物聯網技術導論匯總十篇

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中圖分類號：TP393；G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）03-0091-02

0 引 言

物聯網被認為是繼計算機、互聯網之后的第三次信息浪潮。2009年8月總理在無錫考察傳感網產業發展時提出“感知中國”后，物聯網的探索逐漸成為國家戰略。2010年3月底，教育部批準30所高校第一批開設物聯網工程專業，沒有物聯網專業的學校也相繼開設了物聯網相關的課程。我校于2010年招生時就將物聯網及相關課程加入了計算機科學技術、網絡工程專業的培養方案，并于本學期首次開設了《物聯網技術導論》課程。本課程的特點是理論性強，通過實驗課加強學生對于物聯網理論內容的理解，才能很好地培養學生分析問題、解決問題的能力和專業實踐能力，加強實踐教學是培養應用型人才的重要途徑。研究《物聯網技術導論》課程的實驗內容，對培養物聯網應用人才具有重大的意義。

1 研究現狀及存在問題

《物聯網技術導論》是本學期為2010級計算機科學技術專業新開設的一門專業任選課。課程的目標是使學生可以對物聯網技術的相關知識有一個全面、系統的認識；具備規劃設計與構建出一些簡單的物聯網應用系統的能力；具備運用理論知識解決實際問題的基本素質。

現在開設物聯網課程的學校很多，主要從理論上講解物聯網中的無線傳感器網絡、RFID（射頻識別）技術等，項目組對市面上的物聯網技術課程及實驗的教材及幾個學校的實驗教學做了調查，主要發現有以下幾個問題：

1.1 課程內容差異很大，實驗內容不統一

物聯網是一個相對比較新的技術，很多理論還沒有完全沉淀下來，形成非常統一的理論體系。不同的學校不同的教材講授的內容有很大差異，相對于實驗內容也就有不同的安排。

1.2 開設的專業不同，實驗內容的重點不一

物聯網技術是一個綜合性比較強的新技術，涉及到計算機技術、通信技術、自動控制技術等，造成了不同專業都開物聯網課程的現狀。通信技術相關專業講解的重點在于物聯網通信傳輸、通信協議分析等，自動控制相關專業講解的重點在于物聯網芯片的研究設計等。計算機相關專業講解的重點在于物聯網相關算法、應用開發等。開設專業的不同，導致了實驗內容的重點不一。如北京科技術大學王志良教授出版的實訓教程[1]有大量的硬件設計指導等。

1.3 不同學校配備的實驗箱不同，實驗操作不一致

對于物聯網課程的實驗大部分都是基于實驗箱進行操作的，不同的學校配備的實驗箱基本都不同。每種實驗箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起來都有自己的步驟[2]。本系關于物聯網的實驗箱共有3套，即使是同一種類型的實驗，軟硬件環境，實驗效果也都不同，這也給實驗的選擇、融合帶來一定的難度。

1.4 學生層次不同，實驗內容的難易度設置問題

物聯網實驗需要大量的硬件編程基礎，這些基礎都是通過以前課程的學習積累的。有的學生基礎好些，如果實驗內容過淺，就不能滿足學生對知識的渴望，設置過難又使基礎不好的學生失去信心。

基于以上問題的分析，我們在實驗內容的選擇上要以符合專業需求為主要方向，找出實驗教學的重點，體現實驗的層次性等，為培養物聯網方向的應用人才奠定基礎。

2 實驗內容研究

主要研究《物聯網技術導論》課程的基礎實驗與應用實驗內容，以符合專業需求為導向，整合現有實驗箱實驗的基礎上，在各個實驗中擬設置選學內容，以滿足不同層次學生的要求，同時為學生深入學習物聯網相關課程打下堅實基礎。

擬選取以下6組實驗：

（1）建立實驗環鏡

實驗為1學時，主要是認識實驗設備，安裝配置IAR、KeilC開發環境。

（2）數據感知實驗

實驗為3學時，主要物聯網感知層的實驗，包括溫濕度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器的實驗，使學生通過各種傳感器感知信號及編程方法。選學內容設置為光電傳感器、壓力傳感器。

（3）ZigBee組網實驗

實驗為4學時，主要是讓學生熟悉ZigBee協議棧原理、工作流程，掌握點對點、星狀網通信原理及相關程序應用分析。選學內容為樹狀通信實驗等。

（4）網關通信實驗

實驗為2學時，使學生掌握網關上各種通信接口如串口，網口、GPRS的使用及程序分析修改。

（5）認識RFID系統實驗

實驗為2學時，使學生掌握RFID 的基本原理，學會RFID 模塊的使用方法及相關程序分析。選學內容為超高頻RFID模塊分析等。

（6）物聯網應用實驗

實驗為4學時，是物聯網應用層的實驗，主要是對智能家居系統、智能超市系統和智能倉儲系統從系統功能、架構、原理上進行分析，并通過各種模擬系統進行實際分析等。選學內容為智能農業等。

實驗的總學時為16學時，我們的重點放在無線傳感器網和物聯網應用上。

3 實驗教學方法與手段

3.1 啟發式教學

為了培養學生的創新能力，激發學生學習興趣，改變以往填鴨式教學方法，在實驗中，先講解實驗內容和實驗要求等基本內容后，再將本次實驗的結果展示出來，然后引導學生觀察、發現問題，由教師以點撥、提問和探討的方式加以解決。實驗中根據學生的實際情況，這種變學生被動為主動參與的教學方法在調動學生的學習主動性及創新能力的培養上均收到了良好的效果。

3.2 層次教學

根據實驗教學的進度和實驗深度要求的不同，把實驗分成不同的層次，有助于引導學生由淺入深地學習。在物聯網實驗教學中分成兩個方面的層次。

第一個層次，是從必學到選學將實驗內容分成必學和選學，必學是所有學生都要學習的內容。選學內容是對本實驗更有興趣的學生學習的內容。

第二個層次，是將必修實驗再分為使用、驗證分析、綜合設計3個層次。

在教學前期適合于做一些使用層次要求的實驗，如建立實驗環鏡、傳感器和ZigBee網等， 通過全面使用物聯網系統使學生對傳感器、ZigBee等操作有全面的感性認識。 在有一定的操作和理論基礎時可做驗證分析層次的實驗，從外部觀察驗證傳感器、ZigBee的原理、編程、實現過程。如學完進程就可通過在實際的操作系統上編程使用系統調用來觀察操作系統的進程調度結果，并根據結果分析不同的調度策略。 在驗證分析的基礎上就可做設計實現層次的實驗，要求學生在模擬操作系統上自己編程實現操作系統的功能模塊，并觀察自己所設計的功能模塊的工作情況。讓學生對物聯網功能有一個使用、探索驗證、自己設計逐步深入的學習過程。

4 實驗考核

考試是引導學生學習、了解教師教學效果的一個重要方法。許多高校計算機科學技術專業硬件課程實驗教學和課堂教學的比例超過20%，但學生的成績僅憑試卷考試來確定，忽略了實驗教學成績，這是不全面的。因此需要完善學生成績評定，充分調動學生對實驗教學的積極性，達到學生實驗動手能力的成績在總評成績中占一定比例。在平時的實驗教學中，應該告知學生實驗成績在總評成績中的比例，要求學生重視實驗報告，啟發學生創新思維，鼓勵學生認真總結實驗經驗，杜絕抄襲他人現象。幾年來在計算機科學技術專業硬件實驗教學成績占課程總評成績的20%～30%是比較恰當的。

5 結 語

本文對《物聯網技術導論》實驗課程的內容、實驗教學方法與手段、實驗考核等方面所作的分析，可為高校建設物聯網技術導論課程提供一些參考。物聯網技術導論的實驗教學是培養實用性和創新性的高素質物聯網技術人才的重要途徑和手段。因此，實驗教學是當前需要認真研究和探討的問題。

參 考 文 獻

[1]王志良，王新平. 物聯網工程實訓教程：實驗案例和習題解答[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]魏曉寧. 物聯網實驗教學初探[J]. 計算機時代， 2011（10）：49-53.

[3]劉云浩. 物聯網導論[M].北京：科學出版社， 2010.

[4]吳功宜. 物聯網工程導論[M].北京：機械工業出版社，2012.

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2公路隧道智慧照明系統特點

與傳統的公路隧道照明系統相比，基于物聯網技術的“智慧型”公路隧道照明系統具有以下鮮明特點。（1）動態感知。對物理對象狀態的感知，是“智慧型”公路隧道照明系統的基礎，其特點是具有廣泛的空間分布與持續的時間需求。正是由于感知數據的動態變化（如交通量、車輛平均速度、洞外亮度L20（S）等），才引起照明需求的變化，從而為實現照明系統的最優控制奠定基礎。（2）有效反饋。感知的物理對象狀態必須進入信息系統處理，照明系統運行事關道路交通安全，特別是當出現交通事件和故障報警時，將突顯信息實時反饋的重要性和必要性。（3）深度融合。通過對各類感知信息進行深度融合，達到以下目標：①使信息世界能夠準確分析物理世界的狀況，并及時做出控制決策；②控制決策通過網絡化的控制系統協同實施，實時、科學地控制物理世界行為。（4）準確認知。通過對獲取的海量數據進行分析和挖掘，達到對公路隧道照明特點的準確認知，為科學掌握照明需求變化規律和評估照明節能效果奠定基礎。如通過對比分析單位車•km電能消耗來評估同（環）比節能減排效益，通過分析照明亮度指標和交通事故率來分析照明對公路隧道運營安全的影響，通過分析燈具的光衰制定照明設施養護方案。（5）可靠控制。信息系統對物理系統進行動態控制，而物理系統對信息系統具有反饋作用，即物理系統可以通過信息反饋來影響信息系統的控制效果。如“智慧型”公路隧道照明系統可以根據實際道路中車輛分布、洞口光環境等情況，進行可靠的動態控制（無級調光、分級調光），避免出現“無效照明”、“過度照明”等現象。（6）高效管理。在大幅提升管理效率的同時，減少了管理人員工作量，節約照明系統全壽命周期費用。

3公路隧道智慧照明系統控制

3．1控制流程

“智慧型”公路隧道照明系統主程序流程如圖2所示。首先，系統初始化各個模塊，啟動各處感知設備，采集隧道洞外亮度L20（S）、隧道洞內路面亮度、交通量、車輛行駛速度，并將相關信息傳輸至控制模塊。判斷系統的控制狀態，如果處于人工控制狀態（設備故障或檢修維護），則程序結束，由現場照明控制器來調節隧道照明。若處于自動控制狀態，則檢測隧道運行情況；如果運行異常，則進行報警，并調用特殊狀態程序進行處理；如果通信網絡正常，則與照明控制工作站進行遠程通信，否則由現場照明控制器進行調光控制。最后，系統在網絡正常狀態下將隧道照明狀態信息集中反饋給遠程照明控制工作站。

3．2控制算法

正常狀態控制算法（1）根據《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026．1—1999），將公路隧道照明段劃分為加強照明段和基本照明段，加強照明包括入口段、過渡段1、過渡段2和出口段。（2）根據洞外亮度L20（S）（采樣周期為10min）、交通量Q和車輛平均行駛速度v（采樣周期為5min）確定公路隧道入口照明段亮度Lth，Lth＝k×L20（S）。入口照明段亮度折減系數k見表1。

篇（3）

近些年來計算機專業畢業生存在“就業難”的現象，很大一部分畢業生就業不是在自己的專業方向，另一方面相關的企業招不足需要的人才，存在著供需結構性失衡。國內外各類涉計算機專業的高校和學術團體都在積極探索計算機專業人才培養模式的改革，但由于受傳統教育思想以及教學計劃和本專業理論體系的影響，制訂的專業教學計劃仍然沒有脫離原課程體系的框架，既要培養學生較強的實踐能力，又要有完整的知識體系，使得一些理論深、難度大的課程在教學計劃中仍占有較大的比重，一些應用性較強新興發展的課程難以全面進入教學計劃。這樣一來造成了既沒有達到讓學生理論扎實又沒有培養好熟練的實踐能力，從而出現了一方面社會對計算機專業人才的大量需求，而另一方面大量的計算機專業的畢業生無法找到在本專業工作的機會。同時大學的各個專業都把計算機課程列為基礎課程，計算機專業畢業生不再具有多大的專業優勢。這些都對計算機專業的發展構成了挑戰。

一、計算機專業面臨的挑戰

隨著我國高等院校的數量逐年增加，在校生總數達到前所未有的數量，設有計算機專業的學校已經從20世紀60年代的50余所發展到今天的近千所，建立軟件專業的學校600多所。除了計算機系（學院）外，很多學校還建立了軟件職業學院、網絡學院、信息工程學院等院系。隨著信息技術在各行業的應用，極大地推動了人們學習計算機技術的熱情，同時也給計算機專業帶來巨大的挑戰，信息技術的全球化，使得各國紛紛在信息產業的各個方面搶占技術制高點，謀劃布局新的技術創新點。挑戰催生動力，創新獲得優勢。在此形勢下，迫使我們努力思考：計算機專業如何改變以適應發展帶來的挑戰？

二、物聯網技術給計算機專業發展帶來的新機遇

物聯網的概念是在1999年提出的。IOT（The Internet Things）也就是“物物相連的網絡”。“物聯網”是在“互聯網”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品和物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡。通過射頻識別、紅外感應、全球定位系統、激光掃描、各種傳感器等信息感知設備，按照設定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息傳輸、計算、處理、知識挖掘，以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理，達到對物理世界實時感知控制、實時管理和科學決策的目的，實現人與人、人與物、物與物之間的信息交互和無縫連接。

物聯網技術作為我國國家新型戰略產業的一項支撐技術，相關的研究活動和產業應用已經成為企業研究應用的一個熱點。各高校也積極設置、建設相關的專業，“物聯網工程”、“物聯網技術”、“物聯網應用”、“傳感網技術”、“智能電網”等涉物聯網的相關專業應運而生，同時還有很多的院校正在積極籌備和申請進入這個行列。

物聯網技術涉及的原有專業非常多，有計算機，電子、傳感器，自動化，自動控制、通信等等，還有相關的行業應用特點，使得物聯網技術成為一個涵蓋面廣，應用廣泛的一個大領域。而計算機專業20多年的發展使得其變成了一個常規專業，基本上90%以上的院校都有計算機相關專業，99%以上的院校都有計算機課程。計算機專業的畢業生風光不再了，生源萎縮了，計算機專業如何在物聯網大發展的形勢下，進行創新獲得新的生機與活力。需要將計算機專業特點和物聯網的知識體系聯系起來，找準自身定位，立足學生的長遠發展，進行課程創新，教學計劃更新。物聯網工程導論是一門物聯網技術的導入課，以宏觀的應用視角對物聯網技術的特點、發展、應用、展望進行論述，可以作為計算機專業的一個擴展，為進入物聯網研究作導入。

三、物聯網工程導論的課程特色

物聯網工程導論課程的綜合性強。作為典型的交叉學科，物聯網工程導論涉及的概念、原理、技術眾多，涉及計算機、通訊、電子、自動化的多個學科，具有很強的綜合性。其理論體系中很多應用原理都牽涉到復雜的學科聯系，很多概念也較宏觀 ，這在教學上對教師的知識面要求很高。

但在強調物聯網工程導論的融合背景的同時，應該看到它又是一門理論和應用關系十分密切的綜合性很強的課程 ， 與計算機技術有著密不可分的聯系，具有較強的實踐性。要求學生不僅應該知道課程所涉及內容的來源和背景 ， 掌握該課程的基礎知識和基本技能 ， 同時還要求學生能夠應用所學理論通過設計編程實現，比如在課程中學習的多種編碼方法，都需要編程實現。

于此同時，物聯網工程導論課程內容與很多計算機專業課有著緊密的聯系，如互聯網絡、傳感器、自動控制、數據挖掘等內容，它的發展具有深厚的信息技術基礎，廣泛應用于工業、農業、安保、智能家居、軍事等領域。物聯網不是互聯網的簡單接入和應用，它將催生很多具有“計算、通信、控制、協同和自治”特征的智能設備和應用，必將引發計算機、網絡與信息技術在更大范圍更多領域更深層次的應用，帶動廣泛的學科交叉與融合，為計算機與信息技術的研究與發展提供更大的空間。

四、教學方法研究與設計

（一）強調學科背景，激發學習興趣

物聯網工程導論課程中運用了大量的計算機知識以及廣泛的應用前景，有眾多現實的應用例子，接受起來比較容易。很容易通過現實例子和應用展望激起學生的學習興趣。此外，由于物聯網工程導論所闡述的內容基本都是宏觀概念，部分學生在學習的過程中，會下意識地覺得物聯網太大，是搞科學研究人員學習的內容，對就業沒有什么太大的作用。這勢必會影響到學生正常的學習態度，從而影響整個課程的學習效果。

因此，我們設計在第一次課時，結合物聯網的學科特點以及與計算機的聯系，強調隨著通信和網絡技術的發展 ， 人類已進入了信息化的社會， 大學生需要具有全面信息觀念和較好的信息處理能力，物聯網工程導論正是信息技術發展的前言。因此 ， 學好這門課程就顯得尤為必要和重要，從而讓學好這門課程成為大學生自覺的行動。

（二）因材施教，打通學科聯系

物聯網工程導論目前主要是針對計算機相關專業大三的學生開設，此時的學生電路、數據結構等課程已于大二上全部學習結束，與物聯網工程導論同時開設的是一些專業課程，如網絡工程、信息系統等。如果這時過于強調物聯網工程導論中的理論知識，一方面，由于學生對理論課程的學習早已結束，部分知識已經淡忘，另一方面，剛開始接觸計算機的專業課程，興趣難免轉移。為此，針對學生特點，對授課內容做了如下調整：

首先由于物聯網工程導論涉及的內容很多、邏輯性很強，必須合理地篩選授課內容。在側重基本概念、基本原理和基本方法原則指導下，重點講授基礎的或者帶有普遍意義的知識點。在教學的過程中注意將授課內容與計算機學科聯系，如算法對程序設計的作用，施工技術對網絡性能的影響等。

其次強調概念、理論的物理意義，聯系應用以培養學習興趣。由于本課程的理論是通過多門學科交叉而來的，過度關注理論往往會使得學生感覺抽象、枯燥，漸漸造成學習興趣的下降。針對這種情況，應在保證基本概念以及簡單理論說明的前提下，淡化學科區分和界限，強調融合應用。同時增加課堂演示性實驗和課后實驗環節來保證學生對課程知識的理解。

（三）創新教學手段，培養學生職業技能

著名《學會生存》一書中指出：教育既有培養創造精神的力量，也有壓抑創造精神的力量，這就說明了教學方法，對學生的學習效果的重要性。為此在物聯網工程導論的授課過程中，除了采用傳統的老師講，學生聽的授課方式，更注重發揮學生的主體作用，采用了自主學習、課堂討論、小組研究、企業參觀等手段。

如：對于RFID模塊開發，首先由授課老師開發一個案例進行演示講解，進行學生分組，布置開發作業在課后進行分析開發，然后再在課堂上分組上臺進行展示解說 ， 并讓下面的同學提出問題 ， 在互動的過程中加深對該RFID模塊開發的理解，最后布置課后實踐，要求學生全部會簡單開發。通過自學、討論、實踐三個環節，使得學生們的學習熱情很高， 紛紛花大力氣查閱相關資料，積極討論，學生的積極性得到空前激發，對所學內容有了較深的理解。

五、結束語

物聯網工程導論是物聯網專業的一門基礎課程，也是最近幾年快速發展的一個課程，筆者從計算機專業的特點以及物聯網的快速發展的現狀，分析了該課程的特點，從教學內容，教學方法、教學手段、學生職業能力培養、學生創業能力等方面闡述了自己的思考體會，期望能對計算機專業的發展做一些專業擴展，使計算機專業的學科建設適應社會對信息化的需求。

參考文獻：

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物聯網，顧名知義，就是物物相連的互聯網。它是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、無線傳感器網絡、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。是繼計算機和互聯網之后的第三次信息產業的浪潮。面對物聯網技術的全面普及及上萬億規模的高科技市場，職業院校承接著技能型人才培養的社會職責，對物聯網應用技術人才的培養如何定位，如何培養，是個值得探討的問題。

一、社會背景和技術背景

物聯網是繼互聯網之后的新一輪信息技術革命，隨著在各行各業的落地，已經成為支撐眾多行業發展的主要力量。物聯網初期投入是在政府主導下進行的，集中在公共安全系統，智能交通、智能物流、市政管理等工程，每一個點無不可以搜索到物聯網技術的影子。尤其信息技術應用水平和管理水平，已經成為企業提高競爭力的手段。

技術上，物聯網是通過智能感應裝置，經過通信技術，進行信息的傳輸，到達指定的信息處理平臺或中心，從而實現物物、物人的信息傳遞，從而提升效率，保障安全，可以跨時間跨空間進行溯源、追蹤、定位、管理。

二、高職院校開設物聯網應用技術專業的必要性分析

從2009年8月7日，國務院總理在無錫視察時發表重要講話，提出了感知中國的戰略構想，表示要大力發展物聯網技術，繼而物聯網也成為我國十二五規劃的戰略性新興產業之一。2013年2月，《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）正式出臺，標志著政策層面已經框定物聯網產業的發展藍圖。預計2015年將超過5000億元的規模，并會在短期內可能超過萬億規模，是一個航母級產業。

物聯網技術與應用的競爭，說到底是人才的競爭，是戰略的競爭。物聯網目前在我國還處于發展階段，從事該行業的人才還比較匱乏，僅在交通物流等領域，人才需求量就超過20萬，而且每年都在增長。做為基礎型的產業對人才的海量需求，這也為職業院校提出了緊迫的要求，有一定基礎、能力、條件的職業院校，應高度重視與加強物聯網應用技術專業人才的培訓與培養工作。

1.職業類院校學生的特點。職業類院校培養的學生主要從事安裝、調試、維護、生產、營銷和推廣等工作。而物聯網技術的發展與競爭，主要是人才的競爭。眾多本科類院校也在開設物聯網技術相關專業，但主要面對系統設計、系統分析和研究方面的研發工作，要求有深厚的理論基礎知識，并且具備專業覆蓋面廣的優勢，職業類院校學生勝任起來有些困難。縱觀物聯網的從業崗位，對于技術人員，尤其是建設調試、維修保養、技術服務、營銷推廣等工作，不需要非常深的理論知識，只需要掌握相關的操作規范與標準，具備最基礎的專業知識，具備相應崗位必備的技能技巧即可以，正符合職業院校學生基礎比較薄弱、學習主動性差、動手能力強、適合奔波式工作的職業特色，所以對于當前人才需求量大的物聯網技術相關行業，職業類院校開設上此專業正具備最基礎的條件。

2.各行業對物聯網專業人才的需求量大。“十二五”期間物聯網產業重點領域包括智能交通、智能電網、智能物流、智能工業、智能醫療、智能農業、公共安全、環境監控與災害預警、社會公共事業、金融與服務業、智能家居、智慧城市、國防與軍事等。

我國當前處理物聯網技術人才處理缺乏狀態，筆者隨意瀏覽了一個招聘網站，中華英才網上與物聯網相關的招聘信息有500余條，前程無憂網站上與物聯網技術相關的招聘信息達到1000余條，智能招聘網站上與物聯網技術相關的招聘崗位達到400余條，另經常有公司通過微信、QQ、網站平臺、私人聯系等方式在招聘技高能優的物聯網技術相關的專業人才。

據不完全統計，近幾年的幾大應用領域對人才的需求量，可能均會超過20萬以上，如智能交通、智能物流、智能電網、智能醫療、智能工業、智能農業、智慧生活等。

3.對物聯網應用技術關鍵領域展開教學與研究。RFID技術等短距離通信技術、傳感技術等關鍵技術，眾多理工類職業院校有著豐厚的基礎，承著物聯網技術的推廣與應用，職業類院校可以對這些核心的技術展開教學與研究，使得培養的人才在智能交通、智能物流、智能農業、智能工業等領域得到發揮。

4. 職業院校具備校企合作的基礎。職業教育的人才培養模式步伐一直沒有停息過，從項目教學法、學習德國職業教育模式、校企合作、微課教學、Mooc教學、混合式教學、頂崗實習等，究竟花落哪種模式，沒終極結論。實踐場地不斷翻新，合作企業不斷探索，新技術新技能不斷涌入，已經讓當前的眾多高職院校具備了充分的校內實訓基地，具備了校企合作的基礎。

在當前的基礎上，開發物聯網技術專業具備了良好的基礎。從教學方法上看，多年的探索與實踐已經積累了成熟適用的經驗，從硬件基礎上看，已經具備了搭建物聯網相關實訓室的基礎條件，從師資力量上看，已經擁有了開設此專業的技能與技術。院校與物聯網企業合作，搭建校企合作平臺，通過高校與企業聯合辦學，培養熟練掌握物聯網知識與技術的信息服務與技能應用型人才，合作育人，合作發展，達到人才培養的靈活性、開放性、深入性、針對性。

總之，在當前本科類院校開設物聯網應用技術專業的同時，各職業類院校也必須要迎頭趕上，以呼應本科類院校培養的研究型人才，牢牢把握住這一機遇。中高等職業類院校作為國家技能型人才培養的基礎，開辦此專業顯得尤其重要與必要，有處于當前物聯網應用技術發展的大好形勢 ，扭轉物聯網人才資源匱乏的局面，從而培養大批的具備物聯網技術能力、創新能力、良好的團隊合作精神的復合型人才，全國的職業類院校都以當前物聯網發展的大好背景為依托，積極開辦物聯網應用技術專業，探索理論和實踐相結合的優質培養人才戰略。

由于我國物聯網專業教育于2010年才起步，對于很多院校開設此專業還處理猶豫與探索階段，如如何定位專業、課程設置？師資力量從何而來？實驗室不完善如何辦？學生的就業前景如何？等等諸多問題，這也一定程度上會制約著物聯網技術專業的設置與發展，所以研究物聯網應用技術專業教育的有效性及輸送人才的通道更顯得重要。

參考文獻：

[1]董榮勝. 計算機科學導論―思想與方法. 北京：機械工業出版社， 2007年8月.

[2] 彭力.基于案例的物聯網導論.北京：化學工業出版社， 2012年10月.

篇（5）

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2012）06－0063－02

一、引 言

物聯網（Internet of Things，IOT）又稱傳感網，指的是將無處不在的末端設備和設施，包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、視頻監控系統和“外在使能”的各種資產、攜帶智能終端的個人與車輛等，通過各種無線或有線的通訊網絡實現互聯互通，從而提供安全可控乃至個性化的實時監控、定位溯源、報警聯動、遠程控制、安全防范等管理和服務功能，實現任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。目前物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點，其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。并且隨著科學技術的不斷發展，物聯網技術將催生新的產業，形成新的經濟增長點，其發展前景十分可觀。鑒于此，2010年8月，教育部審批通過了35所高校獲批開設物聯網相關專業，新設專業將自2011年開始招生。在2011年，又有27所高校設置的“物聯網”專業通過了教育部的審批。

二、教學實踐與教學方法的初步探索

筆者所在的大學還未申報物聯網專業，但與物聯網技術相關的支撐專業門類比較齊全，如信息與通信工程、電子科學技術、計算機科學與技術、控制工程及測控技術及儀器等專業。基于此，筆者在2011年連續兩個學期開設了物聯網技術導論的公選課，學生選課非常踴躍，170人的選課規模每次都爆滿，從這可以看出當前本科生對物聯網等新生技術具有非常強的學習欲望。針對物聯網技術的特點，在現有教學技術的基礎上，對教學方案進行了初步探索。

1．合理選擇教材

筆者結合選課學生的特點：不僅有理工科學生，還有社會科學類學生，選擇了周洪波博士所編寫的《物聯網技術、應用、標準和商業模式》一書。此書以通俗易懂的方式，指導學生了解物聯網世界，且不需要較強的專業背景，適應不同專業的學生。

2．嚴格修訂教學大綱，合理安排教學內容。

教學大綱不僅是進行教學內容及進度的依據，也是考試考查的依據，更是教學質量評估的依據。一個好的教學大綱，非常有利于教學質量的提高。在教學內容上，首先講述物聯網產業的發展與機遇，讓同學們明白物聯網技術無論是在經濟、生活以及國家戰略上都有非常重要的前景。讓同學們掌握互聯網、物聯網以及它們的區別與聯系，并了解基于四大技術的物聯網支柱產業群，分別為RFID從業人員、傳感網從業人員、M2M人群以及工業信息化人群；其次，著重講述物聯網產業鏈，即Device、Connect以及Manage（DCM）三層系統，或者也可稱之為感知層、網絡層和應用層。讓學生了解物聯網的通訊與連接，包括短距離無線通訊技術、長距離無線通訊技術、短距離有線通訊技術和長距離有線通訊技術。在物聯網應用方面，通過物聯網在城市市政管理、農業園林、醫療保健、智能樓宇和交通運輸等方面和同學們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術，讓同學們對整個物聯網系統有更進一步的了解。

3．教學方法和教學互動

物聯網是個實用性很強、發展前景很廣的技術。將來物聯網會發展到什么程度，對人類的科技和生活會產生什么影響，都是一個未知數。因而在教學過程中，筆者非常注意和學生互動，讓同學們發揮自己的想象力，盡量去描繪50年，甚至100年后因物聯網的存在，人們的生活所發生的翻天覆地的變化。在上課過程中，筆者既有講述的環節，有和學生互動的環節，更有讓學生分組討論的環節。筆者希望此課程是個開放的課程，學生不僅能學到知識，更能發揮自己的主觀能動性。同時，通過運用多媒體等途徑來呈現物聯網所存在的問題和發展前景，請同學們利用已有知識，并發揮自己的想象嘗試提出解決方案，設置懸念，然后抓住重點、熱點作深入分析，最后上升為理論知識。從而使課程生動形象，對錯分明，環環相扣，印象深刻，氣氛活躍。當然，這種講課方式有一個前提，那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎上。這種授課方式，就是師生間的相互溝通，實現這種溝通，理解是基礎，也即心靈交融，才能實現交往、溝通。

4．考核方式

為了適應物聯網技術應用型人才培養目標的要求，筆者在考核方式上突出強調學生對物聯網技術的基本概念掌握和發展前景設想，同時考查學生的論文寫作能力，從而實現對學習過程的督促與考核，客觀完整地評價學生的學習效果。在考核的評價標準上學生的成績由學生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%，出勤率占20%，最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學生進一步了解物聯網技術，又能發揮學生的想象力和主動性，并能讓學生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。

三、結束語

物聯網是一個新興的產業和技術，筆者依據物聯網專業的特點，結合我校應用型人才的培養目標，從物聯網專業設置的現狀、教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經過幾個學期的教學探索，摸清了教學規律，優化了教學過程，改進了教學方法，使學生具有合理的知識結構，理論與實踐相結合，從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協作能力，能夠暢想未來，把握經濟、社會和科學發展的大趨勢，以適應社會經濟和本科生教育信息化發展的需要，成為能夠適應21世紀新挑戰的復合型高端人才。

參考文獻

1 周洪波.物聯網技術、應用、標準和商業模式［M］.北京：電子工業出版社，2010

2 康曉慧、羅霄鳳、張梅等.植物病理學方向研究生教學改革與探索［J］.安徽農業科學，2012（2）：1225～1227

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：2095-1302（2014）01-0077-03

0 引 言

物聯網是繼計算機、互聯網、移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。代表了未來網絡的發展趨勢與方向，政府大力支持物聯網的發展，企業和教育界、科技界共同推動，物聯網產業已經成為國家戰略性新興產業，需要大量熟悉和精通物聯網的專業人才[1，2]。在此背景下，北京聯合大學自動化學院對2011版自動化專業培養計劃進行了修訂，在 “智能測控技術”專業方向的基礎上建立了“信息處理與物聯網技術”方向[3]。

1 專業現狀與背景分析

原“智能測控技術”專業方向以信息的采集和處理為主，課程主要包括檢測技術、傳感器原理及應用、智能儀器、計算機控制技術以及LabVIEW技術等，是傳統的專業方向，課程的覆蓋面較窄，偏重于系統前端的硬件采集原理，系統的概念較為薄弱；從人才培養的角度來看，已經滿足不了厚基礎、寬口徑的人才需求，學生掌握知識的集成度不高。為了既保持傳統的經典知識內容，又要為課程體系增加新的特色和先進內容，將傳統的專業方向賦予時代意義，使學生們真正學以致用，“信息處理與物聯網技術”專業方向應運而生。

“智能測控技術”和“信息處理與物聯網技術”并不是割裂的，前者是后者的基礎，后者是前者的延續和拓展。從技術的角度上講，物聯網分成三個層次[4，5]，即感知層、網絡層、應用層，形成了物聯網的體系架構。物聯網的感知層涉及到傳感網技術，會有多種傳感器應用其中，正是“智能測控技術”方向的核心內容；物聯網的應用層是多種信息的智能處理技術，也是“智能測控技術”方向的主要內容，它們被物聯網網絡層連接，即新的專業方向加入無線傳感網等新知識、新技術，形成物聯網系統體系的概念。

我們的教學理念在于從一個大系統的角度看待物聯網，利用物聯網實現系統的集成創新應用和信息化服務。以物聯網體系框架為依托，實現信息的采集、傳輸、有用信息的提取和整理、以及完成相應的控制和信息應用，重點突出無線傳感網和應用層設計，及物聯網的行業應用和信息化服務。因此本課程體系的設置將突出系統網絡架構、選擇物聯網關鍵技術，并將物聯網技術與經典的檢測及控制方法相結合，實現物聯網的多領域應用[6，7]。以物聯網為載體，培養學生的創新意識，增強學生的實踐動手能力，提高學生專業綜合素質。

2 課程體系設置

“信息處理與物聯網技術”專業方向設置在自動化學院，因此它的應用特色非常鮮明。課程體系的設置如圖1所示，加強了實驗/實踐環節的內容設置。其中，理論教學是基礎，對物聯網的體系結構、關鍵技術和相關領域的典型應用形成完整的闡述，實驗教學作為理論課程的延伸，是抽象到具體的過程，試驗環節的設置按照物聯網的體系結構，完成由下而上的知識獲取和驗證；物聯網作為一種實用技術，讓學生去感受、去體驗、去親自動手設計和實現一個系統更是至關重要的。通過實踐環節中的認識實踐，學生去企業參觀感受，體會知識的力量和企業文化，培養對專業的認知和信心；工作實踐則更近了一步，利用假期時間到相關企業中從事基礎和簡單的專業工作，深化所學知識的專業應用技能；請工程師或行業企業從業者走進學校的課堂，結合實際的應用案例，為學生出題和指導，進行專業綜合訓練，為學生的實際設計能力和實際動手能力培養打造了平臺，提供了方向。理論教學、實驗教學、案例教學和各個實踐環節相結合，增加課程的實用性。為應用型人才的培養奠定了基礎。

2.1 理論課程

集成了多種新知識和新技術的應用，涉及的知識點眾多，作為系統的學習和設計，理論教學中課程內容的銜接、承上啟下的課程安排非常重要；理論課程包括基礎課程（也稱為學科大類課程）和專業課程[1]。

本專業方向偏重于傳感檢測、無線網絡的設計以及行業應用，尤其是工業物聯網的兩化（信息化、自動化）融合，因此在限選課中還有相關行業技術應用課程：虛擬儀器技術、現場總線技術等。任選課作為專業限選課的補充，完善物聯網的設計和應用。

通過理論課的學習，學生將會對知識融會貫通，對信息處理和物聯網的應用體系和架構充分了解，具有物聯網系統的理念和基本的組網設計能力。但是在實際應用中，需要將多門課程、甚至多學科的知識融為一體，去設計、安裝、調試、運行一套系統。這種靈活運用所學知識于實際系統的能力，是真正的學以致用的體現。因此實驗室建設、實驗基地建設和實驗項目開發，對于學生消化、理解理論知識和培養實際動手能力至關重要。

2.2 實驗室建設

圖2所示是物聯網專業方向的實驗室建設框架，實驗室建設與課程設置緊密相連，并考慮到學生的分層教學以及科研平臺的擴展性。利用已申請的中央財政支持地方高校專項資金，正在籌建支撐“物聯網技術及應用”、“無線通信和無線網絡基礎”及“物聯網應用層系統設計”等課程的課內實驗平臺，包括三個模塊：第一是物聯網技術基礎實驗模塊； 第二是無線傳感網開發設計模塊；第三是物聯網技術沉浸式體驗模塊。其中第一和第二模塊在教學上采用學生熟悉的C或C++語言實現節點和無線網的設計，網關采用Linux、andor兩種操作系統，學生可以根據自己的基礎和喜好選擇；第三模塊是智能家居（體驗）實驗室，根據家居實景建立的物聯網系統，可以實現燈光、安防、煙感、窗簾、空調等家居設備的遠程控制。此系統采用最適合無線傳感網絡的Tiny OS操作系統，可以作為學生初識物聯網系統的感性認識體驗模塊，也可以作為教師、學生進行科研開發的平臺。目前在建實驗室物流綜合實驗室和未來超市都是物聯網在行業中的具體應用，提供學生進行專業綜合訓練。

課程的實驗內容全部以實際系統為主，綜合訓練學生的系統設計、軟件編程和系統調試能力，包括對傳感/變送器的選取、信號的采集與處理方法、無線傳感網組網技術、物聯網應用層設計、針對不同領域執行器的選擇等；并將先進的虛擬儀器技術與物聯網應用相結合作為物聯網的信息處理方式，培養學生設計智能儀器的開放性創新能力。通過實際項目訓練，學生可以完成從了解任務的需求、根據需求制定系統方案、在最佳性價比的基礎上選型系統的硬件配置、組網，到應用所學知識編制合理的軟件程序，并具有系統調試、通過系統運行結果分析問題、定位問題、以及解決問題的專業核心能力。

2.3 實踐基地建設

物聯網工程技術是集成的信息/控制服務系統，可以應用于不同的行業和領域。據報道目前物聯網專業的人才缺口近20萬，因此培養適合于企業的應用型人才就是物聯網專業的人才培養目標。產學研的辦學模式是企業和學校快速溝通、共建共贏的很好方法。在課程建設、實驗室建設的同時，積極與企業聯系，建設校外實踐教學基地是專業方向建設的重要環節。同時在我們的教學計劃中還有工作實踐的內容，建設實踐基地也為學生的工作實踐提供了場所和條件。利用北京市高新企業多，許多區縣建立數字北京、智慧北京的物聯網項目的機會，與企業和公司合作，進行橫向項目的開發和實踐基地的建設。選派學生到相應的公司企業進行畢業設計，不但使學生掌握了物聯網技術、熟悉了企業的運行模式，還可以為企業提供專業的人才，實現企業與學生的雙向選擇。

3 教學模式的探索

物聯網教學涉及的知識點眾多，學生直接進行理論課的學習難免感覺枯燥和凌亂；但物聯網的應用可以無所不在、生動有趣，這樣的特點決定了我們在教學時可以先引起學生的興趣，讓他們明白所學可以如何用。因此在課程的安排上首先是導論和浸入式體驗的認識實踐，然后才是相關專業課的學習和實驗，并在第六個學期進行工作實踐，加深專業知識的應用，第七學期開設專業綜合訓練，學生進行設計性、應用性訓練，形成物聯網系統。圖3所示是學校物聯網方向的教學進程圖。

4 結 語

物聯網技術的課程設置應當具有以下特色：

第一是先進。課程設置針對目前最熱門的集成技術應用—物聯網系統的設計及應用，是傳感技術、計算機技術、網絡技術和信息控制技術的發展方向，體現了先進技術的特質；

其次就是實用。課程設置和內容將重點突出實用性，理論是基礎，實用是根本。強調實驗環節，以增強學生的實踐動手能力和畢業后對崗位的適應能力為宗旨，突出重點，強調實用。

第三是靈活。不但體現在課堂上課程設置的靈活性，也顯示了物聯網學習的靈活性。以物聯網體系框架為依托，重點突出無線傳感網和應用層設計及工業物聯網的應用。學生可以根據實際系統的需要靈活配置。強調培養學生靈活思維，突出創造性和創新意識，是學生綜合素質的體現。

最后是深入。課程的工程性、實用性、設計性很強，也有許多公司會舉辦大型的物聯網設計大賽，因此可以為有興趣的同學開辟第二課堂，通過指導學生參加相關專業的科技競賽帶動大家的學習熱情，深入理解本門課的內容。

參 考 文 獻

[1] 王志良，閆紀錚.普通高等學校物聯網工程專業知識體系和課程規劃[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[2] 王志良，石志國.物聯網工程導論[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[3] 教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導委員會.高等學校物聯網工程專業實踐教學體系與規范[M].北京：機械工業出版社，2011.

[4] 張光會，余晃晶.試論物聯網工程專業的人才素質和培養目標[J].科技信息，20ll（11）： 216-217.

篇（7）

前言

物聯網技術作為信息產業發展的第三次革命，涉及的領域廣，其理念也日趨成熟。從整體來看，中國物聯網市場主要份額有智能工業、智能物流、智能交通、智能電網、智能醫療、智能農業和智能家居等行業。2009年8月，“感知中國”的講話把我國物聯網領域發展推向了，我國在無錫建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、電信運營商和多所大學在無錫建立了物聯網研究機構，越來越多的行業和企業需要物聯網技術人才，加大物聯網工程技術各級人才培養力度，已經成為當前職業教育相關專業改革與發展的一項重要和緊迫任務，中職業學校的計算機網絡技術專業課程的設置應該著眼于社會的發展需要，增加在物聯網技術應用型人才培養，在課程設置、教學內容以及實訓上增加物聯網技術的知識與技能實訓，培養既掌握計算機專業的知識技能，又懂得物聯網技術的復合型技術人才，適應社會信息化產業新趨勢的發展。

1中職物聯網技術專業現狀

目前，全國大多數本科、高職院校都開設物聯網工程技術專業，并把該專業作為重點規劃和發展專業，學科知識體系及課程設置都在研究與探討，物聯網專業教學與實訓處在摸索、實踐階段，沒有成熟的體系、成功的經驗可以借鑒。中職學校也積極創造條件開設物聯網技術應用專業，但是物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展技術，主要涉及計算機網絡技術、計算機軟件開發和電子技術等綜合的學科應用，而大多數中職學校學科體系不夠完善、受學制，專業師資和教學實訓設備等因素限制，如何在學校現有師資、課程、實訓設備的基礎上，創建能滿足物聯網產業企業的需求、又具有本校特色的物聯網專業，是各個學校急需解決的問題。在物聯網技術專業的建設與人才培養上采用兩步走的方式來實現：第一步，各中職學校將結合學校學科專業體系的特點與優勢在電子技術應用、計算機網絡技術、計算機軟件技術專業增加物聯網技術方向的基礎課程和實訓課程，進行探索與實踐。第二步，整合相關專業教學實踐、教學資源，制定統一、完善的物聯網專業課程體系和人才培養方案，使之形成一個整體。

2物聯網技術的專業課程設置

目前，計算機網絡技術專業所開設的專業課程與教學實踐都是基于普通計算機之間互聯的網絡工程技術，而物聯網是物與物相連的互聯網，是互聯網的延伸，物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展綜合技術。主要涉及電子技術、網絡技術和軟件技術等綜合的學科應用技術，知識系統非常龐大，必須進行研究與梳理，依據人才培養的目標定位，考慮中職學制與學生學習能力，根據網絡專業的課程架構與知識體系，合理組織增加物聯網技術的知識，進行適時課程的設置調整，根據物聯網技術系統層次結構特點和關鍵技術，課程設置如圖1所示，使學生掌握新的知識與技術，從而擴大就業面，提升在就業中的優勢而計算機網絡技術專業標準課程設置中已經涵蓋了物聯網技術網絡層知識領域，只需要增加的主要是物聯網感知層和應用層的相關核心課程。具體是在專業基礎課增加《物聯網技術導論》，專業課上增加感知層《傳感技術與檢測》、《RFID技術與應用》、《傳感網組網技術》課程和《網站建設與管理》、《數據庫的應用技術》應用層課程。

3物聯網技術實訓體系設置

對于中職學生而言，物聯網技術應用的定位應體現在工程實踐性，學生需要有知識理論的學習，更要注重工程能力的實踐，根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系，設計教學實訓內容，注重培養學生實際工程的應用技能，根據物聯網技術專業課程的設置，結合計算機網絡技術專業的實訓教學與設施情況，確定物聯網技術專業課程的實訓體系，確定實訓教學的內容。（見表1）

4物聯網技術教學實訓的實踐

中職計算機網絡技術專業受學制（三年）和學生學習能力、實訓條件、師資等因素限制，課程調整的空間較小，在明確專業人才培養定位，根據網絡專業的課程架構與知識體系，合理組織增加物聯網技術的知識教學與實訓，系統的增加物聯網技術的知識，適當調整專業課程，一方面將物聯網傳輸層新技術與知識“嵌入”到原有的課程教學中，比如：將傳感器技術和RFID技術知識作為電子技術基礎的內容，無線傳感網組網技術加入到網絡課程中，將數據庫技術知識融入網站建設與管理課程中。另一方面，進行適時課程的設置調整，在有限的學時上增加《物聯網技術應用》課程教學與實訓，進行典型的應用系統綜合實訓，如智能家居與智能安防監控綜合實訓。

5物聯網技術實訓室設計

計算機網絡技術專業建設有完善的網絡布線實訓室、網絡設備配置實訓室、系統搭建實訓室、網絡安全實訓室，能完成網絡工程的實踐教學實訓。物聯網技術實訓室可以對原有的網絡工程實訓室進行改造，規劃和購置物聯網實訓模塊設備，模擬物聯網應用工程環境和實際應用環境，構建“理實一體化”物聯網技術應用實訓室，拓展原有實訓室的功能，提供課程教學實訓從理論知識學習、講解到演示、基本技能訓練、工程項目實踐等多層次教學實踐。借鑒網絡技術的項目教學實踐體系，根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系，設計教學實訓內容，注重培養學生實際工程的應用技能。因此，通過物聯網技術專業課程、實訓體系設置、實訓實踐及實訓室建設的研究和探索，我們可以在中職計算機網絡技術專業增加物聯網技術的知識與技能實訓，培養既掌握計算機網絡專業的知識技能，又懂得物聯網技術的復合型技術人才，擴寬計算機網絡專業的學生就業渠道，提高學生就業競爭力。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育.中等職業學校專業教學標準---信息技術類（第一輯）[M].高等教育出版社，2015.

[2]黃永前，劉凌.中職計算機網絡技術專業物聯網技術課程設置探索[J].物聯網技術，2016.

篇（8）

多媒體輔助教學在高校已廣泛普及，課程不同輔助手段各異，板書等傳統教學方法正在逐漸被取代，與之相比，多媒體輔助教學是一種更加直觀、新穎的教學手段。但是如何在不同的課堂上合理的使用不同的多媒體技術就成為了高校教師需要深思的一個重要課題。

《物聯網導論》這門課程是開設給西科大物流管理專科畢業班的學生，在這本書中介紹了物聯網非常多的技術內容，比如射頻識別技術、傳感器技術、互聯網技術、移動網技術等等，但是這些技術如果僅從文字上理解，很多概念是生澀枯燥難懂的，于是筆者通過兩年的教學探索，對于如何更加合理、有效的在這門課程中使用多媒體輔助教學談談自己的體會。

一、合理的使用PPT輔助教學

1、PPT的合理使用

如今的高校教師越來越多的使用PPT（Power Point 簡稱，一種演示文稿圖形程序）作為上課的主體講授方法，因為PPT可以以一種圖文并茂、生動靈活的方式將知識點展示給學生，提高學生學習興趣。同時PPT也不光只是簡單的知識點羅列，它還可以通過超鏈接、圖示等不同方法，將整體知識點進行串聯，讓學生直觀了解所學內容的整體框架。

案例1 在這門課程中，筆者在講解互聯網這部分內容時，根據PPT上準備的圖示，學生可以很直觀的掌握重點網絡用語等知識點。比如互聯網中的域名解析的兩種不同方法，或者Ipv4如何過渡到Ipv6的兩種不同技術，這些知識點通過PPT的圖示幫助學生更好的掌握兩種不同方法和技術之間的差異。另外在無線低速網絡的講解中，通過PPT的使用可以方便學生理解ZigBee網絡層采用的按需距離矢量路由協議（AODV），學生可以從PPT中的動圖看到節點是如何尋找路徑的。

由于在不同的網絡層涉及的復雜內容特別多，包含了很多的網絡協議和網絡構建，光是文字的敘述太過繞口，只能讓學生一知半解，通過PPT圖畫和知識點關鍵字的強調，可以幫助學生更好的理解。

在教師使用PPT的過程中一定要注意，我們仍需要對每個部分進行小結，做內容回顧，讓學生更好的了解目前學到了什么、應該掌握什么、什么是重點、什么是難點等。

2、PPT使用中的問題

剛開始在使用PPT的時候筆者也遇到了一個問題，就是每頁PPT上文字內容過多，重點不突出，導致課堂氣氛死氣沉沉學生沒有積極性。于是通過不斷摸索并和其他老師探討學習，在之后上這門課程時筆者對PPT中的大量內容進行了刪改，并把重點用不同顏色不同方法標記出來，增加超鏈接和小圖案來提升整體PPT的活潑度，在這種整改之下筆者的課堂上學生們注意力非常專注，興趣濃烈，課堂效果也提高了很多。

同時在這門課的講授過程中，筆者還發現有些知識點無法用PPT的形式講解明白，特別是一些數字類型的概念，這時候就又要回歸到原始的板書上，通過一步步書寫的方法讓學生明白每一個數字每一個步驟都從何而來。比如在關系數據庫模型中涉及到了數學集合運算――交、差、并等，于是筆者就通過板書講解讓學生都非常好的掌握了重點內容。多媒體只是一種輔助教學手段，它合理的使用可以使教學升華，但也不能丟掉傳統教學手段。

二、用直觀視頻內容取代死板的概念講解

如今的大學生，過多的強調自主和靈活，都擁有自己的主見與思想，針對他們的特點，高校教師在講課的時候應該把課堂主動權交給他們，讓他們更好的融入課堂提高學習效果。

在這門課程里涉及非常多枯燥的概念，如果僅僅使用文字描述學生們都會失去興趣，于是筆者采用了播放視頻的方法來取代對概念的死板講解，讓學生可以在視頻中掌握重點知識點。

案例2 “物聯網”這個概念對學生而言是完全陌生的，為了讓學生更好的掌握這門課程的大體概況，筆者在第一節課剛開始給學生播放了“中國聯通的物聯網宣傳視頻”，通過這個視頻中包含的三個層次內容，學生就可以直觀的了解物聯網三大基礎層次：感知層（如何將物品聯網）、網絡層（使用什么網絡）、應用層（物聯網如何造福人類）。在觀看完引入視頻之后，再對物聯網概念進行講解的時候，學生就很好理解物聯網就是把各種物品通過不同的技術連接在一起而形成的網絡。

案例3 在講到智能信息設備的時候，目前在智能信息設備的幫助下產生的很多新興技術對專科生而言是陌生的，比如無人駕駛汽車的成功研制，通過播放“無人駕駛汽車上路測試完成”的視頻，幫助學生在了解智能信息設備有哪些的同時也幫助學生了解時下的新聞熱點，讓專科生也做到與時俱進。這時候筆者就可以對學生布置作業，讓學生自己尋找身邊的智能信息設備都有哪些，通過課后的資料收集，學生們給筆者進行了非常多的反饋，可見使用這種教學方法可以有效調動學生學習積極性。

案例4 對于定位系統的內容，課本上除了定位系統的概念之后比較少涉及到定位系統的具體應用，所以筆者通過“智能定位尋找丟失手機”、“歐洲衛星定位用于農業”、“手機GPS老人不怕丟失”等視頻讓學生了解目前定位系統在生活中的廣泛應用，幫助他們在學習生活中使用類似于百度地圖的軟件進行自身定位，更好的把新興技術知識學以致用。

案例5 在物聯網應用層中，可以通過視頻讓學生直觀了解物聯網可能會帶來的生活新改變，并對之后深入的學習產生更大的興趣。比如“北京地磁感應停車系統”的出現解決了停車場停車位管理問題，機場附近的傳感器保證了機場的安全等等。再比如英國一個學生把他的宿舍打造成了全聲控，只需要說出“開燈”“關窗簾”等詞語就完成原先需要手動完成的工作。

三、小結

隨著信息化技術的不斷發展，高校老師越來越多的運用不同手段的多媒體輔助教學。筆者通過不斷的摸索與總結，發現在《物聯網導論》這門課程的教學過程中，可以通過PPT輔助板書的形式進行基礎內容的解析，幫助學生直觀理解基礎內容并調動學生課堂積極性；并通過直觀視頻內容的播放取代呆板的概念講解同時進行案例演示，可以幫助學生更好掌握具體概念的應用。雖然說多媒體教學可以帶來非常良好的課堂效果，但是傳統板書在一定程度上也占有不容忽視的地位，所以教師如何在實際教學過程中更加合理、有效的使用多媒體輔助教學就成為了一個非常值得探究的問題。

【參考文獻】

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一、物聯網的由來

物聯網的概念最早于1995年出現在比爾蓋茨的《未來之路》書中，在該書中比爾蓋茨已經提及了Internet of Things的概念，只是當時并沒有引起人們的重視。1998年，美國麻省理工學院創造性地提出了當時稱為EPC系統的“物聯網”的構想；1999年，美國麻省理工學院首先明確提出了“物聯網”的概念，提出了物聯網就是將所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯網相連，能實現智能化識別和管理的網絡。2005年11月，國際電信聯盟在突尼斯舉行的信息社會峰會上了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了物聯網的概念。

2009年11月，總理發表了《讓科技引領中國可持續發展》的重要講話，“我國要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的‘發動機’”，從而物聯網作為我國的新興戰略產業。

物聯網就是在計算機互聯網的基礎上，利用射頻識別、傳感設備和無線通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”； 即英文名稱為“Internet of Things”，簡稱IOT。在這個網絡中，物品能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用RFID等技術，通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯和共享。

二、物聯網的特征

（1）網絡化：網絡化是物聯網的基礎。不論是有線、無線還是專網來傳輸信息，都必須依靠網絡，而且必須與互聯網相連，這樣才能形成完全意義上的物聯網。（2）互聯化：物聯網是一個包含多種網絡、接入、應用技術的大集成，也是一個讓人與人、人與物、物與物之間進行交流的平臺；與互聯網相比，物聯網具備更強的開放性，應能夠隨時接納新設備、提供新的服務與應用，即物聯網具備自組織、自適應能力。（3）物聯化：計算機和計算機連接成互聯網，實現人與人之間交流。而物聯網是實現人物相連、物物相連，通過在物體上安裝傳感器或微型感應芯片，借助計算機網絡，讓人和物體進行“對話”和“交流”。（4）感知化：物聯網離不開傳感設備。射頻識別、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備，正如視覺、聽覺和嗅覺器官對于人的重要性一樣，它們是物聯網必不可少的關鍵設備。（5）自動化：物聯網通過傳感器設備自動采集數據；根據事先設定的處理規則，利用軟件自動處理采集到的數據；自動地進行數據交換和通信；對物體實行自動監控和自動管理。一般無需人為的干預。（6）智能化：物聯網融合了計算機網絡技術、無線通信技術，微處理技術和傳感器技術等，從它的“自動化”、“感知化”等特點，已能說明它能代表人、代替人“對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環境事宜”，智能化是其綜合能力的表現。

三、物聯網的組成

物聯網主要包括以下幾個子系統，有些物聯網可能只包括了這些子系統中的一部分。

（1）電信網絡：物聯網的信息傳送與日常使用的文字、語音、圖片、圖像傳輸相比，有其獨特的地方，物聯網中的信息傳輸大多是小數據量和特大數據量的傳輸。小到每月只發送幾bit，如電力抄表；大到持續發送大幅圖像，如交通監控，而中等數據量的信息傳送卻不多見。這就對通信網絡提出了新的要求，需要推出新的通信標準和新的接入技術，以適應物聯網各種通信的需要，實現物聯網的高效通信。現有的通信網絡主要有電纜、光纖、無線電、微波、衛星、藍牙、紅外、WiFi、移動通信等。（2）傳感器：傳感器可以把一些物理量的變化變為電信號的變化，收集信息，做出響應。例如麥克風和喇叭就是一對語音傳感器。傳感器可以是聲、光、電、重量、密度、硬度、濕度、溫度、壓力、震動、速度、圖像、語音等。（3）電子標簽：電子標簽用來標識物聯網中的各物體。現有的電子標簽主要有RFID、條形碼、二維碼、IC卡、磁卡等。（4）數據處理：物聯網通過傳感設備所采集到的數據，必須經過計算機軟件進行處理，才能滿足用戶不同的需求，實現各種目的。這些數據處理往往包括匯總求和、統計分析、閥值判斷、數據挖掘和各種專業計算等。（5）報警系統：傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接報警或者經過計算機軟件處理后報警，報警形式主要有聲、光、電（電話、短信）等。（6）顯示系統：傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接顯示或是經過計算機軟件處理后顯示出來，常見的顯示形式有文字、數字、圖形、表格等。

四、物聯網的關鍵技術

（1）感知與標識技術

感知和標識技術，負責采集現實中發生的事件和數據，實現外部信息的感知和識別，是物聯網的基礎，如傳感器、無線定位、射頻識別（高頻、超高頻）、二維碼等。

（2）網絡與通信技術

網絡是物聯網數據傳遞和服務支撐的最重要基礎設施，通過人物互聯、物物互聯，實現感知信息高可靠性、高速度、高安全地傳送。物聯網的實現涉及到近通信技術和遠程通信技術。近距離通信技術主要涉及RFID，藍牙等，遠程通信技術主要涉及互聯網的組網、網關等技術。包括短距離無線通訊（zigbee、藍牙、WiFi等）， 低功耗無線網絡技術，遠程網絡、多網絡融合等。

（3）計算與服務技術

海量感知信息的計算與處理是物聯網的最重要支撐，服務和應用則是物聯網的最終價值體現。

海量感知信息的計算與處理技術是物聯網應用大規模發展后，面臨的重大問題之一。需要攻克海量感知信息的數據挖掘、、數據融合、高效存儲、并行處理、知識發現等關鍵技術，研究物聯網“云計算”中的虛擬化、智能化、分布式計算和網格計算等技術。其核心是采用云計算技術實現信息存儲和計算能力的分布式處理和共享，為海量信息的高效利用提供技術支撐和保障。

服務計算。物聯網的發展必須以應用為導向，在“物聯網”中，服務的內涵得到了革命性的擴展，不斷涌現出大量的新型應用將導致物聯網的服務模式與應用開發受到巨大挑戰，面臨著許多機遇，如果仍然沿用傳統的技術路線勢必制約物聯網應用的創新。為了適應未來應用環境的變化和服務模式的變化，必須研究針對不同應用需求的標準化、開放式的應用支撐環境和服務體系結構以及面向服務的計算技術等。

（4）管理與支撐技術

隨著物聯網應用以及網絡規模的擴大、支撐業務的多化化復雜化和服務質量的高要求，影響物聯網正常穩定高效運行因素的越來越多，管理與支撐技術是保證物聯網“安全高效可控”的關鍵，包括測量分析、網絡管理、物聯網標準和安全保障等方面。必須研究新的高效的物聯網管理模型與關鍵技術，用來保證網絡系統正常高效穩定的運行。

參考文獻：

[1]物聯網導論（第二版），劉云浩主編，2013年8月，科學出版社

篇（10）

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 13-0000-02

一、引言

物聯網(InternetofThings)是將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等裝置與互聯網絡結合起來而形成的一個巨大網絡。物體通過智能感應裝置,再經過傳輸網絡到達指定的信息載體,再經過全面感知、可靠傳送和智能處理,最終實現物與物、人與物之間的自動化信息交互與智能處理[1]。2011年,在工業和信息化部出臺的“物聯網十二五發展規劃”中,明確指出,物聯網已成為當前世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一,發展物聯網對于促進經濟發展和社會進步具有重要的現實意義。2010年,教育部公布了140個高校新設本科專業,重點培養與國家確定的戰略性新興產業相關的專業。其中,“物聯網”專業排名居首,國內許多高校紛紛開設或準備開設物聯網專業。

二、物聯網工程專業的課程體系

從物聯網的技術構成上來看,主要包含感知層、網絡層、服務層和應用層。[2][3]因此,物聯網專業涉及多個專業方向,其基礎教學體系的建立也需要多個專業的匯聚。對于不同的大專院校,由于自身的情況、特點以及優勢不同,可以建立不同的具有各自特點的理論課程以及實訓課程。物聯網工程專業面向現代信息處理技術,以培養從事物聯網專業領域的研發、設計、工程及制造等方面的高級工程技術人才。因此,物聯網工程專業或方向應建立以提升工程素質為根本、以培養物聯網工程能力為核心、以掌握物聯網工程學科知識要求為目標的課程體系。[4]

如圖1所示。

圖1物聯網工程專業的課程體系

三、物聯網工程導論實踐教學

物聯網工程導論是物聯網工程專業的核心課程之一,同時也是本專業的入門課程。對于剛剛進入大學的本科新生來說,這是他們進入大學后學習的第一門專業課程。新入學的學生對物聯網這一新生事物了解的程度較差,頭腦中沒有相關的概念。因此,物聯網工程導論課程授課的主要內容應以介紹物聯網基本原理及知識和物聯網的一些常見應用為主,在教學中以建立完整的知識框架結構作為中心點。通過教學活動,使學生能夠對整個物聯網專業的內容有一個較為清晰的認識,對整個學科的課程體系有一個初步了解,包括核心課程的簡要內容和在專業中的作用和地位、相互關系等。這樣可以盡量減少他們在今后四年學習中的迷茫和困擾,因此,在教學過程中需要注意以下幾點:

(一)適當增刪教學內容,講授內容忌深、忌細

在教學內容的選擇上應以面向應用為指導思想對教學內容進行適當的補充或刪減。教學過程中切忌講的過深過細,要讓學生了解并掌握本學科的基本內容和研究方法。本課程作為物聯網工程專業的引導性課程,基本上涵蓋了物聯網這一學科知識體系的各個主要方面。因此,在授課過程中,在介紹每一方面內容時,應從宏觀層面入手,對學生做一個較高層次的高級科普。講課內容要能反映物聯網科學技術和產品的最新發展,在使學生了解相關概念和術語的基本含義的基礎上,同時更多的了解最新流行電子產品的功能和基本原理;這些內容比較適合一年級大學生的思維方式和知識背景,有利于提高他們對物聯網知識的理解能力;通過本課程的講授,引導學生思考物聯網在發展和應用中存在的問題,從而培養學生對物聯網工程專業的興趣,為更好的學習相關的其他課程奠定一個良好的基礎。

(二)引導學生轉變學習方法,促進良好習慣的養成

大學新生入學后,學校一般會安排入學后的專業教育,但是由于時間較短,效果有限。很多學生仍然不太適應大學的學習生活方式。因此,物聯網工程導論作為新生入學后學習的第一門專業核心課程,教師在授課中不僅要介紹物聯網的基本知識,還要著重引導學生的學習方法,促進學生養成良好的學習習慣。使學生能夠很快適應大學的學習方式。

中學階段,學習的主要方式就是大量而緊湊的課堂教學。學生的學習時間由學校安排,老師實施灌輸式教學。老師教學生是“手拉手”領著教,老師對于課程的安排非常詳細和周到,使得同學們養成了依賴老師的習慣,在學習過程中只會去被動的記憶和背誦。到了大學,老師的課堂講授相對減少了很多,在課堂上的不會講授全部的教學內容,而是以自學為主。課外時間都是自己安排,自己找老師討論問題,自己去圖書館看書,自己找志同道合的人研究問題。學習過程中也不再采用題海戰術和死記硬背的方法,需要學生勤于思考,勇于實踐,尤其對于物聯網專業而言,很多知識需要通過實踐才能真正理解和掌握。

根據中學和大學學習特點的不同,在本課程的教學中,教師在授課過程中,要結合本專業的基礎知識去引導學生轉變學習方法。一方面,要和學生一起分析中學和大學的學習特點,使學生明白二者的不同,從而主動的去適應大學的學習方式;另一方面,通過讀書報告、專題討論、課程實踐等方式,訓練學生適應新的學習方式。要使同學們明白,除了要認真聽老師的講課,認真閱讀教材和參考書,加強實踐環節的學習,除此之外,更重要的是還要有個人的獨立思考和積極探索的精神。

(三)教學的重點在于學生能力的培養

教育部在教高[2007]2號文件中明確提出要求:努力提高大學生的學習能力、創新能力、實踐能力、交流能力和社會適應能力[5]。眾所周知,我國的高考競爭非常激烈,因此在中學階段,對于絕大多數學生而言,把時間全部用在了知識學習和完成各種各樣的作業題、模擬題和考試題上是唯一的選擇,而對于自身綜合素質與能力的培養無暇顧及。從中學進入大學,學生的學習方式有了根本的變化,因此學生要利用好業余時間,有意識地培養和提高自身的綜合能力與素質,主要包括以下幾個方面:

學習能力:即自學的能力。對中學生來說,學習就是按照學校的安排,在課堂上接受教師的知識傳授,課下完成老師布置的作業。而在大學中,需要學生自主地安排學習計劃、主動地獲取知識,不僅僅在課堂上進行知識的學習,在課下的時間還要去讀書、去思考、去實踐,逐步的提高自己的自學能力。

創新能力:所謂創新,就是用新思想、新方法和新技術解決工作中遇到的各種問題。作為大學生,只有具有良好的創新意識和能力,才能面對在未來學習和工作中面臨的各種挑戰,有效的解決遇到的各種問題。

實踐能力:實踐能力是指在工作當中運用自身的知識去分析問題和解決問題的能力。對于工科專業的本科學生,實踐能力的強弱尤為重要,因此,在大學階段,應該著重加強諸如課程設計、實驗、實習、大學生科技競賽等環節的學習和訓練,以提高自身的實踐能力。

交流能力:交流能力指一個人與他人有效地進行信息交流的能力。在現代社會,交流能力是個人素質的重要體現,它代表了一個人的知識、能力和品德。本科學生無論畢業后無論進入那一個行業,都是在一個團隊進行自己的工作,因此,如何與團隊內外人員的進行良好的交流對于自己的研究和工作是至關重要的。

四、結語

綜上所述,物聯網導論課程在本科教學的整個過程中有著重要的作用。通過本課程的教學,使學生對物聯網專業的基本知識有了一個初步的認識,并在學習的過程中逐步去適應大學的學習方法,為后續專業課程的學習也打下了一個良好的基礎。同時,在學生的思想當中逐步樹立起培養自身綜合素質的意識,最終成長為一個高素質的大學本科畢業生。

參考文獻:

[1]張小平.物聯網知識講座(一)[J].物聯網技術,2011,1(5):91-92

[2]沈蘇彬,范曲立.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報:自然科學版,2009,29(6):1-11