物聯網工程導論

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物聯網工程導論范文第1篇

>> 從物聯網構成看物聯網工程專業的知識體系 物聯網工程導論教學初探 物聯網導論教學思考與探討 物聯網導論課程的教學實踐初探 “物聯網工程導論”課程教學探索與實踐 從系統與控制的角度淺談關于物聯網工程專業的教學 從互聯網到物聯網 關于在計算機專業開設物聯網工程導論課程的探討 “物聯網工程導論”課程教學研究 “物聯網工程導論”課程教學思考與探討 《物聯網技術導論》課程實驗教學初探 RFID,從電子錢包到物聯網 物聯網:從微光到亮光 從自動化到物聯網 對物聯網工程專業教學體系建設的思考 物聯網工程專業建設與實踐教學研究 從互聯網時代到物聯網時代 “物聯網技術導論”課程的教學內容探討 校企合作建設物聯網工程專業的探討 關于商科院校物聯網工程專業建設的思考 常見問題解答 當前所在位置：.

[3]2010中國國際物聯網大會：http：//.

[4]中華人民共和國國務院.國務院關于加快培育和發展戰略性新型產業的決定[EB/OL]. [2010-11-12]

http：///zwgk/2010-10/18/content_1724848.htm.

[5]International Telecommunication Union.The Internet of Things [R].Geneva：ITU，2005.

[6]ITU Y.2002.Overview of Ubiquitous Networking and of Its Support in NGN [S].ITU-T Recommendation，2009-10.

[7]EPC：http：///epcglobal.

[8]National Instruments：http：///devzone/cda/tut/p/

物聯網工程導論范文第2篇

2006年在美國商用的云計算服務方興未艾，物聯網（IOT，Internet Of Things）這股浪潮紛至沓來，星星之火可以燎原。2007年iphone一布，移動互聯網興起；2009年IOT被正式列為中國五大新興戰略性產業之一[1]，這一炮打響之后，政府、企業、高校和研究所等都爭先恐后的投入到物聯網的研發中；2010年全球運營商建設4G網絡，30億臺WIFI聯網；2011年小米智能機；2013年我國整體產業規模達到5000 億元，同比增長36.9%，其中傳感器產業突破1200 億元，RFID 產業突破300 億元[2][3]。2014年google 32億收購NEST，引爆智能家居，Apple iWatch，全球智能手機用戶數量為16.4億，中國智能手機用戶達到5.19億，占31.6%[4]，物聯網市場規模約6320億元[2]；2015年中國十三五提出“互聯網+”、“制造強國”、“健康中國”，截至2015年上半年，中國手機網民數量達5.9億，我國物聯網產業整體規模將超過7000 億元，信息處理和應用服務逐步成為發展重點[4]；2016年智能網聯汽車技術403億歐元[5]，預計到2018年智能手機用戶數量達7億，智能手機普及率將達到50%[4]；英特爾CEO預測2020年500億設備接入物聯網[6]，4萬億美元市場機會，250億嵌入式智能系統。

從以上數據可以看出，物聯網經歷了普及、發展，即將迎來狂飆猛進的增長。面對億萬紅利的物聯網市場，高校教育要與時俱進，跟得上時代的步伐，重視物聯網專業人才的培養。物聯網永遠充斥著新的技術與模式，物聯網專業的學生必須面對錯綜復雜的跨平臺交互式集成化開發環境、編譯器的優化乃至可持續集成方案的制定。毫無疑問，物聯網是知識密集型的技術。作為物聯網專業啟蒙課程，“物聯網工程導論”是啟動物聯網工程專業課程學習的基石和新鮮血液。

1 物聯網工程導論課程教學中存在的問題

1.1 物聯網工程導論課程特點

物聯網是一個朝陽產業，其目標是實現“一網聯天下，萬物為一家”，這樣華麗的夢想中承載著不少亟待解決的關鍵技術，比如無線自主網的定位技術、無線通信技術、路由技術、無線傳感器網絡操作系統技術、認知無線電技術、移動計算中的群智感知技術和物聯網的安全技術等[7]。大一的新生對該領域的認知是未曾涂染的白紙，把這些技術直接呈現在學生面前，學生真的是一頭霧水。導論課程就是在開啟專業課之前了解物聯網的概念、架構、專業技術和商業模式，幫助其順利完成學業的一門啟蒙課程；目的在于明確所開設專業課程及其之間的聯系，為后續專業課程的學習、綜合應用能力的提高以及畢業后從事科研技術開發等工作打下夯實基礎。

1.2 物聯網工程導論課程教學中存在的問題

物聯網產業火花四濺，相關新聞每天都在網絡刷屏，比如李世石慘敗阿法狗、微軟小冰和蘋果siri聊天機器人、Facebook的911報警機器人、微軟研發“預知”技術、3D打印技術、iOS10增加獨立智能家居管理應用、亞馬遜推廣無人機送貨服務、膠囊傳感器、Paper RFID、無人駕駛等，嫣然一幅“亂花漸欲迷人眼，春意春濃滿人間”的景象。這些產品驗證了物聯網發展非常快，其新概念、新理論和新技術層出不窮，教材內容明顯滯后于專業當前發展，導致教育和應用相脫節。專業知識基本融合了計算機、無線通信、微電子、互聯網、傳感器等學科方向[8]。教材內容基本呈現出現有學科知識的簡單堆砌，該領域公開可查的網絡資源也很多，但因其錯中復雜性、硬件平臺相關性和軟件平臺交叉編譯性，即便找到相關資料，也未必能找到切入點和突破點，反而會增加了學生的厭學情緒。物聯網的前期基礎較差，師資力量的匱乏也嚴重影響著學科建設的發展。

2 物聯網導論教學改革與思考

2.1 積極推進“雙師雙能型”教師隊伍建設

作為一個應用型地方本科院校，物聯網學科建設不完善，課程體系處在前期“摸石頭過河”的探索階段，嚴重缺乏系統掌握軟件硬件的實踐教學師資團隊。物聯網是工業和信息化領域急需緊缺人才，這對物聯網專業教師提出了更高復合型要求。教師應與時俱進不斷更新專業認知，積極主動參與“雙師雙能型”教師隊伍建設，擴充知識結構，并加強工程實踐能力培養。有計劃地到行業領域一線掛職鍛煉，也可以參與到陵陽科技、華清遠見、成都國嵌等公司提供的物聯網專業師資培訓班。投身到STM32單片機、CC2530或CC1310無線模塊、EDA、ARM和SOPC等嵌入式系統的開發中。通過掛職和培訓，把握基礎教育的規律，了解物聯網的研究熱點和科技動態，以豐富專業教學內容，搜集實踐教學案例、使項目開發工作更加得心應手。

2.2 解析專業知識框架，優化教學內容

物聯網導論課程內容基本上是以物聯網的分層架構來展開的，在層中講述相關軟硬件知識和技術。對新生而言，有很多專業術語聞所未聞，比如RFID、OFDM、TDMA、CDMA、擴頻通信、CSMA/CA、云計算等。為對學生進行相關專業術語掃盲，可以介紹一些通俗易懂的基礎讀物給學生，比如《大話通信》、《大話無線通信》、《實戰無線通信應知應會》、《大話移動通信網絡規劃》、《3G技術問答》、《大話移動通信》、《大話TD-SCDMA》、《大話物聯網》、《大話云計算》等。這些科普讀物內容涉及物聯網的方方面面，這些書中采取比喻、夸張等多種表現手法，以獨特的角度由淺入深地為學者剖析專業術語、原理、應用和商業模式，通過大量實例和漫畫插圖來幫助學者理解晦澀難懂、枯燥乏味的術語，為初學者打開了一扇深入學習物聯網技術的大門[9]。這樣一來，使學生的學習從課堂內延伸到課堂外，發揮學生的主觀性，充分利用課余時間，豐富學生的課外學習，從而保證教學任務的順利完成以及激發學生的學習興趣。

因課時受限，對導論課程只安排了理論課時，沒有相應的實驗課。針對這種情況，完全可以在期末之前安排學生進入實驗室參觀。學生觀察試驗箱結構，教師采用多媒體講解試驗箱用戶硬件手冊，實際的硬件和PCB電路原理圖進行分析，學生很容易記住一些常用的接口，比如RS232串口、485電路、USB接口（HOST、OTG和DEVICE）、MIPI接口、TV接口、HDMI接口、SPI接口、I2C接口、攝像頭CAMERA接口和SD卡等。這些接口生活中也常用，只是關注度不高。物聯網接口外觀形象有了，那么他們是如何運行的？由此激發學生進軍物聯網領域開發的沖動、興趣盎然的投入到后續的專業課程的學習中。

2.3 利用網絡資源激發學生學習的興趣

智能設備的普及利用、WAP的廣泛應用，我們不受時間、地域和空間的限制，可以充分享受到internet網絡給我們帶來的便利。我們完全可以利用社交網絡、云盤和圖片資源等網絡資源豐富和拓展教學內容。適時補充最新的相關參考資料及技術動態，為學生提供最新的領域知識。教師注重啟發式教育引導學生去思考，創造師生討論互動氛圍，引導學生積極參與討論，刺激學生的創新思維能力。在講解社交網絡的時候，可以讓學生討論在線社交網站，比如微信、QQ、微博和Facebook等，這些產品學生都玩過，討論的氛圍很容易帶動起來； 在講解大數據云計算章節的時候，可以將云計算和網格計算進行分析對比，也可以介紹百度云盤、360云盤、騰訊微盤、115網盤和華為網盤等云計算的產品，讓學生領略到云上的日子，“云”正在改變著我們的生活方式，催生了“云查殺”、“云安全”、“云搜索”、“云資訊”等新名詞。

物聯網工程導論范文第3篇

關鍵詞：物聯網;課程體系;實踐

一、設置面向機械裝備制造業的物聯網專業課程體系的必要性

所謂物聯網，就是基于物物相連的互聯網。物聯網具備以下兩大特色：一是在物聯網中，互聯網既是它的基礎又是它的核心，物聯網是通過互聯網生出的新事物，也可以說是互聯網的細分;二是物聯網的用戶端延伸和擴展的深度與范圍非常大，可以不夸張地說，它覆蓋了所有的物品，任何物品之間都是相互聯系的。

當下，機械裝備制造業發展快速，技術不斷升級，信息化與智能化成為了其顯著的特點。物聯網技術向工程機械領域逐漸滲透，應用也越來越廣泛，使得械裝備制造業變得更加智能與節能，基于物聯網的機械裝備成為機械設備制造業發展的趨勢。然而，當前基于機械裝備制造業的物聯網專業課程教學體系還不成熟，無法滿足社會對于該專業人才的需求。因此，加強基于機械裝備制造業的物聯網專業課程教學體系研究十分重要。

二、物聯網工程專業知識體系

物聯網工程專業是一門學科交叉度較高的專業，目前由于發展時間尚短，它的理論體系還不成熟。但是市場需求大，要求其盡快建立完善的教學體系。按照正常的工程專業標準對物聯網工程專業知識體系開展劃分，基本可以將其分成三大領域：通識基礎類知識模塊、綜合管理類知識模塊與專業技術類知識領域。隨著市場的發展，相關的企業對于物聯網專業人才的需求越來越大，學校面對這樣的形勢，應當根據市場的需求建設物聯網教學體系。就當前的市場與技術發展來看，物聯網工程專業知識體系應當包括感知識別、網絡構建、智能信息處理和創新應用等四個知識模塊。其中，感知識別、網絡構建知識模塊屬于物理基礎層次，偏重于硬件技術;智能信息處理、創新應用模塊則偏重軟件技術。

三、物聯網專業課程體系建設需考慮的因素

從已出版的物聯網工程教學課本來看，當前的課本內容比較高深，其中深奧的算法甚至連碩士和博士研究生都無法讀懂。大學課程教學的目標是教學生學會學習，而不是教學生掌握死的知識。如果只是“授之以魚”，學生雖然學會了卻不明白其中的道理，久而久之就會失去學習的興趣。因此，物聯網專業課程體系建設需要簡化教學內容。

物聯網工程專業要圍繞能力培養實施教育教學，專業的課程教學和實踐教學應該形成一個完整的體系，需要按照專業基本能力培養的要求組織課程教學和實踐教學的內容。探討如何將專業能力的培養落實到課程教學體系和實踐教學體系中，是提高物聯網工程專業教育水平的重要方面。

四、面向機械裝備制造業的物聯網專業課程體系的設置

1.專業基礎教育

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，利于學生在全方位的學習中，找到適合自己的發展方向。

建設專業基礎課程體系，不能難度過大，過大的難度會降低學生的學習興趣;設計難度也不宜過于簡單，過于簡單可能會使一些核心內容無法傳授給學生。如果條件允許，課程都應當安排在實驗室，這樣有利于理論知識與實驗實踐的有機結合，從而使學生在實驗過程中更容易掌握理論知識，提高動手能力。

2.專業課課程結構設置

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發展方向進行選擇學習。

3.實踐課程設置

物聯網機械制造課程內容繁多，不僅包含計算機、電子、通信、控制等知識，還包括機械的生產、制造、設計知識。對于剛剛接觸這一專業的學生而言，如果只從書中汲取知識養分，難以把抽象的書面知識與實際應用聯系在一起。所以，教師要重視實踐課程的開展，利用實驗室、物聯網應用樣板間、與企業合作等方式使學生接觸到真實的物聯網技術，明白自己研究的是什么?？傊_展實踐與實驗室教學可以提升學生的學習興趣，幫助學生掌握技術發展的最新動態，保證學生在技術層面全面了解物聯網，掌握物聯網應用技術。

參考文獻：

物聯網工程導論范文第4篇

讓制造資源會“說話”

張映鋒教授于1995年9月考入西安交通大學機械工程專業，直至2005年博士畢業，在“計算機集成制造”研究領域具有扎實的學科功底。隨著科技的發展，物聯網作為公認的繼計算機和互聯網后的第三次世界浪潮的始作俑者，應用前景非常巨大，我國中長期發展規劃中把物聯網作為國家發展戰略放在非常重要的位置。對此，張映鋒教授結合自己的研究方向，針對我國大多數企業在生產管理中普遍存在的上層管理系統與底層執行資源間信息獲取與實時傳輸難問題，在國內率先開展“物聯制造系統”基礎理論與關鍵技術的研究。

“物聯制造系統就是希望通過應用最新的物聯技術與傳統的制造資源，使得每個制造資源具有‘實時感知與交互’的能力，有‘眼睛、耳朵、嘴巴’。這樣，上層生產系統可以隨時感知各類制造資源上正發生的制造活動，以更好地組織制造資源”張映鋒教授說，他們的研究正是結合物聯技術使得生產過程中各類制造資源可以將自身的狀態主動地傳輸至生產制造系統，以及時地發現異常和確保制造任務的高效、高質生產。

讓制造執行系統更“智能”

依托于國家自然基金、863等項目，張映鋒教授近幾年在“制造執行過程的主動感知與動態優化”方向進行了較深入地探索，提出了融合物聯網技術的底層加工設備動態制造建模方法和復雜生產任務優化策略與方法，構建了基于自動識別技術的車間級制造執行過程監控與優化系統的體系構架，建立了一種底層制造設備的服務化建模方法與使能技術，形成了一套基于實時信息的生產任務調度與JIT式物料優化配送方法和在制品信息動態跟蹤與監控技術，為制造企業上層管理系統、車間層、底層執行層面信息的“實時”、“無縫”集成和“互用協作”提供了重要的學術和應用價值。

張映鋒教授的科研成果具有十分重要的科學意義，在“數字化制造設備建模”和“實時制造信息驅動的制造執行過程優化管理”的研究成果屬先進制造領域――制造系統智能化研究的前沿；在理論、方法方面所獲得的研究成果對于“物聯制造系統”的應用和實施提供重要的理論依據和技術上的借鑒價值；為當前“先進制造系統建模與優化”方面提供共性方法、技術、實施上的指南，也為我國由制造大國邁向制造強國提供重要的理論和技術儲備；此外，通過將與本課題相關的研究成果直接用于具體的生產實踐活動中，必將為制造企業更有效地生產、經營、管理提供一條新的途徑，為制造系統從現有數字化、網絡化向智能化發展奠定重要基礎。

“站在別人肩膀往上跳”

在研究生培養方面，張映鋒教授也有一番自己的理念，培養學生過程中，他希望學生可以“在別人的肩膀往上跳”，他說：“當我布置科研任務后，不希望學生馬上給出反饋，而是展開調查研究，能在這一研究方向找出國內外十個研究團隊以及十個團隊帶頭人，看看他們有哪些成果，做學問不是閉門造車?！彼€把學生分為兩類，一類是“可以找到一個好肩膀”，緊跟前沿；一類是“可以跳的”，即在一個方向上越鉆越深，力爭原始創新。

物聯網工程導論范文第5篇

關鍵詞：物聯網工程；實踐教學體系；模塊化；課程群

中圖分類號：G642；TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）01-0-03

0 引 言

物聯網工程專業是教育部為服務國家戰略性新興產業而開辦的新型專業[1]，自2010年起，國內已先后有700多所高校開設了物聯網相關專業[2]。經過6年的教學實踐，物聯網工程專業在課程設置和人才培養模式上取得了很大進步，但現階段物聯網工程專業的畢業生還無法滿足物聯網產業的發展需求，大部分畢業生只能支持產業的初級工作，而能夠勝任物聯網規劃設計、開發和管理等方面的創新型工程應用人才十分緊缺。高校仍然處在物聯網教育的初級階段，人才培養體系不夠完善，特別是實踐教學環節還比較薄弱。本文針對物聯網工程專業教學中存在的問題，根據物聯網的知識體系結構和信陽師范學院物聯網工程專業培養方案，以培養滿足物聯網產業發展所需要的創新型應用人才為目標，提出一套基于模塊化的物聯網工程專業的實踐教學體系。

1 物聯網工程專業教學存在的問題

目前物聯網工程專業教學主要存在以下問題：

（1）沒有形成系統化的課程設置體系，課程多而不精。由于物聯網工程專業是一門多學科交叉專業，很多高校在課程設置上求全不求精，學生畢業后盡管知識面較廣但無一技之長。

（2）各課程自成體系，教師只注重相關知識。

（3）實驗教學模式單一，大部分實驗還只停留在單門課程的驗證性實驗上，缺少本門課程內容的講解，很少涉及課程間的相互聯系，學生很難全面、系統的掌握與物聯網相關課程相互融合的綜合性實驗，學生綜合知識運用能力差。

（4）缺乏有實際開發經驗的教師。高校教師的來源主要是高校應屆畢業生，缺乏企業工作驗和工程實踐開發經歷。

2 物聯網工程專業實踐教學體系模塊化的意義

教學模塊是圍繞特定主題、特定技能訓練所開展教學活動的組合[3，4]。模塊化根據專業知識體系結構和人才培養目標，把內容聯系緊密、內在邏輯性強、屬同一技能范疇的課程作為一個模塊來開展教學。對物聯網工程專業的學生而言，實踐教學體系模塊化具有十分重要的現實意義。

2.1 優化課程體系結構，提高實驗課程教學質量

由于物聯網工程專業是一個多學科交叉專業，涉及計算機、電子、通信、自動化等學科[5]，目前專業指導思想不明確，課程規劃繁雜，很多課程之間教學內容重復，課程特色不夠鮮明，開課次序不合理，導致課堂效率低下，實驗內容單一，部分內容重復，達不到通過實驗提高學生知識運用能力、動手能力和創新能力的目的。而模塊化實踐教學將針對某一特定主題、技能開展教學活動，同一模塊內任課教師構建教學團隊，明確各門課程的教學任務，體現課程特色，整體優化教學體系，避免課程之間開課次序不合理、前后不銜接、內容重復等問題，提高實驗課程教學質量。

2.2 口徑寬與能力專相結合，培養個性化人才

從物聯網工程專業培養目標來看，要求學生掌握電子技術、傳感器技術、網絡通信技術、計算機技術等眾多實用技術，但受到教學總課時與學生精力、興趣愛好等方面的限制，學生很難全面掌握物聯網相關技術。而模塊化實踐教學可以根據學生的興趣愛好、就業方向，提供個性化實踐教學，著重培養學生在某一方面的實踐能力和創新能力，使學生畢業后有一技之長，提高學生的就業競爭力。

2.3 促進教師從“單師型”向“雙師型”轉變

目前高校教師主要來源于高校應屆畢業生，盡管這些教師具有較高的學歷，理論基礎扎實，但缺乏企業工作經驗，實踐操作能力相對薄弱，大部分老師只有教師資格證，沒有工程師資質。而開展模塊化實踐教學，教師必須提高自身的實踐操作能力和項目開發能力，促使教師到企業學習、進修，促進教師從“單師型”向“雙師型”轉變。

3 物聯網工程專業實踐教學體系模塊劃分的依據和原則

實踐教學體系模塊化并不是把物聯網工程專業的課程按照相近程度進行簡單劃分，這是一項系統的工程，必須遵循一定的原則才能制定系統、科學、可操作的實踐教學體系。在劃分模塊時，要遵循以下原則：

（1）系統性原則。系統研究物聯網知識體系架構，從“物聯網”系統的角度來劃分模塊。

（2）實用性原則。制定出的實踐教學體系要具有實用性、針對性和高效性。在劃分模塊時，要分析每門實驗課程的特色及實驗應達到的目的和要求，注重同一模塊內課程間知識的滲透、融合與前后銜接關系，強化學生的知識綜合運用能力、實踐能力和創新能力。

（3）遵循教育教學規律。實踐教學要符合教育教學規律，循序漸進，從認知實踐教學到專業技能實踐教學，再到綜合性創新性實踐教學，逐步提高學生的動手能力。

（4）符合學校實際情況。要根據學校師資力量和學校實驗室條件來制定切實可行的實踐教學體系。

4 實踐教學模塊的劃分

在劃分模塊時，必須深入研究物聯網體系結構，理清各層所包含的主要技術及各層之間的關系。物聯網是指通過傳感器、射頻識別等信息傳感設備，按約定的協議把任何物體與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、監控和管理的一種網絡，其主要特征是通過傳感器、射頻識別等方式獲取物質世界的信息，通過互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術對信息進行分析處理，提高對物質世界的感知能力，實現智能化決策和控制[6]。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為感知層、網絡層、數據處理層和應用層[7，8]。依據物聯網知識體系結構、信陽師范學院物聯網工程專業培養方案和教育教學規律，把物聯網工程專業的實踐教學體系分為認知實踐教學模塊、程序設計與算法分析實踐教學模塊、感知層實踐教學模塊、網絡層實踐教學模塊、數據處理層實踐教學模塊和應用層實踐教學模塊。

4.1 認知實踐教學模塊

認知實踐教學模塊主要包括計算機引論和物聯網導論這兩門課程的實踐教學。該模塊實踐教學的目的是讓學生掌握計算機硬件、軟件、計算機網絡、物聯網的組成及相關技術，明確各專業課程的意義和相互聯系，為后續學習打下堅實基礎。實踐教學主要將教師演示與學生操作相結合，讓抽象的理論通過實驗演示變得形象，讓學生動手操作以激發學生的求知欲。計算機技術是物聯網技術的基礎，在講授計算機引論時，應增加物聯網的相關知識，既完善了計算機引論的知識體系，又為學生學習物聯網導論打下堅實的基礎。例如在演示計算機硬件組成時，可以增加對單片機、ARM芯片的講解和演示；在做操作系統實驗時，增加嵌入式操作系統的實驗。物聯網是計算機技術的一個典型應用，在講授物聯網導論時，要復習計算機引論相關內容，把兩門課程中的相關內容進行分析、對比，不僅可以加深學生對知識的理解，而還以激發學生思考問題。通過這兩門課程的學習，讓學生明白計算機科學與技術專業和物聯網工程專業的聯系與差別，有利于學生的學業規劃和職業規劃。

4.2 程序設計與算法分析實踐教學模塊

程序O計與算法分析實踐教學模塊主要包括C語言程序設計和數據結構這兩門課程的實踐教學。該模塊的實踐教學目的是讓學生掌握C語言、數據結構和算法設計等知識，著重提高編程能力和算法分析與設計能力。C語言程序設計實踐教學從基礎語法知識開始，逐步引入經典、有趣且與日常生活聯系緊密的案例，引導學生從解決問題出發，學習編程知識，并培養學生的編程思維，提高學生的編程興趣和編程能力。數據結構主要讓學生掌握經典數據結構的邏輯結構、物理結構及相關算法實現，重點是數據的組織結構和算法實現。

4.3 感知層實踐教學模塊

感知層主要負責信息的采集和短距離傳送，是物聯網系統的核心層。我校針對感知層開設的課程有電子線路、數字邏輯、計算機組成原理、微機原理與接口、嵌入式系統、信號系統、傳感器技術、無線傳感網絡、數據采集技術、射頻識別技術、ZigBee技術等課程。本模塊實踐教學課程多，開課時間跨度大，且課程間知識聯系緊密，所以實驗教學內容一定要注意課程間的聯系。依據課程間的相互關系，該模塊實踐教學可以細分為硬件課程群和數據采集課程群。

4.3.1 硬件課程群

該課程群包括電子線路、數字邏輯、計算機組成原理、微機原理與接口和嵌入式系統5門課程，主要使學生掌握計算機硬件系統的結構和工作原理，使學生具有計算機系統硬件開發能力和針對具體硬件進行軟件開發的能力。該課程群的實驗教學不僅加深了學生對理論知識的理解和鞏固，還能激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力，培養學生的創新意識，為以后的學習和工作打下堅實基礎。目前，我校該課程群的實驗采用“軟件設計與仿真”和真實的硬件開發平臺相結合的方式。軟件設計與仿真實驗主要是加深學生對理論知識的理解和運用，真實的硬件開發平臺主要提高學生的動手能力和調試能力，這兩種形式虛實結合，相輔相成，各有優勢。

4.3.2 數據采集課程群

該課程群包括傳感器技術、信號與系統、RFID技術、ZigBee技術、無線傳感網絡技術、數據采集技術等課程，主要讓學生掌握傳感器的基本原理、信號處理、數據采集、無線通信及組網技術等，使學生具有設計和開發數據采集系統的能力。目前，我校以北京奧爾斯科技股份有限公司開發的物聯網創新實驗箱為平臺，依次開設有CC2530基礎實驗、傳感器及控制器模塊實驗、ZigBee無線網絡通信實驗和嵌入式網關實驗，通過這4部分的實驗，逐步提高學生的動手能力和創新能力。

4.4 網絡層實踐教學模塊

網絡層主要負責信息的傳輸。該模塊的內容使學生能夠清晰地認識信息傳輸的過程、原理和應用，從而使學生能根據實際需要選擇合適的通信方式構建物聯網網絡。我校針對網絡層開設的課程有通信原理、計算機網絡原理、TCP/IP協議分析、物聯網組網技術和網絡信息安全技術等課程。首先需要學習通信原理課程，主要內容有與信號相關的基礎知識、模擬傳輸、數字基帶傳輸、基本的數字頻帶傳輸、模擬信號數字化與PCM、信號空間分析與多元數字傳輸、現代數字傳輸技術、多用戶與無線通信、信息論基礎以及糾錯編碼等內容，使學生掌握通信的基本原理；其次，通過學習計算機網絡原理、TCP/IP協議分析等課程，使學生認識信息傳輸的實現機制和具體技術；然后學習網絡信息安全技術等課程，使學生了解信息傳輸中應該考慮的實際問題；最后，通過物聯網組網技術課程的學習，使學生能夠構建可行的通信網絡，同時能夠使學生把所學的知識貫穿起來，并在實踐中加以應用。

4.5 數據處理層實踐教學模塊

數據處理層對網絡層傳輸來的海量數據進行存儲、處理和智能決策服務等。通過該模塊的學習使學生掌握物聯網工程中數據處理的基本過程、工作原理和主要方法，并利用這些知識對典型物聯網應用領域提出具體的數據處理方案。我校針對數據處理層開設的課程有云計算、物聯網數據處理技術、數據挖掘、人工智能等課程。通過云計算課程的學習使學生熟悉當前常用的海量數據存儲方案和并行計算框架；通過物聯網數據處理技術課程的學習，使學生掌握常用的采集數據的預處理方法，確保采集數據的有效性；通過數據挖掘和人工智能課程的學習，使用相關知識能夠在大量采集的數據中發現有價值的規律并加以驗證，最后，將發現的有價值的規律應用到實踐中，產生實際的應用價值。

4.6 應用層實踐教學模塊

應用層主要為用戶提供良好的解決方案。我校針對應用層開設的課程有數據庫技術、操作系統、Linux操作系統、Java語言、網絡編程技術、移動軟件開發技術等課程，主要讓學生掌握數據庫技術、操作系統原理、網絡編程技術和移動軟件開發技術，能根據實際需求設計并實現高效、可用的物聯網應用層軟件。在前述各模塊的基礎上，該模塊教學過程以典型應用驅動的方式開展。以當地水質檢測、茶葉種植場所的土壤養分監控為例，使用Java語言，基于Linux操作系統和MySQL關系型數據庫，以Browser/Server架構為指導，實現此類型的物聯網典型應用，用戶可以通過移動設備方便、快捷地使用這些系統。通過該模塊的實踐教學，最終使學生將所學知識運用到實踐中，讓學生深刻體會到實踐在學習中的重要性，從而提高他們學習和從事研究的興趣。

5 模塊化實踐教學體系實施方案

為了達到模塊化實踐教學目的，必須遵循教學規律，制定由淺入深，循序漸進的實施方案，整個實踐教學過程大體按照認知實踐教學模塊、程序設計與算法分析實踐教學模塊、感知層實踐教學模塊、網絡層實踐教學模塊、應用層實踐教學模塊和數據處理層實踐教學模塊的次序開展。由于每個模塊包含多門課程，各模塊之間開課時間有部分重疊。為進一步提高學生的動手能力和綜合知識運用能力，在大四上學期根據學生興趣和就業方向開展有針對性的C合性實踐教學，使學生具有一技之長。具體實踐教學體系如表1所列。

6 結 語

物聯網工程專業是集計算機專業、通信專業、自動化專業為一體的交叉學科，是一個典型的基于工程應用的學科。因此，實踐教學對人才培養質量起著至關重要的作用。本文針對目前物聯網工程專業教學存在的問題，提出一套基于模塊化的物聯網工程專業實踐教學體系。該實踐教學體系有以下優點：

（1）層次清晰。從認知教學到專業技能模塊教學，再到綜合性實踐教學，由淺入深，由易到難，層次清晰，環環相扣。

（2）教學目標明確。通過系統化的分析方法將物聯網工程專業的眾多課程分為6個模塊來開展實踐教學，每個模塊教學目標明確，著重強化學生的動手能力和綜合應用能力，提高實踐教學的效果。

（3）人才特色鮮明。除認知實踐教學模塊外，每個實踐教學模塊都對應了物聯網工程專業的一個就業方向，學生可以根據自己的興趣，加強該模塊的學習和實踐開發，使學生具有一技之長。經過多年教學實踐表明，該方案科學合理、切實可行，教學質量得到顯著提高。

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