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【摘 要】在当前物联网技术大潮中,各高校纷纷开设了物联网相关专业,由于其专业知识的多学科、跨领域的性质,使得其对教学设计和课程设计提出了新的要求,本文针对高等职业教育中物联网专业的信息类课程的教与学的改革提出了一些意见,并结合自己的教学实践进行了更深入大的思考。
【关键词】物联网 高职教育
随着温家宝总理在2009年提出“感知中国”,并在无锡设立物联网研究院,将物联网产业列为我国的五大新兴战略性产业,物联网产业开始进入我们平常人家的视线,从这时开始我国对于物联网产业的关注程度大大超越了其他各国,各行各业在积极做准备,希望能在即将来临的物联网时代掌握更大的主动性,高等学校也对其行业的发展给予了更多的关注,并将其引入到自身中。
一、物联网教育现状
在物联网教育中,现阶段我国的高等教育的三个层次都有其对应的物联网专业的,在研究生教育层次上,我国很多高等院校都有对应的物联网专业,如清华大学,北京交通大学等,在这个层次上学生都有较强的学习能力,学校的硬件设备上也比较齐全,他们的研究和教育都集中在物联网的三大核心技术上,且更倾向技术的攻关;在高职和专科教育层次上,从教育的性质上就决定了其与前两者的不同,高等职业教育的目的是培养高级技术人才,其定向是就业,也就是工作岗位,是为了使受教育者获得某一特定职业或职业群所需的实际能力(包括技能和知识等),从而能够更好地就业。所以高职物联网专业教育更偏向于实用性、职业性,这一层次上的高校开设此专业的时间都比较短,且配套设施也不够完善。
二、物联网专业的技术架构支撑
物联网是在计算机互联网的基础上,利用感知识别技术(如RFID)、无线数据通信等技术,构造一个能够包含世界实物的“物品的网络”。在这个网络中,物品(商品)能够在无人干预的情况下,进行相互的交流,其实质是利用感知技术和自动识别技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网从技术架构上可分为三层,分别为:感知层、网络层和应用层。物联网的这种三层架构及其组成决定了物联网专业的知识体系结构,物联网产业中包含的技术性的层面有电子器件技术、硬件设计、数据通信网络、系统集成及组装、软件设计等多方面知识,所以可以看出物联网是个交叉学科,想在高职教育科阶段深入学习所有知识是不现实的,因此,对物联网专业的知识架构进行合理的建构是很有必要的。从行业需求企业招聘岗位来看,现在人才有缺口,许多企业急需中高级技术人才,需要对物联网的某个方面有比较熟练的的技术能力和专业功底,所以高职教育阶段物联网专业课程不应片面的追求知识的广度,而应该在某一技术方面基础注重知识的厚度,让受教育者能有熟练的技术应用能力,这样才能满足企业的需要。
三、物联网专业信息类课程改革--以我院物联网专业为例
目前全国高职物联网专业开设的情况基本有二类:其一,开设新的物联网专业,个别有实力和条件的学校还有物联网学院,所有的教学资源为新建,师资也是新的,培养目标可以为多个,比如物联网应用系统管理员或物联网产品技术员等;其二,由原有的专业开设新的专业方向,而这些原有专业都在物联网的三层技术中尤其一定的优势,如网络通信专业、软件开发专业等,这些专业要么属于电子信息系,要么属于信息工程系或计算机系,但其培养目标都会和原有专业有结合点,比如计算机相关专业的主要是物联网的应用程序开发、物联网的网络组建与维护;电子相关专业的就是物联网的嵌入式系统设计及开发等。
物联网的技术架构是基于无线传感网络、小型无线网络和云计算(云处理)的,其知识层面涵盖了通讯网络、单片机及传感器应用、智能设备应用程序开发、自动控制等多方面的知识,其知识领域的跨度非常广,任何一个专业都不可能在短短的几年的教学时间内将这么多的知识全部教给学生并要求学生熟练掌握,所以对于高职物联网专业的专业目标如何确定,是物联网专业的首要任务,由于其相关知识多,我们如何选择,各学校根据自己的定位。
我院的物联网专业就是以我院信息工程系的计算机应用技术专业为基础开设的专业方向,传统的计算机应用技术专业包括了若干个专业方向,我院的物联网技术方向为新开方向从物联网的三层技术架构中我们对其技术进行了分析,并在企业的实际岗位进行岗位需求调研,针对我院和我专业的实际情况,明確物联网应用程序开发为我院物联网专业的人才培养目标。
下面具体以我院物联网专业为例说明。
(一)高职物联网对学生的能力和知识要求
通过企业调研,明确作为物联网专业核心课程的软件开发类课程,同时要求有一定的硬件编程能力,其对应的岗位群是物联网应用中的应用程序研发和调试人员、智能终端研发和调试人员,岗位要求学生在软件开发的知识学习和实际应用中锻炼能力,其能力目标和素质目标如下:
1.能力目标主要体现四个方面:
(1)通过技能训练,了解通信协议分概念,理解通信相关原理,能熟练的编写程序从zigbee协调器中读取数据,能够进行zigbee节点的调试;
(2)能根据具体的需求进行数据的分析,并能够编写代码,进行zigbee协调器的手动控制和自动控制;
(3)能正确创建物联网应用程序的后台处理程序和后台管理程序,能独立完成故障初查和故障判断;
(4)能进行智能终端的应用程序开发,能建立和谐的人际交互界面,以及解决实际问题的初步能力。
2.素质目标主要体现五个方面:
(1)工作踏实,做事有耐心;
(2)有较强的适应能力、学习能力和抗压能力;
(3)具有良好的软件编写规范;
(4)具有良好的合作意识、沟通意识;
(二)对物联网专业信息类课程建设的思考
1.明确专业知识体系 软件开发类课程是物联网专业核心课程。通过课程的学习,可以有力地提高学生通信传输的理解,数据采集的方法掌握,后台管理程序、后台程序分析、维护、设计的能力,为将来课程学习和就业打下坚实的基础。该课程应该在专业知识体系的框架下,让学生在实训中加深理论理解,提高动手能力,强调物联网应用软件的分析与应用设计能力,培养学生主动学习能力。
2.注意课程的发展与整合
在构建物联网专业的课程体系时,因为其知识体系的跨领域特点,所以专业应该要加强专业间的交流合作,突出综合能力的培养,根据行业特点,对课程进行整合并注重课程的发展性和前瞻性。在设计专业课程体系时,应该综合物联网的目标岗位群的要求和职责,合理制定,注重人才的全面发展,特别是可持续发展。
3.选择合适的项目载体
当前的高职教学上主要使用项目教学法,所以应当选择合适的项目作为教学载体,重视主流软件开发技术在物联网中的应用程序开发中的应用,来构建项目内容。对项目的选择主要考虑两个方面:项目的典型性和知识的覆盖面。物联网的后台应用程序和智能终端的人机交互程序是物联网应用程序开发中的重点,当前社会背景下,人们对智能化的产品越来越向往,课程以无线智能家居控制系统的设计和月球探险车的设计和实践为例组织教学。项目式教学通过任课老师的讲授指导,在通过小组和个人的项目实施,通过实施过程中的同学和小组之间的竞争和合作,利用相关的学习资料,通过项目实践的方式而获得相关的知识和技能。
4.对物联网专业信息类课程建设的建议
(1)软件开发技术作为物联网应用层中的重要技术具有重要意义,物联网作为一个较新的产业和技术其运用的技术都是比较新的,其知识相关之间都是有关联的,比如物联网的数据传输其主要Wi—Fi、ZigBee和3G等无线网络,它们之间相关协议的知识,如何与后台联系等;物联网的终端设备如何通过人机界面监控和控制物联网节点设备,都是比较新的技术,同时其程序设计不同于传统的软件开发,有比较多的硬件控制,这些技术更新快,在我们的课程中必须有一定的技术前瞻性。
(2)发挥优势,结合实际构建课程体系
应当发挥学院优势,结合学院的实际情况来构建课程体系。
以我院为例,广州工程技术职业学院信息类专业包含计算机应用技术、计算机网络技术、电子信息安全技术等相关专业,各专业由于客观原因有一定差别。在专业课程建设方面如何实现师资、设备专业群辐射、共享是一个重要课题。比如物联网专业的无线传输课程可以共享给计算机网络专业,最终形成专业知识体系的知识和师资共享。
(3)将相关课程模块化个性化教学
因物联网的知识复合度高,单一的将某一方面的知识作为一门单一的课程教学较难进行物联网的项目组織为教学,所以课程体系上不便于将知识以课程的方式呈现,我们采用模块的方式将课程进行组织,比如我们的课程体系中有一个节点编程模块,其中用的知识有c程序设计,接口技术,数字电路,单片机技术多个知识,但作为一个单一的课程无法将这几个知识同时包括,所以我们不采用课程呈现知识,而用模块,有任课教师根据项目内容组织教学内容。
四、结语
随着物联网硬件设计的模块化,物联网的设计和开发更多的体现在其应用程序的开发上,物联网信息类课程的建设需要工学结合,通过项目的实践使学生掌握所需理论知识,熟练掌握所需技能,这样培养出来的高技能人才才能满足需求。
参考文献:
[1]柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术,2012,2(1)
作者简介:
熊亚蒙(1980--),男,湖北宜昌人,广州工程技术职业学院信息工程系,硕士,研究方向为嵌入式系统设计和物联网应用开发。
【关键词】物联网 高职教育
随着温家宝总理在2009年提出“感知中国”,并在无锡设立物联网研究院,将物联网产业列为我国的五大新兴战略性产业,物联网产业开始进入我们平常人家的视线,从这时开始我国对于物联网产业的关注程度大大超越了其他各国,各行各业在积极做准备,希望能在即将来临的物联网时代掌握更大的主动性,高等学校也对其行业的发展给予了更多的关注,并将其引入到自身中。
一、物联网教育现状
在物联网教育中,现阶段我国的高等教育的三个层次都有其对应的物联网专业的,在研究生教育层次上,我国很多高等院校都有对应的物联网专业,如清华大学,北京交通大学等,在这个层次上学生都有较强的学习能力,学校的硬件设备上也比较齐全,他们的研究和教育都集中在物联网的三大核心技术上,且更倾向技术的攻关;在高职和专科教育层次上,从教育的性质上就决定了其与前两者的不同,高等职业教育的目的是培养高级技术人才,其定向是就业,也就是工作岗位,是为了使受教育者获得某一特定职业或职业群所需的实际能力(包括技能和知识等),从而能够更好地就业。所以高职物联网专业教育更偏向于实用性、职业性,这一层次上的高校开设此专业的时间都比较短,且配套设施也不够完善。
二、物联网专业的技术架构支撑
物联网是在计算机互联网的基础上,利用感知识别技术(如RFID)、无线数据通信等技术,构造一个能够包含世界实物的“物品的网络”。在这个网络中,物品(商品)能够在无人干预的情况下,进行相互的交流,其实质是利用感知技术和自动识别技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网从技术架构上可分为三层,分别为:感知层、网络层和应用层。物联网的这种三层架构及其组成决定了物联网专业的知识体系结构,物联网产业中包含的技术性的层面有电子器件技术、硬件设计、数据通信网络、系统集成及组装、软件设计等多方面知识,所以可以看出物联网是个交叉学科,想在高职教育科阶段深入学习所有知识是不现实的,因此,对物联网专业的知识架构进行合理的建构是很有必要的。从行业需求企业招聘岗位来看,现在人才有缺口,许多企业急需中高级技术人才,需要对物联网的某个方面有比较熟练的的技术能力和专业功底,所以高职教育阶段物联网专业课程不应片面的追求知识的广度,而应该在某一技术方面基础注重知识的厚度,让受教育者能有熟练的技术应用能力,这样才能满足企业的需要。
三、物联网专业信息类课程改革--以我院物联网专业为例
目前全国高职物联网专业开设的情况基本有二类:其一,开设新的物联网专业,个别有实力和条件的学校还有物联网学院,所有的教学资源为新建,师资也是新的,培养目标可以为多个,比如物联网应用系统管理员或物联网产品技术员等;其二,由原有的专业开设新的专业方向,而这些原有专业都在物联网的三层技术中尤其一定的优势,如网络通信专业、软件开发专业等,这些专业要么属于电子信息系,要么属于信息工程系或计算机系,但其培养目标都会和原有专业有结合点,比如计算机相关专业的主要是物联网的应用程序开发、物联网的网络组建与维护;电子相关专业的就是物联网的嵌入式系统设计及开发等。
物联网的技术架构是基于无线传感网络、小型无线网络和云计算(云处理)的,其知识层面涵盖了通讯网络、单片机及传感器应用、智能设备应用程序开发、自动控制等多方面的知识,其知识领域的跨度非常广,任何一个专业都不可能在短短的几年的教学时间内将这么多的知识全部教给学生并要求学生熟练掌握,所以对于高职物联网专业的专业目标如何确定,是物联网专业的首要任务,由于其相关知识多,我们如何选择,各学校根据自己的定位。
我院的物联网专业就是以我院信息工程系的计算机应用技术专业为基础开设的专业方向,传统的计算机应用技术专业包括了若干个专业方向,我院的物联网技术方向为新开方向从物联网的三层技术架构中我们对其技术进行了分析,并在企业的实际岗位进行岗位需求调研,针对我院和我专业的实际情况,明確物联网应用程序开发为我院物联网专业的人才培养目标。
下面具体以我院物联网专业为例说明。
(一)高职物联网对学生的能力和知识要求
通过企业调研,明确作为物联网专业核心课程的软件开发类课程,同时要求有一定的硬件编程能力,其对应的岗位群是物联网应用中的应用程序研发和调试人员、智能终端研发和调试人员,岗位要求学生在软件开发的知识学习和实际应用中锻炼能力,其能力目标和素质目标如下:
1.能力目标主要体现四个方面:
(1)通过技能训练,了解通信协议分概念,理解通信相关原理,能熟练的编写程序从zigbee协调器中读取数据,能够进行zigbee节点的调试;
(2)能根据具体的需求进行数据的分析,并能够编写代码,进行zigbee协调器的手动控制和自动控制;
(3)能正确创建物联网应用程序的后台处理程序和后台管理程序,能独立完成故障初查和故障判断;
(4)能进行智能终端的应用程序开发,能建立和谐的人际交互界面,以及解决实际问题的初步能力。
2.素质目标主要体现五个方面:
(1)工作踏实,做事有耐心;
(2)有较强的适应能力、学习能力和抗压能力;
(3)具有良好的软件编写规范;
(4)具有良好的合作意识、沟通意识;
(二)对物联网专业信息类课程建设的思考
1.明确专业知识体系 软件开发类课程是物联网专业核心课程。通过课程的学习,可以有力地提高学生通信传输的理解,数据采集的方法掌握,后台管理程序、后台程序分析、维护、设计的能力,为将来课程学习和就业打下坚实的基础。该课程应该在专业知识体系的框架下,让学生在实训中加深理论理解,提高动手能力,强调物联网应用软件的分析与应用设计能力,培养学生主动学习能力。
2.注意课程的发展与整合
在构建物联网专业的课程体系时,因为其知识体系的跨领域特点,所以专业应该要加强专业间的交流合作,突出综合能力的培养,根据行业特点,对课程进行整合并注重课程的发展性和前瞻性。在设计专业课程体系时,应该综合物联网的目标岗位群的要求和职责,合理制定,注重人才的全面发展,特别是可持续发展。
3.选择合适的项目载体
当前的高职教学上主要使用项目教学法,所以应当选择合适的项目作为教学载体,重视主流软件开发技术在物联网中的应用程序开发中的应用,来构建项目内容。对项目的选择主要考虑两个方面:项目的典型性和知识的覆盖面。物联网的后台应用程序和智能终端的人机交互程序是物联网应用程序开发中的重点,当前社会背景下,人们对智能化的产品越来越向往,课程以无线智能家居控制系统的设计和月球探险车的设计和实践为例组织教学。项目式教学通过任课老师的讲授指导,在通过小组和个人的项目实施,通过实施过程中的同学和小组之间的竞争和合作,利用相关的学习资料,通过项目实践的方式而获得相关的知识和技能。
4.对物联网专业信息类课程建设的建议
(1)软件开发技术作为物联网应用层中的重要技术具有重要意义,物联网作为一个较新的产业和技术其运用的技术都是比较新的,其知识相关之间都是有关联的,比如物联网的数据传输其主要Wi—Fi、ZigBee和3G等无线网络,它们之间相关协议的知识,如何与后台联系等;物联网的终端设备如何通过人机界面监控和控制物联网节点设备,都是比较新的技术,同时其程序设计不同于传统的软件开发,有比较多的硬件控制,这些技术更新快,在我们的课程中必须有一定的技术前瞻性。
(2)发挥优势,结合实际构建课程体系
应当发挥学院优势,结合学院的实际情况来构建课程体系。
以我院为例,广州工程技术职业学院信息类专业包含计算机应用技术、计算机网络技术、电子信息安全技术等相关专业,各专业由于客观原因有一定差别。在专业课程建设方面如何实现师资、设备专业群辐射、共享是一个重要课题。比如物联网专业的无线传输课程可以共享给计算机网络专业,最终形成专业知识体系的知识和师资共享。
(3)将相关课程模块化个性化教学
因物联网的知识复合度高,单一的将某一方面的知识作为一门单一的课程教学较难进行物联网的项目组織为教学,所以课程体系上不便于将知识以课程的方式呈现,我们采用模块的方式将课程进行组织,比如我们的课程体系中有一个节点编程模块,其中用的知识有c程序设计,接口技术,数字电路,单片机技术多个知识,但作为一个单一的课程无法将这几个知识同时包括,所以我们不采用课程呈现知识,而用模块,有任课教师根据项目内容组织教学内容。
四、结语
随着物联网硬件设计的模块化,物联网的设计和开发更多的体现在其应用程序的开发上,物联网信息类课程的建设需要工学结合,通过项目的实践使学生掌握所需理论知识,熟练掌握所需技能,这样培养出来的高技能人才才能满足需求。
参考文献:
[1]柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术,2012,2(1)
作者简介:
熊亚蒙(1980--),男,湖北宜昌人,广州工程技术职业学院信息工程系,硕士,研究方向为嵌入式系统设计和物联网应用开发。