物聯網創新實驗平臺實驗教學體系探討

付蔚 鞏莉 王炳鵬

摘 要：本文針對高校物聯網創新實驗平臺的教學體系進行了探討，首先分析了物聯網專業學生的實驗課程需求，接著提出了物聯網創新實驗平臺的體系架構，闡述了實驗平臺中各層次內容的設計。該教學體系有助于高校物聯網專業建設以及創新人才的培養。

關鍵詞：物聯網；創新實驗平臺；專業建設；人才培養

物聯網在繼計算機、互聯網之后，掀起了世界信息產業的第三次浪潮，具有廣泛的應用前景。2011年至今，全國700多所院校開設了物聯網專業。物聯網專業涉及的范圍非常廣泛，包括嵌入式技術、射頻識別技術、傳感網技術、測控技術、無線數據通信技術、軟件開發技術等。相對于其他專業而言，高校要實現物理網專業高素質人才的培養面臨著更大的挑戰。提升物聯網專業學生個人能力，關鍵在于開設實驗課程，為學生提供學習平臺，全面夯實基礎、增強實踐與應用能力。據了解，現在眾多高校對物聯網專業開設的實驗課程體系都相對單一零星，缺乏整體性、創新性和科學性。因此，高校建設一個功能齊全、技術完備的物聯網創新實驗平臺是非常必要的。

1 物聯網專業學生的實驗需求分析

對于物聯網專業的學生來說，物聯網創新實驗平臺正是聯系本專業理論和實踐的核心平臺。通過緊密結合物聯網行業發展趨勢，明確面向行業需求的人才培養目標，筆者得出物聯網專業學生的實驗需求主要包括實踐教學和創新實訓兩個方面。

（1）實踐教學：高校通過設置認知性實驗課程、驗證性實驗課程、設計性實驗課程，讓學生充分掌握各個知識點。通過物聯網基礎知識點的教學，完成學生物聯網知識儲備和基礎能力的培養。

（2）創新實訓：以物聯網實際行業應用為項目原型，學生希望完整經歷項目需求、方案論證、設備選型、系統設計、系統構建、功能調試、軟件聯調、產品發布等過程，最終完成一個典型的物聯網項目系統設計。在此過程貫穿、運用各個知識點，實現知識的融會貫通，綜合應用。同時，學生的團隊協作能力可以得到提高。該過程培養的創新型人才也契合了用人單位人才選拔的需求。

2 物聯網創新實驗平臺的體系架構

一般說來，物聯網具有三個特征：全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知，即利用傳感器、二維碼、RFID標簽等技術進行事物的信息采集。可靠傳遞：通過互聯網或者電信網將事物的實時信息傳送出去。智能處理：接收到感知的數據后，利用各類智能信息處理技術，分析處理收到的感知數據信息，并對事物進行智能化控制。

借鑒物聯網三層體系架構自底向上的優越性，該創新實驗平臺分為基礎、感知、網絡和應用四部分，并設置了對應的實驗，包括室內實時定位實驗、無線自組網實驗、五類傳感器實驗等15個實驗。其詳細的實驗平臺的體系架構圖，如圖1所示。

該平臺主要包含了基礎實驗、感知實驗、網絡實驗和應用實驗四大部分，實驗課程安排遵循了循序漸進、貼近教學的原則，能夠很好地輔助物聯網及相關專業理論教學，能夠實現對物聯網各知識點的應用實踐，同時有利于學生逐步理解和掌握物聯網的整體架構。實驗課程內容設計如圖2所示。

這些實驗課程既相互獨立又具有一定的內在聯系，可相互支撐共同構成物聯網知識體系。綜合設計實驗建立在單科單個實驗的基礎上，同時與物聯網課程的實驗內容相融合。建立統一的實驗平臺，實現多門課程的交叉應用，從而使學生更加深入地理解物聯網的知識體系，有助于學生實踐創新能力的培養和提高。

3 結語

本文針對高校物聯網創新實驗平臺的建設進行了探討，該平臺建設的總體思路依托工業及信息化發展規劃，緊密結合物聯網專業教學的實際情況，旨在培養雄厚的師資力量和全面提升學生的專業技能，改變傳統的“單一、零星”的實踐操作模式，提出了物聯網創新實驗平臺的體系架構，闡述了實驗平臺層次劃分、實驗功能模塊設計、實驗知識難易遞進、實驗系統單一到整體的設計方案。

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作者簡介

付蔚（1981-），女，2008年畢業于重慶郵電大學控制理論與控制工程專業，獲碩士學位，副教授，全國智能建筑及居住數字化標準化技術委員會（SAC/TC426）觀察員，工業物聯網與網絡化控制教育部重點實驗室智能家居項目組負責教師，主要從事計算機網絡技術、物聯網技術的研究。