公安院校物聯網概論教學設計初探

董齊芬+蔡永新

摘 要： 根據公安院校物聯網概論課程的教學目標與要求進行教學設計。以“RFID原理與應用”為例，采用懸念教學、課堂互動、案例討論等多種教學方法，在新課引入、RFID基本知識學習、公安應用案例等三個階段對教學內容進行精心設計。實踐證明，這種教學設計能夠吸引學生注意力與興趣，激發學生思考和提升學生課堂參與熱情，引導學生發現并探討物聯網技術在具體公安工作中的應用。

關鍵詞： 物聯網概論； RFID； 教學設計； 教學方法

中圖分類號：TP309 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）06-90-03

Exploration on the teaching design for “Introduction to Internet of Things”

in public security colleges

Dong Qifen1， Cai Yongxin2

（1. Department of Computer and Information technology， Zhejiang Police College， Hangzhou， Zhejiang 310053， China；

2. Information and Communication Section of Wenling Public Security Bureau）

Abstract： Teaching designed according to the teaching objectives and requirements of the "Introduction to Internet of Things" course in public security colleges. Taking the “RFID Principle and Application” as an example， using a variety of teaching methods such as suspense teaching， classroom interaction and case discussion， the teaching contents are carefully designed in three teaching stages of the introduction of new lessons， the RFID basic knowledge learning and the application case in public security. Practice has proved that this teaching design can attract students' attention and interest， stimulate students' thinking and improve students' classroom participation enthusiasm， guide students to discover and explore the application of Internet of Things technology in public security work.

Key words： Introduction to Internet of Things； RFID； teaching design； teaching methods

0 引言

物聯網是互聯網概念的延伸和擴展，指凡是由傳感器和傳感技術而感知物體的特性來按照固定的協議實現任何時候物與物之間、人和物之間、人與人之間互聯互通，實現智能化識別定位跟蹤管理的網絡[1]。特別地，將涉及到公安工作的“人員”、“車輛”及“物品”納入到物聯網，可以實現警察與各種“物”的交互，從而構成全方位、立體化的打、防、管、控作戰體系，實現警務資源的優化配置，實現協同、高效、創新的新型警務模式[2-3]。可見，物聯網技術對實現公安部提出的“科技強警”戰略具有重要意義。為使學生將來開展物聯網在公安工作中的應用打下基礎，能在“科技強警”戰略實現過程中有所作為，浙江警察學院率先在公安院校中開設了物聯網概論專業選修課程。教學對象是網絡安全與執法專業的大二學生。每個教學班的選修人數控制在30人以內。

目前很多普通高校已開設了物聯網概論課程，也有教師對開展這一新興課程的教學進行了有益探索[4-5]。但公安高等教育屬于警察職業，其教育人才模式具有特殊性，故不能拿普通院校的物聯網概論教學模式直接套用。對于公安院校網絡安全與執法專業而言，其整體目標就是培養學術成為一名合格的網絡警察。通過物聯網概論的學習，要求學生掌握物聯網的基本知識和關鍵技術的基本原理，培養學生應用物聯網技術解決公安工作實際需求的能力。因此，在公安院校的物聯網概論課程教學過程中，應特別注意如何引導學生發現并探討物聯網技術在具體的公安工作中的應用。RFID是物聯網中的關鍵技術之一，在公安工作中剛嶄露頭角，比如交通管理[6]、電動車防盜[7]、物證管理、套牌車輛自動識別等，其應用潛力不可估量。因此我們選擇該教學內容進行公安院校物聯網概論教學設計的探索，以期達到拋磚引玉之效。

1 “RFID原理與應用”為例的教學設計

“RFID原理與應用”一節的主要教學目標是：掌握RFID的基本原理，探究RFID在公安中的應用。針對該教學目標，我們將本節教學內容劃分為新課引入、RFID基本知識學習、公安應用案例等三個階段進行。每個階段的教學設計均注重吸引學生興趣、激發學生在課堂上的參與熱情。下面談談如何精心設計每個階段的教學過程。

1.1 新課引入

為盡可能地吸引學生的注意力，在課程的開始，組織學生帶著以下兩個問題觀看一段兩分鐘的“智能小區一卡通應用”視頻：①視頻中有哪些超酷的智能自動化場景？②實現這些智能自動化場景的“道具”是什么？

通過和學生互動討論，總結出：受害女子手上的萬能卡，以及車庫門、停車位、受害女子附近的墻上、搶劫犯搶到的包里的“道具”共同實現了車庫門的自動打開、停車位的尋找與打開、受害人報警與定位、搶劫犯的定位等這些超酷的智能自動化場景。

進一步，為激發學生們對新知識的渴望，教師可采用自問自答的方式引出新課內容：但是，大家應該已經觀察到，這些“道具”之間根本沒有直接接觸，為什么會有這么神奇的功能呢？實際上，這就是通過RFID技術實現的！

1.2 RFID的基本知識

首先，介紹RFID是什么：RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即無線射頻識別，俗稱電子標簽。RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。

接著，講授構成RFID系統的三大組件，即標簽、閱讀器、天線。在講授過程中，①通過實物展示來增強學生對RFID系統的直觀認識，從而避免出現由于太過抽象使學生昏昏欲睡的尷尬局面；②在講授三種類型的標簽（主動式、被動式、半主動式）時，故意不提及半主動式標簽完成通信和被動式標簽完成計算、通信等工作的驅動力來源，而是讓學生來發現這個問題。接著，老師會再給學生先留個懸念，只是告訴學生講到RFID工作原理的時候會得到答案。這有助于吸引學生對下一步教學內容的興趣。

然后，結合圖1所示經典示意圖分析RFID系統的工作原理。為便于理解，將RFID系統的工作原理以圖2流程圖形式展示給學生。利用這種方法，學生不但掌握了RFID系統的原理，而且不少學生能夠主動解答之前留下的懸念，即半主動式標簽完成通信和被動式標簽完成計算、通信等工作的驅動力來源于標簽進入閱讀器電磁場后產生的感應電流。

為培養學生理論應用于實踐的能力，回到卡通視頻，邀請一位同學與大家分享其中的智能自動化場景是如何實現的，并鼓勵其他同學作補充。經過三至四位同學的分析，可以得到比較完美的答案。教師再作補充點評。

為使學生更深入理解RFID技術，還需對RFID與條形碼進行比較分析。但我們并不直接講授這兩者之間的區別，而是進行如下的教學步驟：

教師：大家還有什么疑問嗎？

學生：就前面講授的內容而言，我都能聽懂，但是總感覺RFID技術和超市結算時接觸到的條形碼技術有點相似，它們之間有區別嗎？（所授過課的教學班中總有不少學生會提出類似疑問）

教師：這是一個非常好的問題。回想平時超市結算時接觸到的條形碼和剛才所學習的內容，大家發現了哪些區別呢？

學生交流討論，自由發言。根據學生的發言，教師寫好板書。最后，教師總結概括RFID技術相比條形碼技術的特點，并重點闡述學生未提到的區別，如可重復使用性、安全性等。

1.3 公安應用案例

學生掌握RFID的系統構成、工作原理等基本知識后，還需將RFID技術應用于實踐尤其是公安實際工作。通過與基層民警交流，選擇如下案例進行分組討論：當前車輛交通管理中套牌的現象日益猖獗。由于套假牌車輛違章后，其司機和車主得不到懲治，使這類車輛超速行駛和闖紅燈變的肆無忌憚。套牌車輛肇事逃逸后，案件難以偵破，造成了惡劣的社會影響。因此，如何自動識別這些套牌車輛一直是公安機關在努力解決的問題。

為使分組討論收到實效，我們采取如下措施。

⑴ 給出提示性問題：車輛套牌的具體表現是什么？結合基層公安實習經歷，目前的車牌識別存在什么問題？如何將RFID技術與已有的車牌識別方式結合起來？

⑵ 制定激勵人人參與的機制：根據學生的座位，將學生分組，每組人數是3～4人。教師指定一位能力較強的學生擔任組長和一位平時表現欠缺的學生在討論結束后到講臺上講述交流。要求組長不得過多發言，而是要協調組內成員積極發言。教師應及時發現并指出“一言堂”的情況。討論完成后，由教師對每組表達的優劣進行點評總結，給出每組的總成績（滿分為每組人數乘以100），再由組長根據組員表現分配分值。該成績作為平時考核的組成部分。

為進一步加深學生對RFID技術的理解，布置課后作業：查閱與思考RFID在公安工作中的其他應用，如物證管理系統、槍械管理系統。

2 結束語

我們根據公安院校網絡安全與執法專業的課程設置、培養目標以及學生的學習特點，以RFID原理與應用為例，初探了公安院校物聯網概論的教學設計。在教學設計中，采用了懸念教學、課堂互動、案例討論等多種教學方法，吸引了學生的學習興趣，取得了較好的效果。然而，在實際教學中，我們也注意到，盡管制定了激勵人人參與互動的機制，但還是有部分學生表現出“事不關己”的態度。因此，如何鼓勵學生參與課堂互動、探討物聯網技術在公安工作中的應用是進一步的教學設計中需要重點考慮的問題。

參考文獻（References）：

[1] 燕曉波，熊偉晴.物聯網綜述[J].電光系統，2016.3：17-23

[2] 李冬靜.物聯網技術在公安工作中的應用研究[J].福建電腦，

2016.1：42-43

[3] 王祥生.公安物聯網應用前景展望[J].公安研究，2012.3：

43-47

[4] 周新麗，李萌.面向多層次學生《物聯網概論》課程的模塊化

教學設計[J].物聯網技術，2015.7：105-106

[5] 張樂.基于工程實踐的《物聯網導論》課程教學改革探索[J].

教育界：高等教育研究，2016.18：126-127

[6] 劉東波，胡家彬，鄧毅萍.RFID技術在公安交通管理中應用的

可行性研究[J].道路交通管理，2013.2：40-41

[7] 陸海云，楊紹周.RFID在公安打擊盜搶摩托車犯罪中的應用[J].

電子質量，2016.11：37-40