物聯網工程概論教學改革的研究

摘 要：分析物聯網工程概論課程的特點，提出課程改革的思路，從師資、教學內容、教學方法和考核方式等幾個方面進行改革。

關鍵詞：物聯網;教學改革;教學方法

基金項目：2019年上海電機學院電子信息學院課程建設

1 引言

物聯網是通過在物體上植入各種微型感應芯片使其智能化，然后借助無線網絡，實現人和物體“對話”，物體和物體之間“交流”。物聯網為我們展示了生活中任何物品都可以變得“有感覺、有思想”這樣一幅智能圖景，被認為是世界下一次信息技術浪潮和新經濟引擎。國內各高校紛紛設立物聯網專業，截止2020年2月，全國已有500多所高校設立了物聯網專業，為社會輸送了大量的物聯網專業人才。

2 物聯網工程概論課程的特點

2.1 課程性質

《物聯網工程概論》是物聯網專業的必修課，也是第一門專業課，是一門導論性質的課程。通過本課程的學習，使學生初步了解物聯網工程專業，了解物聯網的背景和最新發展、新技術，初步了解物聯網的關鍵技術及基本原理和基本概念，同時也對與物聯網密切相關的云計算、智能處理技術、信息安全等有初步的認識和理解，為本專業后續課程的學習打下堅實的基礎。

2.2 授課對象

本課程開設在大一第一學期，也就意味著授課對象是大一新生。大一新生往往具有較高的學習熱情，但是具備較少的專業知識。甚至可能出現部分學生在高考時沒有選擇物理的情況，學生的理科基礎稍差。因此，在教學過程中如何揚長避短，充分利用學生的學習積極性，克服學生的畏難情緒，增強學生學習的信心變得很重要。

2.3 授課內容

《物聯網工程概論》課程的教學內容繁雜，物聯網工程屬于多個學科交叉的專業，涉及計算機、自動化、計算機網絡、通信技術等方面的技術，面面俱到，但是都不深入。每個章節的內容相對獨立，都包含大量的專業名詞和術語，學生學習比較困難。

3 教學改革

基于以上分析的物聯網概論課程的特點，從以下三個方面來進行教學改革。

3.1 師資隊伍

物聯網專業是一個新興的專業，因此物聯網專業的教師大多是由其他相關專業的教師轉過來的。而物聯網工程概論課程涉及的知識面又比較廣，這就需要教師不斷進行專業知識的自我充實和積累，另一方面可以通過定期的教研討論交流、專門的培訓學習、企業掛職鍛煉等方式來提升理論和實踐水平。

3.2 教學內容

物聯網工程概論課程的教學內容多且雜，設計到的知識點很多，如果不進行合理的組織，學生不容易形成知識體系。目前，物聯網的體系結構一般分為三層：感知層、網絡層和應用層。利用思維導圖的方式將所有教學內容歸到三個層次中[1]，感知層主要功能是信息的采集，章節包括RFID、傳感器技術、智能硬件;網絡層的主要功能是完成信息的傳輸，章節包括物聯網通信和網絡技術;應用層的主要功能是完成信息的處理與應用，包括定位、智能數據處理、物聯網網絡安全。最后物聯網的應用案例，再用案例的方式將物聯網中從感知層采集到的大量信息，再到網絡層將信息進行匯聚傳輸，最后應用層實現對信息的智能處理和應用，使得前面各章節學習的知識點不再各自孤立，而將其有機地融入到具體的應用案例中去，加深學生對物聯網各個知識點的理解和掌握。

3.3 教學方法

1）課程的導入。物聯網工程概論課程作為物聯網專業的第一門專業課，首要的是要激發學生學習物聯網專業的興趣，如何上好這門專業課，如何有趣地引導學生學習本課程，需要對每次新課的導入進行巧妙的設計。課程涉及的知識點眾多，什么都要講，什么都不能深入[2]，每一章都濃縮了一門課甚至幾門課。學生每節課都接觸到大量新的概念，難以理解和記憶，因此每節課可采用學生比較熟悉的生活中的案例來吸引學生的興趣，便于學生理解與記憶。比如，在講解RFID技術時，向學生提出問題“你們使用校園卡能做什么？”學生們馬上紛紛回答，食堂刷卡、上課考勤、門禁刷卡，這些都是大家每天都在做的事情。校園卡利用了什么原理呢？這就是RFID技術。“你們還知道有哪些使用RFID的應用嗎？”還有ETC、交通卡……原來RFID技術就在我們的身邊，一下子激發了學生的興趣，繼續講解RFID技術了。再比如，在講解位置服務時，詢問學生如果要去一個陌生的地方不知道怎么走，應該怎么辦？學生們立刻會想到用導航系統。導航系統可以獲取當前的位置信息，并提供路線信息，這就是位置服務。利用位置服務還能做什么呢？啟發學生進行思考和討論。

通過這樣的課程導入，可以增加與學生的互動交流，活躍課堂氣氛，同時啟發學生進行積極思考，對學生的創新思維也是一種鍛煉。

2）教學模式。學生初進大學，仍然習慣于以教師為主體的教學模式，被動地接受。因此本課程采用講授-探究-分享的模式，變以教師為主體為以學生為主體。在講授完知識點以后，向學生提出探究的問題，學生可以借助網絡、相互討論的形式得到結論，然后在課堂上進行分享。比如，在講完傳感器以后，提出探究問題“無人超市里，需要哪些傳感器？”學生則根據老師已經講授的傳感器的分類，探究有哪些傳感器可能應用到無人超市里，選一些學生分享他們的探究結果。還可以對這個探究問題進行延伸，讓學生設計一個無人超市，以大作業的形式上交，鍛煉了學生的解決問題的鞥能力和創新思維能力。這樣，讓學生充分參與到課堂中來，不再只是被動地接受，而是積極思考，主動參與，課堂不再是教師的獨角戲，而是師生之間的對手戲，實現教學相長。

3）借助線上方式實現教學的延伸。物聯網工程概論課程的學時非常有限，只有32學時。為了達到更好的學習效果，避免學生的時間與教師的固定答疑時間有沖突的現象，利用在線工具（如學習通），將討論和答疑延伸到課堂之外。學生如果有疑問，可以隨時隨地通過在線工具向教師進行提問。對于共性的問題，教師也可以通過討論的形式，在全體學生之間展開，然后再給予回復。這樣，可以形成學習本課程的良好氛圍。

3.4 考核方式

本課程的考核采用過程性考核，除了期末考試以外，還包括探究分享、大作業等，充分反映學生對課程的參與度與表現，從多個角度對學生進行考核。

4 結束語

物聯網工程概論是物聯網工程專業的第一門專業課，本文從課程性質、授課對象和授課內容三個方面分析了物聯網工程概論課程的特點，然后從師資隊伍、教學內容和教學模式三方面對課程進行了改革，激發學生的學習興趣，幫助學生更好地學習本課程，為其他專業課程的學習打下良好的基礎[3]。

參考文獻

[1]洪琴.基于知識圖譜的物聯網導論教學內容探討[J].科教導刊，2020（6）：104-105.

[2]洪琴.《物聯網工程導論》課堂導入設計的探索與思考[J].計算機產品與流通，2019.2：257.

[3]劉芙蓉，范雙南，彭姣麗.物聯網導論教學設計[J].計算機產品與流通，2018.11：238.

作者簡介

閆俊英（1978-），女，漢族，安徽阜陽人，碩士，講師，現任教于上海電機學院電子信息學院，研究方向：信息檢索。