物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)方法改革研究

馮波 苗麗麗

摘 要：文中闡述了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)方案的制定依據(jù)，從各行各業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中抽象出了共通的技術(shù)，將共通的技術(shù)基礎(chǔ)分解形成課程體系中相對應(yīng)的一門或者幾門課程，通過組織它們的先后順序，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與技能適應(yīng)性，進(jìn)而提高了本專業(yè)學(xué)生的社會競爭力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；人才培養(yǎng)方案；通用技術(shù)；知識分解

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）06-0-02

0 引 言

自上世紀(jì)90年代初開始提出物聯(lián)網(wǎng)的概念到現(xiàn)在，經(jīng)過近30年的發(fā)展，目前已經(jīng)形成了一種百花齊放，百家爭鳴的格局。從1990剛開始的施樂自動可樂售賣機(jī)，1991年美國麻省理工學(xué)院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，再到1995年比爾蓋茨的《未來之路》中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引起重視；2004年日本提出u-Japan計劃，2005在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，2006年韓國確立了u-Korea計劃，2009年IBM提出智慧地球計劃；再到2009年，溫家寶提出了“感知中國”，中國十二五規(guī)劃期間把物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展作為國家主要的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。山西作為資源大省，為了加快發(fā)展轉(zhuǎn)型，也加大了在物聯(lián)網(wǎng)方面的投入力度，同時高校也開始開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，但是由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)處于發(fā)展初期，沒有形成規(guī)模，因此專業(yè)教學(xué)還處于摸索階段，山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱輕校）是山西開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)較早的一所院校，經(jīng)過幾屆學(xué)生的培養(yǎng)和幾個版本人才培養(yǎng)方案的修訂，形成了一套比較切實可行的人才培養(yǎng)方案。

1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)特點分析

由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的綜合性，本專業(yè)既需要機(jī)電類專業(yè)的知識，也需要計算機(jī)方面的專業(yè)知識，同時還需要工程設(shè)計方面的知識。雖然物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)形成一個專業(yè)，但是物聯(lián)網(wǎng)并不能獨立應(yīng)用，它的應(yīng)用滲透到各行各業(yè)中，單獨的物聯(lián)網(wǎng)并沒有任何價值，必須將物聯(lián)網(wǎng)與相應(yīng)的應(yīng)用背景相結(jié)合才有價值。例如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合形成智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，與交通指揮系統(tǒng)結(jié)合形成物聯(lián)網(wǎng)智慧交通指揮系統(tǒng)，與物流系統(tǒng)結(jié)合形成物聯(lián)網(wǎng)智能倉儲物流系統(tǒng)，與校園管理平臺的融合形成物聯(lián)網(wǎng)智慧校園管理系統(tǒng)等。根據(jù)各行業(yè)應(yīng)用的不同，抽象出各行業(yè)應(yīng)用中共同的技術(shù)基礎(chǔ)形成本校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。

2 教學(xué)內(nèi)容分析

分析物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，在每一個具體的應(yīng)用系統(tǒng)中，都分成了四部分內(nèi)容，分別為大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，上位機(jī)數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器技術(shù)，下位機(jī)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的搭建和節(jié)點數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及移動互聯(lián)技術(shù)。由于大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)有設(shè)置專門的專業(yè)進(jìn)行講解，因此該專業(yè)方案不涉及大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，只涉及上位機(jī)、下位機(jī)和移動互聯(lián)技術(shù)三方面內(nèi)容。

2.1 公共基礎(chǔ)專業(yè)的課程設(shè)置

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，必須要涉及到編程技術(shù)。在編程技術(shù)方面，C語言是一門專業(yè)必修課，因此，《C語言技術(shù)》在本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)中占有非常重要的地位，必須作為其它專業(yè)課程的先修課程來學(xué)習(xí)。同時，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中，還要涉及機(jī)電控制及嵌入式的應(yīng)用。因此《電工電機(jī)技術(shù)》和《電路制圖技術(shù)》也是本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

2.2 上位機(jī)的教學(xué)內(nèi)容分析

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)中，人機(jī)控制界面設(shè)計的好壞直接關(guān)系到該系統(tǒng)設(shè)計的成功與否，人機(jī)界面是系統(tǒng)與管理員或者操作員直接交互的界面，若該界面設(shè)計良好，可以極大地方便管理員對整個系統(tǒng)的管理和對整個系統(tǒng)信息及狀態(tài)的獲取，反之則會使整個系統(tǒng)的性能大打折扣。人機(jī)界面的設(shè)計一般包括兩種方式：

（1）C/S模式，客戶端、服務(wù)器模式。該模式下需要設(shè)計服務(wù)器端程序和專門的客戶端程序，一般在封閉的局域網(wǎng)內(nèi)使用，開發(fā)軟件有微軟的VS系列軟件，該軟件集成了微軟推出的一系列開發(fā)工具，包括C#技術(shù)、C++技術(shù)、VB技術(shù)、ASP技術(shù)及.net技術(shù)等內(nèi)容。還有一種是delhpi開發(fā)軟件，本軟件也是一款功能強(qiáng)大的程序開發(fā)軟件。他們共同的缺點就是付費使用，因此開發(fā)成本較高。

（2）B/S模式，瀏覽器、服務(wù)器模式。該模式一般用于開放網(wǎng)絡(luò)，也可用于封閉網(wǎng)絡(luò)。該模式下的客戶端是基于瀏覽器的網(wǎng)頁瀏覽模式，在該模式下，數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁的方式發(fā)送到用戶或者管理員電腦上，這是現(xiàn)在比較流行的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)方式。主要使用的技術(shù)有.net技術(shù)和J2EE兩種方式，相對于.net，J2EE使用免費的Java語言作為開發(fā)語言，而且開發(fā)平臺也可使用免費的開發(fā)平臺，因此整個開發(fā)過程投入小，對于教學(xué)和以后的工作應(yīng)用來說都是一種不錯的開發(fā)工具方案。因此我們主要使用Java作為開發(fā)工具對上位機(jī)進(jìn)行開發(fā)。后臺數(shù)據(jù)庫選擇Oracle，當(dāng)然也可以選擇其他相互兼容的數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)層面我們主要講授《通信技術(shù)》和《路由交換技術(shù)》兩門課程以完成網(wǎng)絡(luò)方面知識的學(xué)習(xí)。

2.3 下位機(jī)教學(xué)內(nèi)容分析

下位機(jī)方面，由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中的突出特點就是萬物互聯(lián)，要實現(xiàn)物與物的相互連通，離不開嵌入式的開發(fā)，同時還需要借助無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此，我們在下位機(jī)課程設(shè)置上安排了《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》、《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《RFID技術(shù)》、《嵌入式開發(fā)與應(yīng)用》五門課程。

2.4 移動互聯(lián)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容分析

移動互聯(lián)方面課程的設(shè)置主要考慮到現(xiàn)在智能手機(jī)的普及，人們獲取信息的方式中最常用的工具就是手機(jī)，因此我們加入了移動互聯(lián)方面的課程。智能手機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要由Android，iOS和WP三種系統(tǒng)組成，其中Android用戶數(shù)量最多，而且學(xué)生手中90%以上都使用了Android操作系統(tǒng)的手機(jī)，同時，上位機(jī)開發(fā)過程選擇了Java開發(fā)平臺，而Android的開發(fā)平臺和Java平臺是完全通用的，且Android的開發(fā)語言正好是Java語言，這樣有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性。同時又因為Android的內(nèi)核和《嵌入式開發(fā)與應(yīng)用》課程需要有Linux基礎(chǔ)知識，同時引入云計算的一些基本工具，因此開設(shè)了《Linux操作系統(tǒng)》課程。

2.5 基本技能課程內(nèi)容分析

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，因為要設(shè)計底層的應(yīng)用，同時涉及到網(wǎng)絡(luò)層知識，因此具備一些基本的工程施工知識是非常有必要的，因而在整個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中安排了《網(wǎng)絡(luò)共和布線》和《網(wǎng)絡(luò)工程制圖》兩門課程，讓學(xué)生掌握工程設(shè)計和施工的基本技能。

2.6 綜合應(yīng)用案例教學(xué)內(nèi)容分析

以上課程的學(xué)習(xí)都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的點，為了能提高學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，我們在本專業(yè)的最后一學(xué)年安排了三門綜合應(yīng)用類的課程《網(wǎng)站項目開發(fā)》，使用B/S模式完成上位機(jī)客戶端和服務(wù)器的設(shè)計。《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用與開發(fā)》注重下位機(jī)整個系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。《Android系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)》可幫助教師完成移動互聯(lián)的教學(xué)目標(biāo)。整個培養(yǎng)方案如圖1所示。

3 結(jié) 語

在整個培養(yǎng)方案中，從各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中提取出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的技術(shù)核心內(nèi)容，無論學(xué)生畢業(yè)之后是否從事與該專業(yè)相關(guān)的工作，都可以得心應(yīng)手。即使從事與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的其他行業(yè)，也可以將所學(xué)知識有效搬遷，增加了畢業(yè)學(xué)生的社會適應(yīng)性。

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