張雅瓊

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是新興的本科專業(yè)，目前培養(yǎng)模式和課程體系并不明確，且物聯(lián)網(wǎng)涉及眾多知識(shí)領(lǐng)域，每個(gè)學(xué)校對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的切入點(diǎn)也不一樣，都處于探索階段。切合地方本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的，探討物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系設(shè)置，并探索物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)模式，通過(guò)合理的課程體系設(shè)置和科學(xué)的教學(xué)模式培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；應(yīng)用型人才；課程體系設(shè)置；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2015）05-0-02

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向新一代信息技術(shù)發(fā)展的前沿，具有學(xué)科交叉、基礎(chǔ)雄厚、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合緊密、系統(tǒng)工程能力突出的工程化特色，既強(qiáng)調(diào)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，也注重鍛煉實(shí)踐和創(chuàng)新能力，同時(shí)注意新技術(shù)和新應(yīng)用的學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有理論與實(shí)踐相結(jié)合的特征。

榆林學(xué)院是一所地方本科院校，多年來(lái)學(xué)校堅(jiān)持培養(yǎng)應(yīng)用型人才。2013年9月，榆林學(xué)院迎來(lái)第一批物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生。如何借鑒已有的成功經(jīng)驗(yàn)，完善人才培養(yǎng)模式、合理設(shè)置課程體系、培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的合格應(yīng)用型人才，成為榆林學(xué)院迫切需要解決的問(wèn)題。

1 覆蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)各層面，完整課程體系設(shè)置

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)分為三個(gè)層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要是利用物聯(lián)入網(wǎng)感知和采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，利用最多的是RFID、傳感器、攝像頭和GPS等技術(shù)，感知層的目標(biāo)是利用上述諸多技術(shù)形成對(duì)客觀世界的全面感知。信息獲取和信息短距離傳輸是其主要功能。網(wǎng)絡(luò)層是一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系，用于整合和運(yùn)行整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸功能，涉及的技術(shù)主要有通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。應(yīng)用層形成了類似于人類社會(huì)的物聯(lián)網(wǎng) “分工”，每行每業(yè)都需要進(jìn)行各自的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，以不同的應(yīng)用目的完成各自的“分工”。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層解決的是信息處理和人機(jī)交互問(wèn)題，主要涉及軟件開(kāi)發(fā)和大數(shù)據(jù)處理等方面。

為了使學(xué)生建立物聯(lián)網(wǎng)的概念，專業(yè)課程體系設(shè)置需要涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各個(gè)方面，同時(shí)作為開(kāi)設(shè)在信息工程學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，必然要倚靠原有的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)，即課程設(shè)置側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層技術(shù)。課程體系設(shè)置包括學(xué)科基礎(chǔ)，專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)核心課程三大模塊，如圖1所示。

圖1 專業(yè)課程體系設(shè)置

專業(yè)核心模塊部分的課程設(shè)置需涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三個(gè)層次，在感知層涉及到的主要課程有傳感器與檢測(cè)原理，RFID原理與應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)層涉及到的主要課程有通信原理，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等；在應(yīng)用層涉及到的主要技術(shù)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，中間件技術(shù)，以及編程技術(shù)等。通過(guò)這三個(gè)層次課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)全面的認(rèn)知，還會(huì)對(duì)各層面相應(yīng)的技術(shù)有所掌握，為從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域工作打好基礎(chǔ)。

2 強(qiáng)化實(shí)踐實(shí)驗(yàn)類課程設(shè)置，重視應(yīng)用型人才培養(yǎng)

實(shí)踐是創(chuàng)新的源泉，創(chuàng)新離不開(kāi)實(shí)踐。地方本科院校須突出學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，課程設(shè)置應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容。理論教學(xué)是基礎(chǔ)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的典型應(yīng)用形成完整的闡述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論課程的延伸，是由抽象到具體的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，完成由下而上的知識(shí)獲取和驗(yàn)證。理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、案例教學(xué)和各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，增加課程的實(shí)用性，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)各學(xué)年實(shí)踐教學(xué)安排如圖2所示。第一學(xué)年的實(shí)踐類課程主要有物理實(shí)驗(yàn)、電路電子類課程以及基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的上機(jī)；第二學(xué)年的實(shí)踐類課程有RFID、傳感器、通信原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程，從感知層到應(yīng)用層加強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知與實(shí)踐能力；第三學(xué)年的實(shí)踐類課程有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等一些綜合性較強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)，重在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；最后一學(xué)年完成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文。通過(guò)逐步加強(qiáng)加深的實(shí)踐類課程安排，循序漸進(jìn)地增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，層層遞進(jìn)，從電子電路設(shè)計(jì)到單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)再到嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一步步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力。

3 探索教學(xué)模式，突出創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多，若直接進(jìn)行理論授課，學(xué)生必然覺(jué)得枯燥和抽象，但實(shí)際生活中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用無(wú)處不在，因此在教學(xué)時(shí)可以先引起學(xué)生的興趣，讓其明白所學(xué)可以如何用。在課程的安排上首先是導(dǎo)論和浸入式體驗(yàn)的認(rèn)識(shí)實(shí)踐，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的綜合案例導(dǎo)入，然后才是相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的授課可以采用案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，通過(guò)各種應(yīng)用視頻或者教師的案例講解，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，將晦澀的理論知識(shí)形象生動(dòng)的展示出其應(yīng)用，之后再來(lái)闡述具體理論。這樣，不僅學(xué)生學(xué)起來(lái)有熱情，容易理解，教師的授課也會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。另外，實(shí)踐教學(xué)一定要輔助理論教學(xué)，實(shí)踐環(huán)節(jié)不能脫離理論僅僅做動(dòng)手能力的培養(yǎng)，更應(yīng)該將理論知識(shí)形象化，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)回顧和鞏固理論知識(shí)并融會(huì)貫通，達(dá)到理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相輔相成缺一不可的效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為新興專業(yè)，培養(yǎng)方案和課程體系的設(shè)置仍在不斷的探索和研究中，但其課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：一是融合，課程設(shè)置不僅僅是傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息控制技術(shù)等專業(yè)核心課程的簡(jiǎn)單拼湊，更應(yīng)該體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)和綜合應(yīng)用；二是應(yīng)用性，課程體系設(shè)置應(yīng)突出實(shí)用性，理論是基礎(chǔ)，應(yīng)用是目的。強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為宗旨，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)用。

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