物聯網工程導論課程建設與研究*

王新平王志良

（1、北京科技大學自動化學院，北京1000832、北京科技大學計算機與通信工程學院，北京100083）

物聯網工程導論課程建設與研究*

王新平1王志良2

（1、北京科技大學自動化學院，北京1000832、北京科技大學計算機與通信工程學院，北京100083）

文章針對物聯網工程導論在教學中如何定位、確定課程內容和安排學時等問題，結合實際的教學經驗，論述物聯網工程導論課程建設的方法。

物聯網；導論；教學

一、背景

物聯網是指通過射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統、激光掃描等信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物體與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡［1］。

作為教育部批準的首批開辦物聯網工程本科專業院校之一，北京科技大學目前已經擁有四屆的物聯網工程專業本科畢業生。

物聯網工程專業的入門課程《物聯網工程導論》主要向學生介紹物聯網的基本概念，以及物聯網所涉及的主要技術與應用范疇。通過本課程的學習，讓學生初步了解物聯網這一抽象名詞，掌握物聯網技術的應用方法，最終展望物聯網的發展趨勢。本課程也作為全校公共選修課，向新生普及物聯網教育。本課程同時作為北京市學院路共同體的選修課程，已經講授多次。從課程的講解過程中，我們結合實際教學效果和學生的反饋意見把導論課程的內容和方法進行了總結。

二、物聯網工程導論課程研究

（一）導論的定位

物聯網工程導論作為物聯網工程專業的入門課程，在所有專業課程之前開設。通過導論的學習，使學生對物聯網工程專業有一個全面的了解，對專業有一個總體把握。同時對大學期間的學習方向有一個明確的認識，樹立良好的職業道德。

（二）開設時間

作為專業和相關知識的介紹課程，物聯網工程導論應該在大學一年級開設。無論是按照專業招生還是按照大類招生，都應該把導論安排在第一學年講授。

（三）課程內容

1.物聯網基礎。在物聯網概述部分著重講解物聯網的定義，消除學生對物聯網的誤區，了解物聯網中的“物”的概念和要求，使學生了解到一個真實的物聯網。使學生熟悉物聯網的歷史，了解物聯網的起源，發展以及物聯網發展的三大推動力，了解各國在物聯網上的投入以及發展戰略。重點講述我國對物聯網的重視，通過物聯網發展新興產業的國家中長期發展戰略。解讀“十二五”發展規劃，掌握物聯網的發展動態和產業前景。介紹物聯網的3個層次，物聯網感知層、網絡層和應用層把物聯網的架構劃分清晰，使學生對物聯網有一個更好的把握。

2.物聯網應用案例。物聯網的本質是深度信息化，物聯網把各種信息技術充分運用到各個行業。通過介紹物聯網的典型應用，從我們生活的城市到學習的校園，再到智能家居，使學生不僅對物聯網有了理性認識，同時也擁有的感性認識。為學生更好的理解物聯網、認識物聯網進行了栩栩如生的描述。

3.物聯網關鍵技術。物聯網掀起了第三次信息科技發展浪潮。物聯網融合了眾多技術和科技手段，相應的支撐技術在物聯網的應用中顯得日益重要。RFID、WSN/ZigBee、傳感器和智能服務等代表技術構成了物聯網的技術支撐基礎。RFID是一種非接觸式自動識別技術，可以快速讀寫、重啟跟蹤管理，在智能識別領域有很好的發展前景；以短距離低功耗為特點的WSN/ZigBee可以在任何地點搭建網絡；以MEMS為代表的傳感器技術拉近了人與自然世界的距離；智能服務技術則為發展物聯網提供了有力保障。M2M現今市場中，透過固網和無線的傳輸，人與人之間的溝通或許已經成熟，但機器與機器（M2M）之間的連接卻還是方興未艾，M2M市場當下已成為全球范圍內快速增長的高科技市場之一。云計算是信息技術發展和信息社會需求達到一定階段的必然結果。云計算與物聯網是互為支持的，云計算讓物聯網在更廣泛的范圍內進行信息資源共享，云計算增強了物聯網中的數據處理能力，并且提高了智能化處理程度。

表1 物聯網專業課程學期進度安排表

4.物聯網知識體系。物聯網作為戰略新興產業的重要組成部分，需要堅實的技術基礎。通過分析物聯網的知識點、知識單元和知識體系，來幫助學生掌握使用的軟件和硬件技術和平臺，理解物聯網的學科基礎，從而真正領悟物聯網的本質。

5.物聯網課程安排。表1為物聯網專業課程學期進度安排表［2］。

6.物聯網人才要求。物聯網工程專業人才培養目標主要體現在以下方面：德智體全面發展，富有社會責任感，良好的職業道德，具有一定的人文社科、經濟管理等方面的綜合素質。具有“基礎厚，口徑寬，能力強，綜合型，素質高”等特點，知識結構合理，扎實的電子技術、傳感技術、通信網絡理論、信息處理技術、計算機技術、系統工程等理論基礎，重點掌握物聯網系統的分析與設計等專門知識和技能，系統理解物聯網技術基礎理論、物理信息系統標識與感知、計算機網絡理論與技術和數據分析與處理方法。具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的創新實踐能力。具有信息獲取、存儲、檢索、分析和處理能力，能在計算機、自動化和通信等信息領域起引領作用、具有國際視野和競爭力的創新性高層次專門人才。通過研究物聯網專業人才培養目標，發現其基本要求包括4個方面，即知識要求、能力要求、素質要求和職業道德。

（四）學時分配

表2 課程學時分配

（五）教學心得

1.章節順序的調整經過多次的講授實踐，我們把導論課程的章節順序調整為表x的順序。第一次講授的時候，我們把知識體系和課程安排放在了最開始部分，發現講授的效果并不好，對于學生來講知識體系以及課程安排都是一些新的概念和名詞，完全不知所云。先講授物聯網的基本概念，讓學生對物聯網有一個初步的認識，然后通過生動的案例，認識了物聯網的應用狀況。介紹了物聯網的關鍵技術后，再歸納知識體系和課程安排，顯得順其自然，學生也容易理解和接受。最后提出物聯網對人才的要求，使學生具有了使命感和責任感。

2.內容的調整。最初的導論課程，我們把重點放在了關鍵技術的講解，課上還給學生做了相應的演示實驗。可是效果卻不盡如人意。作為剛步入大學不久的學生，基礎課程的學習還沒有完成，專業基礎課程還沒有開始學習，過多過深的技術講解顯然是不合時宜的，從而使學生對本專業有了畏懼感。經過調整，我們把關鍵技術的講解學時減少為4個學時，深入淺出的技術講解，使學生對關鍵技術有了一個初步的概念。同時加大案例的分量，通過翔實的案例，讓學生認識到物聯網的重要性，以及未來的科技發展趨勢，培養出了對專業的興趣和熱情。增加了知識體系和課程安排的內容。目前為止，對物聯網的認識還有好多誤區，有些學生以為專業沒有大綱和教學計劃，都是在摸索，把他們當作實驗品。而教學大綱和教學計劃經過很多老師的辛勤付出，早在學生進入專業的半年前就已經制訂。雖然我們的計劃會有些微調，但是目標和方向都已經確定。通過增加知識體系和課程安排，讓學生了解到我們對物聯網工程專業和學生是嚴肅、認真和負責的。

最后談到了物聯網人才的要求。物聯網的發展，新興產業的振興需要合格的人才。對人才的要求不僅是技術上的，也要求職業道德方面。

（六）同學對教學認識

導論課程講授的過程中，我們隨時注意聽取學生對課程的意見和反應。最后的課程考核除了完成試卷，我們都要求學生寫出對物聯網導論的認識和理解，以及對課程的意見和建議。對于物聯網工程專業，學生最有發言權，他們的意見和建議給我們以激勵和鞭策，促使我們更好地完善物聯網的相關教學內容。

三、結束語

作為新興學科的物聯網工程專業，從本科開始興辦，體現出它的基礎性作用，以培養卓越物聯網工程師為目標，強調“CDIO+職業道德”的辦學特色，構建理論教學體系和實踐教學體系。通過理論教學、實踐教學和職業道德教育，使物聯網工程專業學生能夠適應國家戰略性新興產業發展需要，物聯網工程是一門前進中的新興學科，隨著科學的發展和科技的進步，物聯網的內涵和外延會深入擴展，技術手段會不斷革新，應用領域更加廣泛，因此，隨著時代的發展，我們對于物聯網工程的認識理解將不斷的豐富和更新。

［1］王志良.物聯網：現在與未來［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［2］王志良，石志國.物聯網工程導論［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2011.

In view of position，contents and credit hours in the course of"Introduction to Internet of Things Engineering"and in combination with actual teaching experience，this paper discusses the construction methods of this course.

internet of things；introduction；teaching

G642

A

2096-000X（2016）20-0058-02

北京科技大學校級“十二五”規劃教材建設項目（編號：JC2013YB033）

王新平（1972-），男，漢族，博士，講師，研究方向為表情、聲音識別，人工智能。王志良（1956-），男，漢族，博士，教授，研究方向為物聯網技術，人工心理與機器人系統。