工程創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[3,6]。
西南民族大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)掌握與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信與傳感的基本知識(shí)、理論、技術(shù)和方法,能夠運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)、射頻識(shí)別、無線傳感、信息采集處理等技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣泛的智能化應(yīng)用解決方案,具有較高綜合素質(zhì)、較強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域高級(jí)技術(shù)人才。培養(yǎng)的學(xué)生需要具備綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代化工程工具實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用解決方案的能力,能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及產(chǎn)品研發(fā)、集成、技術(shù)支持等方面工作,因而對(duì)學(xué)生工程化實(shí)踐能力的教育培養(yǎng)提出了較高要求。
2CDIO理念
CDIO(Conceive,Design,Implement and Operate)是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果,以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)并進(jìn)行工程實(shí)踐,按照工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)層面培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,運(yùn)用綜合培養(yǎng)的方式使學(xué)生達(dá)到4個(gè)層面的預(yù)定目標(biāo)[4]。
CDIO理念提供給學(xué)生更多獲取知識(shí)的方法和渠道,把學(xué)習(xí)過程中的發(fā)現(xiàn)、探索、研究等認(rèn)知活動(dòng)突顯出來,使認(rèn)知學(xué)習(xí)過程能更多地成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程。在該理念下,教師要?jiǎng)?chuàng)造提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)環(huán)境,在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中扮演一位在適當(dāng)時(shí)機(jī)給予學(xué)生提示的組織者、引領(lǐng)者,提供知識(shí)積累與探索的情境,啟發(fā)學(xué)生帶著問題積極思考,讓其逐漸掌握抽象知識(shí)與具象產(chǎn)品之間的聯(lián)系并加以運(yùn)用,從而提升工程能力。
3具體實(shí)踐
以《RFID原理與應(yīng)用》課程為例,課程的教學(xué)對(duì)象是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的大二學(xué)生,該門課程是其第一門專業(yè)基礎(chǔ)課??紤]到教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),本課程的基本目標(biāo)是使學(xué)生能掌握、熟悉射頻識(shí)別技術(shù)及相關(guān)的基本概念原理、射頻識(shí)別技術(shù)的相關(guān)協(xié)議,以及RFID應(yīng)用系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法等,逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握射頻識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)及分析能力,通過典型案例了解射頻識(shí)別技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。教學(xué)的核心思想是建立學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的感性認(rèn)識(shí),掌握RFID技術(shù)基本原理和系統(tǒng)應(yīng)用知識(shí),提升對(duì)專業(yè)的興趣,為其未來參加工作、增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力打下良好基礎(chǔ)。
在具體教學(xué)過程中,將課程中的工程基礎(chǔ)知識(shí)以“教師講授+實(shí)驗(yàn)實(shí)踐”的方式,依托豐富的信息課程資源拓展教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)對(duì)課程考核方式與評(píng)價(jià)方法等環(huán)節(jié)進(jìn)行改革,引入CDIO理念,加大學(xué)生動(dòng)手、思考、組織及協(xié)作能力的考核力度,根據(jù)一定的占比進(jìn)行考核分配。
3.1課程講授
教師講授課程不再單向介紹知識(shí)點(diǎn),而是結(jié)合現(xiàn)代化教學(xué)手段和信息資源,對(duì)書本知識(shí)進(jìn)行拓展,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),通過視頻案例播放,啟發(fā)學(xué)生思考。教師總結(jié)分析步驟,讓學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中,以增加對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解深度。以文字形式呈現(xiàn)的書本內(nèi)容是單維、扁平、靜態(tài)的,而視頻包含文字、聲音、動(dòng)畫、影像等諸多元素,其呈現(xiàn)的知識(shí)信息內(nèi)容是多維、立體、動(dòng)態(tài)的,可調(diào)動(dòng)學(xué)生視覺、聽覺能力協(xié)調(diào)配合,將教學(xué)內(nèi)容以多維度、多視角方式呈現(xiàn),提高學(xué)習(xí)效率。在本學(xué)期中,結(jié)合授課章節(jié)內(nèi)容,分別采用RFID公交報(bào)站系統(tǒng)、RFID門禁系統(tǒng)、牧場(chǎng)電子標(biāo)簽、未來商店、智慧餐廳等系統(tǒng)案例視頻,播放前提出問題,播放中啟發(fā)學(xué)生思考,播放后學(xué)生發(fā)言討論,教師最后總結(jié)。在這樣的教學(xué)安排下,學(xué)生課堂注意力集中,討論活躍,獲得了較好效果。
3.2教學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)相關(guān)課程的重要環(huán)節(jié)。課程開始前,通過交流,了解到學(xué)生已掌握C語言編程和邏輯電路的基本知識(shí),而對(duì)于嵌入式相關(guān)技術(shù)尚未深入學(xué)習(xí)。本課程是軟硬件結(jié)合的課程,根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件,以PC端軟件控制試驗(yàn)箱硬件完成RFID基本功能作為實(shí)驗(yàn)主線貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)全過程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃難度設(shè)置合理,循序漸進(jìn),可增加學(xué)生對(duì)專業(yè)的自信心,避免出現(xiàn)畏難情緒。實(shí)驗(yàn)過程以“思路啟發(fā)+嘗試驗(yàn)證”為主導(dǎo)思想,知識(shí)點(diǎn)和操作內(nèi)容由淺入深,引導(dǎo)學(xué)生從觀察現(xiàn)象到剖析本質(zhì)。先從對(duì)RFID綜合應(yīng)用有感官的認(rèn)知,觀察試驗(yàn)箱配套軟硬件,結(jié)合讀寫標(biāo)簽,觀察分析協(xié)議數(shù)據(jù)包的格式,逐步啟發(fā)學(xué)生分析軟硬件背后的運(yùn)作原理和過程。實(shí)驗(yàn)過程介紹了PC端軟件開發(fā)的基本過程和設(shè)計(jì)開發(fā)工具,以及dll調(diào)用方式的優(yōu)缺點(diǎn)及用法,學(xué)生通過VB調(diào)用dll中的基本操作函數(shù),實(shí)現(xiàn)自己編寫軟件、控制硬件實(shí)驗(yàn)箱完成RFID基本功能。
3.3課程考核
在課程考核部分,以課程綜合設(shè)計(jì)作業(yè)為載體,加入團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及展示答辯環(huán)節(jié)。引入?yún)f(xié)作和良性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)分工和協(xié)作理念,便于取長(zhǎng)補(bǔ)短,學(xué)會(huì)溝通和協(xié)調(diào)。同時(shí),通過良性競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)任務(wù)的高效完成,實(shí)現(xiàn)共贏。在課程綜合設(shè)計(jì)作業(yè)評(píng)價(jià)機(jī)制上,發(fā)揮學(xué)生自,調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性。例如團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目展示答辯時(shí),引入學(xué)生投票機(jī)制,將投票結(jié)果按一定比例權(quán)重體現(xiàn)到該團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的總成績(jī)上,可體現(xiàn)學(xué)生的參與性,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),通過權(quán)重系數(shù)的調(diào)整,使學(xué)生評(píng)價(jià)的影響具有一定可控性,防止惡意刷票行為對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。
4教學(xué)效果
從學(xué)生評(píng)教方面看,該學(xué)期《RFID原理與應(yīng)用》課程參評(píng)學(xué)生人數(shù)62人,綜合平均評(píng)分4.953分(總分5分)。在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性、注重學(xué)生能力培養(yǎng),教學(xué)內(nèi)容能反映或聯(lián)系學(xué)科的發(fā)展前沿,能給予學(xué)生獨(dú)立思考、聯(lián)想和創(chuàng)新的啟迪,以及采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段等評(píng)價(jià)指標(biāo)上,均有57人以上評(píng)分為優(yōu)秀,從學(xué)生主體的角度對(duì)該教學(xué)方式加以肯定。
從課程效果方面看,作為該課程期末考核的重要部分,組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)從需求分析、方案構(gòu)思、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)到演講答辯等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面實(shí)踐,形成了礦井定位、動(dòng)物管理、自助導(dǎo)游、iCard等多個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,鍛煉了學(xué)生的系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及現(xiàn)場(chǎng)表達(dá)與應(yīng)變能力。部分團(tuán)隊(duì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案在^續(xù)完善后,有潛力成為較好的專業(yè)創(chuàng)新作品。
從創(chuàng)新成果方面看,在2016年學(xué)校計(jì)科學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目中,2014級(jí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生取得了較好成績(jī),立項(xiàng)項(xiàng)目包括國(guó)家級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng)、省級(jí)項(xiàng)目1項(xiàng)、校級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng),在與2014級(jí)各專業(yè)的對(duì)比中表現(xiàn)突出,其中4個(gè)項(xiàng)目和RFID技術(shù)相關(guān)。值得一提的是,非本專業(yè)學(xué)生中,與RFID有關(guān)的項(xiàng)目占3項(xiàng),本專業(yè)學(xué)生也作為主要成員參與其中。
綜上所述,從教學(xué)過程和效果看,《RFID原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)方式符合CDIO工程教育理念,取得了較好的實(shí)際效果,學(xué)生反映良好。
5結(jié)語
《RFID原理與應(yīng)用》課程的實(shí)踐教學(xué)過程在物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)引入CDIO理念方面作出了一些有益嘗試。結(jié)果表明,該教學(xué)方式鞏固了課堂知識(shí),提升了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和獲取課外知識(shí)的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力以及分析與解決問題的能力,取得了較好的教學(xué)效果。
學(xué)校其它物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)課程也在繼續(xù)貫徹、推廣CDIO理念。在后續(xù)教學(xué)過程中,考慮繼續(xù)增強(qiáng)課堂互動(dòng)機(jī)制,引導(dǎo)學(xué)生們正確、合理地利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù),并將其常用的微信互動(dòng)、微博上墻等交互方式引入課堂,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與思考的熱情,將CDIO理念進(jìn)一步融入課程教學(xué)與學(xué)生培養(yǎng)工作中。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,西南民族大學(xué)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)時(shí)間不長(zhǎng),只能從近幾屆學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新競(jìng)賽成果分析CDIO理念引入實(shí)踐教學(xué)的影響。從目前的效果看,在物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)引入CDIO理念,在提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革中發(fā)揮了重要作用,也希望能為物聯(lián)網(wǎng)工程及其它理工科專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐提供有益借鑒。
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0 引言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,預(yù)計(jì)將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大推動(dòng)力,經(jīng)濟(jì)全球化使得所有企業(yè)面臨著激烈競(jìng)爭(zhēng)的局面,企業(yè)需要及時(shí)獲取世界各地對(duì)產(chǎn)品的銷售情況和需求信息,為全球的采購(gòu)、生產(chǎn)制定合理的計(jì)劃,為了提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,需要推進(jìn)信息化與工業(yè)化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新一代信息技術(shù)改造升級(jí)社會(huì)管理和民生服務(wù)行業(yè),以提高社會(huì)管理、公共服務(wù)和家居生活的質(zhì)量和效率。
當(dāng)前,世界各國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)基本都處于起步階段:美、日、韓、歐盟等都正投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng),并啟動(dòng)了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”等國(guó)家性區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃。在中國(guó),工信部于2012年2月正式了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,規(guī)劃的為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo)。規(guī)劃指出,“十二五”期間,我國(guó)將攻克一批物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù),在感知、傳輸、處理、應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域取得500項(xiàng)以上重要研究成果;研究制定200項(xiàng)以上國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);培育和發(fā)展10個(gè)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),100家以上骨干企業(yè),一批“專、精、特、新”的中小企業(yè),建設(shè)一批覆蓋面廣、支撐力強(qiáng)的公共服務(wù)平臺(tái),初步形成門類齊全、布局合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正逐漸從實(shí)驗(yàn)室階段走向?qū)嶋H應(yīng)用,目前,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)制造、國(guó)家電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)安保、現(xiàn)代物流、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、數(shù)字農(nóng)林、環(huán)境保護(hù)、智能交通、智能家居、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。而從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,據(jù)工信部預(yù)測(cè),2015年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將超過5000億元,2020年將達(dá)到萬億元級(jí),預(yù)計(jì)未來5年復(fù)合年均增長(zhǎng)率超過30%。
物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃的頒布,中國(guó)將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提高到了國(guó)家戰(zhàn)略層面,物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用,具有知識(shí)密集度高、成長(zhǎng)潛力大、帶動(dòng)力強(qiáng)、綜合效益好的特點(diǎn)。巨型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開人才的培養(yǎng),沒有人才的支撐,這個(gè)行業(yè)就不能興旺繁榮,人才的培養(yǎng)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。
物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域人才需求的大量增長(zhǎng),給高校專業(yè)的發(fā)展與改造帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
2011年,在《教育部關(guān)于公布2010年度高等學(xué)校專業(yè)設(shè)置備案或?qū)徟Y(jié)果的通知》(教高[2010]4號(hào))中,新增批準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)25所,傳感器技術(shù)專業(yè)2所。兩年來共獲批準(zhǔn)的專業(yè)64個(gè),涉及高等院校59所。
除了本科院校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)外,目前,多所高職高專院校設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè)。從無錫職業(yè)學(xué)院周志德教授對(duì)無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)中的30多所企業(yè)的調(diào)研報(bào)告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高職學(xué)生除了在研發(fā)、設(shè)計(jì)、測(cè)試崗位中,從事測(cè)試與輔助設(shè)計(jì)工作外,可以作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備維護(hù)、解決方案撰寫、項(xiàng)目實(shí)施管理、售后服務(wù)與維保、項(xiàng)目與產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷等多種工作崗位的中堅(jiān)力量。
1 增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程的可行性分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)既代表新一代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),又立足于傳統(tǒng)的學(xué)科之上,物聯(lián)網(wǎng)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、電氣工程及自動(dòng)化和通信技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,其中,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的主干學(xué)科為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)被公認(rèn)有三個(gè)層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層利用RFID,傳感器,二維碼等及時(shí)地獲取物體的信息;網(wǎng)絡(luò)層則通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去;應(yīng)用層是利用云計(jì)算,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)挖掘等各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。
由于新增物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)需要較長(zhǎng)時(shí)間的論證和審批,而基于物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)和目前就業(yè)市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)方向人才的崗位需求,優(yōu)化并調(diào)整現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程,適當(dāng)?shù)卦黾游锫?lián)網(wǎng)方向的專業(yè)課程,既可以補(bǔ)充學(xué)生在信息技術(shù)前沿領(lǐng)域的技能,又可拓寬畢業(yè)生在物聯(lián)網(wǎng)方向的就業(yè)市場(chǎng)。
目前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的核心課程主要有:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置與管理,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝與調(diào)試,局域網(wǎng)組建與管理,網(wǎng)絡(luò)安全與維護(hù),網(wǎng)絡(luò)綜合布線與工程實(shí)施,C語言軟件開發(fā),網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)規(guī)劃與實(shí)施,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用等,這些課程已經(jīng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層和應(yīng)用層的大部分技術(shù)要點(diǎn),但是對(duì)于感知層的技術(shù)的學(xué)習(xí)相對(duì)較少。由于目前學(xué)生的學(xué)時(shí)較緊張,建議在高職的第四學(xué)期或第五學(xué)期開設(shè)一門物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)課程,一方面用來拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí),另一方面作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)置研究的試點(diǎn)。
2 物聯(lián)網(wǎng)課程建設(shè)的構(gòu)想
2.1 課程定位
根據(jù)調(diào)研,目前物聯(lián)網(wǎng)方向的就業(yè)崗位主要集中在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成,產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和測(cè)試,物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目的實(shí)施、管理以及物理網(wǎng)的應(yīng)用等。各相關(guān)企業(yè)也列舉了從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)職位的職責(zé)信息(表2)。
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)增設(shè)《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程,該課程是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和所面向的企業(yè)職業(yè)崗位要求而擬開設(shè)的一門專業(yè)課程,是基于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作任務(wù)的項(xiàng)目化課程。本課程設(shè)置的主要目的是結(jié)合企業(yè)和勞動(dòng)市場(chǎng)的需求,培養(yǎng)學(xué)生從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)、管理與維護(hù)的核心職業(yè)能力,使學(xué)生能夠分析、設(shè)計(jì)、部署中小型企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用服務(wù),維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全,監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能,具備管理物聯(lián)網(wǎng)所需要的技術(shù)基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)。
表2 物聯(lián)網(wǎng)方向就業(yè)企業(yè)及工作崗位職責(zé)描述
2.2 課程內(nèi)容開發(fā)
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程既是一門物聯(lián)網(wǎng)方向的基礎(chǔ)課程,又是一門涵蓋內(nèi)容廣,技術(shù)綜合性強(qiáng)的課程,它涉及了物聯(lián)網(wǎng)的概念、架構(gòu)、設(shè)計(jì)、組建、維護(hù)、應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域,采用工學(xué)結(jié)合模式的項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行設(shè)計(jì),課程的開設(shè)將促進(jìn)高職學(xué)生對(duì)新技術(shù)的理解與學(xué)習(xí),又將在拓寬學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域等方面起到較好的作用。
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程按照學(xué)習(xí)領(lǐng)域認(rèn)知、項(xiàng)目教學(xué)和綜合實(shí)訓(xùn)的思路共設(shè)計(jì)了6個(gè)項(xiàng)目,18個(gè)任務(wù),56個(gè)子任務(wù),涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù),主要包括:物聯(lián)網(wǎng)的概念與應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與技術(shù)體驗(yàn),基于無線射頻識(shí)別RFID的應(yīng)用,無線傳感網(wǎng)的組建與維護(hù),現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的組建與維護(hù),遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸與多網(wǎng)絡(luò)融合,小型物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施等內(nèi)容。在每個(gè)項(xiàng)目中又提煉出各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的重要內(nèi)容來設(shè)計(jì)成多個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù),例如在無線傳感網(wǎng)的組建與維護(hù)項(xiàng)目中,包含了:感受短距離通信網(wǎng)和無線傳感網(wǎng),基于WiFi技術(shù)的傳感網(wǎng)絡(luò),基于ZigBee的自組織網(wǎng)絡(luò),基于藍(lán)牙技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò),無線傳感網(wǎng)應(yīng)用等任務(wù),基本涵蓋了無線傳感網(wǎng)的重要知識(shí)點(diǎn)。圖1為本課程的項(xiàng)目及任務(wù),其中項(xiàng)目6中的四個(gè)任務(wù)為任選其一即可。
2.3 教材開發(fā)
在對(duì)多家物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研和對(duì)人才需求的充分分析的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確把握物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)目標(biāo)、就業(yè)崗位、典型工作任務(wù)及專業(yè)知識(shí)與技能,由學(xué)校和公司共同開發(fā)工學(xué)結(jié)合模式的校企合作教材。
2.4 師資培養(yǎng)
由于《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程涵蓋的內(nèi)容較廣,涉及到無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)、傳感器的應(yīng)用與檢測(cè)、無線射頻技術(shù)(RFID)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用等多種技術(shù),教師可能難以在較短的時(shí)間內(nèi)深入的把握各項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)涵,可以請(qǐng)企業(yè)的專家與學(xué)校的教師共同講述該課程,來培養(yǎng)教師的在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上的技能。
學(xué)校創(chuàng)造條件支持教師參與企業(yè)培訓(xùn)、項(xiàng)目合作開發(fā),做到教學(xué)信息和市場(chǎng)同步。
2.5 實(shí)訓(xùn)室建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)采用校企合作的模式,根據(jù)教學(xué)項(xiàng)目模塊,采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。它既可以為學(xué)生提供綜合實(shí)訓(xùn),也可以開展對(duì)外技術(shù)培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定工作。
3 結(jié)論及展望
本課程方案主要針對(duì)高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的大專生,通過該課程建設(shè)可以拓寬學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)及相關(guān)技術(shù)的掌握,為學(xué)生從事相關(guān)領(lǐng)域的工作奠定基礎(chǔ)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程的開設(shè),學(xué)生將進(jìn)一步掌握信息技術(shù)的前沿知識(shí),拓寬學(xué)生的就業(yè)市場(chǎng),也為其它的物聯(lián)網(wǎng)課程的開設(shè)及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的申報(bào)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。
【參考文獻(xiàn)】
[1]物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃,工信部[Z].2012.
中圖分類號(hào):G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2017)04(c)-0120-02
隨著中國(guó)高等院校分層次辦學(xué)的普遍推廣和深入,筆者所在院校作為應(yīng)用技術(shù)型本科高校,對(duì)于課程的改革和研究更具有目的性。相比較其他專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所體現(xiàn)的應(yīng)用性和實(shí)踐性以及創(chuàng)新性要求更高,融合的學(xué)科知識(shí)更為龐雜,對(duì)于學(xué)生動(dòng)手解決問題的能力要求也更高,因此實(shí)驗(yàn)課顯得尤為重要。尤其是隨著該校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的發(fā)展及教學(xué)改革的進(jìn)行,實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)受到越來越多的重視。但應(yīng)用型本科院校由于教學(xué)模式落后、師資力量薄弱以及實(shí)驗(yàn)課重視程度不夠[1],學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程多是按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行簡(jiǎn)單重復(fù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而對(duì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論和具體應(yīng)用,不能進(jìn)行認(rèn)真深入的思考與創(chuàng)新。因此需要探索新的方式實(shí)驗(yàn)課能夠有助于開發(fā)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。筆者嘗試結(jié)合該校應(yīng)用型本科特點(diǎn),針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)《短距離無線通信技術(shù)》課程,研究“對(duì)分課堂”在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)組織中的運(yùn)用。
1 “對(duì)分課堂”簡(jiǎn)介
2015年上海復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授來到筆者院校介紹講授對(duì)分課堂教學(xué)法,筆者第一次了解對(duì)分課堂。對(duì)分課堂強(qiáng)調(diào)教師講授在先,學(xué)生學(xué)習(xí)在后的先教后學(xué)模式,不主張預(yù)習(xí)。類似討論式課堂,對(duì)分課堂強(qiáng)調(diào)生生、師生互動(dòng),鼓勵(lì)自主性學(xué)習(xí)?!皩?duì)分課堂”的關(guān)鍵創(chuàng)新在于把講授和討論時(shí)間錯(cuò)開,讓學(xué)生在課后有一周時(shí)間自主安排學(xué)習(xí),進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化吸收。在考核方法上強(qiáng)調(diào)過程性評(píng)價(jià),并關(guān)注不同的學(xué)習(xí)需求,讓學(xué)生能夠根據(jù)其個(gè)人的學(xué)習(xí)目標(biāo)確定對(duì)課程的投入?!皩?duì)分課堂”把教學(xué)分為講授( Presentation)、內(nèi)化吸收(Assimilation)和討論(Discussion),以時(shí)間過程分成3個(gè)階段,所以也可簡(jiǎn)稱為PAD課堂[2]。
2 “對(duì)分課堂”在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用及反饋
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)核心目標(biāo)是培養(yǎng)具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才[3]。2016―2017學(xué)年第一學(xué)期筆者在該校信息工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)2014級(jí)本科生《短距離無線通信技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課課程中,實(shí)施“對(duì)分課堂”教學(xué)模式改革,主要進(jìn)行了理論講解和實(shí)驗(yàn)的調(diào)整、作業(yè)項(xiàng)目式的驅(qū)動(dòng),對(duì)分課堂考核機(jī)制改革,具體情況如下。
2.1 課程目標(biāo)
加深學(xué)生對(duì)《短距離無線通信技術(shù)》課程基本概念、功能特性、應(yīng)用實(shí)踐的掌握; 結(jié)合“單片機(jī)”和“傳感器技術(shù)”課程,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力及綜合應(yīng)用能力,為走向工作崗位打下良好基礎(chǔ)。
2.2 課程及課堂整體安排
該班共有45人,分22人、23人兩次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室共有12個(gè)實(shí)驗(yàn)箱,可以保證兩人一個(gè)工作臺(tái),每周上課一次,連續(xù)兩節(jié),每節(jié)50 min,其中兩個(gè)工作臺(tái)為一小組??偣采险n15周,第一周介紹“對(duì)分課堂”模式,分組確定組長(zhǎng)并對(duì)該課程進(jìn)行介紹,介紹試驗(yàn)箱的基本使用方法和注意事項(xiàng),講解第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)原理,要求學(xué)生課后溫習(xí)并要求熟悉CC2530模塊的基本說明和應(yīng)用、溫濕度傳感器的基本概念和應(yīng)用,以及相關(guān)電路連接,作業(yè)為查找資料并設(shè)計(jì)電路連接圖和程序,實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的傳輸和對(duì)于另一個(gè)節(jié)點(diǎn)LED燈的控制。第二周第一節(jié)分組開始討論和實(shí)驗(yàn); 第二節(jié)課,先講評(píng)作業(yè),然后以組為單位考察提問作業(yè)情況和實(shí)驗(yàn)情況,最后20 min講解第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的內(nèi)容和原理,以及實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn),并布置該實(shí)驗(yàn)的相關(guān)設(shè)計(jì)性作業(yè)。第三至第十五周與第二周基本相似。
2.3 作業(yè)設(shè)計(jì)
要求提交查找所有資料的名錄,同時(shí)檢查收集的相關(guān)紙質(zhì)打印文檔資料,提交在該實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上自己設(shè)計(jì)的相關(guān)程序或者實(shí)物和對(duì)分記錄表,包括“已掌握、一起做、不清楚”。“已掌握”要求寫出此次實(shí)驗(yàn)中掌握最好的內(nèi)容,至少1條;“一起做”列出小組自己完成的環(huán)節(jié)和查找的資料,以及由同伴完成的任務(wù)和環(huán)節(jié),至少兩個(gè);“不清楚”列出自己不懂,同時(shí)經(jīng)過小組討論有分歧的或者存在困惑的問題,求助其他小組和老師,至少1個(gè)。
2.4 討論設(shè)計(jì)
結(jié)合一周時(shí)間查找的資料,討論實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求、程序編寫以及電路設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,掌握重難點(diǎn);附加討論該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的具體模塊、價(jià)格和實(shí)際應(yīng)用。教師要確保討論小組成員分配合理,保證能夠熱烈的交流和正常的團(tuán)隊(duì)合作;另一方面要引導(dǎo)小組圍繞作業(yè)和課程內(nèi)容來討論,避免聊天、偏題和無話可說的的無效討論[4]。
3 分課堂應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)課的幾點(diǎn)思考
筆者通過本學(xué)期將對(duì)分課堂教學(xué)模式應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,結(jié)合整個(gè)課程設(shè)計(jì)以及學(xué)生反饋的情況,切身感受到其在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的優(yōu)越性以及不足,并提出幾點(diǎn)改進(jìn)的方法。
3.1 對(duì)分課堂于實(shí)驗(yàn)課的優(yōu)勢(shì)
首先,有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性思維。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式,“對(duì)分課堂”讓學(xué)生改變以往被動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容充分復(fù)習(xí),主動(dòng)查找資料,然后合作討論,提出自己觀點(diǎn),有助于學(xué)生深入理解基本概念和實(shí)際應(yīng)用間的聯(lián)系。雖然該學(xué)期只是在“短距離無線通信技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課應(yīng)用,但是加入了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題,其過程是一個(gè)融合了“單片機(jī)、傳感器與傳感網(wǎng)”等多門課程的過程,需要學(xué)生在合作中綜合性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí),查找大量實(shí)際應(yīng)用資料和說明文檔,創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
其次,有助于學(xué)生培養(yǎng)觀點(diǎn)表達(dá)和團(tuán)隊(duì)合作能力。語言表達(dá)能力尤其對(duì)于工科學(xué)生來說,一直是一個(gè)普遍認(rèn)為的短板,通過對(duì)分課堂的討論和答辯環(huán)節(jié),極好的提供了一個(gè)學(xué)生表達(dá)自己,說服對(duì)方的機(jī)會(huì),同時(shí)因?yàn)槭切〗M討論,這又鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力,有利于學(xué)生更加適應(yīng)未來畢業(yè)后的工作模式。
最后,對(duì)分課堂模式有利于教學(xué)相長(zhǎng)。以往實(shí)驗(yàn)課教師先將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講義講解以便,再操作演示、學(xué)生再獨(dú)立操作,長(zhǎng)期以來,教師和學(xué)生都被實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或者講義束縛。而對(duì)分課堂上,教師需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程布置設(shè)計(jì)性作業(yè),學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生也會(huì)提出一些創(chuàng)新型的觀點(diǎn)和想法,這就需要教師拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思維;這些開拓性思維又反過來對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)踐過程進(jìn)行了指導(dǎo),真正實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)。
3.2 對(duì)分課堂的不足和改進(jìn)
筆者通過對(duì)分課堂在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程中,除了體會(huì)到其特有的優(yōu)勢(shì)以為,結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)和專業(yè)特點(diǎn),也發(fā)現(xiàn)一些不足。
首先,部分同學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本應(yīng)用掌握較差,е碌耐哦庸低ㄊ焙蠆簧品⒀裕溝通不暢,即使有想法因?yàn)闊o法溝通實(shí)現(xiàn),產(chǎn)生畏難心理,甚至放棄;其次,部分動(dòng)手實(shí)踐能力和基礎(chǔ)知識(shí)比較牢靠的學(xué)生,發(fā)言積極,學(xué)習(xí)主動(dòng)性高漲,使得個(gè)別小組只是這幾個(gè)同學(xué)“一言堂”,獨(dú)占觀點(diǎn)確立和發(fā)言權(quán)。
因此針對(duì)這幾點(diǎn)不足,筆者在實(shí)踐過程采取了一些改進(jìn)方案,起到一定效果。對(duì)分課堂的實(shí)施需要對(duì)班級(jí)的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和性格特征進(jìn)行了解,在分組的時(shí)候,與班干和學(xué)生代表進(jìn)行商討,盡量按照基礎(chǔ)水平分組,以主動(dòng)帶被動(dòng),分組合理。其次,在發(fā)言和提問過程有意選擇不善于表達(dá)的或者不積極的學(xué)生,再有同組其他同學(xué)補(bǔ)充回答,有意鍛煉這部分學(xué)生的積極性和語言表達(dá)能力;布置既可以提高學(xué)生知識(shí)掌握同時(shí)也感興趣作業(yè),實(shí)驗(yàn)課程要增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題,通過鼓勵(lì)夸獎(jiǎng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。改進(jìn)考察考核方案,改變以往的簡(jiǎn)單的以考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為成績(jī)支撐的主要來源。在“對(duì)分課堂”中,采用多元化的考核方法,以個(gè)人表現(xiàn)分?jǐn)?shù)+作業(yè)分?jǐn)?shù)+考勤+考試的方式構(gòu)成考核成績(jī)。通過個(gè)人表現(xiàn)成績(jī)鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言、積極準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)課題;作業(yè)分?jǐn)?shù)促使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的一周時(shí)間里,能夠積極主動(dòng)地查詢資料、努力學(xué)習(xí)、完成作業(yè)??梢钥吹剑@樣的評(píng)估方法反映了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過程的投入和學(xué)習(xí)的質(zhì)量,強(qiáng)調(diào)過程性評(píng)價(jià),對(duì)“對(duì)分課堂”取得良好效果十分關(guān)鍵。
4 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程是典型理工科課程,特別是筆者所在院校立足于應(yīng)用技術(shù)型本科院校,因此培養(yǎng)學(xué)生在掌握基本理論知識(shí)的同時(shí),使其具有更好的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維設(shè)計(jì)開發(fā)能力就是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。而“對(duì)分課堂”教學(xué)法更適合對(duì)思維能力和探索精神的培養(yǎng),其互動(dòng)式的理念和小組學(xué)習(xí)的實(shí)施辦法以及多元化的考核評(píng)價(jià)機(jī)制能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,特別是動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)方面收到了良好效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 任倩倩,郭亞紅.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].黑龍江教育:高教研究與評(píng)估,2013(2):19-20.