射頻識(shí)別(RFID)課程教學(xué)的探討與實(shí)踐

陳廣

摘要：射頻識(shí)別（RFID）課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程之一，該文以RFID課程的教學(xué)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合高職院校的實(shí)際情況，為提高工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性以及理論知識(shí)的實(shí)用性，結(jié)合課程思政，對(duì)RFID課程體系的建設(shè)進(jìn)行了初步探索。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);RFID;條碼;課程思政

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）19-0165-02

1 背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透進(jìn)社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為我國信息化建設(shè)的核心技術(shù)之一。近幾年來，雖然各個(gè)高職院校陸續(xù)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，使得物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)也成為熱門專業(yè)，但它也是一個(gè)新興專業(yè)，隨著這個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系并未完善。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)當(dāng)講授哪些內(nèi)容，如何建設(shè)課程體系，提高實(shí)踐教學(xué)效果，如何讓培養(yǎng)出來人才最大程序地適應(yīng)市場(chǎng)需求是值得各高職院校教師探索和研究的課題。

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID 技術(shù)）是通過非接觸方式獲取商品的數(shù)據(jù)信息的一種技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的種類之一，它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)。RFID技術(shù)是高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，它是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所特有的，也是最為核心的一門課程。RFID課程體系的建設(shè)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的重要基石。

2 高職院校RFID課程體系存在的問題

RFID這門課程在本科院校中已經(jīng)屬于傳統(tǒng)課程，但近年來大量高職院校也開設(shè)了這門課程，大部分高職院校使用簡化后的本科教材進(jìn)行授課，這導(dǎo)致課程中存在著大量急需解決的問題。

2.1 教材過于注重理論的講述

筆者購買了大量的RFID教材，大部分的教材都是從自動(dòng)化和現(xiàn)代通信的角度進(jìn)行編寫，里面充滿了各種數(shù)學(xué)公式，對(duì)于高職學(xué)生來說，根本無法讀懂和理解。本科的RFID課程大多數(shù)面向制造設(shè)計(jì)RFID射頻芯片，設(shè)計(jì)RFID讀寫器進(jìn)行講述。而在現(xiàn)今的就業(yè)市場(chǎng)上，這類高端工作崗位極其稀少，且完全不適合于高職學(xué)生。高職更應(yīng)偏重于應(yīng)用領(lǐng)域，別人研究完成的成果，高職學(xué)生只要掌握如何使用，并不需要理解其設(shè)計(jì)原理及細(xì)節(jié)。比如在市場(chǎng)上購買現(xiàn)成的芯片制作RFID讀寫器，或購買現(xiàn)成的讀寫器，掌握其使用方法，并整合進(jìn)項(xiàng)目中。在就業(yè)市場(chǎng)中這類崗位數(shù)量巨大，也是高職院校培養(yǎng)的方向。

2.2 教學(xué)中使用集成度過高的教學(xué)設(shè)備

部分高職院校在講授RFID這門課程時(shí)，在資金充足的情況下，使用了教學(xué)廠商提供的高集成度教學(xué)設(shè)備，這類設(shè)備以實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的形式出現(xiàn)，甚至集成了無線傳感網(wǎng)模塊，從而可以進(jìn)行兩門甚至三門課程的講授。這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備往往配套了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，它對(duì)于新開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的高職院校，的確解了燃眉之急，但使用這些設(shè)備往往存在著很多的問題。

（1）由于現(xiàn)成設(shè)備集成度過高，往往只能從應(yīng)用層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用上位機(jī)通過串口與RFID讀寫器進(jìn)行通信從而達(dá)到控制的目的。而RFID這門課程講述的是物聯(lián)網(wǎng)感知層的知識(shí)，偏重于硬件層，使用集成度過高的設(shè)備導(dǎo)致課程內(nèi)容與硬件層完全隔離，背離了課程的初衷，不利于學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

（2）這些集成的RFID讀寫器往往由生產(chǎn)廠商自行編寫固件，實(shí)現(xiàn)的功能非常簡單，根本無法通過它們來詳細(xì)了解各電子標(biāo)簽的內(nèi)存結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)。另外，RFID讀寫器接口并無標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，每個(gè)讀寫器廠商都有自己的協(xié)議，將過多精力放在應(yīng)用層也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生工作后使用不同的讀寫器往往變得無所適從。

（3）教學(xué)廠商配套的實(shí)驗(yàn)教材往往是由廠家的工程師編寫，他們并無授課經(jīng)驗(yàn)，并不了解高職學(xué)生的實(shí)際情況及學(xué)習(xí)能力。很多時(shí)候編寫的教材完全不涉及理論，只給出實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，至于為什么這么操作，得出來的結(jié)果是什么、有何用途往往只字不提。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生完全不知道自己做了什么，有何意義，知其然而不知所以然。高職院校在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)偏重于實(shí)踐，但這不代表可以完全拋棄理論，兩者應(yīng)當(dāng)相輔相成。

2.3 課程思政的缺失影響綜合素質(zhì)

某種程度上來說，當(dāng)今高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)，在總體專業(yè)能力上已經(jīng)基本可以滿足社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。但是需要注意的地方的是，德智體美勞，以德先行。相關(guān)專業(yè)能力的持續(xù)穩(wěn)健提升應(yīng)當(dāng)與思想政治水準(zhǔn)形成理想融洽的整體匹配關(guān)系。一個(gè)學(xué)生，如果缺失了思想政治修養(yǎng)，則會(huì)對(duì)自身綜合素質(zhì)的提升造成不小的負(fù)面影響。對(duì)于思想政治教育教學(xué)層面并不給予足夠的重視，會(huì)白白錯(cuò)過思想政治教育教學(xué)的最佳時(shí)機(jī)及階段，從而間接弱化了處于高職院校階段青少年所擁有專業(yè)水準(zhǔn)的科學(xué)有效性。

3 課程體系設(shè)計(jì)

筆者有多年的RFID教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中逐漸發(fā)現(xiàn)了以上問題的存在，經(jīng)過不懈的努力及研究，探索出一套適合于高職高專的RFID教學(xué)內(nèi)容及課程體系，基本解決了所遇到的問題，并取得良好的教學(xué)效果。

3.1 主體內(nèi)容

首先是RFID的主體內(nèi)容，按頻段劃分，RFID主要包含三種類型：低頻（LF）、高頻（HF）和超高頻（UHF），講授內(nèi)容應(yīng)當(dāng)聚集于這些技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)特點(diǎn)、標(biāo)簽類型、讀卡器種類、標(biāo)簽內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)協(xié)議等內(nèi)容，對(duì)于底層基本原理可以適當(dāng)省略。另外，相比于傳統(tǒng)RFID技術(shù)，近幾年來最新出現(xiàn)的NFC（Near Field Communication，近場(chǎng)通信）技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，現(xiàn)今市面上的手機(jī)已基本支持此項(xiàng)功能。它屬于高頻RFID技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有著光明的前景和未來。筆者專門使用了一章的篇幅介紹此項(xiàng)技術(shù)。

課程的難點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)部分，教學(xué)設(shè)備廠商設(shè)備非常昂貴，并非所有學(xué)校都可以承受。另外，這些設(shè)備只能在實(shí)驗(yàn)室使用，如果希望學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)或完成課后作業(yè)，則無法實(shí)現(xiàn)。為了解決這方面問題，筆者先后使用了兩套解決方案。