“物聯網工程導論”課程教學探索與實踐

摘要：針對“物聯網工程導論”課程，以浙江萬里學院為例，探討了課程的教學目標，提出了“內外結合、聯系實際、項目驅動”的教學模式和方法，設計了對應的教學內容。實踐表明，課程有效提升了學生對于專業學習的熱情，完成了課程預期的目標。

關鍵詞：物聯網；教學模式；教學方法；教學實踐

作者簡介：施炯（1982-），男，浙江余姚人，浙江萬里學院電子信息學院，講師；楊亞萍（1967-），女，浙江寧波人，浙江萬里學院電子信息學院，副教授。（浙江 寧波 315100）

基金項目：本文系寧波市服務型教育重點專業子項目物聯網工程專業實踐教學體系建設（文件號：甬教計[2009]359號文件）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0106-02

“十二五”期間，從全國到浙江省寧波市，以物聯網為特征的產業導向是產業結構優化調整的一項重要內容和重要舉措，對于提高總體的經濟實力和技術水平具有舉足輕重的作用。在此背景下，浙江萬里學院（以下簡稱“我校”）于2011年7月申報了物聯網工程專業，并于2012年2月在《教育部關于公布2011年度高等學校本科專業設置備案或審批結果的通知》（教高[2012]2號）中得到了批復，浙江省首批物聯網工程專業高校達到四所，浙江萬里學院成為目前浙江除杭州外唯一擁有物聯網工程本科專業的高校。物聯網工程這個新專業與實際緊密結合，應用范圍涉及到了社會的各行各業。[1，2]正是由于其處于初始階段，且與現有專業相關的技術知識體系存在較大的差異性，使得該專業的教學模式不能照搬現有專業的教學模式，[3]而必須探索新的教學模式和方法，以適應社會對于物聯網工程專業人才的需求。[4]

一、“物聯網工程導論”課程目標

“物聯網工程導論”是物聯網工程專業學生學習的第一門專業基礎課，其主要目的是使學生了解物聯網的基本概念和相關技術，對物聯網在各個領域的典型應用有所認識，[5]在此基礎上了解物聯網系統的整體框架，明確物聯網工程各個專業課程的意義和課程之間的關系，為后續的學習打好基礎，同時激發學生的學習興趣。因此，設計“物聯網工程導論”課程時，不應該把重點放在核心原理上，而應該注重基本概念的理解和對物聯網系統的認識。[6]

二、“物聯網工程導論”教學模式和教學內容

物聯網工程專業是一個新的本科專業，包含的技術和概念較多，如何精心設計課程內容來幫助學生理解相關的知識，激發其學習后續課程的興趣，是教學工作的關鍵。因此，為了培養學生主動學習的能力和學習興趣，提出了“內外結合、聯系實際、項目驅動”的教學模式和方法，即教師授課與專家講座相結合，課堂教學與實際產品體驗相結合，以項目為驅動，推動整個課程的教學。

1.課程總體教學規劃

在內容上，“物聯網工程導論”課程側重于物聯網的應用、技術、服務、知識體系以及作為物聯網工程師的合格人才標準，涉及到的技術包括RFID技術、WSN技術、常見組網技術和應用開發技術等。在授課方式上，采用課堂講解與企業參觀相結合、學校老師和業內知名專家相結合的方式。通過這種課程安排，自下而上對物聯網的應用案例、技術支撐、知識體系進行講解和討論，一方面讓學生對企業實際的物聯網項目和人才需求有所認識；另一方面，使得學校在物聯網工程專業人才培養方面，形成以本地物聯網企業的實際情況為依據，以地方物聯網產業的發展為依托，樹立應用創新型人才培養的目標，強調應用創新和實踐創新的結合，從而創建以培養應用創新能力為核心的實踐教學體系。

2.課程內容分析

以課程總體教學規劃為基礎，設計了“物聯網工程導論”課程的內容，詳細安排如表1所示。

第一講主要介紹物聯網在國內外發展的近況，了解物聯網發展需要經歷的幾個階段和我國目前物聯網發展所處的階段，了解物聯網在各行業的應用和發展前景。第二講安排寧波市智慧城市建設領域專家為學生講課，讓學生了解智慧城市的發展歷史，了解智慧城市的整體架構，理解物聯網與智慧城市的關系，熟悉寧波市智慧城市建設的現狀和發展前景。在此基礎上，第三講安排學生參觀寧波市智慧城市建設應用成果展示廳，親身體驗物聯網技術在智慧城市建設中的各項成果和應用。在研討課環節，引入物聯網產品創意設計比賽，以小組為單位，根據前兩次課對智慧城市應用領域的學習和參觀，設計一款理想中的物聯網產品，比賽分為初賽和決賽環節，在初賽中表現出色的團隊進入決賽。在“物聯網應用體驗——手機控制家電”環節，利用學院已有的實驗條件，向學生介紹手機控制家電的原理，熟悉控制信號的流程，了解應用程序和硬件之間的接口和開發流程，同時提供手機客戶端的應用程序，使得學生可以現場安裝，現場體驗，激發學生的興趣。在物聯網設計作品與分析環節，以高年級同學進行電子設計大賽的成果為基礎，展示與物聯網相關的作品，通過視頻和現場演示等多種手段，向同學們展示觸手可及的物聯網產品，解開物聯網技術的面紗，排除技術等因素給學生帶來的困惑。

三、“物聯網工程導論”教學實踐

以“內外結合、聯系實際、項目驅動”的教學模式和方法為參考，采用“走出去、請進來”的策略，結合“項目驅動”的物聯網產品創意比賽，進行了“物聯網工程導論”課的實際教學。

1.走出去——智慧城市建設應用成果展廳參觀

寧波市是我國首批進行智慧城市建設的試點之一，物聯網為智慧城市建設提供了堅實的技術基礎；反過來說，智慧城市是物聯網技術的重要應用領域。從已經舉辦兩屆的“中國寧波智慧城市技術與應用”展會來看，很多基于物聯網的產業和應用都已經服務于智慧城市的方方面面，物聯網為智慧城市提供了城市的感知能力，并使得這種感知更加深入和智能，從而實現市政、民生、產業等方面的智慧管理。

利用寧波的地域優勢，在“物聯網工程導論”課程中引入智慧城市建設應用成果展廳參觀的環節，有利于學生更好地理解和體驗多種物聯網關鍵技術的應用場景。在參觀過程中，學生對智慧城市應用成果展廳中展示的云計算技術、互聯網技術、物聯網技術和RFID技術表現出極大的興趣。通過實物展示、應用系統演示、現場體驗、動態更新等多種形式，學生形象直觀地了解了智慧城市建設十大應用體系的建設成果，其中包括智慧社會管理、智慧公共服務、智慧健康保障、智慧交通、智慧物流、智慧貿易、智慧制造、智慧能源、智慧文化服務、智慧安居服務首批共36個應用成果，為后續的物聯網產品創意比賽提供了靈感和素材。

2.請進來——智慧城市建設專家講座

由于物聯網工程是新建專業，因此，在人才培養方向方面，需要充分考慮寧波本地經濟對物聯網人才培養的需求，及時了解本地物聯網產業的發展趨勢，適時地調整專業方向，合理設置培養目標、課程體系和教學內容，以更好地服務于區域物聯網產業鏈。在“物聯網工程導論”課程中引入專家講座的環節，既有利于學生熟悉物聯網相關的專業背景知識，又能夠使學生了解企業實際的項目和用人需求，盡早樹立自身的職業規劃。

在本課程的教學過程中，邀請了浙江思創理德物聯網（寧波）科技有限公司總經理黃生顏女士來我校授課。思創理德物聯科技有限公司是中瑞思創科技股份有限公司旗下專注于物聯網應用集成和市場開發的子公司，已成功開發并逐步推廣服裝供應鏈管理、數字化倉儲管理、工廠精益管理、行業服務平臺管理、防偽防竄貨管理等系列RFID解決方案和關鍵產品。黃經理在向同學們介紹基于RFID技術的服裝供應鏈管理的同時，引入了企業實際項目的運轉和人才需求的現狀，描述了物聯網產業蓬勃發展的前景，鼓勵同學們認真學好相關的專業課程，從而在畢業時能夠成為一名滿足企業需求的物聯網工程專業人才，為寧波智慧城市建設和物聯網產業的發展貢獻力量。

3.項目驅動——物聯網產品創意比賽

通過之前物聯網產生的背景和發展前景的學習，結合專家對于智慧城市建設的介紹和對智慧城市建設應用成果的體驗，在研討課環節，引入物聯網產品創意設計比賽，讓同學們以物聯網相關技術為基礎，設計一款產品，解決日常生活中碰到的問題。

在實施過程中，讓同學們以小組為單位，由組長負責協調，各成員進行項目的創意、調研和設計，最終形成產品文檔和展示材料。在產品展示環節，組員以PPT、視頻和實物演示等多種手段，對小組設計的產品進行詳細的講解，內容主要包括創意來源、用戶場景、產品功能、技術規范和產品前景。在項目的評分規則上，主要包含創意、影響力和執行力這三個部分，占的比重分別為50%、30%和20%。其中，“創意”是指產品或者服務是否具有創新性和突破性，是否具有全新的功能或者在很大程度上提升了已有的功能；“影響力”是指產品或者服務的影響力有多大，是否會被大量的用戶和機構所采用；“執行力”是指設計的產品或服務是否具有較好的商業可行性。在評分環節，每個小組對除自己以外的每個項目進行打分，各個小組的最后得分為總分取平均。

研討課環節一方面增強了學生們對于課程的參與度，另一方面通過小組頭腦風暴和討論，培養了學生的團隊合作精神和集體榮譽感，極大地提升了其對于本專業后續課程學習的興趣。

4.課程評價

在合作式學習模式的基礎上，參考學生在課程過程中的參與程度以及課堂表現，課程的評價包含自我評價、小組評價、項目評價和教師評價。其中，小組評價在小組內部產生，主要參考組員在物聯網產品創意比賽過程中的投入和參與程度。項目評價主要參考小組項目的評分，即其他各小組對本組項目的綜合評價。教師評價主要參考學生的出勤率、課堂參與度。這種評價方式已經在我校其他“項目化”課程及合作式課程中實施，從學生的反饋來看，這種綜合、全面的評價方法比傳統、單一的評價方法更加合理，它有效地減少了學生的逃課現象，提高了學習的自主性和參與度，增強了學習的興趣。

四、教學效果

在浙江萬里學院物聯網工程新專業建設過程中，探索了“物聯網工程導論”課程的教學模式和教學方法，并付諸了實踐。從目前來看，學生通過該課程的學習，培養了專業的學習興趣，增強了專業的學習熱情，為后續課程的開展打好了基礎。從培養學生的角度來看，物聯網技術在飛速發展，對于物聯網課程教學的探索也沒有終點，必須總結現有的經驗，不斷改進和完善。

參考文獻：

[1]吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育，2010，（2l）：26-29.

[2]桂小林.物聯網技術專業課程體系探索[J].計算機教育，2010，（16）：1-3.

[3]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.

[4]秦磊華，張海珍，石柯，等.物聯網導論課程實驗教學探究[J].實驗室研究與探索，2012，31（6）：150-151，167.

[5]教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會.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.

[6]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社，2010.

（責任編輯：王意琴）