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摘要：随着人工智能高科技的发展，物联网作为数据处理平台和改善应用开发技术受到了瞩目。基于此情况，在教学中针对本科物联网工程专业自身的特点和课程要求，对实际教学进行相应的改革，对物联网技术进行教学分析，从实践出发提出相对应的措施。
关键词：物联网工程；教学改革；实践研究
本文引用格式：鞠铭烨.物联网课程体系教学改革[J].教育现代化,2020,7(35):106-108.
Teaching Reform of Internet of Things Curriculum System
JU Ming-ye
(Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing Jiangsu)
Abstract:With the development of high-tech artificial intelligence,the Internet of Things has attracted attention as a data processing platform and improved application development technology.Based on this situation,according to the characteristics and course requirements of the undergraduate Internet of Things engineering major in teaching,the actual teaching is reformed accordingly,the Internet of Things technology is analyzed,and the corresponding measures are put forward from practice.
Key words:Internet of things engineering;Teaching reform;Practical study
一 引言
物联网在智能系统和信息化处理中广泛应用，是科学技术的革命。在万物互联的时代，物联网将特定空间环境中的所有物体连接起来，与通信系统、互联网和电信网相辅相成，实现物与物、物与人的智能连接[1]。随着物联网的普及，以云计算和大数据为代表的信息产业崛起，同时许多新的技术也接踵而至。因此，高校为了适应社会的需求，开办物联网工程专业来培养高科技人才，为物联网产业注入不竭动力。要求学生能够具备自我学习、处理、决策、控制的行为能力，实现把知识的信息化转为智能化。科技与产业的互动是物联网的核心宗旨，为了帮助学生理解物联网理论，通过了解物联网中的技术对网络化社会有充分的认识，并通过相关的实践活动，能够加强基础技能来提升自己的实力，对培养专业型人才具有很大的帮助。通过对物联网的教学理念和实践技术上对学生的要求，来剖析构建系统化的物联网教学课程体系。
二 物联网课程的特点
物联网课程以传感器为基础进行展开，结合硬软件对无线传感器进行设计，通过FPJA和嵌入式系统对模块进行处理。通过网络技术射频识别，图像处理，以及红外感应器来对信息进行智能识别，另外结合网络架构，了解TCP/IP网络和协议，进行端到端处理，在网络技术上对安全进行分析[2]。融合通信技术、硬软件技术、自动控制等专业的总体，知识覆盖面广泛。信息网络对信息进行传输，分析处理并自动决策分析归纳，对物联网的构建、物联网管理和物联网应用开发方面上进行授课，以传授课程为主，自主学习为辅并通过实践让学生对知识从抽象到具体的改变。
物联网注重跟上时代步伐的创新能力和动手操作能力。随着物联网应用的普及，智能车联网、智能机器人和智能电器等，实例化充斥着社会角落，这种形势促进了5G、云计算、大数据、区块链和人工智能方面有着快速发展。因此在对学生的培养上会注重实操能力，在课程设计上对学生实现动手实践和合作能力的培养，实现教学中对物联网应用开发的实例化[3]。例如对Zigbee技术的应用来实现对协议栈和传感器的理解，人工智能与神经网络深度学习密切相关，在程序设计的基础上，使对象程序设计、Android程序设计、Python、HTML5等语言应用技术与就业相接轨，在增强能力的基础上同时也保证学生的就业率。
三 物联网课程教学现状
（一）传授知识单调
物联网对技术方面的要求比较高，要与社会产业相结合实现智能控制。在课堂上，教师对学生传授知识大多数是通过PPT进行讲解，照本宣科。虽然利用多媒体工具能够很好地对知识点进行罗列，帮助学生加快理解涵义，但是基本概念枯燥无味，单单从书本上讲解，会让学生随着时间延长产生抵触心理。在课后学习过程中，学生大多数不会养成自主学习的习惯，这就需要老师充分利用课程时间，完成高质量的教学任务。
（二）师资力量薄弱
由于对物联网精通的人员不多，加上随着时代的进步，会有许多新的技术出现。学校对老师的培训安排比较少，教师没有深厚的基础扎实，无法应对新型技术的冲击，不能及时对学生进行高质量的培育。这就要求教师知识面广且实践经验丰富，对物联网工程有一个全面的系统框架。对教师进行培训或与校外交流等方面比较少，没有能够进行多方位学习，不能充分借鉴教学经验。这就导致了在进行实验教学方面，师资力量薄弱，削弱了开展实验教学的成效。
（三）实验设备的不完善
通过实验来达到对学生的培养，实验考核是一种肯定性的评价。开展物联网实验，是对知识点从理解运用到实际中的实例化[4]。基于课程的要求，要求软硬件相结合，利用传感器来实现微型智能化系统。在硬件上需要FPGA、ARM开发板等设备，硬件由于各节点会出现故障，软件是要对硬件的模块进行代码操作，需要安装程序等，然而实验室由于硬件数目不充足、服务器处理速度不行、电脑容量不够和系统不支持等原因，会造成实验无法开展。这就需要完善实验设备，加强对实验室的管理，确保服务器和硬件设备功能完好。
（四）没有深入实践
在对学生进行教学过程中，只通过讲授知识和开展实验不足以让学生深刻理解，应该与校外合作企业进行联系，让学生们通过简单的实例项目来了解物联网技术。学生对上课和实验的概念只有完成课程任务，没有理解物联网与其实际的联系。大多数学生只是明白浅显的理论，对知识内涵没有过多的专研。对生活中的智能化现象和实事热点问题没有过多的关注，无法把所学的知识概念融入实例中。在教学课程中大多数实验课题并未与实际密切联系，都是在以前的课题基础上变更，多样性和创新性不够，难以让学生在学术上进行研究，导致学生认为课程很难、枯燥，失去兴趣。
通过对课程内容不足的分析，为了更好地培养新型人才，从教学内容和方式进行教学改革，在教学探索中进行摸索，寻找出符合现代学生培养的教学方式，来达到高质量的教学。
四 物联网课程教改措施
（一）教学形式多样化
教师不仅从方式上还要从内容上进行多样化变革，以多媒体和黑板协同教学，在对PPT的讲解基础上，利用黑板来对主要的知识点进行简要概括，能让学生长时间集中于内容的讲解，教师运用黑板对知识罗列和对题型进行详细解释，与学生进行互动交流。教师提出问题让学生上台进行问题的解答，学生在板书过程中能发现其不懂和易出错的地方，然后进行针对性地讲解。在内容上以知识为主要，运用视频生动形象的展示让学生理解抽象概念，然后运用图像展现的形式让学生明白系统是如何运行的，对知识框架有深入的理解。内容可以向外展开，不局限于课本上的内容，通过讲解有关物联网的趣味故事，活跃课堂氛围来提高学生的积极性。在实验教学中，利用实践来升华概念，实验应具有综合性强的特征，能让学生对各个知识点融会贯通，达到举一反三的效果。另外，鼓励优学生展示自己的成果或者学习体会，引起学生的关注从而激发学生的兴趣。
（二）加强师资队伍建设
教师是教学核心人物，物联网涉及的技术新颖，需要教师不断学习充实。这就需要进行课外培训和校外交流访谈，来进行学问的提高和学术上的探讨[5,6]。可以定期组织教师和学生进行培训，来对知识点进行补充，以教师带动学生，相互提高。校外交流能够让教师对问题进行探讨，学习其他高校的教学方式，借鉴其他人的经验，来完善教师自身的教学素养，通过教师自身水平的提高，对前沿热点有着充分的认识，可以带动学生与时俱进，关注热点问题，诱导学生发现问题、质疑问题、探讨问题。还可以通过聘请学术上的杰出人物进行学术讲座及实验培训，来带动教师和学生的积极性，通过有针对性的教学能够提高教学质量。通过采取“走出去，引进来”的方案，培养素质精良高水平的师资队伍。
（三）改善实验资源
加强网络实践平台教学，教师可以在对实验的讲解上，以网络的形式线上建设教学平台，可以发一些典型的例子，以实验例子为导向，向学生更好更快地传递知识点[7]。鼓励学生通过提问来掌握专业本领，丰富学生的视野。随着机器学习以及图像数据的热门发展，要想让学生了解，除了用理论加以教学，实践上也要求实验设备达到开展研究的要求。在实践教学课程中，对实验设备要完善保管，在实验设备上贴上标签，各种器件统一整齐摆放，按时检查和清点。对那些容易受损且较昂贵的设备，要指导学生正确操作。另外，合理采购与课程相关的硬件资源，来进行对知识点的补充，为学生创造良好的教学环境。在软硬件设施齐全的条件下，多办一些与实际相关联的实验内容，难易程度适中，让学生在实验中感受到物联网与生活息息相关。在对实验室的时间上可以安排自主学习时间，不只在课程设计或教学时才能利用，平时中也可以在实验室中进行学习和实践操作，可以增强学生的积极性。
（四）多元化教学
推进物联网应用和发展，促进教学成果往生产活动和社会管理方式智能化、网络化转变[8]。教师要注重对基本基础概念的延伸和实践的操作讲解，以身作则践行“实践是检验真理的唯一标准”的真理，让学生能够以专业化面向社会。物联网工程与其他高新技术的融合发展是不可避免的，面对物联网逛覆盖、低时延的场景，这就需要学生了解通信相关的知识，要求教师进行多元化学科交叉传授。以太网通信在物联网信息处理和信息感知方面如何实现安全保障，这是要让学生明白的地方。另外学生可以不局限于校园的教学，通过校外的教学活动让学生得到锻炼，提升操作能力。达到知识的充分理解，学生会自主寻找问题从而养成发现问题和解决问题的好习惯。通过与校外合作项目实践经验的积累，能让学生从中发现物联网的趣味性，充分发挥学生的主观能动性，也对学生的积极性有所提高。通过实践上多元化的教学，让学生不局限于校内资源教学，校外的实践教学能更发挥学生的自主创新能力[9]。
为了更好地锻炼学生的能力，组织师生参加技能竞赛。以团队形式去参加全国大学生物联网设计竞赛（华为杯）或高校友谊交流竞赛，以物联网应用为平台，培养学生的创新能力、协作能力、实践能力。在对社会前沿性的方向进行探索，利用云计算、大数据和深度学习等技术，将物联网很好地运用到社会实践中。能够更好地带动学生兴趣和积极性，加强培养学生的实践能力，使得学生在对创新能力和实践操作上有很大的提高，为学生以后就业提供了很大的优势。
（五）改良考核模式
考核成绩不应该以笔试的成绩为决定因素，与平时的作业和实践表现也有密切关系，应结合学生综合表现进行测评[10]。应以考核基础内容为主，形式上加入实践设计部分，达到知识面全方位覆盖。在课程实践教学中，组织小组为单位进行教学，让小组共同完成一个实验或项目，让学生们互相交流学习，从中发现自身的缺点和发挥自己的优点。如果以单个学生进行教学的话，往往因为知识方面或实践方面薄弱而难以进行。小组成员中会进行相互补充，达到学有所用，同时也增强学生的合作交流能力。实验与项目实践考核通过评价学生的操作能力来进行评估，开展设计时鼓励学生创新。
五 教改总结
物联网是新一代信息技术的高度集成，对带动相关学科发展和推动产业结构调整具有重要意义。相关高校和科研院所应多加强学科交叉整合，培养物联网高层次人才。物联网课程教学中，针对新时代的特色，以人工智能为例实现互相推动。随着5G技术为代表的新一代通信技术发展日新月异，以人工智能、云计算、物联网、区块链等代表的数学技术成为热门领域。在教学中，多向学生灌输其运用的理论以及与实际应用场景相结合的现实意义。力求培养学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力。在与理论相结合下，多向生活实例项目着手传教，使学生能够把知识应用于生活。另外，教师要带动学生进行课后总结和反思，对教学过程中遇到的难题进行及时反馈，避免“明日复明日”的问题积累，及时解决问题。
参考文献
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[9]徐小龙,鲁蔚锋,杨庚.物联网专业人才培养策略研究[J].南京邮电大学学报(社会科学版),2012,14(01):119-124.
[10]项慧慧,邵星,孟海涛,等.基于物联网应用驱动的《物联网通信技术》课程教学改革研究与探索[J].科技与创新,2017(11):145-147.
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