高校物聯網工程專業實驗教學探討

夏　冰

（鄭州升達經貿管理學院信息工程系，鄭州　451191）

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高校物聯網工程專業實驗教學探討

夏冰

（鄭州升達經貿管理學院信息工程系，鄭州451191）

摘要：物聯網是我國五大新興戰略產業的一部分，該領域在社會發展中的滲透對人才需求日漸增多。實驗教學作為物聯網工程專業教學的基礎性課程，能夠為學生們提供更加形象、具體的專業知識及內容。因此如何提高實驗教學有效性受到教育工作中的廣泛關注。將對物聯網工程專業實驗教學現狀進行分析和研究，并結合項目教學法及學科特色提出提高實驗教學有效性的對策。

關鍵詞：高校；物聯網工程；實驗教學

0　引言

隨著物聯網技術迅速發展，其在社會各領域得到了廣泛應用和推廣，并取得了顯著成績。而現如今掌握物聯網相關技術理論及實踐能力的綜合性人才成為市場需求的熱點。這也是專業教育所要達到的目標。在物聯網教學中，實驗教學作為其中的重要組成部分，是學生了解和掌握物聯網技術發展過程的主要環節。因此加強對高校物聯網工程專業實驗教學的研究具有現實意義，不僅能夠為高校物聯網教師開展教學提供支持，還能夠培養學生專業實踐能力。

1　物聯網工程專業概述

2010年，教育部正式下發了允許高校設置物聯網專業的通知，成為高校的熱門專業，且首批通過了申報的高校招生情況也十分火爆。

物聯網最早出現在上個世紀九十年代，是由Ashton教授在研究RFID時提出的，所謂物聯網是在互聯網基礎之上延伸和擴展的一種網絡，用戶端能夠搭載到任何物體之上，實現信息通信。作為一種傳感器、網絡等多方面內容高度集成的一種技術，物聯網用途較為廣泛，滲透至智能交通、倉儲物流及家居安防等多個領域。自物聯網出現以來，其成為了繼計算機、互聯網等之后的又一次世界信息產業，并在促進未來經濟發展等方面發揮著積極作用。特別是在溫總理提出“感動中國”戰略后，物聯網成為我國五大新興戰略產業的一部分。而物聯網技術要想實現可持續發展，需要大量人才給予支持，因此物聯網工程專業由此而來。雖然我國高校在人才培養方面已經做出巨大貢獻和努力，且專業發展前景十分廣闊，但是教學過程中仍然存在諸多問題，不利于該領域積極作用的發揮。

2　現階段，物聯網工程專業實驗教學現狀分析

實驗教學是物聯網工程教學體系的一部分，具有重要意義。但是作為一門新興專業，高校基礎設施等方面相對滯后，使得實驗教學開展過程中的問題較多：

2.1教學模式落后

社會對于人才綜合實踐能力提出了更高要求，但是受到傳統教學模式的影響，高校實驗課程并未進行相應地改善，使得實驗教學內容陳舊、單一，難以激發學生興趣，無法滿足實際需求，在很大程度上阻礙了學生各項能力的提升。同時現有實驗教學仍然延續傳統教學方法，一般是教師傳授理論知識，然后學生驗證知識的正確性等，學生在整個過程中并未積極思考，長此以往，扼殺了學生的創新力的發展，且不利于物聯網領域的可持續發展[1]。

2.2忽視實驗教學重要性當前，我國多數高校存在重理論、輕實踐認知。教師在教學中更加關注理論知識的傳授，忽視了對學生實踐能力的培養。且在對于學生的考核方面，僅考察學生的理論知識，使得學生愈發不重視實踐學習，久而久之，使得實驗教學成為理論知識的輔助課程。

2.3師資力量不夠強大

實驗教學要求教師要具備專業知識，且同時要有一定的動手能力，如對傳感器部件、通信部件等進行焊接、控制處理。而一直以來，缺少對實驗教師的培養，使得師資力量難以滿足教學發展需求，成為實驗教學無法可持續發展的短板[2]綜上所述，實驗教學效果不盡人意，存在諸多問題，加強對實驗教學的改革勢在必行，不僅是物聯網專業發展的需求，也是素質教育改革的具體表現。

3　物聯網工程專業實驗教學改革措施

該專業實驗教學主要表現在無線傳感器網絡與RFID兩個方面。具體實踐教學體系如圖1。為了提高實驗教學有效性，本文認為可以引入項目驅動教學法開展試驗教學。

圖1　物聯網工程專業實踐教學體系圖

3.1項目教學法概念

所謂項目教學法主要是指在教師指導下，將一個相對獨立的項目交給學生處理，引導學生收集信息、設計方案等，學生參與整個項目發展過程，最終完成項目探究目表，側重對學生能力的培養的一種有效的引導教學方法[2]。特別符合物聯網工程專業教育特色，能夠針對性地培養學生專業技術和實踐能力，是學生與社會能夠無縫結合的重要手段。且在該教學模式下，能夠突出學生的主體地位，與素質教育理念相契合[4]。

項目教學法在實施中，不單純關注知識的傳授，更多的是知識的應用。能夠將學習內容細化為多個小內容，幫助學生逐個擊破重難點。同時項目設計能夠引導學生參與到知識發展過程中，能夠學會知識更好地解決實際問題。加之項目教學法實現了信息雙向傳遞，能夠構建高效課堂學習氛圍，促使人才培養與社會需求相吻合。

3.2精心設計項目，采取新教學模式

項目設計作為項目教學的基礎和核心，為了能夠達到更好的設計目標和效果，在實際操作方面，需要學生對項目設計產生興趣，激發其獨立思考，進而促使學生發揮想象力和創造力，設計出更好的作品；在理論方面，應著重與人才市場需求緊密相連，并確定一個清晰具體的評價標準，以便于對各個作品進行評價。如在進行無線傳感器實驗教學過程中，教師可以為學生設計一個監測主題，并為學生構建一個智能環境檢測系統，并安排各小組分別采集十個感知數據等。通過設計該項目，能夠幫助學生掌握感知部件等工作原理，從而指導自身函數編寫。

3.3進行合理的項目示范，重視實驗教學

物聯網工程專業是一項新興專業，學生在學習硬件工作原理、編寫函數等方面難度較大。因此在具體教學過程中，教師要加強對低年級學生的指導。教師通過示范，引導學生學習理論知識，對教學內容以及項目重點進行全面掌握。對于實驗教學來說，進行合理示范教學，能夠促使學生在原有知識的基礎之上發揮創造力[5]。例如：在無線傳感器實驗教學中，教師可以先將各個接口的函數提供給學生，學生僅需要調用函數便能夠完成項目。然后初步了解傳感器網絡后，學生能夠對此產生濃厚的興趣，進而參與到實驗教學中，逐漸提升自身專業實踐能力，為日后構建專業知識體系奠定堅實的基礎。

3.4重視項目操作，提高學生綜合能力

實驗操作是物聯網工程專業實驗的關鍵環節，也是學生們發揮創造力的主要載體。如果缺少學生的自主操作，其將難以深入了解和掌握專業基礎知識和技能，并形成獨特的思維模式。在項目操作過程中，教師可以將以往的實驗內容有機整合到一起，如將傳感器網絡與數據庫整合到一起，要求學生設計一個智能環境查詢系統。給予學生更多實驗自主權，促使其能夠充分發揮主觀能動性，在實驗中培養創造力。設計操作項目時要綜合考慮學生基礎知識掌握情況，在此基礎上提出實驗項目，且可以采取合作、單獨等形式完成項目操作[6]。通過這種方式學生能夠充分利用已知數據庫知識完成項目設計目標。另外，學生具體實驗過程中，難免會遇到突發情況，及時給予學生幫助和支持，促使其能夠更為順利地完成實驗，增強學生獨立能力和自信心，從而為后續自學學習和實驗提供支持。

3.5兼顧教學評價，加強師資隊伍建設

實驗評價在實驗教學中具有重要作用，對實驗教學的評價能夠讓教師和學生明確知識掌握程度。因此，對于教學評價體系的構建，應適當調整理論與實踐兩方面的比例，增加實踐考核比例，引導學生重視實驗探究，同時還應擴大評價主體的范圍，將教師、學生以及自己評價進行有機結合，進而確保評價的公平、公正[7]。該專業實驗教學是一項系統性工程，對于教師的專業素質及動手能力等要求較高。所以高校要積極引進高學歷人才，組建一支實驗教師隊伍。并結合本校實際情況，制定完善的培訓體系，側重對教師物聯網知識的教育，不斷提升教師的專業素養，從而促進實驗教學進一步發展，并在學生能力培養過程中發揮積極作用。

除此之外，實驗教學的順利開展建立在完成的實驗條件基礎之上。該專業實驗教學需要設備較多，如傳感器等。基于這些部件體積小等特點，為了能夠給予學生更多自主學習實踐，教師可以適當增加一些實驗備品，深化學生對編程等基礎知識的掌握。

4　結語

根據上文所述，隨著科學技術不斷發展，物聯網工程專業教學將具有廣泛的發展前景，但同時也迎來了巨大的挑戰。基于學科特殊性，實驗教學的重要性日漸突出。因此教學中，教師要順應時代發展潮流，樹立現代教學理念，明確認識到實驗教學對于學生能力培養的重要意義，引進教學方法，突出學科特色，不斷完善課程體系建設，構建高效實驗課堂教學，從而為社會發展培養更多高素質、專業化人才。

參考文獻：

[1]陳景賢，陳志生.高校物聯網實驗室建設與應用[J].實驗室研究與探索，2013（08）:451-453.

[2]梁柏櫸.物聯網實驗教學與戰略性新興產業高素質人才培養[J].計算機時代，2012（02）:46-48+51.

[3]李玉梅.物聯網專業實驗課程的虛擬教學探討[J].科技風，2014（18）:187+201.

[4]王楊，殷曉斌，趙傳信.物聯網專業網絡課程實驗教學研究與實踐[J].杭州電子科技大學學報（自然科學版），2015（02）:88-92.

[5]吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育，2010（21）:26-29.

[6]劉艷，秦昌明.“口袋”實驗室在物聯網工程實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2015（08）:212-215.

[7]劉韜.物聯網專業理論教學及實踐教學研究[J].軟件導刊，2014（01）:176-178.

Discussion on Experimental Teaching of the Internet of Things Engineering in Colleges and Universities

XIA Bing
（Department of Information Engineering, Shengda Economics Trade & Management Colleage of Zhengzhou 451191）

Abstract：The internet of things is a part of the five emerging strategic industries in China, the talent demand of which is increasing in the penetration of social development. Experimental teaching as a basic course in the teaching of the internet of things engineering, which can provide more visual, specific professional knowledge and content. So how to improve its effectiveness has been widely concerned in the educational work. Analyzes and studies the status of experimental teaching, and proposes the countermeasure of improving its effectiveness according to the project teaching method and subject characteristics.

Keywords：Colleges and Universities; Internet of Things Engineering; Experimental Teaching

收稿日期：2016-01-12修稿日期：2016-03-08

作者簡介：夏冰（1984-），女，河南漯河人，碩士研究生，助教，研究方向為物聯網

文章編號：1007-1423（2016）10-0052-04

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.10.012