物联网技术对实践教学影响初探

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  【摘 要】物联网技术是以互联网技术为基础而进行延伸和拓展的一种网络技术,目前许多高校对物联网技术实践教育的探索都处于初期阶段。此文针对物联网技术对实践教学的影响做了探讨,通过对物联网技术实训中心的架构和物联网专业实验室的建设进行研究,根据专业的特点,设计出物联网分层次实践教学的内容,将学科知识与实践拓展紧密连接,从而培养学生的实践能力和创新能力。
  【关键词】物联网;实践教学;影响
  一、引言
  物联网是经过一段时间的发展出现的一种聚合性应用与技术提高,包含网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识,因而被称为信息技术的又一次革命性创新。物联网技术涉及诸多学科,是一个综合性、跨学科、跨领域的专业,具有很强的实践性。要想将物联网技术融会贯通,必须将这些跨学科的知识结合实践来运用领会,培养应用型高科技人才必须要将理论运用于实践,因此能力训练和实践操作是物联网专业教学的重要环节,这就要求高校建立一种能适应物联网专业人才培养需求的实践教学体系。
  二、物联网与实践教学状况
  (一)物联网的概念
  物联网是在信息传感设备支持下,约定协商联系互联网和所要研究的物品,实现信息的交换和通讯,以完成智能化识跟踪识别管理的一种网络技术。
  物联网使得网络技术可以用于万物,物联网与互联网的联合能够实现人类社会与物理系统的和谐。信息技术的进步带来了新的革命性创新,物联网意味着新一轮的信息革命。物联网不但是今后国家抢占科技发展制高点的有力武器,还能提升我国信息产业的实力、进行节能环保的有益尝试,更能改造传统行业、提高社会物质水平,在社会建设和日常生活中都有深远影响。
  (二)物联网目前的实践教学状况
  为了适应物联网发展的需要,使学生掌握扎实物联网技术,为信息产业、地方企事业单位和行政管理部门提供高素质物联网技术人才,促进我国信息化建设,许多大学都相应开设了物联网技术专业,它们结合本身优势,制定一些物联网工程专业的培养计划:
  实行“通过教学、科研培养具有创新精神和实践能力的人才”的指导方针,学校重视实践环节的设置、创新实践内容和实验模式,培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,组织学生积极参与科学研究,进行创新实践,使得学生在实践中提高自己的综合能力,在以后就业的过程中熟练地运用知识。
  积极建设物联网工程实践教育中心,并配合建立物联网专业实验室,包括:物联网感知实验室、物联网接入实验室和物联网应用实验室(如下图1)。满足物联网工程专业课程建设需要,充分利用现有资源,建立具有良好展示性效果的物联网平台,注重于原有实验室资源的集成。
  以学科研究和行业背景为基础,建设面向行业特色的综合实验平台,设计实践教学内容,不但要突出知识的综合运用能力培养,也要突出物联网工程系统分析设计能力培养,使学生在实践过程中能够得到最大程度的锻炼和提高。
  三、感知实践教学
  感知实践教学是通过引导学生做试验的方式对课题开展研习和讨论,以学生的兴趣点和对知识点的掌握的实时反馈信息促发下一阶段实践环节的调整和展开。感知实践教学使得学生能过直观地看到现象,探索本质,以自身能力的提高为驱动力提升动手能力和灵活应用能力。实验教学在各个领域都有广泛应用,感知实践教学的引进促使包括物联网发展在内的专业革新。从实践的成效来看,此种教学方式对加强学生在现实生活中的运用和综合创造能力有巨大作用。随着感知实践教学在学科教学中的广泛应用,我们也能够感觉得到它对提高教学效率,增强学生学习兴趣,增进师生关系和提高研究的直观性等方面的作用。与此同时,由于感知实践教学这种方式的引入时间还比较短,很多人对它在教学过程中的作用还不够了解,运用还不熟练或还坚持以往的教学方法,导致实践教学的效果不胜理想。但是,教学体系的完善对完成学生进阶式学习,提升实战运用能力还是能起到很重要的作用。
  四、物联网感知实践教学的模型构建
  物联网感知实践教学体系的简单模型构建如上图2,整个实践教学环节以学生为主体,去除了传统教学环节中以教师为主导,以一盖全的教学模式,充分考虑到学生的兴趣点和知识需求,使得实践教学的效果大大提高。具体过程如下:
  学生通过教师下达的实验项目,开展自我学习和操作,实践环节引入传感器、可穿戴设备等物联网设备,将学生的整个实践进行监控和数据采集,将采集到的数据进行整理、存储和反馈,学生可根据反馈的数据调整自己的学习进度和节奏,对实验项目的过程进行优化、调整甚至重复提高,充分以自己为出发点,提高实践环节的教学效果。这也是“感知”过程最直观的体现。
  教师在实践环节中只起到一个下达实验项目,监控学生实践环节,进行必要指导的作用。通过对学生实践环节中物联网设备的采集数据与分析,优化调整整个实践过程,做到“因材施教”,避免了传统实践过程中一套理论方法针对所有学生,教学效果参差不齐的情况,还可以通对物联网设备数据的收集和整理,做成教学资源库,在其他相关实践课程中进行共享和交流。
  物联网设备的引入,使得学生的实践不仅仅局限于校内的专业实验室,还能将实践环境拓展到校外实验室、实习基地、甚至是任何能接入网络的地方,使得教学资源更为丰富、实践时间更为连贯、实践环境更为自由。
  而要使感知实践教学的效果要达到更好的效果,学校方面要做更多的努力,具体的措施有:
  (一)营造良好的实践教学氛围
  实践教育的氛围的构造要从校内和校外两方面去着力。校内创设实训机构,企业进入参与教学,打造“企中校、校中企”。结合学校和企业各自的优势,在实际生产中穿插理论教学,企业提供技术及设备支持,规范管理;学校则有足够的场地和人员供给,是一个互利互惠的合作项目。
  (二)科学管理实践教学资源
  目前,对学生实践教学的教学资源供应十分有限,想要充分构建教育模型就必须加强高校之间的合作,共享教育资源,部分院校的研究力量比较雄厚,科研水平较高,其他院校可以校校联合共建实践教学资源,走出自身限制,为培养合格的人才共同努力。
  (三)教师队伍的扩充
  鉴于物联网专业的特殊性,在培养物联网专业老师的同时,还应该注意现有专业教师的培训和提高。在培养专业人才方面,可以选派教师进入企业体验生产物流,累积实践经历,应用于实际教学工作中。另外,引进具有生产企业工作经验的教工以促进队伍建设,兼职教师承担一些教学任务可以促进专兼结合教育团队的建设。
  五、结语
  物联网技术涉及到的专业知识十分广泛,对教育团队和个人都是一种考验。目前,要进行多层次的实践教学,就要保证实验设施,扩充实验资源,建立专业与专业之间的联系,通过教学平台的建立,为教出适应时代发展和岗位需求的人材打好基础。在今后的教学过程中不断创新教学内容来适应时代发展的需求。
  参考文献:
  [1]钱红燕,陈兵,燕雪峰. 物联网教学实践体系研究[J]. 计算机教育,2011,23:21-25.
  [2]胡锦丽. 一种基于能力进阶的高职物联网专业实践教学体系[J]. 福建信息技术教育,2014,02:61-64.
  [3]朱军,熊聪聪,张贤坤. 物联网工程专业实践教学体系探究[J]. 天津市教科院学报,2014,03:36-38.
  【基金项目】2012 年新世纪广西高等教育教改工程项目“物联网环境下计算机网络课程感知教学改革与感知研究”(项目编号:2012JGZ202);
  【作者简介】程珊珊(1982-),女,广西南宁人,广西经济管理干部学院计算机系教师,讲师, 研究方向:计算機应用、物联网应用;
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