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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);數(shù)據(jù)分析;網(wǎng)絡(luò)拓撲;節(jié)點管控
中國分類號:TP311?1文獻標(biāo)識碼:A文章編號:10053824(2013)03003004
0引言
物聯(lián)網(wǎng)(internet of things, IoT)是指將各種信息感知設(shè)備及系統(tǒng)通過接入網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的巨大的智能網(wǎng)絡(luò)[12]。物聯(lián)網(wǎng)作為一次技術(shù)革命,代表了通信技術(shù)和計算技術(shù)的未來,被稱作繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮[3],受到了世界各國政府和科研機構(gòu)的廣泛關(guān)注[4]。
作為物聯(lián)網(wǎng)的主要支撐技術(shù)之一[5],信息處理軟件直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的用戶體驗及其進一步發(fā)展[67]。但是已有的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件的功能較為單一,可擴展性不足,應(yīng)用領(lǐng)域受限。為了改善物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件的功能性和擴展性,為用戶提供快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)實時管控方案,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種模塊化的多功能的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件。該軟件采用模塊化設(shè)計,以VC++ 6.0作為主控模塊實現(xiàn)環(huán)境,便于在Windows系統(tǒng)環(huán)境下方便地使用本軟件;服務(wù)器采用Apache Tomcat 6.0搭建;數(shù)據(jù)庫模塊基于MySQL 6.0實現(xiàn),以保證軟件的易擴展性和穩(wěn)定性;拓撲顯示模塊采用Flex和flash player ActivX 10.0進行開發(fā),以改善用戶體驗。
1軟件的總體設(shè)計
1.1主要功能
本軟件旨在為用戶提供一套快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)處理與管控方案,其主要功能包括以下幾個方面。
1)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)解析和處理功能:軟件可對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行協(xié)議解析、分析、處理和存儲等操作,并同相鄰網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互。
2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲功能:軟件可通過數(shù)據(jù)庫讀寫操作,將網(wǎng)絡(luò)重要歷史數(shù)據(jù)存儲于遠程數(shù)據(jù)庫中,并可進行讀取等操作,為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理人員提供便利。
3)網(wǎng)絡(luò)拓撲顯示功能:軟件采用FLEX技術(shù)繪制目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲,并通過定時發(fā)送拓撲數(shù)據(jù)請求實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲狀態(tài)圖的實時更新,提供了優(yōu)越的用戶體驗。
4)網(wǎng)絡(luò)信息查詢和控制功能:本軟件集成了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息的顯示、查詢能力,用戶可對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相關(guān)狀態(tài)進行針對性的查詢;同時,提供網(wǎng)絡(luò)屬性調(diào)整和節(jié)點控制功能,用戶可根據(jù)實際需要修改網(wǎng)絡(luò)節(jié)點參數(shù),控制網(wǎng)絡(luò)運行情況。
1.2軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)
本軟件系統(tǒng)運行于C/S架構(gòu)的服務(wù)器平臺上,作為遠端服務(wù)器控制軟件完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽與數(shù)據(jù)包接收、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析處理、網(wǎng)絡(luò)拓撲狀態(tài)顯示以及節(jié)點信息查詢與控制等物聯(lián)網(wǎng)管控工作。系統(tǒng)總體組織架構(gòu)圖如圖1所示。
圖1軟件總體架構(gòu)圖軟件功能模塊主要由6個部分組成,分別是網(wǎng)絡(luò)通信模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、拓撲顯示模塊、信息查詢模塊和數(shù)據(jù)庫交互模塊,如圖2所示。其中,網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成底層的網(wǎng)絡(luò)通信工作;參數(shù)設(shè)置模塊接收并設(shè)定用戶輸入的軟件工作基本參數(shù);數(shù)據(jù)處理模塊負責(zé)數(shù)據(jù)包的解析、判別和數(shù)據(jù)分類處理工作;拓撲顯示模塊負責(zé)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)拓撲和節(jié)點簡要信息的顯示;信息查詢模塊為用戶提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點詳細屬性的查詢和節(jié)點控制;數(shù)據(jù)庫模塊負責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲和查詢等工作。
圖2軟件系統(tǒng)功能模塊1.3軟件系統(tǒng)工作流程
本軟件功能模塊間的數(shù)據(jù)流關(guān)系如圖3所示。各模塊間通過相應(yīng)接口完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的上傳、分析與處理和控制命令的下發(fā)操作。首先,軟件接收來自網(wǎng)絡(luò)的各類型數(shù)據(jù),并對其進行分類與解析。隨后,軟件將數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過數(shù)據(jù)庫模塊進行存儲。在此基礎(chǔ)上,拓撲顯示模塊和信息查詢模塊分別通過查詢/更新數(shù)據(jù)庫進行信息顯示和用戶控制指令的下發(fā)操作。數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)庫模塊掃描數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)表項,提取控制信息后通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊下發(fā)至目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
圖3軟件工作流程圖2主要功能模塊的實現(xiàn)
2.1網(wǎng)絡(luò)通信功能模塊
網(wǎng)絡(luò)通信模塊是本軟件的底層數(shù)據(jù)通信模塊,該模塊采用完成端口模型(I/O completion port, IOCP)作為本軟件的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)引擎,由于IOCP規(guī)定了并行線程的數(shù)量,并使用線程池對線程進行管理,從而避免了反復(fù)創(chuàng)建線程和線程調(diào)度的開銷,提高了本軟件的并行處理能力。該模塊通過構(gòu)造完成端口模型類(IOCPModeSvr),使用CreatIOCompletionPort()函數(shù)創(chuàng)建完成端口對象;構(gòu)造ListenProc()函數(shù)監(jiān)聽來自物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點的連接請求;使用bool CIOCPModeSvr::SendMsg()函數(shù)響應(yīng)上層控制命令的下發(fā)要求,向客戶端發(fā)送控制命令幀。
2.2數(shù)據(jù)分析與處理功能模塊
數(shù)據(jù)處理模塊是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件的關(guān)鍵組成模塊之一。該模塊接收來自底層網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)據(jù)幀,并進行分類、分析、處理及重構(gòu)等操作,為上層數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)預(yù)處理基礎(chǔ)。通過創(chuàng)建DataProc類實現(xiàn)該模塊,具體包括:
1)通過內(nèi)聯(lián)函數(shù)checkType()快速解析由底層網(wǎng)絡(luò)上傳的數(shù)據(jù)幀的協(xié)議類型與數(shù)據(jù)類型;
2)構(gòu)造getInt()、getRangeString()等函數(shù)完成數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)進制與格式轉(zhuǎn)換;
3)使用ProcessRecvData()函數(shù)分析數(shù)據(jù)幀,重構(gòu)出信息處理所需數(shù)據(jù);
4)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)處理功能,主要包括數(shù)據(jù)聚類、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)范圍判斷、數(shù)據(jù)異常的處理、反饋數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造。
2.3參數(shù)設(shè)置模塊
參數(shù)設(shè)置模塊是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件的系統(tǒng)參數(shù)初始化模塊,該模塊讀取用戶設(shè)置的軟件運行參數(shù),并對軟件進行相應(yīng)運行參數(shù)初始化。該模塊響應(yīng)用戶參數(shù)設(shè)置操作,讀取參數(shù)并判斷參數(shù)是否有效。若參數(shù)設(shè)置有效,則對軟件相應(yīng)運行參數(shù)進行修改,同時顯示軟件當(dāng)前連接狀態(tài),界面實現(xiàn)如圖4所示。
圖4參數(shù)設(shè)置界面
2.4數(shù)據(jù)庫與Web服務(wù)器
本軟件采用MySQL數(shù)據(jù)庫進行原始數(shù)據(jù)的存放,其中已經(jīng)直接保存了經(jīng)由數(shù)據(jù)分析與處理模塊上傳的全部數(shù)據(jù),主要數(shù)據(jù)表包括:表node_topu_stat,用以存儲網(wǎng)絡(luò)所有原始拓撲信息;表node_info_stat,存儲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上傳的狀態(tài)信息;表control_stat,負責(zé)存儲用戶的查詢和控制指令。由于上層的拓撲展示模塊所需要的是最新的數(shù)據(jù)信息,因而需要Web服務(wù)器模塊將冗余的原始數(shù)據(jù)進行初步處理,為拓撲顯示模塊提供無冗余的信息,以實現(xiàn)基于拓撲圖的物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控。首先,通過對數(shù)據(jù)庫中各分類表加入觸發(fā)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的初步提取。其次,在本模塊中,數(shù)據(jù)處理模塊所生成的最新數(shù)據(jù)進一步轉(zhuǎn)換為能夠表示拓撲圖的XML文件,即將節(jié)點所上傳的鄰居表轉(zhuǎn)換為節(jié)點與邊的關(guān)系。本系統(tǒng)中使用了Web服務(wù)器所能支持的JSP技術(shù)實現(xiàn)了實時訪問數(shù)據(jù)庫生成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能,拓撲控制模塊直接訪問該頁面的地址,即可實現(xiàn)拓撲數(shù)據(jù)的獲取,如圖5所示。
圖5數(shù)據(jù)庫與Web服務(wù)器2.5拓撲顯示模塊
網(wǎng)絡(luò)拓撲顯示模塊是與用戶進行交互的主要模塊,用戶通過點擊“網(wǎng)絡(luò)拓撲”訪問拓撲展示模塊。該模塊通過定時向Web服務(wù)器數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)起拓撲數(shù)據(jù)請求實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲的實時更新。通過向數(shù)據(jù)處理模塊獲取拓撲XML數(shù)據(jù),圖形界面將其轉(zhuǎn)化為拓撲圖中的“節(jié)點”與“邊”的實際圖形對象,并將其他附加數(shù)據(jù)作為標(biāo)簽保存在給節(jié)點,方便用戶查看。模塊工作流程及實現(xiàn)界面分別如圖6和圖7所示。
圖6拓撲顯示模塊圖7拓撲顯示界面2.6信息查詢與控制
本模塊中的查詢控制功能是指對物聯(lián)網(wǎng)可控節(jié)點發(fā)送控制指令。查詢控制指令與拓撲數(shù)據(jù)一樣,需要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫作為中轉(zhuǎn),整個中轉(zhuǎn)回傳的代碼構(gòu)成了控制模塊。控制指令需要根據(jù)實現(xiàn)指定的通信協(xié)議發(fā)送。在控制指令的收集窗口中,用戶可以進行相應(yīng)的選擇,控制模塊負責(zé)將用戶在窗體中的選擇輸出至與數(shù)據(jù)庫相連的JSP頁面,并由JSP頁面將其存入數(shù)據(jù)庫中。網(wǎng)關(guān)通過定期與服務(wù)器通信獲得最新的操作指令,將其轉(zhuǎn)換為控制指令最終發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,實現(xiàn)界面如圖8所示。
3結(jié)束語
本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種多功能物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件。該軟件通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽、數(shù)據(jù)分析處理、網(wǎng)絡(luò)拓撲顯示以及節(jié)點信息查詢與控制等功能模塊實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效處理。通過將該軟件移植于實際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境,驗證了該軟件能夠快速、高效地處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),且易于擴展,為多模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)條件下的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用平臺構(gòu)建提供了新的思路。
圖8信息查詢與控制界面
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);必要性;技能型人才
物聯(lián)網(wǎng),顧名知義,就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。它是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。是繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。面對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面普及及上萬億規(guī)模的高科技市場,職業(yè)院校承接著技能型人才培養(yǎng)的社會職責(zé),對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)如何定位,如何培養(yǎng),是個值得探討的問題。
一、社會背景和技術(shù)背景
物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的新一輪信息技術(shù)革命,隨著在各行各業(yè)的落地,已經(jīng)成為支撐眾多行業(yè)發(fā)展的主要力量。物聯(lián)網(wǎng)初期投入是在政府主導(dǎo)下進行的,集中在公共安全系統(tǒng),智能交通、智能物流、市政管理等工程,每一個點無不可以搜索到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影子。尤其信息技術(shù)應(yīng)用水平和管理水平,已經(jīng)成為企業(yè)提高競爭力的手段。
技術(shù)上,物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感應(yīng)裝置,經(jīng)過通信技術(shù),進行信息的傳輸,到達指定的信息處理平臺或中心,從而實現(xiàn)物物、物人的信息傳遞,從而提升效率,保障安全,可以跨時間跨空間進行溯源、追蹤、定位、管理。
二、高職院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的必要性分析
從2009年8月7日,國務(wù)院總理在無錫視察時發(fā)表重要講話,提出了感知中國的戰(zhàn)略構(gòu)想,表示要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),繼而物聯(lián)網(wǎng)也成為我國十二五規(guī)劃的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2013年2月,《國務(wù)院關(guān)于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)正式出臺,標(biāo)志著政策層面已經(jīng)框定物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍圖。預(yù)計2015年將超過5000億元的規(guī)模,并會在短期內(nèi)可能超過萬億規(guī)模,是一個航母級產(chǎn)業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的競爭,說到底是人才的競爭,是戰(zhàn)略的競爭。物聯(lián)網(wǎng)目前在我國還處于發(fā)展階段,從事該行業(yè)的人才還比較匱乏,僅在交通物流等領(lǐng)域,人才需求量就超過20萬,而且每年都在增長。做為基礎(chǔ)型的產(chǎn)業(yè)對人才的海量需求,這也為職業(yè)院校提出了緊迫的要求,有一定基礎(chǔ)、能力、條件的職業(yè)院校,應(yīng)高度重視與加強物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才的培訓(xùn)與培養(yǎng)工作。
1.職業(yè)類院校學(xué)生的特點。職業(yè)類院校培養(yǎng)的學(xué)生主要從事安裝、調(diào)試、維護、生產(chǎn)、營銷和推廣等工作。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與競爭,主要是人才的競爭。眾多本科類院校也在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)專業(yè),但主要面對系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析和研究方面的研發(fā)工作,要求有深厚的理論基礎(chǔ)知識,并且具備專業(yè)覆蓋面廣的優(yōu)勢,職業(yè)類院校學(xué)生勝任起來有些困難。縱觀物聯(lián)網(wǎng)的從業(yè)崗位,對于技術(shù)人員,尤其是建設(shè)調(diào)試、維修保養(yǎng)、技術(shù)服務(wù)、營銷推廣等工作,不需要非常深的理論知識,只需要掌握相關(guān)的操作規(guī)范與標(biāo)準,具備最基礎(chǔ)的專業(yè)知識,具備相應(yīng)崗位必備的技能技巧即可以,正符合職業(yè)院校學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱、學(xué)習(xí)主動性差、動手能力強、適合奔波式工作的職業(yè)特色,所以對于當(dāng)前人才需求量大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)行業(yè),職業(yè)類院校開設(shè)上此專業(yè)正具備最基礎(chǔ)的條件。
2.各行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求量大。“十二五”期間物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域包括智能交通、智能電網(wǎng)、智能物流、智能工業(yè)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、公共安全、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、社會公共事業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、智能家居、智慧城市、國防與軍事等。
我國當(dāng)前處理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才處理缺乏狀態(tài),筆者隨意瀏覽了一個招聘網(wǎng)站,中華英才網(wǎng)上與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的招聘信息有500余條,前程無憂網(wǎng)站上與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的招聘信息達到1000余條,智能招聘網(wǎng)站上與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的招聘崗位達到400余條,另經(jīng)常有公司通過微信、QQ、網(wǎng)站平臺、私人聯(lián)系等方式在招聘技高能優(yōu)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的專業(yè)人才。
據(jù)不完全統(tǒng)計,近幾年的幾大應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨罅浚赡芫鶗^20萬以上,如智能交通、智能物流、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智慧生活等。
3.對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域展開教學(xué)與研究。RFID技術(shù)等短距離通信技術(shù)、傳感技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),眾多理工類職業(yè)院校有著豐厚的基礎(chǔ),承著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣與應(yīng)用,職業(yè)類院校可以對這些核心的技術(shù)展開教學(xué)與研究,使得培養(yǎng)的人才在智能交通、智能物流、智能農(nóng)業(yè)、智能工業(yè)等領(lǐng)域得到發(fā)揮。
4. 職業(yè)院校具備校企合作的基礎(chǔ)。職業(yè)教育的人才培養(yǎng)模式步伐一直沒有停息過,從項目教學(xué)法、學(xué)習(xí)德國職業(yè)教育模式、校企合作、微課教學(xué)、Mooc教學(xué)、混合式教學(xué)、頂崗實習(xí)等,究竟花落哪種模式,沒終極結(jié)論。實踐場地不斷翻新,合作企業(yè)不斷探索,新技術(shù)新技能不斷涌入,已經(jīng)讓當(dāng)前的眾多高職院校具備了充分的校內(nèi)實訓(xùn)基地,具備了校企合作的基礎(chǔ)。
在當(dāng)前的基礎(chǔ)上,開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)具備了良好的基礎(chǔ)。從教學(xué)方法上看,多年的探索與實踐已經(jīng)積累了成熟適用的經(jīng)驗,從硬件基礎(chǔ)上看,已經(jīng)具備了搭建物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實訓(xùn)室的基礎(chǔ)條件,從師資力量上看,已經(jīng)擁有了開設(shè)此專業(yè)的技能與技術(shù)。院校與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作,搭建校企合作平臺,通過高校與企業(yè)聯(lián)合辦學(xué),培養(yǎng)熟練掌握物聯(lián)網(wǎng)知識與技術(shù)的信息服務(wù)與技能應(yīng)用型人才,合作育人,合作發(fā)展,達到人才培養(yǎng)的靈活性、開放性、深入性、針對性。
總之,在當(dāng)前本科類院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的同時,各職業(yè)類院校也必須要迎頭趕上,以呼應(yīng)本科類院校培養(yǎng)的研究型人才,牢牢把握住這一機遇。中高等職業(yè)類院校作為國家技能型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),開辦此專業(yè)顯得尤其重要與必要,有處于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的大好形勢 ,扭轉(zhuǎn)物聯(lián)網(wǎng)人才資源匱乏的局面,從而培養(yǎng)大批的具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能力、創(chuàng)新能力、良好的團隊合作精神的復(fù)合型人才,全國的職業(yè)類院校都以當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大好背景為依托,積極開辦物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè),探索理論和實踐相結(jié)合的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)人才戰(zhàn)略。
由于我國物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教育于2010年才起步,對于很多院校開設(shè)此專業(yè)還處理猶豫與探索階段,如如何定位專業(yè)、課程設(shè)置?師資力量從何而來?實驗室不完善如何辦?學(xué)生的就業(yè)前景如何?等等諸多問題,這也一定程度上會制約著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的設(shè)置與發(fā)展,所以研究物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教育的有效性及輸送人才的通道更顯得重要。
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[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。基于物聯(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。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè);學(xué)科建設(shè)
現(xiàn)代社會發(fā)展過程中,對于計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度不斷加大,究其原因,科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新速度加快,若國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平不高,則會直接影響我國在國際范圍內(nèi)的地位與經(jīng)濟實力,也同樣會制約國家發(fā)展與進步。為此,對于計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)技術(shù)人才的需求量必然會增加。在這種情況下,國內(nèi)高校對于計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才教育與培養(yǎng)給予了高度的重視,要想培養(yǎng)出專業(yè)的計算機人才,大部分高等院校計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建設(shè)都引入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),并且確定了該專業(yè)建設(shè)方向與目標(biāo)。
1計算機網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)已高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)中的應(yīng)用,但是通過計算機網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)狀況可以發(fā)現(xiàn),計算機網(wǎng)絡(luò)工程在實際建設(shè)方面仍存在諸多不完善的地方。其中,絕大部分高等院校專業(yè)課程體系并不健全,而且教學(xué)規(guī)劃并不科學(xué)與合理,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的師資嚴重不足,甚至在實驗室設(shè)備方面也有待完善。以上問題都對國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)人才的教育以及培養(yǎng)產(chǎn)生了直接的影響[1]。除此之外,還有很多高校對于計算機網(wǎng)絡(luò)工程課程并不重視,形式化嚴重。根據(jù)上述研究與分析可以發(fā)現(xiàn),這也是國內(nèi)計算機人才缺失的根本原因。為此,要想實現(xiàn)高等院校對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分利用,確保計算機網(wǎng)絡(luò)工程項目得以科學(xué)合理地建設(shè),就必須要高度重視專業(yè)人才的培養(yǎng),有效采用正確方法,不斷增強高等院校觀念與意識。因為高等院校是計算機專業(yè)人才集中的場所,因而必須要發(fā)揮自身的主導(dǎo)性作用,以保證學(xué)生能夠更主動地探索計算機網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)途徑,實現(xiàn)該專業(yè)的全面可持續(xù)發(fā)展。
2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)路徑
2.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向的確定
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間存在緊密的聯(lián)系,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中包含互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),同樣也包含射頻標(biāo)簽與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),有效地實現(xiàn)了物和物以及人和物之間的智能化溝通與對話,同時構(gòu)建現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)[2]。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為切入點展開分析,要想實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面發(fā)展,就一定要有計算機設(shè)計作為重要基礎(chǔ),因為計算機學(xué)科是推動物聯(lián)網(wǎng)知識完善的前提。站在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)角度分析,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以細化成三個層次,即感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層。實際研究結(jié)果表明,傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建設(shè)更關(guān)注對學(xué)生計算機軟件開發(fā)與應(yīng)用的引導(dǎo),通常都是將設(shè)計和搭建作為核心,營造計算機網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)氛圍。在教育教學(xué)實踐中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)中并未得到充分運用,反而是傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)更為突出[3]。所以,要想將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來,那么專業(yè)工作人員不僅僅需要掌握與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的知識以及資料,同樣也應(yīng)確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來發(fā)展的具體方向,正確認識物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)工程中的重要作用,同時補充應(yīng)用層以及感知層的知識內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上,專業(yè)人員還需要合理借鑒傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)工程具備的優(yōu)良特點,有機融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),進而不斷調(diào)整并改善計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程內(nèi)容,全面培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)人才。
2.2計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才的全面培養(yǎng)
現(xiàn)階段,我國社會的局勢變化速度較快,而在發(fā)展的過程中高度重視各方面人才培養(yǎng),特別是計算機專業(yè)人才培養(yǎng),已逐漸成為國民關(guān)注的重點。但是,因為不同高等院校的側(cè)重點存在差異,因而在計算機網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)方面同樣存在不同之處[4]。在這種情況下,培養(yǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才時,教育部門必須要構(gòu)建更為健全的教育教學(xué)機制,同時配備充足軟件設(shè)施以及硬件設(shè)施。另外,因物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用范圍較廣,所以高等院校在計算機網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)實施的過程中,必須要深入分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),同時構(gòu)建獨具特色的教學(xué)模式,必須保證計算機網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)形式改革的合理性,并且因地制宜,才能夠更進一步創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)容和方法,以保證調(diào)動起計算機專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,更積極地參與實踐教學(xué)。這樣一來,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程并培養(yǎng)專業(yè)人才才能夠取得更為理想的成績。
2.3網(wǎng)絡(luò)工程培養(yǎng)模式的建立與健全
要想進一步提高計算機網(wǎng)絡(luò)工程項目的建設(shè)效率,高等院校則需要在實踐過程中形成更加完整與健全的網(wǎng)絡(luò)工程培養(yǎng)模式。根據(jù)實踐研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)工程的培養(yǎng)模式的具體組成有四個部分,即人才專業(yè)地位、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、人才培養(yǎng)模式的評價機制以及知識結(jié)構(gòu)[5]。而在以上四個組成部分當(dāng)中,創(chuàng)新能力與人才培養(yǎng)模式的評價機制占據(jù)重要的地位。究其原因,高等院校只有全面創(chuàng)新自身的思想觀念,才能夠與時展需求相適應(yīng),進而構(gòu)建更具特色優(yōu)勢的網(wǎng)絡(luò)模式,正確指導(dǎo)并教育計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生,全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力與自主學(xué)習(xí)能力。也只有人才培養(yǎng)模式評價機制更加完善,才能夠及時發(fā)現(xiàn)高等院校培養(yǎng)模式存在的問題,及時采取措施予以彌補。科學(xué)合理的教學(xué)模式可以為學(xué)生提供高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。以某高等院校為例,其內(nèi)部設(shè)立了“食品營養(yǎng)與安全”以及“工業(yè)發(fā)酵微生物”等重點實驗室以及教育部,并且在食品科學(xué)以及生物工程等相關(guān)領(lǐng)域取得了理想的研究成果。基于該院校所具備的優(yōu)勢學(xué)科,即食品與生物工程,計算機學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)就可以將食品安全和生物發(fā)酵控制物聯(lián)網(wǎng)作為應(yīng)用領(lǐng)域,與食品學(xué)院以及生物學(xué)院中的專業(yè)教學(xué)資源相互結(jié)合,拓展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)的方向。而在諸多學(xué)科交叉與融合的基礎(chǔ)上,將輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用作為主要特色,構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)機制。
3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)優(yōu)化策略
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用并不僅局限在計算機網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)過程中,同樣可以將其融入到其他專業(yè)當(dāng)中。為此,各高等院校應(yīng)積極構(gòu)建更具特色與優(yōu)勢的網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)培養(yǎng)系統(tǒng)[6]。與培養(yǎng)的實際狀況以及資料數(shù)據(jù)相互結(jié)合,確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體培養(yǎng)目標(biāo),全面創(chuàng)新課程體系。除此之外,還應(yīng)與時俱進,充分考慮科學(xué)技術(shù)發(fā)生的變化,適當(dāng)調(diào)整計算機教學(xué)大綱,有效補充傳統(tǒng)教學(xué)方案內(nèi)容,以保證為學(xué)生創(chuàng)造更加理想的學(xué)習(xí)條件,確保教育教學(xué)的特色,在畢業(yè)以后學(xué)生能夠彰顯自身實力,提高就業(yè)能力以及市場競爭實力。
3.1計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建設(shè)應(yīng)將現(xiàn)代信息處理技術(shù)作為重要對象,全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),以保證學(xué)生可以在畢業(yè)以后將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在輕工行業(yè)、科研單位以及信息產(chǎn)業(yè)中,成長為更具專業(yè)行業(yè)知識與技能的應(yīng)用型人才。在此過程中,需有效培養(yǎng)學(xué)生的通信技術(shù)、傳感技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等基本理論以及應(yīng)用能力,以實現(xiàn)系統(tǒng)化地集成和技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用、推廣,提高自身的物聯(lián)網(wǎng)工程實踐水平。對于學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)需要滿足以下要求:(1)掌握計算機科學(xué)和技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程等方面的理論以及方法,并具備豐富的基礎(chǔ)理論知識;(2)全面掌握傳感器技術(shù)以及無線通信等相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)的知識以及技能;(3)具有各種類型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運維能力,并具備較高水平的分析、開發(fā)以及設(shè)計的能力,同時軟件編程的能力要突出;(4)可以從事輕工行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的科學(xué)研究;(5)深入了解計算機網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展動態(tài)以及技術(shù)標(biāo)準,熟悉與掌握資料查詢以及文獻檢索的基本方法,能夠通過互聯(lián)網(wǎng)的合理運用獲得所需信息內(nèi)容,并具備信息獲取的能力[7]。
3.2計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的主干課程
對于計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)而言,其物聯(lián)網(wǎng)方面的課程設(shè)置應(yīng)將專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)作為重點方向,全面提升學(xué)生的動手能力,強化其創(chuàng)新思維。而學(xué)生則能夠在學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)基本理論與知識的過程中,掌握網(wǎng)絡(luò)分析以及設(shè)計方法,同樣具備靈活應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的技能。在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,感知層的作用就是感知并采集現(xiàn)實世界當(dāng)中的信息,所以,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)置應(yīng)將當(dāng)前計算機物理層課程作為重要基礎(chǔ),有效結(jié)合通信原理、射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)以及無線通信等多方面的課程內(nèi)容,使學(xué)生能夠更深入地理解與物聯(lián)網(wǎng)感知層相關(guān)的理論知識。而針對物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層,在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中,已涵蓋大部分知識內(nèi)容,只需將無線傳感網(wǎng)絡(luò)與自組網(wǎng)的理論課程融入其中,即可有效增強學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的理解與認知。對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層,其重要的作用就是可以考慮各個行業(yè)發(fā)展的具體需求構(gòu)建信息管理平臺,同時充分結(jié)合行業(yè)應(yīng)用的具體特點,集成相關(guān)的內(nèi)容服務(wù)。與應(yīng)用層特點相互結(jié)合,各個院校能夠與自身的優(yōu)勢學(xué)科相互結(jié)合,進而設(shè)置具有獨特行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序設(shè)計以及無線自組網(wǎng)的應(yīng)用等相關(guān)課程教學(xué)[8]。與物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)相關(guān)的課程并不僅僅包含物聯(lián)網(wǎng)中的三個層次,同樣也包含嵌入式知識課程內(nèi)容。綜合性考慮既有網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程設(shè)置,計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)課程所包含的內(nèi)容主要有:網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的設(shè)計、計算機組成原理、離散數(shù)學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成、計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)、射頻技術(shù)和無線通信等。
3.3計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)實驗
通過設(shè)置專業(yè)實驗,能夠全面培養(yǎng)學(xué)生計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)習(xí)與開發(fā)能力,并構(gòu)建綜合性平臺,以保證學(xué)生自身的動手能力與創(chuàng)新能力得到全面提升,使其更加熟悉與了解網(wǎng)絡(luò)工程以及物聯(lián)網(wǎng)原理與實踐應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)主要包含了五個部分,即畢業(yè)實習(xí)階段、計算機基礎(chǔ)練習(xí)階段、課程設(shè)計階段、生產(chǎn)實習(xí)階段與畢業(yè)設(shè)計階段。而對于專業(yè)實驗而言,則主要有面向?qū)ο笳n程的設(shè)計、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用課程的設(shè)計以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和C語言課程的設(shè)計等。
4結(jié)語
綜上所述,在物聯(lián)網(wǎng)時代背景下,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將被廣泛應(yīng)用在社會各個領(lǐng)域當(dāng)中,而人才培養(yǎng)是推動該行業(yè)發(fā)展的根本要素,所以,要想滿足物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對于復(fù)合型人才的實際需求,有必要深入分析并探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè),同時應(yīng)有效結(jié)合傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和學(xué)校內(nèi)部優(yōu)勢學(xué)科,在有機整合跨學(xué)科專業(yè)資源的基礎(chǔ)上,積極成立更具行業(yè)特色的應(yīng)用創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式。本文針對計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)、主干課程以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式以及培養(yǎng)模式評價機制展開了深入探討,進一步推動了高等院校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的全面可持續(xù)發(fā)展,同樣也使得高等院校計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的發(fā)展方向更加明確與合理。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);高職教育;計算機
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是指利用激光掃描器、射頻識別裝置、紅外感應(yīng)器及全球定位裝置等各種信息傳遞儀器與計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起,進而逐漸形成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)體系。
二、高職教育院校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的必要性
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)終端、電子電工、電子通信、軟件開發(fā)等實踐性行業(yè)中都有涉及,這一優(yōu)勢也為我國高職教育院校的教學(xué)發(fā)展帶來了機遇。為此,高等職業(yè)教育必須積極適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)濟需求,抓住物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的機遇,進而培養(yǎng)高素質(zhì)、高技術(shù)能力的復(fù)合型人才,以此來滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求。
三、高職教育院校計算機專業(yè)發(fā)展的具體策略
1.增加物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實訓(xùn)課程
傳統(tǒng)的高職院校中的計算機專業(yè)的教學(xué)課程與實訓(xùn)課程都與計算機網(wǎng)絡(luò)有關(guān),卻并沒有涉及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識,為此,教師在進行具體教學(xué)過程中,需要重新制訂計算機專業(yè)教學(xué)課程與實訓(xùn)課程計劃。如科學(xué)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)特點,以班級中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力為基礎(chǔ),選擇性地增加物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)教學(xué)課程,這樣不僅有利于全面提升學(xué)生理解并掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的能力,同時也能有效地推動我國高職教育計算機專業(yè)中與物聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)系的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)服務(wù)水平。
為了實現(xiàn)人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo),教師要全面強化實驗教學(xué)課程的教學(xué)力度。高職院校畢業(yè)生若是想成為物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需求的人才,就必須要不斷加大對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)實驗學(xué)習(xí)內(nèi)容的合理訓(xùn)練。由于計算機專業(yè)是建立在網(wǎng)絡(luò)實驗的技術(shù)前提下的,掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)非常重要,為此,需要對學(xué)生進行增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實訓(xùn)教學(xué)課程。正因為物聯(lián)網(wǎng)是一個綜合性很強的技術(shù)內(nèi)容,實驗內(nèi)容十分復(fù)雜,教師在開展教學(xué)活動中,需要充分考慮計算機專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,逐漸加深其教學(xué)內(nèi)容,進而有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)實踐能力。
2.全面建設(shè)高職院校內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)師資隊伍
當(dāng)前階段,高職院校中的大部分計算機專業(yè)教師都是從事計算機專業(yè)課程的教學(xué),對物聯(lián)網(wǎng)這一新生事物還沒有充分了解,為此,高職院校必須全面加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)師資隊伍的建設(shè)力度。通過提高教師個人的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)能力,進而從根本上提高課堂教學(xué)的質(zhì)量與效率。高職院校需要定期對專業(yè)教師進行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的培訓(xùn),并深入探索, 通過派遣優(yōu)秀教師到物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行頂崗實習(xí)的方式,進而從根本上提高專業(yè)教師的實踐教學(xué)能力,使其成為真正的“雙師”型專業(yè)教師。除此之外,高職院校還需要定期聘請物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中的核心技術(shù)人員到校園內(nèi)專業(yè)講授物聯(lián)網(wǎng)知識。
3.高職院校需要全面建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室及校企合作實訓(xùn)基地
為了提升計算機專業(yè)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能力,高職院校必須基于自身的教學(xué)基礎(chǔ)來建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實訓(xùn)室。在進行實際建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室時,校方需要與周邊不同的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行密切聯(lián)系,充分利用內(nèi)部的經(jīng)濟資源來全面構(gòu)建校外實訓(xùn)基地。以此來解決學(xué)校缺乏實訓(xùn)工作場所這一問題。通過全面構(gòu)建校園內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室及校園外部的合作實訓(xùn)基地,可以使學(xué)生切實感受到物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的實際運營狀態(tài),學(xué)生也能夠在實訓(xùn)過程中,逐漸掌握物聯(lián)網(wǎng)實用操作技術(shù),為學(xué)生就業(yè)奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ),同時也能有效地解決物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)當(dāng)前急需的人才問題。
綜上所述,隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與普及,人們對高職計算機專業(yè)畢業(yè)生的實際能力也提出了更高要求,為此,我國高職院校計算機專業(yè)必須要進行教學(xué)改革,充分將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入教學(xué)課堂中,有效為計算機專業(yè)畢業(yè)生的未來發(fā)展奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ),進而從根本上推動我國高職計算機專業(yè)教學(xué)的發(fā)展。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:課程體系;教學(xué)模式;平臺建設(shè);分層/分類培養(yǎng)
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:2095-1302(2014)01-0077-03
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。代表了未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢與方向,政府大力支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,企業(yè)和教育界、科技界共同推動,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),需要大量熟悉和精通物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)人才[1,2]。在此背景下,北京聯(lián)合大學(xué)自動化學(xué)院對2011版自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃進行了修訂,在 “智能測控技術(shù)”專業(yè)方向的基礎(chǔ)上建立了“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”方向[3]。
1 專業(yè)現(xiàn)狀與背景分析
原“智能測控技術(shù)”專業(yè)方向以信息的采集和處理為主,課程主要包括檢測技術(shù)、傳感器原理及應(yīng)用、智能儀器、計算機控制技術(shù)以及LabVIEW技術(shù)等,是傳統(tǒng)的專業(yè)方向,課程的覆蓋面較窄,偏重于系統(tǒng)前端的硬件采集原理,系統(tǒng)的概念較為薄弱;從人才培養(yǎng)的角度來看,已經(jīng)滿足不了厚基礎(chǔ)、寬口徑的人才需求,學(xué)生掌握知識的集成度不高。為了既保持傳統(tǒng)的經(jīng)典知識內(nèi)容,又要為課程體系增加新的特色和先進內(nèi)容,將傳統(tǒng)的專業(yè)方向賦予時代意義,使學(xué)生們真正學(xué)以致用,“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向應(yīng)運而生。
“智能測控技術(shù)”和“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”并不是割裂的,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者的延續(xù)和拓展。從技術(shù)的角度上講,物聯(lián)網(wǎng)分成三個層次[4,5],即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層,形成了物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)的感知層涉及到傳感網(wǎng)技術(shù),會有多種傳感器應(yīng)用其中,正是“智能測控技術(shù)”方向的核心內(nèi)容;物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層是多種信息的智能處理技術(shù),也是“智能測控技術(shù)”方向的主要內(nèi)容,它們被物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層連接,即新的專業(yè)方向加入無線傳感網(wǎng)等新知識、新技術(shù),形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系的概念。
我們的教學(xué)理念在于從一個大系統(tǒng)的角度看待物聯(lián)網(wǎng),利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)的集成創(chuàng)新應(yīng)用和信息化服務(wù)。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,實現(xiàn)信息的采集、傳輸、有用信息的提取和整理、以及完成相應(yīng)的控制和信息應(yīng)用,重點突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計,及物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用和信息化服務(wù)。因此本課程體系的設(shè)置將突出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、選擇物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與經(jīng)典的檢測及控制方法相結(jié)合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的多領(lǐng)域應(yīng)用[6,7]。以物聯(lián)網(wǎng)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強學(xué)生的實踐動手能力,提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)。
2 課程體系設(shè)置
“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向設(shè)置在自動化學(xué)院,因此它的應(yīng)用特色非常鮮明。課程體系的設(shè)置如圖1所示,加強了實驗/實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置。其中,理論教學(xué)是基礎(chǔ),對物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的典型應(yīng)用形成完整的闡述,實驗教學(xué)作為理論課程的延伸,是抽象到具體的過程,試驗環(huán)節(jié)的設(shè)置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),完成由下而上的知識獲取和驗證;物聯(lián)網(wǎng)作為一種實用技術(shù),讓學(xué)生去感受、去體驗、去親自動手設(shè)計和實現(xiàn)一個系統(tǒng)更是至關(guān)重要的。通過實踐環(huán)節(jié)中的認識實踐,學(xué)生去企業(yè)參觀感受,體會知識的力量和企業(yè)文化,培養(yǎng)對專業(yè)的認知和信心;工作實踐則更近了一步,利用假期時間到相關(guān)企業(yè)中從事基礎(chǔ)和簡單的專業(yè)工作,深化所學(xué)知識的專業(yè)應(yīng)用技能;請工程師或行業(yè)企業(yè)從業(yè)者走進學(xué)校的課堂,結(jié)合實際的應(yīng)用案例,為學(xué)生出題和指導(dǎo),進行專業(yè)綜合訓(xùn)練,為學(xué)生的實際設(shè)計能力和實際動手能力培養(yǎng)打造了平臺,提供了方向。理論教學(xué)、實驗教學(xué)、案例教學(xué)和各個實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合,增加課程的實用性。為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
2.1 理論課程
集成了多種新知識和新技術(shù)的應(yīng)用,涉及的知識點眾多,作為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和設(shè)計,理論教學(xué)中課程內(nèi)容的銜接、承上啟下的課程安排非常重要;理論課程包括基礎(chǔ)課程(也稱為學(xué)科大類課程)和專業(yè)課程[1]。
本專業(yè)方向偏重于傳感檢測、無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及行業(yè)應(yīng)用,尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的兩化(信息化、自動化)融合,因此在限選課中還有相關(guān)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用課程:虛擬儀器技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等。任選課作為專業(yè)限選課的補充,完善物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計和應(yīng)用。
通過理論課的學(xué)習(xí),學(xué)生將會對知識融會貫通,對信息處理和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系和架構(gòu)充分了解,具有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的理念和基本的組網(wǎng)設(shè)計能力。但是在實際應(yīng)用中,需要將多門課程、甚至多學(xué)科的知識融為一體,去設(shè)計、安裝、調(diào)試、運行一套系統(tǒng)。這種靈活運用所學(xué)知識于實際系統(tǒng)的能力,是真正的學(xué)以致用的體現(xiàn)。因此實驗室建設(shè)、實驗基地建設(shè)和實驗項目開發(fā),對于學(xué)生消化、理解理論知識和培養(yǎng)實際動手能力至關(guān)重要。
2.2 實驗室建設(shè)
圖2所示是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的實驗室建設(shè)框架,實驗室建設(shè)與課程設(shè)置緊密相連,并考慮到學(xué)生的分層教學(xué)以及科研平臺的擴展性。利用已申請的中央財政支持地方高校專項資金,正在籌建支撐“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用”、“無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”及“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)設(shè)計”等課程的課內(nèi)實驗平臺,包括三個模塊:第一是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實驗?zāi)K; 第二是無線傳感網(wǎng)開發(fā)設(shè)計模塊;第三是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沉浸式體驗?zāi)K。其中第一和第二模塊在教學(xué)上采用學(xué)生熟悉的C或C++語言實現(xiàn)節(jié)點和無線網(wǎng)的設(shè)計,網(wǎng)關(guān)采用Linux、andor兩種操作系統(tǒng),學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和喜好選擇;第三模塊是智能家居(體驗)實驗室,根據(jù)家居實景建立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可以實現(xiàn)燈光、安防、煙感、窗簾、空調(diào)等家居設(shè)備的遠程控制。此系統(tǒng)采用最適合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的Tiny OS操作系統(tǒng),可以作為學(xué)生初識物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感性認識體驗?zāi)K,也可以作為教師、學(xué)生進行科研開發(fā)的平臺。目前在建實驗室物流綜合實驗室和未來超市都是物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)中的具體應(yīng)用,提供學(xué)生進行專業(yè)綜合訓(xùn)練。
課程的實驗內(nèi)容全部以實際系統(tǒng)為主,綜合訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試能力,包括對傳感/變送器的選取、信號的采集與處理方法、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計、針對不同領(lǐng)域執(zhí)行器的選擇等;并將先進的虛擬儀器技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合作為物聯(lián)網(wǎng)的信息處理方式,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計智能儀器的開放性創(chuàng)新能力。通過實際項目訓(xùn)練,學(xué)生可以完成從了解任務(wù)的需求、根據(jù)需求制定系統(tǒng)方案、在最佳性價比的基礎(chǔ)上選型系統(tǒng)的硬件配置、組網(wǎng),到應(yīng)用所學(xué)知識編制合理的軟件程序,并具有系統(tǒng)調(diào)試、通過系統(tǒng)運行結(jié)果分析問題、定位問題、以及解決問題的專業(yè)核心能力。
2.3 實踐基地建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)是集成的信息/控制服務(wù)系統(tǒng),可以應(yīng)用于不同的行業(yè)和領(lǐng)域。據(jù)報道目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才缺口近20萬,因此培養(yǎng)適合于企業(yè)的應(yīng)用型人才就是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。產(chǎn)學(xué)研的辦學(xué)模式是企業(yè)和學(xué)校快速溝通、共建共贏的很好方法。在課程建設(shè)、實驗室建設(shè)的同時,積極與企業(yè)聯(lián)系,建設(shè)校外實踐教學(xué)基地是專業(yè)方向建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。同時在我們的教學(xué)計劃中還有工作實踐的內(nèi)容,建設(shè)實踐基地也為學(xué)生的工作實踐提供了場所和條件。利用北京市高新企業(yè)多,許多區(qū)縣建立數(shù)字北京、智慧北京的物聯(lián)網(wǎng)項目的機會,與企業(yè)和公司合作,進行橫向項目的開發(fā)和實踐基地的建設(shè)。選派學(xué)生到相應(yīng)的公司企業(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,實現(xiàn)企業(yè)與學(xué)生的雙向選擇。
3 教學(xué)模式的探索
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)涉及的知識點眾多,學(xué)生直接進行理論課的學(xué)習(xí)難免感覺枯燥和凌亂;但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以無所不在、生動有趣,這樣的特點決定了我們在教學(xué)時可以先引起學(xué)生的興趣,讓他們明白所學(xué)可以如何用。因此在課程的安排上首先是導(dǎo)論和浸入式體驗的認識實踐,然后才是相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和實驗,并在第六個學(xué)期進行工作實踐,加深專業(yè)知識的應(yīng)用,第七學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合訓(xùn)練,學(xué)生進行設(shè)計性、應(yīng)用性訓(xùn)練,形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。圖3所示是學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)方向的教學(xué)進程圖。
4 結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)具有以下特色:
第一是先進。課程設(shè)置針對目前最熱門的集成技術(shù)應(yīng)用—物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用,是傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息控制技術(shù)的發(fā)展方向,體現(xiàn)了先進技術(shù)的特質(zhì);
其次就是實用。課程設(shè)置和內(nèi)容將重點突出實用性,理論是基礎(chǔ),實用是根本。強調(diào)實驗環(huán)節(jié),以增強學(xué)生的實踐動手能力和畢業(yè)后對崗位的適應(yīng)能力為宗旨,突出重點,強調(diào)實用。
第三是靈活。不但體現(xiàn)在課堂上課程設(shè)置的靈活性,也顯示了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的靈活性。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,重點突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)實際系統(tǒng)的需要靈活配置。強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生靈活思維,突出創(chuàng)造性和創(chuàng)新意識,是學(xué)生綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。
最后是深入。課程的工程性、實用性、設(shè)計性很強,也有許多公司會舉辦大型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽,因此可以為有興趣的同學(xué)開辟第二課堂,通過指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)專業(yè)的科技競賽帶動大家的學(xué)習(xí)熱情,深入理解本門課的內(nèi)容。
參 考 文 獻
[1] 王志良,閆紀錚.普通高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系和課程規(guī)劃[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.
[2] 王志良,石志國.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.
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[5] 沈蘇彬,范曲立,宗平,等.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報,2009,29(6):1-11.
一、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的確定
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》(以下簡稱《剛要》)明確指出,“加強學(xué)校之間、校企之間、學(xué)校與科研機構(gòu)之間合作以及中外合作等多種聯(lián)合培養(yǎng)方式,形成體系開放、機制靈活、渠道互通、選擇多樣的人才培養(yǎng)體制。”
本研究以《剛要》為指導(dǎo)方針,依托國家實行“大交通”的行業(yè)背景和目前高職院校現(xiàn)有辦學(xué)條件,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用高職本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)確定為:適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展和物流行業(yè)發(fā)展需要,面向物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理與技術(shù)應(yīng)用崗位,培養(yǎng)了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)法規(guī)和發(fā)展動態(tài),懂得現(xiàn)代物流管理相關(guān)知識、物聯(lián)網(wǎng)基本理念和物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)原理,能夠熟練運用計算機、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、管理與應(yīng)用等工作,具備規(guī)劃、運行和維護物聯(lián)網(wǎng)的基本能力、物聯(lián)網(wǎng)項目實施管理能力的專業(yè)基礎(chǔ)扎實、綜合素質(zhì)優(yōu)良、職業(yè)道德高尚、操作能力和專業(yè)發(fā)展能力突出、專業(yè)特長鮮明的高素質(zhì)高技能物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才。
二、“校企融合”專業(yè)辦學(xué)模式
1.建立多方參與的專業(yè)指導(dǎo)委員會
聘請行業(yè)、企業(yè)專家建立具有職業(yè)特色的專業(yè)指導(dǎo)委員會,廣泛吸納行業(yè)、企業(yè)全方位、全過程參與專業(yè)的人才培養(yǎng)工作。專業(yè)指導(dǎo)委員會定期或不定期針對行業(yè)發(fā)展變化、職業(yè)崗位需求、職業(yè)能力要求對專業(yè)發(fā)展方向、專業(yè)人才培養(yǎng)定位、專業(yè)課程體系進行把脈,確保專業(yè)建設(shè)和發(fā)展方向與職業(yè)崗位緊密對接。
專業(yè)指導(dǎo)委員會將在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、教材開發(fā)、師資隊伍培養(yǎng)、教學(xué)方式方法改革等方面制定和實施科學(xué)的質(zhì)量評價標(biāo)準,建立行業(yè)企業(yè)參與的質(zhì)量評價機制。
2.實行柔性化教學(xué)改革
聘請高層次專家團隊和客座教授,把企業(yè)、行業(yè)的新知識、新理念、新技術(shù)帶入課堂,不斷更新和拓展教學(xué)內(nèi)容。以現(xiàn)有校外實習(xí)實訓(xùn)基地為基礎(chǔ)進行深層次的產(chǎn)學(xué)融合,實現(xiàn)校企共贏。
與相關(guān)行業(yè)協(xié)會形成緊密互動,在技能證書和員工培訓(xùn)、科研、實習(xí)、招聘等方面為行業(yè)發(fā)展、企業(yè)發(fā)展提供服務(wù)。
三、“四融合”人才培養(yǎng)模式
1.人才培養(yǎng)目標(biāo)與行業(yè)企業(yè)需求相融合
依托物流行業(yè),根據(jù)行業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才需求制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),對行業(yè)企業(yè)發(fā)展和人才需求的變化做出及時響應(yīng),以需求為導(dǎo)向修訂專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),使專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與行業(yè)企業(yè)需求深度對接。
2.課程體系與職業(yè)標(biāo)準相融合
基于物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用高職本科專業(yè)課程體系的構(gòu)建應(yīng)綜合考慮國家物流師職業(yè)標(biāo)準和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用職業(yè)標(biāo)準,依據(jù)職業(yè)標(biāo)準制定專業(yè)職業(yè)能力標(biāo)準。專業(yè)職業(yè)能力標(biāo)準包括:專業(yè)基礎(chǔ)能力、專業(yè)核心能力、專業(yè)拓展能力,并以專業(yè)職業(yè)能力標(biāo)準為依據(jù)設(shè)計課程體系。
3.教學(xué)過程與工作過程相融合
以“工作過程”為導(dǎo)向開發(fā)項目課程。課程開發(fā)來源于企業(yè)典型工作崗位,課程內(nèi)容來源于實際工作任務(wù)和工作情境,將教學(xué)過程和真實工作過程進行“融合”。
4.理論教學(xué)與實踐教學(xué)相融合
理論知識來源于實踐積累和總結(jié),又反過來指導(dǎo)實踐,實踐是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的有力支撐。因此,不但要在課程內(nèi)、課程間、學(xué)期間將理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容相融合,設(shè)計課內(nèi)實踐、集中實踐、課外實踐,還要在課程考核中實行課程內(nèi)、課程間、學(xué)期間專業(yè)系列化課程的理論教學(xué)與實踐教學(xué)“雙合格”考核制度。
四、課程體系構(gòu)建
基于物流行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用高職本科專業(yè),課程體系要充分考慮專業(yè)的理論基礎(chǔ)和物流行業(yè)發(fā)展需要,因此課程設(shè)置需要整合相關(guān)交叉專業(yè)的特點,以“寬、專、交”的知識體系為目標(biāo),注重課程體系的交叉融合。針對本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),加強與物流企業(yè)的互動合作,以工作任務(wù)為中心、以項目課程為主體,通過職業(yè)崗位調(diào)研、職業(yè)能力探析、職業(yè)情景搭建,引入行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準,構(gòu)建“物流企業(yè)管理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合”的課程體系。
課程體系結(jié)構(gòu)主要劃分為通識課程、專業(yè)課程及實踐課程三大類。其中,專業(yè)課程根據(jù)專業(yè)知識學(xué)習(xí)的承接性和重要性又分為專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)拓展課程,突出“復(fù)合應(yīng)用型”人才培養(yǎng)。如圖1所示。實踐課程為凸顯高職類院校應(yīng)用型本科專業(yè)特色,與本科院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)實行“差異化經(jīng)營”,加大了實踐課程比重,將實踐課程又分為課內(nèi)實踐課程、集中實踐課程、課外實踐課程,在課程體系設(shè)計中具體體現(xiàn)與本科院校相區(qū)別的“理實交互”特色,即課程內(nèi)部理實交互、課程之間理實交互、課程體系理實交互。
圖1 課程體系結(jié)構(gòu)圖
1.通識課程
通識課程主要包括:政治與國防教育、體育、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)英語、計算機應(yīng)用等。通過通識課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)有的思想政治覺悟,對事物有著正確的審美觀,有良好的身體素質(zhì),健康的心理,積極向上的精神,對英語、計算機應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)有較好掌握,并能熟練應(yīng)用。
2.專業(yè)課程
專業(yè)課程主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程和專業(yè)拓展課程三部分。
2.1專業(yè)基礎(chǔ)課程
專業(yè)基礎(chǔ)課程主要包括:計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、管理信息系統(tǒng)、物流經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)原理、C語言程序設(shè)計、現(xiàn)代物流管理、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論,使學(xué)生達到本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所必須的專業(yè)基礎(chǔ)知識。
2.2專業(yè)核心課程
專業(yè)核心課程包括:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用、無線通信原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)信息管理與維護、物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備選配、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)技術(shù)、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)、射頻識別技術(shù)與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)安全與管理、物流信息技術(shù)、ERP原理與應(yīng)用、二維條形碼技術(shù)原理與應(yīng)用、倉儲與配送管理、物流供應(yīng)鏈管理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例、多媒體技術(shù)與應(yīng)用等,使學(xué)生達到本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所必需的核心知識。
2.3專業(yè)拓展課程
專業(yè)拓展課程包括:物流統(tǒng)計、市場營銷、運籌學(xué)、電子商務(wù)物流、物聯(lián)網(wǎng)英語、管理與溝通等,使學(xué)生在達到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所需知識的基礎(chǔ)上,具有一定的知識拓展和能力上升空間。
3.實踐課程
實踐課程包括:課內(nèi)實踐課、課外實踐課和集中實踐課。集中實踐課主要包括:管理基本技能實訓(xùn)、供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)實訓(xùn)、ERP業(yè)務(wù)實訓(xùn)、職能倉儲管理實訓(xùn)、智能物流供應(yīng)鏈管理實訓(xùn)、車輛調(diào)度實訓(xùn)、立體苦點、線、面業(yè)務(wù)實訓(xùn)、企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建方案設(shè)計等。通過實踐課程,使學(xué)生具備本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的核心能力。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng);射頻識別技術(shù);探討實踐
中D分類號:TP393 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)01-0193-03
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展下,其技術(shù)逐漸開始縱深化發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)則是此類概念下誕生的技術(shù)之一。宏觀分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,能夠加速經(jīng)濟的發(fā)展,提供更多的新型就業(yè)崗位。微觀分析,其技術(shù)的發(fā)展可以降低企業(yè)的運營成本,從而達到提升企業(yè)收益的目的。在此現(xiàn)狀下,筆者針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)趨勢下射頻識別技術(shù)的探討與實踐,進行簡要的剖析,以盼能為我國此類技術(shù)的發(fā)展提供參考。
1 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)顧名思義其核心為網(wǎng)絡(luò),實施的對象為各類物品。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展下,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是新一代信息技術(shù)的重要組成模塊。物聯(lián)網(wǎng)按照其實踐應(yīng)用的現(xiàn)狀可以分為兩個部分,一部分為溝通物品之間的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),另一部分則為應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用戶。用戶通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲取物品的具體參數(shù),并通過此類技術(shù)進行物品的交易,產(chǎn)生良好的技術(shù)體驗。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣,其通過智能技術(shù)以及識別技術(shù),快速完成了物品與網(wǎng)絡(luò)之間的結(jié)合。最終達到提高企業(yè)收益,便捷人們生活的目的。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,其技術(shù)已經(jīng)到達了瓶頸狀態(tài)。在此現(xiàn)狀下,人們對于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也提出了更高的要求,除去網(wǎng)絡(luò)虛擬電子信息的交流外,人們對于物品聯(lián)網(wǎng)也產(chǎn)生了極大的興趣。前期利用藍牙技術(shù),進行控制音響或多媒體設(shè)備的技術(shù),也可以看成是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展模型。但隨著各類科技產(chǎn)品的快速誕生,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也隨之誕生。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生,對于各類的科研項目產(chǎn)生了巨大的促進意義。因此使得物品之間長距離無線控制,有了實現(xiàn)的可能性。隨后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深化發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念則快速的誕生。并且在短時間內(nèi),產(chǎn)生了良好的應(yīng)用效果。
2.1 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起初誕生于西方國家,我國針對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)都較晚,因此關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也較晚。物聯(lián)網(wǎng)概念最初于1999年由美國麻省理工學(xué)院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出,隨后該學(xué)院利用射頻識別技術(shù),建立了自動識別中心。自此之后,西方國家開始了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的發(fā)展。當(dāng)前我國關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,市場對此表露出了極大的發(fā)展興趣。大量的企業(yè)以及研究單位對此展開了實踐工作,并引起了政府部門以及其他行業(yè)的關(guān)注。例如當(dāng)前我國最大的電子商務(wù)企業(yè)阿里巴巴,以及同行業(yè)的京東,則是大量應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,對于我國經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生了較大的影響。但深入分析,此類技術(shù)的發(fā)展對于傳統(tǒng)行業(yè)的影響也較大。尤其是工廠中質(zhì)檢方面的影響較大,但也因此產(chǎn)生了其附屬行業(yè)例如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)的軟硬件生產(chǎn)商。
3 射頻識別技術(shù)
射頻識別技術(shù)英語為:Radio Frequency Identification,通常簡稱其為RFID。此類技術(shù)為通信技術(shù)的一種,通過無線電訊號以及內(nèi)置識別參數(shù),對相關(guān)數(shù)據(jù)進行讀寫和核準。并且在實際應(yīng)用的過程中,不用進行物品與識別器之間的實際接觸。對于工作人員的實際操作產(chǎn)生了極大的便捷,提高了工作效率,一定程度上分析也提升了企業(yè)的收益。
射頻識別技術(shù)屬于微波射頻,其射頻范圍為1-100GHz,因此其適用的距離也較短。此外射頻識別器也在實際應(yīng)用的過程中,分為兩種類型。一類為讀取裝置,另一類為識別裝置。讀取裝置為固定安裝,識別裝置則可進行移動。例如超市收款中利用的掃碼器,也屬于微波射頻技術(shù)的一類,固定裝置例如門禁系統(tǒng)等。
4 射頻識別技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響
射頻識別技術(shù)的發(fā)展,一定程度上促進了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。兩者具備相輔相成的關(guān)系,其在發(fā)展的過程中,兩者通過軟硬件之間的結(jié)合,完成了用戶對于物品信息的了解,或?qū)ξ锲返馁徺I。相較于傳統(tǒng)的購物方式,以及信息獲取方式,對用戶產(chǎn)生了較好的應(yīng)用體驗。整體上分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于主干核心技術(shù),射頻識別技術(shù)則屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中的輔助應(yīng)用技術(shù)。兩者結(jié)合下完善了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,并對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的后期發(fā)展,產(chǎn)生了積極的作用。
5 射頻識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的應(yīng)用
射頻識別技術(shù)的發(fā)展促進了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,完成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)初期發(fā)展的基礎(chǔ)建設(shè)。當(dāng)前兩者結(jié)合下產(chǎn)生了極佳的應(yīng)用體驗,在此背景下筆者針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)趨勢下,射頻識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用進行分析。其中具體的分析內(nèi)容為:倉儲方面的應(yīng)用實踐、物流方面的應(yīng)用實踐、智能家居方面的應(yīng)用實踐、物品質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用實踐、數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用實踐。針對此類應(yīng)用項目,筆者進行簡要的分析介紹。
5.1 倉儲方面的應(yīng)用實踐
電子商務(wù)在近些年來發(fā)展迅猛,大量的電子商務(wù)企業(yè)進入此類行業(yè)中。在此背景下,商戶在進行商品交易的過程中,則需進行貨物的儲備以及轉(zhuǎn)移。在此過程中筆者提供一組數(shù)據(jù):2015年淘寶雙11活動,最終的成交額為912.17億元,產(chǎn)生的包裹大約為:5億件左右。2016年淘寶雙11活動,最終成交額為1207億元,產(chǎn)生的包裹數(shù)量約為:10.5億件。如此龐大的交易額以及快件量,對于倉儲方面的要求極高,甚至極易引發(fā)嚴重的倉儲事故。
在此現(xiàn)狀下,阿里巴巴成立了菜鳥驛站,京東成立了京東物流。其在倉儲轉(zhuǎn)移中則是大量應(yīng)用了射頻識別技術(shù),射頻識別技術(shù)在其企業(yè)的倉庫中,形成了類似當(dāng)前我國公安部門的天眼網(wǎng)絡(luò)。通過密集的射頻識別裝備,達到對貨物的快速識別以及快速的轉(zhuǎn)移。以此降低了倉儲的出錯率,提升了倉儲能力。
5.2 物流方面的應(yīng)用實踐
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展的過程中,其核心的內(nèi)容除去互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的軟件方面外。還存在硬件,以及基礎(chǔ)設(shè)施方面的應(yīng)用。關(guān)于其基礎(chǔ)設(shè)施方面的應(yīng)用,主要為物流方面的應(yīng)用。在此過程中,關(guān)于射頻識別技術(shù)的應(yīng)用則較多。
例如人們在網(wǎng)絡(luò)平臺進行購物的過程中,網(wǎng)絡(luò)商鋪通過快遞公司進行發(fā)貨。在此過程中大量的快遞主要目的地相同,此類貨品首先用過倉Φ昶探行發(fā)出,之后通過快遞公司進行中轉(zhuǎn)分揀發(fā)送。前期物流公司針對此類分揀工作,主要通過人工分揀的方式進行規(guī)整。但隨著電子商務(wù)交易規(guī)模的逐漸變大,交易過程中產(chǎn)生的物品量也較大。此類現(xiàn)狀下,人工分揀不但出錯率高。而且成本較大效率也較低,射頻識別技術(shù)的應(yīng)用,則是極大改善了此類現(xiàn)狀。
通過射頻識別技術(shù),以及自動化技術(shù)的應(yīng)用。物品得到了快速、準確的分揀和備貨。從而達到了提升效率,穩(wěn)定企業(yè)收益的目的。
5.3 智能家居方面的應(yīng)用實踐
近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)都受到了其技術(shù)發(fā)展帶來的影響。其中家裝行業(yè)則是受益較多的行業(yè)之一,智能家居其核心技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將家庭中的生活設(shè)備、門窗、燈具、多媒體設(shè)備進行互聯(lián)。其中射頻識別技術(shù)在應(yīng)用的過程中,主要的應(yīng)用范圍為:安防技術(shù)、門禁技術(shù)等。
例如當(dāng)前市場中智能家居較多的一類智能門窗中,則是利用了射頻識別技術(shù)。此類技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與硬件進行相互結(jié)合,便捷了人們在生活中的使用,也提高了安全效果。例如射頻識別技術(shù)中的門禁技術(shù),通過管理員模式將家庭成員的指紋或面貌,進行留存設(shè)置建立新用戶。在保持網(wǎng)路暢通的環(huán)境下,開門只需要按指紋或掃描面貌即可。并且在停電或斷網(wǎng)期間,其具備傳統(tǒng)門鎖的特點,可以利用鑰匙進行開門。射頻識別技術(shù)的應(yīng)用,對于人們的財產(chǎn)安全提供了多一層的保護。
5.4 物品質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用實踐
一項合格的產(chǎn)品從生產(chǎn)都成型,直至最后進行產(chǎn)品交易。其中最主要的環(huán)節(jié)即為質(zhì)檢環(huán)節(jié),產(chǎn)品的質(zhì)檢方式對于產(chǎn)品后期的交易,以及產(chǎn)品的合格性影響重大。尤其是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下,質(zhì)檢技術(shù)更是其中的重中之重。合格的產(chǎn)品質(zhì)量能夠促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,劣質(zhì)的產(chǎn)品也能對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生極其惡劣的影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前在我國的發(fā)展中,還屬于初期階段。因此關(guān)于其技術(shù)的穩(wěn)定性以及安全性等方面,還是引起了較多人群的關(guān)注。射頻識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)物品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用,則有效提升了產(chǎn)品質(zhì)檢的效率。產(chǎn)品在進行質(zhì)檢的過程中,首先對射頻識別裝置進行參數(shù)設(shè)置。之后通過流水線設(shè)備進行物品的傳遞,通過射頻識別技術(shù)進行質(zhì)檢。通過固定數(shù)據(jù)質(zhì)檢的比對,極短的時間內(nèi)即可檢測出產(chǎn)品的質(zhì)量現(xiàn)狀。以此減少因人工質(zhì)檢產(chǎn)生的誤差現(xiàn)象,并且減少了企業(yè)的報損費用,提升了企業(yè)的經(jīng)濟收益。
5.5 數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用實踐
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展的過程中,數(shù)據(jù)對于其技術(shù)發(fā)展的影響重大。例如設(shè)備在使用的過程中,其正確的使用順序為:屏幕啟動-主機啟動-配件啟動。但在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,人工錯誤設(shè)置為:主機啟動-屏幕啟動-配件啟動。此類現(xiàn)狀下造成設(shè)備無法正常使用,設(shè)備開啟后設(shè)備配件無法啟用,無法加載到應(yīng)用項。因此在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中,數(shù)據(jù)對于其發(fā)展的影響重大。射頻識別技術(shù)在發(fā)展的過程中,則存在數(shù)據(jù)采集的功能。前期在應(yīng)用的過程中,射頻識別設(shè)備需輸入控件的相關(guān)參數(shù),其內(nèi)部數(shù)據(jù)在比對的過程中,按照設(shè)備參數(shù)會進行一定的調(diào)整。以此避免設(shè)備在啟動應(yīng)用的過程中出現(xiàn)故障現(xiàn)象,降低了設(shè)備的故障率。
此外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展的過程中。其整體的技術(shù)具備一定的智能化,系統(tǒng)具備一定的學(xué)習(xí)能力。因此產(chǎn)生的現(xiàn)象為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備隨著應(yīng)用時間的加長,其故障率以及出錯率逐漸降低,最終達到零失誤的效果。此類現(xiàn)狀下其核心問題即為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行數(shù)據(jù)的積累以及調(diào)整,其中針對數(shù)據(jù)積累和調(diào)整的主要技術(shù)即為射頻識別技術(shù)。
6 結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,市場的發(fā)展也獲得了較大的成果。企業(yè)與企業(yè)之間,國家與國家之間的交流也更加頻繁。針對物聯(lián)網(wǎng)的角度分析,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的誕生則是推動了全球經(jīng)濟的快速發(fā)展。當(dāng)前在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下,關(guān)于其輔助技術(shù)的發(fā)展也引起了人們的關(guān)注。其中最主要的輔助技術(shù),射頻識別技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。射頻識別技術(shù)配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),極大的完善了市場對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。一定程度上彌補了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不足之處,當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展的過程中,關(guān)于射頻識別技術(shù)主要的應(yīng)用實踐方面為:倉儲方面的應(yīng)用實踐、物流方面的應(yīng)用實踐、智能家居方面的應(yīng)用實踐、物品質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用實踐、數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用實踐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對射頻識別技術(shù)的應(yīng)用,極大促進了實際應(yīng)用企業(yè)的發(fā)展,并且加強了應(yīng)用企業(yè)的實際收益。在當(dāng)前市場競爭激烈的環(huán)境下,更是促進了企業(yè)的核心競爭力。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);計算機網(wǎng)絡(luò);課程群;教學(xué)改革
1 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的重要地位
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、識別技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及普適計算等技術(shù),按照約定的協(xié)議,實現(xiàn)無處不在的物與物、物與人、人與人之間的互聯(lián),其應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療監(jiān)測、智能交通、政府工作、智能消防、環(huán)境監(jiān)測、情報搜集等。物聯(lián)網(wǎng)公認有3個層次,其中底層是感知數(shù)據(jù)的感知層,中間是傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)層,上層是內(nèi)容信息處理的應(yīng)用層。
由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次結(jié)構(gòu)可以看出,物聯(lián)網(wǎng)是三網(wǎng)融合的延伸和擴展,技術(shù)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)。它以IP協(xié)議為基礎(chǔ),采用類似互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的分層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議為上層的各種應(yīng)用提供服務(wù)[1]。
從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心需求的角度來看,計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識在整個物聯(lián)網(wǎng)的課程知識體系中尤為重要。在專業(yè)建設(shè)過程中,應(yīng)以互聯(lián)網(wǎng)為核心和基礎(chǔ),以計算機網(wǎng)絡(luò)課程為中心,充分考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)對計算機網(wǎng)絡(luò)知識的需求,圍繞課程選取與階梯式課程群設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容安排與銜接、教學(xué)方法與改革、實踐課程體系設(shè)置等方面展開改革和探索,培養(yǎng)學(xué)生扎實的網(wǎng)絡(luò)知識,為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程打好基礎(chǔ)[2]。
2 課程選取與階梯式課程群的課程設(shè)置
課程群的課程設(shè)置不是簡單的課程組合,需要對課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一個重要的知識模塊,涵蓋了從計算機網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)到實踐操作,再到綜合應(yīng)用的全部內(nèi)容,是一個內(nèi)涵豐富的課程體系。
湖北工業(yè)大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托原有的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),課程體系設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的基礎(chǔ)上進行了大幅度的修改,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的主要課程見圖1。
可以看出,原有計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的課程主要基于IPV4,偏重于互聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)、層次模型、有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及組建、網(wǎng)絡(luò)管理與分析等方面,并不能體現(xiàn)現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和特點。
因此,在進行物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群設(shè)置過程中,筆者充分考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的需求和特點,經(jīng)過大量調(diào)研和反復(fù)思考,整體改造原課程群,加入了無線網(wǎng)絡(luò)、嵌入式、傳感等知識模塊,形成一條層次分明且知識體系完整而獨立的課程鏈,主要專業(yè)核心課程有計算機網(wǎng)絡(luò)、TCP/IP協(xié)議原理、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編程與系統(tǒng)開發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)階梯式計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群具體課程設(shè)置見圖2。
由圖2可以看出,經(jīng)過精心設(shè)置的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的各門課程并非簡單的、平面式的結(jié)構(gòu),而是5個階段的課程群[3],分別為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論模塊、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用模塊、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)模塊、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與安全模塊、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用與實踐模塊,具有良好的課程遞進層次關(guān)系。
3 課程群具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
計算機網(wǎng)絡(luò)課程群主要培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程系本科生的互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)和實踐能力,要求學(xué)生掌握互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的基本理論知識與關(guān)鍵技術(shù),能夠理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)總體構(gòu)架,并具備網(wǎng)絡(luò)管理與配置、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與創(chuàng)新的能力。計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的建設(shè)不僅是選取內(nèi)容縱向有傳承關(guān)系、橫向有內(nèi)在聯(lián)系的幾門課程,還要梳理和整合課程教學(xué)內(nèi)容,打破課程間的壁壘,減少重復(fù)內(nèi)容并保證內(nèi)容的連貫性與完整性[4]。因此,在進行課程群建設(shè)時,筆者充分考慮了課程群內(nèi)諸課程在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、側(cè)重點、時間分配等方面的相互關(guān)系。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐與探索,筆者在教學(xué)內(nèi)容的安排和設(shè)置方面做了如下安排和改革,見表1。
從第三學(xué)期開始,每學(xué)期逐漸增加網(wǎng)絡(luò)方向的課程,這學(xué)期開設(shè)的計算機網(wǎng)絡(luò)主要以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為主。從最熟悉的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用入手,首先闡述計算機網(wǎng)絡(luò)的起源與發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的基本概念以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)分層模型,使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)有清晰的了解;然后以自底至上的順序詳細講解網(wǎng)絡(luò)各層次的協(xié)議內(nèi)容與工作原理,并在實驗環(huán)節(jié)使用抓包軟件進行協(xié)議分析和觀察,以驗證性和演示性實驗為主,使學(xué)生通過實驗過程了解網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識;在計算機網(wǎng)絡(luò)課程的后期,加入對未來網(wǎng)絡(luò)展望的內(nèi)容,包括下一代因特網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等知識,一方面擴展傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)授課的范疇,增加課程的廣度和深度,另一方面旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。
第四學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容主要在第三學(xué)期課程的基礎(chǔ)上進行擴充和深入,開設(shè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與TCP/IP協(xié)議原理課程。通過學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課程,學(xué)生將掌握交換與路由的基本知識與基本原理,培B學(xué)生對中小型園區(qū)網(wǎng)的組網(wǎng)與管理能力,能對具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用給出合理的規(guī)劃和可行的解決方案,并具備解決網(wǎng)絡(luò)中常見問題的基本技能,將理論知識付諸于應(yīng)用。TCP/IP協(xié)議原理課程是計算機網(wǎng)絡(luò)課程的延續(xù)和深化,通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生將深入掌握TCP/IP原理,在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上用程序設(shè)計語言實現(xiàn),從而提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)能力,夯實網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ),提高網(wǎng)絡(luò)安全意識,增強網(wǎng)絡(luò)分析能力。
在前面兩個學(xué)期學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,第五學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容開始體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特色,開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及RFID原理及應(yīng)用3門課程都是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論是學(xué)生認識物聯(lián)網(wǎng)的起點,通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生能了解物聯(lián)網(wǎng)的起源和典型應(yīng)用,理解物聯(lián)網(wǎng)的概念與內(nèi)涵,并對物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)和核心技術(shù)有充分的認識,這是一門重要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)啟蒙課程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID原理及應(yīng)用這兩門課,是深入學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心專業(yè)課程。通過學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握無線傳感器平臺和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、射頻識別技術(shù)的基本概念與原理方法,為后續(xù)的綜合實踐環(huán)節(jié)打好理論基礎(chǔ)。
第六學(xué)期開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全和物聯(lián)網(wǎng)安全兩門課程是進階課程,通過這兩門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)在掌握互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)基本原理的基礎(chǔ)上,了解網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全知識模塊,包括密碼理論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全概述、密鑰管理、安全路由、物聯(lián)網(wǎng)中的抗干擾、射頻識別的隱私與安全、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計等基礎(chǔ)知識,達到從理論到應(yīng)用、從架構(gòu)到安全的全方位提升。
第七學(xué)期設(shè)置的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié),旨在提高學(xué)生的綜合應(yīng)用和動手能力。通過為期一個月的實踐學(xué)習(xí),學(xué)生能夠設(shè)計一個物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng),能夠從系統(tǒng)的角度看待物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用問題,并能綜合利用幾年來所學(xué)的互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)知識解決網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用的相關(guān)問題。
綜上所述,本課程群的課程內(nèi)容在設(shè)置上是完整的、連續(xù)的、突出重點的,涵蓋了從基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)與安全的內(nèi)容,并遵循從易到難、從淺到深、從原理到應(yīng)用、從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)、從系統(tǒng)到安全的原則來設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。課程分布于第三學(xué)期到第六學(xué)期之間,內(nèi)容在時間的安排上符合學(xué)習(xí)的一般規(guī)律,并注重理論與實踐相結(jié)合的原則,具有科學(xué)性和可實施性。
4 計算機網(wǎng)絡(luò)課程群教學(xué)方法改革
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于集成創(chuàng)新型技術(shù),培養(yǎng)的人才不僅要具備扎實的理論基礎(chǔ),還應(yīng)具備很強的工程實踐與應(yīng)用能力。因此,在計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的教學(xué)中,筆者堅持“課程精、實踐強”的原則,強調(diào)理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法,不斷改革理論教學(xué),引入MOOCs、混合教學(xué)、開放課堂、對分課堂等形式,強化實踐教學(xué),深入開展校企合作模式,形成了工程訓(xùn)練、專業(yè)認證、創(chuàng)新培養(yǎng)并舉的特色教育理念。鑒于在實踐教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的有力措施和突出成績,筆者在2012年獲得了湖北工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。
4.1 根據(jù)不同課程探尋多種教學(xué)模式,提高教學(xué)效果
近年來,以MOOCs為代表的新型教學(xué)模式不斷涌現(xiàn),大多依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,秉承自由學(xué)習(xí)的理念,旨在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,為傳統(tǒng)課堂注入了新的活力。筆者在計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的建設(shè)中,結(jié)合各門課程的優(yōu)勢和特點,進行了多種課程教學(xué)模式的改革和嘗試,力求獲得更好的教學(xué)效果。
以計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式改革為例,該課程作為課程群的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)效果對整個專業(yè)的后續(xù)學(xué)習(xí)至關(guān)重要。考慮到這門課程的網(wǎng)絡(luò)資源比較豐富,且大部分內(nèi)容難度不大,筆者采取了傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式。這種模式由課前預(yù)習(xí)、面對面授課(face-to-face)、在線學(xué)習(xí)(On-line)、實踐訓(xùn)練4個過程組成。此學(xué)習(xí)模式整合了各種教學(xué)資源和多樣化的學(xué)習(xí)形式,如課堂學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、分組討論、任務(wù)驅(qū)動、協(xié)作項目實踐活動、實踐訓(xùn)練等[5]。混合教學(xué)模式既保持了傳統(tǒng)課程教W的優(yōu)勢,又在課前和課后引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)生能通過各種學(xué)習(xí)方式保持學(xué)習(xí)興趣并取得良好的學(xué)習(xí)效果。
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程教學(xué)模式改革中,針對該課程內(nèi)容繁而細、知識更新快、實踐性強的特點,筆者提出了物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論的開放式教學(xué)法,主要途徑有開放教學(xué)過程、開放教學(xué)內(nèi)容、開放教學(xué)考核與開放教學(xué)環(huán)境等。在教學(xué)過程中,以學(xué)生為主體開展教學(xué)活動,課堂上有分組討論、頭腦風(fēng)暴、及時答疑、小組展示等各種環(huán)節(jié)。在注重師生關(guān)系平等的基礎(chǔ)上,盡量與學(xué)生進行課堂互動,引導(dǎo)學(xué)生積極思考并大膽表達自己的觀點。在教學(xué)內(nèi)容上以新技術(shù)和實例教學(xué)為主,每學(xué)期的課件和內(nèi)容都要及時更新和補充,并將教學(xué)內(nèi)容融入實際案例。比如在介紹常用傳感器及其典型應(yīng)用的時候,會聯(lián)系生活中的小米手環(huán)、智能醫(yī)療、智能家居應(yīng)用等,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也擴充了學(xué)生的視野。在教學(xué)環(huán)境上,以開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺作為課堂的補充,并以開放的形式進行考核,注重對學(xué)生分析能力和創(chuàng)新能力的考核。
實踐證明,依據(jù)不同課程的特點和性質(zhì),在課程群中開展適合不同課程的多種教學(xué)模式探索,能大大增加課程的吸引力并降低學(xué)習(xí)的難度,學(xué)生不僅能學(xué)到知識,更能提高學(xué)習(xí)的興趣,并鍛煉自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。
4.2 重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生工程實踐能力
為了保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,筆者多次對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)計劃進行深入的研究和有針對性的修訂,包括增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時、提高綜合性與設(shè)計性實驗比例、增加物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)、強化實習(xí)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),并加強對實踐教學(xué)體系各環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理。
1)調(diào)整實驗學(xué)時,改革實驗教學(xué)方式,提高綜合性與設(shè)計性實驗比例。
計算機網(wǎng)絡(luò)課程群中的每門課程都配備了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。對于一些實踐性較強的課程,如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課程,根據(jù)其課程特點,改革性地將理論課堂搬到實驗室。為保證課堂效果和實驗過程完整性,采用4節(jié)連上的方式,并將對分課堂和任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)理念引入課堂,用一節(jié)課講解核心的理論和實驗內(nèi)容,余下3節(jié)課全部進行實驗、調(diào)試和答疑。每節(jié)課以一個實踐小項目為驅(qū)動,學(xué)生通過分組合作的方式進行,以實踐項目完成效果為考核的標(biāo)準。學(xué)生普遍反映這種實踐教學(xué)效果良好,可以及時消化和理解理論知識,避免理論與實踐的脫節(jié),并鍛煉了協(xié)作與學(xué)習(xí)能力。
為了彌補大多數(shù)課程中以驗證性實驗為主的局限性,課程在每門課程的實驗教學(xué)大綱中都加入了一個綜合性的實驗內(nèi)容,并在高年級增加了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié),主要提供一些平臺和一段時間給學(xué)生進行知識的梳理和總結(jié),鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)業(yè)計劃實現(xiàn)自己的想法,把學(xué)生的興趣、愛好、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新融為一體,這也是實踐環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)。