物联网工程导论课程建设与研究*

王新平王志良

（1、北京科技大学自动化学院，北京1000832、北京科技大学计算机与通信工程学院，北京100083）

物联网工程导论课程建设与研究*

王新平1王志良2

（1、北京科技大学自动化学院，北京1000832、北京科技大学计算机与通信工程学院，北京100083）

文章针对物联网工程导论在教学中如何定位、确定课程内容和安排学时等问题，结合实际的教学经验，论述物联网工程导论课程建设的方法。

物联网；导论；教学

一、背景

物联网是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［1］。

作为教育部批准的首批开办物联网工程本科专业院校之一，北京科技大学目前已经拥有四届的物联网工程专业本科毕业生。

物联网工程专业的入门课程《物联网工程导论》主要向学生介绍物联网的基本概念，以及物联网所涉及的主要技术与应用范畴。通过本课程的学习，让学生初步了解物联网这一抽象名词，掌握物联网技术的应用方法，最终展望物联网的发展趋势。本课程也作为全校公共选修课，向新生普及物联网教育。本课程同时作为北京市学院路共同体的选修课程，已经讲授多次。从课程的讲解过程中，我们结合实际教学效果和学生的反馈意见把导论课程的内容和方法进行了总结。

二、物联网工程导论课程研究

（一）导论的定位

物联网工程导论作为物联网工程专业的入门课程，在所有专业课程之前开设。通过导论的学习，使学生对物联网工程专业有一个全面的了解，对专业有一个总体把握。同时对大学期间的学习方向有一个明确的认识，树立良好的职业道德。

（二）开设时间

作为专业和相关知识的介绍课程，物联网工程导论应该在大学一年级开设。无论是按照专业招生还是按照大类招生，都应该把导论安排在第一学年讲授。

（三）课程内容

1.物联网基础。在物联网概述部分着重讲解物联网的定义，消除学生对物联网的误区，了解物联网中的“物”的概念和要求，使学生了解到一个真实的物联网。使学生熟悉物联网的历史，了解物联网的起源，发展以及物联网发展的三大推动力，了解各国在物联网上的投入以及发展战略。重点讲述我国对物联网的重视，通过物联网发展新兴产业的国家中长期发展战略。解读“十二五”发展规划，掌握物联网的发展动态和产业前景。介绍物联网的3个层次，物联网感知层、网络层和应用层把物联网的架构划分清晰，使学生对物联网有一个更好的把握。

2.物联网应用案例。物联网的本质是深度信息化，物联网把各种信息技术充分运用到各个行业。通过介绍物联网的典型应用，从我们生活的城市到学习的校园，再到智能家居，使学生不仅对物联网有了理性认识，同时也拥有的感性认识。为学生更好的理解物联网、认识物联网进行了栩栩如生的描述。

3.物联网关键技术。物联网掀起了第三次信息科技发展浪潮。物联网融合了众多技术和科技手段，相应的支撑技术在物联网的应用中显得日益重要。RFID、WSN/ZigBee、传感器和智能服务等代表技术构成了物联网的技术支撑基础。RFID是一种非接触式自动识别技术，可以快速读写、重启跟踪管理，在智能识别领域有很好的发展前景；以短距离低功耗为特点的WSN/ZigBee可以在任何地点搭建网络；以MEMS为代表的传感器技术拉近了人与自然世界的距离；智能服务技术则为发展物联网提供了有力保障。M2M现今市场中，透过固网和无线的传输，人与人之间的沟通或许已经成熟，但机器与机器（M2M）之间的连接却还是方兴未艾，M2M市场当下已成为全球范围内快速增长的高科技市场之一。云计算是信息技术发展和信息社会需求达到一定阶段的必然结果。云计算与物联网是互为支持的，云计算让物联网在更广泛的范围内进行信息资源共享，云计算增强了物联网中的数据处理能力，并且提高了智能化处理程度。

表1 物联网专业课程学期进度安排表

4.物联网知识体系。物联网作为战略新兴产业的重要组成部分，需要坚实的技术基础。通过分析物联网的知识点、知识单元和知识体系，来帮助学生掌握使用的软件和硬件技术和平台，理解物联网的学科基础，从而真正领悟物联网的本质。

5.物联网课程安排。表1为物联网专业课程学期进度安排表［2］。

6.物联网人才要求。物联网工程专业人才培养目标主要体现在以下方面：德智体全面发展，富有社会责任感，良好的职业道德，具有一定的人文社科、经济管理等方面的综合素质。具有“基础厚，口径宽，能力强，综合型，素质高”等特点，知识结构合理，扎实的电子技术、传感技术、通信网络理论、信息处理技术、计算机技术、系统工程等理论基础，重点掌握物联网系统的分析与设计等专门知识和技能，系统理解物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与处理方法。具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。具有信息获取、存储、检索、分析和处理能力，能在计算机、自动化和通信等信息领域起引领作用、具有国际视野和竞争力的创新性高层次专门人才。通过研究物联网专业人才培养目标，发现其基本要求包括4个方面，即知识要求、能力要求、素质要求和职业道德。

（四）学时分配

表2 课程学时分配

（五）教学心得

1.章节顺序的调整经过多次的讲授实践，我们把导论课程的章节顺序调整为表x的顺序。第一次讲授的时候，我们把知识体系和课程安排放在了最开始部分，发现讲授的效果并不好，对于学生来讲知识体系以及课程安排都是一些新的概念和名词，完全不知所云。先讲授物联网的基本概念，让学生对物联网有一个初步的认识，然后通过生动的案例，认识了物联网的应用状况。介绍了物联网的关键技术后，再归纳知识体系和课程安排，显得顺其自然，学生也容易理解和接受。最后提出物联网对人才的要求，使学生具有了使命感和责任感。

2.内容的调整。最初的导论课程，我们把重点放在了关键技术的讲解，课上还给学生做了相应的演示实验。可是效果却不尽如人意。作为刚步入大学不久的学生，基础课程的学习还没有完成，专业基础课程还没有开始学习，过多过深的技术讲解显然是不合时宜的，从而使学生对本专业有了畏惧感。经过调整，我们把关键技术的讲解学时减少为4个学时，深入浅出的技术讲解，使学生对关键技术有了一个初步的概念。同时加大案例的分量，通过翔实的案例，让学生认识到物联网的重要性，以及未来的科技发展趋势，培养出了对专业的兴趣和热情。增加了知识体系和课程安排的内容。目前为止，对物联网的认识还有好多误区，有些学生以为专业没有大纲和教学计划，都是在摸索，把他们当作实验品。而教学大纲和教学计划经过很多老师的辛勤付出，早在学生进入专业的半年前就已经制订。虽然我们的计划会有些微调，但是目标和方向都已经确定。通过增加知识体系和课程安排，让学生了解到我们对物联网工程专业和学生是严肃、认真和负责的。

最后谈到了物联网人才的要求。物联网的发展，新兴产业的振兴需要合格的人才。对人才的要求不仅是技术上的，也要求职业道德方面。

（六）同学对教学认识

导论课程讲授的过程中，我们随时注意听取学生对课程的意见和反应。最后的课程考核除了完成试卷，我们都要求学生写出对物联网导论的认识和理解，以及对课程的意见和建议。对于物联网工程专业，学生最有发言权，他们的意见和建议给我们以激励和鞭策，促使我们更好地完善物联网的相关教学内容。

三、结束语

作为新兴学科的物联网工程专业，从本科开始兴办，体现出它的基础性作用，以培养卓越物联网工程师为目标，强调“CDIO+职业道德”的办学特色，构建理论教学体系和实践教学体系。通过理论教学、实践教学和职业道德教育，使物联网工程专业学生能够适应国家战略性新兴产业发展需要，物联网工程是一门前进中的新兴学科，随着科学的发展和科技的进步，物联网的内涵和外延会深入扩展，技术手段会不断革新，应用领域更加广泛，因此，随着时代的发展，我们对于物联网工程的认识理解将不断的丰富和更新。

［1］王志良.物联网：现在与未来［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［2］王志良，石志国.物联网工程导论［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2011.

In view of position，contents and credit hours in the course of"Introduction to Internet of Things Engineering"and in combination with actual teaching experience，this paper discusses the construction methods of this course.

internet of things；introduction；teaching

G642

A

2096-000X（2016）20-0058-02

北京科技大学校级“十二五”规划教材建设项目（编号：JC2013YB033）

王新平（1972-），男，汉族，博士，讲师，研究方向为表情、声音识别，人工智能。王志良（1956-），男，汉族，博士，教授，研究方向为物联网技术，人工心理与机器人系统。