浅谈物联网技术基础课程的教学改革

王锴

摘要：近些年，物联网技术在国民生产及生活中愈发重要。很多高校为计算机类、自动化类、

电子工程类等相关专业的低年级学生设置了物联网技术基础的相关课程。如何上好这门课程尚有许多地方需要探讨。根据实际教学经验，本文从教学内容、师生互动及考核方式三个方面阐述了提高这门课教学效果的方法。

关键词：物联网；讲授内容；互动；考察方式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0057-02

一、引言

物联网是近些年来得以迅速发展的一个新兴概念，是继互联网之后信息技术的又一次重大变革。物联网即为“利用智能化终端技术，如RFID技术、无线传感网络技术、无线通信技术等，结合计算机互联网，实现物—物互联，以达到智能化识别、定位、监控、管理等”。如今，物联网技术已广泛应用于日常生活、工业生产、医疗、军事等各个领域，如智能家居、智能制造、智能物流等，并愈发迅速地得以发展。以美国为代表的西方发达国家率先提出了发展物联网技术的相关战略，如“智慧地球”等。自2009年以来，我国将物联网产业提升为国家战略的发展层次，物联网已被国家列为中长期科技发展重点。

为此，越来越多的学校为相关专业的低年级学生开设了物联网技术基础的相关课程。在我校，《物联网技术基础》是自动化类、计算机类、电子信息类等专业的一门基础课。通过此课程的学习，可以让学生对于物联网技术的概念、组成、应用及其相关的支持技术有一个较为全面的了解。从而，有助于拓宽学生的知识面，了解所学专业与物联网技术之间的联系，对于学生今后就业或者从事科学研究均具有重要的指引作用。长远来看，可鼓励更多学生今后投身物联网技术的相关工作之中，促进我国物联网产业的发展。

二、现状

目前，本人所授的《物联网技术基础》是针对大二上学期自动化系学生的一门考查课，共24个学时。此课程主要讲授：（1）物联网技术的概述；（2）感知与识别技术；（3）无线传感网络技术；（4）通信与网络技术（现场总线、无线互联网等）；（5）智能信息处理技术（人工智能、云计算等）等。此课程包含的知识面广，涉及到了计算机、通信技术、自动控制、电子与电气工程等多个学科专业的内容。这对于大二学生理解这门课的许多内容无疑有着不小的难度。同时，受到学时的限制，许多内容不可能详细、清楚地逐次展开介绍。

由于此课程设置较晚，能够合理地平衡所学内容和让学生理解的教材资料较少。并且，如何调动学生学习的积极性并更好地考查他们所学的知识均有待进一步探讨。

在上课过程中，普遍出现的情况是学生感到所授内容枯燥、难懂，学习积极性较低，课上玩手机、睡觉的情况时有发生。为了改善这种现象，对于授课老师来说，如何编排授课及考核并上好这门课有着很大的挑战。

三、合理优化教学内容

教学内容的编排是上好这门课的重点与难点。在已有的基础上，合理地优化教学内容对于调动学生积极性，促进学生更好地理解有着至关重要的作用。

在教学资料方面，选择一本结构清晰、内容编排严谨的教材作为主教材（如参考文献[1]），再选择一些趣味性、应用性强的相关书籍进行补充（如参考文献[3]）。这样可使得教学的主体内容兼顾严谨性与趣味性，即可让学生学习到较为深入的知识，又可提升他们的学习兴趣，使其感到内容较为通俗易懂。结合这些书籍的内容，并借助于网络资源，合理地进行编排、筛选，制作相应的教案。

根据教材中各部分内容的重要性及难易程度等合理进行所授内容详略的调整。教材大多就物联网所包含的一系列相关技术的概念、原理及前沿发展等做较为详细的阐述。然而，学生的知识基础有限，且受到课程学时的限制。所以在实际授课时需进行内容的详略調整。可考虑将那些难以理解的概念、原理等替换为包含大量图片、视频信息的应用实例。另外，那些应用较少或对于学生十分陌生的技术则可以进行内容上的删减，简单予以介绍即可。而是将讲授的重点放在学生兴趣较为浓厚、易于学生理解的内容上。例如，在讲解生物识别技术部分的时候，可更多的通过图片、视频等方式展示一些学生感兴趣的应用实例，如手机中的指纹、人脸识别技术，无人驾驶技术中的识别问题等。涉及到的抽象、枯燥的算法概述，则可简单提及或不讲。同样，在讲解无线传感网络技术的部分时，除介绍其概念、结构、发展历程等之外、可更多地介绍一些其在军事、农业、医疗等方面的应用。再如，在介绍无线通信网络技术的时候，可更多地介绍学生熟悉的Wi-Fi技术、蓝牙技术等，对于较为陌生的ZigBee技术、NFC技术则可以简单提及即可。

根据不同专业调整所授内容的重点。此课程设置的一个重要目的便是使得相关专业的学生更好地了解物联网技术，并清楚自身所学专业与物联网的关联。从而，更加侧重所授学生专业的内容，可以更好地让学生了解自身专业对于物联网产业发展的重要性，也可以更好地提升学生在学习此课程的兴趣与积极性。例如，对于自动化、电气专业的学生，现场总线技术、人工智能、嵌入式系统等与所学专业更为相关，可更为详细地介绍，在物联网的应用方面，则可多列举一些智能电网、智能制造等方面的例子。

四、增强与学生的互动

为了提升课堂教学效果，需在传统讲授法的基础上，引入问答法、讨论法等教学方法。这样，不仅可以高效系统地传授学生知识，并且可以引导学生积极地思考，巩固及检查所学内容，并且能够使得学生保持较长时间的注意力，提升学生的兴趣。实践表明，若不适当引入必要的互动，此课程的讲述内容很难使学生在90分钟的课堂学习上保持充沛的学习积极性，从而对于授课教师的积极性也会有消极的影响。

在课堂授课过程中，除主要的教师讲授外，应增加对学生的提问。所问内容既可包括已经学过的知识，也可是与所学相关且学生较为感兴趣的内容。例如，在每次课的开始，可通过提问的方式带着学生回顾上次课的一些重要知识点，可检测、督促学生的学习。再如，当讲到无线通信及网络技术时，可以首先提问学生对于1G—4G网络及其应用的一些了解；当讲到云计算内容时，可问一些学生，让他们谈一谈对于计算机云的一些了解。

此外，可考虑设置一些专门的讨论课。将课上学生分组，布置一些讨论的主题，如身边的物联网技术等。组员共同查找资料之后，自行选出组长，让其在讨论课上进行汇报，学生或老师可在汇报之后对一组的学生进行提问。所汇报内容可以是物联网技术的一些应用，也可以是物联网的一些相关技术，例如无线传感网、感知识别技术等。

五、设置合理的课程考核方式

为了能够更为客观、科学地检测出学生的学习情况，需要针对此课程的具体性质设置较为合理的考核方式，包括平时成绩与期末成绩两部分。

对于平时成绩，可主要考核学生的出勤、课堂表现、平时作业等。此外，为了更好地体现学生的所学效果，可以随机地进行几次随堂测试。出几道题目，让学生来完成，课后提交。这样可以较好地避免出现平时成绩因作业抄袭等情况而不能较好地反映学生平时所学的问题。

对于期末成绩，由于此课程在我校为考查课，故期末可进行考试也可进行大作业。考虑到此课程的内容覆盖面过于广泛，且很多内容的理解超出了大二学生的能力范围。利用考试的方式来进行期末考查给学生不必要的负担过多。因此，本人采用的是大作业的方式。例如，可布置一些主题，让学生自行选择，通过查找论文资料，撰写相应的文献综述。此种考核方式，不仅很大程度上考查学生对于所学知识的理解，也可考查本科生所应该具备的学习能力、资料查找能力、文献撰写能力等。

六、结语

《物联网技术基础》是随着物联网的发展而新设置的一门课程。本文从课程的内容优化、师生互动及考核方式的设置三个方面进行了讨论。实践证明，合理优化讲授与考核方式后，教学效果得到了较为明显的提升。

参考文献：

[1]徐颖秦，彭力，熊伟丽.物联网技术及应用[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]王晟.物联网技术的现状[J].科技展望，2015，（16）：22.

[3]河村雅人，大塚纮史，小林佑辅，小山武士，宫崎智也，石黑佑树，小岛康平（作者），丁灵（译者）.图解物联网[M].北京：人民邮电出版社，2017.

[4]胡建华，周川.高等教育学[M].南京：南京师范大学出版社，2017.