物联网工程概论教学改革的研究

摘 要：分析物联网工程概论课程的特点，提出课程改革的思路，从师资、教学内容、教学方法和考核方式等几个方面进行改革。

关键词：物联网;教学改革;教学方法

基金项目：2019年上海电机学院电子信息学院课程建设

1 引言

物联网是通过在物体上植入各种微型感应芯片使其智能化，然后借助无线网络，实现人和物体“对话”，物体和物体之间“交流”。物联网为我们展示了生活中任何物品都可以变得“有感觉、有思想”这样一幅智能图景，被认为是世界下一次信息技术浪潮和新经济引擎。国内各高校纷纷设立物联网专业，截止2020年2月，全国已有500多所高校设立了物联网专业，为社会输送了大量的物联网专业人才。

2 物联网工程概论课程的特点

2.1 课程性质

《物联网工程概论》是物联网专业的必修课，也是第一门专业课，是一门导论性质的课程。通过本课程的学习，使学生初步了解物联网工程专业，了解物联网的背景和最新发展、新技术，初步了解物联网的关键技术及基本原理和基本概念，同时也对与物联网密切相关的云计算、智能处理技术、信息安全等有初步的认识和理解，为本专业后续课程的学习打下坚实的基础。

2.2 授课对象

本课程开设在大一第一学期，也就意味着授课对象是大一新生。大一新生往往具有较高的学习热情，但是具备较少的专业知识。甚至可能出现部分学生在高考时没有选择物理的情况，学生的理科基础稍差。因此，在教学过程中如何扬长避短，充分利用学生的学习积极性，克服学生的畏难情绪，增强学生学习的信心变得很重要。

2.3 授课内容

《物联网工程概论》课程的教学内容繁杂，物联网工程属于多个学科交叉的专业，涉及计算机、自动化、计算机网络、通信技术等方面的技术，面面俱到，但是都不深入。每个章节的内容相对独立，都包含大量的专业名词和术语，学生学习比较困难。

3 教学改革

基于以上分析的物联网概论课程的特点，从以下三个方面来进行教学改革。

3.1 师资队伍

物联网专业是一个新兴的专业，因此物联网专业的教师大多是由其他相关专业的教师转过来的。而物联网工程概论课程涉及的知识面又比较广，这就需要教师不断进行专业知识的自我充实和积累，另一方面可以通过定期的教研讨论交流、专门的培训学习、企业挂职锻炼等方式来提升理论和实践水平。

3.2 教学内容

物联网工程概论课程的教学内容多且杂，设计到的知识点很多，如果不进行合理的组织，学生不容易形成知识体系。目前，物联网的体系结构一般分为三层：感知层、网络层和应用层。利用思维导图的方式将所有教学内容归到三个层次中[1]，感知层主要功能是信息的采集，章节包括RFID、传感器技术、智能硬件;网络层的主要功能是完成信息的传输，章节包括物联网通信和网络技术;应用层的主要功能是完成信息的处理与应用，包括定位、智能数据处理、物联网网络安全。最后物联网的应用案例，再用案例的方式将物联网中从感知层采集到的大量信息，再到网络层将信息进行汇聚传输，最后应用层实现对信息的智能处理和应用，使得前面各章节学习的知识点不再各自孤立，而将其有机地融入到具体的应用案例中去，加深学生对物联网各个知识点的理解和掌握。

3.3 教学方法

1）课程的导入。物联网工程概论课程作为物联网专业的第一门专业课，首要的是要激发学生学习物联网专业的兴趣，如何上好这门专业课，如何有趣地引导学生学习本课程，需要对每次新课的导入进行巧妙的设计。课程涉及的知识点众多，什么都要讲，什么都不能深入[2]，每一章都浓缩了一门课甚至几门课。学生每节课都接触到大量新的概念，难以理解和记忆，因此每节课可采用学生比较熟悉的生活中的案例来吸引学生的兴趣，便于学生理解与记忆。比如，在讲解RFID技术时，向学生提出问题“你们使用校园卡能做什么？”学生们马上纷纷回答，食堂刷卡、上课考勤、门禁刷卡，这些都是大家每天都在做的事情。校园卡利用了什么原理呢？这就是RFID技术。“你们还知道有哪些使用RFID的应用吗？”还有ETC、交通卡……原来RFID技术就在我们的身边，一下子激发了学生的兴趣，继续讲解RFID技术了。再比如，在讲解位置服务时，询问学生如果要去一个陌生的地方不知道怎么走，应该怎么办？学生们立刻会想到用导航系统。导航系统可以获取当前的位置信息，并提供路线信息，这就是位置服务。利用位置服务还能做什么呢？启发学生进行思考和讨论。

通过这样的课程导入，可以增加与学生的互动交流，活跃课堂气氛，同时启发学生进行积极思考，对学生的创新思维也是一种锻炼。

2）教学模式。学生初进大学，仍然习惯于以教师为主体的教学模式，被动地接受。因此本课程采用讲授-探究-分享的模式，变以教师为主体为以学生为主体。在讲授完知识点以后，向学生提出探究的问题，学生可以借助网络、相互讨论的形式得到结论，然后在课堂上进行分享。比如，在讲完传感器以后，提出探究问题“无人超市里，需要哪些传感器？”学生则根据老师已经讲授的传感器的分类，探究有哪些传感器可能应用到无人超市里，选一些学生分享他们的探究结果。还可以对这个探究问题进行延伸，让学生设计一个无人超市，以大作业的形式上交，锻炼了学生的解决问题的鞥能力和创新思维能力。这样，让学生充分参与到课堂中来，不再只是被动地接受，而是积极思考，主动参与，课堂不再是教师的独角戏，而是师生之间的对手戏，实现教学相长。

3）借助线上方式实现教学的延伸。物联网工程概论课程的学时非常有限，只有32学时。为了达到更好的学习效果，避免学生的时间与教师的固定答疑时间有冲突的现象，利用在线工具（如学习通），将讨论和答疑延伸到课堂之外。学生如果有疑问，可以随时随地通过在线工具向教师进行提问。对于共性的问题，教师也可以通过讨论的形式，在全体学生之间展开，然后再给予回复。这样，可以形成学习本课程的良好氛围。

3.4 考核方式

本课程的考核采用过程性考核，除了期末考试以外，还包括探究分享、大作业等，充分反映学生对课程的参与度与表现，从多个角度对学生进行考核。

4 结束语

物联网工程概论是物联网工程专业的第一门专业课，本文从课程性质、授课对象和授课内容三个方面分析了物联网工程概论课程的特点，然后从师资队伍、教学内容和教学模式三方面对课程进行了改革，激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地学习本课程，为其他专业课程的学习打下良好的基础[3]。

参考文献

[1]洪琴.基于知识图谱的物联网导论教学内容探讨[J].科教導刊，2020（6）：104-105.

[2]洪琴.《物联网工程导论》课堂导入设计的探索与思考[J].计算机产品与流通，2019.2：257.

[3]刘芙蓉，范双南，彭姣丽.物联网导论教学设计[J].计算机产品与流通，2018.11：238.

作者简介

闫俊英（1978-），女，汉族，安徽阜阳人，硕士，讲师，现任教于上海电机学院电子信息学院，研究方向：信息检索。