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物聯網工程的特點范文1
文章編號:1004-4914(2017)05-223-01
隨著物聯網技術的發展以及社會對物聯網技術的認可,開設物聯網應用技術專業的高職院校也逐漸增多,物聯網應用技術專業發展態勢較好。《物聯網工程項目應用》課程是連接物聯網理論知識與工程實踐的紐帶,我們通過調研各院校同專業課程體系發現物聯網工程項目應用課程已成為各院校物聯網應用技術專業的必備課程。雖然各院校對應此課程的名稱有所區別,但內容大同小異,這也就說明大家對于該課程的重要性具有統一的認知,但是該課程相對于傳統課程在課程內容、教學方法、實訓實驗課程等方面還存在明顯不足。我們所在學校已連續四年開設了《物聯網工程項目應用》課程,在課程內容設置、教學方法以及實訓實驗課程設置方面已進行了一些探索,積累了部分經驗。
一、課程特點及課程定位
《物聯網工程項目應用》是集無線傳感器網絡技術、綜合布線技術、嵌入式開發技術于一體的綜合應用課程,是將理論知識轉化為實用技能的紐帶課程。該課程最大的特點就是學科交叉,從單片機編程到上位機開發、從設備安裝到設備布線、從方案設計到整體項目調試,每一步都對學生的基礎知識和知識面有較高的要求。并且由于物聯網工程均要落實到具體的應用,所以要求學生對于行業規范標準要有一定的認知。總的來說,此課程具有面向應用、注重實踐、強調實用技能的特點。
高職院?!段锫摼W工程項目應用》課程一般?_設在第四學期,此課程的前導課程有《電子技術基礎》、《無線傳感器網絡技術》、《嵌入式開發》、《傳感器技術》和《網絡綜合布線》,通過這些課程的學習,學生能夠掌握物聯網工程項目所需的理論知識和基本技能,為后面工程應用做好鋪墊。《物聯網工程項目應用》這門課程不僅僅是物聯網技術技能的出口,同時也是連接理論知識和實際工程項目的橋梁,在整個課程體系中具有非常重要的作用。
二、課程理論教學設計
《物聯網工程項目應用》課程的特點使得此課程理論內容覆蓋范圍較廣,所以在進行理論教學時要考慮到學生知識基礎和學校實訓條件。通過上文介紹,我們通過對學生前導課程的學習,基本能夠掌握物聯網工程應用的理論知識。我們物聯網工程實訓平臺為凌陽公司生產的物聯網智能家居實訓平臺,智能家居工程作為物聯網工程的典型代表,具備物聯網工程的大部分特點,同時涵蓋市場需求較大,所以《物聯網工程項目應用》課程以智能家居工程項目應用為主,理論內容包括智能家居理論基礎、智能家居相關技術、控制設備理論、安防報警及監控理論和工程案例分析。課程涉及到的傳感器知識、編程知識等內容將在授課過程中進行穿插講解,這樣方便學生活學活用,效率較高。
針對理論課程存在理解困難、復雜枯燥等問題,我們利用分組教學、角色扮演等方法來提高課堂的互動和趣味性。將完整的物聯網工程分解為一個個小工程,由同學扮演甲方和乙方,在提出需求和解決問題的過程中融入理論知識,不僅增強了學生的互動,同時也讓學生掌握了理論知識,效果較好。
三、課程實訓教學設計
課程的實訓教學與理論教學相互聯系又存在很大不同,本課程的實訓教學特別重視對學生實用技能的培養,通過物聯網項目的設計、安裝、調試來鍛煉學生對完整工程項目的把控能力。為完成課程目標,我們將此課程的實訓分為兩部分內容:上位機軟件實訓和智能家居平臺實訓。
1.上位機軟件實訓。上位機軟件是物聯網工程項目不可缺少的部分,目前主流的上位機大部分采用C#開發,但是隨著工業智能化改造的加快,工業物聯網也有了越來越多的需求,工業組態屏這一新型應用也逐漸普及。為適應產業需求,我們在進行上位機軟件實訓的時候,在不影響學生學習的基礎上,適當的調整了C#開發時間,增加了組態屏上位機軟件開發的課程,讓學生能夠盡快的接觸新應用,為以后的崗位需求做好鋪墊。
2.智能家居平臺實訓。智能家居平臺實訓是本課程實施的核心,主要可以分為終端節點實訓和綜合項目實訓兩部分。其中終端節點實訓包括光照探測器、溫濕度探測器、煙霧探測器、燈光控制器、家電控制器等16個實訓項目,通過這些實訓學生能夠掌握常用傳感器、控制器的基本原理和使用方法,能夠具備獨立調試設備、網絡布線以及參數配置的能力。綜合項目實訓包括門禁控制系統、燈光控制系統、智能安防系統、智能監控系統和情景模式控制系統等五部分內容,每個實訓項目都是綜合傳感器、控制器和上位機軟件的完整項目,學生從項目的設計、安裝到實施都親歷親為,在這個過程中學生能夠鍛煉解決問題的能力、學會團隊協作同時也能夠積累部分項目經驗。我們在指導學生實訓的同時,注重培養學生文檔寫作能力,讓學生注重保存過程材料,積極撰寫項目實施方案,從多方面鍛煉學生的能力。
物聯網工程的特點范文2
關鍵字:安全;監理;信息;工程;物聯網
隨著物聯網技術的發展,物聯網技術在信息工程安全監理中得到了廣泛的應用。與此同時,物聯網的安全問題也日益引起有關專家的重視。因為物聯網場景中的實體都有一定的計算、反映與執行能力,因此若物聯網技術使用不當會影響到國家、社會與個人信息的安全性。
信息工程安全監理的物聯網架構
信息工程安全監理是指信息化工程項目建設過程中有關信息安全的監理行為。我國的信息工程安全監理體系是以IT市場為基礎的。通過物聯網技術將信息工程所出現的安全問題正確地傳遞給甲方,處理甲方與信息工程承建方的分歧。其主要工作是對出現的信息安全問題做出原因分析,以利于解決問題。采用物聯網技術來管理,最終目的是將信息安全問題消滅在萌芽之中。信息工程安全監理的物聯網架構分為四個體系,即信息工程安全監理體系、物聯網體系架構、中間體系與安全監理的物聯網平臺。信息工程安全監理的物聯網架構是根據信息化安全監理所涉及的領域多、監測范圍廣、操作不能間隔的特點,采用物聯網技術以對信息化工程建設過程中出現的信息安全問題來監理。信息化工程安全監理中需要監測操作者的安全、監測各類操作場景的安全、監測特殊產品的安全、監控人員聚集的地方、監控關鍵部位以及事故應急處理時對操作者、場景、物品的信息管理等。
物聯網技術
物聯網技術是使信息工程安全監理達到網絡化的關鍵。物聯網與計算機網絡有著密切的聯系,通過正規的射頻識別技術、物品編碼技術、無線通信技術等,來完善電子產品代碼,做到對單件產品在全球范圍內進行核查。信息工程實施過程中的所有設備通過物聯網技術配備一個EPC標簽,利用無線射頻技術,與信息工程有關的信息經由無線射頻技術在網絡中傳播,這樣一來監理只需按照食品上的EPC標簽,就能夠查到此食品在整個過程的相關信息,由此能夠對食品加工的全部經過進行監控,便于發現其不安全因素。通過給該系統應用RFID、數據采集、移動計算技術及數據庫設計等技術,實現了對在信息工程安全監理中借助移動計算技術、數據采集技術、數據庫設計技術來進行數據分析,這些技術對數據的監測能夠起到補充和校核的作用。經調查得知,采用神經網絡方法對信息工程安全監理系統進行識別是很十分有效的,并且訓練速度快。在識別之前,先用仿真實驗生成神經網絡的原始樣本,再按照信息工程的實際情況輸入神經網絡,同時制定適合的網絡結構,經由樣本學習產生可數據識別的神經網絡模型,然后就可進行安全監理數據的識別。
物聯網技術信息交互安全監理
隨著物聯網技術應用領域的不斷增加,感知網絡面對的信息逐漸多元化,已經涵蓋制造業、軍工等較多領域。其在應用中產生的信息安全問題則需要我們及時進行處理。因為網絡資源方面的限制,在確定安全監理方案時需考慮其特殊性,以做到使安全監理方案能有效地利用網絡資源。目前,有的學者已考慮在安全監理方案中應用數據融合技術、加密技術等,以增加物聯網技術的安全性。應用數據加密時,要注意分析網絡節點的存儲性。密鑰管理是數據加密應用技術的重點,其負責著有關密鑰的一系列活動,包括更新與保管等任務。在制定適合的應用方案的前提下,我們可按照無線感知技術體系、節點要求以及安全監理規定,確定密鑰管理有效措施。
例如應用分散處理措施,即先形成密鑰池,將各個節點做為密鑰環,完成網絡系統的組建之后,成立含有密鑰環的安全通道。為進一步發揮物聯網技術在信息工程安全監理中的作用,可改進技術方案。增加節點公鑰個數,以防止網絡受到攻擊,進而確保信息安全,利于安全監控。此外,可選擇適合的路由,科學應對節點,以使信息數據的輸送更加的及時準確。無線感知技術體系具有節點對等以及多跳傳輸的特點,如果破壞方進行設置惡意節點,便可能篡改路由,產生黑洞以及被病毒感染等問題。所以,信息工程安全監理需按照無線感知計算機體系特征以及物聯網技術要求,分析已經確定的安全路由應用協議,以避免網絡不良攻擊的負作用,增強物聯網技術的安全能力。
數據融合是物聯網技術的核心手段,如果其中節點受到破壞,便有可能出現融合節點不能分辨正常信息以及惡意數據的現象。為此,物聯網數據融合時需分析信息安全應用問題??芍贫ㄟm合的融合管理辦法,加強數據信息的驗證措施,使用戶在節點受到破壞的情況下,仍能分辨出正常信息以及惡意數據。同時,應完善物聯網信息存儲機制,通過可信定位使節點獲取正確位置信息,以避免不準確定位產生的不好影響,進而提高物聯網感知信息安全水平,有利于信息工程安全監理。
結語
綜上所述,基于物聯網的信息工程安全監理主要分為4部分,即信息工程安全監理體系、物聯網體系、中間體系、安全監理的物聯網平臺。在進行信息工程安全監理時,以安全監理規范為依據,以物聯網技術為保障,對整個信息工程過程進行資金、質量、進度管理及合同、信息監理,以使信息安全。通過物聯網技術,革新了以往的神經網絡,提升了網絡的運行效率,從而進一步強化了信息工程安全監理,能更好地監控資金、進度與質量,減少信息安全隱患,確保信息工程項目順利實施。
參考文獻:
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物聯網工程的特點范文3
物聯網作為繼計算機、互聯網之后,世界信息化發展的第三次浪潮,已成為國家科技發展戰略的重要組成部分,是未來戰略性新興產業的主導力量之一。物聯網是指通過信息傳感設備(包括射頻識別、紅外感應、衛星定位、激光掃描和視頻監控等),按照約定的協議,把物品與網絡連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,可以應用在城市應急管理信息的采集、傳輸、分析和應用等環節,在城市應急管理領域具有良好的發展前景。
北京市委、市政府高度重視物聯網產業發展和應用建設,提出要發展物聯網產業,優先應用于城市安全運行和應急管理,進一步提升政府管理和服務水平,為此制定了《北京市城市安全運行和應急管理領域物聯網應用建設總體方案》,根據應急管理體系和應急指揮技術支撐系統現狀,結合數據實時獲取、預測預警、智能研判、信息共享、應急聯動和輔助決策等需求,提出北京市安全運行和應急管理領域物聯網應用“1+1+N”的總體框架,即:一個市應急指揮平臺、一個市物聯網應用支撐平臺、多個由部門和區縣建設的物聯網應用管理系統和平臺,規范物聯網應用建設,實現城市日常管理與應急管理的有機結合。其中,北京市應急指揮平臺作為全市城市安全運行和應急管理的綜合指揮平臺,接入城市安全運行和應急管理物聯網信息,進行匯總和綜合展示,為領導全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐;物聯網應用支撐平臺是北京市應急指揮平臺獲取各單位物聯網信息的總渠道,也是城市安全運行和應急管理部門開展信息共享交換的總樞紐,實現各類物聯網信息的規范接入、有效整合,支撐跨部門、跨區域的資源共享;各部門、各區縣建設物聯網應用管理系統和平臺,應用物聯網技術,通過各類感知設備,實時獲取物聯網管理對象的感知信息,進行實時化、精細化、智能化管理。
一、物聯網技術在應急管理中的應用
2011年3月,《北京市人民政府辦公廳關于印發北京市城市安全運行和應急管理領域物聯網應用建設總體方案的通知》(京政辦發【2011】14號),正式開始建設城市安全運行和應急管理領域的物聯網應用示范工程,包括城市安全運行和應急管理物聯網應用輔助決策系統工程、物聯網應用支撐平臺工程、春節期間煙花爆竹綜合管理物聯網應用示范工程、“城市生命線”實時監測物聯網應用示范工程、安全生產物聯網應用示范工程、“政治中心區”綜合管理物聯網應用示范工程、軌道交通安全防范物聯網應用示范工程、極端天氣條件下保持道路交通暢通物聯網應用示范工程、城市運行保障和應急搶險車輛衛星定位管理物聯網應用示范工程、區縣和社區綜合監管物聯網應用示范工程等。
通過上述示范工程建設,完善應急指揮平臺,針對應急管理重點領域開展物聯網技術應用,進一步提高監測管理水平和應急處置能力,為深化物聯網技術應用、創新管理模式奠定基礎,實現城市安全運行和應急管理物聯網信息的接入、匯總和綜合展示,為全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐。
北京東方正通科技有限公司是北京市政府參與投資的物聯網應急領域高科技企業,在2012年中標承擔“北京市城市安全運行和應急管理領域的物聯網應用示范工程”的安全生產物聯網應用示范工程、軌道交通安全防范物聯網應用示范工程。
“安全生產物聯網應用示范工程”在高危行業和領域開展示范建設應用,實時監測重大危險源和其他高風險場所、裝置的各類實時監測信息,進行綜合加工并開展智能分析,建立生產安全事故風險源動態監控系統,提高安全監管部門和相關單位的安全生產日常監管、風險管理、預測預警和應急處置能力,有效降低安全生產事故率。在支撐安全監管業務的同時,通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺,為市領導和相關單位提供信息服務,并為市領導掌控本市安全生產總體情況提供服務。
具體做法是,在煤礦加裝氣體濃度、定位、壓力等傳感器和數字攝像頭,實時監控井下環境參數、人員位置和設備運行狀態信息,進行窒息、機械傷害和冒頂等事故的預測預警。在金屬非金屬礦山和尾礦庫加裝位移、水位等傳感器和數字攝像頭,實時監控環境狀態參數和關鍵設備工作參數,進行邊坡坍塌、透水、冒頂等事故的預測預警。在危險化學品生產企業、加油站和油庫等單位內部及周邊加裝液位、氣體濃度和溫濕度等傳感器和數字攝像頭,實時監控危險源狀態參數和風險點圖像信息,進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在冶金、建材、食品等重點工業企業重要生產裝置及周邊加裝氣體濃度、溫度等傳感器,監測生產運行參數和環境狀態參數,進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在支撐安全監管業務的同時,通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺,為市政府和相關單位提供信息服務。
“軌道交通安全防范物聯網應用示范工程”重點針對軌道交通運行中的大客流沖擊、極端天氣和治安防范等事件開展,建設物聯網監測系統,接入各類感知信息,開發軌道交通安全保障綜合分析系統,及時掌握部分地鐵車站的站前廣場、主要地下換乘站和重點區域車站的實時信息,加強與地面交通和公眾的信息互動,為相關部門及時準確掌握本市軌道交通運行情況提供服務,提高地面交通與軌道交通的協調聯動水平,降低大客流沖擊造成的影響,增強突發事件的應對能力。并通過市物聯網應用支撐平臺,以系統接入和數據共享的方式接入市應急指揮平臺。
具體做法是,在試點的軌道交通大客流沖擊嚴重的車站、重點換乘通道和換乘站,增設數字攝像頭,智能監控人流密度、人流量和人員非法越界等異常行為,并實現智能分析與預測預警功能。在試點站增設核輻射、煙氣、溫度等傳感器,獲取煙氣、溫度、有毒有害氣體、核輻射等感知信息,對危險品違法攜帶等行為進行智能識別和分析,并開發治安防控預警系統。在重點車站安裝可變情報板等設備,及時向公眾軌道交通運營狀況信息。
通過上述示范工程建設,針對應急管理重點領域開展物聯網技術應用,完善了應急指揮平臺,進一步提高了監測管理水平和應急處置能力,為深化物聯網技術應用、創新管理模式奠定了基礎。
二、物聯網技術在應用示范工程中的特點與創新
在物聯網應用示范工程的設計和建設中,充分體現了物聯網的技術特點,采用靈活的平臺架構,實現海量物聯網數據接入能力,實現各類用戶數據共享。利用實時數據處理技術,實現監測數據的自動實時采集匯聚,通過前端感知設備和高效的實時數據庫,實現各類傳感監測數據、視頻數據的自動采集、匯聚。借助多種智能化分析工具實現監測數據的多維度分析與動態展現,物聯數據的多時態、多維度的動態展現。為應急管理提供全面、準確、及時的數據分析和展現。利用專業分析模型實現預測預警和后果評估,提供以智能化監測預警為核心的預警調度應用,為安全生產監管和軌道交通安全防范提供智能化分析手段。
物聯網應用示范工程實現了物聯網數據在應急領域的應用創新,將物聯網技術與應急管理業務相結合,在監測預警、應急準備、應急管理、事故調查等各個應急管理環節,實現了物聯網數據與業務流程關聯應用,解決了以前無法解決的問題,為管理部門提供了實時、先進、直觀的技術手段。例如,在安全生產管理方面,通過示范工程建設,預警系統可以根據采集氣象信息,當預計出現大風、暴雨、雷電天氣時,自動向高空作業等特種作業人員發出預警信息,提示停止作業。將來特種作業人員配置定位偵測系統后,可以對特種作業人員的位置和狀態進行自動檢測,發現仍在作業的人員,向管理部門做出提示。在軌道交通監測管理方面,通過示范工程建設,對地鐵的大客流監測從以往人工經驗推斷,升級到精準判斷、智能預警。通過分布在地鐵出入口、站臺、換乘通道的客流感知設備和視頻圖像智能分析系統,實現客流密度實時監測,結合專業客流分析模型,可以提前15分鐘測算出會出現大客流的車站,并向管理部門做出預警提示。
三、物聯網技術前景展望
作為溝通客觀物理世界和主觀感知世界的載體與橋梁,物聯網最大的優勢在于,通過廣泛分布的傳感監測系統,以更直接、更精確的方式對環境信息進行全面監測,進而實現對復雜環境或復雜事件的精確感知。在應急平臺中,構建基于物聯網的信息采集、分析和預警系統,一方面可以實現對突發災難性環境(如環境污染、危化品安全、地鐵、廣場等人群密集區域的火險及地震等災難事件)的精確監測;另一方面,可利用網絡中具有定位和通信模塊的多模移動信息采集終端,提供設備和救援人員的實時定位跟蹤;結合電子地圖,將現場動態信息與應急平臺綜合數據庫和模型庫的各類信息融合,依據事件專業分析模型,形成較為完備的事件態勢圖,對突發性公共安全事件的蔓延方向、蔓延速率、危險區域、發展趨勢等進行動態預測,進而為輔助決策提供科學依據。
物聯網工程的特點范文4
關鍵詞:物聯網;實踐教學;項目實訓
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)12-2922-03
1背景
物聯網源于傳感網和射頻識別技術,通過網絡技術將傳感網信息和RFID信息進行遠距離識別和處理。國際電信聯盟在2005年了針對物聯網的年度報告“Internet of Things”,報告指出RFID和智能計算等技術開啟全球物品互連的時代,信息與通信技術的發展已經從任何時間、任何地點連接任何人,發展到連接任何物體的階段,物聯網時代即將來臨[1]。一般認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息載體,讓所有能被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。普通對象設備化,自治終端互聯化和普適服務智能化是其三個重要特征[2]。
近年來物聯網在學術界和產業界來得到廣泛關注,2008年國際上召開了第一屆國際物聯網學術交流會[3],歐洲物聯網研究項目組2009年11月物聯網戰略路線圖,促進射頻識別和物聯網產業在歐盟發展,歐盟委員會提出針對物聯網行動方案,明確表示在技術層面將給予大量資金支持。2009年8月總理在無錫考察傳感網產業發展時要求盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫“感知中國”中心。物聯網可廣泛應用于產業,環境和社會領域。典型應用案例包括物流業務,制造業的產品跟蹤,食品藥品安全,環境監控,綠色節能,社會服務等多個方面。當前無線射頻識別產業市場規模超過100億元。我國有1600多家企事業單位從事傳感器的研制、生產和應用,年產量達24億只,市場規模超過900億元,其中,微機電系統(MEMS)傳感器市場規模超過150億元;通信設備制造業具有較強的國際競爭力。建成全球最大、技術先進的公共通信網和互聯網。機器到機器(M2M)終端數量接近1000萬,形成全球最大的M2M市場之一。據不完全統計,我國2010年物聯網市場規模接近2000億元[4]。
在全國范圍的物聯網技術發展熱潮下,物聯網技術人才緊缺問題日益突出。我國物聯網技術的發展從根本上取決于相關人才的素質和結構。產業的競爭從根本上就是人才的競爭,未來中國物聯網產業的強勁發展,需要大力培養物聯網技術專門人才,不斷提高相關人才的素質和知識結構,以及不斷的完善人才的合理結構與供應體系。物聯網技術也必將成為我國信息領域的一個關鍵學科,在未來我國信息產業的發展與升級中發揮核心的作用。
2物聯網專業定位與培養目標
物聯網行業作為一項戰略性新興產業,其繁榮發展需要大量精通物聯網信息技術的科學技術人才。我國非常重視物聯網產業的發展,被列為國家五大新興戰略性產業之一,一些城市也把物聯網產業列為新的經濟增長點。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點,物聯網產業的長足發展將直接推動物聯網工程專業類畢業生的就業工作。面對國家產業發展的戰略重點和激烈的人才競爭,面向市場需求,加大物聯網工程技術人才培養力度,已經成為當前高等教育改革與發展的一項重要和緊迫任務。
物聯網工程專業面向現代信息處理技術,針對國民經濟信息化建設和發展的需要,本專業培養的學生要求德智體全面發展,具備扎實的計算機科學技術、現代傳感器和無線網絡技術、射頻與微波技術、有線和無線網絡通信理論、信息處理、系統工程等基礎理論和技術,能夠系統地掌握物聯網專業的相關基礎理論、科學方法和實踐技能,并且具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的創新實踐能力的復合型高級工程技術人才。
物聯網工程專業本科生培養的基本思路是強化基礎、注重實踐。針對物聯網產業的人才需求,本科生階段強調寬口徑培養,不具體細分專業培養方向,但考慮專業方向課程模塊設置,從而使得畢業生既具備扎實的專業基礎和寬廣的知識面,又比較深入地認識某類系統和應用領域。物聯網工程專業的基礎課程應涵蓋計算機科學與技術基礎、通信技術、無線傳感器網絡技術、物聯網工程基礎、電子信息技術基礎以及數學、外語等基礎課程。物聯網工程專業的專業課程應覆蓋物聯網系統設計與開發、網絡工程、數字化技術、信息安全技術、嵌入式系統、軟件開發技術等。
本專業以通信技術、計算機網絡和無線傳感器網絡為重點專業方向,學生主要學習傳感器技術和計算機通信網方面的基礎理論、組成原理和設計方法,受到物聯網技術實踐的基本訓練,經過系統化學習和實踐鍛煉,學生應該具備從事物聯網的設計、開發、調試和工程應用的基本能力。
3物聯網專業實踐課程建設
我校在2011年申請物聯網工程專業并獲得批準,成為國內較早開展物聯網專業教學的高校。我校物聯網工程專業依托計算機系下進行建設,相關基礎專業如計算機科學技術,軟件工程,電子工程,通信工程等已經發展多年,擁有相關的軟硬件條件,具有實踐環節教學經驗,是物聯網工程專業建設的基礎。
當前高等教育必須把加強學生能力培養放到首位[5],物聯網專業特點主要體現綜合性,實踐性和工程性,物聯網綜合性體現在涵蓋范圍廣,涉及具體產業多,與產業接觸緊密。為了達到培養目標,培養學生實踐動手能力尤為重要。物聯網實踐課程需要以專業基礎課程為基礎,面向真實完整的物聯網工程項目設計實踐內容。在實踐學習中以團隊協作作為主要學習方式,從具體的實踐活動中訓練動手能力和協作開發項目能力。作為從2010年才開始設置的新型專業,關于物聯網專業教學研究成果還相當匱乏,本節結合當前物聯網專業發展和行業技術發展的實際情況,對物聯網專業實踐環節的教學內容與教學方法進行探索。
3.1專業實踐教學內容設計
目前國內物聯網專業主要依托計算機學院來建設,因此計算機專業核心課程尤其是程序設計、數據結構、操作系統、計算機網絡以及組成原理也應是必修課程。物聯網專業核心課程包括物聯網導論,無線傳感器網絡,射頻與無線通信等。實踐環節課可設置在基礎理論課之后,在二年級可以開始展開基礎的實踐課程教學,然后逐步進入到結合實際的物聯網項目實訓環節,在實訓環節中,通過引入企業實際物聯網項目對學生進行訓練。物聯網涵蓋范圍非常廣泛,綜合了計算機,微電子,通信等多個領域知識,其中部分新型技術難度較大。在實踐環節中一般不需要學生深入理解無線傳感器網絡,射頻識別等電路基礎,能夠在了解基本結構基礎上進行開發設計即可。實踐環節更多注重于物聯網的實際應用,通過應用項目實例來加深對物聯網的認識,鍛煉動手能力,培養合格的物聯網專業人才。根據物聯網體系的層次劃分,從物聯網應用層案例,物聯網網絡層案例以及感知層案例出發設計對應的實踐內容,最后通過對實際項目分析學習項目設計規劃能力,如表-1所示。
針對實踐教學內容,采用課程實踐與項目實訓相結合的方式。對核心課程的教學實踐安排在每門基礎課程理論課程同步進行,通過基礎性實踐來強化理論課程知識理解和實踐能力提高。在基本實踐環節之后進行綜合實訓實踐過程,學生以團隊方式參與具有企業實際背景的物聯網項目實例,訓練物聯網工程設計規劃和實施能力,并參觀企業真實物聯網項目工程。
具體專業課程與實踐環先后關系可見圖1,在圖1中可知物聯網綜合實踐環節是在專業課程基礎上的進一步提高,是訓練學生動手能力提高實踐能力的關鍵一環。
選擇合適的實踐內容之后需要采用一定的教學方法進行實踐教學。與專業課程的理論學習不同實踐教學更注重培養學生的實際動手能力。
3.2專業實踐課程教學方法探討
物聯網專業培養人才應該緊密結合工程實際,目前校企合作物聯網建設迅速開展,我們也將努力和物聯網企業合作,加強產學研合作,進行聯合人才培養。通過多種渠道建立健全物聯網實訓項目庫,如高校中一卡通、校園百事通等物聯網建設項目。實踐教學在物聯網專業建設中具有舉足輕重的作用。通過實踐教學培養學生的創新能力和實踐設計能力,可采用的實踐教學方法包括:
1)項目實例驅動教學法
物聯網工程專業是培養物聯網項目集成方向的工程技術與管理人才,物聯網實踐教學內容必須緊密結合實際,立足業界需求。在實踐教學中,針對基礎課程的實踐教學可以分解項目原型到各門課程中;在物聯網綜合實訓實踐中,以企業物聯網項目具體案例在分析。針對學生實際能力,可以通過簡化需求來降低難度,但所有實踐項目必須結合實際。教師通過對企業物聯網項目的分析講解來幫助學生對項目的認識,學生通過團隊合作以小組形式參與實訓項目開發。通過項目實例驅動,提高學生學習興趣,鍛煉實際的動手能力。
2)跨年級結合的創新實踐教學
由于物聯網綜合實踐環節設計內容多,難度大,對其中部分大型實訓項目可以采用跨年級段合作訓練的方式,發揮傳幫接代的優點。如高年級的同學負責項目的需求分析,項目規劃設計等方面工作,而低年級同學從程序設計出發,完成其中的部分功能,通過參與大型創新實訓過程可以提高自己的動手實踐能力,學習項目設計和管理能力。這種滾動式結合方式不僅提高學生水平,還可以使得實踐環節的實訓項目可以持續開發。不斷提高實踐環節的難度,使之更切合工程實際。
4結束語
物聯網產業需要大量的專業型人才。如何培養適合產業需求的人才還處在嘗試階段,借鑒相關專業培養經驗,對物聯網專業建設尤其是物聯網專業實踐環節建設進行了探討。我們認為加強物聯網實踐環節建設,必須加強校企合作,通過引入實踐物聯網項目來設計合理的實踐內容。將基礎實踐環節和項目實訓相結合,采用科學的教學方法引導學生自主學習,提高實踐能力,培養合格的物聯網專業人才。目前物聯網專業建設還處于起步階段,這方面經驗還非常缺乏,如何合理制定實踐環節培養方案還需要進一步的深入研究。
參考文獻:
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物聯網工程的特點范文5
(三峽大學 計算機與信息學院,湖北 宜昌 443000)
摘 要:根據當前物聯網產業人才的需求情況,分析地方本科院校物聯網工程專業人才的培養目標,提出一種面向創新的人才培養模式,即通過系統化的實訓提高人才培養質量。
關鍵詞 :物聯網;實訓;創新;人才培養模式
基金項目:湖北省教研項目“地方高校IT類專業創新性人才培養實訓教學體系的建立與實踐”;三峽大學教研項目“基于項目驅動的物聯網實訓教學模式研究與實踐”。
第一作者簡介:田衛新,男,副教授,研究方向為物聯網應用與大數據挖掘,t_wxin@126.com。
1 背 景
物聯網工程是一門典型的交叉學科,涉及計算機科學、電子信息工程、通信工程等多門專業的核心知識。物聯網技術以傳感器、射頻識別、嵌入式系統、計算機網絡、無線通信技術、分布式系統及大數據處理等技術為基礎,對監控對象實現聲音、圖像、環境、位置等信號的采集,進行各種距離上的信息傳輸,對信息進行處理、實時控制以及對過程中積累的海量數據進行分析挖掘,最終實現對各種受控對象的智能感知和管理。物聯網技術是實現智慧地球的基礎,和云計算技術一起被認為是未來IT技術的兩大發展方向,蘊含著巨大的產業價值。當前,世界上主要發達國家和經濟體都制定了物聯網發展計劃:美國提出了“智慧地球”的概念,奧巴馬政府將物聯網列為振興經濟的兩大重點產業之一,計劃投資新一代的智慧型基礎設施;歐盟了歐洲物聯網行動計劃,提出歐盟政府要加強物聯網管理,促進物聯網發展;日本、韓國分別提出了各自的物聯網發展計劃U-Japan和U-Korea,建設本國的物聯網基礎設施,發展物聯網產業。中國的物聯網經過幾年的發展,產業布局已經走在世界前列,物聯網被列為國家五大戰略新興產業之一,建立了以“感知中國”為核心的物聯網技術研究和應用開發產業鏈,《信息產業科技發展“十一五”規劃和2020 年中長期規劃綱要》將物物通信(Machine-to-Machine,M2M)相關產業納入國家重點扶持項目,《國家中長期科學與技術發展規劃(2006—2020 年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將“傳感網”列入重點研究項目。據《2014—2018年中國物聯網行業應用領域市場需求與投資預測分析報告》數據表明,2010年物聯網在安防、交通、電力和物流領域的市場規模分別為600億元、300億元、280億元和150億元,2013年中國物聯網產業市場規模達到4 000多億元,而且預計今后幾年內每年都會以二位數的百分比增長。
為了適應物聯網戰略新型產業快速發展的需求,避免形成物聯網產業人才瓶頸,國家在2010年批準設立物聯網工程專業,至今已有千余所高校開設了該專業。在規模增大的情況下,如何提高物聯網專業人才培養質量成為一個迫切問題。由于開設時間較短,當前物聯網工程在專業建設方面尚處于探索階段,教學內容主要由各開設高校根據教育部制定的培養目標自行設計,沒有形成統一的標準,在培養模式上沒有成熟的經驗。
2 物聯網工程產業人才需求分析
物聯網是隨著IT技術逐漸發展成熟而出現的繼互聯網之后又一具有巨大影響的新事物。在各國政府的重視和大力投入下,物聯網產業在最近幾年得到蓬勃發展。當前國內物聯網產業規模已達到數千億元,相關產業鏈基本形成,涉及的行業門類日趨廣泛,物聯網專業的人才需求也隨之增大。據統計,全國物聯網產業人才需求每年約20萬左右,物聯網產業發達地區,物聯網專業人才需求已經超過傳統用人大戶。從行業來看,當前物聯網人才需求集中在智能交通、環境監測、遠程醫療、公共安全、智能家居以及智能農業等方面。從人才需求類型來看,主要分為研究型人才、技術應用型人才以及服務輔助型人才。具體技能要求為:對研究型人才,要求其了解物聯網相關政策,有能力制定行業標準、產品規劃、系統評測等工作;對技術應用型人才,要求其具備物聯網技術設計、產品研發維護等技能;對服務輔助型人才,要求其具備物聯網相關產品銷售、推廣普及、專題講座以及技術培訓等方面的技能。技術應用型人才根據其所處產業鏈位置不同,在技能要求上又可細分為3類:①感知技術,通過多種傳感器、RFID、二維碼、定位、地理識別系統、多媒體信息等數據采集技術,實現外部世界信息的感知和識別;②網絡技術,通過廣泛的互聯技術,實現感知信息高可靠性、高安全性傳送,要求掌握各種傳輸技術、交換技術、組網技術、網關技術等;③應用技術,通過應用中間件提供跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同及共享功能,要求掌握數據存儲、并行計算、數據挖掘、平臺服務、信息呈現、服務體系架構、軟件和算法技術等。以上分析可以看出,物聯網工程專業人才要求具有知識面廣、綜合性能力強、創新能力強等特點,高校只有對物聯網工程專業人才培養目標有明確的定位,才能更好地為物聯網產業發展提供人才保障。
3 物聯網工程專業平臺建設
地方性本科院校由于在教學資源、影響力等方面同985、211高校具有一定的差距,在物聯網專業人才培養目標上不能片面追求同國內一流高??待R,應該結合高校自身在地方和行業領域方面的特色,強化優勢,提高人才在專業知識和技能方面同國內一流高校之間的互補性。
基于上述考慮,三峽大學在建設物聯網工程專業時將目標定位為培養技術應用型人才,專業建設原則是充分利用原有計算機專業教育資源,發揮自身教學積累和師資優勢,具有比較鮮明的計算機特色。人才培養知識結構定位以掌握物聯網應用層和網絡層相關工程技術為重點,面向物聯網產業鏈中的物聯網需求分析、網絡規劃、系統集成以及應用開發等領域,培養掌握各類傳感器接口技術、嵌入式系統、數據傳輸網絡原理及組網技術、信息系統分析設計、移動終端程序設計、Web程序設計等物聯網工程核心知識的、具有一定創新能力的復合型人才。
3.1 課程體系
圍繞物聯網工程專業人才培養導向及目標,按照本科課程類別,建立功能明確、主次分明的課程體系是人才培養質量的重要保障。課程按照關聯性縱向劃分成群,一個課程群一般由1~2門核心課程及多門支撐課程組成,對應物聯網工程中一項具體應用技術。同一課程群內的課程分屬專業基礎課、學位課、選修課等不同類別,根據教學計劃,按課程內容的依賴關系安排在不同學年。目前設置的主要課程群有嵌入式技術、傳感器及傳感網絡、物聯網應用開發技術等。
3.2 一個平臺兩個培養方向
專業平臺開設除大學公共課以外的專業基礎課以及相關的必修課程,如計算機網絡、操作系統、數據庫系統、微機原理等平臺必修課。在課程平臺上,分設物聯網終端技術和物聯網信息系統兩個專業方向。物聯網終端技術方向學習終端設備數據采集、數據傳輸相關技術,設置的主要平臺選修課程有傳感器原理及應用、RFID技術、微機接口技術、嵌入式系統設計等。物聯網信息系統方向學習物聯網規劃及組網技術、物聯網應用開發相關技術,設置的主要平臺選修課程有物聯網組網技術、信息系統分析與設計、Windows程序設計、Web程序設計、智能終端程序設計等,具體設計如圖1所示。
3.3 興趣驅動的分流模式
平臺必修課結束后,學生將轉入兩個不同的專業方向進行后續學習。選擇物聯網終端技術方向還是物聯網信息系統方向,主要考慮學生自身興趣,并參考已修相關方向支撐課程的成績進行引導分流。
3.4 實踐能力培養
實踐能力是創新能力的基礎,大學期間提供足夠的實踐訓練有助于學生提高綜合素質,畢業后能快速適應工作環境。我們主要從兩方面加強物聯網工程專業實踐能力培養環節,一是實踐課時的保障,使專業課程配套實驗率達到100%,對于理論性課程,通過針對核心原理設計驗證性的實驗,加深學生對原理的認識;對于應用技術類課程,按照理論與實驗比例1:1以上配設實驗,改變以往被動式的學習模式,通過大量實驗培養學生積極思考、主動學習,真正將教材的知識消化為自己的知識。二是加強實踐條件建設,在條件建設方面采用“硬軟”二手同時抓的策略,一手抓實驗室硬件條件建設,一手抓以豐富實驗內容、提高實驗質量為目標的軟件建設。我們緊跟當前物聯網進展情況,引進較為先進的物聯網相關教學設備和模擬系統,以提高課堂實驗質量;著力改進實驗內容,增大設計性實驗比例,引入問題來激發學生的學習興趣和探索熱情;關聯課程群結課后,進行集中綜合性實驗,提高對所學知識的綜合運用能力;積極開展同企業合作,通過“引智工程”,讓企業骨干工程師到課堂講授部分綜合實訓課程,同時通過院級聯創平臺,讓學生有機會參與企業項目。三是采用“3+1”培養模式,大幅提高實訓比重,即3年課堂內教學,1年課外實訓,將主要課堂教學任務安排在前六個學期完成,后面兩個學期除了完成畢業設計外,到企業進行實習。
4 實訓體系建設
實訓體系建設以創新能力培養為目標。創新是企業在市場競爭中的生存基礎,科學技術人才是企業開展創新活動的主體。物聯網工程作為一個新興產業,面臨專業知識門檻高、行業標準缺乏、市場不成熟等諸多困難因素,更是迫切需要具有創新能力的產業人才。首先,要加強專業基礎課程教學,扎實的專業理論是科技人才創新能力的基礎,物聯網工程專業人才培養,要重視專業基礎理論教學質量,抓關鍵知識點的教學過程管理。我們根據物聯網工程專業基礎課程特點,采取針對性的教學模式,積極吸收借鑒精品課程、網絡公開課等優秀教學資源,探索新的教學手段和方法,讓專業基礎理論在教學過程中具體化、應用化。其次,要提高學生專業實踐能力訓練水平,逐步加大應用性課程配套的實驗比重,加大設計型實驗在配套實驗中的比重,合理設計課程實驗體系,建立設計驅動型的教學實驗模式。第三,建立創新激勵機制,鼓勵學生組建創新團隊,參與本專業全國范圍的學科競賽,同時積極組織相應的校級、院級層次的創新設計比賽,激發學生的學習熱情和創新思維。
系統化設計實訓內容。圍繞專業培養目標,合理規劃實訓內容,自上而下建立知識結構完整、過程安排合理、層次清晰的實訓內容體系。在指導思想上,將原來以理論教學為本,實驗服務于理論教學的做法,變為以設計能力為本,理論為設計服務。打破原有按照單一課程安排實驗時間、內容的方法,在體系設計時對實訓內容統一規劃整理,注重內容的銜接,消除不同課程之間的重復實驗,建立以課程實驗、課程設計、綜合設計、創新設計競賽、企業合作項目以及校外實習為一體,以設計、實踐能力驅動的人才實訓培養模式。
完善質量評估標準。為切實保證人才培養質量,必須進一步加強人才培養質量監控和評價體系建設。首先我們積極探索同人才培養要求相適應的評價方法,根據物聯網工程專業技術應用型人才的培養特點,開設課程中實訓內容占有較大比例,課程要求除了掌握基本理論外,更要求具備實際動手設計能力,因而在評價中需要引入“硬”“軟”結合的評價方式,除采用卷考等“硬”指標外,積極引入答辯、設計論文等“軟”指標進行綜合成績評價。其次加強教學過程監控,加強教學過程管理,落實平時成績評定 ,將課程成績評定分解到各教學環節中,提高教學質量和教學效果的可預見性。最后積極探索推進學分改革,針對性地增加創新設計學分,從評價機制上鼓勵參與實踐設計項目以激勵創新。
5 結 語
如何提高物聯網工程專業人才培養質量,培養物聯網產業需要的人才,是當前高校面臨的一個亟待解決的問題。將目標定位為培養技術應用型人才,通過較大幅度提高課程實訓比重,將創新意識培養貫穿到整個培養環節,系統地建立實訓模式,使人才培養過程具有明確的目標導向,可作為地方性本科院校物聯網工程專業建設的參考。
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物聯網工程的特點范文6
【關鍵詞】Android;教學改革;項目驅動
0 引言
1991年美國麻省理工學院的Kevin Ashton教授首次提出物聯網(Internet of Things, IoT)[1]概念。2009年1月,IBM提出“智慧地球”。2009年8月在無錫視察時提出“感知中國”,物聯網開始在國內得到廣泛關注和重視。物聯網是通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術,實現物品和物品之間的信息交換和通信,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮,并被列為國家戰略性新興產業大力支持發展。
為了響應國家大力發展物聯網產業的號召,培養物聯網產業人才,教育部于2010年在全國35所高校批準設置物聯網工程專業。物聯網工程專業[2]作為一門新設置專業,在培養方案、課程體系等方面仍不完善,需要對其進行不斷改進和研究。
Android[3]是于2007年1月1日由Google的基于Linux內核的智能移動設備操作系統。近年來,由于Android具有開源、免費的特點,吸引了越來越多的企業、機構的廣泛關注,使得Android在國內外得到了迅猛發展,其人才需求也急劇增長。智能移動終端作為物聯網的重要組成部分,在信息、信息獲取方面具有重要作用,而Android平臺是移動終端廣泛采用的操作系統。為此,各大高校的物聯網工程專業紛紛開設Android相關課程來滿足物聯網專業的人才培養目標。
面向物聯網工程專業的Android開發課程,其課程內容并不完善,其教學方法還處在一個研究和實踐階段,因此如何結合物聯網工程專業的實際和Android課程特點來改進教學模式、提高教學質量,是一件迫在眉睫的事情。
1 Android程序設計課程的特點
1.1 新穎性
Android技術作為一個免費、開源的便攜設備操作系統,近年來得到了迅速發展,并占據了較大市場份額,市場對Android應用開發人員的需求也日益增加。針對這種需求,許多高校陸續開設Android技術方面的課程,為社會提供Android人才。Android系統出現時間較短,且仍在更新發展之中,而物聯網專業也是一個新設置的專業。因此,面向物聯網專業的Android程序設計課程,是面向一個新專業開設一個新課程,具有很強的新穎性。
1.2 前導課程多
Android程序設計課程是在已有技術的基礎上發展起來的,它所涉及到的基礎課程較多。首先,Android是基于Linux內核的智能設備操作系統,Linux 操作系統是該課程的前導平臺基礎;其次,Android用戶界面、配置文件界面使用XML(可擴展的標記語言)語言進行繪制,學生需要前期學習XML語言;再次,Android業務代碼使用Java語言編寫,要求學生能夠熟悉Java語言及其開發環境(Eclipse);最后,Android平臺數據存儲會用到數據庫網絡,通信會用到網絡編程,學生應具備數據庫和網絡的基礎知識。總體來看,學習Android程序設計對學生的基礎要求較高,需要學生掌握的基礎技術較多。
1.3 開課難度大
高校開設Android程序設計課程的難度較大。
從課程自身出發:首先,從教師要求方面看,Android程序設計是一門新興課程,大多數老師沒有實際開發經驗,在授課時存在經驗不足的問題;其次,從學生要求方面看,Android程序設計涉及到的基礎知識較多,對學生要求高,導致學生學習難度較大。
從課程與物聯網專業結合角度出發:物聯網專業是交叉學科,需要教師掌握多學科的知識,在講授Android程序設計時,需要結合Android在物聯網中的應用背景進行教學,提高教學的針對性,這對教師在Android開放能力和物聯網應用背景兩個方面的綜合素質提出了更高的要求。
1.4 開發環境搭建和配置復雜
任何應用程序在建立之前都需要先搭建開發環境。同樣,Android開發環境的安裝與配置是開發Android應用程序的第一步,也是深入理解Android系統的一個良好途徑。
普通程序設計開發直接在PC上運行,較為簡單。而Android程序設計的開發,不僅需要程序編寫環境,還需要搭建Android運行模擬環境。具體Android開發需要安裝Eclipse、ADT插件、JDK、SDK。安裝完成以后還要進行適當配置(環境變量配置、SDK的配置、模擬器的啟動),其開發環境搭建和配置較為復雜。
1.5 實踐性強
Android是第一個可以完全定制、免費、開放的移動終端操作系統平臺。Android不僅能夠在智能手機中使用,還可以用在平板電腦、移動互聯網終端、上網筆記本、便攜式媒體播放器等電子設備上運行。同時,物聯網工程專業是一門實踐性較強的專業,重點培養學生的物聯網工程實踐能力。由此來看,面向物聯網工程專業的Android程序設計是一門實踐性強,重點培養學生動手實踐能力的課程。
2 “基于項目驅動”的教學模式改革
依據面向物聯網工程專業Android程序設計課程的特點,以及現有一些程序設計課程教學方法[4-5],提出“基于項目驅動”的教學模式?;陧椖框寗拥慕虒W模式的基本原理如圖1所示?;陧椖框寗拥慕虒W模式分為基礎知識學習階段、項目實訓階段?;A知識學習側重理論學習,而項目實訓側重實踐能力培養。
2.1 基礎知識學習階段
在學習基于Android平臺的智能手機軟件開發技術之前,必須讓學生對Android平臺有宏觀上的認知,主要采用教室課堂講授的方式進行。
1)Android的發展歷史
Android作為一種新興技術,要讓學生們了解Android的發展歷程,以及現在的發展狀況。采用播放視頻或圖片等方式,向學生展示Android的魅力,激發學生的學習興趣。
2)Android的體系結構
Android是基于Linux內核的軟件平臺和操作系統,采用了軟件堆棧(Software Stack)的架構,從下至上包括4個層次,如圖2所示。第一層是Linux內核層,提供由操作系統內核管理的底層功能,是硬件和其他軟件堆棧之間的一個抽象隔離層。第二層是中間件層,由函數庫和Android運行時構成。第三層是應用框架層,提供了Android平臺基本的管理功能和組件重用機制。第四層是應用程序層,提供了一些核心的用用程序,包括郵件客戶端、瀏覽器、通訊錄等。
3)Android的特征
在內存和進程管理方面,Android具有自己的運行時和虛擬機;在界面設計上,提供了豐富的界面控件;Android提供輕量級的進程間通訊機制Intent,使用跨進程組件通信和發送系統級廣播成為可能;Android提供了Service作為無用戶界面、長時間后臺運行的組件;Android支持高效、快速的數據存儲方式;Android支持位置服務和地圖應用;Android支持Widget插件;Android NDK支持使用本地代碼(C或C++)開發應用程序的部分核心模塊。
在學生具備以上基礎知識以后,再通過項目實訓階段,培養學生的智能手機軟件開發能力。
2.2 項目實訓階段
項目實訓階段,主要采用“設定目標――分解目標――解決目標――綜合訓練”路線進行,在實驗室開展,邊講解邊操作。
設定目標:即項目選取,是尤為重要的環節,應該遵循既要包含基本的教學知識點,又要難度適中,能調動學生的積極性和主動性,在教學中還要注重師生共同參與的原則進行選取。下面就以“基于Android的微博客戶端設計”作為例子進行介紹。
分解目標:當選定目標之后,老師把完成的系統向學生展示,對整個系統進行詳細分解,把一個項目分解為多個子任務。把要實現整個界面的所有涉及的知識都一一列出。例如,登陸界面:1)界面布局;2)界面繪制;3)XML文件;4)Activity;5)給組件添加監聽事件。
解決目標:目標分解后,要考慮如何實現每個子任務。首先演示和講解開發工具如何使用,在講解中適當的留出時間讓學生自己搭建環境,并幫助學生解決環境搭建過程中遇到的問題;接著,按順序講解每個子任務開發中涉及到的關鍵知識點,并用代碼段舉例。比如,登陸界面涉及到“用戶名”的顯示,涉及到控件TextView,老師就講解TextView的用法,并給出TextView典型用法的代碼,讓學生掌握其編程方法。子任務所涉及到的知識講解完成后,回到子任務的目標并實現。解決目標階段,是核心階段。在該階段,將讓學生掌握Android開發過程中的核心知識點。在每個學習階段,教師可以留一些小程序作為作業,加強學生對相關知識的掌握。
綜合訓練:這個過程主要是對前三個過程的鞏固。老師再選定一個類似的題目,然后交由學生自主去完成,加強鞏固前面學習的知識。綜合訓練最好集中進行,并以此來考察學生的學習效果。
3 考核方式
Android程序設計是一門實踐性較強的課程,檢驗教學效果的手段不應單純是卷面成績,而應考察學生能否將所學知識能夠靈活應用到實際項目中,能否通過所學的知識解決實際問題。在考核方式上,改變傳統的試卷考核方式,采用多元化的考試方式。學生成績由三部分組成,即平時成績、卷面成績和上機考試成績。平時成績主要是出勤、作業、平時的表現,占20%;卷面成績主要是對Android基礎知識的考察,占30%;上機考試主要是對Android程序設計能力的考察,以及平時在機房訓練的成果的考察,占50%。通過改革考核方式,引導學生重視實踐操作,鍛煉和培養學生編程實踐能力。
4 總結
教學實踐表明,實施該教學方法后,Android程序設計課程收到了很好的教學效果,學生學習的積極性、主動性得到了提高,學生的動手能力、綜合素質得到了加強和鍛煉,達到了“教中做、做中學”的效果。當然在教學過程中也發現了一些問題,如學生輕視理論知識學習等。這些都需要在以后的教學過程中認真總結,把這些經驗教訓更好應用到以后的教學中,同時也為物聯網工程專業其他實踐性強的課程的教學改革提供借鑒。
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