淺談物聯網導論課堂教學與實踐

孫哲　季秋　畢云蕊

[摘要]隨著互聯網、物聯網、大數據等技術快速發展，這也給高校課堂教學提出了新的更高的要求，不斷學習和研究新的教育教學理論，探索新的教學模式和教學方法已成為每位教師面臨的重要課題。物聯網導論作為物聯網技術入門課程，該課程將有助于學生更快地了解并掌握物聯網技術中的基礎知識。然而，該導論課是一門涉及各類定義、定理、概念和理論的概述性課程，學生學習、記憶相關知識點會非?？菰?。因此，講課過程中如何有效地帶動學生的學習的積極性，引導學生主動學習相關知識點，對上好這門課具有非常重要的意義。

[關鍵詞]教學實踐；物聯網導論；教學方法

[DOI]1013939/jcnkizgsc201734207

1前言

縱觀人類信息技術，第一次產業革命是以計算機為基礎的，推動了IT行業快速發展，成為智能化時代。第二次信息產業革命是以通信技術為核心的技術革命，比如移動通信網、互聯網，進入了網絡化時代。第三次信息產業革命是以物聯網為核心的技術改革。顧名思義，物聯網是實現物與物之間的互聯互通，使客觀世界的物品也賦予了生命和信息，實現物與物，物與人的相互溝通與互聯。物聯網是以感知為目的的綜合信息系統，目的是為了感知周邊的客觀物體世界，屬性是它的社會化屬性。物聯網將會推動IT領域進入到全新的人類社會化時代。從網絡發展看，早期的通信網絡是以傳輸為目的，互聯網是以信息共享為基礎，物聯網是感知周邊物理世界信息世界。隨著物聯網時代的來臨，物聯網產業的發展將引發人類科技的又一次革命，促使人類未來的生活、經濟得到長足的進步與發展。物聯網當前被認定為新世紀保持國家核心競爭力的關鍵所在，是促使我國實現跨越性發展的重大機遇?？梢哉f在可見的未來，物聯網的發展將有著極為廣闊的應用空間。因此，物聯網教學對計算機專業、自動化專業、物流工程等專業具有非常廣闊的前景。

2明確物聯網技術的特點

物聯網[1]是一個基于互聯網、傳統電信網等信息載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物聯對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化的重要特征。物聯網作為一門新興信息技術學科，傳感器、網絡傳輸、數據處理、智能應用等是物聯網技術重要組成部分，計算機基礎知識、硬件基礎、數據庫、人工智能[2]等多學科知識相互融合。物聯網首先是以感知為基礎，它是各種感知技術的廣泛應用，通過部署海量的多種類型傳感器，實現數據實時性，按一定的頻率周期性的采集與更新。其次通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸，由于其數量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。再次物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，其本身需要具有智能處理海量數據的能力，并對物體實施智能控制。因此，物聯網技術涉及理論知識非常廣的一門理論與應用性質的課程。教學過程中要注重培養學生掌握物聯網相關理論知識在實際應用中的能力，并學會運用物聯網技術開展創新性的應用。教師在教學的過程中，既要明確理論知識的重要性，又要突出教學的實踐性的特點，引導學生從理論知識學習、理解和掌握到實際應用的過程。以物聯網技術知識為出發點，進而探索物聯網實際應用的樂趣。

3因地制宜和因材施教

物聯網基礎知識是多學科相互交叉的一門綜合類的信息學科，涉及計算機、無線通信技術[3]、傳感器技術[4]、大數據存儲與處理技術[5]等。因此，在課堂教學過程中，需要根據學生的知識掌握情況，并針對所授的知識點，回顧并講解所涉及的相關知識點，使授課過程具有連貫性和順暢性。另外，教學過程中需要根據學生的專業特點，進行有針對性的備課，有條理地對授課重點和要點進行梳理。除此之外，在講授專業知識的同時，通過師生之間的互動來實現由枯燥乏味的被動式教學方式向有趣的主動式教學方式轉變，達到共同發展的目標。除此之外，教學過程中還應結合教師學習經驗，向學生傳授學習與科研經驗、開拓學生學習方法，增強學習效率。

4積極推進教學方式轉變

物聯網技術是一類新一代信息技術，基礎理論教學、課堂參與課后實踐三者是相互促進、相互影響的一個關系?；A理論是基礎，課堂參與是催化劑，課后實踐是補充，三者有機地集合可以使學生更好地掌握物聯網技術進而應用物聯網技術去解決實際問題，進而實現了教與學、學與用的相互影響相互促進。課堂教學以基礎知識為主，以物聯網的起源與發展、核心技術及應用前景為主線，為學生勾勒出具有鮮明特征的物聯網理論知識。向學生系統地闡述物聯網的層次結構和功能劃分，講解物聯網四層體系結構模型，從感知識別、網絡構建、管理服務、綜合應用遞進性的知識結構，深入淺出地為學生撥開縈繞于物聯網的重重迷霧。課堂參與[6]主要以課堂問答、小組主題報告、頭腦風暴等方式開展，其中小組主題報告以人工智能、大數據、物聯網技術等新一代信息技術為主題，學生按照分組，進行資料收集、課堂演講、學生互評的方式進行。通過小組主題報告可以有效地提高學生資料收集、知識梳理、團隊合作、語言表達等多方面能力訓練，提高學生的綜合素質能力。課后實踐主要以物聯網實際應用為主題，運用所學物聯網相關技術，以個人和小組為單位，通過同學間討論，個人積極思考，提出一種實際應用設計方案或產品雛形，引導學生運用所學知識，提高學生的學以致用的能力。將以上三種教學方式有機地融合到物聯網教學過程中，進而增強學生的學習能力、應用能力等綜合素質全面發展。

5多渠道、多類型教學方法融合

課堂教學是教師傳授知識一種重要教學方式，如何提高教學質量，增強課堂學習效率是一項重要課題。對于物聯網導論這門課而言，該課程涉及很多種概念、定義、理論，若采用照本宣科的方式講解物聯網知識點勢必會讓學生覺得乏味。因此，在教學過程中以問題、興趣為導向，然后以問題引出所涉及的概念及理論，且在這個過程中可以讓學生去思考。愛因斯坦曾說過，“興趣是最好的老師”，采用何種方式將學生的注意力吸引到所授的知識點也是非常關鍵的一點。對于物聯網技術而言，因其涉及多學科相互融合，我們可以適當地將當前有趣的科技視頻短片或者實際科技實物演示的方式，將學生的注意力吸引過來，并引導他們展開積極思考。以此提高學生在聽課過程中的學習效率，以此來培養學生對新科技的興趣，并以興趣為導向，提高學生學習積極性。

6科研與教學相結合

當前，隨著社會經濟的快速發展以及科學技術水平的提高，知識更新也越來越快，新的知識、理論、技術如雨后春筍般顯現出來。物聯網技術作為一門新興學科，需要緊跟時代步伐。授課過程中要以教材為本，講授傳統理論知識的同時，還需結合當前研究熱點進行實時的知識更新。如今，物聯網技術已經在實際生活中逐步地開展起來，包括智能家居、智慧物流、智慧農業、智慧校園等各個方面。與此同時，這些應用依然存在很多難點問題，如何對這些難點問題進行有效的分析，并找到解決問題的辦法則需要進行長期的科學研究。對于我國高校而言，高校教師對科研重視程度也越來越高，科研+教學的方式也越來越廣泛，這將更加有利于新興學科授課，為學生提供與時俱進的知識點和優質的教學資源。除此之外，利用新的理論知識不斷進行教學和理論創新，打造獨具特色的創新+教學平臺，建立完善的學生培養體系，鼓勵學生根據自身專業特點進行成果創新。

7要突出學生的主體性

物聯網教學的過程中，要激發學生參與的積極性。要在教學的過程中引導學生了解物聯網技術成功的應用案例和前景，注重提高學生對知識理解和運用能力。在課外網上資源是十分豐富的，授課教師必須要具有敏感的課程資源意識，積極查找相關資料，在課堂的內外創造性地開展有利于教學的各種活動，促進學生和他人的交流，督促學生積極參與學校和校外的科技比賽，將學生引入到學以致用的軌道上。在教學過程中，還要突出科技創新的原創性、綜合性以及安全性。不僅要關注理論創新，還要注重創有所用。注重創新的體驗性，突出“以人為本”的教育與創新理念。確立學生在課程學習和實踐程中的地位，激發學生學習的興趣。

8結論

綜上所述，在進行物聯網導論教學改革過程中，教師要遵循物聯網技術教學規律，分析物聯網技術的特點，堅持以理論創新、應用創新為基礎內容，拓展教學渠道，從而促進新興學科教學的健康有效地發展，最終不斷提高學生自我學習和實踐能力的快速發展。大力發展理論與實踐相結合的新型工科教育改革，加強實踐教學團隊建設，開展基于物聯網技術的高校實踐課堂和大學生創新孵化項目，增強高校學生的理論聯系實際能力，提高實際中發現問題與解決問題的能力。

參考文獻：

[1]錢志鴻，王義君物聯網技術與應用研究[J].電子學報，2012，40（5）：1023-1029

[2]鄭南寧人工智能面臨的挑戰[J].自動化學報，2016，42（6）：641-642

[3]王飛，許魁大數據無線通信面臨的幾點挑戰與對策[J].電子技術應用，2015，41（3）：12-16

[4]湯曉君，劉君華多傳感器技術的現狀與展望[J].儀器儀表學報，2005，26（12）：1309-1313

[5]程學旗，靳小龍，王元卓，等大數據系統和分析技術綜述[J].軟件學報，2014（9）：1889-1908

[6]姚利民高校教學方法研究述評[J].大學教育科學，2010（1）：21-30