篇1
Introduction to Networking Technology Process
and Practice-oriented Reform
WANG Juan， ZHANG Luqiao
（College of Information Security Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu， Sichuan 610225）
Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with， and it is important for students to build things technical framework and application process， it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience， we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program， the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.
Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching
1 问题与研究现状
1.1 研究对象
作为“智慧中国”的重要组成部分，物联网技术受到越来越广泛的关注。为适应这种发展趋势，培养社会所需的具有综合能力的物联网工程人才，教育部在2010年将“物联网工程”设置为独立的一个专业。
物联网技术导论作为物联网工程专业的核心课程，是物联网专业学生接触的第一门专业课程。主要讲授物联网从感知层，传输层，数据处理层到应用层的整体技术流程，以及每层的关键核心技术，对学生建立正确的专业概念，整体的专业技术框架有重要意义。
1.2 实践教学中的现有问题
目前对物联网技术导论课程的教学方法主要是以讲授为主，平时留有课后作业，课程考核方式以期末闭卷考试为主，期末卷面成绩占总评成绩的70%。该教学模式在教学实践中出现以下问题：（1）单一讲授的教学模式不能适应物联网多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映物联网涉及学科非常多，仅每个学科简单理论概念的讲解，就已经非常庞杂，学生很难把握其脉络。且现有技术的应用与行业背景密切联系，单纯的理论讲授效果不佳。反映在课堂提问中学生往往答非所问，或者完全无法理解题目意思。（2）一考定论，平时不学，考前突击现象突出。但是由于知识点繁杂，突击背诵效率不高，且不及格率较高。（3）死记硬背现象突出，对技术理解不深。对于物联网产业环境和应用流程的理解和技术在应用中的创新上，有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。在平时的考查中，我们发现学生对死记硬背的技术点掌握得尚可，但是碰到综合应用题，大部分同学就不知所措。
面对以上主要问题，现有的物联网技术导论课程教学方法和思想必须改变。否则，不光是导论课应有的目的不能达到，还直接影响后续物联网专业课程的教学。
1.3 国内研究现状
目前对物联网技术导论课程的改革成果总体来说并不多，公开文献较少，这与物联网工程本身是新专业，物联网导论课程本身涉及技术较多，知识体系复杂都有关系。已有的一些改革方案如下：
文献[1]提出物联网导论的课堂要引入启发式教学法，即将课程内容归纳提炼，提出问题启发学生思考。其次，采用案例式教学法，把生活中物联网的实际应用案例渗透到整个教学内容中。还强调应用交互式教学法，运用多媒体教学环境辅助教学，例如播放物联网相关理论与技术相关视频和短片，加强互动，提高学习兴趣，拓展知识面。
文献[2]提出适当增删教学内容，讲授内容忌深、忌细，引导学生转变学习方法，促进良好学习习惯的养成，注重培养学生的综合能力。
文献[3]提出改进课程大纲设计、提升教师能力、改进教学资源等多个方面，以提升物联网导论课的教学质量。
文献[2]与文献[3]所提措施，对物联网技术导论课和其他课程都适用。实际上，在已进行的几届学生的教学中，我们已经使用过上述方法，事实证明，此类广泛适用于一般课程的方法并不能解决物联网技术导论课程中的具体问题。而文献[2]所提改进课程大纲、教学资源等，其实是涉及到物联网技术体系架构的问题，已经有教育部牵头的教学指导组在负责梳理，本文暂不讨论。
文献[1]提出了一些比较具有操作性的课程教学方法，总结起来就是提问启发，案例讲解，多媒体互动教学。实际上我们在授课的时候已经使用了这些方法，但是教学效果仍然不够理想。例如：提问启发，如果问题简单，学生还基本能够回答，如果问题真的是启发式问题，而且是书上和网上都查不到现成答案的问题，则大部分学生表现出完全没有思路，更不要说回答问题。案例和多媒体互动在本校理工类课程中的使用也已十分广泛，物联网技术导论课程也不例外。上课过程中也给同学们播放了相关视频短片，行业应用短片，对比没有播放这些案例的情况，学生的理解程度确实有所提高，但是提高幅度也比较有限。如果是跟播放视频直接相关的设计类问题，学生根据视频还能回答部分内容，但是要求学生从该视频的技术方案做延伸，更换应用场景，则大部分学生又非常茫然。例如：课程中有播放精细化农业的相关技术解决方案，从感知、传输到最后数据处理与反馈服务都做了说明。学生观看后，如果问该应用领域问题，比如前端要用什么传感器，部署在哪里，学生还能回答。但是，要学生变化技术的应用场景，将技术应用在另一森林防火场景中时，部分学生还能把类似要用的传感器列举出来，但是不知如何部署。这说明要加深学生对物联网知识体系的理解程度，仅靠观看案例、提问启发是不够的，物联网技术导论课程的教学改革还需要进一步深入。
2 过程与实践化的课程改革方法
2.1 原因分析
根据课下座谈，统计课程出勤率，考试通过率等方式获取的信息，我们认为影响学习效果的主要原因有二：其一，理论和实践相脱节，虽然已经用案例视频，多媒体互动等教学方式，但明显还不足以让学生理论联系实际。其二，虽然有课程作业，平时提问和抽查，但是平时努力学习的学生仍然只占少数，大部分学生的学习积极性不高。针对这两个主要问题，我们提出过程与实践化课程教学改革方法。
2.2 方法的具体内容
对学习自觉性强的学生，提供多种课外实践参观机会，帮助学生理解技术在实际中的应用，理论与实践融合;对学习自觉性差的同学，采用过程化考试方法，督促其平时努力学习。
（1）实践化教学：物联网是多交叉学科，知识点非常多，光靠课堂教学肯定不能尽善尽美，所以要加入实践教学环节。
①在课外布置思考与设计题目，指导学生自学，并自主解答问题、动手设计简单的物联网应用。如果有较为优秀的学生，让其在课堂上讲解自己的设计方案。
②建立完善的课程考核体系，增加实践能力考核环节。将作业、演讲、课外参加的比赛情况等都当作考核方式，按合理比例计入总评成绩。改变以往期末卷面考试这种单一的考核方式。
③在条件允许的情况下，可建立物联网实训实验室，并配备相应的器材等。我们与四川省成都市物联网产业联盟形成良好合作关系，借他们的物联网技术展示厅让学生实地了解物联网技术及其应用。
（2）过程化考核：以上考核方式加上学院的过程化考试系统，分阶段进行上机考试，最大程度避免一考定论、突击应付等不合理现象。目前的具体操作是：当讲完一阶段（感知，传输，处理）即上机考试本阶段技术要点，成绩以比例计入总分，最后课程完结还有一次总体性考试，4次考试成绩的加权总和才是本门课程的考试成绩，并算上平时作业、提问等平时成绩作为最后总评成绩。这样一来，12周课程，每隔三周就有一次阶段考试，加上平时的抽查与作业，有效督促了学生的平时学习。
2.3 方法实施的效果
2011年本学院设定物联网专业，2012年开始开设物联网技术导论课程，2013年进入实践化教学，14年引入过程化考核，图1显示了历年课程的考试情况，以60分以下为不及格，80分以上为良好。图1很清楚的显示，刚开始时物联网技术课程的不及格率高达约30%，后来引入实践化教学后下降至12%，到最后引入过程化考核后直接下降到7%左右，而良好率逐年上升，连续2年保持在70%左右，达到了改革的目的。
3 总结与展望
经过四年物联网技术导论课程的教学实践，提出了物联网技术导论课的过程与实践化改革方案，从理论联系实践的角度，帮助学生从整体上理解单个技术在物联网应用流程中的作用与在技术框架内的位置。并用作业、抽查、过程化考核，督促了学生的平时学习。实际的考试成绩反映该方案取得了比较理想的效果。最后，在和后继课程老师的交流中，发现导论课对技术框架的讲解和物联网应用解决方案的设计要强加，否则学生在学习后继课程中会陷入具体技术问题，而忽略整体应用，导致技术路线不清，不知道自己应该深入学习哪些知识。
参考文献
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基金项目：本文系宁波市服务型教育重点专业子项目物联网工程专业实践教学体系建设（文件号：甬教计[2009]359号文件）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0106-02
“十二五”期间，从全国到浙江省宁波市，以物联网为特征的产业导向是产业结构优化调整的一项重要内容和重要举措，对于提高总体的经济实力和技术水平具有举足轻重的作用。在此背景下，浙江万里学院（以下简称“我校”）于2011年7月申报了物联网工程专业，并于2012年2月在《教育部关于公布2011年度高等学校本科专业设置备案或审批结果的通知》（教高[2012]2号）中得到了批复，浙江省首批物联网工程专业高校达到四所，浙江万里学院成为目前浙江除杭州外唯一拥有物联网工程本科专业的高校。物联网工程这个新专业与实际紧密结合，应用范围涉及到了社会的各行各业。[1，2]正是由于其处于初始阶段，且与现有专业相关的技术知识体系存在较大的差异性，使得该专业的教学模式不能照搬现有专业的教学模式，[3]而必须探索新的教学模式和方法，以适应社会对于物联网工程专业人才的需求。[4]
一、“物联网工程导论”课程目标
“物联网工程导论”是物联网工程专业学生学习的第一门专业基础课，其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术，对物联网在各个领域的典型应用有所认识，[5]在此基础上了解物联网系统的整体框架，明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系，为后续的学习打好基础，同时激发学生的学习兴趣。因此，设计“物联网工程导论”课程时，不应该把重点放在核心原理上，而应该注重基本概念的理解和对物联网系统的认识。[6]
二、“物联网工程导论”教学模式和教学内容
物联网工程专业是一个新的本科专业，包含的技术和概念较多，如何精心设计课程内容来帮助学生理解相关的知识，激发其学习后续课程的兴趣，是教学工作的关键。因此，为了培养学生主动学习的能力和学习兴趣，提出了“内外结合、联系实际、项目驱动”的教学模式和方法，即教师授课与专家讲座相结合，课堂教学与实际产品体验相结合，以项目为驱动，推动整个课程的教学。
1.课程总体教学规划
在内容上，“物联网工程导论”课程侧重于物联网的应用、技术、服务、知识体系以及作为物联网工程师的合格人才标准，涉及到的技术包括RFID技术、WSN技术、常见组网技术和应用开发技术等。在授课方式上，采用课堂讲解与企业参观相结合、学校老师和业内知名专家相结合的方式。通过这种课程安排，自下而上对物联网的应用案例、技术支撑、知识体系进行讲解和讨论，一方面让学生对企业实际的物联网项目和人才需求有所认识；另一方面，使得学校在物联网工程专业人才培养方面，形成以本地物联网企业的实际情况为依据，以地方物联网产业的发展为依托，树立应用创新型人才培养的目标，强调应用创新和实践创新的结合，从而创建以培养应用创新能力为核心的实践教学体系。
2.课程内容分析
以课程总体教学规划为基础，设计了“物联网工程导论”课程的内容，详细安排如表1所示。
第一讲主要介绍物联网在国内外发展的近况，了解物联网发展需要经历的几个阶段和我国目前物联网发展所处的阶段，了解物联网在各行业的应用和发展前景。第二讲安排宁波市智慧城市建设领域专家为学生讲课，让学生了解智慧城市的发展历史，了解智慧城市的整体架构，理解物联网与智慧城市的关系，熟悉宁波市智慧城市建设的现状和发展前景。在此基础上，第三讲安排学生参观宁波市智慧城市建设应用成果展示厅，亲身体验物联网技术在智慧城市建设中的各项成果和应用。在研讨课环节，引入物联网产品创意设计比赛，以小组为单位，根据前两次课对智慧城市应用领域的学习和参观，设计一款理想中的物联网产品，比赛分为初赛和决赛环节，在初赛中表现出色的团队进入决赛。在“物联网应用体验——手机控制家电”环节，利用学院已有的实验条件，向学生介绍手机控制家电的原理，熟悉控制信号的流程，了解应用程序和硬件之间的接口和开发流程，同时提供手机客户端的应用程序，使得学生可以现场安装，现场体验，激发学生的兴趣。在物联网设计作品与分析环节，以高年级同学进行电子设计大赛的成果为基础，展示与物联网相关的作品，通过视频和现场演示等多种手段，向同学们展示触手可及的物联网产品，解开物联网技术的面纱，排除技术等因素给学生带来的困惑。
三、“物联网工程导论”教学实践
以“内外结合、联系实际、项目驱动”的教学模式和方法为参考，采用“走出去、请进来”的策略，结合“项目驱动”的物联网产品创意比赛，进行了“物联网工程导论”课的实际教学。
1.走出去——智慧城市建设应用成果展厅参观
宁波市是我国首批进行智慧城市建设的试点之一，物联网为智慧城市建设提供了坚实的技术基础；反过来说，智慧城市是物联网技术的重要应用领域。从已经举办两届的“中国宁波智慧城市技术与应用”展会来看，很多基于物联网的产业和应用都已经服务于智慧城市的方方面面，物联网为智慧城市提供了城市的感知能力，并使得这种感知更加深入和智能，从而实现市政、民生、产业等方面的智慧管理。
利用宁波的地域优势，在“物联网工程导论”课程中引入智慧城市建设应用成果展厅参观的环节，有利于学生更好地理解和体验多种物联网关键技术的应用场景。在参观过程中，学生对智慧城市应用成果展厅中展示的云计算技术、互联网技术、物联网技术和RFID技术表现出极大的兴趣。通过实物展示、应用系统演示、现场体验、动态更新等多种形式，学生形象直观地了解了智慧城市建设十大应用体系的建设成果，其中包括智慧社会管理、智慧公共服务、智慧健康保障、智慧交通、智慧物流、智慧贸易、智慧制造、智慧能源、智慧文化服务、智慧安居服务首批共36个应用成果，为后续的物联网产品创意比赛提供了灵感和素材。
2.请进来——智慧城市建设专家讲座
由于物联网工程是新建专业，因此，在人才培养方向方面，需要充分考虑宁波本地经济对物联网人才培养的需求，及时了解本地物联网产业的发展趋势，适时地调整专业方向，合理设置培养目标、课程体系和教学内容，以更好地服务于区域物联网产业链。在“物联网工程导论”课程中引入专家讲座的环节，既有利于学生熟悉物联网相关的专业背景知识，又能够使学生了解企业实际的项目和用人需求，尽早树立自身的职业规划。
在本课程的教学过程中，邀请了浙江思创理德物联网（宁波）科技有限公司总经理黄生颜女士来我校授课。思创理德物联科技有限公司是中瑞思创科技股份有限公司旗下专注于物联网应用集成和市场开发的子公司，已成功开发并逐步推广服装供应链管理、数字化仓储管理、工厂精益管理、行业服务平台管理、防伪防窜货管理等系列RFID解决方案和关键产品。黄经理在向同学们介绍基于RFID技术的服装供应链管理的同时，引入了企业实际项目的运转和人才需求的现状，描述了物联网产业蓬勃发展的前景，鼓励同学们认真学好相关的专业课程，从而在毕业时能够成为一名满足企业需求的物联网工程专业人才，为宁波智慧城市建设和物联网产业的发展贡献力量。
3.项目驱动——物联网产品创意比赛
通过之前物联网产生的背景和发展前景的学习，结合专家对于智慧城市建设的介绍和对智慧城市建设应用成果的体验，在研讨课环节，引入物联网产品创意设计比赛，让同学们以物联网相关技术为基础，设计一款产品，解决日常生活中碰到的问题。
在实施过程中，让同学们以小组为单位，由组长负责协调，各成员进行项目的创意、调研和设计，最终形成产品文档和展示材料。在产品展示环节，组员以PPT、视频和实物演示等多种手段，对小组设计的产品进行详细的讲解，内容主要包括创意来源、用户场景、产品功能、技术规范和产品前景。在项目的评分规则上，主要包含创意、影响力和执行力这三个部分，占的比重分别为50%、30%和20%。其中，“创意”是指产品或者服务是否具有创新性和突破性，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；“影响力”是指产品或者服务的影响力有多大，是否会被大量的用户和机构所采用；“执行力”是指设计的产品或服务是否具有较好的商业可行性。在评分环节，每个小组对除自己以外的每个项目进行打分，各个小组的最后得分为总分取平均。
研讨课环节一方面增强了学生们对于课程的参与度，另一方面通过小组头脑风暴和讨论，培养了学生的团队合作精神和集体荣誉感，极大地提升了其对于本专业后续课程学习的兴趣。
4.课程评价
在合作式学习模式的基础上，参考学生在课程过程中的参与程度以及课堂表现，课程的评价包含自我评价、小组评价、项目评价和教师评价。其中，小组评价在小组内部产生，主要参考组员在物联网产品创意比赛过程中的投入和参与程度。项目评价主要参考小组项目的评分，即其他各小组对本组项目的综合评价。教师评价主要参考学生的出勤率、课堂参与度。这种评价方式已经在我校其他“项目化”课程及合作式课程中实施，从学生的反馈来看，这种综合、全面的评价方法比传统、单一的评价方法更加合理，它有效地减少了学生的逃课现象，提高了学习的自主性和参与度，增强了学习的兴趣。
四、教学效果
在浙江万里学院物联网工程新专业建设过程中，探索了“物联网工程导论”课程的教学模式和教学方法，并付诸了实践。从目前来看，学生通过该课程的学习，培养了专业的学习兴趣，增强了专业的学习热情，为后续课程的开展打好了基础。从培养学生的角度来看，物联网技术在飞速发展，对于物联网课程教学的探索也没有终点，必须总结现有的经验，不断改进和完善。
参考文献：
[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010，（2l）：26-29.
[2]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育，2010，（16）：1-3.
[3]王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.
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黑龙江科技大学自2012年招收物联网工程专业本科生，“物联网技术导论”是该专业的一门必修课程，也是学生学习物联网专业课程的基础课程和核心课程，该课程为学生后期学习物联网专业课程奠定了坚实的基础。但该课程由于涉及多门学科的技术知识，理论基础知识和概念性知识相对较多，缺少实践性的操作，学生在学习的同时会缺乏主动性和积极性。传统的教学模式是以教师为主体，教师讲授知识，学生接受知识，但是，这种方式无法调动学生的积极性和主动性，也无法让学生真正提高解决和处理问题的能力。因此，针对本门课教学过程中出现的问题，对物联网技术导论教学模式做出改革，将Blended-Learning引入教学，即发挥了教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分让学生作为学习过程主体，增强学生学习的主动性、积极性和创造性。
一、E-Learning优势和弊端
E-learning是指通过因特网或者数字化媒体等进行教学的一种方式，其充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式。主要针对学生在网上学习时操作的方便性，以学生自主学习为主导，从而改变了传统教学中教师的作用和师生之间的关系，使得学生的个性化学习得到更充分的体现，使得学生的参与意识得到增强，提高了学生学习的主动性和积极性。[1]
尽管E-learning在教学过程中有上述的许多优势，但是针对物联网技术导论课程的教学，它也存在某些不足，表现在以下几个方面：第一，单纯的E-learning并不能为学生成功地学习提供足够的学习内容，不能为学生提供足够的参与和接触社会的机会。第二，只注重教学内容的讲解，而缺乏学习环境与课堂学习活动的设计。第三，只注重单个学生的个体学习，而缺乏学生的协作性学习的设计、组织与实施的指导。第四，缺乏研究性学习和学习效果评估。
二、B-Learning的涵义和优势
B-Learning（Blended-learning），即是所说的混合学习，其主要思想是把面对面（Face to Face）教学和在线（Online）学习两种学习模式有机地整合，以达到降低成本、提高效益的一种教学方式。[2]
2004年，何克抗教授正式发表“混合式学习”的涵义，他认为，“混合式学习”就是要把传统学习方式的优势和E-learning（即数字化或网络化学习）的优势结合起来；也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。
三、B-Learning课程教学设计
1.课程设计的内涵
“所谓课程设计”就是对于课程的各个方面做出规划和安排。课程设计是课程论在应用层面上最重要的范畴之一，一种课程设计理论经常会全面地涉及课程目标、课程内容、课程评价、课程结构等各个范畴。[3]
2.确定B-Learning课程设计目标
针对物联网专业课程选课学生数量、学生的年级、接受课程能力的水平状况和学习环境的基础上进行。
（1）学习需求分析。是实施混合学习的主要依据。[4]“物联网技术导论”是黑龙江科技大学物联网工程专业开设的一门专业基础课程，具有较强的理论性、覆盖性和专业性等特点，是物联网工程专业学生的入门课程。结合了目前物联网专业需要多学科交叉特点的人才需求，学生要掌握计算机、无线通信、嵌入式、云计算、智能处理等相关技术的基本知识，使学生学习本门课程后，能够使用相关知识顺利开展后期的物联网专业课程的学习活动。
（2）学生特征分析。学生掌握知识的快慢程度和学生对课程了解的程度等，是有效做到“因材施教”的重要途径。[5]本课程中主要采用问卷调查方式了解学生对课程相关内容的了解程度，对于课程的每一章按照学生学习前的具体情况进行设计教学内容。
（3）学习环境分析。把握课程教学所具备的内部和外部环境条件，避免所制订的课程目标不符合实际教学要求。黑龙江科技大学具备混合学校的网络教学平台、网络教学资源等硬软件条件。教师可以将课程教学大纲、教案、电子课件、习题、课程指导等教学资源附加在网上，建立基于网络的远程学习环境，为学生个性化学习提供网络服务条件。
（4）课程目标描述。在明确学习需求，对学生特征与现存学习环境进行初步分析之后，对课程教学目标进行有条理的描述。确定了“物联网技术导论”作为物联网工程专业的专业基础课程，涉及了物联网八门专业课程的相关知识，通过掌握相关知识，可以引导学生对于专业课程的学习，提高学生处理本专业领域中问题的能力。
3.选择B-Learning课程内容
（1）课程内容结构分析。“物联网技术导论”课程可将内容分为理论课、实践课和网络课三部分。其中理论课是对专业基础概念的讲解；实践课是通过理论学习和网上学习能够理解相应的知识体系，从而让同学们分成小组协同合作共同完成项目。项目可以是教师给定也可以是学生自选形式。网络课是教师给学生留下特定的学习任务，学生可以通过网络检索找到正确的答案，也可以通过网络交流来完成学习任务。课程的具体内容如框图1所示。
（2）知识重点、难点确定。确定基本课程内容后，对于每一章内容的知识重点、难点进行划分，以便于针对不同的知识要点设计恰当的学习活动和策略。
4.设计Blended-Learning课程内容
（1）学习活动设计。本课程充分利用黑龙江科技大学的网络教学平台，突破传统教育方式在时间和空间上的限制，积极探索混合课程设计，调动学生的学习热情和主动性，使学生在教师的引导下，根据自己的学习习惯，依托网络学习平台进行主动学习、合作性学习、讨论式学习、网络搜索式学习和研究性学习。具体的学习活动方式可以采用基于网络教学资源的自主学习体系、基于大规模网络资源的搜索式学习体系、基于教材理论的自主式学习体系、基于实践平台的学习体系、基于教师引导的学习体系和基于小组讨论式的学习体系。通过以上几种学习体系，学生可以根据个人能力水平和喜好随意安排学习时间和学习方式，更好地体现了混合学习的自由度。
（2）策略选择。本课程设计了一系列网上在线学习内容。对学生进行引导性学习，而不至于使学生产生盲目性和无目的性。比如学生学习某一知识点时，可以引导学生阅读教材的哪个章节，以及使用课件中的哪些内容，浏览哪些案例和需要学生完成哪些实验等。本课程在实践环节提供视频演示和学生自主创作环节，学生可以将自己创作的作品传到网上，通过网络平台相互进行评价，通过交流获得建设性意见。
（3）学习资源收集。收集“物联网技术导论”课程的各种教学资源是设计B-Learning课程内容中的关键一步。本课程采用了“文字教材”―“辅助教学光盘”―“网络教学平台”―“项目实践系统”―“知识自测”五位一体的混合式教材。文字教材可以提供本课程相关概念和技术的理论性文字；辅助教学光盘存储了教师电子课件等内容；网络教学平台可以提供教师的讲课视频和实践性操作视频及教师和学生发表的关于课程的相关技能的文章和见解；项目实践系统可提供一些项目案例和学生所作的实验项目等。知识自测系统中可以分单元、分章节设置测试题库，学生可以随机进行题库选择，对于学到的知识进行阶段性测试，反应混合式测试的学习效果。对于没有掌握的内容进行选择性学习和重复性学习。
5.设计B-Learning课程评价
为了更好地促进学生使用混合学习系统进行有效的学习，及时获取反馈信息，修改教学方案，提高教学质量，系统加入了混合学习评价，即传统性评价与网络评价相结合，利用网络学习平台对学生的学习行为、历程和学习结果进行详细分析。在混合学习评价设计中，使用以下评价指标：第一，讲师授课启发学生思维和创造性；第二，课堂讨论和网上交流促进学生学习兴趣；第三，课程内容的丰富性；第四，混合式学习提高了学生学习的自主性；第五，实践性教学促进学生技能学习和理论知识的理解；第六，混合式学习结果的满意度。
评价等级分为四级：A代表非常满意；B代表一般满意；C代表不太满意；D代表不满意。对于这几项评价指标采用网上问卷调查的方式，参与课程学习有72位同学，设置72份问卷。计算出每项评价指标学生投票数占学生总投票数的百分比值。调查结果如表1所示。
通过以上评价指标，可以更好地了解学生通过混合学习对本门课程相关知识掌握的程度，从而对混合课程的教学方式和教学内容等进行不断改进，使学生的学习成绩得到明显的提高，增加学生学习本门课程的兴趣。
四、结论
文中采用B-Learning思想，以黑龙江科技大学物联网工程专业2012级学生为例，对于“物联网技术导论”课程设计采用个案研究法，主要从课程设计目标、课程设计内容、课程评价、课程内容结构等几个方面进行深入的研究和探索，并提出了五位一体的教材混合模式，结果表明，取得了较好的效果。本课程设计模式可以为其他课程设计的改革提供借鉴，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]金一，王移芝，刘君亮.基于混合式学习的分层教学模式研究[J].现代教育技术，2013，23（1）：37-40.
[2]罗运虎，邢丽冬，王勤.基于项目教学法的课程设计改革[J].电气电子教学学报，2009，（31）：14-15.
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“3+4”中本衔接物联网工程专业”没有现成的案例，需要理清的问题很多，其中课程衔接是根本问题。“3+4”中本课程衔接必须对人才培养目标、人才培养规格、职业能力、就业岗位、工作任务、课程体系、课程标准等进行深入的研究与分析，而本文主要讨论 “3+4”中本衔接物联网工程专业”课程衔接的具体思考和做法。
1 “3+4”中本衔接物联网工程专业的建设背景
“3+4”中本衔接物联网工程专业，进行衔接的两个专业虽然同属于信息类且相关性较强的专业，但如图1所示，本科阶段衔接的物联网工程专业属于电子信息类专业且偏底层硬件，中职阶段的计算机网络技术专业属于计算机类专业且偏上层应用（偏软）。在此基础上，通过互补、整合、优化的路径，重组“3+4”中本衔接物联网工程专业的课程体系。因此，出现了课程衔接相似课程较少、相关课程较多的现象，甚至被个别专家误认为是“两张皮”，其实不然。
2 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接的整体思路
课程衔接紧密围绕人才总体培养目标，紧扣岗位能力培养要求。突出人才培养整体性、针对性和适应性，以及强调前3年夯实学生的基础知识并突出其实践操作技能的培养，后4年强调拓宽理论知识和加强工程设计能力培养，将理论结合实践并将其深化、突出学生的工程实践能力和综合创新能力的培养，并通过有效衔接优化及平滑过渡，形成7年一贯制课程体系。按照从简单到复杂的任务进行重构，工作场景通过学习领域来体现，构建融合物联网行业特色和规范的“中职-本科衔接、实践导向”的课程体系，如表1所示。
3年中职阶段的课程体系，基础理论知识遵循“必需、够用”的原则，以实际应用为目的，突出实践技能的训练。课程体系由“通识课程+专业课程+实践环节”组成。为了达到本科入学标准要求，提高学生的可持续发展能力，将通识课程中的英语、数学等课程称为接口课程，定为核心基础课。按照本科要求，加大课时和加深内容，考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。专业课程由专业基础课程、专业课程构成。其中专业基础课程是知识形成的主体，旨在形成专业学习需要的基本知识和能力，需要增加此类课程的课时数以及课程门数，将C语言程序设计、电子技术基础等课程定为接口课程，考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作；专业课程是专业特色的集中体现，包括学生必须掌握的本专业的基本技能；专业综合能力课程为计算机维修实训、电子电工实训、网络组建与管理实训、网站建设实训、网络综合布线实训，是实践性教学环节，重点培养学生的综合实践技能。专业必修课程考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。
4年本科阶段的课程体系，把深厚的理论基础知识、加强专业工程设计能力、实践创新素质三者的培养教育融为一体，培养基础知识扎实，符合物联网工程领域和行业乃至区域经济建设需求、既有本科层次专业理论、又经工程实践能力强化、具有责任意识和创新能力的物联网工程应用型人才。课程体系由“通识课程+专业课程+实践环节”组成。以电子技术基础、电路信号与系统、嵌入式系统原理及应用、单片机原理与应用、物联网应用软件设计等为核心课程；以物联网工程软件实习、硬件实习和综合训练为实践环节，突出物联网专业特色。重点培养学生的专业基础知识、工程实践能力及研发学习能力。
3 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接存在的问题和对策
“3+4”中本衔接物联网工程专业的课程体系是通过对衔接的中职和本科原有专业的课程体系进行互补、整合、优化后重组而来，因此原有中职和本科的培养目标、课程结构、课程内容、教学模式都直接影响着课程衔接的具体实施。
3.1培养目标导致的衔接问题和对策
中职学校为了提升学生的就业竞争力，十分重视职业能力的培养，以就业为目的的教学计划，十分重视针对岗位的专业技能的训练，理论知识学习相对薄弱，其中基础通识课学习弱化更为明显。本科教育则重视学习、思考和创新能力的培养，策略性技能培养不足，没能实现人才层次的提高，造成中职、本科人才培养目标缺乏延续性。选择中职与应用型本科专业这类培养目标比较接近的专业衔接是解决这一问题的理想策略。江苏理工学院的物联网工程专业主体人才输出口径是具有“大工程观”视野的应用型技术人才，从培养目标的衔接方面看，与刘国钧高等职业技术学校三年制计算机网络技术专业的培养目标比较接近。
3.2 课程结构导致的衔接问题和对策
通过调研发现，中职院校都十分重视实践能力的培养，实践教学学时占的比例很高。而本科类院校更加重视理论知识的传授。导致课程结构衔接有如下几方面的问题：文化基础课存在脱节现象，专业理论课程部分重复，专业技能（实习）课程倒挂现象明显，职业资格证书与课程对应关系不紧密等。为此，针对我们物联网“3+4”项目，在课程结构设置上采用两兼顾和两加强的措施，兼顾中职和本科课程的基本结构和导向，加强各自文化基础课程设置，重复的课程在双方协商下进行调整和优化。
3.3 课程内容导致的衔接问题和对策
课程内容的衔接包含文化课和专业课，文化课和专业课应分别针对性的进行课程内容衔接的设计，制定可行性的课程标准。
由于中职学校着重强调的是职业基础知识的培养和实践技能的训练，对文化基础知识的学习要求相对淡化。如果在中职阶段不重视基础文化课程的学习（包括数学、语文、英语、物理等），进入本科阶段，首先对大学英语、高等数学等公共基础课程的学习产生困难；进而，对专业理论课程的学习掌握形成障碍，限制了对专业实践知识、技能的理解，形成“知识建构塌方”的典型现象。同时，由于缺乏较为完善的知识结构从而影响专业新知识自学能力的提升，最终影响学生职业创新能力和职业发展。为此， “3+4”的中职阶段建议要适当增强针对专业的“够用”的基础文化课程，特别对英语和数学的要求，在进入本科时要科学制定转段要求，设置合适的准入门槛，中职阶段设置月考模式，多方面促使学生在中职阶段自觉打牢文化基础，为后续学习做好起步准备。
3.4 课程教学模式导致的衔接问题和对策
中职阶段专业课程教学普遍采用项目化教学，突出做中学和学中做，相应的月考和课程终结性考核主要是通过完成考试要求的操作项目或任务的形式进行。根据“3+4”中本衔接物联网工程衔接的规定，中职阶段的专业必修课程考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。应用型本科学校目前仍然较多的采用学科教学的模式，导致本科学校老师在出卷时受本科学校教务规定的要求，主要以书面考试的形式。因此产生了课程考核模式的矛盾，而考试模式又直接影响到教学模式和内容。为此，“3+4”的中职阶段建议专业课程的考核采用书面和操作相结合的考试方式，约定书面和操作内容的各自比例。
4 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接的具体做法
课程衔接问题的实质是使得“中本”衔接课程内容能够相关，课程衔接的前提是能实现“中本”课程内容层次化的描述，以促使课程任务在“中本”之间获得合理分配。
以下将主要从培养能力、教学内容、教学要求和衔接方法这四个方面对中职阶段的专业核心课程（C语言程序设计、电工电子基础）与本科阶段相关课程的衔接进行具体的说明。
4.1 C语言程序设计
在中职阶段设置了C语言程序设计课程（6学分，102学时，其中理论50学时，实验52学时），本科阶段与之相衔接的是程序设计（C）课程（4学分，80学时，其中理论48学时，实验32学时）。在中职阶段，主要根据学生的接受能力对程序设计的基本概念，C语言的基本语法，基础的数据类型和程序结构进行介绍。在本科阶段，主要针对C语言中的函数、指针等重难点内容进行较为深入的讲解，并着重培养学生应用计算机解决实际问题的能力。具体的衔接情况如表2所示。
4.2 电工电子基础
在中职阶段设置了电工电子基础课程（8学分，132学时，其中理论50学时，实验82学时）。本科阶段与之相衔接的是电路、信号与系统（5学分，80学时），以及电子技术基础（5学分，80学时）这两门课程，特别是电路、信号与系统课程中的电路部分和电子技术基础课程中的模拟电子技术部分。在中职阶段，电工电子基础课程主要包含了传统的本科电路分析和模拟电子技术课程中适合中职阶段学生学习的较为基础内容，通过大量的实践操作，旨在让学生建立起对电路系统的基本认识，具备一定的操作能力。与普通的计算机网络技术专业相比，此课程的比重和地位都有较大程度的提高。而在本科阶段，通过将一部分基础内容下放到中职阶段，成功地将原有的电路原理、模拟电子技术及数字电子技术课程进行了整合，从而可以开设更多的软件类课程，更好的实现对软硬兼修的物联网工程技术人才的培养。具体的衔接情况如表3所示。
5 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接后续研究的思考
对于中职阶段的学科专业课程，在本科阶段均有相关的课程与之对应。 为了使“3+4”人才培养方案形成了一个有机的整体，必须保证相关课程之间在培养能力、教学内容和教学要求方面形成良好的衔接。以上已经讨论的问题和相应对策外，课程衔接还直接体现在课程标准、课程教材和课程评价；除了专业课程衔接，文化课的衔接也不容忽视。
参考文献：
[1] 黄小璜.现代职教体系试点：着眼中高职衔接的人才培养目标，课程体系构建及教学质量保障――以常州市为例[J].江苏教育研究，2014（11）：58-60.
[2] 谭文培.英_澳_美中高职衔接课程体系的构建及对我国的借鉴[J].科教文汇，2014（7）：104-105.
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基金项目：本文系江南大学青年科研基金资助项目“基于T-S模型的非线性系统滚动时域控制与滤波研究”（项目编号：JUSRP11233）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0080-02
物联网自诞生以来，就引起了人们的极大关注，它将新一代的信息技术充分运用于各行各业之中，通过网络化、信息化的手段将人类生存的物理世界和网络信息空间有效互联，形成“物联”。物联网不是某一门学科发展到一定阶段自然衍生出的一门新的分支学科，有相对完整、独立的体系，而是新兴的、聚合性的应用技术，涵盖了诸多学科的知识，具有形式多样、技术复杂、牵涉面广的特点，且本身还在不断发展和完善中。
“物联网技术概论”作为一门新的基础课程，虽开设不久，在教学过程中已存在不少问题，导致很多学生一方面心有诸多疑惑，另一方面又对这门课程不够重视。如何合理开展教学改革，提高“物联网技术概论”课程教学的质量，使其符合大一新生的培养要求，切实能使学生有所收获，已成为该课程教改亟待解决的问题。为此，本文首先分析了“物联网技术概论”课程的特点，然后分别从内容、方法、实践和考核等几个方面分析了课程教学中存在的问题，并提出了相应的解决方案。
一、“物联网技术概论”课程的特点
物联网是一次技术革命，代表未来计算机和通信技术的走向，其发展依赖于诸多工程领域的技术创新，[1]遍及日常家居、智能交通、节能环保、科学研究、公共卫生、工业监控、健康护理等多个领域，因此更强调工程应用。该课程内容丰富、涉及面广，涵盖了自动控制、信息技术、微电子和计算机等学科，因此有必要在学生进入具体学科知识的学习之前，让其对物联网有宏观上的了解，建立对物联网的基本认识，为后续课程的学习打好基础。
目前，我国政府也高度重视物联网的研究与发展，2009年，总理在视察无锡时强调选择新兴战略性产业的重要性，提出了“感知中国”的战略构想，表示要大力发展物联网技术。[2]因此，物联网专业的学生掌握物联网基本原理及其应用对其今后就业或进一步从事相关领域的科学研究具有十分重要的意义。
二、“物联网技术概论”课程教学中存在的问题
1.教材内容涉及面较广，授课学时相对较少
本课程以江南大学彭力教授编写的《物联网技术概论》作为教材，全书共10章，涉及物联网概述、RFID技术、无线通信系统、无线单片机技术、传感器技术、无线传感器网络技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、智能信息处理技术、物联网技术的应用等方方面面。[3]
鉴于这门课程本身的特点，如果没有相当的工程经验，授课时势必以描述性的内容居多，容易使学生产生厌倦情绪。且由于课程仅有16个课时，很多内容只能如蜻蜓点水般一带而过，这样就会导致部分内容讲解不透彻，教师飞快的讲，学生却反映听不太懂，一知半解，始终只有一些朦胧模糊的概念，收不到良好的教学效果。
2.教学与实践脱离，学生缺乏感性认识
尽管在编排教材时编者安排了关于物联网应用的章节，教师在制作PPT时也加入了众多图文并茂的内容，然而在讲解基本原理时又回归到了传统的教学模式，把重点放在讲授原理上，且限于课时，往往有所疏漏，至于实践环节则几乎忽略不计。虽然学生通过死记硬背可以掌握一些知识，但也只是为了应付考试，这并不是我们设置这门入门课程的初衷。
3.考核形式单一
在目前的教学模式下，学生的学习效果通常是由考试来衡量，考核的角度主要是知识，而忽略了能力和品质。尽管教师主观上并不希望出现这样的局面，但闭卷形式本身的局限性成了决定性的因素；同时，以往考核只注重标准化，而忽略了学生对问题有不同的理解、看法。这种传统平面式的教学考核制度，使被衡量对象的真实成绩得不到确认，从而使学生产生了对考核的失望与迷惘。
目前，本课程的考核形式仍为笔试，考核成绩满分为100分，60分为及格。其中平时作业成绩占考核成绩的40%，期末考试成绩占考核成绩的60%。这种考核方式简单、易于操作，也能在一定程度上检验学生掌握书本知识的情况，但同时也比较片面、死板，导致学生轻视实践、不能理论联系实际和解决实际问题。
三、关于“物联网技术概论”课程教革的几点设想
上文分析了“物联网技术概论”课程的教学现状和存在的问题，笔者结合自身在教学实践中的实际情况，总结教育教学方法，就本课程的教学内容、教学手段、课余实践和考核方式提出了一些改进的设想。
1.合理编排教学内容，源于课本但要高于课本
物联网内涵丰富，但经过深入分析，仍可将其划分为四大部分：[4]一是传感网络，即以二维码、射频标签、传感器、智能终端等为载体标签事物；二是传输网络，即通过互联网、无线传感网、移动通信网络等传输数据；三是处理网络，即通过网格云计算等计算网络工具实现数据处理；四是应用网络，即通过手机、PC机等终端设备实现各种应用。这四大部分相对独立又相互联系，每一部分本身又蕴含着丰富的内容，在相对较短的学时内不可能实现融会贯通，这里涉及到广博与精深对立统一的问题。考虑到这门课程属于入门课程，不妨以理解基本概念、基本原理为主，对于一些专业性较强的知识不用太过苛求，可留予后续课程。这就犹如挖井一般，只有口子开得大，才能挖得深。本课程教学的目的在于让学生全面了解物联网专业所涉及的概念、原理、技术、应用等整体知识概貌，以便于日后选择一个专业方向展开更为深入、细致的学习。
为了使授课不致于因宽泛而流于肤浅，在讲解各部分内容时都应尽量结合实际问题。首先给出其产生背景，使学生知其然更知其所以然，以此激发学生的听课热情与积极性。以介绍RFID技术为例，RFID远距离射频识别技术在岗亭士兵枪支防抢盗系统中已经得到了成功的应用。士兵的枪支上安装有一个有源电子标签，该标签不断地主动向外界发出信号，当信号被安装在岗亭上方的读卡器读到之后，就进行信息处理，通过转换器传到后台监控中心，后台监控中心有一系列的软件控制体系，再配合报警系统，可实现实时的报警。
此外，还可以在课堂上安排一些与物联网有关的趣味小故事，以增强学生的学习兴趣。如美国麻省理工学院的科学家开发了一款新纤维材料，可制成有听觉的衣物。利用这种材料做成的衣服能够监测外界的声音，还能自行发出声音，而且这种衣服还可以实时记录演讲，或是用于监测使用者的身体状况。
2.改进教学手段，活跃课堂气氛
改进教学方法，提高教学效率，要根据教材内容、教学要求、教学手段和教育对象等因素而定。在教学手段上，可借助于多媒体教室和教学课件。值得注意的是，切忌照搬教科书内容，教师的讲课应来源于课本但是要高于课本，教师每年讲课的内容都应紧跟学科前沿的发展变化，因此，教师首先应当是个学者，能够享受挑战和创新的乐趣，而且能与学生进行有说服力的交流。其次如果条件许可，可以结合多媒体、传感器实物来教学，淡化理论推导，注重应用实例。[5]
此外，为了在课堂上能更好地启发学生思考，在利用现代多媒体手段的同时，要注意调整讲课节奏，不能一味地翻PPT，滔滔不绝，海阔天空，要注意学生听课的表情，通过课堂提问等方式，即时了解学生情况。采用板书也可以适当缓和讲课节奏，实现传统与现代教学方法的优势互补，以收到最好的教学效果。
3.适当安排课外实践活动
物联网专业刚形成不久，课程中实训项目并不多，学院购买的传感器实验平台以传感器实验箱为主。为了弥补课时不足带来的缺憾，可以鼓励学有余力的学生获取自己动手操作的机会，通过接触实物，获得各种直观感受，提高学习的兴趣，有利于更深刻地理解所掌握的知识和技能，同时也培养了学生热爱劳动、吃苦耐劳的精神。
要适当转变教学策略，课堂教学的模式化往往无法避免，很多教师，尤其是刚走上讲坛不久的新教师，往往机械地重复教科书中的知识，将复杂的脑力劳动变成了简单的体力劳动；而课外实践活动完全不同于课堂教学，它与工程实际相结合，教师与学生亲密接触，在活动中会遇到很多意想不到的问题，有时教师也不尽了解，这时，教师切忌不懂装懂，“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”，教师也是学习者，应和学生共同学习、研究，做到教学相长。
4.改变考核方式，培养创新意识
本课程是概论课程，考核方式可以不拘泥于传统的笔试，随着教学内容、教学方法的变化而变化，让学生将所掌握的知识与个人技能水平充分发挥出来。不要片面追求卷面分数的高低，而应注重对学生能力的考查。可以采用以卷面考核为重点，学生自评、小组互评、教师评价相结合的多元化评价体系。笔试是为了促进学生更好地巩固所学知识，克服概念混淆，增强逻辑思维能力，同时也可以了解教学中的薄弱环节，以便今后改进和完善；学生自评、小组互评、教师评价则是为了体现民主与公平原则，引导学生重视理论联系实际，对培养学生的应用能力有着重要作用。
四、结语
高等学校教学改革的目的是为社会培养“高层次、高素质、多样化、创造性的人才。“物联网技术概论”是一门新的课程，目前课程的教学还处在摸索、创新阶段。课程教师要善于结合自己的专业进行创新，致力于提高学生的思维能力，去探索获得良好教学成果的途径和方法，为物联网专业学生打好坚实的基础，使他们更有信心应对将来的各种挑战。
参考文献：
[1]王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.
[2]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011.
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0 引 言
物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息浪潮。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时提出“感知中国”后，物联网的探索逐渐成为国家战略。2010年3月底，教育部批准30所高校第一批开设物联网工程专业，没有物联网专业的学校也相继开设了物联网相关的课程。我校于2010年招生时就将物联网及相关课程加入了计算机科学技术、网络工程专业的培养方案，并于本学期首次开设了《物联网技术导论》课程。本课程的特点是理论性强，通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。
1 研究现状及存在问题
《物联网技术导论》是本学期为2010级计算机科学技术专业新开设的一门专业任选课。课程的目标是使学生可以对物联网技术的相关知识有一个全面、系统的认识；具备规划设计与构建出一些简单的物联网应用系统的能力；具备运用理论知识解决实际问题的基本素质。
现在开设物联网课程的学校很多，主要从理论上讲解物联网中的无线传感器网络、RFID（射频识别）技术等，项目组对市面上的物联网技术课程及实验的教材及几个学校的实验教学做了调查，主要发现有以下几个问题：
1.1 课程内容差异很大，实验内容不统一
物联网是一个相对比较新的技术，很多理论还没有完全沉淀下来，形成非常统一的理论体系。不同的学校不同的教材讲授的内容有很大差异，相对于实验内容也就有不同的安排。
1.2 开设的专业不同，实验内容的重点不一
物联网技术是一个综合性比较强的新技术，涉及到计算机技术、通信技术、自动控制技术等，造成了不同专业都开物联网课程的现状。通信技术相关专业讲解的重点在于物联网通信传输、通信协议分析等，自动控制相关专业讲解的重点在于物联网芯片的研究设计等。计算机相关专业讲解的重点在于物联网相关算法、应用开发等。开设专业的不同，导致了实验内容的重点不一。如北京科技术大学王志良教授出版的实训教程[1]有大量的硬件设计指导等。
1.3 不同学校配备的实验箱不同，实验操作不一致
对于物联网课程的实验大部分都是基于实验箱进行操作的，不同的学校配备的实验箱基本都不同。每种实验箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起来都有自己的步骤[2]。本系关于物联网的实验箱共有3套，即使是同一种类型的实验，软硬件环境，实验效果也都不同，这也给实验的选择、融合带来一定的难度。
1.4 学生层次不同，实验内容的难易度设置问题
物联网实验需要大量的硬件编程基础，这些基础都是通过以前课程的学习积累的。有的学生基础好些，如果实验内容过浅，就不能满足学生对知识的渴望，设置过难又使基础不好的学生失去信心。
基于以上问题的分析，我们在实验内容的选择上要以符合专业需求为主要方向，找出实验教学的重点，体现实验的层次性等，为培养物联网方向的应用人才奠定基础。
2 实验内容研究
主要研究《物联网技术导论》课程的基础实验与应用实验内容，以符合专业需求为导向，整合现有实验箱实验的基础上，在各个实验中拟设置选学内容，以满足不同层次学生的要求，同时为学生深入学习物联网相关课程打下坚实基础。
拟选取以下6组实验：
（1）建立实验环镜
实验为1学时，主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。
（2）数据感知实验
实验为3学时，主要物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。
（3）ZigBee组网实验
实验为4学时，主要是让学生熟悉ZigBee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。
（4）网关通信实验
实验为2学时，使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。
（5）认识RFID系统实验
实验为2学时，使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块的使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。
（6）物联网应用实验
实验为4学时，是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。
实验的总学时为16学时，我们的重点放在无线传感器网和物联网应用上。
3 实验教学方法与手段
3.1 启发式教学
为了培养学生的创新能力，激发学生学习兴趣，改变以往填鸭式教学方法，在实验中，先讲解实验内容和实验要求等基本内容后，再将本次实验的结果展示出来，然后引导学生观察、发现问题，由教师以点拨、提问和探讨的方式加以解决。实验中根据学生的实际情况，这种变学生被动为主动参与的教学方法在调动学生的学习主动性及创新能力的培养上均收到了良好的效果。
3.2 层次教学
根据实验教学的进度和实验深度要求的不同，把实验分成不同的层次，有助于引导学生由浅入深地学习。在物联网实验教学中分成两个方面的层次。
第一个层次，是从必学到选学将实验内容分成必学和选学，必学是所有学生都要学习的内容。选学内容是对本实验更有兴趣的学生学习的内容。
第二个层次，是将必修实验再分为使用、验证分析、综合设计3个层次。
在教学前期适合于做一些使用层次要求的实验，如建立实验环镜、传感器和ZigBee网等， 通过全面使用物联网系统使学生对传感器、ZigBee等操作有全面的感性认识。 在有一定的操作和理论基础时可做验证分析层次的实验，从外部观察验证传感器、ZigBee的原理、编程、实现过程。如学完进程就可通过在实际的操作系统上编程使用系统调用来观察操作系统的进程调度结果，并根据结果分析不同的调度策略。 在验证分析的基础上就可做设计实现层次的实验，要求学生在模拟操作系统上自己编程实现操作系统的功能模块，并观察自己所设计的功能模块的工作情况。让学生对物联网功能有一个使用、探索验证、自己设计逐步深入的学习过程。
4 实验考核
考试是引导学生学习、了解教师教学效果的一个重要方法。许多高校计算机科学技术专业硬件课程实验教学和课堂教学的比例超过20%，但学生的成绩仅凭试卷考试来确定，忽略了实验教学成绩，这是不全面的。因此需要完善学生成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占一定比例。在平时的实验教学中，应该告知学生实验成绩在总评成绩中的比例，要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人现象。几年来在计算机科学技术专业硬件实验教学成绩占课程总评成绩的20%～30%是比较恰当的。
5 结 语
本文对《物联网技术导论》实验课程的内容、实验教学方法与手段、实验考核等方面所作的分析，可为高校建设物联网技术导论课程提供一些参考。物联网技术导论的实验教学是培养实用性和创新性的高素质物联网技术人才的重要途径和手段。因此，实验教学是当前需要认真研究和探讨的问题。
参 考 文 献
[1]王志良，王新平. 物联网工程实训教程：实验案例和习题解答[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2]魏晓宁. 物联网实验教学初探[J]. 计算机时代， 2011（10）：49-53.
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[4]吴功宜. 物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012.
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物联网[1]是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把物品与互联网连接进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现人们对物理世界更加透彻和深入的感知，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，被我国列为国家战略性新兴产业大力支持发展。
由于物联网作为一种新技术，物联网专业人才紧缺，无法满足物联网行业的发展。为了响应国家大力发展物联网产业的号召，培养物联网产业人才，教育部于2010年在全国35所高校批准设置物联网工程专业。
物联网工程专业[2]作为一门新设置专业，在课程体系、教学方法、人才培养模式等方面仍处于探索阶段。同时，物联网行业亟需的是动手实践能力强的物联网专业人才。而物联网工程是一门工科专业，必须结合物联网行业的需求和专业特点，着力培养物联网专业人才的动手实践能力。因此，物联网工程专业在进行课程体系、教学方法、人才培养模式方面探索时[3]，要紧密结合物联网行业人才需求，以学生实践能力培养为核心，培养出符合行业需求的应用型人才。
1 实践驱动的人才培养模式
从物联网行业人才需求出发，结合物联网工程专业的特点，本文提出实践驱动的物联网工程专业人才培养模式。实践驱动的人才培养模式，就是将实践能力培养定位为物联网人才培养的中心位置。物联网专业的课程体系设置、教学方法改革都以学生的实践能力培养为基本出发点。
本文从课程体系设置、教学方法、考核方式三个方面来阐述实践驱动的人才培养模式的基本原理。
2 基于实践驱动的课程体系设置
物联网工程专业的人才培养目标，是培养动手实践能力强的应用型人才。在明确了物联网工程专业人才培养目标后，物联网工程专业的人才培养首先要解决的问题是其课程体系的设置。课程体系的设置，是物联网工程专业人才培养的根本，规定了学生学习内容、知识体系。由于物联网工程专业需要重视学生实践能力的培养，在其课程体系的设置中，要加强实践内容的比重。
物联网工程专业的课程分为两大部分：理论课程和实践课程。
理论课程，主要包括通识基础课、专业基础课、专业课、专业选修课。理论课程，主要教授的是相关课程的理论基础知识，为学生开展实践奠定理论基础。
实践课程，主要包括对应理论课的实验课、课程设计、课程实训、综合实训等。为了加强学生动手能力的培养，在实践课程设置方面，增加课程实训、综合实训的教学学时。
3 基于实践驱动的教学方法改革
多年的教学经历发现，如果理论课程单纯采用传统的讲授法进行，不便于学生对相关原理的理解和掌握，学生的印象也不深刻，教学效果较差。而实验课程，如果采用验证性实验进行，会导致学生不愿深入实验原理内部去探究和学习，实验课程流于形式，无法培养学生的动手实践能力。如果实验课程让学生从零开始自己做实验，通常学生会觉得难度较大、难以完成，同样无法培养学生的动手实践能力。为此，提出基于实践驱动的教学方法改革。
在理论课的教学方法改革方面，为了避免枯燥、乏味的理论讲授，提出将实践贯穿到理论课的讲授过程中。在每个理论知识点介绍完成后，立刻通过具体的实践例程让学生了解知识点的具体使用方法，加深学生的印象。通过理论讲授―实践例程的不断循环往复，一方面加深学生对理论知识的理解和掌握，同时强化了学生的动手实践能力，调动了学生的学习兴趣，激发了学生的学习热情。
在实践课的教学方法改革方面，精心选取实践课的内容。为了避免验证性实验和从零开始实验这两个极端，实践课分为2个阶段进行。第一个阶段，是对实验内容进行分解，对其中的关键知识点进行介绍和讲解，解决学生实践中的障碍。第一个阶段是关键，其介绍的内容是实践目标直接相关的技术，在进行开发直接使用。学生在做好第一阶段的学习后，才能开展第二阶段的学习。第二阶段，是在第一阶段学习的基础上，让学生独立地将所学的技术应用到项目开发的实践中，培养学生独立开发的能力。这样，通过两个阶段的实践，既可以避免验证性实验学不到知识的问题，也可以避免从零开始实验难度大的问题，提高学生实践的兴趣和自信心，培养学生的实践能力。
4 基于实践驱动的考核方式改革
在实施基于实践驱动的物联网工程教学后，实践内容在整个专业的学习比重明显增加，相应的考核方式也需要进行对应的改革，以准确地反映学生的学习效果和教学效果。单纯的试卷形式的考核方式显然难以满足实践驱动下的物联网人才培养模式。
为此考虑对物联网工程专业的考核方式进行改革。针对有实验内容的理论课的考核，将学生的最终成绩组成定为3部分，即平时成绩、试卷成绩和实验成绩。平时成绩主要是学生平时的出勤、作业、平时的表现，占20%。试卷成绩，即考试试卷的卷面成绩，占40%。实验成绩，是学生的实验方面的成绩，占40%。实验成绩的评定方式较为重要，要精确反映学生的动手能力，通过学生上机考试或实际动手操作，老师现场评分来考察学生的动手实践能力。
针对单纯实践课程，如课程设计、课程实训、综合实训等实践课程，考核方式的改革更为重要。具体是由指导教师实践任务书，定义实践的内容、需要达到的技术指标、功能指标、性能指标等。实践课程同样分为2个阶段。在第一阶段，指导教师讲解介绍实践目标相关的关键技术进行编程，让学生掌握关键编程技术。在第一阶段中，指导教师每介绍一个关键技术后，向学生布置使用该技术的小任务，让学生亲自体验和掌握对应关键技术的原理。这样，通过一个个小任务的开展，可以让学生迅速掌握相关技术。学生在自己做小任务的过程中，指导教师负责指导学生，帮助学生解决遇到的问题，同时记录学生的表现，作为实验的平时成绩。完成第一阶段任务后，进入第二阶段，即让学生使用第一阶段学到的技术，独立开展实践任务的开发，指导教师在实验室负责指导学生，并指导学生解决遇到的各种问题。最后完成开发后，组织学生制作答辩PPT和撰写实践报告。邀请专业的其他老师组成答辩小组，对学生的成果进行独立答辩验收。学生的实践成绩中，指导教师定的平时成绩占50%，答辩组给出的答辩成绩占50%。通过改革考核方式，可以引导物联网工程专业学生重视实践学习，加强锻炼和培养学生编程实践能力。
5 结束语
经过在物联网工程专业本科生中开展实践驱动的人才培养模式的教学实践，取得了较好的教学效果。我们发现学生更加重视实践方面的学习，调动了学生开展实践学习的积极性，让学生不再惧怕实践内容学习，同时也可以在实践教学中学习到知识，实实在在地提高自己的动手实践能力，综合素质得到了提高。
同时，我们在教学过程中也发现了一些问题，如学生在重视实践学习的同时，部分学生忽视理论知识的学习，导致实践过程中遇到一些基础问题无法自己解决。同时，物联网技术和物联网行业需求一直在不断发展过程中。这要求我们在今后的教学中认真总结经验，同时结合最新的行业发展趋势和需求，动态调整我们的实践内容和教学方法，让我们的教学紧跟时代的步伐，培养满足时代需求的物联网专业人才。项目驱动的物联网工程专业人才培养模式，为物联网工程专业的人才培养模式提供了一种可行的方式，同时也可以为物联网工程专业的实践课程的教学改革提供借鉴。
【参考文献】
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在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中，物联网工程相关专业建设是信息技术与社会需求发展的必然要求，同时为计算机教育和计算机应用型人才培养提供了新的方向。该专业旨在培养能系统掌握物联网相关理论和技能，具备通信、网络、传感技术等专业知识的高级工程技术人才。截止到2012年秋，全国经教育部批准开设物联网工程专业的本科院校有135所。目前，物联网工程相关专业的课程设置、培养模式、实验配置、教材建设等内容尚处于探索和完善阶段，同时，物联网技术领域需要的从业人员数量急剧上升。
由于在技术特点方面，物联网是互联网、无线网络、嵌入式软件、传感器技术的集成和整合，重点涉及高频技术和通信协议栈等核心技术，对从业人员的知识储备和实践能力要求较高。但目前，国内相关专业多专注于单项技术的培育，对上述多种技术的聚合存在较大欠缺，需要根据物联网技术的特点，对其课程内容进行升级和扩容。
TCP/IP协议分析是计算机网络、通信相关专业的专业课，也是物联网工程专业的核心课程之一。作为计算机网络原理的后续课程，该课程侧重于讲述TCP/IP协议族的基本原理和核心技术，使学生对网络互连的原理有更深刻的认识。对于物联网，核心技术已由传统的互联网转向无线网络和无线通信，如zigBee无线网络协议和IPv6协议。因此，对于物联网工程专业，TCP/IP协议分析不仅要讲述经典TCP/IP协议，更要侧重物联网环境下的无线网络协议。显然，要对TCP/IP协议分析的教学模式进行改革，使其满足物联网工程专业的培养需要。
1、教学现状分析
TCPflP协议分析的主体是对TCP/IP协议族中各层协议的详细介绍，增强学生对TCP/IP协议复杂机理的直观理解。根据作者实践教学总结，目前该课程存在如下问题。
1.1 授课内容偏重理论，与先期课程重叠过多
TCP/IP协议分析的核心是TCP/IP 4层模型及相关通信方式、时序等规则，一定程度上与计算机网络原理课程重复，单纯的理论阐述会导致学生失去兴趣。此外，抽象讲解各种协议的实现细节容易重复，如每个协议的组成部分几乎一致，简单重复很容易使学生感觉枯燥。
1.2 教学内容单一，缺少源代码分析
通过分析TCP/IP的源代码，有助于观察协议实现细节，深化对协议的理解，提高网络编程与内核开发技能，使学生具备根据需求修改协议栈的基本能力。然而，在实践教学中我们发现，绝大多数TCP/IP协议分析教材集中于对协议的抽象分解，如采用示意图的方式描述帧的封装过程，在实验教学中多采用数据包捕获软件分析协议的运行机理。这样无法使学生真正理解网络协议，将实际网络协议的修改和应用与源码的实现细节进行有效结合，造成理论与实践应用脱节。以帧的封装为例，Linux下数据包的统一数据结构为“struct sk_buff”，所谓的封装和解封是该结构体中头尾2个指针的移动，这个机制简单，但充满了技巧，如果不阅读源代码，理论和应用之间始终存在隔阂。对于已经引入Linux TCP/IP协议栈源代码的教师来说，如何有效组织上万行的协议栈源代码是重要问题。在教学中抽取出具有代表性的代码段，需要根据不同学生的基础条件反复凝练，还要兼顾学生的学习热情，激发自主学习意识。
1.3 几乎不涉及无线网络理论的讲授
现行教材几乎全部以经典IPv4为授课内容，部分教材扩展到IPv6，对网络层以下涉及甚少，基本默认以IEEE 802，3标准（以太网）为例阐述。而在近些年的实际应用中，无线网越来越成为业界的技术亮点，各种成熟的网络产品纷纷延伸至无线网平台。无线网标准主要以IEEE 802.11和802.15为代表，在实现细节以及协议规则方面与以太网有较大差别，为提高传输效率，在网络层和传输层需要有相应的改变。通用的IP和TCP协议显得过于冗余且针对性不强，无法应对无线网高容量、短延时、低速率的应用需求。这就决定了现有教学内容无法直接应用于物联网工程专业。同时，现有的绝大多数实验组网设备不适宜无线网络架构，因此，无法提供这方面的实验平台。此外，无论是经典的LinuxTCP/IP代码分析，还是无线网络协议的理论学习，均缺乏相应的操作性强的实验指导教材，这也不利于学生的学习和理解。
2、教学模式改革
依照物联网工程专业的培养目标，TCP/IP协议分析课程改革遵循“应用为先导、工程为特色、实践能力为培养重点”的教学理念，按照如下思路进行实践。
2，1 应用驱动型的启发式教学模式
根据物联网的应用特点，明确“TCP/IP协议分析”课程以应用为驱动，促进学生从应用的角度学习。教师有意识地根据物联网不同的技术需求，引导学生对经典的TCP/IP协议知识进行重构，从而培养富有探索精神的思维模式和创新精神。
在具体教学中，以Linux协议栈代码分析为主，TCP/IP协议的大多数原理在先导课程“计算机网络原理”中已经教过，所以课堂教学一半时间讲述理论细节，其余时间辅以代码分析。例如，Linux平台下“struct sk buff”作为数据包的统一结构体，涵盖了经典协议栈里的诸多选项，此时，我们除了引导学生对代码进行分析外，还应启发学生思考如何删减和添加哪些选项，才能保证实现无线网络高容量、短延时等应用要求。然后以ZigBee协议为代表，抽选出该协议下的帧结构以及相应的实现代码，并以此展开ZigBee协议的若干细节，比如NPDU中载荷选项的构成、序列信息的作用以及半径域选项的意义。通过对比学习，学生们可以轻松地过渡到物联网技术氛围。又如，Linux平台下传输层的主要实现函数为“tcp v4 do rcv（ ）”，主要工作是遍历后备队列链表，将合适的数据包添加至完成队列，并作校验。教师除了带领学生对此函数进行详细分析外，还要指出zigBee协议中传输层功能很小，甚至已经合并到网络层，引导学生思考原因，以及哪些功能可以保留，哪些是冗余，并对比经典TCP协议的滑动窗口机制，分析物联网应用环境下应如何实现拥塞控制。再如，在经典TCP/IP协议中，路由是IP层的核心功能，常用的路由协议如OSPF、RIP等多考虑广域网的情况，但在物联网应用中，这些协议显然都不适合。此时我们引导学生思考，如何通过在路由选择格式、地址转换计算、算法的实时性、安全性等方面的调整，以指定适宜短距离无线通信的路由选择协议。尽管一两节课的时间不足以将改进的细节讨论完善，但通过这样的学习，使学生既达到了掌握经典TCP/IP协议理论的目的，也明白了物联网与常用网络协议的异同，为课下自学以及后续课程的学习打下良好的基础。
2.2 理论与工程产品相结合的教学方法
TCP/IP协议内容庞杂，涵盖面广，协议细节繁琐，根据教学实践，如果直接照本宣科，学生容易厌倦，教学效果不好。对于物联网工程专业的学生，我们在授课时加入了大量的无线网络理论，加大IPv6讲授部分，这些内容在“计算机网络原理”课程中一笔带过，实践中学生的反响非常强烈，听课兴趣明显增加。例如在网络层的授课内容中，我们加入了配置无线网网关的内容，首先从实际无线路由的网关配置演示，扩展到zigBee无线网关协议转换的实现，并给出了无线网关射频部分（物理层）接收到数据报文后进行有效载荷等选项的格式转换细节，直到最终交由802.3以太网网卡处理。数据最终还是返回到熟悉的以太网，但学生对无线网关的数据传输原理有了更深入的理解。
此外，我们在教学中增加了物联网相关工具箱的应用。目前主要使用ZigBee工具箱做教学对象。由于现在主流ZigBee工具箱体积小、便于携带，且都具备在线调试功能，因此很容易在课堂进行变量观察，对上述新添加的无线网的理论进行实时验证。同时，工具箱大多配备图形、汉字LCD显示器和各类语音接口，便于学生直观感受。此外，zigBee工具箱大多开放源代码，理论授课完全可以伴随代码分析。理论讲授、工具箱验证、代码分析构成了我们教学方法的“三重奏”。
2.3 仿真软件与编程实践相结合的教学手段
由于物联网系统需要配备多个传感器、无线网关和终端，设备成本较高，因此可采用以仿真软件为主的教学手段。目前我们主要采用NS2软件，可以方便地设定各类通信环境和不同的区域网络类型，构建虚拟的无线与有线耦合的通信网络模型，可以观察不同协议的运作流程。例如，我们采用NS2仿真zigBee协议体系中树形路由的分布式地址分配方式，构造了不同类型的无线网络节点接入方式，并可以得到直观的性能分析定量数据。基础实验以数据包捕获软件为主，这类软件有助于学生直观地了解协议实现细节，不用在开始就纠缠具体的代码。目前我们实验主要采用的是锐捷公司的协议分析器，界面简单直观，所支持的协议类型全面。此外，我们推荐学生在课余学习中使用Sniffer软件，这也是一款轻量级的捕获软件，便于安装在学生电脑中。
显然，单纯的捕获并分析数据包只能从宏观角度理解网络协议的原理，如想与物联网的应用性接轨，则应在实验教学中适当引入网络编程。这里的网络编程并不是指内核（协议栈）开发，而是指从应用层编程人手模拟部分协议。由于Linux内核编程的基础知识要求较多，而LinuxSocket编程易学易用，因此我们在教学中引入后者作为实验技术。例如，讲完ICMP协议后，我们会在课堂上讲授基于Linux c的ping程序的主干代码，然后在实验中根据无线网关和无线地址分配的机理，要求学生进行相应的修改。又如，讲完TCP的ACK、RST、SYN等报文格式后，我们利用Linux c编写端口扫描程序，并指导学生进行调试。引入Linux c网络编程的直接好处是，学生不再认为TCP8P协议分析是纯理论，产生了浓厚的学习兴趣，同时Linux c编程能力也得到了很好的锻炼。
3、结语
目前，物联网工程专业的课程建设尚处于起步和摸索阶段。对于该专业的每门课程都要以物联网本身的技术特点和应用需求作为导向，进行教学模式调整，这样才有助于实现该专业的培养目标。作为该专业的核心课程，TCPhP协议分析在今后的教学中不仅要完成经典网络协议原理的讲授，更要考虑无线网络的特殊需求以及对学生实践能力的培养。
参考文献：
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数据处理与智能决策；物联网；情境教学法
1引言
北京信息科技大学的物联网专业创办于2013年，是建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系，相关课程的建设也力求结合实际工程应用要求，加强学生实际应用能力的培养。我校的物联网专业重点突出我校在可靠通信传输与智能信息处理方面的技术优势，本专业开设的核心课程有：物联网工程导论、通信原理、自动控制基础、RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、数据处理与智能决策、物联网工程设计与实施、信息安全等。我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。
2“数据处理与智能决策”课程特色
当前社会对物联网行业智能信息处理方面人才培养的需求越来越旺盛，人才培养的任务日益紧迫。而我系开设的“数据处理与智能决策”课程，所要达到的目的就是使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论，并能够用课程中学到的知识，对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发；课程的社会需求也要求在教学的内容、方法、手段上做出相应的调整与改革,在理论教学上探索新的考核方法。“数据处理与智能决策”是物联网工程专业最重要的主干课程之一，开设在大三第二学期，是一门专业必修课，教学中全面地讲述了数据处理基本知识、数据分析体系以及相关理论，对数据处理的关键技术，如数据挖掘、数据处理模型、数据分析算法等进行了详细讲解，同时对智能决策技术也进行了深入的论述。“数据处理与智能决策”同物联网专业内容的关系如图2所示。
课程教学所要达到的目的是：使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论，并能够用课程中学到的知识，对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发；课程同时安排有相应的实践教学环节。我校物联网工程专业实践教学体系结构如图3所示。为了更合理地安排课程的教学内容，特别是为“数据处理与智能决策”这门课程积累更多的经验，笔者进一步对多所高校物联网专业相关课程进行了调研，北京科技大学相近的课程有“物联网与信息服务”，讲述的内容主要是物联网信息处理过程及信息服务模式；北京邮电大学相近的课程有云计算与物联网，主要以云计算和信息技术为主要内容进行授课；电子科技大学通信与信息工程学院物联网系主要以大数据为切入点，进行大数据理论和实践教学的安排；四川大学计算机学院物联网专业数据处理方面的课程主要以数据挖掘和算法应用为主；成都理工大学电子系安排有实践教学环节进行数据处理和传感感知的融合。
3情境教学法的具体应用
3.1研究内容和目标研究方法如图4所示，具体的研究内容和目标包括：
3.1.1精心设计，在教学中采用启发式教学一切教学活动都必须以调动学生的积极性、主动性、创造性为出发点，引导学生主动探索，积极思维。应用启发式教学方法，将以学生为本的思想始终贯穿于教学中的每一个过程，可以充分发挥学生的主观能动性，激发学生的积极内因，将新的教育理念融于教学的全过程，达到使学生掌握知识培养能力和思想教育的目的。在教学过程中，精心安排提问的时机，鼓励学生大胆发言，并及时点拨和引导。例如，在讨论数据处理具体算法K-means的用法时，通过国足排名进行计算，并提供多个数据的比较和验证，激发学生学习的兴趣。
3.1.2应用情境教学方法，通过联系生活和设置疑问创设情境在本课程的教学中从学生生活经验和已有知识背景出发，联系生活讲授物联网，将“数据处理与智能决策”对应的知识点同实际生活中的问题关联起来，使学生感到平时生活中充满着物联网应用的种种奥妙，使他们倍感亲切，内心感到课程技术的应用原来离我们这么近：比如今天需要去商城采购点日常用品，于是在手机中设定了目的地；路上怕堵车，于是设定路径选择为“时间最短”。出门后，手机上的导航软件自动根据最新的路况情况修正路径信息，从而避开了车辆拥堵端，这其中所用的就是典型的最优分析理论和路径优化算法，正是我们这门课所学内容之一。这种情境的创设，能极大地调动学生学习的主动性。
3.1.3引导学生参与互动，主动分析问题在教学过程中，鼓励学生提问，营造良好的课堂氛围。通过事先做好课堂教学设计，引导学生积极思考，分析问题，帮助他们解决问题。
3.1.4引入合作式教学，建立自学汇报答辩机制根据“授人以渔”的教学思路，培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。针对技术专题中感兴趣的具体技术，将学生分组，确定组内的明确分工，分头查阅资料、参考书、网络搜索等收集信息，撰写研究报告，内容要求包括专题技术背景、主要技术方法、研究思路等，课堂抽出时间进行答辩。这样可以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。
3.1.5改革考核方式，注重过程评价考试作为教学评价的重要手段，对学生学习和教师教学有着重要的导向作用。传统考试的主要形式是一次性定时闭卷笔试，这种考试会造成学生考试前临时突击现象，放松平时学习，也不利于全面考查学生综合运用所学知识解决问题的能力，难以发挥创造性思维能力。因此，本课程将改革考核制度。加大课堂互动、综合问题的讨论、专题小论文、作业质量的成绩比例，引导学生创新意识方面的培养，提高学生解决问题的能力。
4结论
本文总结了“数据处理与智能决策”课程的特点，提出了具体教学方法在“数据处理与智能决策”课程应用的模式和具体实例，在教学方法改革中贯彻卓越工程师培养———注重实训基本观念，教学方法注重启发学生掌握物联网基本概念和一般方法，结合实际问题，引导学生关注物联网的发展趋势，培养学生关注物联网领域的新知识和新技术。对现有的考核方式进行丰富，增加课题小组案例分析、模拟答辩等环节，提高学生自学参与的成绩比例。本文通过讨论情境教学法在“数据处理与智能决策”实现的具体内容和方法，形成具有北京信息科技大学特色的“数据处理与智能决策”专业课程教学方法，并具有借鉴意义，以期对物联网专业的发展起到一定的促进作用。
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篇10
一、引 言
物联网（Internet of Things，IOT）又称传感网，指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、视频监控系统和“外在使能”的各种资产、携带智能终端的个人与车辆等，通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通，从而提供安全可控乃至个性化的实时监控、定位溯源、报警联动、远程控制、安全防范等管理和服务功能，实现任何智能物体间的“管、控、营”一体化。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。并且随着科学技术的不断发展，物联网技术将催生新的产业，形成新的经济增长点，其发展前景十分可观。鉴于此，2010年8月，教育部审批通过了35所高校获批开设物联网相关专业，新设专业将自2011年开始招生。在2011年，又有27所高校设置的“物联网”专业通过了教育部的审批。
二、教学实践与教学方法的初步探索
笔者所在的大学还未申报物联网专业，但与物联网技术相关的支撑专业门类比较齐全，如信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术、控制工程及测控技术及仪器等专业。基于此，笔者在2011年连续两个学期开设了物联网技术导论的公选课，学生选课非常踊跃，170人的选课规模每次都爆满，从这可以看出当前本科生对物联网等新生技术具有非常强的学习欲望。针对物联网技术的特点，在现有教学技术的基础上，对教学方案进行了初步探索。
1．合理选择教材
笔者结合选课学生的特点：不仅有理工科学生，还有社会科学类学生，选择了周洪波博士所编写的《物联网技术、应用、标准和商业模式》一书。此书以通俗易懂的方式，指导学生了解物联网世界，且不需要较强的专业背景，适应不同专业的学生。
2．严格修订教学大纲，合理安排教学内容。
教学大纲不仅是进行教学内容及进度的依据，也是考试考查的依据，更是教学质量评估的依据。一个好的教学大纲，非常有利于教学质量的提高。在教学内容上，首先讲述物联网产业的发展与机遇，让同学们明白物联网技术无论是在经济、生活以及国家战略上都有非常重要的前景。让同学们掌握互联网、物联网以及它们的区别与联系，并了解基于四大技术的物联网支柱产业群，分别为RFID从业人员、传感网从业人员、M2M人群以及工业信息化人群；其次，着重讲述物联网产业链，即Device、Connect以及Manage（DCM）三层系统，或者也可称之为感知层、网络层和应用层。让学生了解物联网的通讯与连接，包括短距离无线通讯技术、长距离无线通讯技术、短距离有线通讯技术和长距离有线通讯技术。在物联网应用方面，通过物联网在城市市政管理、农业园林、医疗保健、智能楼宇和交通运输等方面和同学们进行交流和探讨。并通过介绍各种传感器的原理与技术，让同学们对整个物联网系统有更进一步的了解。
3．教学方法和教学互动
物联网是个实用性很强、发展前景很广的技术。将来物联网会发展到什么程度，对人类的科技和生活会产生什么影响，都是一个未知数。因而在教学过程中，笔者非常注意和学生互动，让同学们发挥自己的想象力，尽量去描绘50年，甚至100年后因物联网的存在，人们的生活所发生的翻天覆地的变化。在上课过程中，笔者既有讲述的环节，有和学生互动的环节，更有让学生分组讨论的环节。笔者希望此课程是个开放的课程，学生不仅能学到知识，更能发挥自己的主观能动性。同时，通过运用多媒体等途径来呈现物联网所存在的问题和发展前景，请同学们利用已有知识，并发挥自己的想象尝试提出解决方案，设置悬念，然后抓住重点、热点作深入分析，最后上升为理论知识。从而使课程生动形象，对错分明，环环相扣，印象深刻，气氛活跃。当然，这种讲课方式有一个前提，那就是建立在师生间平等、相互理解的基础上。这种授课方式，就是师生间的相互沟通，实现这种沟通，理解是基础，也即心灵交融，才能实现交往、沟通。
4．考核方式
为了适应物联网技术应用型人才培养目标的要求，笔者在考核方式上突出强调学生对物联网技术的基本概念掌握和发展前景设想，同时考查学生的论文写作能力，从而实现对学习过程的督促与考核，客观完整地评价学生的学习效果。在考核的评价标准上学生的成绩由学生上课过程中的讨论报告、出勤率和最终课程论文三个部分组成。其中讨论报告占20%，出勤率占20%，最终课程论文占60%。这种考核方式既能让学生进一步了解物联网技术，又能发挥学生的想象力和主动性，并能让学生初步掌握科技论文的写作格式和写作方法。
三、结束语
物联网是一个新兴的产业和技术，笔者依据物联网专业的特点，结合我校应用型人才的培养目标，从物联网专业设置的现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了初步的探讨。经过几个学期的教学探索，摸清了教学规律，优化了教学过程，改进了教学方法，使学生具有合理的知识结构，理论与实践相结合，从而具有解决实际问题的能力、开放的思维和协作能力，能够畅想未来，把握经济、社会和科学发展的大趋势，以适应社会经济和本科生教育信息化发展的需要，成为能够适应21世纪新挑战的复合型高端人才。
参考文献
1 周洪波.物联网技术、应用、标准和商业模式［M］.北京：电子工业出版社，2010
2 康晓慧、罗霄凤、张梅等.植物病理学方向研究生教学改革与探索［J］.安徽农业科学，2012（2）：1225～1227
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物联网工程作为一门新兴的学科，目前对于该学科的课程体系建设尚处于起步阶段。该课程已有的教学体系和方法无法满足教与学的要求。具体表现为课程的部分内容相对陈旧，不能很好地反映行业的最新技术和热点，书本上的知识不能与物联网行业很好地结合；传统的教学方法还是以讲授法为主，学生的积极性不足；实践教学所占的比重不高等[3]。结合该课程的特点，笔者提出《物联网控制基础》课程教学改革的探索，希望激发学生的学习兴趣。通过该课程的学习，学生掌握并灵活运用所学的知识，提高专业实践能力、创新能力和协同能力。
一、教学内容的合理规划
《物联网控制基础》是一门综合性课程，包含控制系统基本概念、控制系统数学模型、控制系统时域分析、控制系统频域分析、控制系统校正方法、现代控制理论、计算机控制、无线传感网络、网络控制系统等方面的内容[4]。现有教材涉及的知识点过于宽泛而且部分内容略显陈旧，理论和实践的结合不紧密。因此，在选择教学内容时，必须有所取舍、合理安排、突出重点。针对学生已有的先修课程，删除或弱化与其他课程相重复的内容，如传感器技术、网络技术等方面的内容。突出控制理论基础知识在物联网中的分析和应用，如物联网的建模问题、物联网中控制系统的时域分析法、频域分析法、控制系统的校正方法等。该课程的核心内容是控制系统的基本概念、时域和频域分析法、控制系统校正法及在物联网中的应用。
通过分析历届世界物联网大会和中国物联网大会的大会报告，结合行业对人才的基本要求，对相关教学内容再做适当的调整。适当增加物联网应用实例的介绍和分析，如智能家居、智能交通、智能物流等，避免教学内容过于空洞，提高学生的学习兴趣和动力。同时，适当增加现代控制理论、计算机控制、网络控制等在物联网中的应用，开阔学生的眼界，增强学生的动手实践能力，提升就业竞争力[5]。
二、教学手段和方法的优化
教学有法，但无定法。物联网工程是一门前沿性学科，交叉融合度高，对学生的基础要求较高。物联网控制基础课程与物联网的实际应用结合紧密，实用性强，实践能力要求高。该课程教学方法如果仅仅以讲授法为主，必然会使得理论和实际脱钩、学生的兴趣不高，进而会削弱教学效果。为了提高教学质量，笔者在学习和借鉴其他老师教学经验的基础上，探索对于不同的知识点采用不同的教学手段和方法。
基础理论部分以讲授法为主，再结合讨论法和直观演示法等。例如以智能家居中的温度控制系统、液位控制系统等为对象学习控制系统的基本概念、数学模型等。通过优化、完善多媒体课件，突出课程重点。对学生已有一定基础的课程内容，如传感器技术、网络技术等，以问答法为主。精心设计问题，通过师生互动，引导学生积极思考、回答问题、得出结论，从而巩固与本课程相关的知识。对于课程中与实践有联系的部分，如控制系统时域、频域分析方法及校正方法等，可以安排实验课或通过实际案例的视频、仿真辅助教学，营造理论与实践相结合的学习氛围，增强学生对理论在实际案例中应用的认识。同时，创设开放性课题，在教师的精心组织下，引导学生讨论，加强生生互动、让学生更多地参与教学活动，从而夯实基础，拓展知识面。
通过教学方法的优化，提高学生对物联网控制基础的认识，增强学生的学习动力，使学生不仅能够掌握控制系统的基本概念和方法，而且具有分析和设计物联网控制系统的初步能力。
三、多方位强化实践教学
实践不仅是检验学生对所学课程掌握程度的重要标准，而且是培养学生创新能力的重要环节，同时学生实践能力的强弱是用人单位衡量人才的重要指标。因此，在课程教学过程中必须多管齐下，充分利用验证性实验、设计性实验等实践教学环节加强学生动手实践能力的培养。目前，我院的教学实验中心配备了相关控制系统实验装置，可以让学生熟悉控制系统时域、频域分析方法和校正方法，使其具备一定的操作设计能力，提高学生的实践能力[6]。
对于物联网控制课程实验，优化整合实验内容，将验证性实验和设计性实验有机地结合。验证性实验主要用于学生对基本概念和方法的熟悉，验证所学的理论知识。设计性实验用于指导学生利用所学知识设计简单的物联网控制系统。为了更好地培养学生的创新能力，还减少部分验证性实验；增加设计性实验，如智能交通设计实验等。同时结合Matlab仿真软件和组态软件，建立智能家居温度控制、液位控制系统模型、设计相应的校正方法等，提高学生的工程实践能力，加深对控制系统各个部分的认识和理解[7]。同时利用已有的实验条件，鼓励学生参加各项大学生科技创新项目、创新创业大赛等，使学生获得自主学习和创新思维的广阔空间[8]。
四、结语
笔者在物联网控制基础的课程教学过程中，结合课程和学科的特点，进行教学改革的探索，对教学内容进行优化，充分利用多种教学方法和手段，强化实践教学环节，激发学生的学习兴趣；培养学生的动手、协作能力，提高学生的专业实践能力，取得较好的教学效果。
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篇12
1生物统计学课程教学面临的困境
生物统计学传统教学成果调查评价显示，学生普遍对该课程存在畏惧心理，对相关的数学原理、公式、方法等掌握不够，统计分析应用不合理或分析不准确等。造成这些问题的原因有很多：首先，课程设置和教学形式单一。生物统计学课程具有内容多、概念多、计算多的“三多”现象，存在教师难教，学生难懂、难记、难用的“四难”局面[1]。该课程教学课时一般为32～48学时，为了在较少的教学时间内让学生掌握更多的知识，传统教育多采用以教师课堂讲解为主的教学方式。这种教学模式相对单一，被动的“填鸭式”教学方法降低了学生的课堂参与度和学习兴趣，抽象的概念和繁多的公式极易导致学生产生厌学情绪。其次，由于课程概念和公式内容较多，教师的授课过于注重对原理、公式的讲授和推导，而对统计方法的实践训练和案例分析不够，出现重理论、轻实践的现象。再次，教学过程中师生交流短路的现象比较普遍，课堂上往往教师讲得激情四射，学生却听得头晕目眩。最后，现代信息技术没有广泛应用于教学中，对统计软件相关内容的介绍较少，学生全面掌握理论知识和灵活运用统计方法的能力不足，对学生统计学思维的培养不够。
2“互联网+”在教学中的作用
在2015年《政府工作报告》中，首次提出“互联网+”行动计划。在同年的第二届世界互联网大会上，提出“中国将大力实施网络强国战略、国家大数据战略、“互联网+”行动计划，发展积极向上的网络文化，拓展网络经济空间，促进互联网和经济社会融合发展”[2-3]。“互联网+教育”充分发挥了互联网在教育各环节上的优化和集成作用，将云计算、5G、AR/VR等信息通信新技术和雨课堂、微课、慕课、翻转课堂、SPOC等新教学平台和方法应用于教学各环节，从根本上改变了传统课堂中的师生地位以及教与学的时空限制，使学生能在课堂之外随时复习课堂内容并与教师在线交流与讨论，优化了教育资源的合理分配，培养了适应信息时代需求的创新型人才[4-5]。
3“互联网+”背景下生物统计学教学改革
据CNNIC中国互联网报告，截至2020年12月，我国网民规模达9.89亿。在“互联网+”快速发展的背景下，本文结合生物统计学课程的特点和传统教学中出现的问题，从以下方面展开探讨：
3.1加强课程思政教育
总书记在全国高校思想政治工作会议上提出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[6]思想是行动的统帅，是实现人生价值的前提[7]。教师在讲解生物统计学理论知识时，应充分利用现代信息技术，发掘课程教学中的思政元素，结合时展及社会热点，及时将思想政治教育融入课程教学。同时，教师要充分发挥自身的专业优势，帮助学生在面对浩瀚的网络资源，能够“披沙拣金、激浊扬清”，面对网络上的负面信息和消极思想保持清醒的认知，能利用统计思维客观、正确地看待世界[8]。
3.2完善课程教学内容
生物统计学是多学科交叉的一门综合性课程，涉及理论、实践和统计软件等多方面内容，需要学生具有概率论与数理统计、高等数学等先修课程的基础。科学的课前规划有助于学生更好地掌握学习内容。
3.2.1优选规划教材
教材对于课程的教和学都非常重要。在教学过程中，教师应根据生物专业学生的学科设计和科学研究特点，选择一本规划教材。同时，筛选其他统计学教材中优秀的统计分析方法和内容并整合到教学中，这不但有利于学生更深入地掌握生物统计分析方法在科学研究中的应用，还能有目的地引导学生在统计的知识海洋中遨游[9]。
3.2.2加强案例教学
20世纪初，哈佛大学创造了案例教学法。该方法对真实事件予以典型化处理，形成可供学员思考、分析、讨论、决断的案例，从而提高学员分析问题和解决问题的能力。生物统计学理论知识较抽象、不易理解，教师授课时可通过科研中的实际案例，用浅显易懂的语言将抽象的概念表达出来。同时，在案例教学中，师生角色发生了转变，学生是主角、执行者，积极参与案例分析、讨论，而教师是旁听者、激励者、指导者。案例教学实现了学生主动学习，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果，实现了教学目标。
3.2.3优化实验教学
生物统计学计算机实验教学是生物统计学课程系的一个重要内容。在计算机实验教学过程中，应根据专业要求配备一套合适的统计学分析软件，常用的统计分析软件有Excel、SAS、BMDP、SPSS、EPINFO、Statistica、Origin、SPLM和Minitab等，这些软件各有优缺点[10]。如Excel可对实验数据进行整理、转换与简单计算，操作简单，但统计分析的功能不够强大。如需要更为专业系统的分析，可使用SAS和SPSS等专业分析软件[11]。
3.2.4构建模块教学
该课程包括概率、抽样分布、假设检验、方差分析、回归相关分析、实验设计等内容，内容多且分散。在教学中，可根据课程知识结构和教学目标，将学习内容分成几大模块，如概率基础模块、实验设计模块、统计检验与分析模块、计算机统计软件应用模块等。在教学过程中，教师既要注重模块之间的逻辑关系，又要强化它们之间的联系。如概率基础模块是学习统计检验与分析模块的理论基础。又如科学的实验设计是获得具有统计学意义的数据的基础，而统计检验与分析的结果对实验设计有反馈作用，有助于进一步优化实验设计方法，提高实验效率，获得更加有科学价值的数据。
3.3深化“互联网+”教学模式变革
鉴于“互联网+”发展的新形势，结合生物统计学传统教学过程中面临的困境，建议从以下方面进行改革尝试：
3.3.1互联网+教师
在日新月异的“互联网+”时代，教育资源实现了互通共享。通过网络，学生可以轻松获取各种图文并茂的数字化教学资源，这也成为学生摄取知识的一种新途径。在此背景下，教师应适时转变观念，准确定位自身角色，及时完善个人知识储备，充分利用互联网资源，将学科前沿知识融入相关教学内容[12]。同时，面对良莠不齐的网络教学资源，教师应做好指导者和引领者角色，培养学生形成科学合理地甄别和利用网络教学资源以及掌控知识与信息的能力[13]。
3.3.2互联网+教学
在“互联网+”时代，教学活动不仅局限于课堂。虽然生物统计学主要的教学活动依然是在课堂上完成，但师生间的知识交流应远超课堂的45分钟。教师应及时修正教学计划，依据课程目标对教学内容进行分类。课堂上，通过将板书教学与多媒体教学有机结合，讲解理论性、抽象性较强的知识内容。课后，将实操性强的技能教学安排在线下进行，形成线上线下优势互补的教学方案。同时，教师利用微信、QQ、E-mail、腾讯课堂、钉钉课堂等在线工具与学生进行交流，为学生答疑解惑，实现个性化指导和因材施教。
3.3.3互联网+资源
针对生物统计学教学中普遍存在的理论与实践脱节的问题，课前，教师可利用网络资源平台，如中国大学MOOC，结合本校资源，根据教学重点、难点进行组课，并导入学校网络教学平台，要求学生预习。学生带着问题学习，学习会更具有针对性[14]。课后，通过微课等碎片化、目标知识点明确的学习方式，促进实践与理论的结合，培养学生养成良好的学习习惯，使学生深入研究知识点。
3.3.4注重过程考核
教学评价的核心内容之一是对学生学习效果的评价。合理的评价不仅能够真实地反映学生的知识和技能掌握水平，而且还能够考查学生对知识和技能的应用能力。在传统教学中，考试、测验等终结性评价是评价学生学习效果的主要手段，这种评价方式容易使学生过于重视卷面成绩，忽视了学习过程的重要性，不利于学生养成良好的学习态度和习惯[15]。近年来，过程性评价作为一种改革传统课程考核方式的教学评价方法，逐渐被应用于大学课程之中。过程性考核旨在考核学生的学习态度、实践活动参与情况、平时行为、个性能力发挥等，注重对学生学习过程的考核和评价，能够让学生在更广阔的空间内进行创新和探索[16-17]。生物统计学课程的过程性考核，应依据课程标准，结合“互联网+教育”构建过程性评价测评策略。一部分过程性考核要通过平时成绩来体现。可以借助雨课堂等网络平台记录课堂上发生的提问与回答、讨论等互动环节，教师可参考网络平台记录给出学生的平时成绩。另一部分过程性评测可根据学生课外实践的参与度和应用统计分析软件的能力评定。如软件上机考核要求学生至少掌握一种统计软件的操作技能。此外，借助微信、QQ等建立信息反馈机制，通过学生自评、学生互评等方式，对学生的课外学习态度进行实时监督和考核[18]。
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中图分类号：G434
文献标识码：A文章编号：16727800（2016）010018802
0引言
2009年，南京邮电大学在国内首先兴建了物联网学院。学科成立之初，课程体系建设尚无先例可循。因此，如何建立具有物联网学科特色的课程体系成为了每一个任课教师需要思考的问题。近年来，学界逐步明确了物联网学科的“源科学”是计算机科学[1]。将物联网工程专业的课程建设大致分为两部分：计算机学科的基础课程与体现专业特点的专业课程。专业课程主要包括：介绍物联网基本概念的“物联网导论”、讨论感知层知识与技术的“感知技术及应用”、讨论物联网环境中无线通信技术的“物联网中的无线通信技术”、介绍物联网应用系统设计与规划方法的“物联网应用系统设计技术”和介绍物联网信息安全个性技术的“物联网安全技术”等。
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是物联网底层重要的感知技术。作为重要的学科专业课程，其知识点从感知层硬件到应用层安全技术，内容多、难度大，体现了物联网学科的交叉特色与前沿性。该课程在传统的通信和自动化控制专业早已形成完善的体系结构，但是随着物联网应用的蓬勃发展，WSN技术发展很快，物联网专业的WSN课程内容要与上述两个传统专业的相关课程相区别，必须讲授最新的热点技术。
1课程现状及存在的问题
（1）有限的课时设置与课程的丰富内容不相匹配。无线传感器网络内容涵盖广泛，涉及计算机、通信、数学、信息、电子等多个学科，同时它也是一门理论与实践紧密结合的课程。从ZigBee、Wifi、蓝牙到6LowPan，各种无线传感器网络的最新技术都能设计相应的实验环节，以加深学生对理论知识的理解。目前受到研究生课时的限制，一般学校该课程课时设置均为32课时，在如此有限的时间内，如何有效讲授知识点、培养研究生的科学思路和研究方法则成为一个值得深入探讨的问题。
（2）课程定位与教学特色问题。物联网专业本科阶段已开设了同名课程，研究生阶段的WSN课程如何与本科生课程相衔接，且在教学中突出物联网交叉学科特色是课程建设中要解决的关键问题。
（3）研究生培养模式和授课方法问题。卢梭说过：“问题不在于告诉他（学生）一个真理，而在于教他（学生）怎样发现真理。”这正是近代研究生教育追求的研究性教学理念。本科阶段学生第一次接触WSN，因而该阶段注重对知识点的讲授。到了研究生阶段，课程应更多地教授学生科学研究的方法，帮助学生发现学科的前沿热点，并指导他们开展深入研究。
综上课程存在的不足，笔者在课程的研究生教学阶段改变了本科以讲授知识点为主要手段的教学模式，而采用以综合性实验设计为贯穿主线的研究型教学模式。通过实验为主导的方式，教师创设一种类似科学研究的情境，指导学生对热点问题进行研究，使学生在独立、主动的探索、思考、实践过程中吸收与应用知识，并解决问题。
2课程建设内容
2.1教材及实验内容选择与设计
课程选用了2本教材[23]，一本实验教程[4]。第一本教材是孙利民老师的经典教材《无线传感器网络》，其内容按网络分层结构讲述了WSN的各个知识点。每章均可视作综述风格的科研论文，逻辑清晰，易于理解，用于培养学生的科研阅读能力，但是缺乏有特色的热点技术；第二本教材是国外的经典教材，其书写逻辑为面向问题的启发式学习，每章讨论一个WSN的支撑技术，如定位技术、同步技术、安全技术等，可用于启发学生的科学思维，学习如何发现一个科学问题以及如何针对该问题进行深入研究。实验教程选用凌阳科技公司开发的最新物联网实验课程，包含最新的WSN技术实验。其内容从芯片基础实验到各种热点技术的实践，包括ZigBee协议栈系统实验、RFID基础实验、IPV6系列实验、嵌入式网关实验和手机控制实验等8大块，但是缺乏综合性实验。为此，学院又联合凌阳科技公司开发了若干综合性实验，包括自习室节能控制系统、智慧安防报警系统、图书管理系统、冷库管理系统和智慧停车系统等。
针对每个知识单元的核心知识点，借助凌阳公司开发的物联网实验箱[2]，参照学校已有的实验建设内容[56]，有针对性地设计了实验体系，如图1所示。共包含14个实验，其中前11个实验都是验证型实验，每学期再根据课程选修人数选择若干综合性的设计型实验。其中，自习室节能控制系统、ZigBee拓扑结构显示系统和图书管理系统3个综合实验贯穿学习始终，其它实验都是由教师演示完成。该实验体系使学生学习完理论知识后可以马上进入实验环节对知识进行巩固。如果某些知识点对应的实验太过复杂，在有限的课程时间内不足以完成，则可设计相应问题，让学生在问题引导下自发进行深入学习。
2.2研究型教学模式与评价方法探索
在课程的具体教学实施上，第一次上课教师即把学生分为小组，每个小组负责一个综合性设计实验。以自习室节能控制系统为例，整个教学模式阐述如下：首先，教师介绍系统功能，将系统分为光照度检测、人员检查、数据处理和灯开关控制4部分。由于实验比较复杂，采用学生分组的形式进行实验。每个部分由若干学生负责，确保每个学生完成其中的某些功能模块，并在之后的教学过程中对每部分进行详细讨论，包括：设计要求、工作原理、需要用到的设备、体现的核心知识点等。因此，每个学生在学习开始都有一个任务和目标，学生之间相互合作，完成实验的组可以获得本次实验的基本得分。之后的每一次课，核心知识点的讲授与相应的验证实验都采用教师导学、学生自主学习的形式完成。考虑到课时有限，实验还需要由小组合作学习等课外学习环节组成。到了一定阶段，每个模块都要完成子模块流程设计，如图2所示的光照度检测子模块流程图。然后进行阶段性学习成果展示和交流，并进行系统联调，形成相关文档。最后进行实验总结，汇报系统设计和实现方案。
每个实验都体现了对WSN知识的综合应用与融汇贯通。在设计型实验中，教师按照软件工程的方法一步步指导学生进行系统概要设计、详细设计直至系统调试完成。学生不但能学习到科学研究的思想和方法，而且具备了开发一个小型项目的经验，提高了动手能力。该方式改变了“教师授课+学生复习”的传授式教学模式，而是采用“教师导学+学生自学+合作研讨”的研究型教学模式，以达到培养应用型人才的目标。
3考核体系
课程考核采用平时成绩和期末考核成绩加权平均的方式。综合实验成绩占70%，期末的理论考核以开放式论文形式进行，让学生根据自己在实验过程中发现的问题，以提出改进方法等为题撰写论文，分数占总成绩的30%。该考核更加偏向于考核学生在学习过程中的参与、实践能力。
实验成绩考核学生平时的学习积极性以及动手能力，紧扣3个综合性实验的各个阶段，取得一个阶段性成果即得到相应分数。在实际实施过程中，师生都觉得该教学方式比传统方式更能激发学生学习兴趣，培养学生的学习能力和实际动手能力。
4结语
本次物联网专业的研究生WSN课程建设围绕核心知识点，设计了相应的实验教学系列。实验围绕一个需要研究解决的特定问题展开，让学生在寻找解决方法的过程中进行知识的学习与应用，而不是对知识的简单套用。强调任务驱动，并注意任务的复杂性与综合化。
应当注意的是，研究性实验教学的设计与实施是一个动态过程，教师应周期性地梳理核心知识点，根据教学内容设计实验，并在实验中根据学生反馈以及实际教学效果，不断调整实验内容、难度以及实验教学方法，促进每一轮教学实践在内容和方法上都不断丰富、改进和完善。
参考文献参考文献：
[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系的思考[J].计算机教育，2010（21）：2629.
[2]孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感器网络[M].北京：清华大学出版社，2005.
[3]HOLGER KARL，ANDREAS WILLIG.Protocols and architectures for wireless sensor networks[M].Wiley，2005.
