物聯網技術導論課程過程與實踐化改革

王娟+張路橋

摘 要 物聯網技術導論課程，作為物聯網工程專業學生接觸的第一門專業基礎課，對學生建立物聯網技術框架，應用流程具有重要意義，是后繼課程開展的必要基礎。但是在實際教學中發現傳統的教學方式不能適應物聯網交叉學科，技術點繁雜的特點。在研究了國內同行教改經驗的基礎上，我們提出了過程與實踐化的物聯網技術導論課程改革方案，實踐數據證明該方法具有可操作性，取得了預想的效果。

關鍵詞 物聯網導論 課程改革 過程化考核 實踐化教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.11.028

Introduction to Networking Technology Process

and Practice-oriented Reform

WANG Juan， ZHANG Luqiao

（College of Information Security Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu， Sichuan 610225）

Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with， and it is important for students to build things technical framework and application process， it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience， we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program， the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.

Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching

1 問題與研究現狀

1.1 研究對象

作為“智慧中國”的重要組成部分，物聯網技術受到越來越廣泛的關注。為適應這種發展趨勢，培養社會所需的具有綜合能力的物聯網工程人才，教育部在2010年將“物聯網工程”設置為獨立的一個專業。

物聯網技術導論作為物聯網工程專業的核心課程，是物聯網專業學生接觸的第一門專業課程。主要講授物聯網從感知層，傳輸層，數據處理層到應用層的整體技術流程，以及每層的關鍵核心技術，對學生建立正確的專業概念，整體的專業技術框架有重要意義。

1.2 實踐教學中的現有問題

目前對物聯網技術導論課程的教學方法主要是以講授為主，平時留有課后作業，課程考核方式以期末閉卷考試為主，期末卷面成績占總評成績的70%。該教學模式在教學實踐中出現以下問題：（1）單一講授的教學模式不能適應物聯網多學科交叉、密切聯系行業的特點。學生反映物聯網涉及學科非常多，僅每個學科簡單理論概念的講解，就已經非常龐雜，學生很難把握其脈絡。且現有技術的應用與行業背景密切聯系，單純的理論講授效果不佳。反映在課堂提問中學生往往答非所問，或者完全無法理解題目意思。（2）一考定論，平時不學，考前突擊現象突出。但是由于知識點繁雜，突擊背誦效率不高，且不及格率較高。（3）死記硬背現象突出，對技術理解不深。對于物聯網產業環境和應用流程的理解和技術在應用中的創新上，有的教學方法和教材均不能提供有效的支撐。在平時的考查中，我們發現學生對死記硬背的技術點掌握得尚可，但是碰到綜合應用題，大部分同學就不知所措。

面對以上主要問題，現有的物聯網技術導論課程教學方法和思想必須改變。否則，不光是導論課應有的目的不能達到，還直接影響后續物聯網專業課程的教學。

1.3 國內研究現狀

目前對物聯網技術導論課程的改革成果總體來說并不多，公開文獻較少，這與物聯網工程本身是新專業，物聯網導論課程本身涉及技術較多，知識體系復雜都有關系。已有的一些改革方案如下：

文獻[1]提出物聯網導論的課堂要引入啟發式教學法，即將課程內容歸納提煉，提出問題啟發學生思考。其次，采用案例式教學法，把生活中物聯網的實際應用案例滲透到整個教學內容中。還強調應用交互式教學法，運用多媒體教學環境輔助教學，例如播放物聯網相關理論與技術相關視頻和短片，加強互動，提高學習興趣，拓展知識面。

文獻[2]提出適當增刪教學內容，講授內容忌深、忌細，引導學生轉變學習方法，促進良好學習習慣的養成，注重培養學生的綜合能力。

文獻[3]提出改進課程大綱設計、提升教師能力、改進教學資源等多個方面，以提升物聯網導論課的教學質量。

文獻[2]與文獻[3]所提措施，對物聯網技術導論課和其他課程都適用。實際上，在已進行的幾屆學生的教學中，我們已經使用過上述方法，事實證明，此類廣泛適用于一般課程的方法并不能解決物聯網技術導論課程中的具體問題。而文獻[2]所提改進課程大綱、教學資源等，其實是涉及到物聯網技術體系架構的問題，已經有教育部牽頭的教學指導組在負責梳理，本文暫不討論。endprint

文獻[1]提出了一些比較具有操作性的課程教學方法，總結起來就是提問啟發，案例講解，多媒體互動教學。實際上我們在授課的時候已經使用了這些方法，但是教學效果仍然不夠理想。例如：提問啟發，如果問題簡單，學生還基本能夠回答，如果問題真的是啟發式問題，而且是書上和網上都查不到現成答案的問題，則大部分學生表現出完全沒有思路，更不要說回答問題。案例和多媒體互動在本校理工類課程中的使用也已十分廣泛，物聯網技術導論課程也不例外。上課過程中也給同學們播放了相關視頻短片，行業應用短片，對比沒有播放這些案例的情況，學生的理解程度確實有所提高，但是提高幅度也比較有限。如果是跟播放視頻直接相關的設計類問題，學生根據視頻還能回答部分內容，但是要求學生從該視頻的技術方案做延伸，更換應用場景，則大部分學生又非常茫然。例如：課程中有播放精細化農業的相關技術解決方案，從感知、傳輸到最后數據處理與反饋服務都做了說明。學生觀看后，如果問該應用領域問題，比如前端要用什么傳感器，部署在哪里，學生還能回答。但是，要學生變化技術的應用場景，將技術應用在另一森林防火場景中時，部分學生還能把類似要用的傳感器列舉出來，但是不知如何部署。這說明要加深學生對物聯網知識體系的理解程度，僅靠觀看案例、提問啟發是不夠的，物聯網技術導論課程的教學改革還需要進一步深入。

2 ?過程與實踐化的課程改革方法

2.1 原因分析

根據課下座談，統計課程出勤率，考試通過率等方式獲取的信息，我們認為影響學習效果的主要原因有二：其一，理論和實踐相脫節，雖然已經用案例視頻，多媒體互動等教學方式，但明顯還不足以讓學生理論聯系實際。其二，雖然有課程作業，平時提問和抽查，但是平時努力學習的學生仍然只占少數，大部分學生的學習積極性不高。針對這兩個主要問題，我們提出過程與實踐化課程教學改革方法。

2.2 方法的具體內容

對學習自覺性強的學生，提供多種課外實踐參觀機會，幫助學生理解技術在實際中的應用，理論與實踐融合;對學習自覺性差的同學，采用過程化考試方法，督促其平時努力學習。

（1）實踐化教學：物聯網是多交叉學科，知識點非常多，光靠課堂教學肯定不能盡善盡美，所以要加入實踐教學環節。

①在課外布置思考與設計題目，指導學生自學，并自主解答問題、動手設計簡單的物聯網應用。如果有較為優秀的學生，讓其在課堂上講解自己的設計方案。

②建立完善的課程考核體系，增加實踐能力考核環節。將作業、演講、課外參加的比賽情況等都當作考核方式，按合理比例計入總評成績。改變以往期末卷面考試這種單一的考核方式。

③在條件允許的情況下，可建立物聯網實訓實驗室，并配備相應的器材等。我們與四川省成都市物聯網產業聯盟形成良好合作關系，借他們的物聯網技術展示廳讓學生實地了解物聯網技術及其應用。

（2）過程化考核：以上考核方式加上學院的過程化考試系統，分階段進行上機考試，最大程度避免一考定論、突擊應付等不合理現象。目前的具體操作是：當講完一階段（感知，傳輸，處理）即上機考試本階段技術要點，成績以比例計入總分，最后課程完結還有一次總體性考試，4次考試成績的加權總和才是本門課程的考試成績，并算上平時作業、提問等平時成績作為最后總評成績。這樣一來，12周課程，每隔三周就有一次階段考試，加上平時的抽查與作業，有效督促了學生的平時學習。

2.3 方法實施的效果

2011年本學院設定物聯網專業，2012年開始開設物聯網技術導論課程，2013年進入實踐化教學，14年引入過程化考核，圖1顯示了歷年課程的考試情況，以60分以下為不及格，80分以上為良好。圖1很清楚的顯示，剛開始時物聯網技術課程的不及格率高達約30%，后來引入實踐化教學后下降至12%，到最后引入過程化考核后直接下降到7%左右，而良好率逐年上升，連續2年保持在70%左右，達到了改革的目的。

3 總結與展望

經過四年物聯網技術導論課程的教學實踐，提出了物聯網技術導論課的過程與實踐化改革方案，從理論聯系實踐的角度，幫助學生從整體上理解單個技術在物聯網應用流程中的作用與在技術框架內的位置。并用作業、抽查、過程化考核，督促了學生的平時學習。實際的考試成績反映該方案取得了比較理想的效果。最后，在和后繼課程老師的交流中，發現導論課對技術框架的講解和物聯網應用解決方案的設計要強加，否則學生在學習后繼課程中會陷入具體技術問題，而忽略整體應用，導致技術路線不清，不知道自己應該深入學習哪些知識。

參考文獻

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[3] 衛兵，劉樂群，潘潔珠，李斌.當前物聯網導論在應用型本科教學中存在問題的思考與改革.合肥師范學院學報，2014.32（3）：88-89，93.endprint