互聯網的科學原理

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互聯網的科學原理范文第1篇

[關鍵詞]“互聯網+教育”；人力資源管理；教學設計；實踐途徑

[中圖分類號]C642

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-5918（2018）05-0154-02

引 言

截止到2016年底，我國的移動互聯網已經在社會中實現了普及化發展，我國的網民數已經高達8.67億人左右，移動互聯網的發展速度已經躋身世界前列。對于互聯網的使用已經從PC端進步發展到移動終端，在線教育也實現了PC端到多媒體教學和移動教學的進步發展。將互聯網技術與教育事業進行結合能夠促進教育事業的改革發展，是提高教育效率的重要途徑。

一、“互聯網+教育”的創新內涵與變革趨勢

（一）“互聯網+教育”的創新內涵

隨著信息技術和互聯網平_的不斷發展，互聯網技術的出現促進了現代教育的事業的改革發展，“互聯網+教育”是教育領域中出現的新的教育形式。“互聯網+教育”的教育模式具有高效便捷、傳播方便的特點，已經成為社會主義現代化教育的中要組成部分，并成為師生學習工作的好幫手。“互聯網+教育”能夠有效地提高學生使用現代信息技術的能力與創新思維能力，豐富學生的知識儲備含量，并且能夠激發學生的學習熱情和求知欲望，從而培養學生的創新思維和勇于探索的行為習慣。作為互聯網技術的發展產物，互聯網教育能夠推動傳統教育制度的改革發展，其創新內涵是教育信息化與應用技術的兩方面發展，因此“互聯網+教育”的改革重點不是在于學習環境和技術環境的建設，而是如何徹底推動實現教育制度的改革。“互聯網+教育”的創新發展主要主體不再是信息技術支持人員，而是學校中的教師和學生，因此這種現代產物和傳統教育的結合體，不僅是對教育事業的推動發展，同時對互聯網信息技術使某種意義上的顛覆。

（二）“互聯網+教育”的變革趨勢

現階段互聯網技術已經在社會的各個領域之中開始滲透發展，其中信息技術與教育事業的結合發展，促使教育領域發生了顛覆性的變革。在2016年我國政府的工作報告之中，明確指出“互聯網+教育”的發展計劃，并明確了該計劃的主要內涵，即互聯網+教育二智慧教育，從而實現全面教育和培養高素質的社會主義人才的重要目標。各級省市的學校單位應將“互聯網+教育”計劃作為學校發展的重點內容，推動智慧教育的發展，并通過信息科技帶動教育事業的現代化發展，解決中國教育事業發展的難題，也是我國躋身世界教育強國行列的重要途徑。再具體的結合途徑中，政府要加大資金投入和政策支持的力度，幫助學校建設實現信息化教育的校園網絡平臺和網絡學習平臺，實現校園之中寬帶網絡普及覆蓋，以及信息資源人人共享的良好學習氛圍。與此同時要完善教育資源共享和公共管理服務平臺的建設，實現教育的公平化和信息化發展。充分發揮現代信息技術的積極作用，將優質的信息資源共享發展，并加強師生之間的交流與溝通，培養良好優秀的社會主義發展事業的接班人。

二、基于“互聯網+教育”人力資源管理課堂教學模式的研究

（一）基于認知主義的程序性教學模式

互聯網背景下，程序性的教學模式奠定了計算機在教學領域中的重要地位以及發展模式。在傳統的人力資源管理教學課堂中，實現程序性的教學模式是一件無法完成的事情。程序性的教學模式能夠將人力資源管理教學活動中的中心內容從“教”轉為“學”，充分發揮學的作用以及地位屬性。在程序性的教學活動之中，學生能夠通過計算機進行相互對話從而獲得知識，因此計算機能夠成為教學中的輔助教學工具。在程序性教學之中，人力資源管理教學中，教師的教學作用知識被部分替代，能夠更好的幫助學習者進行知識的認知，通過新媒體技術刺激學習者的積極學習反應。但在程序性的人力資源管理教育中，應建立教學反饋機制，從而使教師更加了解學習者的學習狀態和情況，幫助學習者建立適合和具有實效性的學習計劃。人力資源管理的學習內容涉及范圍較廣、知識量較大，因此學生在學習之中會存在知識符合現象，而基于互聯網技術發展的教學活動能夠實現教學信息的結構優化分解，從而減少信息知識的超量負荷。

（二）基于建構主義的互聯網教學模式

對著社會生產力和科學技術的不斷發展，互聯網絡技術以及在社會之中開始了普遍化的發展趨勢。在教育領域之中，新的教學模式也已經誕生，即基與互聯網技術的多媒體教學模式。首先在我國人力資源管理教育工作之中，教師的教學任務內容量和教學難度較大，而將多媒體技術與教學活動相結合能都促進課堂教學的進步發展。其次，Web2.0信息技術的發展促進互聯網教育方式的產生和發展，該學習模式能夠對人力資源管理的教學問題作為知識構建核心，從而規劃處更具層次和實效的教學內容和模式，從而切實培養學生解決問題的能力以及思維能力。相關教育學者將互聯網教育還定義為虛擬焦旭方式，在這種虛擬的教學模式中，交換成為學習發展的關鍵所在。在本質屬性中來看，虛擬教學空間中的教學模式是通過互聯網技術和網絡平臺實現連接的學習交流過程，并且這些信息的交流和互換是由人力資源教師和學習者為主體。

（三）基于互聯網技術的移動學習模式

隨著社會的數字化普及發展和廣泛應用，在教育領域中推起了在線學習的熱潮。由于移動學習方便快捷以及內容豐富多樣的特點，從而使移動學習成為現代化教育之中的全新數字學習模式。移動學習并不是數字化技術與教學活動相結合，對人力資源管理知識的簡單延伸和擴展，而是將可移動性以及情境性教學在人力資源管理教學課堂中充分實現。而移動學習主要有三個發展階段，首先是移動學習的初始階段，在這個階段之中教師可以利用移動學習的移動便捷性將人力資源管理學習內容推送給學生，并且是網絡傳遞的方式到無線通訊的轉變。第二階段之中要重視在學生通過移動技術進行學習時，學習內容的實效性和自適應性，通過移動設備擴展學生的知識學習范圍以及心智模型，從而實現個性化的學習。最后階段是指對移動設備的智能化發展階段，在這個學習階段之中，學生通過生活實際環境以及社會實踐進行學習，從而通過移動學習感受情景學習的效果。基于互聯網技術的移動在線學習模式能夠使人力資源管理教學更加符合現代化的教育需求。

三、基于“互聯網+教育”人力資源管理課堂教學實踐的基本途徑

（一）利用網絡資源豐富課堂教學內容

現階段的人力資源管理課堂教學之中，教師的知識講述不能做面面俱到。而在“互聯網+教育”的背景下，教師可在把握教材中重點、難點內容的基礎上，首先教師可以充分利用網絡的豐富性和便捷性，將互聯網中的人力資源管理優秀案例進行展示，幫助學習者真實的感受人力資源管理的工作內容和性質，從而更加深刻的體會工作主旨。其次，互聯網平臺之中內容豐富且樣式較多，教師可將名家講座、視頻音頻等內容通過對媒體技g在課堂上進行展示，從而豐富教學內容的多樣性，并且實現教學理論和教學實踐的密切結合。例如在學習面試的相關知識時，可以將張曉彤講師關于面試知識和禮儀的相關講座視頻進行播放，從而更加吸引學生的學習興趣和熱情。互聯網時代下的人力資源管理課堂教學活動，可以利用網絡資源豐富教學的內容和環節，增強教學活動的趣味性和實效性，實現人力資源教育的創新發展。

（二）開發多媒體課件創建網絡平臺

在“互聯網+教育”的發展戰略之下，開發多媒體教學課件，并創建網絡在線學習交流平臺，能夠切實地提高教學質量和效果。首先教師要按照國家新課程標準以及教學大綱的要求，明確人力資源管理教育的重點知識和難點知識，并通過多媒體教學技術將教學內容和練習題以及測試題放置在班級學習交流群之中，使學生的學習更加生動和全面，并且不再受時間和空間的限制。并且這種學習方式可以培養學生的自主學習能力和學習意識，培養學生的首創精神。其次，政府部門應加大對社會教育資源的投資發展，幫扶高校創建網絡在線學習平臺以及交流平臺，使學生可以通過移動設備進行人力資源管理知識的學習，通過在線學習平臺，學生可以課前復習、課后預習，從而提高學習的效率和效果。互聯網平臺之中還可以搭建師生交流平臺，學生在學習之中遇見困難可以通過交流群向教師和其他學生求助，從而進行能力彌補和資源共享。

（三）運用實訓軟件和沙盤模擬補充實訓

人力資源管理是一門實踐能力要求較強的學科，而在傳統的教學中，對于專業綜合實踐的環節涉及較少，實踐教學施舍以及學生實訓崗位設置不夠完善。“互聯網+教育”的發展背景下，通過實訓軟件的應用以及沙盤模擬訓練能夠有效的彌補實踐教育不足的弊端。在引進人力資源管理實訓軟件時，要以具有趣味性和實效性的軟件為主，其次要重視軟件之中的具體內容設置安排。人力資源管理的主要內容應包括工作質量分析、職員招聘、職員素質測評、業績考核以及職業生涯規劃等內容，因此要培養學生對測評軟件以及管理系統的使用能力。其次，人力資源管理沙盤模擬訓練模式能夠幫助學生更好地將理論知識轉換為實踐能力，為學生提供優良的實訓平臺，從而提高學生的專業素養以及實踐能力，做到學以致用，為社會的發展培養出具有創新精神的人力資源管理適用性人才。

互聯網的科學原理范文第2篇

 

伴隨著信息技術和網絡技術的不斷發展，現代通訊技術在我國得到快速發展。特別是作為現代通訊技術的重要組成部分之一的基于單片機原理的互聯網核心技術在我國得以迅猛發展。

 

就目前現代通訊技術而言，我國現代通訊技術逐漸向基于單片機原理的互聯網核心技術方向發展，總體發展前景較為可觀。比如，微型計算機是我國現代通訊技術得以不斷發展的具體表現，并在一定程度上推動了我國現代網絡通訊技術的發展與進步，為單片機與網路通訊技術的研發提供了堅實的理論基礎與技術保障。

 

1 基于單片機原理的互聯網核心技術概述

 

1.1 SOA構架模型

 

作為傳統構架模型的重要組成部分之一的SOA模型，其研究原理主要依托于用戶自身需求作為單片機與網絡通訊應用研究的方向，將互聯網分開部署，相關技術人員和研發人員對互聯網進行調試，并將單片機開發原理應用于計算機通訊網絡技術中。將SOA構架模型作為基于單片機原理的互聯網核心技術領域，其目的是幫助用戶保障網絡安全與穩定運行。

 

SOA構架模型實施的目標是幫助研發人員解決互聯網技術問題，比如無線信號傳輸問題、數據安全問題、數據信號連接網問題等。一旦互聯網信號和數據安全問題得到保障，基于單片機原理的互聯網核心技術的移動終端不僅可以滿足用戶的需求，保障用戶電腦的安全，還可以為進一步解決單片機互聯網研發技術中出現的問題提供更多的服務與幫助。

 

21世紀是一個全球化、信息化和經濟化的時代，隨著集成電路技術在單片機開發技術中的應用，基于單片機原理的互聯網核心技術在我國的貿易、科技領域發展較為迅速。單片機仿真技術的開發原理是依托于集中解決機器和多類I/O暫停系統的技術原理，集中解決機器和多類I/O暫停系統的硅片，將仿真技術的數據存放在硅片上，進而建立一個系統化、全面化、層次化的仿真開發技術系統。而SOA構架模型正是利用了單片機仿真技術和通訊技術原理將基于單片機原理的互聯網核心技術進行放大，從而促進單片機互聯網技術的發展。

 

1.2 光纖通訊技術

 

光纖通訊技術始于20世紀70年代，并在之后得以迅速發展。相較于藍牙技術而言，光纖通信技術的傳播速度是藍牙技術兩倍，由最初的10Mb/s發展到現今的10Tb/s。由此可見，我國的光纖通信技術在近幾年得到快速發展，其信息傳輸容量呈現翻倍增長。光纖通訊技術具有多方面的優勢，比如重量輕、光纖尺寸小、信號強、干擾弱、保密功能強等等。光纖通訊技術使用的通訊設備材料來源較為豐富，主要采用有色金屬銅體材質，便于工作人員進行鋪設和運輸工作。

 

除此之外，光纖通訊設備的光纜線使用壽命較長，并且適用于自然環境惡劣的地方，適應性強。實現全網光纖、用光節點代替電接點是我國光纖通信技術發展的方向和目標。用光節點代替電接點可以擴充寬帶的最大化，以光節點作為通訊信息傳輸的有效載體，促使通信信息的高效傳輸功能的實現。以光節點作為通訊信息傳輸的有效載體是網絡技術和信息化技術發展的趨勢，也是實現基于單片機原理的互聯網核心技術的途徑之一。

 

2 單片機與網絡的通訊應用研究中存在的問題

 

2.1 網絡協議的處理較為復雜　在單片機技術理論進行研究的過程中，要運用任意存放機器設備的協調技術，保證單片機互聯網構架模型在模擬平面得以正常施展，調節電能路徑。單片機網絡技術的應用不但可以減少單片機的成本，節約研發費用和時間成本，還可以減低生產單片機的設定風險。基于單片機原理的網絡通訊技術設計原理主要依托于CPU外圍設備放入統一芯片中，研發人員以縮小計算機龐大系統的手段達成集成網絡系統的目的。

 

網絡協議處理方式不恰當、網絡協議的復雜性是單片機在與網絡通訊技術進行結合的最大障礙問題。就單從單片機設計原理而言，單片機與網絡通訊技術結合的協議主要包括網絡物理層相關協議、數據鏈路層相關協議、物理層與數據鏈路層之間的協議等。單片機網絡協議需要借助以太網RTL8019AS型號控制器實現，而以RTL8019AS型號的以太網作為單片機與網絡結合的程序之一，其操作步驟較為復雜，技術性較強。因此就整個單片機技術而言，其操作程序要求較高。

 

就單片機與網絡應用而言，需要研發人員在考慮程序問題的同時考慮TCP IP協議和ICMP協議的兼容性，防止研發人員在操作過程中由于重要問題的疏忽而耽擱時間，進而導致工作效率的低下以及網絡生產技術的質量水平不高等現象。

 

2.2 網絡通訊的安全性較差

 

就我國網絡通訊分布和管理特帶而言，具有分布不均勻、安全防范措施不當等劣勢。比如我國大型通訊網絡(電信、網通等)為保障用戶安全以及信號傳輸的穩定性而采取一定的防范措施，如安全認證、防火墻設備等。但是咖啡館、商場以及一些大型娛樂場所的熱點網絡沒有配備專業的設備管理，并且由于管理人員管理素質水平低下導致網絡的安全性和穩定性得不到有效保障，進一步阻礙了我國熱點通訊網絡的發展。

 

根據相關調查報告顯示，我國網絡通訊中一半以上的熱點應用存在安全隱患因素，一小部分的網絡應用沒有進行身份認證，從而導致我國大部分網絡處于一個“裸奔”狀態。

 

而隨著科學技術的不斷發展以及網絡信息技術腳步的加快，黑客掌握的計算機技術水平得以逐漸提升。因此大量黑客利用掌握的計算機技術不斷破壞計算機網絡系統，并采取非法手段以及不正當方式入侵用戶電腦竊取用戶數據信息資料以及個人隱私。從而嚴重的安全威脅計算機用戶個人電腦，不利于計算機健康穩定運行。

 

3 優化單片機與網絡通訊應用的解決途徑

 

3.1 利用電子設備實施CP IP協議簡化

 

簡化協議作為優化單片機與網絡通訊應用的途徑之一，不僅可以起到降低中心電路的設計難度的作用，還可以達到提高網絡運行速度的目的。以電子設備簡化IP CP協議這種措施的實質是利用MCU內部芯片達到提高網絡運行速度的目的。其實施途徑主要依靠網絡技術人員將單片機MCU內部芯片與互聯網通訊設備進行有效銜接，使單片機應用系統實現互聯網通訊光纖技術，并利用光纖技術實現單片機撥號的功能。

 

利用網絡電子設備簡化TCP IP 協議具有降低程序操作難度和提高芯片運行速度的等方面的優勢。IP TCP協議與MCU內部芯片之間網絡運行速度需要保持一致，以免出現單片機應用系統與網絡應用系統不能有效統一的情況，進而影響單片機與網絡應用的研究效果。

 

3.2 利用身份認證保護用戶安全

 

就交互式和開放式網絡系統而言，其網絡數據資料需要管理人員提高自身管理意識，加強身份認證保護措施，提高用戶網絡的安全性和穩定性。比如采用802.1 X 標準認證或者EAP-FAST身份驗證方式對用戶計算機進行加密處理密匙和安全定位，為保障用戶數據信息的安全與穩定提供保障。采用802.1 X 標準認證或者EAP-FAST身份驗證內容主要包括用戶信息訪問權限、物理地址、標準802.H驗證機制、木馬軟件截獲等。

 

3.3 利用單片機控制網卡

 

加強單片機與網絡通信應用安全防范技術的關鍵因素是利用單片機控制網卡實現數據交換。利用單片機控制網卡這種方式的目的是提高網絡接口的穩定性和安全性，其實施流程主要依托于路由器找尋ISA接口，將網卡與ISA接口進行有效連接，防止網卡信號傳輸不穩定。比如遠程客戶端就是利用路由器原理實現計算機驅動程序與物理幀格式之間的自由轉換，提高單片機與網絡應用的時效性和針對性，促使網絡通信數據相互交換的實現。

 

3.4 制定和實施網絡安全制度

 

制定和實施網絡安全制度是保障計算機單片機與網絡通訊應用的前提條件。創新計算機病毒防范技術是提高單片機與網絡通訊應用運轉能力主要途徑之一，積極引進國外先進的科學技術加強計算機網絡安全防護技術的開發，并根據國內計算機信息管理技術的現狀制定、實施相關網絡安全制度，為確保單片機與網絡通訊應用安全穩定運轉提供制度保障。

 

4 結束語

 

隨著科學技術的不斷發展與信息網絡技術的不斷進步，單片機與網絡通信的應用技術在我國得以普遍推廣與發展。相比國外通訊技術而言，我國現代化通訊設備技術還不夠成熟，還處于發展的初步階段。因此國家需要引入國外先進技術，實現單片機與網絡通信的應用融合。

互聯網的科學原理范文第3篇

【關鍵詞】：能源互聯網；現狀；發展趨勢

1、導言

人類社會經濟想要取得快速的發展，必須要借助能源的支撐，但大量運用化石能源導致的環境和資源問題，已經嚴重影響了人們的安全生存。全球能源互聯網致力于解決能源環境、資源配置、能源供需等問題，以全球視角審視如何利用世界資源，進而促進各個國家友好和平相處。

2、能源互聯網定義

能源互聯網是在現有能源供給系統與配電網的基礎上，通過先進的電力電子技術和信息技術，深入融合了新能源技術與互聯網技術，將大量分布式能量采集裝置和分布式能量儲存裝置互聯起來，具有“橫向多能源體互補，縱向源-網-荷-儲協調”和能量流與信息流雙向流動特性的顯著特點，是實現能量和信息雙向流動的能源對等交換和共享網絡，以可再生能源發電為基礎構建的能源互聯網絡。能源互聯網通過智能能量管理系統實現實時、高速和雙向的電力數據讀取和可再生能源的接入。

3、國內能源互聯網研究現狀

中國研究人員在國家電網的支持下，也對能源互聯網這一新興技術進行了研究及探索，紛紛成立了研究院及研究專題，如清華大學、浙江大學等均擬成立能源互聯網研究院，國家電網發起了能源互聯網研究專題等。但總體上我國的能源互聯網研究相比于國外而言，起步稍晚，但勢頭很好。目前相關成果還較少，大多還處于起步、跟蹤及相關概念的討論階段階段。

開發和利用分布式可再生能源是解決能源緊張、環境污染及氣候變暖的重要手段。作者在計及分布式電源的間歇性、隨機性等特點的情境下，建立了適應高比例可再生能源發展的新型電力規劃及生產模擬模型，并針對未來中國實現高比例再生能源的電源結構、跨區電力流動等開展了實證研究。

我們從不同的視角：政府管理者視角、運行者視角及消費者視角等討論了能源互聯網應具有的特征：可再生、分布式、聯起來、開放式及融進去。進一步討論了能源互聯網的功能結構，同時分析了能源互聯網與其他電力系統相比所具有的關鍵特征。

此外，從分布式可再生能源利用的角度闡述了能源互聯網的內涵、特征等，并設計了基于分布式可再生能源發電的能源互聯網系統。討論了能源互聯網系統的組成部分未來能源互聯網的主要研究方向：控制策略、電力電子變流技術和儲能技術等；提出利用信息技術對傳統電網加以改造，將分布式可再生能源網絡、信息通信網絡進行高度融合，構建可再生能源互聯網，實現分布式可再生能源跨區域、大范圍的優化配置和高效利用，最終實現電網和信息網的變革。可再生能源互聯網是由各種規模不同的分布式局域網組成，局域網間可實現電能流動的雙向性及電能配置的高效性。進一步設計了固態變壓器原理圖、超級電容電池原理圖及射頻充電自供能原理圖等，最后闡述了微電子技術在可再生能源互聯性化和系統安全運行等方面闡述了能源路由器的內涵，同時設計了兩層架構的能源路由器結構.

4、能源互聯網的實現手段及發展方向

4.1清潔能源開發

太陽能、風能、生物質能等作為清潔能源具有取之不盡、用之不竭或可循環利用的特點。結合現有的創新技術，如太陽能光伏發電、風力發電（包括陸地發電、海上發電等）、生物質發電等技術可以逐步用于替代化石燃料燃燒發電技術，實現電力生產的清潔化。以太陽能發電為例，隨著互聯網應用的逐步深入，我國分布式光伏電站已經呈現出快速互聯網化的趨勢，全國已經有200多個電站、千萬數量級的電池組件接入網絡，實現大數據實時采集和分析。

在能源消費環節要鼓勵實施電能替代。相比于煤、石油、天然氣等一次能源，電能更為高效、清潔。提高電能在終端能源消費中的比重，能夠從根本上解決化石能源污染和溫室氣體排放問題。如鼓勵電動汽車的使用，將減少對石油的消耗，可明顯減少污染物排放。

4.2廣泛應用智能電網

智能電網對太陽能發電、風電、海洋能發電等一些間歇式電源具有較強的符合性、適應性，進而能夠確保各種類型資源的有序接入，同時也能保證各類設備直接使用。將智能電網與物聯網、移動終端和互聯網等多種技術相融合，進而滿足廣大用戶的需求。將建設智能電網和能源再生發展、物聯網和互聯網緊密結合，從而推進能源的可持續發展和利用。

4.3特高壓技術

特高壓輸電技術是實現全球能源互聯網的重要手段和方法，其具有輸送容量大、輸送距離遠、效率高的特點，并且具有抵制各種嚴重事故的能力，可以滿足大容量、遠距離的跨區輸電要求，能夠實現大型能源基地的集約開發和電力的可靠輸送，為構建全球能源互聯網提供了有力支撐。

特高壓交直流將輸電距離提升到2000～5000千米，賦予電網更大范圍調配資源的能力，能夠實現各種清潔能源在世界范圍互聯互通、優化配置。目前，我國已建成投運了3條特高壓交流線路和6條特高壓直流線路。我國特高壓工程的成功，不僅解決了中國能源發展難題，而且對于解決世界能源可持續發展問題也具有重大意義。

4.4突破能源互聯網中的關鍵性技術難題。

提高我國能源互聯網發展所需要的技術能力，為我國能源互聯網建設提供更為有力的技術支撐和儲備是當前極為重要的事情。能源互聯網由以“大數據”“云計算”為支撐的信息數據交換技術、分布式新能源發電控制技術等一系列尖端技術為依托，其中很多技術還遠未成熟，需要國家集中一切科技力量去解決能源互聯網建設中的技術障礙，這樣才能早日實現能源互聯網的構想。

結論

總而言之，各項能源資源在為推進人類發展中帶來了很大的動力，但由于運用不合理、開采方式不科學等問題，也給人們的生活帶來了很大的問題。在社會經濟的快速發展下，人們逐漸對生態環境加以重視，各個國家都在著手恢復生態環境，力求能夠充分運用能源互聯網，進而解決在能源生產和消費中出現的各項問題，真正推進各個國家的可持續發展。

【參考文獻】：

[1]王繼業，孟坤，曹軍威，程志華，高靈超，林闖.能源互聯網信息技術研究綜述[J].計算機研究與發展，2015，05：1109-1126.

互聯網的科學原理范文第4篇

【關鍵詞】機械設計;新工科;互聯網+;混合式;教學方法

《機械設計》是研究機構及機械傳動系統工作原理、性能特點、設計方法等方面的機械類理論課程，是一門涉及“理論力學”、“材料力學”、“工程材料”、“機械制造”等學科的綜合性課程，是“中國制造2025”、工業4.0必不可少的專業知識之一。目前，以科學、技術、工程為融合的新業態、新產業、新行業為特點的“新工科”蓬勃發展，以“互聯網+”、“中國制造2025”等國家戰略的正式實施，使得《機械設計》的高等教育迎來了難得的發展時機且也面臨著各種挑戰［1］。主要表現在:一是傳統的《機械設計》采用的是以教師授課為主的教育模式，分章節講述各種常用傳動機構的工作原理，性能參數及結構等，留給學生的是傳動機構的“碎片”式記憶，不能形成滿足工程應用需要的整體傳動裝置設計的要求。因此，難以滿足新業態、新產業、新行業為特點的“新工科”下的工程意識的要求。二是傳統的“機械設計”授課方式大都采用PPT+黑板板書的授課方式，在當今知識大爆炸和“新工科”對工程專業人才綜合素質要求更高的背景下，更加凸顯出課程內容多而教學學時少的特點。為此，開展基于“互聯網+”的《機械設計》教學方法的探索，通過課上、課下互聯網技術的應用，對學生進行頭腦知識風暴的灌輸和傳授，以期培養出適應“新工科”發展的新一代機械工業專業人才具有重要的意義。

一、融合多學科知識，確定“新工科”背景下課程教學目標

《機械設計》中的設計理論除應用于以傳統的機械制造行業外，還可以應用于以“人工智能”、“機器人”為代表的新型工業當中。但是，針對新工業、新行業的應用，機械設計必須朝著大型化、低能耗、高效率、高可靠性和長壽命周期方向發展。這就要求《機械設計》課程教學必須融入先進機械設計理論、先進機械制造、先進檢測技術和可靠性設計理論;必須在《機械設計》課程理論學習中，加入自動控制、“互聯網+”等多學科的知識。面對如此眾多的交叉和融合的學科知識，需要在有限的授課學時中，培養滿足“新工科”要求的工程人才，這對《機械設計》的教學方法提出了嚴峻的挑戰。為此，必須確定“新工科”背景下課程教學目標。第一，必須引導學生科學地理解和掌握機械設計的工作原理和基本設計理論，培養學生在應用機械設計基本理論和設計選型中，融合多學科知識，初步建立工程思維和工程意識。第二，必須要求學生掌握常用傳動機構的性能特點、主要零部件的結構、工作原理和作用，能夠依據相關機械設計標準、工程應用需求進行分析和設計計算，以培養學生具有針對不同的工業應用要求完成專業設計的能力。第三，必須要求在專業理論學習時，充分考慮經濟、安全、環境、法律等方面的要求，培養新時代、新工科下的綜合性專業人才。課程目標的制定，確定了教師的授課內容、課程重點以及工程案例的選用方向;并為教師的教研活動主題、課程教學內容的修訂等指明了方向。這對培養新產業、新形勢下的技術人才具有很好的指導意義。

二、基于“互聯網+”確定《機械設計》課程混合式教學模式

隨著第四次工業革命的到來，人工智能、大數據、云計算、互聯網等新科技改變和顛覆了傳統的產業。然而，長期以來的高等教育都是沿用以教師為中心，學生被動聽課為主的教學模式，這在過去的人才培養中，確實取得了很好的效果。但是，面對當今以科學、技術、工程為融合的新技術和新科技的發展，開展以“成果為導向”，強調以“學生為中心的教學模式，將是“新工科”條件下的工程教育的必然模式［2］。為此，《機械設計》教學采用基于“互聯網+”的混合式教學模式是目前最好的選擇之一。《機械設計》課程混合式教學模式主要包括課上教學、課下學生自學和師生互動兩部分。1．課上教學。課上教學主要以PPT+黑板板書為主的授課方式，同時采用課件動畫、MOOC等為輔助，以期在有限的教學學時里完成以下教學重點:一是運用數學、自然科學和工程科學的思維掌握機械零件的設計原理、設計方法和機械傳動機構設計的一般規律;培養綜合應用機械零件和機械機構的設計準則，進行機械傳動裝置和通用機械零部件的設計能力。二是培養正確查閱機械設計標準、規范、設計手冊和設計圖冊的能力;掌握應用相關設計規律和技術措施，初步建立機器、過程設備、流體機械中的機械傳動系統等領域復雜工程問題的設計能力。課上教學重點的順利實施，基本完成了課程的教學目標，但還需通過課下學習的補充，使學生獲取對新型工業當中機械傳動系統更高要求下的綜合設計能力。2．課下學習。課下學習主要采用雨課堂、圖書館資料查找、圖片和視頻展示的方式，以機械傳動系統成功和失敗的案例，重點培養學生科學認識機械設計的基本原則和設計程序，了解影響設計目標和技術方案的影響因素;理解工程中機械設計的嚴謹性、復雜性。另外，通過雨課堂可以及時跟蹤學生學習的進度，在線解答學生學習過程中的疑惑或難點。同時，也方便師生就實際的工程案例和工程設計開展線上互動討論，并在這種討論互動中，引導學生了解并掌握國家當前有關的技術經濟政策，使學生在機械傳動系統的工程設計中充分考慮經濟、安全、環境、法律等方面的要求，實現“新工科”要求的工程教育和新技術發展銜接的教學重點和課程教學目標［3］。另外，通過布置圖書館查找資料，查看視頻和圖片，督促和推動學生自覺地追蹤國內外機械設計最新發展趨勢，培養能夠勝任“中國制造2025”等新業態、新形勢下的工程人才。此外，采用基于“互聯網+”的《機械設計》課程混合式教學模式，還可以培養學生查找中外文獻資料的能力，在不斷學習和強化專業外語的條件下，充分利用計算機輔助技術和“互聯網+”，獲得能夠終身學習的能力，滿足工程專業認證要求，以適應新技術迅猛發展的形勢，成為國際需要的高級專業人才。

三、以“導向教育”為目標，改變課程考核與學生能力評價方式

基于“互聯網+”的《機械設計》混合式教學模式，一方面要求教師必須充分了解和懂得機械設計的最新技術、最新發展等，另一方面也將促使授課教師必須同步學習和認真準備相關課程內容。但是，現代教學理論認為:教學過程既是學生在教師指導下的認知過程，又是學生能力的發展過程，學習更是一個學生必須主動參與的過程［4］。因此，要取得好的教學效果，必須激發學生主動學習的熱情。所以，設計積極、有效的激勵方式，促使學生主動積極參與教學的各個過程，是基于“互聯網+”的《機械設計》混合式教學模式的重要內容之一。為此，《機械設計》課程分為課上考試和課下學生能力評價兩種形式的結合考核方式。課上考試主要以閉卷的筆試試卷考試為主，依據課程教學目標，考察學生掌握機械設計基本設計理論和初步應用這些理論解決工程實際問題的能力。試卷可以采用選擇題，簡答題，計算題和工程應用題的形式。課下考核主要以評價學生再學習能力為主，考核學生追蹤諸如控制技術、智能制造等新技術、新發展趨勢，并用以融合眾多學科進行初步機械設計計算的能力。這部分評價可以通過文獻綜述、研究報告和由多人組成的小組完成的機械傳動機構工程化設計計算為評價依據。當然，課下的評價是根據課上課程進展，及時布置任務，并給學生一定時間在課下完成的。這些課下任務，可以通過圖書館、學生討論、師生互動等等各種形式完成。教師只要設定合理的課上和課下考核分數占比，就能夠促進學生自覺完成相關任務，達到“機械設計”混合式教學模式下設定的課程目標，實現以“導向教育”為目標，以工程專業認證為標準，培養出具備解決問題能力、研究問題能力、團隊溝通能力和終身學習能力的“新工科”背景下的工程人才。

四、結語

科技的發展，離不開專業的人才，專業的人才，離不開高等教育的培養。在教育部“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”等一系列促進“新工科”計劃實施的政策指引下，以工程專業認證為標準，探索和研究新形勢、新業態和新技術環境下的《機械設計》課程教學方法，對迎接即將到來的第四次工業革命，培養勝任“新工科”要求的專業技術人才具有重要的意義。開展基于“互聯網+”的《機械設計》課程教學模式，是以“導向教育”為目標，利用計算機及互聯網技術，采用課上授課、課下學生自學和師生互動的教學模式，培養學生建立融合眾多交叉學科條件下的工程意識和工程思維，培養學生在解決工程問題時，具有充分考慮經濟、安全、環境、法律等方面的要求的能力。同時，通過改變課程考核與學生能力評價方式，激勵學生自覺成為《機械設計》課程教學的主動參與者和踐行者。

【參考文獻】

［1］吳愛華等．加快發展和建設新工科主動適應和引領新經濟［J］．高等工程教育研究，2017，1:1～9

［2］姜曉坤，朱泓，李志義．新工科人才培養新模式［J］．高等教育與評估，2018，34(2):17～24

［3］陳建義．基于“新工科”的“過程流體機械”教學方法研究［J］．教育教學論壇，2017，48:154～156

［4］王升．主體參與型教學探索［M］．北京:教育科學出版社，2003

互聯網的科學原理范文第5篇

關鍵詞：物聯網工程專業課課程體系；感知層；網絡層；應用層；體系結構

中圖分類號：TP391.44-4

1 物聯網工程專業設置的必要性和可行性

“物聯網”[1]的概念于1999年提出，本意是“物與物相連的互聯網”，物聯網是通過紅外感應器、射頻識別（RFID）、全球定位系統、無線傳感器網絡、激光掃描器等傳感技術，依據通信協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和處理，以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

根據教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知[2]的精神，為了加大新興產業人才培養力度，加快課程體系、教學內容、教學方法、管理體制與運行機制的創新，大力培養新興產業相關專業的人才，滿足國家戰略性新興產業對高素質人才的迫切需求，北京交通大學海濱學院計算機科學與技術專業以良好的辦學條件和過硬的教學質量贏得了社會信譽，培養了大批合格的信息技術人才。這些專業均具有強大的師資力量和完善的實驗設備，為開辦“物聯網工程”新專業打下了良好基礎。

2 物聯網工程專業知識體系架構

物聯網與傳統網絡的主要區別在于，物聯網擴大了傳統網絡的通信范圍，即物聯網不僅僅局限于人與人之間的通信，還擴展到人與物、物與物之間的通信。物聯網網絡架構由感知層、網絡層、應用層組成。

2.1 感知層

感知層，也常稱為感知控制層，解決了從物理世界到人類世界的數據獲取問題[3]，包括各種物理量、標識、音頻、視頻等數據。感知層位于三層架構體系中的底層，是物聯網應用的基礎，是物聯網全面感知的核心。作為物聯網的最基礎一層，感知層具有十分重要的作用。

感知控制層包括數據采集、短距離通信技術和協同信息處理。數據采集是通過相關傳感器對物理對象的感知和數據收集，其中涉及射頻識別（RFID）、傳感器、多媒體信息采集、實時定位和二維碼等技術。短距離通信技術和協同信息處理將采集到的數據在局部范圍內進行處理，并通過具有自組織能力的短距離傳感網接入廣域網。

2.2 網絡層

物聯網網絡層將來自感知層的各類信息通過基礎網絡傳輸給上層，并提供透明的數據傳輸能力。其中，基礎網主要包括移動通信網、廣電網、衛星網、行業專網、互聯網及形成的融合網等。

2.3 應用層

應用層主要將物聯網技術與行業系統結合，將信息轉化為內容，實現物物互聯的應用解決方案。概括起來，物聯網就是傳感網、互聯網和智能服務的綜合體[4]。與傳統的互聯網相比，物聯網加進了感知層，降低互聯門檻，實現非智能、弱智能設備能夠接入互聯[5]。

在高性能計算和海量存儲技術支持下，應用層還對網絡獲取的大量不確定信息進行清洗、融合、重組等處理，整合為相對準確的結論，并為行業應用提供智能的支撐平臺。

3 物聯網工程專業課課程體系設置

3.1 專業定位

本專業依托北京交通大學計算機與信息技術學院的優勢學科，面向京、津、冀和環渤海區域經濟、社會、生態的發展需要，突出計算機應用技術與現代信息處理技術交叉與融合的特點。培養學生具備良好的自然科學、人文社會科學和工程技術基礎知識。使學生具有物聯網工程專業技術的扎實理論基礎，面向物聯網應用系統的程序設計技術，各種信息處理網絡應用系統的工程實踐能力，以及培養學生具有較強的自主學習意識和工程意識，能夠從事物聯網工程技術及其應用方面相關應用設計、開發與應用工作。

3.2 培養目標

物聯網專業需要培養適應國家科技化和現代化建設需求，建設創新型國家發展戰略的需要，具有雄厚的基礎，強大的綜合實力和專業適應能力，具有社會責任感，具有信息采集和檢索、分析和處理能力的，具備良好的動手實踐能力和創新能力，能勝任通信，傳感器網絡及電子信息處理技術領域的研究，設計、開發、系統集成及管理與教學，并具有創新能力，能夠在計算機和通信等領域起領軍作用，具有國際化視野的高素質的高層次專門人才。

3.3 課程體系結構設置

物聯網工程專業是新興專業，由于整個行業在我國都處于發展階段，因此對人才培養提出了更高的要求。由于物聯網方面的信息相對較少，學生有可能對于專業的認知度不高，應當加強專業認知方面的教育，同時，通過實驗演示等方式，讓學生來親身體驗物聯網技術帶來的技術革新，是學生們對于專業有一個全方面的認知，從而培養學生的學習興趣和鉆研精神。物聯網工程課程體系的原則是覆蓋必要的學科背景和專業知識。

我院物聯網工程專業依托計算機科學與技術專業進行發展，物聯網專業需要計算機科學與技術方面知識的學習，同時，重點加強與“物”相關的傳感器、RDIF等技術的學習。在教學過程中注重學科背景知識體系，力求學生考研和后期發展有明確的學科目標。

物聯網技術專業的設置需要綜合考慮相關交叉學科的特點，注重課程體系的交叉融合，將相關主干學科的核心課程和專業課程進行統籌考慮。在總學分180學分的情況下，將課程分為基礎教育、專業教育和素質拓展和自主實踐。

3.3.1 基礎教育

在基礎課程的教學中，尤其是對于整個專業學習和發展至關重要的數學和物理等課程的學習，使學生充分意識到學習這些知識的重要性，物聯網專業在國內屬于新興專業，國內起步較晚，需要查閱大量的外文資料，因此，需要良好的英語水平，尤其是專業英語水平，在教學中，適當引入專業英語教學。同時，在基礎課程的學習中，應該加強學生對于政策法規的學習，避免學生學習技術知識之后通過技術手段進行違法犯罪活動。

3.3.2 專業教育

專業教育包含專業基礎課程和專業課程以及各自的實踐環節，共114學分。專業基礎教育是整個課程體系中較為重要的環節，高素質的人才需要有過硬的專業基礎知識，通過全方位學習物聯網以及計算機、通訊、自動化等相關學科的知識，能夠使學生培養對于知識的跨學科應用能力。

（1）專業基礎課課程結構設置及分析

專業基礎教育主要包括計算機基礎與專業導論、程序設計基礎、C語言程序設計、面向對象程序設計與C++、離散數學、數據結構、模擬與數字電路、Java語言程序設計、Web應用、物聯網導論、圖論與算法設計、計算機組成原理、信號與系統、專業英語等課程，突出專業定位和特色，擁有一定的廣度和深度，多起點同時推進，學生在全方位的學習中，找到適合自己的發展方向。

在專業基礎課程的教學中，起步難度要適當，既不能難度過大而嚇退學生，打消學習積極性，也不能過于容易而什么都學不到。將盡可能多的課程安排在實驗室進行，理論知識通過實驗現象和結論更容易理解和掌握，學生能通過現象看到本質，有利于學生興趣的養成和動手實踐能力的培養。考慮到學生的實際情況，專業基礎課程計劃安排一定的課外上機學時，使學生鞏固課堂學習的內容。

（2）專業課課程結構設置及分析

專業課程包括Web程序設計、Linux程序設計、嵌入式系統原理、數字信號處理、數據庫系統原理、操作系統、編譯原理、匯編語言、微機系統與接口技術、物聯網架構與技術、RFID原理與應用、VHDL設計實踐、移動互聯網技術、空間信息技術、計算機網絡原理、無線傳感網與通訊技術、人機交互技術、傳感器件與編程技術等科目，學生可根據自己的興趣與自身發展進行選擇學習。

專業課程的考核不能以考試成績作為唯一標準提高實踐和實訓在考核中所占比重，嚴格實訓內容的考試。在專業課程的學習中，增加項目實訓，適當引入企業項目，在學習中就能體驗到未來工作中的實際感受，通過親身體驗，尋找差距，彌補不足。學生在畢業之后，能夠迅速適應工作崗位，擁有較高的起點。

（3）專業主干課課程

具體包括：物聯網技術導論、電路、模擬電子技術、電子技術基礎實驗、數據結構與算法、信號與系統、數字邏輯與數字系統、傳感與檢測技術、軟件工程、計算機網絡原理、通信原理、嵌入式系統與接口技術、數據庫與數據挖掘。

（4）專業選修課課程

無線傳感網與自組織網絡、天線原理、物聯網信息安全、物流管理概論、RFID技術、計算機系統結構、智能交通概論、GPS技術、環境工程概論、電子商務等。

3.4.3 實踐教育

實踐教育主要包括程序設計專題訓練Ⅰ、程序設計專題訓練Ⅱ、硬件系統課程設計、軟件系統課程設計、就業指導、物聯網綜合實踐、多媒體技術、Linux應用系統開發、信息系統集成與開發、軟件工程與實踐、計算機系統課程設計、畢業實習、畢業設計（論文）。其中部分科目為選修，學生可以根據自身發展進行選擇。

3.4.4 素質拓展與自主實踐

素質拓展與自主實踐方面，鼓勵學生參與學科競賽、科研項目、創新創業項目、非本專業的公共選修課、各類職業、執業資格證書，總學分不得低于10學分。

4 結束語

物聯網工程是一個戰略性新興本科專業，它不是以理論為主導，重點在于工程應用，這就決定了該課程體系所特有的發展變化的動態特性。因此，在制定專業教學計劃時，要時刻以服務于社會發展需要為根本依據，把當前物聯網新技術及行業應用的時代需求緊密結合起來，依托學校自身的行業背景和學科優勢，設計出科學合理的、與時俱進的、可持續發展的專業課程體系，為國家戰略性新興產業發展，培養高素質專門人才多做貢獻，爭取使我院物聯網工程專業在同類學校的同類專業中起到示范和帶頭作用。

參考文獻：

[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].

[2]教高廳函[2010]13號[Z].

[3]屈偉平.物聯網掀起新的信息技術革命浪潮[J].物流技術與應用，2010（11）：23-25.

[4]馬忠梅，孫娟.李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌八式系統應用，2011（11）：46-47.

[5]范曲立.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京大學學報，2009（06）：13-14.

[6]徐險峰.論以信息化帶動工業化[M].成都：西南財經大學出版社，2006.