淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革

王鍇

摘要：近些年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國民生產(chǎn)及生活中愈發(fā)重要。很多高校為計(jì)算機(jī)類、自動化類、

電子工程類等相關(guān)專業(yè)的低年級學(xué)生設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)課程。如何上好這門課程尚有許多地方需要探討。根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文從教學(xué)內(nèi)容、師生互動及考核方式三個(gè)方面闡述了提高這門課教學(xué)效果的方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；講授內(nèi)容；互動；考察方式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0057-02

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)是近些年來得以迅速發(fā)展的一個(gè)新興概念，是繼互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)的又一次重大變革。物聯(lián)網(wǎng)即為“利用智能化終端技術(shù)，如RFID技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)等，結(jié)合計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)物—物互聯(lián)，以達(dá)到智能化識別、定位、監(jiān)控、管理等”。如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，如智能家居、智能制造、智能物流等，并愈發(fā)迅速地得以發(fā)展。以美國為代表的西方發(fā)達(dá)國家率先提出了發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)戰(zhàn)略，如“智慧地球”等。自2009年以來，我國將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提升為國家戰(zhàn)略的發(fā)展層次，物聯(lián)網(wǎng)已被國家列為中長期科技發(fā)展重點(diǎn)。

為此，越來越多的學(xué)校為相關(guān)專業(yè)的低年級學(xué)生開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)課程。在我校，《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》是自動化類、計(jì)算機(jī)類、電子信息類等專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。通過此課程的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念、組成、應(yīng)用及其相關(guān)的支持技術(shù)有一個(gè)較為全面的了解。從而，有助于拓寬學(xué)生的知識面，了解所學(xué)專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間的聯(lián)系，對于學(xué)生今后就業(yè)或者從事科學(xué)研究均具有重要的指引作用。長遠(yuǎn)來看，可鼓勵(lì)更多學(xué)生今后投身物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)工作之中，促進(jìn)我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、現(xiàn)狀

目前，本人所授的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》是針對大二上學(xué)期自動化系學(xué)生的一門考查課，共24個(gè)學(xué)時(shí)。此課程主要講授：（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述；（2）感知與識別技術(shù)；（3）無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（4）通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（現(xiàn)場總線、無線互聯(lián)網(wǎng)等）；（5）智能信息處理技術(shù)（人工智能、云計(jì)算等）等。此課程包含的知識面廣，涉及到了計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、自動控制、電子與電氣工程等多個(gè)學(xué)科專業(yè)的內(nèi)容。這對于大二學(xué)生理解這門課的許多內(nèi)容無疑有著不小的難度。同時(shí)，受到學(xué)時(shí)的限制，許多內(nèi)容不可能詳細(xì)、清楚地逐次展開介紹。

由于此課程設(shè)置較晚，能夠合理地平衡所學(xué)內(nèi)容和讓學(xué)生理解的教材資料較少。并且，如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并更好地考查他們所學(xué)的知識均有待進(jìn)一步探討。

在上課過程中，普遍出現(xiàn)的情況是學(xué)生感到所授內(nèi)容枯燥、難懂，學(xué)習(xí)積極性較低，課上玩手機(jī)、睡覺的情況時(shí)有發(fā)生。為了改善這種現(xiàn)象，對于授課老師來說，如何編排授課及考核并上好這門課有著很大的挑戰(zhàn)。

三、合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的編排是上好這門課的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在已有的基礎(chǔ)上，合理地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容對于調(diào)動學(xué)生積極性，促進(jìn)學(xué)生更好地理解有著至關(guān)重要的作用。

在教學(xué)資料方面，選擇一本結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容編排嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕滩淖鳛橹鹘滩模ㄈ鐓⒖嘉墨I(xiàn)[1]），再選擇一些趣味性、應(yīng)用性強(qiáng)的相關(guān)書籍進(jìn)行補(bǔ)充（如參考文獻(xiàn)[3]）。這樣可使得教學(xué)的主體內(nèi)容兼顧嚴(yán)謹(jǐn)性與趣味性，即可讓學(xué)生學(xué)習(xí)到較為深入的知識，又可提升他們的學(xué)習(xí)興趣，使其感到內(nèi)容較為通俗易懂。結(jié)合這些書籍的內(nèi)容，并借助于網(wǎng)絡(luò)資源，合理地進(jìn)行編排、篩選，制作相應(yīng)的教案。

根據(jù)教材中各部分內(nèi)容的重要性及難易程度等合理進(jìn)行所授內(nèi)容詳略的調(diào)整。教材大多就物聯(lián)網(wǎng)所包含的一系列相關(guān)技術(shù)的概念、原理及前沿發(fā)展等做較為詳細(xì)的闡述。然而，學(xué)生的知識基礎(chǔ)有限，且受到課程學(xué)時(shí)的限制。所以在實(shí)際授課時(shí)需進(jìn)行內(nèi)容的詳略調(diào)整。可考慮將那些難以理解的概念、原理等替換為包含大量圖片、視頻信息的應(yīng)用實(shí)例。另外，那些應(yīng)用較少或?qū)τ趯W(xué)生十分陌生的技術(shù)則可以進(jìn)行內(nèi)容上的刪減，簡單予以介紹即可。而是將講授的重點(diǎn)放在學(xué)生興趣較為濃厚、易于學(xué)生理解的內(nèi)容上。例如，在講解生物識別技術(shù)部分的時(shí)候，可更多的通過圖片、視頻等方式展示一些學(xué)生感興趣的應(yīng)用實(shí)例，如手機(jī)中的指紋、人臉識別技術(shù)，無人駕駛技術(shù)中的識別問題等。涉及到的抽象、枯燥的算法概述，則可簡單提及或不講。同樣，在講解無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的部分時(shí)，除介紹其概念、結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷程等之外、可更多地介紹一些其在軍事、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等方面的應(yīng)用。再如，在介紹無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時(shí)候，可更多地介紹學(xué)生熟悉的Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等，對于較為陌生的ZigBee技術(shù)、NFC技術(shù)則可以簡單提及即可。

根據(jù)不同專業(yè)調(diào)整所授內(nèi)容的重點(diǎn)。此課程設(shè)置的一個(gè)重要目的便是使得相關(guān)專業(yè)的學(xué)生更好地了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并清楚自身所學(xué)專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)聯(lián)。從而，更加側(cè)重所授學(xué)生專業(yè)的內(nèi)容，可以更好地讓學(xué)生了解自身專業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，也可以更好地提升學(xué)生在學(xué)習(xí)此課程的興趣與積極性。例如，對于自動化、電氣專業(yè)的學(xué)生，現(xiàn)場總線技術(shù)、人工智能、嵌入式系統(tǒng)等與所學(xué)專業(yè)更為相關(guān)，可更為詳細(xì)地介紹，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方面，則可多列舉一些智能電網(wǎng)、智能制造等方面的例子。

四、增強(qiáng)與學(xué)生的互動

為了提升課堂教學(xué)效果，需在傳統(tǒng)講授法的基礎(chǔ)上，引入問答法、討論法等教學(xué)方法。這樣，不僅可以高效系統(tǒng)地傳授學(xué)生知識，并且可以引導(dǎo)學(xué)生積極地思考，鞏固及檢查所學(xué)內(nèi)容，并且能夠使得學(xué)生保持較長時(shí)間的注意力，提升學(xué)生的興趣。實(shí)踐表明，若不適當(dāng)引入必要的互動，此課程的講述內(nèi)容很難使學(xué)生在90分鐘的課堂學(xué)習(xí)上保持充沛的學(xué)習(xí)積極性，從而對于授課教師的積極性也會有消極的影響。

在課堂授課過程中，除主要的教師講授外，應(yīng)增加對學(xué)生的提問。所問內(nèi)容既可包括已經(jīng)學(xué)過的知識，也可是與所學(xué)相關(guān)且學(xué)生較為感興趣的內(nèi)容。例如，在每次課的開始，可通過提問的方式帶著學(xué)生回顧上次課的一些重要知識點(diǎn)，可檢測、督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。再如，當(dāng)講到無線通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，可以首先提問學(xué)生對于1G—4G網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用的一些了解；當(dāng)講到云計(jì)算內(nèi)容時(shí)，可問一些學(xué)生，讓他們談一談對于計(jì)算機(jī)云的一些了解。

此外，可考慮設(shè)置一些專門的討論課。將課上學(xué)生分組，布置一些討論的主題，如身邊的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。組員共同查找資料之后，自行選出組長，讓其在討論課上進(jìn)行匯報(bào)，學(xué)生或老師可在匯報(bào)之后對一組的學(xué)生進(jìn)行提問。所匯報(bào)內(nèi)容可以是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一些應(yīng)用，也可以是物聯(lián)網(wǎng)的一些相關(guān)技術(shù)，例如無線傳感網(wǎng)、感知識別技術(shù)等。

五、設(shè)置合理的課程考核方式

為了能夠更為客觀、科學(xué)地檢測出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，需要針對此課程的具體性質(zhì)設(shè)置較為合理的考核方式，包括平時(shí)成績與期末成績兩部分。

對于平時(shí)成績，可主要考核學(xué)生的出勤、課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)等。此外，為了更好地體現(xiàn)學(xué)生的所學(xué)效果，可以隨機(jī)地進(jìn)行幾次隨堂測試。出幾道題目，讓學(xué)生來完成，課后提交。這樣可以較好地避免出現(xiàn)平時(shí)成績因作業(yè)抄襲等情況而不能較好地反映學(xué)生平時(shí)所學(xué)的問題。

對于期末成績，由于此課程在我校為考查課，故期末可進(jìn)行考試也可進(jìn)行大作業(yè)。考慮到此課程的內(nèi)容覆蓋面過于廣泛，且很多內(nèi)容的理解超出了大二學(xué)生的能力范圍。利用考試的方式來進(jìn)行期末考查給學(xué)生不必要的負(fù)擔(dān)過多。因此，本人采用的是大作業(yè)的方式。例如，可布置一些主題，讓學(xué)生自行選擇，通過查找論文資料，撰寫相應(yīng)的文獻(xiàn)綜述。此種考核方式，不僅很大程度上考查學(xué)生對于所學(xué)知識的理解，也可考查本科生所應(yīng)該具備的學(xué)習(xí)能力、資料查找能力、文獻(xiàn)撰寫能力等。

六、結(jié)語

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而新設(shè)置的一門課程。本文從課程的內(nèi)容優(yōu)化、師生互動及考核方式的設(shè)置三個(gè)方面進(jìn)行了討論。實(shí)踐證明，合理優(yōu)化講授與考核方式后，教學(xué)效果得到了較為明顯的提升。

參考文獻(xiàn)：

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