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物联网的专业课程范文1
(长春市公共关系学校,吉林长春130052)
摘要:在吉林省大力发展新兴产业的背景下,迫切需要壮大创新型工程科技队伍。本文以物联网专业课程设置作为范例,以此探讨加快教学内容、课程体系、教学方法改革与创新的有效方法。
关键词 :物联网;CDIO;工程科技人才;课程体系
DOI:10.16083/j. cnki. 22 - 1296/g4. 2015. 08. 051
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1671-1580( 2015) 08-0109-02
一、吉林省新兴产业对于人才的需求
目前,国家大力提倡发展战略性新兴产业,为了适应这个大背景,我省确定了六大战略性新兴产业,并确定了生物医药等20个重点发展领域,计划未来5年战略性新兴产业产值达到7000亿元。战略性新兴产业的发展更加迫切地需要坚实的科技支撑,更加迫切地需要素质优秀、结构合理、团结协作的创新型工程科技人才队伍。这就要求高校教育工作者要通过更新教学理念、改革教育模式、修订培养方案,为新兴产业培养出“技能型、创新型、高素质”的工程科技人才,为吉林省新兴产业人才的培养提供支撑。
本文以“物联网”这一新兴产业中的重点发展领域的人才培养为例,运用CDIO的国际工程教育理念浅谈吉林省人才培养的支撑问题。
二、工程教育模式的核心
CDIO是目前国际丁程教育改革领域的最新发展成果,这一理念是工程教育模式的核心。它以产品的构思、设计、实现、运行的生命周期为教育背景,把工程实践当作载体,培养工程思维、团队合作、交流学习等多层面能力,培养基础工程技术知识、引导创新理念,敢于承担工程科技人才对于职业与社会所应负的责任。
三、CDIO指导下的物联网专业课程体系的构建
(一)综合课程体系的设置
新兴产业的发展需要人才在“技能”方面具有扎实的技术知识以及敏锐的推理能力,具有职业的实践创新能力,同时善于与团队合作和沟通,遵守职业规范和职业道德。因此,物联网专业综合课程体系由公共课程、专业基础课程、专业提高课程、创新培养课程四大模块构建而成。公共课程模块是创新与实践的必备知识。其主要包括健康安全、数学文史、政治理论、军事理论等课程。专业基础课程设置了专业人才必备的基础知识课程,包括物理、模拟与数字电路、程序设计基础、计算机导论等相关课程。专业课提高课程保证学生系统、综合地学习掌握物联网技术,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本知识,培养学生软件算法、传感技术、电子制作等设计能力,其详细设置与构思如下:创新教育课程以创新精神、创新意识、创新实践及个人专长的培养为终极目标。
(二)以项目设计为核心构建专业课程体系
物联网作为新兴领域,与相关领域差异较大,其专业知识体系仍在归纳与研讨中,当前主要划分为信息感知、信息传输、信息处理三个主要分支。在专业课程设置中,应依据其专业的目标定位,结合前沿科技发展与产业发展需求,科学地设置课程体系,并注重课程体系的交叉融合,尽可能增大本专业的知识体系的辐射面。
CDIO理念是“做中学”与“思中学”的综合概括,是“基于项目教育和学习”的抽象表达。引入CDIO理念的物联网专业课程体系将从任务驱动展开,以“项目设计为核心”来展开专业课程的设置,将整个课程体系围绕项目设计系统有机地结合起来。按照CDIO工程教育模式,将该专业的项目分解为课程设计、课程群能力设计与综合设计,逐步深入地培养学生的分析、设计和开发能力以及解决实际问题的能力。整个物联网专业课程设置一级项目、二级项目、三级项目分别作为课程的主线、支撑、基础,将系统协调认知与核心课程统一起来,将大系统的掌握、运行和调控能力相融合,并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力综合培养。
物联网专业的课程涵盖范围较广,按方向大体可划分为六部分,即嵌入式硬件系统、嵌入式软件系统、物联网技术、电子制作、软件算法、传感技术,每个课程群课程的设置由浅入深、层层递进。嵌入式硬件系统包括:微型机技术及应用、无线数据通信技术、嵌入式实时操作系统、嵌入式系统硬件设计。嵌入式软件系统包括:嵌入式系统工程学、J2EE高级程序设计、无线网络算法设计、嵌入式系统软件设计。物联网技术包括:物联网工程概论、物联网控制原理技术、物联网传输层技术、物联网网关设计技术。电子制作综合设计包括:模拟/数字电路、数字电子技术、基础电路实验、通信电子线路。软件算法综合设计包括:算法设计与分析、JA-VA程序设计、数据结构、程序设计基础。传感技术综合设计包括:传感器设计基础、射频识别与红外感应、RFID基础技术、传感器原理与技术。
电子制作综合设计首先开设模拟/数字电路,学会电路基础知识及设计模拟/数字电路的简单方法;然后开设数字电子技术这门基础课程,加强数字电子设计知识,拓展设计思路;然后在基础电路实验中强化电路设计系统方法,并加入创新型实验;最后通信电子电路则涉及许多通信理论知识、通信电路中常用的基本功能部件以及实际电路,遵循从特殊到一般的认知规律,密切联系实际,培养学生在电子制作方面的综合设计能力。
1.为每门专业核心主干课程设置三级项目,学生可在课程学习中完成。三级项目的实际体验能够加强专业必修的单项技能。在三级项目设计的同时,另外根据课程目标设置单元和单元组项目的有效实践任务。
2.紧密围绕着课程群的知识与技能,为每个课程群设置二级项目。二级项目将理论与技能有机结合,注重理论的同时突出技能。在完成项目的过程中将知识转化为专业技能。
3.一级项目的设置应该是以专业支柱性核心主干课的总体目标为依据,专业实习、毕业设计等一级项目至少在学生四年学习中设置四个。
物联网的专业课程范文2
关键词:物联网专业;实验课程;虚拟教学
TP391.44-4;TN929.5-4;G642
由于物联网专业课程在操作技能上要求较高,为了提高学生的技能,就必须切实加强试验装置的应用,并在试验课程中通过多层次的试验,掌握和理解有关物联网的只是,从而更好地实施物联网的管理与应用和开发。而目前由于高校在这方面的试验设备装置上的配备难以满足实际需要,所以大都在试验箱平台中开展,且动手空间小,而这就会影响学生自身创新能力的提升。所以利用虚拟现实技术辅助物联网专业试验课程的开展就显得尤为必要。以下笔者就此展开分析。
一、重要作用分析
首先,传统教学和现行教学的狭隘性和封闭性需要新的教学方法来打破,而虚拟教学的开发就充分的做到了这一点。虚拟教学不仅拓展了教学手段的发展空间,同时还为教学创新提供新的空间、平台。
其次,虚拟教学的出现开创了教学的新模式和积极的学习方式,这样的教学极大地丰富了教师的教学手段和方法。当然教师的实践操作的形式也越发的多样化,虚拟化教学也让教育的信息化进程更加的快速,这样新颖的教学方式让教学改革的发展更快,同时提高了教学质量。
最后,虚拟教学大大的增加了学生学习的信息量这样大大拓展了学习主体的认识视界,提高了学生的学习兴趣,打破了教师与学生的传统地位,固定了学生的学习主体地位。虚拟教学有利于培养具有相同学习取向的学习者的集群,并让学习型社会得以构建,让学生具有学习主体协作性人格、开放性人格。
二、基本原则
在物联网专业实验课程的虚拟教学中,应始终坚持以下原则:一是真实性。这一原则,主要是实现情境学习,教师充分利用网络、多媒体及虚拟现实技术在虚拟教学系统中建设一个接近于真实环境的学习情境。二是开放性,这一原则,主要是利用因特网和物联网覆盖面广、接入灵活和操作简便的特点向学习者开放各类学习资源,通过资源共享的方式构造学生自主学习环境,搭建一个知识交流和及时反馈教学资源的平台,有利于学生能够合作学习创建学习多人相交互的环境。三是随机性,这一原则,主要是虚拟学习系统中设有一种随机学习机制,即围绕同一原理设计多样化的学习起点和学习途径,并且还要为学习者提供多次学习的机会,如让此可以学生依根据需求选择不同的学习模式。四是探索性,这一原则,主要是让学生主动的学习,积极的探索发现事物的原理,培养学生探索精神和推理预测的逻辑能力,以及解决问题的能力[1]。
三、教师自身必须具有的素质水平
教师在整个虚拟学习环境的学习活动中具有重要引导作用,虽然学习效果取决于学习者的主动性及学习意志。对教师的道德素质要求会逐渐提高,从而达到良好的教学效率和教学的效果,对于达到这样的要求必须做到以下几点:
首先,教师要在教育观念和知识结构上有质的转变,虚拟学习是打破传统的教学,将教师与学生的教学中心地位实行转变,教师更多的是掌握学科基本知识,理解教材内容并且掌握达到懂、透、化的程度。教师更多需要做的是精心组织虚拟学习资源,融会贯通,达到满足学习者的未知欲的要求。教师充分的运用网络虚拟技术来充当学习者学习行为的组织者、协调者和指导者的角色。
其次,教师需要对教学情境的交互方式进行准确设计。以激发学生的学习兴趣为目标,通过学生的积极反馈快速的构建学生个体的学习体系,同时营造一个良好的学习环境促进学生更加高效的的学习。
最后,教师需要建立独特的问题解决风格。在学生的学习过程中,教师要及时的根据问题的深入理解,为学习者提出不同的解决方法,将丰富的背景资料和解决思路提供给学生学习,培养学生的解决问题的能力。
四、实施方法
1.提出问题,初步解决
教师在讲授完物联网应用的《基本知识和若干案例》大数据第一部分后,让学生在课堂上进行充分的讨论,然后在利用大数据思维解决学生在课堂上讨论的问题。通过学生在虚拟教学环境中的激烈讨论后,将学生提出的一些问题进行解决然后找出最好的解决方案。如针对“各院系部的学生数量不一而产生的食堂座位的使用拥挤”这一问题,建议教务处在安排学生用餐时考虑各院系学生数量,有利于均衡使用食堂座位,提高用餐效率。在这个案例中,学生尝试运用大数据思维解决生活中的实际问题,既加深了对大数据概念的理解,也体验到主动思考带来的乐趣。
2.利用案例,深入学习
通过《数据价值常见的释放方式》大数据的第二部分的讲解时,不断的与学生讨论探讨各个案例的释放方式,以达到与学生共同进步学习。教师在传授大数据的第三部数据的相关与因果关系时,通过案例的分析,让学生分析其中的相关关系,推断因果关系才能深入的学习。通过案例和问题的发现让学生在理论和实践,教师充分的发掘学生的兴趣爱好。通过培养学生的兴趣爱好来研发科技成果和经验的积累。一种先由学生提出的实际问题后进行理论学习的创新反传统的教学方式,让学生真的成为自己的学习的主人,主动的学习主动的探索将学习的知识充分的运用到社会生活中[2]。
五、结语
综上所述,物联网专业实验课程中实施虚拟教学,对于促进教学质量的提升有着十分重要的意义。所以在物联网专业实验课程教学中应用虚拟教学时,我们必须意识到其必要性,并坚持一定的原则,着力提高自身的专业技术水平,切实采取有效的措施,确保虚拟教学的质量,培育更多专业的人才。
参考文献:
[1]李玉梅.物联网专业实验课程的虚拟教学探讨[J].科技风,2014,18:187+201.
物联网的专业课程范文3
【关键词】物联网 模块化课程 课程体系
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)02-0019-02
一 引言
物联网技术作为第三次信息产业浪潮,近年来已成为全球科技人员和政府决策部门持续关注的热点,从“智慧地球”到“感知中国”,各国都在积极布局物联网产业格局,力图抓住物联网带动产业提升的战略机会。自总理2009年8月考察无锡提出“感知中国”到2010年政府工作报告中提出加快物联网的研发应用,中国的物联网发展进入了一个全新的高速发展时期。
物联网是利用条形码、射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接,从而进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。作为一项战略性产业,越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术,物联网的发展离不开人才的培养。高职院校作为培养技能型人才的中坚力量,制订切实可行的人才培养方案迫在眉睫。
二 物联网人才职业岗位能力分析
根据物联网市场人才需求特征和高职人才培养目标,高职物联网专业应培养具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,能从事物联网技术及物联网系统管理等工作的业务能力,学生毕业后可以在物联网系统集成、物联网设备维护、运营服务等企业,从事无线传感网、RFID系统、局域网、安防监控网等工程施工、安装、调试、维护工作。可从事的部门有各类物联网企业工程技术部、售前技术部、售后服务部;物联网系统应用行业技术服务中心;物联网相关行业网络产品、传感器、RFID设备、无线通讯设备的采购、营销、售后服务等工作。
三 物联网应用技术专业模块化课程体系的构成
课程体系是指为培养人才所确立的目标以及依据这些目标所选择并加以组织的课程内容、教育教学活动的系统。在高等教育中,课程体系是核心,它是社会需求、科学知识和个性发展的集中表现,决定着人才培养的规格和质量。为了物联网应用技术专业人才的培养,我们建立了由公共学习模块、学科专业基础模块、学科专业方向模块三部分组成的课程体系。
1.公共学习模块
公共学习模块全部为必修课,该模块由思想政治理论课、职业生涯规划、心理健康指导、职业生涯规划、就业创业指导、大学英语、体育、计算机基础等主干课程组成。其目的是提高和培养学生的政治思想素质和职业道德,培养学生的辩证思维能力和外语应用能力,培养学生调查抽象的逻辑思考与判断分析的能力。
2.学科专业基础模块
学科专业模块全部为必修课,该模块是物联网应用技术专业的平台,为专业课的学习提供坚实的理论基础,为学生掌握分析问题、解决问题的基本理论与基本方法奠定基础。主要课程有:应用数学、线性代数、物流信息技术与应用电子技术基础、现代物流概论、C语言程序设计、数据结构、物联网网络基础、数据库基础与应用、电路分析、微机原理与接口技术、通信线路等。
3.学科专业方向模块
学科专业方向模块分为选修模块,学生可根据其学习兴趣选择其中的一个模块进行学习。学科专业方向模块的开设,是为了让学生根据个人的兴趣和自身特点,为自己今后的发展和研究选择一个适合自己的模块学习。我们拟定了三个学科专业方向模块:(1)物联网系统集成和测试模块;(2)物联网应用软件开发模块;(3)物联网管理和维护模块。
第一,物联网系统集成和测试模块。该模块要求学生具备的能力有:掌握物联网系统体系结构设计、系统调试的基本流程与技巧、无线网络基本知识、网络组建基本知识、硬件组装和维护能力、物联网应用软件测试方法、基本的测试工具。
该模块的工作内容是:系统软件、硬件、传感装置集成在一起测试,发现并改正单元设计中的错误,无线网络与移动设备的构建、组网等工作。
该模块开设的核心课程有:测试技术、组网技术、物联网系统开发、无线网络技术、传感器技术、RFID射频识别技术与应用。
第二,物联网应用软件开发模块。该模块要求学生具备的能力有:物联网相关知识、物联网相关产品的应用系统开发、RFID系统集成项目应用系统的设计、开发、实施嵌入式系统集成项目的开发和实施、面向对象的程序设计。
该模块的工作内容是:RFID解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导嵌入式系统解决方案、项目设计方案。
该模块开设的核心课程有:计算机网络、单片机应用、JAVA程序设计、RFID射频识别技术与应用、物联网系统开发、无线网络技术、条码技术与应用、嵌入式系统。
第三,物联网管理和维护模块。该模块要求学生具备的能力有:通讯系统运行维护与管理的能力、通信设备的安装调试和故障排除的能力。
该模块的工作内容:系统维护与设计、物联网运行管理、物联网产品生产与检测、物联网系统运营与维护。
该模块开设的核心课程有:无线通信技术、现代传感技术、物联网应用开发、计算机网络技术、JAVA程序设计、网络操作系统、网络设备管理、企业网络方案设计等。
四 结束语
物联网产业作为未来的新兴产业,孕育着巨大的人才需求,高职院校培养具有物联网应用技术专业知识的应用型人才非常紧迫。高职院校在办学过程中,应紧密结合社会发展需要,不断地进行市场调研和人才需求的分析,改革传统的人才培养方案,积极开展专业模块化课程教学内容的改革,及时更新教学内容,让学生能够掌握物联网的最新技术,实现教学与就业的直接对接,为毕业后能够顺利地就业奠定坚实的基础。
参考文献
[1]李坡、吴彤、匡兴华.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011(1):18~22
[2]叶健华、明小波.高职计算机应用技术专业模块化课程体系设置研究[J].济南职业学院学报,2008(8):54~57
[3]刘桂江等.物联网技术专业人才培养方案的研究[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2011(2):108~111
物联网的专业课程范文4
物联网所代表的新一代信息技术极大地扩充信息管理与信息系统专业(以下简称“信息管理专业”)在信息采集、传输、存储、处理与利用等层面的知识内容,信息管理专业的知识体系、课程体系和实践教学體系必须做出相应的系统化调整。文献[1]讨论物联网知识内容融入信息管理专业的可能性,论证信息管理专业融入物联网知识体系以培养物联网高级应用型人才的可行性,提出在信息管理专业以智慧物流等应用为突破口开设物联网学科方向的办学思路,但对信息管理专业开设物联网学科方向所需覆盖的知识内容及由此而导出的课程群语焉不详,并没有进行详尽的描述与探讨。为此,有必要在此基础上进一步梳理物联网知识体系和信息管理专业现有知识体系的脉络,确定物联网学科方向的知识体系,规划物联网学科方向的课程群。
1 “物”信息纳入管理对信息管理专业教学体系的影响
信息管理专业是管理信息化、系统化环境下催生的管理学、信息学和计算机科学的交叉学科,主要研究和传授“如何应用信息技术,开发信息系统,以进行信息管理”。在信息管理专业的知识体系中,信息技术是基础,信息的采集、传输、存储、处理与利用是信息管理专业研究和传授的知识核心;在课程体系中,信息技术类课程是“把信息科学应用于管理科学”的桥梁,是“管理信息化、系统化”的关键。当前,信息管理专业的信息技术类课程以计算机软硬件课程为主,主要涵盖计算机学科基础课程群和信息系统开发课程群。
随着物联网所代表的新一代信息技术的快速发展,信息的感知扩展到“物”端,“物”的信息开始纳入管理,而且所感知的“物”不再局限于该类“物品”某个批次的整体信息,还可以具体化到某一实际的“个体物品”上,也就是说,所感知到的信息粒度变细。相应的,要识别的管理信息粒度变细,信息的数量大幅度增加,大数据时代应运而来,另外,信息传输也不再完全依托有线传输,无线传输使信息感知的物理空间范围扩大,即时通信使得信息感知的时间间隔缩小到时刻点,而信息存储和处理也不再是单一模式,有分布式信息存储和分布式信息处理。这样一来,可管理的信息变多,物与物、人与物以及人与人互联成网,信息感知、传输和处理的实时性加强,信息利用的数据范围扩充到“大数据”空间,信息管理的模式发生新的变化,管理的模式也随之变化,管理将变得更加敏捷化、智能化、柔性化、一体化和社会化,管理过程和管理环节势必做出适应性调整和改造。把细粒度的“物”信息纳入管理触发一系列新的信息技术的出现和发展,而且,这些新技术所涵盖的知识内容并不是以点状离散分布于信息管理专业已有知识体系中,而是全方位涌现在信息管理专业已有知识体系的各个层面,呈现系统化的特点。无论在信息的采集、传输、存储、处理与利用等信息处理层面,还是在管理层面,信息管理专业的知识内容都发生较大范围的扩容。这样一来,信息管理专业的知识体系就需要在信息处理的各个层面进行系统化调整,并需要根据知识内容之间的紧密程度和衔接关系,进行课程体系和实践教学体系的调整,也就是基于此,才提出在信息管理专业建设物联网学科方向的办学思路[1]。
2 物联网学科方向课程群建设思路和建设原则
新知识集合的系统化切入不能是简单的“打补丁”,更不能“喧宾夺主”,而且,物联网学科方向的课程群也不能完全照搬物联网工程等专业的课程体系。为此,在解读物联网学科方向培养目标的基础上,需要进一步厘清物联网学科方向课程群的建设思路和建设原则。
2.1 建设思路
课程群的建设涉及知识空间的组织,也涉及知识内容讲授的时间安排。
首先,解读物联网学科方向的培养目标,明确物联网学科方向毕业生未来所需掌握的知识内容和所需具备的职业能力,初步确定知识体系的知识范围和重点。
其次,以智慧物流等应用领域为突破口,以智慧物流等应用领域对新一代信息技术的需求为导向,根据国际电信联盟ITU给出的物联网三层架构,识别并收集智慧物流等应用需要信息管理专业现有知识体系之外的物联网新技术的知识内容,以确定物联网学科方向知识内容的空间范围。
为了让物联网学科方向的知识内容与信息管理专业现有的知识体系相契合,从信息管理的角度出发,以信息处理的各个阶段为框架,对收集到的物联网知识内容在“物”信息的采集、传输、存储、处理和利用等5个阶段上进行再组织:划分“物”信息在这五个阶段所涉及的物联网新技术,通过知识领域分析其中存在的知识单元以及各知识单元中存在的知识点,最后按照“知识领域—知识单元—知识点”的三层结构构建物联网学科方向的知识体系。
参照教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会所制定的物联网工程专业试行的知识体系、课程体系和实践教学体系[2-3],辅助参考文献[4]罗列的二十余所高校物联网工程专业的培养方案,在基础知识、核心知识和应用知识三个层次上,梳理信息管理专业物联网学科方向的知识体系,并依托信息管理专业现有的课程体系框架,通过嫁接和自我凝结,构建信息管理专业物联网方向的课程群。
最后,分析不同知识单元、知识点的重要程度,在兼顾信息管理专业已有课程体系和实践教学体系时间安排情况的基础上,确定物联网方向课程群各个教学环节的学时数和建议修读学期,以规划课程群的时间安排。
2.2 建设原则
(1)不同的培养目标决定知识内容的空间范围和重点,也决定不同知识内容的授课学时。“构建学科方向的知识体系,规划学科方向的课程群”首先需要解读该学科方向的培养目标。
(2)识别学科方向上的知识内容需要有一个提纲挈领的突破口,以突破口对知识内容的需求及紧密程度为依据,将识别出的知识内容引入到已有的知识体系中则需要依据现有知识体系的脉络进行系统融合。
(3)课程是知识单元的聚合,课程体系是对知识体系中知识内容的粗粒度覆盖。识别知识内容,梳理知识领域、知识单元和知识点,建立知识体系,才能进行课程体系建设;知识体系可以由不同的课程体系覆盖,不同学校的相同专业可根据自身的特点,构建具有自身特色的课程和课程体系。
(4)知识体系和课程体系改革要注重基础,要构建相对完整的基础知识体系以及基础课程群。
(5)知识体系和课程体系既要推陈出新,也不能“忘本”,不能丢掉专业固有的知识内容和特色。
(6)知识体系和课程体系改革既要变革知识点的结构等空间因素,也要调整知识点传授和课程讲授的时间(学时)安排。
(7)专业尤其是应用型本科专业,在进行知识体系和课程体系变革时,还要同时调整课程内外的实验、实践和实习环节。
(8)承认不断改进知识体系和课程体系的必要性。社会在进步,技术在发展,社会人才需求在变化,应用型专业的知识体系和课程体系更应该与时俱进。
3 物联网学科方向的知识体系
根据上文论述,信息管理专业现有知识体系和课程体系已经基本覆盖物联网工程专业的专业基础,所以,笔者把物联网学科方向的知识体系和课程体系限定在物联网的核心知识领域进行探讨。
3.1 培养目标的解读
培养目标描述毕业生未来所掌握的知识内容和所具备的职业能力,解读培养目标可以初步确定知识体系的知识范围和重点。
物联网产业已经形成从上游“产品制造”、中游“系统集成与软件开发”到下游的“应用服务”的完整产业链[5]。笔者认为,信息管理专业物联网学科方向所培养毕业生可能的工作环境在物联网产业链的中下游,即物联网学科方向的培养目标是为物联网產业链中下游培养既懂管理理论又懂新一代信息技术,并且能应用物联网知识在智慧物流等物联网应用领域进行信息管理的集成应用型人才。具体而言,信息管理专业物联网方向的培养目标是:掌握现代管理学基础知识、信息学基础知识、计算机学科基础知识以及物联网基础知识,掌握系统思想和信息系统分析与设计方法以及信息管理等方面的知识,具备较强的实践能力、良好的团队协作能力,具备物联网信息系统集成、开发、应用与维护等职业能力,能在智慧物流、智慧交通、智慧旅游等物联网应用领域运用新一代信息技术从事信息管理及信息系统分析、设计、实施、集成和评价等方面的高级专门人才。
撇除信息管理专业与物联网知识体系共有、重叠的基础知识,通过解读物联网学科方向的培养目标,可以初步确定,需进一步引入物联网核心知识在物联网技术方面的集成与应用。在知识传授时,尤其是在学时总数受限的情况下,不要在原理上“劳师动众”,而要在集成、应用上“浓墨重彩”。这意味着,物联网学科方向的知识体系需要基于物联网工程等物联网专业的知识体系,在知识领域、知识单元和知识点三个级别,进行知识内容的“缩放”:缩小那些原理类知识的范围,缩减它们的授课时间;增大那些集成和应用知识的范围,加长它们的授课时间。
3.2 按照信息处理脉络梳理物联网核心知识领域
依据“物”信息的采集、传输、存储、处理和利用等五个阶段所构成的信息处理脉络,把物联网体系结构识别、收集到的物联网技术知识进行再组织,围绕技术的应用与集成,确定物联网学科方向的核心知识领域,见表1。
需要说明的是,表1中并未罗列信息管理专业中已有的、与物联网工程专业重叠的且没有变化的知识领域,如计算机网络技术,另外,“AR物联网技术体系”描述“物”信息处理各阶段的技术框架,把它归属到“物”信息利用阶段。
3.3 知识体系
参考物联网工程专业试行的知识体系[2]31-42,82-114以及物联网知识体系[4]22-56,针对表1中梳理的知识领域,围绕集成和应用,确定知识领域内知识内容的最小闭包,并按照“知识领域—知识单元—知识点”的三层结构,细分知识领域中涉及的知识内容:把一个知识领域细分为多个知识单元,再把一个知识单元细分为若干个知识点。细分后物联网方向的知识内容见表2。
在表2中,不同于物联网工程专业试行的知识体系以及物联网知识体系,笔者缩减信息采集、传输和存储部分的知识内容,把标识与感知、物联网通信以及物联网控制等知识领域的知识内容浓缩在“AR物联网技术体系”知识领域中;放大信息加工和利用上的知识细节,把物联网处理层的“MW中间件技术”“CC云计算与服务计算”“DM物联网数据挖掘”“ID智能决策”以及应用层的“IL智慧物流”等知识领域单独列出进行知识强化。
4 物联网学科方向的课程群
根据信息管理专业现有课程体系和实践教学体系的脉络,参考物联网工程专业试行的专业核心课程体系、实践教学体系以及王志良罗列的二十余所高校物联网工程专业的培养方案,依据知识单元、知识点之间相互联系的紧密程度,通过嫁接和自我凝结,笔者确定覆盖知识内容的物联网课程及其授课时间和修读学期,得到物联网知识体系的一个课程覆盖——物联网学科方向的课程群,见表3。
在表3中,物联网学科方向的课程群由专业基础课程、专业核心和专业实践三个层次共12门课程组成,其中,物联网数据挖掘并不单独成一门课程,其知识内容将嫁接到信息管理专业已有的数据挖掘课程中。
实践环节,除了在相关课程安排有课程内的实验箱实验和上机实验外,还安排物联网应用综合实训和物联网系统开发课程设计两个综合实践环节:前者,主要在认知层面上进行物联网新技术实践(如RFID认知训练、传感器认知训练、无线传感网认知训练等)和物联网应用系统(如基于物联网的供应链监控系统、基于云计算的应用处理中心等)认知训练;后者,则是物联网系统设计与实施课程的课程设计,让学生进行物联网系统(尤其是软件部分)开发的综合设计。
在时间维度上,表3罗列每一门课程的总学时、授课学时和实验/上机学时,而且还对每一门课程所含的知识单元需要的授课学时和实验/上机学时进行细化。根据课程之间的衔接关系,以信息管理专业现有课程的修读学期为主线,确定物联网学科方向12门课程的修读学期。
在课程群实施初期,笔者把物联网工程概论作为唯一的一门必修课程加入到信息管理专业的课程体系中,其他课程打包成选修课程群供学生整体选修,既保证信息管理专业的所有学生都能学习到物联网所代表的新一代信息技术,也能淡化物联网学科方向对现有课程体系的冲击。经过一段时间的尝试和验证后,笔者将逐步进行知识内容和课程体系的调整与配置优化,进行更细粒度的知识内容黏合,缩减一些原有课程体系中陈旧或重复的课程及课程内容,加大物联网课程的必修范围,争取早日把物联网学科方向固化在信息管理专业的教学体系中。
5 结 语
受物联网技术所代表的新一代信息技术的全方位冲击,信息管理专业的知识体系面临新一轮的调整。笔者以智慧物流对物联网技术的需求为“领”,以信息处理过程为脉络,梳理物联网知识内容;并以信息管理专业现有知识体系和课程体系为骨架,调配知识内容的组织结构,规划物联网课程群,从而为信息管理专业开辟物联网学科方向充实血肉,重塑身型。笔者提出的建设思路和建设成果进一步加强在信息管理专业开辟物联网学科方向的可操作性,有助于其他高校的信息管理专业根据所处的区域环境和学科基础开辟具有自身特点的物联网学科方向,有助于其他专业根据自身特色构建新的课程群,还为其他专业开辟新的学科方向提供一套切实可行的办学思路。
下一步,笔者将进入物联网学科方向的实操和验证阶段,在信息管理专业真正“开出” 新的物联网课程群,检验物联网课程群的可行性和完整性,调整、完善知识内容及其组织形式,以期早日在信息管理专业固化物联网学科方向。
参考文献:
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[2] 教育部高等學校计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012: 31-48, 82-114, 124-134.
[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范(试行)[M]. 北京:机械工业出版社, 2012: 60-89.
[4] 王志良, 闫纪铮. 普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M]. 西安电子科技大学出版社, 2011:22-56, 73-238.
物联网的专业课程范文5
关键词:物联网;课程体系;本科院校
一、引言
自2009年8月同志提出“感知中国”以来,物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容。2013 年2 月,国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮,具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。在教育领域,自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来,2011年,教育部又批准了27所高等院校设立物联网工程的申请;2013年4月,我校物联网工程专业获得教育部批准。在学科发展方面,中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、工程实践和人才培养等方面进行了一系列的探索,国内高校也根据自身的情况对物联网工程专业的课程体系进行了探索。作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域,该专业主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、信息安全等的设计、开发、管理与维护,就业口径广,需求量十分大。但是,在众多高校积极申报的专业的同时也面临一个十分严峻的问题,物联网目前属于新兴产业,中国高校刚刚开始开设物联网工程专业,没有成熟的经验可以借鉴。本文通过分析物联网工程专业的知识体系、主要知识领域,提出了物联网工程专业课程体系的基本思路,以期为兄弟院校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。[1]
二、物联网专业涉及的关键技术
物联网是互联网的拓展应用和网络延伸,它利用多种不同的感知技术对现实物理世界进行感知后,通过网络完成对数据的传输,然后进行数据挖掘、分析、决策,最终实现人与人、人与物、物与物之间的信息交流,最终达到对物理世界进行管控、决策的目的。因此,常规意义上物联网可以分为三个层次:感知层、网络层和应用层。[2]
1、感知层关键技术
感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、 短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术,主要负责物品的标识、信息感知采集。该层的关键技术包括:传感器网络、射频技术、传感器技术。
2、网络层关键技术
网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上,其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网(如GSM、CDMA)、 无线接入网(WiMAX)、无线局域网(WiFi)、卫星网等基础网络设施,负责物联网感知层感知信息的接入、融合、交换与传递,是实现数据交互、物物相连的关键,在物联网三层架构中起到承上启下的作用。物联网最终将实现异质网络互联互通,因此通信技术将是网络层的核心技术,包括蓝牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相关技术。
3、应用层关键技术
应用层对网络层传输过来的信息进行处理,主要由业务支撑平台、服务支撑平台、网络管理和信息处理等平台构成,共同完成对信息的分析、计算、存储、挖掘等处理操作,供决策者使用和决策。应用层核心技术包括中间件技术、云计算、海量数据存储、挖掘、检索以及虚拟技术等。
三、物联网工程专业核心课程构成
物联网是典型的交叉学科,涉及到网络工程、自动化、电子工程、计算机、通信工程、信息安全等多个学科。由于物联网产业涵盖面宽,应用广泛,所以物联网工程专业包含的知识点较多,课程涉及基础课模块、感知类课程模块、网络与通信类课程模块与数据处理与领域应用类课程模块。
基础类课程为:数理类课程,如高等数学、概率论与数理统计、线性代数、离散数学、大学物理等;电路类课程,如数字逻辑、电路与电子技术、高频电子线路等;程序算法类课程,如C语言程序设计、Java语言程序设计、数据结构与算法等。
感知类课程为:RFID原理及应用、传感器原理及应用、模式识别与状态监控、微机原理与接口技术、数据获取与信息处理系统等。
网络与通信类课程为:计算机网络、通信原理、物联网通信技术、无线传感器网络、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。[3]
数据处理与领域应用类课程为:物联网工程导论、操作系统、嵌入式系统设计、物联网信息安全、海量数据存储、物联网工程设计与实施、物联网系统综合设计、移动应用开发、智能物流等。
四、物联网工程专业课程体系构建
物联网工程专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性和我校其他相关优势专业的特点,以达到能服务区域经济发展为目的。因此我校物联网工程专业确立了以智能物流和智能家居两个应用方向,在后期应用类课程突出物联网技术在这两个方向的工程应用,且物联网专业建设要紧密联系社会、学生、专业发展的需求,统筹兼顾其“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点,深入研究,准确定位,根据计算机类专业工程教育关于课程体系的总体要求和专业的目标定位设置科学的课程体系,注重课程体系的交叉融合。本专业将相关主干学科的核心课程和专业课程统筹结合,与物联网专业知识体系相对应,将专业课程按照以上不同类型进行了梳理,制定出了初步的课程体系,具体层次关系如图1所示。
图1 物联网工程专业课程体系结构图
五、结束语
物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的,作为为国家培养人才的高校,应站在国家发展战略的视野来看待专业建设。根据本文提出的物联网的技术体系、培养目标和课程体系,我校在物联网工程专业的建设过程中,高度凝炼专业特色,认真把握本专业综合性强,学科交叉等特点,加强师资队伍和实验室等建设,改革人才培养方案,强化实践教学,以推进物联网工程专业建设与人才培养。
参考文献
[1]吴国民.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机.2011(07):35~37
[2]马忠梅,孙娟,李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,(10):1~4.
[3]熊曙光.物联网工程专业人才培养模式与课程体系研究[J].科教文汇.2012,(11):45~46.
物联网的专业课程范文6
关键词:物联网工程;专业教学体系;建设思考
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0211-02
我国的物联网专业是教育部为了适应国家经济发展战略的需要在2010年设立的新兴专业,它属于计算机科学与技术类,并且有30所高校在同一年被批准开设该专业,2011―2013年,陆续有270多所学校也被批准开设,同时,物联网仍然处于发展阶段,没有清楚的知识体系,涵盖了多种专业技术,无法清楚对其边界进行界定。因此,在建设物联网工程专业教学体系时,我们没有现成的经验可供借鉴,在建设中就必须要非常谨慎。为了避免在建设物联网工程专业教学体系时出现一些问题,我们在进行该专业的目标定位和课程体系设置时,要遵照有效发挥源学科的学科基础与优势、依据未来毕业生的就业岗位和需求这两个原则。
一、物联网工程专业建设现状
国内的多所高校陆续获批开设了物联网工程专业,物联网专业也逐渐受到广泛关注,成为最热门的专业之一,社会上对物联网专业人才的需求也在逐渐增大。虽然物联网专业近年来发展较快,很多高校开设物联网相关专业的热情也很高,但是他们对于物联网工程专业的专业定位仍然不是很明确,没有形成一定的专业体系,也没有具有过硬的物联网专业教师队伍来支持该专业的发展,专业方面的实验实训建设标准也没有制定出规范准则。物联网专业的教学体系建设面临着缺乏师资队伍、缺乏物联网技术专业的教材、缺乏物联网教学基地的问题,这些问题严重影响着物联网高端人才的培养。要想建设好物联网工程专业教学体系,就必须设法解决这些现实问题。
二、物联网工程专业理论课程教学体系
物联网工程专业的课程体系主要包括了基础类课程模块、感知层课程模块、网络层课程模块及应用层课程模块这四个课程模块。而基础类的课程模块又包含了公共基础课程模块和专业基础课程模块两部分。
物联网体系结构被分为感知层课程模块、网络层课程模块与应用层课程模块三个层次。感知层课程模块包括了RFID原理与技术、传感器原理、短距离无线通信技术、无线传感器网络技术、嵌入式系统等。学生通过这个模块的学习可以学习到物联网的相关硬件知识及物联网的节点感知技术。网络层的课程模块包括了无线自组网技术、解决实际生活中遇到的一些技术问题,主要有物联网应用系统设计、云计算基础、移动终端开发等课程。
三、对物联网工程专业课程建设的理解
在进行物联网工程专业课程教学体系建设中,各大高校都要本着“课程精、实验强”这两大原则。在物联网工程专业课程教学体系建设中,包含了计算机学科的基础课程和体现物联网工程专业特点的专业课课程两大类型。教育部高等学校计算机学科与技术教学指导委员会在《高等学校计算机科学与技术计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》与《高等学校计算机科学与技术计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》中已经对计算机学科的基础课程以及实践能力培养问题做出了明确的指示和系统讨论。
要成为一名合格的物联网工程技术人员,除了要学习相关的物联网知识,还必须要能够掌握计算机原理与操作系统、软件基础与软件编程技术、网络与嵌入式系统、数据库与智能信息处理技术等基础知识和技能,以及移动计算、普适计算和云计算知识,学会将学到的知识与实践结合起来,达到学以致用的目的。
在进行物联网工程专业课程体系建设中,高校要注意以下几点。
1.我们所学习的这些课程属于物联网工程专业的基础课程,是所有高校的物联网工程专业课程中都有的课程,学校在进行课程设置时可以将它们与本学校的具体实际相结合,依据自己的教学优势和科研优势来进行特色课程设置。以天津科技大学为例,物联网专业建设依托计算机学科,而学校在食品科学和生物工程等领域的研究与教学处于全国前列。笔者认为,目前计算机学院的物联网工程专业可以以食品安全智能追溯为物联网应用领域,融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源,因此在涉及感知层的“感知技术及应用”与应用层的“智能信息处理”课程的设置中,学校可以发挥自身的优势,要从有特色的教学中培养一批物联网技术能力较强的学生,帮助学生在就业中脱颖而出,旨在培养具有轻工业特色的物联网专业应用型产业人才。
2.进行物联网工程专业的课程体系建设中,学校要注意避免教学内容层次较低、重复、深浅不一等问题,要从教学内容与教学环节出发,注重改变课程内容的衔接和协调方式,帮助学生学习相关的专业知识,提高学生的物联网技术能力。
3.物联网工程专业是一个新兴的专业,该专业还处于初级阶段,基础较差。我们不能像对待已有的专业一样看待它,直接从已有的教师中抽取教师队伍,根据已有的教师知识结构来设定课程,而是要根据物联网工程专业的特点,制定新的专业培养目标,形成一个真正的有机课程教学体系。物联网工程专业是一个新的专业,我们的教师对于这个专业也不是很熟悉,还没有形成成熟的专业教学模式和教学技能,这就要求学校要定期对教师进行相关的培训,让教师通过培训进修,在教学中结合教学及科研的实践来不断积累教学实践经验。物联网工程专业是为国家培养一批“工程应用型”人才的需要才出现的,学校必须对其十分重视,要注意将物联网的专业理论与具体的教学实际相结合,进行物联网工程专业实验教学环境建设。为了能够培养和提高学生的物联网专业能力,建设实验教学环境,我们的教师要加强对所教授的专业技术的深入理解,不断提高自身的教学能力,积累一些教学经验;学校要加大对该专业的实验室建设经费支出,完善教学设施。所有的物联网专业的学科建设者和管理者、学科带头人都要坚持“课程精,实验强”的原则,在物联网工程专业课程体系建设中时刻保持清醒的头脑,为物联网工程专业课程体系建设贡献自己的力量。
四、结语
总而言之,物联网工程专业是应国家战略性新兴产业发展的需要才出现的,我们对其要特别重视,要用国家发展战略的视野来进行物联网工程专业的建设,要将目光放长远,要有全局观和预见性,为国家培养一批具有扎实的物联网基础知识的复合型人才。物联网技术如果能够得到快速发展和广泛的应用,那么与之相关的计算机技术也将会得到广阔的发展空间,计算机类的教育教学就有了新的发展方向,计算机应用型人才也就多了一条新的发展道路。我们要在进行物联网工程专业的课程教学体系建设中保持“积极、谨慎”的态度,在进行科学研究和教学研究紧密结合的基础上,发挥信息技术学科的综合优势,从中研究出能够体现本校教学特色的办学优势。只有这样,才能培养出国家需要的合格人才,后续开设该专业的高校也就有了成功的经验可以借鉴。
参考文献:
[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010,(21):26-29.
[2]陈辉,李敬兆,詹林.物联网工程专业人才培养和专业建设探索[J].计算机教育,2014,(04):13-17.