无线传感器网络实验教学研究

李小龙

摘要：随着物联网技术的兴起，无线传感器网络技术越来越受到关注，作为重要物联网工程专业的本科课程之一，由于涉及学科多，交叉大，因而在教学方面有许多难点。通过对无线传感器网络的实验教学方面的探讨，提出了具体的实验课程设置，以求到达高质量的实验教学成果，进而提高学生的学习兴趣以及实际动手能力，从而深化对理论知识的理解。

关键词：无线传感器网络；课程设置；实验教学；教学研究

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）33-7964-02

Abstract： With the rise of the Internet of things technology， the wireless sensor network technology is more and more attention， as an important one of the Internet of things engineering courses， because involves the subject more， cross， therefore there are many difficulties in teaching. Through to the wireless sensor network experiment teaching， put forward the concrete experimental curriculum， in order to reach the high quality of experiment teaching results， and improve the students' interest in learning and practical ability， so as to deepen the understanding of theoretical knowledge.

Key words： wireless sensor network； curriculum； experiment teaching； Teaching Research

1 概述

无线传感器网络作为重要的物联网技术，一直以来是研究的热点方向，无线传感器网络是一门多学科交叉的课程，是日后直接从事无线ZIGBEE技术、无线传感器网络应用系统开发、物联网综合系统设计开发等具体工作所必须学习的核心课程，应此在多个领域有着广泛的应用。作为一门新兴学科，又是一门注重实践的课程，必须要通过优秀的实验教学才能培养学生的实际操作能力与解决问题的能力。

因此在实验教学过程出现的一些问题，提出一些新的想法和探索，以求在教学中达到更好的效果。

2 实验教学中的问题及解决方法

在实验教学方面，由于无线传感器网络是一门新兴课程，没有比较统一的标准进行实验教学。在实验教学中存在教学内容比较单调，采用配套软件，只进行验证性实验。学生缺乏独立思考的能力，往往在实验中只追求实验结果，而对实验中涉及的原理和理论知识不过多的关注，学生往往觉得缺乏挑战，实验积极性不高。这样就造成学生的实践能力较低，再加上实验室设备及软件更新不到位，不能及时更新实验内容，使实验教学进一步落后。

在实验教学中，为了帮助学生进一步深入的掌握理论知识和基本原理，将实验分为基础性实验，综合性实验，设计性实验。基础性实验多为验证性实验，让学生熟悉程序设计流程以及开发环境，熟练掌握开发工具及编译环境，为后续的综合性实验打下基础。综合性实验主要是多个基础性实验的有机整合，目的在于让学生熟悉和整合知识点，更加牢固的掌握基础实验的内容。通过设计性实验，进行一些实际意义的无线传感器网络应用系统，能够自己构想出一些无线传感器网络的模型，应该自行设计一些硬件电路及软件，并且能够自己进行调试来完成设计性实验，学生通过设计题目和设计要求，分组进行进行方案设计，软件编程，测试结果。并且在规定时间内完成设计需求，最后由老师验收实验结果以及学生撰写实验报告。整个实验过程具有挑战性，使学生做实验的兴趣更高，并且发挥学生个人能力，培养了学生的团队协作能力和创新意识，进一步提高了学生的个人综合素质。高校应该设立专业的无线网络传感器实验室，关注学科发展的最新动态，适时的更新实验教学内容以及引进新的实验教学设备，以求获得更好的实验教学成果。

3 实验内容设置

无线传感器网络课程主要是对传感器网络基本概念和主要技术进行教学，还涉及到网络通讯协议以及传感器网络的支撑技术。对于实验课程的覆盖，应该取决于具体的授课课时的安排以及具体的实验条件。

学生在基础实验中应该学生应该能独立的进行验证性实验，通过验证性实验，加强学生对理论知识的理解和巩固，培养了学生的专业基本技术能力，对实验进行分析和讨论，提高学生对课程的理解，具体设置基础实验课程：定时器实验、走马灯和看门狗定时器实验、串口通信实验、CC2420启动及初始化实验、接收和地址译码实验、无线信道监听实验。

通过综合性实验，使学生对传感器系统有了一个全局的了解，也提高了学生的实际动手能力，设置的综合性实验课程：点对点无线通信实验、星状网和线状网通信实验。

基础实验来加深学生对无线传感器网络课程的感性认识，通过感性认识再加深对理论课体系的深入理解。通过后续的综合性和设计性实验，充分强调了学生自己的动手能力和独立思考能力在实验课程中的重要性，并且通过动手和思考更加深刻的理解无线传感器网络的原理和应用。通过实验的学习，学生们可以把无线传感器原理和实践相结合，从而体验真实的无线传感器网络环境，避免了学生只能学到书本上的知识而无法实际运用。可以明显的提高教学成果。

在教学过程中，应该让学生接触到世界主流的知识和技术，掌握流行的技术，这样可以相应的提高学校的科研能力和教学质量，在以后的教学过程中，积极进行教学改革，教师与学生之间应该进行良性互动，帮助学生在学习中找到问题的关键，从而提高学生的学习热情，也可以提高学生的创新能力和运用自己所学知识来发现问题，思考问题，解决问题的能力。

4 结束语

无线传感器网络这门课程的理论性和实践性较强，加之涉及学科较多，实验课程的设置和开展较为重要，根据本文的实验课程设计能够让学生较好的掌握无线传感器网络的基础知识和技术，通过设计性实验和老师的引导，巩固了知识点，熟悉无线传感器网络的设计特点和方法。让学生在学习和实践中循序渐进，提高了个人综合素质，为今后更深层次的学习打下坚实的基础。

参考文献：

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