肖锐
武汉东湖学院 湖北省武汉市 430000
摘要:教学改革需要体现高校的办学特色,有明确的专业定位, 依托具体的教学环境,并且需要符合市场的具体需求。物联网是一个比较新兴的本科专业,大部分高校是在零基础上发展起来的,因而对物联网工程专业的改革需要进行全方位的研究与分析,深化改革的方案,才能为我国物联网产业不断输出优秀人才。
关键词:物联网工程;人才培养;教学;
1物联网工程课程特点
物联网技术强调的关键是在互联网的基础上实现任何时 间,任何地点,任何物与物之间的互联互通。因而物联网实际是一个综合交叉性的学科,物联网技术涵盖了计算机科学与技术,嵌入式技术,传感器技术,通信技术,数据处理技术等多 个学科。物联网技术体系结构可以分为 4 层,第一层感知识别层,主要包括 RFID 识别技术,传感器技术,定位技术和智能设备技术;第二层是网络通信层,主要包括互联网技术,计算机网 络技术,无线接入技术,物联网通信技术等;第三层是管理层或 着数据处理技术,主要包括大数据技术,海量数据存储技术,数 据挖掘等技术;第四层是综合应用层,主要包括智能交通,智能 农业,智能健康,智慧城市等多个方面。因而,物联网工程专业 的课程设置需要依据物联网技术的基本框架来开展。
2物联网工程专业课程体系建设与教学现状
物联网工程目前是一个比较新的专业,很多高校的课程设置实际还处于实验阶段,物联网工程专业在学科建设和教育教学方面还存在以下几个方面的问题:
2.1课程设置欠规范
大部分高校存在课程体系设置比较混乱的问题,缺乏明确的目标和定位。物联网属于一个综合性的学科,涉及计算机科学与技术,计算机网络,物联网通信,大数据处理等多个学科的知识基础,因而涵盖的课程多于一般的普通本科专业。 同时,大部分的高校对于本科专业的学分有严格的规定和限制。这就导致了在课程设置方面不可能做到覆盖物联网技术涉及的所有学科。因而,目前大部分高校在课程设置方面实际采用广而浅的策略,按照物联网技术的四层体系结构,尽可能的涵盖所有课程,但同时大部分课程都没有足够的学时让学生深入掌握本课程内容。这种课程设置的结果是学生可能对知识的掌握太浅,毕业后无法胜任相关专业岗位。
2.2教学资源不足
教学资源的不足主要体现在两个方面,一方面教学所需的硬件设备不足,另一方面是师资力量不足。物联网是一个实践性比较强的学科,而物联网专业的实践教学需要有一定数量的硬件设备作为支撑,目前大多数高校在不断的扩大物联网本科专业的招生数量,而已有的硬件资源不足以支撑学生的实践课程。其次,大多数的高校还停留在理论教学的阶段,实践环节不够。第二方面,目前大部分高校的物联网工程专业都是在计算机科学与技术,通信工程等专业的基础上发展起来的,因而缺乏具有物联网知识基础和实践背景的师资力量。很多高校采取的是组织现有的教师参加物联网本科教育的短期培训后承担物联网相关专业课程的授课,这种背景下必然导致所培养的人才与实际企业需求脱节。
物联网实际是一个实践性很强的专业,因而,物联网专业 的课程需要涵盖相关的硬件开发课程,而大部分的高校相关课 程配置不够或者师资力量不足或硬件资源欠缺,导致学生对课 程失去兴趣,对知识的接收程度比较低,实践动手能力较差。
3物联网专业人才培养模式的思考和建议
3.1确立合理的人才培养目标和课程体系
物联网是一个综合交叉性的学科,物联网的四层体系结构中实际涵盖了多个计算机相关专业的课程,因此在课程体系设计方面应该有所侧重,突出特色。课程体系结构是本科教学中的核心,一个合理的,系统的,有序的课程体系是高质量教学的前提,也是对学生能力的最大化培养。因而,物联网的课程设置,需要以物联网的技术体系结构为核心,如表 1 示。
感知层是物联网的基础核心层,主要包括传感器技术, RFID,定位技术等,因而,在感知层学生需要掌握基本的硬件开发技术,主要核心专业课程包括嵌入式系统,微机原理,数字信号处理等技术,而在具体实践环节包括单片机的基础开发,传感器数据采集实验,例如,温湿度,光线,烟雾,压力等, RFID 系统读卡,写卡,编码等实验。感知层的基础课程一般包括物联网导论,计算机技术基础,面向对象程序设计等。
传输层主要完成的是信息的传输与处理,专业基础课程包括计算机网络,操作系统等。其主要的专业核心课程包括, 物联网通信技术,传感器网络技术。在实践操作环节的核心包括两个方面,一个是 ZigBee 组网与数据收集和发送实验, NB-IoT 组网与数据通信实验。其次,也包括蓝牙组网与通信, WiFi 通信等实验。
3.2加强师资队伍的培养和实训资源的配置
物联网工程具有较强的专业性和实践性,因而对教师的综合能力提出了较高的要求,要求教师具备充分的理论专业知识的同时,也要掌握灵活多样的教学方法,最重要的是,近几年来物联网技术的飞速发展,要求教师必须了解最新的市场动态和技术。因而在实际的教学改革过程中,依托学校的资源平台,系统的,有序的组织教师参加企业的培训,使教师掌握最新的技术,强化与兄弟院校之间的合作与交流,相互提 升,改进教师的教学理念和教学方法。同时,加大人才引进的力度,不断壮大师资队伍的建设。
改变传统的教学模式和授课方式,适当增加教师授课技术和方法的灵活性,增加实验实践环节的比重。物联网是一个实践应用型的专业,实践环节能够有效提高学生对知识的掌握,学习的兴趣和动手能力。物联网的实践环节需要有较多数量的硬件设备作为支持,并且,硬件设备在使用过程中存 在的损坏与淘汰现象比较严重,因而学校需要加强在这一方面的投入,保证学生有效完成相关实验项目。
参考文献:
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