《射頻識別原理及應用》實踐教學研究

史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽師范學院 計算機與信息工程學院，安徽 阜陽 236037）

《射頻識別原理及應用》實踐教學研究

史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽師范學院 計算機與信息工程學院，安徽 阜陽 236037）

《射頻識別原理及應用》是物聯網專業核心課程之一，也是物聯網公司對本專業大學生提出的基礎要求.為適應物聯網工程專業面向工程應用的特點，以培養學生的應用和創新能力為中心，對本課程教學實踐積極地進行改革性探索.針對現有的《射頻識別原理及應用》課程教學中具有實驗多為驗證性、缺乏創新性等問題.本文提出采用項目驅動教學法、改進考核機制，將理論知識和實踐相結合，有效培養學生的動手實踐能力及創新能力，同時也極大激發學生的學習興趣.

射頻識別；物聯網；實踐教學、教學研究

1 引言

近幾年，以物聯網為代表的信息化產業成為我國五大新興戰略性產業之一，萬物互聯、物聯網平臺是2016年的世界十大戰略科技趨勢，創新型技術人才也成為物聯網工程專業的培養目標.

物聯網交叉了多種學科，聚合集成了各類信息技術，是計算機、通信、電子信息、密碼學等多學科技術的融合創新應用，社會需要從事物聯網領域的設計、綜合分析及系統開發方面的專業技術人才[1-3]，在學院成功轉型工科的契機下，如何在課程教學中培養學生的工程實踐能力是一個緊迫性的課題.

射頻識別（Radio Frequency Identification,RFID）原理及應用實踐教學在物聯網專業人才培養中起到舉足輕重的作用.現有的射頻識別技術實踐教學開設少量驗證性實驗，該實踐方式不利于培養學生實際動手能力，解決問題能力，更不能培養學生的創新能力，使得學生在學習中缺乏興趣，沒有積極性.這種教學方法在物聯網工程專業的RFID實踐教學中明顯不足.

2 傳統教學方法

結合近幾年的該課程的教學效果及教學經驗，對目前RFID課程教學不足分析如下.

2.1 RFID課程體系設計不合理

RFID原理及應用課程內容涵蓋無線通信、高頻電子線路、密碼學、數據校驗和算法等多門學科和技術，教學內容范圍太廣、太泛、不深入，各個部分之間并沒有進行有效的綜合起來，以達到學以致用的目的，致使學生產生理論知識學習過了但是并沒有什么用的感覺.理論課教學過于偏重理論化，沒有具體的應用部分，比如，只是分章節介紹低頻、高頻和微波等RFID技術，并沒有給出如何通過軟件設計、C語言編程、結合單片機控制等一系列的設計和實現過程.

教學過程中仍然重理論輕實踐.具體主要表現在：（1）理論課學時多，實踐課學時相對較少；（2）該課程成績評定時，理論課分數一般占70%以上，實踐部分不到30%；（3）實驗課通常只做一些簡單的驗證性實驗，缺乏創新性；（4）經過調查發現，很多學校沒有廣泛的開展關于RFID的課程設計以及綜合性實驗.

2.3 實踐教學設計不合理

教學內容開設少量的驗證性實驗，綜合實驗由于實際條件的限制無法完成.實踐教學中，沒有安排學生做針對性的訓練，比如：仿真軟件的學習，編程語言的學習及案例應用，閱讀器外圍電路的實際設計及硬件電路板的焊接等.因此，在實驗中，學生缺乏主動動手設計基礎，甚至最基本的驗證性實驗也很難單獨完成，更沒有充足的時間去發現問題、解決問題，也無法談及創新設計.

2.3 評價及考核標準不完善

實驗成績評價依據主要包括出勤，預習報告，實驗報告等.往往學生為了獲得高分，把功夫花在寫預習報告和實驗報告上，只是紙上談兵，對實際實踐卻很少花時間去作創作性設計.實驗過程中也是按照指導書或者教師的指導按部就班的完成實驗，實驗也許完成的很好，但對于學生的創新性培養并沒有實質性的幫助.這主要是由于沒有專門組織RFID的課程設計，沒有提供元器件，沒有給予學生充分的時間去做創新性的設計，讓學生自主的去動手完成某個實驗，設計成果的優劣也沒有作為實踐考核的標準.因此，現有的實驗成績并不能考核出學生的真實的實踐動手能力和解決問題的能力.

3 實踐教學探索

3.1 探索實踐教學，開辟興趣學堂

RFID原理及應用課程的教學目的是使學生提高融合不同學科專業知識的連接能力、將知識應用在各種社會需求的創新實踐能力.通過近三年RFID教學實踐發現，RFID原理及應用這門課的學習，僅靠理論課和實驗課是遠遠不夠的，而興趣是最好的老師，只有啟發了學生的興趣，調動了學生的積極性，讓學生自己動手去做一些小的硬件、軟件或者系統的開發設計，在實踐中增進了學生的自信心，也培養了學生的創新能力.因此，平時應鼓勵學生利用課余時間，利用我校省級大學生創新實驗室平臺，積極參加實踐學習，彌補課堂教學時間不足.

為了調動學生的學習興趣和積極性，組織RFID課程設計，主要是以基于嵌入式網關的RFID系統開發為重點.在整個學習周期里，讓學生理解并學會基于嵌入式操作系統設計開發RFID應用系統的全過程，提出了一個行之有效的設計模式.該模式具體流程及時間分配情況如表1所示.

表1 課程設計流程及時間分配

2 項目驅動教學

通過理論課、實驗課及精心準備的課程設計的幾輪學習后，部分動手能力強、對RFID應用系統有濃厚興趣的學生可以參與到項目實踐中.所謂項目驅動教學，是指教師根據學生前期知識儲備，針對實驗平臺的各種模塊，指導學生從應用角度出發，收集相關資料，設計RFID應用系統以及對現有系統的改進，以解決問題實現功能需求，項目完成后，要求每組學生對項目進行技術總結報告.在這個過程中，經過提出問題、查資料討論、學生講解等方法靈活使用，培養學生的自主探究學習能力、分析問題、解決問題的實踐能力.

此外，教師可以指導能力強的學生參加各級大學生創新創業訓練項目的申報，通過實際項目的鍛煉，讓學生體驗做科研的經歷，拓展知識的廣度和深度.

3 改進教學考核機制

在傳統的課程考核方式基礎上，綜合實踐教學過程進行考核.總體上，考核機制應該包括出勤、課堂討論及問答、課后作業、課內實驗、課程設計、參與實踐項目得分（20%）、期末理論考試.所以，該課程的考核貫穿整個學期，課內實驗考核實驗包括預習、實驗操作過程、實驗代碼的編寫、實驗報告這幾部分，可以占總分的20%.平時成績包括出勤、課堂討論及問答、課后作業、占10%.參與實踐項目占20%.期末考核采用閉卷考試，考核內容以基礎識記和拓展應用為主，合理安排各部分的分值比例，期末考試占總成績的50%.該考核方式相比傳統方式，增加了實踐和課程設計比例，縮小期末考試比例，不僅避免了學生平時不學習，一到期末就開始背題庫的壞習慣，也通過實踐項目和課程設計提高學生專業應用水平.

4 競賽驅動教學

為培養學生解決問題能力、團隊協作能力及創新創業能力，學校及其他教育部門、乃至一些大公司等都提倡依托學校資源，組織大學生參加專業競賽，加大對學生競賽的投入.結合我院實際情況，鼓勵、支持學生參加各種專業競賽，如：飛思卡爾智能車競賽、大學生電子設計大賽、全國物聯網設計大賽，“互聯網+”比賽等.近來年，結合往年就業情況發現，參與比賽學生工作就業質量相對較好.

5 結束語

為提高學生對RFID課程的興趣和實踐應用能力，培養學生的自主創新能力，本文提出了有效地諸如開辟興趣課堂，組織課程設計，項目驅動教學法以及改進考核標準等方法.依托2014級物聯網工程專業本科1班《RFID原理及應用》實踐教學證明，學生在實踐中動手能力得到鍛煉，解決問題能力和創新思想意識得到了改善；教師積極參與到課程設計和項目開發等實踐活動中去，進一步提高學生學習興趣，教學效果反映很好.教師也在實踐教學中去，使自身實踐能力得到了提高，積累了豐富實踐經驗.但是創新能力和解決問題的能力的培養不是一朝一夕就能完成的，培養方法也不是一成不變的，關鍵需要教師長期的堅持和不斷的學習，因此，在以后的實踐教學過程中，仍需積累經驗，不斷的改進策略和方法，提高理論課堂和實驗教學質量.

〔1〕趙月靜，陳繼榮，張永弟．單片機原理及應用課程創新實踐教學改革[J]．實驗技術與管理，2013,30(1):176-179.

〔2〕李曙英，肖賢建．應用型本科“ZigBee網絡原理與應用開發”課程教學探索與實踐[J]．電腦知識與技術，2016，12 (29):153-155.

〔3〕尚麗平,秦明偉.物聯網工程專業實驗室建設[J].計算機教育,2012（21）:23-25.

G642

A

1673-260X（2017）07-0211-02

2017-03-27

安徽省省級大學生創新訓練項目(201510371044)；安徽省自然科學基金（608085QF159）；安徽省教育廳自然科學一般項目(2014KJ022)；安徽省教育廳教學研究項目（2016jyxm0756）；阜陽師范學院校級教學研究項目（2016PPJY32）；阜陽師范學院校級本科教學工程項目（2016SYZX01、2016PPJY34）；阜陽師范學院教研項目（2016PPJY30）