淺談物聯網技術基礎課程的教學改革

王鍇

摘要：近些年，物聯網技術在國民生產及生活中愈發重要。很多高校為計算機類、自動化類、

電子工程類等相關專業的低年級學生設置了物聯網技術基礎的相關課程。如何上好這門課程尚有許多地方需要探討。根據實際教學經驗，本文從教學內容、師生互動及考核方式三個方面闡述了提高這門課教學效果的方法。

關鍵詞：物聯網；講授內容；互動；考察方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0057-02

一、引言

物聯網是近些年來得以迅速發展的一個新興概念，是繼互聯網之后信息技術的又一次重大變革。物聯網即為“利用智能化終端技術，如RFID技術、無線傳感網絡技術、無線通信技術等，結合計算機互聯網，實現物—物互聯，以達到智能化識別、定位、監控、管理等”。如今，物聯網技術已廣泛應用于日常生活、工業生產、醫療、軍事等各個領域，如智能家居、智能制造、智能物流等，并愈發迅速地得以發展。以美國為代表的西方發達國家率先提出了發展物聯網技術的相關戰略，如“智慧地球”等。自2009年以來，我國將物聯網產業提升為國家戰略的發展層次，物聯網已被國家列為中長期科技發展重點。

為此，越來越多的學校為相關專業的低年級學生開設了物聯網技術基礎的相關課程。在我校，《物聯網技術基礎》是自動化類、計算機類、電子信息類等專業的一門基礎課。通過此課程的學習，可以讓學生對于物聯網技術的概念、組成、應用及其相關的支持技術有一個較為全面的了解。從而，有助于拓寬學生的知識面，了解所學專業與物聯網技術之間的聯系，對于學生今后就業或者從事科學研究均具有重要的指引作用。長遠來看，可鼓勵更多學生今后投身物聯網技術的相關工作之中，促進我國物聯網產業的發展。

二、現狀

目前，本人所授的《物聯網技術基礎》是針對大二上學期自動化系學生的一門考查課，共24個學時。此課程主要講授：（1）物聯網技術的概述；（2）感知與識別技術；（3）無線傳感網絡技術；（4）通信與網絡技術（現場總線、無線互聯網等）；（5）智能信息處理技術（人工智能、云計算等）等。此課程包含的知識面廣，涉及到了計算機、通信技術、自動控制、電子與電氣工程等多個學科專業的內容。這對于大二學生理解這門課的許多內容無疑有著不小的難度。同時，受到學時的限制，許多內容不可能詳細、清楚地逐次展開介紹。

由于此課程設置較晚，能夠合理地平衡所學內容和讓學生理解的教材資料較少。并且，如何調動學生學習的積極性并更好地考查他們所學的知識均有待進一步探討。

在上課過程中，普遍出現的情況是學生感到所授內容枯燥、難懂，學習積極性較低，課上玩手機、睡覺的情況時有發生。為了改善這種現象，對于授課老師來說，如何編排授課及考核并上好這門課有著很大的挑戰。

三、合理優化教學內容

教學內容的編排是上好這門課的重點與難點。在已有的基礎上，合理地優化教學內容對于調動學生積極性，促進學生更好地理解有著至關重要的作用。

在教學資料方面，選擇一本結構清晰、內容編排嚴謹的教材作為主教材（如參考文獻[1]），再選擇一些趣味性、應用性強的相關書籍進行補充（如參考文獻[3]）。這樣可使得教學的主體內容兼顧嚴謹性與趣味性，即可讓學生學習到較為深入的知識，又可提升他們的學習興趣，使其感到內容較為通俗易懂。結合這些書籍的內容，并借助于網絡資源，合理地進行編排、篩選，制作相應的教案。

根據教材中各部分內容的重要性及難易程度等合理進行所授內容詳略的調整。教材大多就物聯網所包含的一系列相關技術的概念、原理及前沿發展等做較為詳細的闡述。然而，學生的知識基礎有限，且受到課程學時的限制。所以在實際授課時需進行內容的詳略調整。可考慮將那些難以理解的概念、原理等替換為包含大量圖片、視頻信息的應用實例。另外，那些應用較少或對于學生十分陌生的技術則可以進行內容上的刪減，簡單予以介紹即可。而是將講授的重點放在學生興趣較為濃厚、易于學生理解的內容上。例如，在講解生物識別技術部分的時候，可更多的通過圖片、視頻等方式展示一些學生感興趣的應用實例，如手機中的指紋、人臉識別技術，無人駕駛技術中的識別問題等。涉及到的抽象、枯燥的算法概述，則可簡單提及或不講。同樣，在講解無線傳感網絡技術的部分時，除介紹其概念、結構、發展歷程等之外、可更多地介紹一些其在軍事、農業、醫療等方面的應用。再如，在介紹無線通信網絡技術的時候，可更多地介紹學生熟悉的Wi-Fi技術、藍牙技術等，對于較為陌生的ZigBee技術、NFC技術則可以簡單提及即可。

根據不同專業調整所授內容的重點。此課程設置的一個重要目的便是使得相關專業的學生更好地了解物聯網技術，并清楚自身所學專業與物聯網的關聯。從而，更加側重所授學生專業的內容，可以更好地讓學生了解自身專業對于物聯網產業發展的重要性，也可以更好地提升學生在學習此課程的興趣與積極性。例如，對于自動化、電氣專業的學生，現場總線技術、人工智能、嵌入式系統等與所學專業更為相關，可更為詳細地介紹，在物聯網的應用方面，則可多列舉一些智能電網、智能制造等方面的例子。

四、增強與學生的互動

為了提升課堂教學效果，需在傳統講授法的基礎上，引入問答法、討論法等教學方法。這樣，不僅可以高效系統地傳授學生知識，并且可以引導學生積極地思考，鞏固及檢查所學內容，并且能夠使得學生保持較長時間的注意力，提升學生的興趣。實踐表明，若不適當引入必要的互動，此課程的講述內容很難使學生在90分鐘的課堂學習上保持充沛的學習積極性，從而對于授課教師的積極性也會有消極的影響。

在課堂授課過程中，除主要的教師講授外，應增加對學生的提問。所問內容既可包括已經學過的知識，也可是與所學相關且學生較為感興趣的內容。例如，在每次課的開始，可通過提問的方式帶著學生回顧上次課的一些重要知識點，可檢測、督促學生的學習。再如，當講到無線通信及網絡技術時，可以首先提問學生對于1G—4G網絡及其應用的一些了解；當講到云計算內容時，可問一些學生，讓他們談一談對于計算機云的一些了解。

此外，可考慮設置一些專門的討論課。將課上學生分組，布置一些討論的主題，如身邊的物聯網技術等。組員共同查找資料之后，自行選出組長，讓其在討論課上進行匯報，學生或老師可在匯報之后對一組的學生進行提問。所匯報內容可以是物聯網技術的一些應用，也可以是物聯網的一些相關技術，例如無線傳感網、感知識別技術等。

五、設置合理的課程考核方式

為了能夠更為客觀、科學地檢測出學生的學習情況，需要針對此課程的具體性質設置較為合理的考核方式，包括平時成績與期末成績兩部分。

對于平時成績，可主要考核學生的出勤、課堂表現、平時作業等。此外，為了更好地體現學生的所學效果，可以隨機地進行幾次隨堂測試。出幾道題目，讓學生來完成，課后提交。這樣可以較好地避免出現平時成績因作業抄襲等情況而不能較好地反映學生平時所學的問題。

對于期末成績，由于此課程在我校為考查課，故期末可進行考試也可進行大作業。考慮到此課程的內容覆蓋面過于廣泛，且很多內容的理解超出了大二學生的能力范圍。利用考試的方式來進行期末考查給學生不必要的負擔過多。因此，本人采用的是大作業的方式。例如，可布置一些主題，讓學生自行選擇，通過查找論文資料，撰寫相應的文獻綜述。此種考核方式，不僅很大程度上考查學生對于所學知識的理解，也可考查本科生所應該具備的學習能力、資料查找能力、文獻撰寫能力等。

六、結語

《物聯網技術基礎》是隨著物聯網的發展而新設置的一門課程。本文從課程的內容優化、師生互動及考核方式的設置三個方面進行了討論。實踐證明，合理優化講授與考核方式后，教學效果得到了較為明顯的提升。

參考文獻：

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