基于網絡資源的《物聯網工程導論》課程教學改革

趙翠芹++黃星壽

摘要：針對《物聯網工程導論》課程的特點，提出利用網絡資源豐富課程內容和改進課堂教學方法 ，合理利用網絡資源豐富學生獲取知識的方法和途徑，為深入學習和實踐物聯網提供參考。

關鍵詞：網絡資源；物聯網工程導論；教學改革；RFID

DOIDOI：10.11907/rjdk.161633

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009019302

基金項目基金項目：廣西教育廳項目（KY2015LX333）；2016年廣西本科教改項目（A類）

作者簡介作者簡介：趙翠芹（1979-），女，云南保山人，碩士，河池學院計算機與信息工程學院講師，研究方向為無線傳感網技術；黃星壽（1964-），男，廣西合山人，河池學院計算機與信息工程學院副教授，研究方向為數學方法論。

0引言

當前，各大IT行業都使出渾身解數迎接物聯網這股革命浪潮。為適應市場需求，各大高校紛紛開設物聯網工程專業。2010年以來，北京理工大學、江南大學等37所高校紛紛增設了該專業，筆者所在學校2014年開設了該專業。為培養物聯網技術專業人才，部分高校與企業開展了物聯網專業校企合作。2016年3月5日，第十二屆全國人民代表大會第四次會議上已明確將大數據、云計算、物聯網納入十三五規劃中。對通信工程來說，物聯網是引領通信發展的核心動力；對于大數據和云計算來說，物聯網是啟動大數據和云計算的基石。

《物聯網工程導論》是物聯網工程專業的入門課程，深入把握該課程有利于后續專業課程學習，提升教學效果。

1課程特點及教學中存在的主要問題

1.1物聯網工程導論課程特點

《物聯網工程導論》課程內容非常豐富，整合了計算機專業和通信類專業的知識，涉及物聯網各領域，內容從物聯網產生背景、概念、特點、現實與困境，到物聯網信息生成的感知識別層、信息傳輸的網絡構建層、信息處理并賦予智慧的管理服務層以及綜合應用層等[13]。

物聯網是知識密集型技術產業，涉及的技術有：無線傳感器網絡、無源感知、物聯網體系、復雜環境低功耗通信、自組織網絡、軟件和服務及算法、云計算、高度集成和低功耗低成本的硬件技術、數據和信號處理、發現與搜索引擎技術、關系網絡管理、高能量密度電池、能量富集、無線充電的電源與能量存儲、安全與隱私、標準化等。除需了解這些技術外，物聯網專業學生還必須能夠應用WiFi、zigbee、RFID等設備組建無線傳感網絡，利用ARM Cortex-M3的STM32單片機和ARM Cortex-A8網關的嵌入式系統解決實際問題，能夠從事智慧教室、智能交通、智能醫療和智能家居等行業相關應用系統開發和管理工作。物聯網專業概念多且抽象、知識點雜。《物聯網工程導論》課程學習效果直接影響學生專業學習興趣及實際操作技能的培養。

1.2課程教學中存在的問題

筆者自2014以來，曾在西北大學進修物聯網工程專業，先后參加臺灣陵陽公司的物聯網專業培訓及北京北科融創和廣州飛瑞敖公司的實地考察學習。結合對物聯網專業知識的系統學習和教學實踐，總結該課程教學中存在的主要問題如下：①物聯網技術發展非常快，其軟件和硬件更新速度快，新概念、新理論和新技術層出不窮，教材內容往往滯后于實踐發展，導致教育和應用相脫節；②教學基礎較薄弱，師資力量匱乏，在制定教學計劃時，專業課程安排受到限制，經常出現因人設課的局面，對學科長遠建設不利。

作為先導課程，《物聯網工程導論》涵蓋物聯網的概念、架構、技術、標準和商業模式。為進一步豐富課程內容和提高課程教學質量，本文結合網絡資源利用對該課程進行教學方法改革，以提高學生實踐能力。

2利用網絡資源豐富課程內容

2.1利用網絡在線影視資源激發學生學習興趣

利用在線影視資源豐富、拓展教學內容。適時補充最新的相關參考資料及技術動態，為學生提供最新的領域知識。比如講完第一章物聯網概述后，可以推薦學生課后觀看物聯網“萌芽片”《大戰皇家賭場》、物聯網“雛形的”《豚鼠特工隊》和物聯網“宣傳片”《阿凡達》[24]。《大戰皇家賭場》形象描繪了RFID芯片植入身份識別裝置后，可以準確無誤地識別身份信息；《豚鼠特工隊》展示了智能微型芯片被植入日常生活各種物品中的情形；《阿凡達》中潘多拉星球上浮動的圣樹種子就是一種能自動感知的傳感器，這些傳感器組成了無線傳感器網絡，活靈活現地展示了IBM的“智慧地球”。通過這些影視資源既豐富了學生的課余生活，也更加形象地還原了物聯網的真實應用，使學生對晦澀難懂的概念及技術的應用更加清晰，從而激發學生的學習興趣。

2.2利用網絡圖片展示物聯網產品

物聯網相關產品非常多，可利用網絡圖片展示專業課程所涉及的最新產品，并對其進行講解，提供最新知識、最新信息，充實教學內容。 比如講解RFID時，可利用搜索、查找RFID標簽、天線和閱讀器，還有閱讀器和標簽之間的反射反向散射機理和電磁場在空中的鉸鏈過程等。同樣，可查找zigbee圖片，了解zigbee產品、網絡結構圖、協議棧、模塊原理圖等。結合網絡圖片，通過詳細講解幫助學生理解相關技術，了解物聯網產品及發展前沿熱點問題，從而增強教學的生動性 ，增強學生學習后續課程學習的好奇心和信心。

2.3利用網絡社交軟件拓展學生創新思維能力

該課程教學中，需啟發、引導學生積極思考，創造師生討論互動氛圍，引導學生積極參與討論，培養學生的創新思維能力。比如在講授定位系統時，可嘗試引導學生討論：在沒有手機之前，外出旅游、購物、逛街需要做哪些前期準備？在物聯網時代又有哪些變化？進而引出在線數字地圖、汽車導航系統、車聯網等；無窮無盡的位置服務衍生了碎片化服務；列舉學生熟悉的社交軟件，比如微信搖一搖等。云計算和定位導航相結合催生了移動位置服務，可向學生引薦蘋果公司開發的星空漫步star walker軟件，讓學生體驗云計算和定位技術帶來的便利，激發學生學習熱情，明確專業定位。

教師可充分利用QQ、微信、郵箱、微博等的社交軟件與學生及時交流，及時了解學生學習動態和遇到的問題，為學生答疑解惑，實現線上線下溝通交流，彌補傳統教學空間和時間的限制。

3利用網絡資源改進課堂教學方法

課堂教學是傳授知識的主要方式，目的性強，有利于重點和難點把握，可“帶著學”， 理論聯系實際應用“看著學”。通過制作課件，結合板書、現代多媒體技術和網絡資源，盡量讓課程內容豐富多彩，增強交互性。比如在講解無線傳感器網絡中物理層介質訪問控制的隱終端、暴露隱終端問題及其解決方案的四次握手機制（RTS、CTS、ACK和Data）[5]時，可以在課件中插入動畫，抓住重點難點精講，增強學生的感性認識。在講解傳感器前，教師可布置有關傳感器發展趨勢及類型、手機中所集成的傳感器及其功能等題目給學生，學生通過網絡查找資料，豐富專業知識，引導學生課前預習，課堂上帶著問題聽講，課后歸納總結，強化對知識點的把握。

4結語

充分利用網絡資源更新課程內容和改進課堂教學方法，加強實踐教學，可極大地提高學生學習興趣。同時，培養學生開動腦筋發現問題、及時解決的能力，將課堂教學由課內延伸到課外，為提高實踐能力打下扎實的基礎。

參考文獻參考文獻：

[1]劉云浩.物聯網工程導論[M].北京：科學出版社，2015.

[2]郎為民.大話物聯網[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[3]余振亭，萬麗莉.《物聯網工程導論》課程教學方法研究[J].軟件導刊，2014，13（8）：187188.

[4]肖敏，丁曉波，周學君，等.“物聯網”本科專業建設探究[J].軟件導刊 2015，14（9）：178180.

[5]徐平平，劉昊，褚宏云等譯.無線傳感器網絡[M]，北京：電子工業出版社，2013.

責任編輯（責任編輯：陳福時）