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物聯網的專業課程范文1
(長春市公共關系學校,吉林長春130052)
摘要:在吉林省大力發展新興產業的背景下,迫切需要壯大創新型工程科技隊伍。本文以物聯網專業課程設置作為范例,以此探討加快教學內容、課程體系、教學方法改革與創新的有效方法。
關鍵詞 :物聯網;CDIO;工程科技人才;課程體系
DOI:10.16083/j. cnki. 22 - 1296/g4. 2015. 08. 051
中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1671-1580( 2015) 08-0109-02
一、吉林省新興產業對于人才的需求
目前,國家大力提倡發展戰略性新興產業,為了適應這個大背景,我省確定了六大戰略性新興產業,并確定了生物醫藥等20個重點發展領域,計劃未來5年戰略性新興產業產值達到7000億元。戰略性新興產業的發展更加迫切地需要堅實的科技支撐,更加迫切地需要素質優秀、結構合理、團結協作的創新型工程科技人才隊伍。這就要求高校教育工作者要通過更新教學理念、改革教育模式、修訂培養方案,為新興產業培養出“技能型、創新型、高素質”的工程科技人才,為吉林省新興產業人才的培養提供支撐。
本文以“物聯網”這一新興產業中的重點發展領域的人才培養為例,運用CDIO的國際工程教育理念淺談吉林省人才培養的支撐問題。
二、工程教育模式的核心
CDIO是目前國際丁程教育改革領域的最新發展成果,這一理念是工程教育模式的核心。它以產品的構思、設計、實現、運行的生命周期為教育背景,把工程實踐當作載體,培養工程思維、團隊合作、交流學習等多層面能力,培養基礎工程技術知識、引導創新理念,敢于承擔工程科技人才對于職業與社會所應負的責任。
三、CDIO指導下的物聯網專業課程體系的構建
(一)綜合課程體系的設置
新興產業的發展需要人才在“技能”方面具有扎實的技術知識以及敏銳的推理能力,具有職業的實踐創新能力,同時善于與團隊合作和溝通,遵守職業規范和職業道德。因此,物聯網專業綜合課程體系由公共課程、專業基礎課程、專業提高課程、創新培養課程四大模塊構建而成。公共課程模塊是創新與實踐的必備知識。其主要包括健康安全、數學文史、政治理論、軍事理論等課程。專業基礎課程設置了專業人才必備的基礎知識課程,包括物理、模擬與數字電路、程序設計基礎、計算機導論等相關課程。專業課提高課程保證學生系統、綜合地學習掌握物聯網技術,包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論和基本知識,培養學生軟件算法、傳感技術、電子制作等設計能力,其詳細設置與構思如下:創新教育課程以創新精神、創新意識、創新實踐及個人專長的培養為終極目標。
(二)以項目設計為核心構建專業課程體系
物聯網作為新興領域,與相關領域差異較大,其專業知識體系仍在歸納與研討中,當前主要劃分為信息感知、信息傳輸、信息處理三個主要分支。在專業課程設置中,應依據其專業的目標定位,結合前沿科技發展與產業發展需求,科學地設置課程體系,并注重課程體系的交叉融合,盡可能增大本專業的知識體系的輻射面。
CDIO理念是“做中學”與“思中學”的綜合概括,是“基于項目教育和學習”的抽象表達。引入CDIO理念的物聯網專業課程體系將從任務驅動展開,以“項目設計為核心”來展開專業課程的設置,將整個課程體系圍繞項目設計系統有機地結合起來。按照CDIO工程教育模式,將該專業的項目分解為課程設計、課程群能力設計與綜合設計,逐步深入地培養學生的分析、設計和開發能力以及解決實際問題的能力。整個物聯網專業課程設置一級項目、二級項目、三級項目分別作為課程的主線、支撐、基礎,將系統協調認知與核心課程統一起來,將大系統的掌握、運行和調控能力相融合,并結合學生的自我更新能力、人際和團體交流能力綜合培養。
物聯網專業的課程涵蓋范圍較廣,按方向大體可劃分為六部分,即嵌入式硬件系統、嵌入式軟件系統、物聯網技術、電子制作、軟件算法、傳感技術,每個課程群課程的設置由淺入深、層層遞進。嵌入式硬件系統包括:微型機技術及應用、無線數據通信技術、嵌入式實時操作系統、嵌入式系統硬件設計。嵌入式軟件系統包括:嵌入式系統工程學、J2EE高級程序設計、無線網絡算法設計、嵌入式系統軟件設計。物聯網技術包括:物聯網工程概論、物聯網控制原理技術、物聯網傳輸層技術、物聯網網關設計技術。電子制作綜合設計包括:模擬/數字電路、數字電子技術、基礎電路實驗、通信電子線路。軟件算法綜合設計包括:算法設計與分析、JA-VA程序設計、數據結構、程序設計基礎。傳感技術綜合設計包括:傳感器設計基礎、射頻識別與紅外感應、RFID基礎技術、傳感器原理與技術。
電子制作綜合設計首先開設模擬/數字電路,學會電路基礎知識及設計模擬/數字電路的簡單方法;然后開設數字電子技術這門基礎課程,加強數字電子設計知識,拓展設計思路;然后在基礎電路實驗中強化電路設計系統方法,并加入創新型實驗;最后通信電子電路則涉及許多通信理論知識、通信電路中常用的基本功能部件以及實際電路,遵循從特殊到一般的認知規律,密切聯系實際,培養學生在電子制作方面的綜合設計能力。
1.為每門專業核心主干課程設置三級項目,學生可在課程學習中完成。三級項目的實際體驗能夠加強專業必修的單項技能。在三級項目設計的同時,另外根據課程目標設置單元和單元組項目的有效實踐任務。
2.緊密圍繞著課程群的知識與技能,為每個課程群設置二級項目。二級項目將理論與技能有機結合,注重理論的同時突出技能。在完成項目的過程中將知識轉化為專業技能。
3.一級項目的設置應該是以專業支柱性核心主干課的總體目標為依據,專業實習、畢業設計等一級項目至少在學生四年學習中設置四個。
物聯網的專業課程范文2
關鍵詞:物聯網專業;實驗課程;虛擬教學
TP391.44-4;TN929.5-4;G642
由于物聯網專業課程在操作技能上要求較高,為了提高學生的技能,就必須切實加強試驗裝置的應用,并在試驗課程中通過多層次的試驗,掌握和理解有關物聯網的只是,從而更好地實施物聯網的管理與應用和開發。而目前由于高校在這方面的試驗設備裝置上的配備難以滿足實際需要,所以大都在試驗箱平臺中開展,且動手空間小,而這就會影響學生自身創新能力的提升。所以利用虛擬現實技術輔助物聯網專業試驗課程的開展就顯得尤為必要。以下筆者就此展開分析。
一、重要作用分析
首先,傳統教學和現行教學的狹隘性和封閉性需要新的教學方法來打破,而虛擬教學的開發就充分的做到了這一點。虛擬教學不僅拓展了教學手段的發展空間,同時還為教學創新提供新的空間、平臺。
其次,虛擬教學的出現開創了教學的新模式和積極的學習方式,這樣的教學極大地豐富了教師的教學手段和方法。當然教師的實踐操作的形式也越發的多樣化,虛擬化教學也讓教育的信息化進程更加的快速,這樣新穎的教學方式讓教學改革的發展更快,同時提高了教學質量。
最后,虛擬教學大大的增加了學生學習的信息量這樣大大拓展了學習主體的認識視界,提高了學生的學習興趣,打破了教師與學生的傳統地位,固定了學生的學習主體地位。虛擬教學有利于培養具有相同學習取向的學習者的集群,并讓學習型社會得以構建,讓學生具有學習主體協作性人格、開放性人格。
二、基本原則
在物聯網專業實驗課程的虛擬教學中,應始終堅持以下原則:一是真實性。這一原則,主要是實現情境學習,教師充分利用網絡、多媒體及虛擬現實技術在虛擬教學系統中建設一個接近于真實環境的學習情境。二是開放性,這一原則,主要是利用因特網和物聯網覆蓋面廣、接入靈活和操作簡便的特點向學習者開放各類學習資源,通過資源共享的方式構造學生自主學習環境,搭建一個知識交流和及時反饋教學資源的平臺,有利于學生能夠合作學習創建學習多人相交互的環境。三是隨機性,這一原則,主要是虛擬學習系統中設有一種隨機學習機制,即圍繞同一原理設計多樣化的學習起點和學習途徑,并且還要為學習者提供多次學習的機會,如讓此可以學生依根據需求選擇不同的學習模式。四是探索性,這一原則,主要是讓學生主動的學習,積極的探索發現事物的原理,培養學生探索精神和推理預測的邏輯能力,以及解決問題的能力[1]。
三、教師自身必須具有的素質水平
教師在整個虛擬學習環境的學習活動中具有重要引導作用,雖然學習效果取決于學習者的主動性及學習意志。對教師的道德素質要求會逐漸提高,從而達到良好的教學效率和教學的效果,對于達到這樣的要求必須做到以下幾點:
首先,教師要在教育觀念和知識結構上有質的轉變,虛擬學習是打破傳統的教學,將教師與學生的教學中心地位實行轉變,教師更多的是掌握學科基本知識,理解教材內容并且掌握達到懂、透、化的程度。教師更多需要做的是精心組織虛擬學習資源,融會貫通,達到滿足學習者的未知欲的要求。教師充分的運用網絡虛擬技術來充當學習者學習行為的組織者、協調者和指導者的角色。
其次,教師需要對教學情境的交互方式進行準確設計。以激發學生的學習興趣為目標,通過學生的積極反饋快速的構建學生個體的學習體系,同時營造一個良好的學習環境促進學生更加高效的的學習。
最后,教師需要建立獨特的問題解決風格。在學生的學習過程中,教師要及時的根據問題的深入理解,為學習者提出不同的解決方法,將豐富的背景資料和解決思路提供給學生學習,培養學生的解決問題的能力。
四、實施方法
1.提出問題,初步解決
教師在講授完物聯網應用的《基本知識和若干案例》大數據第一部分后,讓學生在課堂上進行充分的討論,然后在利用大數據思維解決學生在課堂上討論的問題。通過學生在虛擬教學環境中的激烈討論后,將學生提出的一些問題進行解決然后找出最好的解決方案。如針對“各院系部的學生數量不一而產生的食堂座位的使用擁擠”這一問題,建議教務處在安排學生用餐時考慮各院系學生數量,有利于均衡使用食堂座位,提高用餐效率。在這個案例中,學生嘗試運用大數據思維解決生活中的實際問題,既加深了對大數據概念的理解,也體驗到主動思考帶來的樂趣。
2.利用案例,深入學習
通過《數據價值常見的釋放方式》大數據的第二部分的講解時,不斷的與學生討論探討各個案例的釋放方式,以達到與學生共同進步學習。教師在傳授大數據的第三部數據的相關與因果關系時,通過案例的分析,讓學生分析其中的相關關系,推斷因果關系才能深入的學習。通過案例和問題的發現讓學生在理論和實踐,教師充分的發掘學生的興趣愛好。通過培養學生的興趣愛好來研發科技成果和經驗的積累。一種先由學生提出的實際問題后進行理論學習的創新反傳統的教學方式,讓學生真的成為自己的學習的主人,主動的學習主動的探索將學習的知識充分的運用到社會生活中[2]。
五、結語
綜上所述,物聯網專業實驗課程中實施虛擬教學,對于促進教學質量的提升有著十分重要的意義。所以在物聯網專業實驗課程教學中應用虛擬教學時,我們必須意識到其必要性,并堅持一定的原則,著力提高自身的專業技術水平,切實采取有效的措施,確保虛擬教學的質量,培育更多專業的人才。
參考文獻:
[1]李玉梅.物聯網專業實驗課程的虛擬教學探討[J].科技風,2014,18:187+201.
物聯網的專業課程范文3
【關鍵詞】物聯網 模塊化課程 課程體系
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)02-0019-02
一 引言
物聯網技術作為第三次信息產業浪潮,近年來已成為全球科技人員和政府決策部門持續關注的熱點,從“智慧地球”到“感知中國”,各國都在積極布局物聯網產業格局,力圖抓住物聯網帶動產業提升的戰略機會。自總理2009年8月考察無錫提出“感知中國”到2010年政府工作報告中提出加快物聯網的研發應用,中國的物聯網發展進入了一個全新的高速發展時期。
物聯網是利用條形碼、射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協議,實現人與人、人與物、物與物在任何時間、任何地點的連接,從而進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的龐大網絡系統。作為一項戰略性產業,越來越多的企業把目光投向先進的物聯網技術,物聯網的發展離不開人才的培養。高職院校作為培養技能型人才的中堅力量,制訂切實可行的人才培養方案迫在眉睫。
二 物聯網人才職業崗位能力分析
根據物聯網市場人才需求特征和高職人才培養目標,高職物聯網專業應培養具有物聯網基本理念,具有物聯網行業相對應崗位必備的理論知識和專門知識,具有較強的物聯網崗位操作能力、一定的系統開發能力,能從事物聯網技術及物聯網系統管理等工作的業務能力,學生畢業后可以在物聯網系統集成、物聯網設備維護、運營服務等企業,從事無線傳感網、RFID系統、局域網、安防監控網等工程施工、安裝、調試、維護工作??蓮氖碌牟块T有各類物聯網企業工程技術部、售前技術部、售后服務部;物聯網系統應用行業技術服務中心;物聯網相關行業網絡產品、傳感器、RFID設備、無線通訊設備的采購、營銷、售后服務等工作。
三 物聯網應用技術專業模塊化課程體系的構成
課程體系是指為培養人才所確立的目標以及依據這些目標所選擇并加以組織的課程內容、教育教學活動的系統。在高等教育中,課程體系是核心,它是社會需求、科學知識和個性發展的集中表現,決定著人才培養的規格和質量。為了物聯網應用技術專業人才的培養,我們建立了由公共學習模塊、學科專業基礎模塊、學科專業方向模塊三部分組成的課程體系。
1.公共學習模塊
公共學習模塊全部為必修課,該模塊由思想政治理論課、職業生涯規劃、心理健康指導、職業生涯規劃、就業創業指導、大學英語、體育、計算機基礎等主干課程組成。其目的是提高和培養學生的政治思想素質和職業道德,培養學生的辯證思維能力和外語應用能力,培養學生調查抽象的邏輯思考與判斷分析的能力。
2.學科專業基礎模塊
學科專業模塊全部為必修課,該模塊是物聯網應用技術專業的平臺,為專業課的學習提供堅實的理論基礎,為學生掌握分析問題、解決問題的基本理論與基本方法奠定基礎。主要課程有:應用數學、線性代數、物流信息技術與應用電子技術基礎、現代物流概論、C語言程序設計、數據結構、物聯網網絡基礎、數據庫基礎與應用、電路分析、微機原理與接口技術、通信線路等。
3.學科專業方向模塊
學科專業方向模塊分為選修模塊,學生可根據其學習興趣選擇其中的一個模塊進行學習。學科專業方向模塊的開設,是為了讓學生根據個人的興趣和自身特點,為自己今后的發展和研究選擇一個適合自己的模塊學習。我們擬定了三個學科專業方向模塊:(1)物聯網系統集成和測試模塊;(2)物聯網應用軟件開發模塊;(3)物聯網管理和維護模塊。
第一,物聯網系統集成和測試模塊。該模塊要求學生具備的能力有:掌握物聯網系統體系結構設計、系統調試的基本流程與技巧、無線網絡基本知識、網絡組建基本知識、硬件組裝和維護能力、物聯網應用軟件測試方法、基本的測試工具。
該模塊的工作內容是:系統軟件、硬件、傳感裝置集成在一起測試,發現并改正單元設計中的錯誤,無線網絡與移動設備的構建、組網等工作。
該模塊開設的核心課程有:測試技術、組網技術、物聯網系統開發、無線網絡技術、傳感器技術、RFID射頻識別技術與應用。
第二,物聯網應用軟件開發模塊。該模塊要求學生具備的能力有:物聯網相關知識、物聯網相關產品的應用系統開發、RFID系統集成項目應用系統的設計、開發、實施嵌入式系統集成項目的開發和實施、面向對象的程序設計。
該模塊的工作內容是:RFID解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導嵌入式系統解決方案、項目設計方案。
該模塊開設的核心課程有:計算機網絡、單片機應用、JAVA程序設計、RFID射頻識別技術與應用、物聯網系統開發、無線網絡技術、條碼技術與應用、嵌入式系統。
第三,物聯網管理和維護模塊。該模塊要求學生具備的能力有:通訊系統運行維護與管理的能力、通信設備的安裝調試和故障排除的能力。
該模塊的工作內容:系統維護與設計、物聯網運行管理、物聯網產品生產與檢測、物聯網系統運營與維護。
該模塊開設的核心課程有:無線通信技術、現代傳感技術、物聯網應用開發、計算機網絡技術、JAVA程序設計、網絡操作系統、網絡設備管理、企業網絡方案設計等。
四 結束語
物聯網產業作為未來的新興產業,孕育著巨大的人才需求,高職院校培養具有物聯網應用技術專業知識的應用型人才非常緊迫。高職院校在辦學過程中,應緊密結合社會發展需要,不斷地進行市場調研和人才需求的分析,改革傳統的人才培養方案,積極開展專業模塊化課程教學內容的改革,及時更新教學內容,讓學生能夠掌握物聯網的最新技術,實現教學與就業的直接對接,為畢業后能夠順利地就業奠定堅實的基礎。
參考文獻
[1]李坡、吳彤、匡興華.物聯網技術及其應用[J].國防科技,2011(1):18~22
[2]葉健華、明小波.高職計算機應用技術專業模塊化課程體系設置研究[J].濟南職業學院學報,2008(8):54~57
[3]劉桂江等.物聯網技術專業人才培養方案的研究[J].安慶師范學院學報(自然科學版),2011(2):108~111
物聯網的專業課程范文4
物聯網所代表的新一代信息技術極大地擴充信息管理與信息系統專業(以下簡稱“信息管理專業”)在信息采集、傳輸、存儲、處理與利用等層面的知識內容,信息管理專業的知識體系、課程體系和實踐教學體系必須做出相應的系統化調整。文獻[1]討論物聯網知識內容融入信息管理專業的可能性,論證信息管理專業融入物聯網知識體系以培養物聯網高級應用型人才的可行性,提出在信息管理專業以智慧物流等應用為突破口開設物聯網學科方向的辦學思路,但對信息管理專業開設物聯網學科方向所需覆蓋的知識內容及由此而導出的課程群語焉不詳,并沒有進行詳盡的描述與探討。為此,有必要在此基礎上進一步梳理物聯網知識體系和信息管理專業現有知識體系的脈絡,確定物聯網學科方向的知識體系,規劃物聯網學科方向的課程群。
1 “物”信息納入管理對信息管理專業教學體系的影響
信息管理專業是管理信息化、系統化環境下催生的管理學、信息學和計算機科學的交叉學科,主要研究和傳授“如何應用信息技術,開發信息系統,以進行信息管理”。在信息管理專業的知識體系中,信息技術是基礎,信息的采集、傳輸、存儲、處理與利用是信息管理專業研究和傳授的知識核心;在課程體系中,信息技術類課程是“把信息科學應用于管理科學”的橋梁,是“管理信息化、系統化”的關鍵。當前,信息管理專業的信息技術類課程以計算機軟硬件課程為主,主要涵蓋計算機學科基礎課程群和信息系統開發課程群。
隨著物聯網所代表的新一代信息技術的快速發展,信息的感知擴展到“物”端,“物”的信息開始納入管理,而且所感知的“物”不再局限于該類“物品”某個批次的整體信息,還可以具體化到某一實際的“個體物品”上,也就是說,所感知到的信息粒度變細。相應的,要識別的管理信息粒度變細,信息的數量大幅度增加,大數據時代應運而來,另外,信息傳輸也不再完全依托有線傳輸,無線傳輸使信息感知的物理空間范圍擴大,即時通信使得信息感知的時間間隔縮小到時刻點,而信息存儲和處理也不再是單一模式,有分布式信息存儲和分布式信息處理。這樣一來,可管理的信息變多,物與物、人與物以及人與人互聯成網,信息感知、傳輸和處理的實時性加強,信息利用的數據范圍擴充到“大數據”空間,信息管理的模式發生新的變化,管理的模式也隨之變化,管理將變得更加敏捷化、智能化、柔性化、一體化和社會化,管理過程和管理環節勢必做出適應性調整和改造。把細粒度的“物”信息納入管理觸發一系列新的信息技術的出現和發展,而且,這些新技術所涵蓋的知識內容并不是以點狀離散分布于信息管理專業已有知識體系中,而是全方位涌現在信息管理專業已有知識體系的各個層面,呈現系統化的特點。無論在信息的采集、傳輸、存儲、處理與利用等信息處理層面,還是在管理層面,信息管理專業的知識內容都發生較大范圍的擴容。這樣一來,信息管理專業的知識體系就需要在信息處理的各個層面進行系統化調整,并需要根據知識內容之間的緊密程度和銜接關系,進行課程體系和實踐教學體系的調整,也就是基于此,才提出在信息管理專業建設物聯網學科方向的辦學思路[1]。
2 物聯網學科方向課程群建設思路和建設原則
新知識集合的系統化切入不能是簡單的“打補丁”,更不能“喧賓奪主”,而且,物聯網學科方向的課程群也不能完全照搬物聯網工程等專業的課程體系。為此,在解讀物聯網學科方向培養目標的基礎上,需要進一步厘清物聯網學科方向課程群的建設思路和建設原則。
2.1 建設思路
課程群的建設涉及知識空間的組織,也涉及知識內容講授的時間安排。
首先,解讀物聯網學科方向的培養目標,明確物聯網學科方向畢業生未來所需掌握的知識內容和所需具備的職業能力,初步確定知識體系的知識范圍和重點。
其次,以智慧物流等應用領域為突破口,以智慧物流等應用領域對新一代信息技術的需求為導向,根據國際電信聯盟ITU給出的物聯網三層架構,識別并收集智慧物流等應用需要信息管理專業現有知識體系之外的物聯網新技術的知識內容,以確定物聯網學科方向知識內容的空間范圍。
為了讓物聯網學科方向的知識內容與信息管理專業現有的知識體系相契合,從信息管理的角度出發,以信息處理的各個階段為框架,對收集到的物聯網知識內容在“物”信息的采集、傳輸、存儲、處理和利用等5個階段上進行再組織:劃分“物”信息在這五個階段所涉及的物聯網新技術,通過知識領域分析其中存在的知識單元以及各知識單元中存在的知識點,最后按照“知識領域—知識單元—知識點”的三層結構構建物聯網學科方向的知識體系。
參照教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會所制定的物聯網工程專業試行的知識體系、課程體系和實踐教學體系[2-3],輔助參考文獻[4]羅列的二十余所高校物聯網工程專業的培養方案,在基礎知識、核心知識和應用知識三個層次上,梳理信息管理專業物聯網學科方向的知識體系,并依托信息管理專業現有的課程體系框架,通過嫁接和自我凝結,構建信息管理專業物聯網方向的課程群。
最后,分析不同知識單元、知識點的重要程度,在兼顧信息管理專業已有課程體系和實踐教學體系時間安排情況的基礎上,確定物聯網方向課程群各個教學環節的學時數和建議修讀學期,以規劃課程群的時間安排。
2.2 建設原則
(1)不同的培養目標決定知識內容的空間范圍和重點,也決定不同知識內容的授課學時。“構建學科方向的知識體系,規劃學科方向的課程群”首先需要解讀該學科方向的培養目標。
(2)識別學科方向上的知識內容需要有一個提綱挈領的突破口,以突破口對知識內容的需求及緊密程度為依據,將識別出的知識內容引入到已有的知識體系中則需要依據現有知識體系的脈絡進行系統融合。
(3)課程是知識單元的聚合,課程體系是對知識體系中知識內容的粗粒度覆蓋。識別知識內容,梳理知識領域、知識單元和知識點,建立知識體系,才能進行課程體系建設;知識體系可以由不同的課程體系覆蓋,不同學校的相同專業可根據自身的特點,構建具有自身特色的課程和課程體系。
(4)知識體系和課程體系改革要注重基礎,要構建相對完整的基礎知識體系以及基礎課程群。
(5)知識體系和課程體系既要推陳出新,也不能“忘本”,不能丟掉專業固有的知識內容和特色。
(6)知識體系和課程體系改革既要變革知識點的結構等空間因素,也要調整知識點傳授和課程講授的時間(學時)安排。
(7)專業尤其是應用型本科專業,在進行知識體系和課程體系變革時,還要同時調整課程內外的實驗、實踐和實習環節。
(8)承認不斷改進知識體系和課程體系的必要性。社會在進步,技術在發展,社會人才需求在變化,應用型專業的知識體系和課程體系更應該與時俱進。
3 物聯網學科方向的知識體系
根據上文論述,信息管理專業現有知識體系和課程體系已經基本覆蓋物聯網工程專業的專業基礎,所以,筆者把物聯網學科方向的知識體系和課程體系限定在物聯網的核心知識領域進行探討。
3.1 培養目標的解讀
培養目標描述畢業生未來所掌握的知識內容和所具備的職業能力,解讀培養目標可以初步確定知識體系的知識范圍和重點。
物聯網產業已經形成從上游“產品制造”、中游“系統集成與軟件開發”到下游的“應用服務”的完整產業鏈[5]。筆者認為,信息管理專業物聯網學科方向所培養畢業生可能的工作環境在物聯網產業鏈的中下游,即物聯網學科方向的培養目標是為物聯網產業鏈中下游培養既懂管理理論又懂新一代信息技術,并且能應用物聯網知識在智慧物流等物聯網應用領域進行信息管理的集成應用型人才。具體而言,信息管理專業物聯網方向的培養目標是:掌握現代管理學基礎知識、信息學基礎知識、計算機學科基礎知識以及物聯網基礎知識,掌握系統思想和信息系統分析與設計方法以及信息管理等方面的知識,具備較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,具備物聯網信息系統集成、開發、應用與維護等職業能力,能在智慧物流、智慧交通、智慧旅游等物聯網應用領域運用新一代信息技術從事信息管理及信息系統分析、設計、實施、集成和評價等方面的高級專門人才。
撇除信息管理專業與物聯網知識體系共有、重疊的基礎知識,通過解讀物聯網學科方向的培養目標,可以初步確定,需進一步引入物聯網核心知識在物聯網技術方面的集成與應用。在知識傳授時,尤其是在學時總數受限的情況下,不要在原理上“勞師動眾”,而要在集成、應用上“濃墨重彩”。這意味著,物聯網學科方向的知識體系需要基于物聯網工程等物聯網專業的知識體系,在知識領域、知識單元和知識點三個級別,進行知識內容的“縮放”:縮小那些原理類知識的范圍,縮減它們的授課時間;增大那些集成和應用知識的范圍,加長它們的授課時間。
3.2 按照信息處理脈絡梳理物聯網核心知識領域
依據“物”信息的采集、傳輸、存儲、處理和利用等五個階段所構成的信息處理脈絡,把物聯網體系結構識別、收集到的物聯網技術知識進行再組織,圍繞技術的應用與集成,確定物聯網學科方向的核心知識領域,見表1。
需要說明的是,表1中并未羅列信息管理專業中已有的、與物聯網工程專業重疊的且沒有變化的知識領域,如計算機網絡技術,另外,“AR物聯網技術體系”描述“物”信息處理各階段的技術框架,把它歸屬到“物”信息利用階段。
3.3 知識體系
參考物聯網工程專業試行的知識體系[2]31-42,82-114以及物聯網知識體系[4]22-56,針對表1中梳理的知識領域,圍繞集成和應用,確定知識領域內知識內容的最小閉包,并按照“知識領域—知識單元—知識點”的三層結構,細分知識領域中涉及的知識內容:把一個知識領域細分為多個知識單元,再把一個知識單元細分為若干個知識點。細分后物聯網方向的知識內容見表2。
在表2中,不同于物聯網工程專業試行的知識體系以及物聯網知識體系,筆者縮減信息采集、傳輸和存儲部分的知識內容,把標識與感知、物聯網通信以及物聯網控制等知識領域的知識內容濃縮在“AR物聯網技術體系”知識領域中;放大信息加工和利用上的知識細節,把物聯網處理層的“MW中間件技術”“CC云計算與服務計算”“DM物聯網數據挖掘”“ID智能決策”以及應用層的“IL智慧物流”等知識領域單獨列出進行知識強化。
4 物聯網學科方向的課程群
根據信息管理專業現有課程體系和實踐教學體系的脈絡,參考物聯網工程專業試行的專業核心課程體系、實踐教學體系以及王志良羅列的二十余所高校物聯網工程專業的培養方案,依據知識單元、知識點之間相互聯系的緊密程度,通過嫁接和自我凝結,筆者確定覆蓋知識內容的物聯網課程及其授課時間和修讀學期,得到物聯網知識體系的一個課程覆蓋——物聯網學科方向的課程群,見表3。
在表3中,物聯網學科方向的課程群由專業基礎課程、專業核心和專業實踐三個層次共12門課程組成,其中,物聯網數據挖掘并不單獨成一門課程,其知識內容將嫁接到信息管理專業已有的數據挖掘課程中。
實踐環節,除了在相關課程安排有課程內的實驗箱實驗和上機實驗外,還安排物聯網應用綜合實訓和物聯網系統開發課程設計兩個綜合實踐環節:前者,主要在認知層面上進行物聯網新技術實踐(如RFID認知訓練、傳感器認知訓練、無線傳感網認知訓練等)和物聯網應用系統(如基于物聯網的供應鏈監控系統、基于云計算的應用處理中心等)認知訓練;后者,則是物聯網系統設計與實施課程的課程設計,讓學生進行物聯網系統(尤其是軟件部分)開發的綜合設計。
在時間維度上,表3羅列每一門課程的總學時、授課學時和實驗/上機學時,而且還對每一門課程所含的知識單元需要的授課學時和實驗/上機學時進行細化。根據課程之間的銜接關系,以信息管理專業現有課程的修讀學期為主線,確定物聯網學科方向12門課程的修讀學期。
在課程群實施初期,筆者把物聯網工程概論作為唯一的一門必修課程加入到信息管理專業的課程體系中,其他課程打包成選修課程群供學生整體選修,既保證信息管理專業的所有學生都能學習到物聯網所代表的新一代信息技術,也能淡化物聯網學科方向對現有課程體系的沖擊。經過一段時間的嘗試和驗證后,筆者將逐步進行知識內容和課程體系的調整與配置優化,進行更細粒度的知識內容黏合,縮減一些原有課程體系中陳舊或重復的課程及課程內容,加大物聯網課程的必修范圍,爭取早日把物聯網學科方向固化在信息管理專業的教學體系中。
5 結 語
受物聯網技術所代表的新一代信息技術的全方位沖擊,信息管理專業的知識體系面臨新一輪的調整。筆者以智慧物流對物聯網技術的需求為“領”,以信息處理過程為脈絡,梳理物聯網知識內容;并以信息管理專業現有知識體系和課程體系為骨架,調配知識內容的組織結構,規劃物聯網課程群,從而為信息管理專業開辟物聯網學科方向充實血肉,重塑身型。筆者提出的建設思路和建設成果進一步加強在信息管理專業開辟物聯網學科方向的可操作性,有助于其他高校的信息管理專業根據所處的區域環境和學科基礎開辟具有自身特點的物聯網學科方向,有助于其他專業根據自身特色構建新的課程群,還為其他專業開辟新的學科方向提供一套切實可行的辦學思路。
下一步,筆者將進入物聯網學科方向的實操和驗證階段,在信息管理專業真正“開出” 新的物聯網課程群,檢驗物聯網課程群的可行性和完整性,調整、完善知識內容及其組織形式,以期早日在信息管理專業固化物聯網學科方向。
參考文獻:
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物聯網的專業課程范文5
關鍵詞:物聯網;課程體系;本科院校
一、引言
自2009年8月同志提出“感知中國”以來,物聯網已成為國家戰略新興產業的重要組成內容。2013 年2 月,國務院提出了關于推進物聯網有序健康發展的指導意見。物聯網是繼互聯網之后的又一次信息技術浪潮,具有廣闊的應用前景和難得的發展機遇。在教育領域,自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯網工程專業以來,2011年,教育部又批準了27所高等院校設立物聯網工程的申請;2013年4月,我校物聯網工程專業獲得教育部批準。在學科發展方面,中國電子學會物聯網專家委員會、教育部電子信息與電氣學教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯網及相關專業建設。全國高校物聯網及相關專業教學指導小組組織高校在物聯網專業的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養等方面進行了一系列的探索,國內高校也根據自身的情況對物聯網工程專業的課程體系進行了探索。作為國家倡導的新興戰略性產業,物聯網備受各界重視,并成為就業前景廣闊的熱門領域,該專業主要就業于與物聯網相關的企業、行業,從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、信息安全等的設計、開發、管理與維護,就業口徑廣,需求量十分大。但是,在眾多高校積極申報的專業的同時也面臨一個十分嚴峻的問題,物聯網目前屬于新興產業,中國高校剛剛開始開設物聯網工程專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。本文通過分析物聯網工程專業的知識體系、主要知識領域,提出了物聯網工程專業課程體系的基本思路,以期為兄弟院校物聯網相關專業課程規劃拋磚引玉。[1]
二、物聯網專業涉及的關鍵技術
物聯網是互聯網的拓展應用和網絡延伸,它利用多種不同的感知技術對現實物理世界進行感知后,通過網絡完成對數據的傳輸,然后進行數據挖掘、分析、決策,最終實現人與人、人與物、物與物之間的信息交流,最終達到對物理世界進行管控、決策的目的。因此,常規意義上物聯網可以分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。[2]
1、感知層關鍵技術
感知層是物聯網發展和應用的基礎,RFID技術、傳感和控制技術、 短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術,主要負責物品的標識、信息感知采集。該層的關鍵技術包括:傳感器網絡、射頻技術、傳感器技術。
2、網絡層關鍵技術
網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上,其主要功能是直接通過現有的互聯網或移動通信網(如GSM、CDMA)、 無線接入網(WiMAX)、無線局域網(WiFi)、衛星網等基礎網絡設施,負責物聯網感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞,是實現數據交互、物物相連的關鍵,在物聯網三層架構中起到承上啟下的作用。物聯網最終將實現異質網絡互聯互通,因此通信技術將是網絡層的核心技術,包括藍牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相關技術。
3、應用層關鍵技術
應用層對網絡層傳輸過來的信息進行處理,主要由業務支撐平臺、服務支撐平臺、網絡管理和信息處理等平臺構成,共同完成對信息的分析、計算、存儲、挖掘等處理操作,供決策者使用和決策。應用層核心技術包括中間件技術、云計算、海量數據存儲、挖掘、檢索以及虛擬技術等。
三、物聯網工程專業核心課程構成
物聯網是典型的交叉學科,涉及到網絡工程、自動化、電子工程、計算機、通信工程、信息安全等多個學科。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以物聯網工程專業包含的知識點較多,課程涉及基礎課模塊、感知類課程模塊、網絡與通信類課程模塊與數據處理與領域應用類課程模塊。
基礎類課程為:數理類課程,如高等數學、概率論與數理統計、線性代數、離散數學、大學物理等;電路類課程,如數字邏輯、電路與電子技術、高頻電子線路等;程序算法類課程,如C語言程序設計、Java語言程序設計、數據結構與算法等。
感知類課程為:RFID原理及應用、傳感器原理及應用、模式識別與狀態監控、微機原理與接口技術、數據獲取與信息處理系統等。
網絡與通信類課程為:計算機網絡、通信原理、物聯網通信技術、無線傳感器網絡、短距離無線與移動通信網絡、物聯網數據庫技術等。[3]
數據處理與領域應用類課程為:物聯網工程導論、操作系統、嵌入式系統設計、物聯網信息安全、海量數據存儲、物聯網工程設計與實施、物聯網系統綜合設計、移動應用開發、智能物流等。
四、物聯網工程專業課程體系構建
物聯網工程專業是以應用為驅動的專業,專業人才的培養根據專業共性和我校其他相關優勢專業的特點,以達到能服務區域經濟發展為目的。因此我校物聯網工程專業確立了以智能物流和智能家居兩個應用方向,在后期應用類課程突出物聯網技術在這兩個方向的工程應用,且物聯網專業建設要緊密聯系社會、學生、專業發展的需求,統籌兼顧其“專業新、對應產業鏈長、相關技術門類差異大”的特點,深入研究,準確定位,根據計算機類專業工程教育關于課程體系的總體要求和專業的目標定位設置科學的課程體系,注重課程體系的交叉融合。本專業將相關主干學科的核心課程和專業課程統籌結合,與物聯網專業知識體系相對應,將專業課程按照以上不同類型進行了梳理,制定出了初步的課程體系,具體層次關系如圖1所示。
圖1 物聯網工程專業課程體系結構圖
五、結束語
物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的,作為為國家培養人才的高校,應站在國家發展戰略的視野來看待專業建設。根據本文提出的物聯網的技術體系、培養目標和課程體系,我校在物聯網工程專業的建設過程中,高度凝煉專業特色,認真把握本專業綜合性強,學科交叉等特點,加強師資隊伍和實驗室等建設,改革人才培養方案,強化實踐教學,以推進物聯網工程專業建設與人才培養。
參考文獻
[1]吳國民.地方工科院校物聯網工程專業人才培養的研究[J].現代計算機.2011(07):35~37
[2]馬忠梅,孫娟,李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011,(10):1~4.
[3]熊曙光.物聯網工程專業人才培養模式與課程體系研究[J].科教文匯.2012,(11):45~46.
物聯網的專業課程范文6
關鍵詞:物聯網工程;專業教學體系;建設思考
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)48-0211-02
我國的物聯網專業是教育部為了適應國家經濟發展戰略的需要在2010年設立的新興專業,它屬于計算機科學與技術類,并且有30所高校在同一年被批準開設該專業,2011―2013年,陸續有270多所學校也被批準開設,同時,物聯網仍然處于發展階段,沒有清楚的知識體系,涵蓋了多種專業技術,無法清楚對其邊界進行界定。因此,在建設物聯網工程專業教學體系時,我們沒有現成的經驗可供借鑒,在建設中就必須要非常謹慎。為了避免在建設物聯網工程專業教學體系時出現一些問題,我們在進行該專業的目標定位和課程體系設置時,要遵照有效發揮源學科的學科基礎與優勢、依據未來畢業生的就業崗位和需求這兩個原則。
一、物聯網工程專業建設現狀
國內的多所高校陸續獲批開設了物聯網工程專業,物聯網專業也逐漸受到廣泛關注,成為最熱門的專業之一,社會上對物聯網專業人才的需求也在逐漸增大。雖然物聯網專業近年來發展較快,很多高校開設物聯網相關專業的熱情也很高,但是他們對于物聯網工程專業的專業定位仍然不是很明確,沒有形成一定的專業體系,也沒有具有過硬的物聯網專業教師隊伍來支持該專業的發展,專業方面的實驗實訓建設標準也沒有制定出規范準則。物聯網專業的教學體系建設面臨著缺乏師資隊伍、缺乏物聯網技術專業的教材、缺乏物聯網教學基地的問題,這些問題嚴重影響著物聯網高端人才的培養。要想建設好物聯網工程專業教學體系,就必須設法解決這些現實問題。
二、物聯網工程專業理論課程教學體系
物聯網工程專業的課程體系主要包括了基礎類課程模塊、感知層課程模塊、網絡層課程模塊及應用層課程模塊這四個課程模塊。而基礎類的課程模塊又包含了公共基礎課程模塊和專業基礎課程模塊兩部分。
物聯網體系結構被分為感知層課程模塊、網絡層課程模塊與應用層課程模塊三個層次。感知層課程模塊包括了RFID原理與技術、傳感器原理、短距離無線通信技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式系統等。學生通過這個模塊的學習可以學習到物聯網的相關硬件知識及物聯網的節點感知技術。網絡層的課程模塊包括了無線自組網技術、解決實際生活中遇到的一些技術問題,主要有物聯網應用系統設計、云計算基礎、移動終端開發等課程。
三、對物聯網工程專業課程建設的理解
在進行物聯網工程專業課程教學體系建設中,各大高校都要本著“課程精、實驗強”這兩大原則。在物聯網工程專業課程教學體系建設中,包含了計算機學科的基礎課程和體現物聯網工程專業特點的專業課課程兩大類型。教育部高等學校計算機學科與技術教學指導委員會在《高等學校計算機科學與技術計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程》與《高等學校計算機科學與技術計算機科學與技術專業人才專業能力構成與培養》中已經對計算機學科的基礎課程以及實踐能力培養問題做出了明確的指示和系統討論。
要成為一名合格的物聯網工程技術人員,除了要學習相關的物聯網知識,還必須要能夠掌握計算機原理與操作系統、軟件基礎與軟件編程技術、網絡與嵌入式系統、數據庫與智能信息處理技術等基礎知識和技能,以及移動計算、普適計算和云計算知識,學會將學到的知識與實踐結合起來,達到學以致用的目的。
在進行物聯網工程專業課程體系建設中,高校要注意以下幾點。
1.我們所學習的這些課程屬于物聯網工程專業的基礎課程,是所有高校的物聯網工程專業課程中都有的課程,學校在進行課程設置時可以將它們與本學校的具體實際相結合,依據自己的教學優勢和科研優勢來進行特色課程設置。以天津科技大學為例,物聯網專業建設依托計算機學科,而學校在食品科學和生物工程等領域的研究與教學處于全國前列。筆者認為,目前計算機學院的物聯網工程專業可以以食品安全智能追溯為物聯網應用領域,融合食品學院和生物學院相關專業的教學資源,因此在涉及感知層的“感知技術及應用”與應用層的“智能信息處理”課程的設置中,學??梢园l揮自身的優勢,要從有特色的教學中培養一批物聯網技術能力較強的學生,幫助學生在就業中脫穎而出,旨在培養具有輕工業特色的物聯網專業應用型產業人才。
2.進行物聯網工程專業的課程體系建設中,學校要注意避免教學內容層次較低、重復、深淺不一等問題,要從教學內容與教學環節出發,注重改變課程內容的銜接和協調方式,幫助學生學習相關的專業知識,提高學生的物聯網技術能力。
3.物聯網工程專業是一個新興的專業,該專業還處于初級階段,基礎較差。我們不能像對待已有的專業一樣看待它,直接從已有的教師中抽取教師隊伍,根據已有的教師知識結構來設定課程,而是要根據物聯網工程專業的特點,制定新的專業培養目標,形成一個真正的有機課程教學體系。物聯網工程專業是一個新的專業,我們的教師對于這個專業也不是很熟悉,還沒有形成成熟的專業教學模式和教學技能,這就要求學校要定期對教師進行相關的培訓,讓教師通過培訓進修,在教學中結合教學及科研的實踐來不斷積累教學實踐經驗。物聯網工程專業是為國家培養一批“工程應用型”人才的需要才出現的,學校必須對其十分重視,要注意將物聯網的專業理論與具體的教學實際相結合,進行物聯網工程專業實驗教學環境建設。為了能夠培養和提高學生的物聯網專業能力,建設實驗教學環境,我們的教師要加強對所教授的專業技術的深入理解,不斷提高自身的教學能力,積累一些教學經驗;學校要加大對該專業的實驗室建設經費支出,完善教學設施。所有的物聯網專業的學科建設者和管理者、學科帶頭人都要堅持“課程精,實驗強”的原則,在物聯網工程專業課程體系建設中時刻保持清醒的頭腦,為物聯網工程專業課程體系建設貢獻自己的力量。
四、結語
總而言之,物聯網工程專業是應國家戰略性新興產業發展的需要才出現的,我們對其要特別重視,要用國家發展戰略的視野來進行物聯網工程專業的建設,要將目光放長遠,要有全局觀和預見性,為國家培養一批具有扎實的物聯網基礎知識的復合型人才。物聯網技術如果能夠得到快速發展和廣泛的應用,那么與之相關的計算機技術也將會得到廣闊的發展空間,計算機類的教育教學就有了新的發展方向,計算機應用型人才也就多了一條新的發展道路。我們要在進行物聯網工程專業的課程教學體系建設中保持“積極、謹慎”的態度,在進行科學研究和教學研究緊密結合的基礎上,發揮信息技術學科的綜合優勢,從中研究出能夠體現本校教學特色的辦學優勢。只有這樣,才能培養出國家需要的合格人才,后續開設該專業的高校也就有了成功的經驗可以借鑒。
參考文獻:
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