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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)

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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)范文第1篇

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo) 知識體系 內(nèi)容安排 教學(xué)方法

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)01(a)-0162-03

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美國麻省理工學(xué)院提出,隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵不斷擴展[1]。目前業(yè)界普遍認為:物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進行感知識別,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進行計算、處理和知識挖掘,實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接,達到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué)決策的目的[2-5]。

物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領(lǐng)域,引發(fā)和帶動生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革,成為經(jīng)濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎[6]。近年來,在“兩化融合”和“感知中國”等國家戰(zhàn)略背景下,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到了我國政府、科研、教育、產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。我國經(jīng)濟社會各領(lǐng)域蘊含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用潛能,眾多行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才需求旺盛[7]。為此,中國傳媒大學(xué)于2012年通過教育部審批,依托理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系開辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向,成為全國較早面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的高校之一。

1 課程教學(xué)目標(biāo)

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》是網(wǎng)絡(luò)工程系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)方向?qū)W生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課,其主要目的是使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和相關(guān)技術(shù),對物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域的典型應(yīng)用有所認識,在此基礎(chǔ)上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架,明確物聯(lián)網(wǎng)工程各個專業(yè)課程的意義和課程之間的關(guān)系,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。因此,《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程的講授成功與否關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,進而影響到我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的進程[9]。

2 課程知識體系及內(nèi)容安排

2.1 知識體系

物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為3個層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示[1]。

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”和“五官”,用于識別物體、采集信息,是聯(lián)系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動感知設(shè)備包括:RFID標(biāo)簽與讀寫設(shè)備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測控設(shè)備等;感知層中的人工生成信息設(shè)備包括:智能手機、智能機器人等。

網(wǎng)絡(luò)層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過各種接入技術(shù)連接最終的用戶設(shè)備。匯聚層的功能為:匯接接入層的用戶流量,進行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換;根據(jù)接入層的用戶流量,進行本地路由、過濾、流量均衡、優(yōu)先級管理,以及安全控制、地址轉(zhuǎn)換、流量整形等處理;根據(jù)處理結(jié)果把用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進行路由處理。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供一個高速、安全與保證服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。匯聚層與核心交換層的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備與通信線路構(gòu)成了傳輸網(wǎng)。

應(yīng)用層可以進一步分為管理服務(wù)層和行業(yè)應(yīng)用層。管理服務(wù)層通過中間件軟件實現(xiàn)了感知硬件與應(yīng)用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接,提供海量數(shù)據(jù)的高效、可靠地匯聚、整合與存儲,通過數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計算,為行業(yè)應(yīng)用層提供安全的網(wǎng)絡(luò)管理與智能服務(wù)。行業(yè)應(yīng)用層由多樣化、規(guī)?;男袠I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成,包括:智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能醫(yī)療等。

此外,涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的共性技術(shù)包括信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、對象名字服務(wù)與服務(wù)質(zhì)量保證等。

2.2 內(nèi)容安排

《物聯(lián)網(wǎng)技g與應(yīng)用》課程的內(nèi)容安排[10-12]如圖2所示,其中,各部分包含的主要內(nèi)容有[1-6]以下幾方面。

物聯(lián)網(wǎng)概論:物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景、技術(shù)背景;物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術(shù)特征;物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

RFID技術(shù):自動識別技術(shù)的發(fā)展背景、條形碼簡介、磁卡與IC卡的應(yīng)用、RFID、RFID應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成、RFID標(biāo)簽編碼標(biāo)準。

傳感器技術(shù):傳感器;智能傳感器與無線傳感器;無線傳感器網(wǎng)絡(luò);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與標(biāo)準。

嵌入式技術(shù):智能設(shè)備的研究與發(fā)展;集成電路;嵌入式技術(shù)的研究與發(fā)展;RFID讀寫器與中間件軟件設(shè)計;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計;可穿戴計算研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用;智能機器人研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。

移動通信技術(shù):通信技術(shù)的發(fā)展;移動通信技術(shù)的研究與發(fā)展;3G技術(shù)與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。

定位技術(shù):位置信息與位置服務(wù);物聯(lián)網(wǎng)中的位置服務(wù);定位系統(tǒng);移動通信定位技術(shù)、基于無線局域網(wǎng)的定位技術(shù)、基于RFID的定位技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。

數(shù)據(jù)處理技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念;海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲與云計算;物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)中的智能決策。

信息安全技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關(guān)系問題;物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究;RFID安全與隱私保護研究。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用:智能電網(wǎng);智能交通;智能醫(yī)療;智能物流。

3 課程教學(xué)方法

自2014年春季學(xué)期《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程首輪授課起至今,筆者已從以下幾方面做了有益嘗試,取得了良好的效果。

3.1 采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式將課堂內(nèi)外相結(jié)合

翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間,將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。該教學(xué)模式需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí),即自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識的方式,可以通過看視頻講座、聽播客、廣泛閱讀各種書籍、與其他同學(xué)討論等方式進行。教師則采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要和促成他們的個性化學(xué)習(xí),其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過實踐獲得更真實的學(xué)習(xí)體驗。翻轉(zhuǎn)課堂是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)流程的徹底顛覆。

在該課程的講授方式上,筆者嘗試引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,轉(zhuǎn)變以往授課過程中教師“滿堂灌”、學(xué)生只是被動接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利用教學(xué)實踐中小班授課、學(xué)生人數(shù)較少的優(yōu)勢,使每位同學(xué)都有機會走上講臺,輪流充當(dāng)“教師”的角色,過一把“教師癮”,從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。具體的實施過程為:首先,請每名學(xué)生選取物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科中自己較為感興趣的一項具體技術(shù)作為自己的講授對象,通過廣泛查閱書籍文獻資料、上網(wǎng)搜索最新科技資訊等方式了解該項技術(shù)的來龍去脈、前世今生及發(fā)展前沿。然后,請學(xué)生自制課件,通過文字、圖片、視頻等方式形象生動地向大家講解艱澀枯燥的具體技術(shù)內(nèi)容。其間,其他同學(xué)可以隨時提問,形成良好的互動效果,極大地活躍了課堂氣氛,同時也鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和語言表達能力。最后,由教師點評學(xué)生的表現(xiàn),指出其講解的優(yōu)缺點,并補充完善知識點內(nèi)容。學(xué)生的個人表現(xiàn)很大程度上決定了該門課程的個人結(jié)課成績。通過3年來具體的實踐,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們搜集資料的深度和廣度都遠遠超出了筆者的預(yù)期。作為老師,在授課的同時也收獲了很多新知識,達到了教學(xué)相長的目的。

3.2 教學(xué)與科研相結(jié)合

教師授課過程中應(yīng)避免簡單生硬地照本宣科,而應(yīng)以自身的科研經(jīng)歷和科研體會現(xiàn)身說法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物聯(lián)網(wǎng)作為一門新興學(xué)科,發(fā)展日新月異。每輪備課時都要加入新的科技進展,對于教師來講,在科研方面需要不斷地關(guān)注科技前沿動態(tài),及時更新知識,極具挑戰(zhàn)性。就筆者而言,由于一直從事數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的研究,在講授第八章《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)》時,就結(jié)合目前正在進行的有關(guān)電視節(jié)目受眾收視情況的數(shù)據(jù)挖掘研究課題,以實驗中具體的數(shù)據(jù)、模型為例,為學(xué)生講解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的具體流程和其中的關(guān)鍵步驟,從而進一步加深學(xué)生對該技術(shù)的理解程度。

3.3 “走出去”與“引進來”相結(jié)合

“走出去”是指教師應(yīng)當(dāng)經(jīng)常參加國內(nèi)外相關(guān)教研機構(gòu)組織的高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的培訓(xùn)班、研討會等,廣結(jié)同行,吸取其他兄弟院校專業(yè)建設(shè)、課程改革的成功經(jīng)驗,達到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,還可以與國內(nèi)一些專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,建立學(xué)生實習(xí)、實訓(xùn)基地。學(xué)生可以到企業(yè)實地參觀相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)線,以便與課堂中學(xué)到的知識點概念、原理聯(lián)系起來,獲得感性認識,從而加深理解。同時,學(xué)生可以利用寒暑假時間到企業(yè)實習(xí)或選派學(xué)生到企業(yè)進行畢業(yè)設(shè)計,不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運行模式,還可以為企業(yè)提供專業(yè)的人才,拓展學(xué)生的就業(yè)渠道[13]。

“引進來”是指教師應(yīng)當(dāng)定期邀請國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的權(quán)威教授、相關(guān)技術(shù)人員走進課堂、走上講臺,為學(xué)生帶來最新的行業(yè)發(fā)展信息。此外,在教材選擇方面,教師應(yīng)當(dāng)不局限于國內(nèi)出版的一些經(jīng)典教材,還應(yīng)當(dāng)廣泛引進國外的外文教材,追蹤國際領(lǐng)先的前沿技術(shù)[14]。

綜上所述,文章從“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)、知識體系及內(nèi)容安排、教學(xué)方法等方面進行了探討。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來的新興技術(shù),該課程也是中國傳媒大學(xué)理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系自2014年首次引入的新課程,一切還在逐步摸索過程中,因此,探尋一套適合本專業(yè)學(xué)生的課程教學(xué)方案任重道遠。

4 結(jié)語

此文是筆者近3年來參加物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)研討班培訓(xùn)、備課、授課的心得體會。由于筆者的驗有限,考慮問題難免有失偏頗,望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師,筆者未來仍然需要逐步沉淀,不斷思考、總結(jié)、實踐,為培養(yǎng)出社會需要的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才貢獻力量。

參考文獻

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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)范文第2篇

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);創(chuàng)新模式;創(chuàng)新研究;傳感器網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號:G434 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)20-0070-03

一、引言

近些年來,一場關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)暴席卷全球,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things, IOT)技術(shù)被稱為繼計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通信技術(shù)之后的信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的又一次技術(shù)浪潮,它代表了下一代信息技術(shù)發(fā)展的重要方向。[1] 我國于2009年制定了“感知中國”的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,將其列為重點研究領(lǐng)域。[2] 如果說在過去的十幾年中,計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深刻的改變了現(xiàn)代教育教學(xué)模式,使得單純的依靠紙質(zhì)的教育模式發(fā)展到現(xiàn)在依靠多媒體教學(xué)平臺和遠程教學(xué)平臺等新型教學(xué)模式。那么物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將使現(xiàn)代教育教學(xué)邁向更高的高度,是現(xiàn)代教育教學(xué)模式提升的新的發(fā)動機,將使得現(xiàn)代教育教學(xué)模式產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

在教育領(lǐng)域,新課改提出“大力推進信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用,促進信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合,逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革,充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢,為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”的要求。[3] 目前計算機多媒體技術(shù)日臻成熟,特別是微處理器技術(shù)的發(fā)展,使得信息裝備從巨型化走向微型化,學(xué)生可以通過微型個人終端設(shè)備了解知識。作為下一代“計算無處不在”的關(guān)鍵技術(shù),[4] 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育改革領(lǐng)域的發(fā)展提供了保障。在新的時期,高校必須具有科技敏銳性,需要不斷采用新技術(shù)、新方法提高教學(xué)管理,以更好的服務(wù)于學(xué)生,所以有必要在教學(xué)領(lǐng)域引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),提高管理效率和質(zhì)量。

同時,當(dāng)代高校大學(xué)生更具有自我探索精神和獨立思考的能力,他們對新事物嗅覺更靈敏,接受速度更快,對高新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用熱情更高。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代創(chuàng)新教育模式中,在提升教學(xué)管理水平的同時,也有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和對新技術(shù)的感知能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有助于全面提升教學(xué)水平和教學(xué)環(huán)境,加快推進教育現(xiàn)代化進程。教育物聯(lián)網(wǎng)的時代已經(jīng)來臨,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)模式創(chuàng)新研究可以有效為當(dāng)前高校教育教學(xué)模式探索拓寬思路。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。[5,6] 物聯(lián)網(wǎng)是一個全球的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),通過數(shù)據(jù)獲取開發(fā)和通信能力,將實際物體和虛擬物體聯(lián)系在一起。該網(wǎng)絡(luò)包括現(xiàn)存的互聯(lián)網(wǎng)及其延伸和拓展,并具有具體物體識別、傳感器、激光掃描器和通信連接功能等為其提供獨立聯(lián)合服務(wù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。[7]

物聯(lián)網(wǎng)是利用無所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的,主要有以下幾個特點:全面感知,利用RFID、傳感器、二維碼以及其它各種感知設(shè)備,隨時隨地采集各種動態(tài)對象,全面感知世界;可靠的傳輸,感知的信息通過以太網(wǎng)、無線網(wǎng)、移動網(wǎng)進行實時傳送。[8] 無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面覆蓋,感知信息的自由傳送成為現(xiàn)實。智能處理,利用云計算技術(shù)及時對海量信息進行處理,實現(xiàn)智能化的控制和管理,真正達到人與物的溝通,如圖1所示。

三、傳統(tǒng)課堂教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

1.教學(xué)資源有限和教學(xué)過程單一

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中,教學(xué)資源比較有限,特別是在早期,一塊黑板、一本書、一支粉筆貫穿整個教學(xué)過程。在互聯(lián)網(wǎng)時代,多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中被普遍使用,將內(nèi)容投放到黑板上,圖文并茂,使得教師更專注于知識的講解,極大地提高了課堂教學(xué)效率,也提高了學(xué)生的興趣。但是目前的教學(xué)模式中,單純依靠教師講解或使用投影設(shè)備的“開會式的學(xué)習(xí)”枯燥、呆板,學(xué)生缺乏主動;教師的“主導(dǎo)”幾乎完全代替了學(xué)生的“主體”,課堂教學(xué)缺乏活力。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式使得學(xué)生過分依賴教師與書本,造成主體意識淡薄,缺乏創(chuàng)新精神,阻礙其素質(zhì)全面發(fā)展。單調(diào)枯燥的方式對學(xué)生已經(jīng)不再具有吸引力,有限的教學(xué)資源和單一的教學(xué)過程已經(jīng)不能滿足課堂中學(xué)生的需要。

2.繁瑣的傳統(tǒng)的教學(xué)管理需要投入大量的人力物力,費時費力,并且可靠度差

當(dāng)前學(xué)校教學(xué)活動中,需要讓學(xué)生使用大量的教學(xué)儀器設(shè)備,各個學(xué)科都配備了教學(xué)實驗室,作為學(xué)校的固定資產(chǎn),需要有專人負責(zé)設(shè)備的管理清點工作。每一個教學(xué)實驗室,在每一天都會有不同班級參與實驗學(xué)習(xí)。一方面,為了防止資產(chǎn)流失,需要投入大量人力物力進行教學(xué)管理,另一方面,還需要專業(yè)人員隨時監(jiān)督,防止設(shè)備儀器或者原材料對學(xué)生造成傷害。不但費時費力,可靠性也差。

3.傳統(tǒng)的課外教學(xué)過于單一、枯燥,難以調(diào)動學(xué)生的積極性

課外教學(xué)被稱之為第二課堂,是在課堂教學(xué)以外,以發(fā)展學(xué)生的個性特長、開發(fā)智力、培養(yǎng)能力為中心,有計劃地開展各種教育教學(xué)實驗活動。傳統(tǒng)課外教學(xué)主要使用互聯(lián)網(wǎng)進行遠程教學(xué),這雖然可以方便學(xué)生在任何地方和任何時候都能進行學(xué)習(xí),但是學(xué)生和教師直接交互較少,主要是學(xué)生聽、教師教的方式,學(xué)生被動的接受,互動性差。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)模式

1.利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能化教學(xué)環(huán)境

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使現(xiàn)實世界中的物體具有感知性和智能性成為可能,可以實現(xiàn)人與機器之間的交互、人與物品之間的交互、人與人之間的社會互??腕w可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與虛擬環(huán)境進行無縫連接,人與物可以進行交流。在課堂教學(xué)中,學(xué)生可以有選擇的獲取教師內(nèi)容,教師可以即時捕捉、分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的需求信息,并進行相應(yīng)調(diào)整。為實現(xiàn)學(xué)生出勤情況的智能統(tǒng)計,可以將RFID芯片集成到學(xué)生一卡通中,教室設(shè)置自動感測RFID信息系統(tǒng),即時統(tǒng)計學(xué)生人數(shù)。教務(wù)管理部門也可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)生出勤情況。

對于年齡段較小的學(xué)生教育中,可以讓幼兒佩戴腕帶式標(biāo)簽,學(xué)校通過信息系統(tǒng)自動檢測學(xué)生體溫,當(dāng)體溫異常時,系統(tǒng)將發(fā)出警報并通知相關(guān)人員,及時進行處置,同時還可以在標(biāo)簽中配備定位系統(tǒng),隨時了解學(xué)生的位置,避免幼兒走失和被拐賣,即使發(fā)生意外,也能被及時找到。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以用來控制教室中的教學(xué)設(shè)備,教室內(nèi)安裝具有光敏和溫控的傳感器節(jié)點,通過智能調(diào)節(jié)系統(tǒng),根據(jù)教室光線強弱自動調(diào)節(jié)教室窗簾的開關(guān),也可以根據(jù)溫濕度高低調(diào)節(jié)空調(diào)溫度或者進行通風(fēng)切換。

2.利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)豐富實驗教學(xué)活動

當(dāng)前實驗過程主要是讓學(xué)生到指定的實驗環(huán)境中進行相應(yīng)實驗,但是對于一些需要采用遠程教學(xué)的活動,如成人教育、遠程教育等,學(xué)生無法實時參與教學(xué)實驗。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使達到與現(xiàn)場教學(xué)類似的效果成為可能。通過在實驗室和遠程終端配置RFID設(shè)備,在本地實驗室將實驗器材加入到物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中,實驗過程數(shù)據(jù)被實時采集,并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭_遠程終端,實驗者在遠程通過RFID設(shè)備可以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化。教師在授課過程中可以通過實驗儀器上的RFID遠程控制教學(xué)儀器,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸方式,將實驗過程與結(jié)果實時顯示在課堂中,學(xué)生也可以遠程控制實驗設(shè)備,調(diào)整實驗參數(shù),觀察實驗結(jié)果,實現(xiàn)實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化與智能化。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可用于校園安全管理,當(dāng)前學(xué)校學(xué)生人數(shù)密度大,社會閑散人員偽裝成學(xué)生進入學(xué)校盜竊事件時有發(fā)生??梢栽谒奚衢T口設(shè)置RFID系統(tǒng),自動檢測學(xué)生配戴的智能標(biāo)簽,在顯示屏顯示學(xué)生圖像信息,物管人員很容易區(qū)別校內(nèi)外人員,以保證校園安全。

3.利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)課堂教學(xué)效果的實時測評

當(dāng)前教學(xué)評測一般以督導(dǎo)組聽課,學(xué)期末學(xué)生對教師系統(tǒng)評分為主,這種模式對評價教師教學(xué)水平,督促教師重視教學(xué)質(zhì)量方面效果明顯。但是面臨的主要問題是主觀性強,督導(dǎo)組聽課次數(shù)有限,學(xué)生評價一般在考試成績公布后進行,課程已經(jīng)結(jié)束相當(dāng)長一段時間,學(xué)生在評測時隨意度大,反應(yīng)實際情況差,同時也不能反應(yīng)學(xué)生課程活動的情況。教學(xué)活動是雙方面的,教學(xué)評測需要教與學(xué)的雙方參與,所以教學(xué)評測需要反應(yīng)教師和學(xué)生兩個方面的效果,而物聯(lián)網(wǎng)為此提供了技術(shù)可能。實時教學(xué)測評是基于學(xué)生互動反饋系統(tǒng),可反復(fù)使用。為每個學(xué)生配備簡易傳感節(jié)點,或者在每個課桌上安裝簡易傳感節(jié)點,學(xué)生在一堂課結(jié)束后,可以及時通過傳感器節(jié)點信息輸入屏將教學(xué)信息反饋給教師或者教務(wù)處。另一方面,教師可以通過傳感節(jié)點捕捉學(xué)生上課時的聽課狀態(tài),教師根據(jù)學(xué)生反饋的信息及時調(diào)整上課方式或內(nèi)容。

4.利用物聯(lián)網(wǎng)拓展課外教學(xué)

課外教學(xué)是學(xué)校教學(xué)的第二課堂,可以有效拓展學(xué)生知識空間和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在一些實踐性較強的課程中,比如農(nóng)學(xué)、林學(xué)等相關(guān)課程,學(xué)生通過實地參觀學(xué)習(xí)可以獲得直觀的體驗與真實的感受。當(dāng)前農(nóng)業(yè)、林業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正逐漸密切結(jié)合,建立相應(yīng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基地。通過在學(xué)校開展基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實踐活動,讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)當(dāng)前的先進測量技術(shù)和傳感技術(shù),使得學(xué)生密切關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際應(yīng)用的發(fā)展動向。

五、在現(xiàn)代教學(xué)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要意義

1.有利于建立全面和主動的教學(xué)管理體系

當(dāng)前大學(xué)校園的學(xué)習(xí)環(huán)境相對比較寬松,學(xué)生時間較自由,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)教師和學(xué)生的無縫連接。教師可以使用RFID隨時了解學(xué)生的情況,學(xué)生也可以通過RFID隨時與教師建立聯(lián)系。同時,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效完善教學(xué)管理的組織、評價和考核系統(tǒng),從而建立全面的教學(xué)質(zhì)量保障和監(jiān)控體系。

2.有利于構(gòu)建智能的教學(xué)科研環(huán)境

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無所不在的特點和信息完整與可靠傳輸特性,可實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的真正交互。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為實驗教學(xué)提供了一個共享的、安全的、智能化的實驗教學(xué)環(huán)境。徹底改變現(xiàn)行多媒體教學(xué)單一化、實驗過程模擬化、實驗效果抽象化的弊病。

3.有利于創(chuàng)新教學(xué)模式的開展

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)模式更具開放性和創(chuàng)新性。當(dāng)前基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)模式是單向輸出,而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)模式具有互動交互性,更能吸引學(xué)生參與和激發(fā)學(xué)生深層思考。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將教學(xué)模式從多媒體技術(shù)支持拓展到全空間全方位的開放模式,有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

4.有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)

將物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方法、產(chǎn)品運用到教與學(xué)的過程及資源的設(shè)計、開發(fā)、利用、管理和評價中,改進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的模式,提高學(xué)生的創(chuàng)新精神及能力,讓未來學(xué)習(xí)充滿智慧,探討物聯(lián)網(wǎng)對創(chuàng)新教育模式的教學(xué)研究,擴充對新時期大學(xué)生創(chuàng)新模式教育的理論研究。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與創(chuàng)新教育模式研究互為促進,在思考物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對教學(xué)模式創(chuàng)新研究的探索過程中,也會為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供新的方向,拓展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,并最終會形成一支服務(wù)于創(chuàng)新人才體系的應(yīng)用體系,這同樣具有重要的理論意義。

六、結(jié)束語

本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和特征,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展為現(xiàn)代教育教學(xué)模式的創(chuàng)新提供了新的契機。本文主要研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在創(chuàng)新教育模式中的應(yīng)用,作為一項新技術(shù)應(yīng)用,設(shè)計了物聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)中的若干應(yīng)用模式,給出了物聯(lián)網(wǎng)與課程整合的想法。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)模式中的應(yīng)用具有重大的意義,有利于建立全面和主動的教學(xué)管理體系,有利于構(gòu)建智能的教研環(huán)境和有利于重構(gòu)創(chuàng)新、開放的教學(xué)模式。但是,物聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用研究才剛剛開始。隨著應(yīng)用的深入,物聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)新教育培養(yǎng)中的研究將會逐步深入。

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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)范文第3篇

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);教學(xué)模式;任務(wù)驅(qū)動

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)34-0250-02

隨著科技的不斷發(fā)展與進步,新的技術(shù)也不斷融合到教育領(lǐng)域中,先進的技術(shù)和豐富的資源為自主學(xué)習(xí)提供了保障。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境下的教學(xué)方法及模式在現(xiàn)今愈發(fā)顯得突出,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式則集建構(gòu)主義理論與現(xiàn)代教育技術(shù)于一體,能有效提高基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

一、物聯(lián)網(wǎng)及任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)概述

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)在歐美被稱為theInternetofThings(IOT),強調(diào)anythings connection。中國科學(xué)院姚建銓院士指出:凡是由傳感器、傳感技術(shù)及利用某種物體相互作用而感知物體的特征,按約定的協(xié)議,來實現(xiàn)任何時刻、任何地點、任何物體、任何人,實現(xiàn)所有人與人,物與物,人與物之間互聯(lián)、互通,進行信息交換和通訊,實現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),即可稱為物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特征表現(xiàn)在可靠與完整傳遞特征和海量與多視角處理特征和智能服務(wù)特征等方面。

2.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法,是在教學(xué)過程中以完成具體任務(wù)為線索,把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個任務(wù)中,并在完成任務(wù)的同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣,引導(dǎo)其在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、尋找解決問題的方法,任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在教學(xué)過程中,給予若干具體問題,借助他人(包括教師和學(xué)習(xí)同伴)的幫助,學(xué)習(xí)者進行自主探索和互動協(xié)作,最終達到既定教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)方法。它是以任務(wù)為主線、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體。

二、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的理論基礎(chǔ)

將先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)理念相結(jié)合,運用到科學(xué)教學(xué)活動中,也能夠?qū)f(xié)作和協(xié)同教學(xué)模式起到很好的支撐作用。

1.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。該理論認為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者與環(huán)境交互作用的過程中主動建構(gòu)內(nèi)部表征的過程,學(xué)習(xí)者在一定的環(huán)境下,借助其他輔助手段,利用學(xué)習(xí)資源,通過意義建構(gòu)獲得知識,所以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心,情景、協(xié)同、會話及意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)環(huán)境中的基本要素。其具體的指導(dǎo)意義表現(xiàn)在注重學(xué)生主體作用的發(fā)揮,在設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)中提供充分的學(xué)習(xí)資源,引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí),注重在實際情景中進行教學(xué),考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)背景,積極創(chuàng)建與現(xiàn)實環(huán)境有關(guān)的情景,提高學(xué)生解決實際問題的能力。同時要注重協(xié)作學(xué)習(xí),通過設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù),確定學(xué)習(xí)團隊,通過團隊合作加深對知識的全面理解。

2.學(xué)習(xí)動機理論。學(xué)習(xí)動機是學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動力,是激發(fā)和維持學(xué)習(xí)活動的心理狀態(tài)。學(xué)習(xí)動機通常有內(nèi)因和外因,就任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法而言內(nèi)因中的成就動機是其核心。成就動機是學(xué)生在完成任務(wù)中對自己感興趣和重要的部分去重點關(guān)注并努力達到完美的一種內(nèi)部推力,任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的的特點就是學(xué)習(xí)任務(wù)環(huán)環(huán)相扣,通過對各任務(wù)的完成體驗成功,由成功激發(fā)完成新的學(xué)習(xí)任務(wù)的動力。學(xué)習(xí)動機理論在驅(qū)動式教學(xué)環(huán)境下具體表現(xiàn)在讓學(xué)生獲得成功的體驗,使學(xué)生的求知欲、自信心、等心理品質(zhì)得到提高和發(fā)展,成功的體驗激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)動機。在實施中往往任務(wù)處于中等難度時,成就動機值最大。阿特金森認為,任務(wù)的選擇是判斷成就動機的核心,他提出任務(wù)處于中等難度水平時成就動機值最大。所以在學(xué)習(xí)動機理論中任務(wù)設(shè)計的方法和內(nèi)容的難易程度是其主要的方面。

3.最近發(fā)展區(qū)理論。維果斯基認為學(xué)習(xí)者的發(fā)展有兩種水平,一是現(xiàn)有發(fā)展水平,二是在外界的幫助和指導(dǎo)下可達到的解決問題的水平。二者之間的差距就為最近發(fā)展區(qū)。根據(jù)該理論在教學(xué)任務(wù)設(shè)計中從學(xué)生現(xiàn)有實際知識水平出發(fā)。既可以完成基礎(chǔ)知識的教學(xué)任務(wù)又可以實施定量的探究式學(xué)習(xí),任務(wù)合理適中,極具挑戰(zhàn)又符合實際,使認知結(jié)構(gòu)發(fā)展到較高水平。

4.發(fā)展性教育評價觀。發(fā)展性教育評價觀認為教學(xué)評價是與教學(xué)過程同樣重要的部分,評價主要著重于了解學(xué)習(xí)者身體、學(xué)習(xí)、情感及價值觀等諸多狀況,主要體現(xiàn)在既尊重個體、淡化比較,又注重激勵和幫助促進學(xué)生的全面發(fā)展,這種評價始終貫穿于教育與教學(xué)全過程,通過合理的評價激勵和促進學(xué)習(xí)者的發(fā)展,是學(xué)習(xí)的動力和源泉。

5.情景認知理論。它認為所有知識都和語言一樣是活動、背景和文化的一部分,是對世界的索引,來源于真實的活動和情景,是將個人認知依托于更大的物質(zhì)和社會情景背景中,強調(diào)真實行為發(fā)生的社會網(wǎng)絡(luò)和活動系統(tǒng),認為情景是學(xué)習(xí)和認知的基礎(chǔ),是實踐教學(xué)和感知教育的必要條件。

三、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)理念

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的學(xué)習(xí)模式的基本要素有主體(學(xué)生),客體(學(xué)習(xí)資源),群體(學(xué)習(xí)共同體——教師、其他學(xué)生),基礎(chǔ)平臺(網(wǎng)絡(luò)環(huán)境),其教學(xué)理念主要有:

1.教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的雙主教學(xué)理念。在教學(xué)過程中學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師是學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和合作者。要重視學(xué)生學(xué)習(xí)的過程與方法,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出的情感與態(tài)度。任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)活動是以任務(wù)為引導(dǎo)以任務(wù)的完成過程貫穿始終。學(xué)生在接受并解決問題前,需要教師呈現(xiàn)任務(wù)的要求,對解決問題的難點給予指導(dǎo)性提示,這就充分體現(xiàn)出了教師的主導(dǎo)的理念,而任務(wù)驅(qū)動教學(xué)最終是要把學(xué)習(xí)的主動性歸于學(xué)生,使其產(chǎn)生責(zé)任感和壓力,教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)計師生、生生雙向互動環(huán)節(jié),實現(xiàn)信息共享和和反饋,也使教師能及時掌握教學(xué)活動作出教學(xué)調(diào)整。

2.以人為本教學(xué)理念。它體現(xiàn)出人是教育的基礎(chǔ)和中心,是教育的出發(fā)點和根本,其理念的核心就是素質(zhì)教育,因此以人為本的教育理念,要求在教育教學(xué)過程中,做到理解人、尊重人、發(fā)展人和提高人,充分發(fā)揮人的主體作用

3.以解決問題、表達情感完成任務(wù)為主的多維、互動式教學(xué)理念。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)可把以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念,轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、表達情感、完成任務(wù)為主的多維、互動式的教學(xué)理念。

四、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下驅(qū)動式教學(xué)模式結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想,教師通過分析學(xué)生、學(xué)習(xí)資源,制定任務(wù),利用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論創(chuàng)設(shè)情景,監(jiān)控整個任務(wù)完成的過程,實時地給予指導(dǎo)和幫助。同時通過測試及時反饋任務(wù)完成情況的信息,在與師生、生生之間交流經(jīng)驗的過程中,達到自主、探究式學(xué)習(xí)和最終主動意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)目的。AECT04定義中指出教育技術(shù)的目標(biāo)是“促進學(xué)習(xí)”,也可以具體分析為是對學(xué)習(xí)環(huán)境的營造與設(shè)計,對學(xué)習(xí)資源的組織和對學(xué)習(xí)工具的提供。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,將實際學(xué)習(xí)生活導(dǎo)入研究性課堂成為可能,在建構(gòu)研究性學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)揮巨大的作用,勢必在教育理念、模式和方法上產(chǎn)生變革,把教育推向新的臺階。

參考文獻:

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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)范文第4篇

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);軟件中控;數(shù)據(jù)采集;遠程維護;移動管理

中圖分類號:G434 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1673-8454(2012)11-0046-04

一、引言

21世紀,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,掀起了教育信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的。學(xué)校的多媒體教學(xué)課室逐漸普及,教師應(yīng)用教育技術(shù)手段進行教學(xué)的行為從個別轉(zhuǎn)為普遍,可以說今天每個老師每一節(jié)課都離不開信息化和多媒體。但是,隨著學(xué)校的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的大量配置,如何超前發(fā)現(xiàn)故障,進行快速處理,保障系統(tǒng)正常運作,確保正常教學(xué)開展,成為學(xué)校信息化教學(xué)管理部門嚴重困惑的問題。

二、多媒體教學(xué)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在問題

從事教育信息化教學(xué)保障的技術(shù)工程師和管理部門都知道,目前在學(xué)校里使用的多媒體設(shè)備種類多,標(biāo)準各自為政,中控互換性能差,除了計算機設(shè)備外,多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)廠家大多數(shù)規(guī)模小,工廠的生命周期短,可持續(xù)性發(fā)展能力弱。所有這些給當(dāng)前學(xué)校多媒體教學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)、應(yīng)用以及維護帶來許多問題。主要表現(xiàn)在:

(1)多媒體教學(xué)系統(tǒng)的中控設(shè)備類型多,標(biāo)準與通信協(xié)議各自獨立,相互不能替代,不能互聯(lián)互通,系統(tǒng)的維護及升級必須依托原生產(chǎn)廠商。

(2)產(chǎn)品廠家規(guī)模小,競爭激烈,為了保證利潤,各廠家不斷壓縮原材料成本,造成產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性差。

(3)多媒體教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品涉及的技術(shù)種類多,但是學(xué)校維護人員技術(shù)覆蓋面窄,且人員不足。同時,由于這些管理部門都是教輔單位,難以穩(wěn)定高層次、高技術(shù)人才,造成維護服務(wù)困難。

(4)信息化管理程度低。雖然,很多學(xué)校采購的系統(tǒng)都兼有信息化的管理系統(tǒng),但是,由于多媒體教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的歷史原因,大多數(shù)生產(chǎn)廠家目前主要的投入都是放在硬件上,有些供應(yīng)商的產(chǎn)品還不是自己開發(fā)的,而是OEM產(chǎn)品。因此,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理性能不強,雖然有些廠商所開發(fā)的產(chǎn)品支持網(wǎng)絡(luò)接入,但是在整體上軟件開發(fā)能力較弱,開發(fā)的管理平臺跨平臺、跨網(wǎng)段功能較弱,結(jié)構(gòu)不合理,與學(xué)校其他教學(xué)系統(tǒng)互通、融入功能差。

(5)學(xué)校注重系統(tǒng)的建設(shè),系統(tǒng)維護經(jīng)費投入少。

針對上述諸多問題,一些有一定能力的廠商試圖開發(fā)所謂智能化的系統(tǒng),完善多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理功能。但是,往往還是依照傳統(tǒng)思維進行開發(fā),沒有從根本和發(fā)展性方面進行思考,即設(shè)備生產(chǎn)沒有從國標(biāo)化、設(shè)備的互換性、管理信息化和可視化、維護服務(wù)的遠程化等方面進行思考;沒有注重軟件管理平臺的研發(fā)和投入,沒能注重應(yīng)用的個性化和多用性。

圍繞這些問題,本文提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理,用軟件技術(shù)構(gòu)建中央控制器的理念,設(shè)計和構(gòu)建硬件系統(tǒng),形成個性化操作界面,實現(xiàn)操作、控制、維護可視化、透明化和遠程化。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計思想

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識別、管理和控制。[2]

從定義可以得出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最大特點是:①所聯(lián)的物可視化、透明化。對于用戶來說,通過各種傳感器和采集器件,可以一覽無遺地看到設(shè)備的功能、性能、參數(shù)以及輸入輸出結(jié)果,非常方便應(yīng)用和管理;②物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要支撐條件是應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準和智能化管理平臺以及專業(yè)知識資源庫。

根據(jù)上述特點,本設(shè)計以中國教育技術(shù)協(xié)會制定的《多媒體教學(xué)環(huán)境工程建設(shè)規(guī)范》[1]為指導(dǎo)準則,統(tǒng)一多媒體教學(xué)設(shè)備互換技術(shù)標(biāo)準;在硬件設(shè)計上將所有多媒體系統(tǒng)所需設(shè)備內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議硬軟件模塊和設(shè)備自檢、數(shù)據(jù)采集和信號檢測模塊;在應(yīng)用平臺上,開發(fā)出透明化、可視化的管理系統(tǒng),實現(xiàn)物聯(lián)的遠程管理、跨網(wǎng)段管理;所有的控制操作在統(tǒng)一標(biāo)準條件下,開發(fā)軟件平臺實現(xiàn)對多媒體設(shè)備聯(lián)動控制的集成、控制與操作。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計

1.系統(tǒng)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)由兩大部分組成:硬件部分和軟件部分。大家都知道,目前的應(yīng)用系統(tǒng)大多數(shù)是以單片機技術(shù)為核心的硬件系統(tǒng)。然而,僅僅由硬件組成的系統(tǒng)只能是一個裸系統(tǒng)或是其功能得不到最大化、最優(yōu)化應(yīng)用的系統(tǒng)。因此,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳感與采集技術(shù)、自動控制技術(shù)以及智能技術(shù)的集成。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.硬件系統(tǒng)構(gòu)成

(1)系統(tǒng)管理中心

主要硬件有計算機、顯示設(shè)備和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

(2)支撐系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò):由原有教學(xué)課室網(wǎng)絡(luò)完成,組建無線(WIFI)網(wǎng)絡(luò)。

(3)課室物聯(lián)網(wǎng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)

1)多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備

課室多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備由計算機、有線及無線拾音設(shè)備、音頻擴音設(shè)備、視音頻信號切換設(shè)備、顯示設(shè)備、信號源播放設(shè)備等構(gòu)成。

各媒體設(shè)備內(nèi)嵌TCP/IP通信接口與協(xié)議和設(shè)備功能數(shù)據(jù)檢測與采集模塊。如圖3所示。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);實訓(xùn)教學(xué);職業(yè)能力;專業(yè)建設(shè)

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)自從2011年開始在全國迅速展開,經(jīng)過近幾年的快速建設(shè)初步形成了一定的規(guī)模,積累了一定的經(jīng)驗,但是由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性技術(shù),涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術(shù)之大成,要真正建設(shè)好高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還有較大差距,特別是高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)建設(shè)還有待進一步加強研究與深化。

高職教育是培養(yǎng)面向社會各行各業(yè)生產(chǎn)第一線的高素質(zhì)技術(shù)技能型專業(yè)人才的高等職業(yè)教育,它的根本任務(wù)是培育學(xué)生良好的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力。職業(yè)化能力的培育是高職學(xué)生的重中之重,也是區(qū)別于應(yīng)用型、研究型人才的顯著標(biāo)志,職業(yè)能力的培養(yǎng)要靠高職院校實訓(xùn)教學(xué)來保障和實現(xiàn),只有建設(shè)規(guī)劃好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)體系才能完成高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力的修成。隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”等理念的提出與深化,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,如智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根據(jù)國家“十二五”戰(zhàn)略規(guī)劃結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展特點,以智慧農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測作為高職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)切入點,基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué),培養(yǎng)主要面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的具有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝調(diào)試、工程規(guī)劃與實施、系統(tǒng)服務(wù)與技術(shù)支持為主的高素質(zhì)技術(shù)技能型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才。

1專業(yè)課程與實訓(xùn)教學(xué)

1.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

高職院校是為國家培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的高等學(xué)校。其培養(yǎng)的人才除了要有一定的理論基礎(chǔ)知識,重點是要培養(yǎng)學(xué)生具有較強的專業(yè)實踐操作能力和崗位就業(yè)適應(yīng)能力,這就要求高職院校通過工學(xué)結(jié)合辦學(xué)模式,強化以職業(yè)能力為目標(biāo)的實訓(xùn)教學(xué),最終實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是為培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展,面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),服務(wù)區(qū)域與地方經(jīng)濟發(fā)展,具有較好的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強的實踐能力、良好的團隊協(xié)作能力,可持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新能力,掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù),從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目的規(guī)劃與施工管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)維護與管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備營銷與技術(shù)支持,成為具備良好文化素養(yǎng)、職業(yè)道德和綜合職業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

1.2專業(yè)課程體系

從職業(yè)崗位能力需要出發(fā)來分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構(gòu)建課程體系和課程內(nèi)容,在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓(xùn)課程內(nèi)容建設(shè),努力做到“教學(xué)做一體化”教學(xué)過程中理論與實踐的相互促進和融合,最終使實踐教學(xué)來內(nèi)化學(xué)生的理論知識,為拓寬高職學(xué)生的成長空間打下基礎(chǔ)。為此,設(shè)置了一定數(shù)量的通識教學(xué)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程,如高等數(shù)學(xué)、英語、高級語言程序設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論等。專業(yè)課程的設(shè)置更加體現(xiàn)職業(yè)崗位的特點要求,以智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測為系統(tǒng)實訓(xùn)平臺出發(fā),圍繞這兩大領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用展開,開設(shè)了一些有特色的專業(yè)課與實訓(xùn)課。如RFID技術(shù)與應(yīng)用、無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)、農(nóng)業(yè)食品溯源應(yīng)用系統(tǒng)實訓(xùn)、城市環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)實訓(xùn)等課程。課程設(shè)置如下表所示。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程表

公共素養(yǎng)課程

思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)、大學(xué)英語、大學(xué)語文、高等數(shù)學(xué)(理)、大學(xué)生心理健康教育、體育

專業(yè)支撐課程

計算機組裝與系統(tǒng)維護、計算機技術(shù)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置技術(shù)

專業(yè)核心課程

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施

專業(yè)拓展課程

綜合布線技術(shù)、移動應(yīng)用開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用

1.3實訓(xùn)教學(xué)體系

高職教學(xué)的根本就是培養(yǎng)學(xué)生具備良好的職業(yè)崗位就業(yè)能力,它的特點是突出職業(yè)能力所要求的實訓(xùn)實踐教學(xué),完備的實訓(xùn)教學(xué)體系主要由三部分組成,包括專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)、校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)、校外實訓(xùn)基地建設(shè)。在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)時,以知識與技能漸進式提高出發(fā),按照“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑展開,“認知”主要是強調(diào)基礎(chǔ)性和啟蒙性實訓(xùn),“技術(shù)技能”主要側(cè)重專業(yè)核心課程的配套實訓(xùn),“系統(tǒng)體驗”主要是對前面實訓(xùn)成果的系統(tǒng)綜合和應(yīng)用,更加貼近物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)可以分為三個主要階段:技術(shù)基礎(chǔ)與專業(yè)認知實訓(xùn)、專業(yè)技能實訓(xùn)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)。校內(nèi)校外實訓(xùn)的有效結(jié)合來強化物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的技術(shù)技能和崗位適應(yīng)能力。校外實訓(xùn)基地主要解決學(xué)生的崗位適用能力,校內(nèi)實訓(xùn)室主要完成學(xué)生的專業(yè)技能的實操和理論知識的內(nèi)化。

2基礎(chǔ)性實訓(xùn)

俗話說得好,基礎(chǔ)不牢地動山搖。這說明基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握是何等的重要。高職實訓(xùn)也是同一個道理,也要從基礎(chǔ)性實訓(xùn)抓起。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)性實訓(xùn)可以分成兩個層面:專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)和專業(yè)認知實訓(xùn)。

2.1專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)

專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)一般是指電子信息大類學(xué)生應(yīng)具備的一些面向職業(yè)崗位的通用型技能實訓(xùn)。如計算機基礎(chǔ)應(yīng)用、高級語言程序設(shè)計、計算機組裝與維護等實訓(xùn),采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式下,通過這幾門課的實訓(xùn)讓學(xué)生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握,為后面的進一步學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。計算機基礎(chǔ)應(yīng)用和計算機組裝與維護這兩項實訓(xùn)主要讓學(xué)生了解和認識計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理,熟悉應(yīng)用辦公軟件如Office,掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修,訓(xùn)練高職學(xué)生使用計算機的基本技能。高級語言程序設(shè)計主要讓學(xué)生對計算機編程語言有一個基礎(chǔ)性的學(xué)習(xí)掌握,為下一步技術(shù)技能的實訓(xùn)打下基礎(chǔ),如C語言學(xué)習(xí)。

2.2專業(yè)認知實訓(xùn)

專業(yè)認知實訓(xùn)是開啟對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用大門的起初環(huán)節(jié),目的是讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識、相關(guān)設(shè)備、相關(guān)領(lǐng)域和相關(guān)應(yīng)用有一個認識,拓寬學(xué)生的眼界,增強學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣,為專業(yè)技能實訓(xùn)起到承上啟下的作用。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及學(xué)科門類較多,職業(yè)面向行業(yè)應(yīng)用面廣,因此不可能面面俱到,只能依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)定位來開設(shè)認知實訓(xùn)。針對面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用的特點,專業(yè)認知實訓(xùn)突出了電子技術(shù)基礎(chǔ)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí),通過系統(tǒng)仿真和實際電路的調(diào)試,讓學(xué)生對基本的模擬、數(shù)字電路、計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有個較好認知;通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程相關(guān)的實訓(xùn)讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)涉及的多類技術(shù)要素,了解物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)的感知、傳輸和信息處理與控制技術(shù),在認知實訓(xùn)中強調(diào)以感觀了解為重點,知識普及為重心,宜采用多種教學(xué)形式開展,如網(wǎng)上查閱、實地參觀、現(xiàn)場交流與訪談等。

3職業(yè)技能實訓(xùn)

職業(yè)技能是高職學(xué)生面向社會就業(yè)之根本,也是體現(xiàn)現(xiàn)代高職教育之重心所在。高職教育的質(zhì)量與特色大多體現(xiàn)在學(xué)生技能素質(zhì)的培養(yǎng)上。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面來分析,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用主要包括三個層面:感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和信息智能處理與控制技術(shù),因此,我們結(jié)合面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用從三層結(jié)構(gòu)來組織物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能實訓(xùn)。

3.1感知技能實訓(xùn)

感知技術(shù)主要是解決信息的獲取,為最終的行業(yè)應(yīng)用提供信息與數(shù)據(jù)。它包括多方面的信息獲取技術(shù),如各型傳感器、RFID系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、條碼等十分廣泛。以農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的應(yīng)用為例,主要采用的也是前面所說的四大類設(shè)備,為此要建立感知技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)室,結(jié)合專業(yè)核心課程進行傳感器、RFID等方面應(yīng)用技能實訓(xùn),讓學(xué)生了解各類型傳感器和RFID系統(tǒng)應(yīng)用技能。傳感器方面:如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用,通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設(shè)備方面:如各型電子標(biāo)簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓(xùn)臺,讓學(xué)生掌握各型電子標(biāo)簽的使用情況和基本工作原理,理解各頻段RFID系統(tǒng)的適用范圍,以電子標(biāo)簽信息識別讀寫實訓(xùn)讓學(xué)生對各類技術(shù)標(biāo)準有一提高認識與消化。另外,也要適當(dāng)增加控制方面的實訓(xùn),如智能農(nóng)業(yè)方面的調(diào)節(jié)光照和控制水源和通風(fēng)等。

3.2信息傳輸技能實訓(xùn)

網(wǎng)絡(luò)傳輸是信息高速公路,負責(zé)把由前端感知設(shè)備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面:一是近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸,二是遠程高速網(wǎng)絡(luò)傳輸。近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術(shù),主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉(zhuǎn)發(fā)上傳到遠程網(wǎng)絡(luò)上。重點是實訓(xùn)無線傳感網(wǎng)(Zigbee網(wǎng)絡(luò))的組網(wǎng)與使用,讓學(xué)生了解與掌握無線傳感網(wǎng)的基本組成、相關(guān)設(shè)備與工作原理,通過如節(jié)點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網(wǎng)的使用。另外,結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實訓(xùn)來強化學(xué)生對局域網(wǎng)、寬帶廣域網(wǎng)的應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理。

3.3信息處理技能實訓(xùn)

在物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)中,最后一層是信息管理與應(yīng)用(簡稱應(yīng)用層)。應(yīng)用層主要是完成經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層上傳到云端數(shù)據(jù)的接收、過濾與存儲,然后結(jié)合行業(yè)應(yīng)用進行控制與管理。主要涉及專業(yè)課程有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、移動應(yīng)用開發(fā)等一些相關(guān)軟件應(yīng)用方面?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)離不開數(shù)據(jù)庫管理和前后臺應(yīng)用軟件的開發(fā),針對高職學(xué)生的特點,適當(dāng)強化數(shù)據(jù)庫(如MSSQL)應(yīng)用知識的掌握和實際應(yīng)用,對數(shù)據(jù)庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展,移動終端在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用中已十分普及,目前移動開發(fā)平臺主要基于IOS和Android兩大系統(tǒng),基于Android移動應(yīng)用開發(fā)已占據(jù)主流,為此結(jié)合移動應(yīng)用開發(fā)課程建設(shè)移動應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)室,在學(xué)習(xí)了Java語言后,通過“教學(xué)做”來培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)小型App的能力。

4系統(tǒng)性實訓(xùn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的顯著特點是集多專業(yè)之大成,涉及專業(yè)知識面廣,容易給學(xué)生產(chǎn)生知識混雜和難學(xué)的印象,那么如何補救這一情況是專業(yè)教學(xué)研究的一大課題,為此,基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑的理念,特別強化與設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)。

4.1智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用實訓(xùn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用如火如荼,“民以食為天,食以安為先”,食品安全至關(guān)重要,農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量管理特別是食品溯源系統(tǒng)已日益成熟。將農(nóng)產(chǎn)品種(養(yǎng))植、運輸、加工和流通的信息相關(guān)聯(lián),形成完整的信息追溯鏈來確保農(nóng)產(chǎn)品的安全性。整個系統(tǒng)涉及溯源標(biāo)識技術(shù)、監(jiān)裝技術(shù)、物流監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)采集與查詢技術(shù)。溯源系統(tǒng)以RFID、條碼技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ),是一典型的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)。這一實訓(xùn)系統(tǒng)基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)所學(xué)的大部分專業(yè)知識,通過溯源系統(tǒng)的實訓(xùn)體驗把原本分散的技術(shù)串聯(lián)起來,強化了學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的理解和興趣,特別是強化了學(xué)生對RFID技術(shù)應(yīng)用的認識。實訓(xùn)的主要內(nèi)容有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建、服務(wù)器安裝與調(diào)試、電子標(biāo)簽制作與識讀、數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用、PDA安裝與調(diào)試和APP應(yīng)用開發(fā)等。

4.2環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)

基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)是以傳感器與無線傳感網(wǎng)組建與應(yīng)用開發(fā)為重點的專業(yè)實訓(xùn),通過此實訓(xùn)讓學(xué)生達到對無線傳感網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)備選型,傳感網(wǎng)組網(wǎng)及Zigbee協(xié)議的應(yīng)用開發(fā)有一定程度深化,實訓(xùn)重點要讓學(xué)生樹立起系統(tǒng)性的理念。下圖是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)室功能總體框圖。

環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)系統(tǒng)

實訓(xùn)系統(tǒng)包含三種數(shù)傳模式(WiFi、Zigbee、有線)環(huán)境監(jiān)測傳感器,形成一套覆蓋三個層次的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺。同時,其他內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分;師生教學(xué)、科研實踐開發(fā)的其他感知模塊,通過與標(biāo)準的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。這些設(shè)備的靈活配置為學(xué)生提供了從數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚磔^完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用模型。包含的實訓(xùn):網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)與無線信號測試、Zigbee協(xié)議棧應(yīng)用、Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲、開發(fā)環(huán)境的搭建;IEEE 802.11協(xié)議介紹、接口程序代碼開發(fā)、串口WiFi設(shè)備服務(wù)器設(shè)計、傳感器數(shù)據(jù)采集與查詢顯示等,重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯(lián)動起來,讓學(xué)生充分體會到一個真實的無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的體驗,更加貼近了以后的工作崗位,增強學(xué)生就業(yè)信心。

5結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)高職學(xué)生技術(shù)技能型人才的核心所在。實訓(xùn)教學(xué)必須以良好理念為先導(dǎo),緊密結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建起符合學(xué)生就業(yè)崗位需要的實訓(xùn)教學(xué)體系。本文以農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用為背景,從分析人才培養(yǎng)目出發(fā),基于“認知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué),以知識與技能漸進式提高構(gòu)建實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境,通過近兩年的探索與實踐,取得了較好的效果。

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