物聯工程教學中的同步教學及實踐改革

黨鑫　馬欣

摘要 物聯工程教學是隨著物聯網概念提出而逐漸發展起來的一門教育學科，但其目前的教育效果并不理想。對計算機科學的三門課程進行平行教學，采用企業實際項目的課題設置實驗，傳達物聯網系統的整體觀，進行物聯工程教學的實踐改革。

關鍵詞 計算機科學；物聯網；同步教學

中圖分類號：G642.44 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）08-0154-02

1 前言

雖然物聯網的概念提出已有相當長的一段時間，各個高校的物聯網工程教育舉辦得如火如荼，可是事實上，物聯網工程教育往往是進行計算機科學課程，以及無線傳感器網絡、面向設計和面向服務的架構等課程的教學。很多高校并未深刻認識到物聯網工程教學的內涵，特別是物聯網的整體觀，在許多情況下仍然是比較模糊的，或者是僅限于一個或兩個相鄰學科的理論論述。之所以如此，是因為近年來物聯網的概念在工業界正處于生長、發展階段，而在學術界也處于研究階段。

然而可以肯定的是，不論現在還是未來，物聯網技術都與創新、跨學科知識、多面編程密切相關，三門課程的理論內容將覆蓋整個物聯網技術鏈，包括物聯網收集和傳達傳感器數據、物聯網數據處理技術、大數據的可擴展性和分布式處理、移動應用開發、人力相關網絡服務等多個方面，而這些都將是物聯工程教育的基礎。因此應積極在大學內進行實驗，在實驗過程中進一步對計算機科學的三門課程進行平行教學，在它們的理論和實踐部分進行相互對應，傳達物聯網系統的整體觀。

2 實驗課程

本文所研究的實驗課程主要內容是結合當前工業界的主要硬件平臺——大量傳感器網絡及學術界的智能算法，采用創業公司的實際選題，進行物聯網系統應用知識的整合及工程方法的學習，具體實施情況如下。

多課程同步教學 并行開展傳感器與RFID技術、物聯網應用系統分析、移動應用開發三門課程教學，打破各門課程教學之間的知識點前后時間的間隔，通過建設良好的教學日歷，結合實際授課狀況同步授課。比如在講解物聯網數據采集應用系統的同時，就在物聯網數據處理技術中講解傳感器及AD轉換的相關知識。

實驗平臺建設內容 基于當前工業界的主要硬件平臺、大量傳感器網絡，建設豐富靈活的實驗平臺，建立學術界的智能算法代碼庫，便于學生了解軟硬件知識。

實際的實驗題目及企業式管理方法 在實踐部分兩個班（總共60位學生）針對實際創業公司的工程項目進行實訓。這些創業公司分配一個任務及時間，依照績效預算約束管理學生。同時，這項任務要求學生在一個特定的過程中不斷地與其他人溝通來完成。通過這些活動可以達到磨練學生技能的目的，也可以讓學生認識到工業復雜信息系統的層次開發與集成過程，發掘創新思維，提高學生探索問題的能力和團隊合作意思。

3 教學效果

為了進一步優化目前的物聯網工程教學系統，首先進行關于物聯網教學體系的問卷調查。本次問卷以天津工業大學的大二到大四學生為對象，共發出問卷180份，回收有效問卷155份。圖1為調查結果匯總，其中圖1左為實驗前的調查結果，圖1右為實驗后的調查統計結果。

從圖1左可以看出，對學生的學習負荷狀態，問卷反映只有10%的學生認為學習負擔較輕，有40%學生認為學習負擔正常，50%學生反映負擔較高。這一結果表明物聯網學習中的跨學科特點給學生帶來較大的負擔，需要進一步整合現有課程體系，提高教學效率。

對學習過程中理解程度，問卷結果反映只有30%的學生認為學習理解較少，有50%的學生認為課程理解一般，20%的學生反映課程理解程度高。這一結果表明物聯網學習中實踐內容多的特點，需要增加實驗環節。因此，需要進一步整合實驗平臺，增加實踐機會。

對學生實訓的參與程度及成本，結果反映只有80%的學生認為實驗參與程度少，有11%的學生認為實驗參與程度一般，9%的學生反映實驗參與程度高。這一結果表明物聯網系統開發的錯綜復雜性、實踐課題的簡易程度、實用性及趣味性都有待進一步提高。

從圖1右可以看出，學生對這種新型的教學模式產生濃厚的興趣。最終的調查問卷顯示，認為負擔程度低的人數明顯上升，認為知識點理解程度高的學生人數增多，參與程度也較通常教學方法有了明顯提高。

4 結語

本項目根據物聯網工程專業知識和應用特點，采用多課程同步授課及企業式實踐結合的教學方法實施，三門物聯網工程專業課程并行授課，打破各門課程教學之間的知識點前后時間的間隔，保證教學過程中良好的教學深度及廣度。同時，采用企業式實踐選題及工程管理，使得學生在實踐中更容易掌握技術流程及團隊協作技巧。最后，基于當前工業界的主要硬件平臺，用大量傳感器網絡架設豐富靈活的實驗平臺及智能算法代碼庫，進一步幫助學生了解物聯網知識體系，形成物聯網工程思維。