物聯網專業網絡課程實驗教學研究與實踐

蘇永綠

摘要：隨著科技的發展與時代的進步，物聯網與我們的工作生活息息相關。物聯網是一種通過各種的傳感設備，把物品與互聯網完美的結合在一起，進行通信或信息的交流，從而實現智能定位、識別及跟蹤網絡。它掀起了互聯網信息的第三次浪潮，現在已被我國列為戰略性的新興產業。我國很多高校開始采用物聯網進行教學的理念，此種技術不僅是站在時尚的最前沿，更是以學生為中心，以學生興趣為出發點，通過多重教學的方式完成教學。除此之外，物聯網專業網絡課程能夠通過交叉學科實驗，提高學科教師合作的模式。

關鍵詞：物聯網；網絡課程；交叉學科；實踐教學

1物聯網在專業課程中的教學研究

物聯網技術是在計算機技術和互聯網技術之后的信息產業第三次革命浪潮。它通過感知識別技術，按照事先約定好的協議，能夠實現人與物、人與人、物與物之間的相互聯系，現在被廣泛的應用于醫療產業、智能交通、智能消防、智能環境檢測和政府工作等方面。在公認的情況下物聯網被分為三個層次：底層是感知數據的感知成；在中間的一部分是傳輸數據的網絡城；在最上層的部分是對內容信息進行處理的應用程序。物聯網是三網融合的延伸和擴展，互聯網是本技術的核心和基礎。

通信工程軟件工程電子工程科學技術和工科專業等是物聯網專業網絡實驗的主要內容。相比于學校的工科學院，一些高等的職業師范學校就缺少或是沒有完全掌握這種通過物聯網培養專業人才的技術。在國際上對互聯網專業人才的鑒定是從四個方面進行的，一是計算思維能力；二是程序設計的實現能力；三是對計算機算法設計與分析能力；四是對物聯網系統的認知、分析、設計和開發能力。下圖1為在物聯網專業課程中計算機網絡課程在其中所占地位。

圖 1 計算機網絡課程在物聯網專業中的核心地位

在我們列出圖1中可以發現物聯網專業課程大致可分為兩類，分別是基本理論與專業基礎和工程與技術實踐。而基本理論與專業基礎類是為了使學生具備計算機思維和使學生更好的認知互聯網，對日后的開發打下堅實的基礎。而工程與技術實踐的主要內容是培養學生通過社會需求的導向來更好的應用和掌握物聯網開發的方向和能力。物聯網技術的本質問題是如何才能更方便更有效的利用系統來實現對不同行業的互聯網服務，而它的根本目標是怎樣才能構建出高效率，低成本的自動化系統。中國專家吳功宜的觀點是互聯網專業技術是由計算機科學技術衍生出來的，他的主要目的是為社會培養工程與技術人才，所以專業實踐課程是物聯網專業課程的關鍵。隨著社會的發展，社會對計算機科學所需的人才也提出了客觀的需求，物聯網專業人才能夠充分的理解物理空間與信息空間的一體化趨勢，并且他們具有這種科學思維和科技創新的能力，能夠更好的應用服務于社會。

2網絡教學原則

網絡教學原則是網絡教學的目的和過程客觀的制定的教學經驗總結。對普通的網絡教學具有普遍適用的指導意義。一般從以下幾個方面來制定：第一是真實性原則。在網絡教學中通過網絡多媒體等虛擬現實技術，創造出與實際學習環境相似的學習環境，即實現情景學習。第二點是開放型學習原則，導師把各種學習資源開放的展現，給學員構造出自主學習環境，并且只需為學生提供出學習建議和學習方向，利用物聯網的高包容性，高便捷性，高覆蓋性的特點，使學生能夠及時得到教學資源，開展學習。第三點是隨機學習原則。在建立的虛擬網絡系統中構建一種隨機學習機制。就是圍繞一點，可以通過不同的方式進行學習，并且提供多次的學習機會，是學員能夠根據自己的興趣愛好，選擇合適他們的學習方法，從而使他們獲得更多的知識。第四點是探索學習原則。在網絡教學的過程中應該以引導為主，應該注意時刻調動學員的積極性，是他們自己學習，強調學習的主動性。通過這種方式培養的學生自主學習能力和科技創新能力以及推測，預測能力會遠超常人。

3網絡課程教學實踐

3.1激發同學的專業學習積極性

在物聯網教學實驗中有一門物聯網技術導論課程，是學習物聯網專業的基礎課，在專業課程的學習中具有非常非常重要的作用，是學生邁向物聯網的敲門磚。在筆者的實際教學課程中，第一節課是用來調動學員的積極性和提高學生們的學習興趣。通常在這節課中一般用以下幾點來提高學生的學習興趣。一是向學員們展現物聯網對我們生活的影響和在物聯網的影響下，我們的生活有了什么改變？讓學生充分的體會到物聯網是如何改變我們的生活，使我們的生活變得更加便利，從而提高學生的積極性。二是為同學們分析現狀，讓他們充分的認識到自己的不足和強勢之處，使他們更清楚四年大學生活對他們的影響，讓他們充分認識到這四年大學生活是人生中的第二次充電站，這關乎他們未來的生活水平和幸福指數，鼓勵他們克服現有的迷茫，從而獲得一個充實而美好的大學生活。三是與同學們討論如何在以后的學習過程中如何使他們一直保證一個較高的學習興趣，可以組織學生參加一些活動，或者向有經驗的老教師進行他們的教學方法，再或者多與志同道合的同學交流，時刻對物聯網技術進行高度關注，通過組織或協助學生參加物聯網技術競技大賽的方式提高他們的積極性。

3.2為學生創造充分的學習空間

在實地教學課程中，有意者去布置一些相對簡單的互聯網選題，且提前布置下去，使他們有充分的時間來查閱相關的資料，做成課件，鼓勵他們在課堂上自行講解分享，為他們營造出充分自由的學習空間，培養同學的自主學習能力和表達能力。比如可以通過一些新興的技術如：云計算，遙感技術，位置服務或者可穿戴技術等專題，讓他們展開自由的學習討論，讓他們自行分組學習，結果會非常理想。讓同學從對云計算一無所知到有模糊的認識，再到最后演講時頭頭是道，能夠對云計算整體進行定義和分析，這就是質的變化。

3.3為學生推薦有較高閱讀價值的資料

學生在實際學習過程中可能會花費很多時間去學習一些不是很重要的東西，這時就需要教師對他們進行協助，所以學生的導師就需要為他們指明學習的方向。一開始導師可以向他們推薦一些經典的資料，做到授之以魚。由于導師對互聯網有較深的了解，他們對一些知識也有更深刻的認識，所以在導師有意的指導之下，學生通過閱讀或實際關鍵資料可以達到快速提升自己能力的作用。在教學的過程中要注意到時代的發展，對于物聯網的影響，比如物聯網發展的趨勢，新技術和一些新應用新的發展方向。當遇到一些新奇或者是有意義的資料及時整理出來，并且發在網絡課程上，讓學員們進行學習。在實際教學過程中，要有意的把自己整理的資料視頻或者電子書文件向同學推薦。如講物聯網安全問題時向學生推薦美國著名的密碼學專家 BruceSchneier 的經典著作《Applied Cryptography》和《Secrets and Lies： Digital Security in a NetworkedWorld》，在對云計算進行講解時，可以向學生推薦美國著名作家尼古拉斯·卡爾的著作《IT 不再重要——互聯網大轉換的制高點：云計算》，在對物聯網發展社會背景進行講解時，我們可以向學生推薦爾·蓋茨的《未來之路》。

當學生對一些基礎已經完全了解后，如果他們想繼續深造，可以教給他們一些獲取信息的方法，途徑，做到授之以漁。使用最多的方法是交給他們在搜索引擎中選擇關鍵詞或關鍵字搜索法。在百度，搜狗等搜索引擎中輸入關鍵字，在搜索結果中選擇他們自己感興趣的內容。還有一種方法就是利用微信公眾號如“物聯網頭條”“物聯網智庫” ，這些公眾號會時常更新，大概每天都會有4-5條關于互聯網的最新資訊或者是關于互聯網的原創觀點，可以使同學們在茶余飯后的零碎時間進行興趣學習。通過瀏覽這些文件或資料，提高他們的學習能力，開闊他們的眼界，增強他們的專業學習興趣。

3.4 各學科老師進行交叉學科合作

這個方案主要是針對導師來進行，因為對于物聯網專業，不僅學生要提升，導師也要提升。導師的自我提升也有非常重要的作用，在實踐過程中，導師可以通過閱讀來實現提高自己知識面或者眼界的作用?？梢酝ㄟ^在網上搜索相關的教材資料文獻或者在網上查找視頻等方法進行自我提升。有一點在教師的提升中有至關重要的作用，那就是交叉學科教師合作?；谖锫摼W專業的交叉學科教師合作，能夠使教師與時代與時俱進，使他們不局限在自己的小天地內，融入到大的時代背景當中，使他們能夠各方面全面發展。教師合作可以開展長期的科學研究，也可以形成小組合作或持久的穩定合作關系，這不僅能使教師之間的知識更加融洽，也可以使教師之間的關系更加的和諧，使教師在教學過程中游刃有余，觸類旁通。

3.5參加物聯網科技創業大賽

由于物聯網專業具有應用的特性，所以我們不能讓學生僅僅的停留在理論學習當中，應該鼓勵激勵他們在生活實踐中得以運用。我們可以與校領導進行協商，舉辦一些科技創新大賽，或者鼓勵學生參加國家級別的科技創新競賽，使他們在競爭的過程中獲得更多的知識，使他們所學的理論知識更好的應用于實踐。這種競爭模式可以充分的激發學生的思維，培養他們的動手能力，使其在日后的學習中有明確的方向和目標。并且在參加競賽的過程中，學生應該與指導教師進行積極的協商，向導師介紹自己的創新思想并尋問可行性，這樣可以避免走很多彎路。

4網絡課程實驗教學體系

4.1 CDIO教學理念

CDIO 代表構思（conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它生命周期的載體是從產品研發到產品運行。他的主要作用是用來培養學生在實際生活中主動實踐的工程能力。網絡課程內容橫穿大學四年本科學習，所以在不同階段融入不同的網絡實驗課程，具有必要性。在實際的教學過程當中，在多數情況下使用讓學生們進行小組討論學習的方式進行科研或者是掌握學習內容。

4.2過程的實驗考核

關于高校的計算機課程教學過程的評定，實驗課程成績占據了非常大的比重。但是隨著時代的發展，高校越來越注意對人才的多元化培養，所以如果再采用傳統的總結性評語，就很難對學員進行全面的分析評價，所以為了使學生的評價更加的客觀和公正，就引入了基于云計算在線的測試形式和通過計算機網絡課程進行綜合評價的方式。前者是考驗學生對靜態網絡的認識，而后者是全面考核學員的創新和系統集成的。在二者的有效結合之下，會在很大程度上綜合反應出學生的學習情況和能力水平。

4.3 基于行業案例的實驗模式

由于物聯網具有可靠傳輸智能處理全面感知特性，在電網交通物流等方面被廣泛的應用，所以智慧城市是物聯網發展的趨勢。為了保證智慧城市的正常運行，就需要很多使用物聯網的人才進行維護，所以在教學過程中可以對這一方面進行針對性的教學。比如蕪湖市的智慧城市創建目標就是建設創新和諧幸福優美的智慧型城市。他的主要任務是實施“1336”工程，即“一個中心、三項工程、三大體系、六大基地”。 而為了完成這個目標就需要專業對口的人才，所以這些目標也為人才提供了良好的就業平臺。在日常的教學過程中有針對性的為學生講解或者推行這些方面。在工程訓練，畢業設計，專業實習等環節，有意識的加強相關內容，帶領學生參觀相關的企業或者是學術論壇，這樣不僅能提高學生的專業水平，還能促進學生就業水平。

結語

物聯網技術出現后，使我們的生活發生了巨大的改變，為我們的社會帶來了改革，也使我們的信息領域面臨到了前所未有的機遇。并且中國互聯網產業的強勁發展，帶動了高校培養專業的互聯網技術人才，培養出的技術人才能夠更好的融入社會，服務社會。

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