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物联网工程实践报告范文1
关键词：物联网；专业建设与实践；课程体系
1 背景
教育部要求加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育人手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业相关专业（如物联网工程本科专业）人才。目前教育部已经批准150余所学校开办物联网工程专业，在校学生总数在近两年内将超过8000人，使得物联网工程专业成为各类高校竞相开设的热门专业之一。
物联网工程专业属于工科，在首批30所高等院校中，电子科技大学依托通信工程专业办学，哈尔滨工程大学、合肥工业大学、武汉大学依托计算机学院的专业办学。我们通过调研发现国外目前尚未形成专门的物联网本科专业，国外大多数高校也将传感、射频识别等相关课程放置在CS（计算机科学）或EE（电气工程）等相关学院；国内对该专业的教学研究尚处于起步阶段，还没有形成非常完整的教学理论与实施体系。
2010年9月，武汉大学依托计算机学院、国际软件学院从2010级本科生中通过自愿报名转专业的方式招收了30名学生成立了物联网工程专业班；至今已有3个年级近百名学生。通过3年的教学实践，我们基本搞清了物联网工程专业内涵，明确了武汉大学物联网工程专业人才培养特色，建设了具有自身特色的人才培养模式与课程体系。
2 专业内涵与特色定位
物联网工程专业具有相对独立的理论体系，其内涵涉及4个层面（主要领域）：信息感知、信息传输、信息处理和领域应用。在人才培养方面，本科生课程体系和教学内容包含如下一些知识点和内容：即信息感知与识别理论、异构网络互联与通信理论、海量异构数据融合与管理理论、软件建模与设计、领域应用技术等。武汉大学物联网工程本科专业的理论层次如图1所示。
综上所述，物联网学科是研究信息感知、信息传输、信息处理、领域应用相结合的综合性理论与技术的新兴学科。物联网工程专业是以计算机、网络与通信、控制融合为主要特征的综合性专业，涉及计算机、通信、控制、电子、信息安全、数学、物理以及工程等多个专业的知识，学生应按复合型工程类人才进行培养。
武汉大学物联网工程本科专业人才培养秉承“三创”（创新、创造、创业）人才培养理念，以计算机大学科平台为基础，培养具有扎实的计算机理论基础，又有物联网专业理论与工程技术特长的复合型工程应用人才。
3 武汉大学物联网工程人才培养方案与课程体系
3.1 培养目标
本专业培养掌握自然科学、人文科学基础和计算机、网络与通信、控制等学科基础知识，系统掌握物联网的基本理论、技术和应用知识，并具备从事物联网领域的科学研究、工程设计、应用开发或运营管理等方面工作的“三创”复合型人才。
3.2 能力构成
能力构成包括培养学生应有的素质要求、知识要求和能力要求。
武汉大学物联网工程本科专业学生培养强调具有如下素质：①掌握科学思维方法和科学研究方法，有一定的创新和创业意识，具有较强的事业心和严谨求实的实干精神；具有一定的工程意识和效益意识。②在业务素质上，学生应熟悉信息感知、信息传输、信息处理、领域应用等全局系统的设计、构造和分析过程，深刻理解其内在机制和整体的系统观；具有该学科宽广的知识面，同时在该学科的一个或多个领域具有高级知识；具有一个完整的设计经历，包括应用系统及其构件、物联网工程的设计及其实现。③具有良好的思想品德素质、文化素质和身心素质。
对该专业本科生的知识要求方面，强调学生应具备人文社会科学知识、自然科学知识、专业知识、工具知识等；在专业知识要求方面，强调学生应具有扎实的计算机、网络与通信、控制基础知识，具有系统扎实的信息感知、信息传输、信息处理、领域应用的基础知识并在某方面有所侧重，具有基本的工程实施与管理知识。
在能力要求方面，学生应具备学习能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。
3.3 专业优势
相比其他相关或相近专业，武汉大学物联网工程专业培养的本科生主要优势有4点：
（1）针对新兴的物联网领域，具有更好的针对性、适应性和前瞻性。
（2）综合计算机、网络与通信、信息安全等学科，具有更宽广的知识结构。
（3）全面掌握信息感知、信息传输、信息处理及领域应用的知识和技术，具有更全面的能力体系。
（4）多层次多粒度工程训练，具有更扎实的实践能力。
3.4 课程体系
武汉大学物联网工程本科专业人才培养与教学实施工作依靠良好的课程体系设计，通过课程模块规划、专业核心课程的组织与建设，体现出良好的人才培养整体水平。在此具体介绍所设计的课程模块思路和专业核心课程建设的内容及体现的特色。
3.4.1 课程模块设计
根据课程内容关联关系，将课程分为8个模块：基础模块、感知模块、网络与通信模块、数据处理模块、安全模块、领域应用开发模块、信息服务模块和实践模块。
基础模块的课程包括：公共数学类课程、大学物理、物联网工程导论、电路与电子技术、数字逻辑、C++程序设计、JAVA程序设计、数据结构与算法、微机系统与接口技术、EDA及应用、系统建模与仿真。其中大部分课程都是计算机专业背景学生应该学习和掌握的知识基础，也是武大物联网专业本科生所需要具备的基础知识。
感知模块的课程包括：RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感器微操作系统原理与设计、物理网控制原理与技术、物联网定位技术。这些课程多在前4个学期开设，近3年，学院选派优秀的青年教师多次参加中科院、北京科技大学、全国物联网研究中心组织的培训学习，并很好地开设了如上课程。
网络与通信模块课程包括：物联网通信技术、计算机网络、传感器网络及应用、物联网体系结构。这一部分课程是武汉大学物联网工程专业培养特别强调要加强的课程，让学生通过学习此类课程加强对网络、感知及应用的系统观和全局观。
数据处理模块与安全模块课程包括：数据库原理、物联网数据处理、物联网软件设计、物联网中间件、空间数据库系统、虚拟现实技术、空间信息可视化、云计算与云存储。结合目前非常热门的大数据理论，通过开展学术报告、IBM专家巡讲课程来开拓学生视野。同时专门针对物联网专业学生开设物联网信息安全课程，强化安全意识，灌输网络安全及物联网安全知识。
领域应用开发与信息服务模块的课程包括：物联网应用系统设计、物联网工程规划与设计、嵌入式系统与设计、服务科学原理、SOA原理与实践、业务流程管理、项目管理、客户关系管理、Web应用与开发、通信软件设计、nesC语言等。这一部分课程体现了武汉大学计算机学院与软件学院培养的物联网工程本科专业人才的区别。计算机学院培养的学生着力于物联网工程与技术方向，国际软件学院培养的学生则着重体现在物联网技术应用与服务科学方向。
实践模块课程包括学生在校期间应开设的实验实践类课程，主要包括：电路与电子技术实验、数字逻辑实验、接口技术实验、嵌入式系统设计、业务数据库设计、RFID系统综合设计、无线传感器网络综合设计、物联网应用系统综合设计、物联网工程综合训练等。
3.4.2 专业核心课程组织与建设
为培养具有自身特色的物联网本科生，我们确定了如下物联网工程专业的核心课程，包括物联网工程导论、物联网通信技术、传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感器网络及应用、物联网软件设计、物联网数据处理、物联网应用系统设计、传感器微操作系统原理与设计、物联网工程规划与设计、RFID系统综合设计、物联网应用系统综合设计等。
其中覆盖了部分《物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》中规定的10门核心课程，部分课程（如物联网工程规划与设计、物联网应用系统综合设计）以学院物联网教师团队科研工作中积累的知识和经验为基础开展课程讲授，体现了武大物联网工程专业学生与国内同类专业学生在知识结构上的不同之处。
在课程的建设上，依托湖北省教学改革研究项目《物联网工程专业课程体系改革研究》做好了这12门课程的讲授内容纲要；根据教材编写的要求，做好课程讲授内容的二级目录，其中传感器原理与应用、物联网工程规划与设计、物联网通信技术3门课程教材已完成初稿即将出版。
4 实验与实践教学
物联网技术的实践教学是本专业教学过程中的重要环节之一。物联网实践教学的设计和开展均按基本认知、基本技术、综合实践3个层次递阶进行，除计算机学院开设的计算机基础类课程实验外（包括电路与电子技术实验、数字逻辑实验、嵌入式系统设计、接口技术实验等），专门针对物联网工程专业学生，设计了包括EDA综合设计、无线传感器网络综合设计、RFID系统综合设计、智能交通模拟系统设计、环境监测与控制系统设计、业务数据库设计、通信软件设计等专业类实验课程。
同时，在计算机学院卓越工程师计划人才培养的框架下，设计了学生赴企业学习和实习的教学环节，将一些工程应用设计类的实验课程以项目研发开展的形式，在物联网企业中实施。
对于实验室的建设，部分课程实验室依托现有的计算机科学与技术专业实验室，通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建，完成实验教学。同时设计新建或对已有类似实验室进行升级改造来达到新专业新课程实验环境要求。
根据物联网专业教学所面临的实验教学环境建设的任务，开展了为期3年的研究调查，设计了RFID实验室、传感器网络实验室、定位技术实验室的建设方案，并开始投资建设RFID实验室。
RFID实验室的教学功能设计主要包括如下一些内容：①自动识别技术及RFID工作原理实验；②物体编码、条形码与RFID标签；③读写器；④RFID中间件、RFID系统安全与隐私；⑤RFID应用系统设计与实施技术；⑥RFID行业应用方案；⑦RFID方法论（含ROI分析）等。
5 结语
武汉大学经历了3年的物联网工程人才培养探索，在厘清了专业内涵和人才培养特色定位的基础上，制定了具有自身特色的人才培养方案和课程体系，围绕课程体系确定了核心课程群，开展了10余门专业新课程的建设，撰写了课程教学大纲和教材。为满足实验教学需要，通过调研设计了实验实践教学的方案和具体内容，RFID实验室建设工作已正式启动，为武汉大学推进物联网工程专业实际教学工作和提高专业人才培养质量奠定了良好基础。
参考文献：
物联网工程实践报告范文2
关键词：车联网工程；导论课程；整体设计；综合素质
TN0-4；G642
随着物联网产业的兴起、移动互联网业务的拓展、云计算等计算模式的应用、泛在服务的推广，物联网被麦肯锡全球研究院（MGI）在2013年5月的预测报告中认为是12项颠覆性技术之一[1]。车联网是典型的物联网，涉及汽车业、通信业和信息业三大战略性新兴产业，因此车联网的发展，必然会带动全新的产业链的建立和快速成型。
湖北汽车工业学院（以下简称“我校”）位于湖北省十堰市，该市因车而建、因车而兴，不仅是东风汽车公司的发源地，而且拥有国家级汽车关键零部件产业基地和国家商用车零部件高新技术产业化基地，汽车工业在十堰市国民经济中处于主导地位[2]。因此，在我校专业建设规划中，学校依据自身的发展定位和人才培养目标，充分发挥大工程背景优势，紧密围绕“汽车产业链”，优化专业结构，拓宽专业面，按照“调整结构，突出特色，发挥优势，注重内涵，提高质量”的专业建设与发展路径，分层次、分类别的开展专业建设，并提出要围绕“汽车产业链”积极培育汽车产业发展和地方经济建设急需的新专业，如：新材料、新能源汽车、车联网等国家战略性新兴产业相关专业或专业方向。
因此，我校结合当前车联网发展的大趋势和在科研、教研中积累的科研和教学资源，设置了电子信息科学与技术专业（车联网工程方向）。在车联网专业方向的综合改革过程中，需要面对的一个重要课题是如何对新生进行专业教育，激发学生对本专业方向的兴趣，进而为后续学习奠定良好的基础。导论课程将承担这一任务[3]。《车联网导论》课程首次对2011级学生开课。在课程的教学过程中，借鉴了国外大学的教学方法，注重学生自主学习能力的培养，经过4年的教学过程，取得了较好的效果。
一、《车联网导论》课程整体设计
（一）内容和方法并重
《车联网导论》课程是本专业方向学生接触到的第一门具有专业内容的课程，教学内容的设计十分重要。不仅要能够全面概括本专业方向所涉及到的大学四年的教学内容，而且要能够清楚地说明大学四年的教学课程之间的关系，让学生对本专业方向的专业相关课程有一个有机整体的概念。
因此，设计本课程的目的和内容是“车联网是能够对车用信息进行采集、识别、传输、融合和利用的一种物联网，能够实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，被认为是最容易形成系统标准、最具备产业潜力的物联网应用。本课程从车联网的感知层、传输层、支撑层和应用层这四层分别进行阐述，使电子信息科学与技术（车联网工程）专业学生对车联网的基本概念、技术框架、应用范围具有初步认识，为后续相关课程的学习打下基础。”
好的教学方法能够对教学起到锦上添花的作用。在本门课程中，对学生的考核方法是“课程报告（60%）+课堂汇报（40%）。”这个考核方法要求学生在课后发挥主观能动性，查阅资料，针对一个主题，以正式的科技文献的形式完成相应课程报告，同时，还要以PPT演示的方式对课程报告进行汇报。这对学生来说，不仅具有很大的挑战性，而且具有很强的趣味性。挑战性体现在，学生刚刚从高中被动式学习向大学的主动式学习转变，课程考核要求学生从查、思、写、讲等多个方面全面挑战自己以前的学习方法；趣味性体现在，学生以团队的形式完成考核，不仅能够在合作中找到乐趣，而且能够在PPT汇报过程中，体验评价他人和自我对比的乐趣。
（二）前后知识贯穿
《车联网导论》课程的一个重要内容是要清楚地说明本专业方向的专业相关课程之间的关系[3]。为了能够组织教学课程关系，本课程在感知层、传输层、支撑层和应用层等四层的车联网分层基础上，通过把专业相关课程和车联网体系结构各层进行分学期的对应，使学生能够清楚地了解未来所学专业相关课程在车联网中处于什么位置。专业相关课程与某层的分学期对应关系如下图所示，其中，左图分类课程中红色字体的课程表示该课程与车联网直接相关。
另外，本门课程在大一上学期开设，同期，学生正在学习《计算机操作基础》课程，其中包括Word和PowerPoint等内容。本门课程要求学生用Word软件完成课程汇报，用PowerPoint软件完成课堂汇报的演示文稿。这不仅锻炼了学生对所学知识的应用能力，而且让学生体会到学有所用的成就感。
二、培养综合素质
在《车联网导论》课程的教学过程中，还对学生的综合素质进行了培养。这种培养主要表现在三个方面。
一是对学生文献检索和科技写作能力的培养。由于课程考核要求学生以正式的科技文献的形式完成相应课程报告，因此，不仅需要学生在课外查阅大量资料，而且需要学生对科技写作进行实践。文献检索能力的培养过程以中国知网CNKI中的文献检索为例，给学生演示了如何从学校主页找到图书馆主页，进而一步步找到所需要的数据库并进行关键字检索。尽管演示很简单，但是学生了解了文献检索的基本过程，为学生后续的文献检索工作打下了基础。在科技写作能力的培养过程中，以“湖北汽车工业学院学报”为例，给学生演示了如何查找期刊主页，进而一步步找到所需要的投稿模版和论文撰写要求。这里面涉及到的内容包括论文格式、论文组织方式、参考文献，以及摘要、引言、结论等各个部分的撰写要求等。同样地，尽管演示很简单，但是学生了解了科技写作的基本要求，为学生未来的毕业论文以及科技资料撰写打下了基础。特别令人欣喜的是，通过任务式的教导方法，学生对文献检索和科技写作的目的有了深刻的认识，不仅能够找到所需要的参考文献，而且撰写了在形式和内容上都颇为专业的课程报告。
二是对学生表达能力的培养。由于本门课程还要求学生以10分钟PPT演示的方式对课程报告进行汇报，因此，学生还要准备正式的课堂汇报。这不仅要求学生能够清楚地表达课程报告内容，而且在汇报内容组织、课堂过程、仪态等方面都要做精心的设计。虽然部分学生是第一次以这样的形式完成课程考核，但是都认真对待，顺利完成了课堂汇报。每一届学生的都能够带来惊喜，例如，有的学生充分利用图文并茂、视频穿插的设计，使得汇报内容丰富多彩；有的学生进行课堂互动，活跃课堂气氛；有的学生语言幽默，结合当前时事和网络语言，提升学习兴趣。教师对每一组同学的课堂汇报都要即时点评，包括PPT的内容和形式、学生的表达能力和课堂组织等；这里需要特别注意的是，点评要突出优点，使得学生增强自信，但同时也不能回避缺点，但是要注意语言表达，不能挫伤学生的积极性。另外，还有一个附加效果是在最初设计课程教学时所没有想到的，即学生对站在三尺讲台的教师课堂教学有了直接和深刻的感受，即这并不是一件随意可以完成的事情，只有在课前做好充分的准备才能够真正上好一堂课。
三是对学生团队精神的培养。本门课程要求学生分组完成课堂汇报和课程报告，学生可以自由组合。在任务分配过程中，学生也需要自己选择主事人，分配各个任务。只有大家分工合作才能够出色地完成课程考核要求。在学生提交课程报告时，需要注明本组成员的分工，在考核成绩上，会根据分工给予考虑。从对2011级学生开设本门课程开始，学生基本都属于90后，大部分都是独生子女。通过本门课程的小组任务，学生们理解了团队精神的重要性。
三、课程教学效果
尽管《车联网导论》只有16个学时的授课时间，但是课程信息量大，同时尽可能地对学生的综合素质进行培养，取得了较好的效果，如图2所示。
四、结束语
《车联网导论》课程是我校电子信息科学与技术专业（车联网工程方向）新生进行初步专业教育的重要课程。本文对该课程的课程教学进行了研究和实践，主要包括课程内容和考核方法的设计，如何通^本门课程把前后知识贯穿起来，并阐述了在课程教学中对学生综合素质的培养，特别强调了学生课堂汇报的有益效果。通过上述方法，课程教学取得了较好的效果；未来还需要在学生自我评价方面进行改进和探索。
参考文献：
[1]卢锡城；颠覆性创新与信息技术――兼谈高水平计算机人才培养[J].中国大学教学， 2015（8）：4-8.
[2]杨风.全力推进“国际商用车之都”建设――记十堰市汽车产业基地[J].专用汽车， 2015（10）：72-75.
物联网工程实践报告范文3
关键词：CDIO；物联网应用技术；人才培养模式
DOIDOI：10.11907/rjdk.151127
中图分类号：G434
文献标识码：A 文章编号：16727800（2015）006021702
基金项目基金项目：东莞职业技术学院2014年教学改革立项项目（JGXM2014031）
作者简介作者简介：柯钢（1983-），男，湖北黄石人，硕士，东莞职业技术学院计算机工程系讲师，研究方向为计算机教育、网络安全技术；曹文梁（1980-），男，江西泰和人，硕士，东莞职业技术学院计算机工程系副教授，研究方向为算法分析与设计、网络安全技术。
0 引言
物联网是通过条码与二维码、RFID、GPS、传感网络等自动标识与信息传感设备及系统，按照约定的通信协议，通过互联网将各种物品连接起来，进行信息交换与通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。它是继个人计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，也称为继互联网之后信息产业的第二个万亿元级的产业。世界上有多个国家将物联网作为国家战略，我国政府将物联网列为新兴产业规划五大重大领域之一来积极推动发展[12]。
随着物联网产业的快速发展，物联网人才呈现爆发式增长。据东莞市人才交流中心及智通、卓博等人力资源服务公司的调查报告显示，随着物联网市场的急剧扩张，预计2015年东莞市物联网技术人才需求的缺口达2 000人，而且未来5～10年，每年会递增30%。
目前，我国高等职业教育人才培养与产业需求脱节的矛盾普遍存在。这种矛盾突出表现在：一方面社会急需大量来则能用的熟练技术人才，另一方面却有大量毕业生因不符合企业用人要求而不能顺利就业。如何系统有效地解决该矛盾成为摆在职业教育工作者面前的难题。
本文提出将CDIO工程教育理念应用于物联网应用技术专业人才培养实践中，探索从根本上解决高职物联网应用技术专业人才供求脱节等诸多矛盾的有效途径，切实提高物联网应用技术专业人才培养质量，为专业的可持续发展打下坚实基础。
1 CDIO教育理念
CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、操作（Operate）4个英文单调的缩写，它把这4个过程作为载体来培养学生的工程能力，包括专业基础知识、终身学习能力、团队交流能力和工程系统能力等[34]。CDIO工程教育是一种提倡“做中学”和“基于项目的学习”的教学模式，与当前我国高职院校所倡导的“工学结合”和“项目式教学”的教育理念完全一致。因此，将 CDIO 引入高职教育是可行的，也具有重要意义。
2 物联网应用技术人才培养模式
2.1 CDIO人才培养目标
物联网应用技术人才的培养必须适应经济发展要求，为此，对东莞本土物联网企业进行了调研。调研结果显示，物联网企业对高职层次人才的主要需求为：物联网技术支持助理工程师、物联网系统管理员、物联网工程项目助理工程师、物联网应用开发助理工程师等，如图1所示。
借鉴CDIO大纲对工程师的培养目标，依据物联网应用技术岗位的职业要求来明确人才培养目标。物联网应用技术专业的人才培养目标为：本专业培养德、智、体、美全面发展，初步掌握物联网应用技术行业相应岗位必备的理论知识和专业知识，能适应物联网产业应用领域的生产、建设、服务、管理第一线需要，具有较强的物联网组建与管理、物联网设备安装与调试、物联网应用系统的软件设计能力，具有良好的职业道德和创业精神，能从事企事业单位物联网规划设计、建设、管理、维护、技术支持等工作的高素质高技能型人才。
2.2 CDIO课程体系
物联网应用技术专业参照CDIO工程教育的理念，对该专业的课程体系设置进行了探索[5]，如图2所示。
基于CDIO的课程体系设置以项目为导向，着重培养学生的实践能力。整个课程体系以项目为骨架，分别设置了1级、2级两个级别的项目。1级项目为主线，包括物联网应用和毕业设计2个项目；2级项目为支撑，包括嵌入式开发课程设计、网络安全技术实训、物联网综合应用实训、移动互联应用开发实训4个项目。1级项目贯穿整个课程的学习过程，是整个课程体系的主线，着重培养学生的综合能力；2级项目将各门核心课程串联起来，引导学生掌握核心课程的知识点，着重培养学生的职业技能。这种鱼骨头式的课程体系设置，以项目为骨架，实现了课程和项目的有机关联，有利于学生职业技能和综合能力的培养。
2.3 校企合作
校企合作是实施基于CDIO理念人才培养的关键要素，如图3所示。学校通过各种途径与物联网企业进行校企合作。学校聘请企业的工程技术人员担任兼职教师，把企业项目实施过程中的一些案例搬到课堂上，让学生了解项目实施的完整过程，增加学生的职业技能；学校安排学生去企业顶岗实习，鼓励学生运用所学知识去解决实际工作中的一些技术难题，提高职业能力，为今后的就业打下基础[6]。
2.4 师资培养
将CDIO工程理念引入物联网专业人才培养模式中，实质是对物联网专业课程体系实行“工学结合”和“项目式教学”的教学模式，因此教师自身的实践能力得到相应提高才能确保基于CDIO的人才培养模式顺利实施。而目前高职院校的物联网专业教师大多缺少企业工作经历，理论知识强，实践能力弱。为了强化教师的实践能力，通过本地的物联网行业协会，与本地的物联网企业建立校企合作平台。校企合作平台促进了企业工程师与学校教师的交流，企业工程师作为兼职教师参与教学，学校教师利用自己的知识帮助企业攻克技术难题，实现学校智力资源与企业工程项目实践项目交融，促进了企业的发展，提升了学校教师的实践能力。在校企实习实训平台下，学校根据教师的个人情况，每年安排教师去企业进行至少1个月的顶岗锻炼，熟悉企业工作环境，掌握技术开发技能。这样不仅给教师提供了理论联系实际，解决企业实际技术难题及将来可能的科研项目合作机会，也让教师接触了社会，了解了企业对人才的需求，提升了教师的实践能力。
3 结语
本文从人才培养目标、课程体系设置、校企合作、师资培养等4个方面探讨了基于CDIO理念的物联网专业人才培养模式。基于CDIO的物联网人才培养模式以项目为导向，改变了以往以知识传授为主的教学模式，着重培养学生实践能力，对促进当前高职教育改革具有重大意义。
参考文献：
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[2] 曾宝国.高职物联网工程应用专业课程及实验室建设架构浅探[J].职业教育研究，2011（6）：127128.
[3] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIPCDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究， 2008（1）： 12 20.
[4] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J] .中国大学教学，2008（5）： 1619.
物联网工程实践报告范文4
［关键词］工业工程研究性教学教学实践
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）10-0049-03一、工业工程研究性教学的意义
工业工程（IE）是研究工业系统的效率与发展的一门工程学科，IE的许多重要的技术和理论方法都来源于生产实际，并最终应用于制造企业来提升效率，因此是实践性极强的专业。
研究性教学是教师通过指导学生从自然、社会和生活中选择和确定与学科相关的专题进行研究，使学生在独立的主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中，吸收知识、应用知识、解决问题、获取新颖的经验和表现具有个性特征的行为，从而提高学生的各方面素质，培养学生创造能力和创新精神的一种实践活动。
在工业工程专业实施和推广研究性教学方式，具有以下重要意义：
（一）有利于学生更加直观透彻地掌握课程知识
以“计算机集成制造（CIMS）”课程为例，该课程主要讲授信息技术和自动化技术在先进制造系统中的应用，在以往课堂教学过程中，学生因缺乏工程实践背景，往往对ERP、MES、PDM等信息系统难以理解，通过实施研究性教学，让学生参与科研项目，分组学习和实际操作这些软件，并分析企业对它的需求，就能相对容易地了解这些信息化软件。
（二）有利于培养学生的主动实践能力
相比较传统的实践教学环节，研究性教学方式由于分组更小、目标更明确、教师（或研究生）对学生的指导更多更具体、学生思考的空间更大，因此有利于发挥学生的主观能动性，提高其主动实践能力，以“运筹学”的研究性教学为例，教师结合自身的科研项目，先安排几个专题，让学生查阅文献、进行研讨，建立数学模型，学习Matlab等数学软件，实现算法并进行结果分析，在整个流程中，学生的主动实践将发挥主要作用。
（三）有利于培养学生的协作精神
研究性教学方式多采取分组形式，每个小组3-5人，围绕一个主题来开展，每人都有任务分工，最后的结果形成需要大家通力协作，通过这种方式，学生们能充分认识到分工协作的重要性。
（四）有利于激发优秀学生的创新精神
通过研究性教学，一些优秀学生能够较快地脱颖而出，取得一些创新成果，或发表科研论文，或申请发明专利，或在教师的科研项目中取得不俗的成绩。
（五）有利于教师获得科研和教学的灵感
研究性教学强调教学内容、教学方法的重构，提倡用“研究”的观点和方法改造传统教学，使教学活动由单向知识传授为主向学生和教师一起发现知识的过程转变。在研究性教学过程中，学生实际参与教师的科研项目，虽然还无法取代研究生的作用，但时常也有一些不错的想法，这些思路对于教师的科学研究不无裨益。
二、工业工程研究性教学的实施流程
研究性教学方式能否在工业工程专业成功实施，取决于两方面的因素，首先是外部环境能否支持这种教学改革，包括课程体系设置情况、教师的科研项目情况、教师的研究团队情况、实验室的软硬件条件、学生的基本素质等；其次是研究性教学的实施流程是否合理，包括课程的选择、学习团队的组建、教学目标的设置、教学过程的管理、教学效果的评价等，可以归纳为“体系支持、项目牵引、团队保障、严格管理、公平评价”，下面针对其中几个关键问题进行探讨。
（一）课程设置的调整
为了在工业工程专业推行研究性教学实践，首先需要对现有的课程体系设置进行适当的调整，目前有条件开展研究性教学实践的课程包括部分专业课程、生产实习、毕业设计等等，具体改革措施如下：
1.压缩专业课程的课堂教学时间，增加课外学习时间。课堂教学约占总课时的75%，主要传授基本的理论知识，课外学习时间分成两部分，一部分是课时规定内的时间，占总课时的25%，主要进行题目选择及分组安排、科研项目介绍、分组讨论、方案指导、成果汇报等工作；另一部分是课时外时间，要求学生利用课外时间进行资料查阅、工具软件学习、操作实践和汇报材料准备工作。为了不增加学生的负担，应注意课程的选择，条件具备的课程才能开展研究性教学活动。
2.鼓励有指导的小组分散实习，取代传统的大团队生产实习方式。传统的生产实习往往由一、两个教师带队，去一家制造企业开展为期三周左右的生产实习，实习的方式以参观和授课为主，学生基本没有动手实践的机会。而采用分散实习后，每个教师只带5-8个学生，实习时间可以更长（比如1~2个月，利用大三结束后的暑假），教师安排学生进入自己的科研项目团队，让研究生协助指导，甚至可安排学生去企业参与项目调研和方案设计工作，实践表明，这种实习方式非常受学生欢迎。
3.鼓励教师依托科研项目安排毕业设计题目，并进行双向选择。以前的毕业设计是单向将学生安排给指导教师后再确定题目，每年题目的变化不大，学生有可能选择不了感兴趣的方向，因而积极性也不高。通过双向选择方式，可以让教师结合自己的科研项目需要，安排具有吸引力的题目，提高学生开展毕业设计的兴趣。
4.设置课外学分及其他奖励。可以规定如果学生积极参加研究性教学实践活动，并获得可以考核的不俗成绩（比如发表科研论文，申请发明专利等），则给予课外学分，同时在保研时进行加分奖励，这样就可以大大提高学生参与这些活动的积极性。
（二）科研项目的选择
进行研究性教学实践活动，离不开教师所承担的科研项目的支持，科研项目包括企业合作项目、预研项目等，进行项目选择时需要遵循以下原则：首先是要难易适中，适合本科生参与学习；其次是项目与课程相符，便于学生更好的掌握本门课程的知识；然后是科研项目实施过程中需要一定的动手实践能力，而非纯粹的理论研究。如果是分散实习，则一般应要求该项目是企业合作项目，能提供学生去企业调研的机会。
（三）教学团队的组建
按照课程性质来组建研究性教学团队：
1.专业课程教学
通常包括教师1-2名，研究生3-4名，本科生50-60名，学生分为10组，每组5-6名学生，安排5个左右的研究主题，以“决策分析”课程为例，安排了5个题目：“随机性决策方法”、“设备维修决策”、“隐马尔科夫决策方法及应用”、“模糊决策方法及应用”、“博弈论应用”。学生分组选择题目，进行研究，最后完成研究报告并进行汇报，研究报告和汇报作为学生成绩评价的重要依据。
2.分散生产实习
通常包括教师5-8名，每位教师安排3个研究生进行协助指导，每位教师指导学生不超过8名。在分散实习过程中，教师安排学生参与科研项目，去相关企业进行调研，完成需求分析报告，并学习相关理论知识，在研究生的指导下协助完成项目的方案设计。
3.毕业设计
毕业设计的时间较长，每位教师指导的学生一般不超过5名，研究生也协助进行指导。学生可以较为系统地了解教师所负责的一个科研项目，并以其中一项关键技术为题开展专题研究，最终完成毕业设计论文。
（四）教学过程管理
与课堂科学及传统的程序式生产实习和毕业设计相比，研究生教学实践的方式较为灵活，时间较长，如果管理不好也会流于形式，经过一段时间的实践后，总结了如下过程管理方式：严格要求学生按时到实验室进行学习，进行考勤；定期召开Seminar，进行进展汇报交流；研究生和本科生之间建立1对2或1对3的联系方式，监督学生的学习和研究进程；提供学生可以操作的实验环境，充分激发学生的动手实践兴趣。
（五）教学实践效果的考核评价
研究性教学与传统课堂教学在形式上存在很大差异，为了对学生的学习效果进行评价，必须引入新的评价方式。评价指标包括选题的难易程度、文献阅读及综述情况、研究过程中的纪律表现、在小组中发挥的作用、总结报告的完成情况、汇报答辩情况等6项。指标权重可根据实际情况来确定。
三、工业工程研究性教学实践案例
下面以工业工程的“计算机集成制造系统CIMS”课程中的制造物联网教学为例，介绍研究性教学实践的基本过程。
（一）研究性教学实践的目的
通过现场参观、系统演示和介绍、交流讨论、动手实验、工作汇报等方式，让学生对制造车间的物理结构、装配生产线的运行方式、物流配送模式和工作流程、物联网的基本概念及工业应用、制造执行系统（MES）的应用、生产过程质量检测与过程控制等有直观和较为深入的了解，并能够设计一些简单的实验，结合企业项目完成一定的应用验证。
（二）研究性教学实践的软硬件条件
硬件设施包括装配生产线、多套高频/超高频RFID读写器、天线和标签、Zigbee无线传感网开发和测试套件、PLC/RFID集成试验台、条码枪和条码打印机、手持式RFID/条码数据采集终端、ARM开发工具、手持平板电脑、常用传感器等等；软件设施包括制造执行系统（MES）、物流仿真软件Tecnomatix、生产线控制软件、RFID读写软件、物流分析软件、质量分析软件等。以上条件为开展物联网研究性教学提供了基础环境。
（三）研究性教学实践的主要过程
将本专业学生分为10个小组，每组5人，安排5个专题：
专题1：了解PLC的基本原理和开发过程，参与设计并实现一些实验；
专题2：了解RFID的读写过程，参与开发RFID的读写操作；
专题3：了解Zigbee的基本原理，利用Zigbee技术实现检测数据的自动采集和远程传输；
专题4：了解装配生产线的工作流程和控制方式，集成PLC/RFID/Zigbee技术设计物联网实验，用于生产线数据采集与监控；
专题5：了解制造执行系统MES的基本功能，设计出物联网技术在MES中的应用场景。
学生选择专题后，就着手开始相关理论和应用开发知识的学习，利用实验室提供的软硬件设施，在教师和研究生的指导下，设计物联网实验，进行软件开发，并完成实验验证，最后，总结实验成果，撰写研究报告，通过PPT进行汇报。
（四）研究性教学实践的效果
通过研究性教学实践，学生不但掌握了物联网的基本理论知识，更对物联网技术在制造车间的应用有了比较直观的认识，知道如何设计物联网应用场景，以及进行软硬件开发的基本流程，部分优秀学生还完成了物联网实验的开发，可以通过PLC和RFID的集成实现换刀控制，通过Zigbee实现数显卡尺测量数据的远程采集等。
研究性教学是现代教育理念的集中体现。本文结合工业工程学科的特点，探讨在本科生阶段开设研究性学习课程的意义和实施流程，并以一门课程为例，实践了研究性教学，取得了不错的效果。
当然，研究性教学过程中也遇到很多困难，它需要有较多的教学和科研资源投入，包括实验设备投入和人员投入等，如何实现常态化健康运行还需要进一步进行研究和实践。
［参考文献］
［1］ 朱志伟.以研究性教学改革为牵引 创新本科教学工作评价体系［J］.中国大学教学,2009，（7）.
［2］ 洪莉.研究性学习与研究性教学策略探讨［J］.吉林师范大学学报（自然科学版）,2004,（8）.
物联网工程实践报告范文5
关键词： 《物联网控制基础》 教学改革 探索与实践
物联网又称为传感网，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网是将各种信息传感装置（例如射频识别、全球定位系统、电子代码、红外感应器、激光扫描等）与互联网结合起来而形成一个可实现全球物品信息实时共享的实物网络[1]。控制论是指综合研究各类系统的控制、信息交换、反馈调节的科学，是涉及工程学、生物学、心理学、数学、生理学、逻辑学、社会学等众多学科的交叉学科[2]。本课程主要介绍物联网工程所需的控制理论的基本知识，力求使控制技术融入物联网的各种应用中，使学生逐步学会利用控制技术分析和设计物联网控制器，学会分析控制效果和校正技术。
物联网工程作为一门新兴的学科，目前对于该学科的课程体系建设尚处于起步阶段。该课程已有的教学体系和方法无法满足教与学的要求。具体表现为课程的部分内容相对陈旧，不能很好地反映行业的最新技术和热点，书本上的知识不能与物联网行业很好地结合；传统的教学方法还是以讲授法为主，学生的积极性不足；实践教学所占的比重不高等[3]。结合该课程的特点，笔者提出《物联网控制基础》课程教学改革的探索，希望激发学生的学习兴趣。通过该课程的学习，学生掌握并灵活运用所学的知识，提高专业实践能力、创新能力和协同能力。
一、教学内容的合理规划
《物联网控制基础》是一门综合性课程，包含控制系统基本概念、控制系统数学模型、控制系统时域分析、控制系统频域分析、控制系统校正方法、现代控制理论、计算机控制、无线传感网络、网络控制系统等方面的内容[4]。现有教材涉及的知识点过于宽泛而且部分内容略显陈旧，理论和实践的结合不紧密。因此，在选择教学内容时，必须有所取舍、合理安排、突出重点。针对学生已有的先修课程，删除或弱化与其他课程相重复的内容，如传感器技术、网络技术等方面的内容。突出控制理论基础知识在物联网中的分析和应用，如物联网的建模问题、物联网中控制系统的时域分析法、频域分析法、控制系统的校正方法等。该课程的核心内容是控制系统的基本概念、时域和频域分析法、控制系统校正法及在物联网中的应用。
通过分析历届世界物联网大会和中国物联网大会的大会报告，结合行业对人才的基本要求，对相关教学内容再做适当的调整。适当增加物联网应用实例的介绍和分析，如智能家居、智能交通、智能物流等，避免教学内容过于空洞，提高学生的学习兴趣和动力。同时，适当增加现代控制理论、计算机控制、网络控制等在物联网中的应用，开阔学生的眼界，增强学生的动手实践能力，提升就业竞争力[5]。
二、教学手段和方法的优化
教学有法，但无定法。物联网工程是一门前沿性学科，交叉融合度高，对学生的基础要求较高。物联网控制基础课程与物联网的实际应用结合紧密，实用性强，实践能力要求高。该课程教学方法如果仅仅以讲授法为主，必然会使得理论和实际脱钩、学生的兴趣不高，进而会削弱教学效果。为了提高教学质量，笔者在学习和借鉴其他老师教学经验的基础上，探索对于不同的知识点采用不同的教学手段和方法。
基础理论部分以讲授法为主，再结合讨论法和直观演示法等。例如以智能家居中的温度控制系统、液位控制系统等为对象学习控制系统的基本概念、数学模型等。通过优化、完善多媒体课件，突出课程重点。对学生已有一定基础的课程内容，如传感器技术、网络技术等，以问答法为主。精心设计问题，通过师生互动，引导学生积极思考、回答问题、得出结论，从而巩固与本课程相关的知识。对于课程中与实践有联系的部分，如控制系统时域、频域分析方法及校正方法等，可以安排实验课或通过实际案例的视频、仿真辅助教学，营造理论与实践相结合的学习氛围，增强学生对理论在实际案例中应用的认识。同时，创设开放性课题，在教师的精心组织下，引导学生讨论，加强生生互动、让学生更多地参与教学活动，从而夯实基础，拓展知识面。
通过教学方法的优化，提高学生对物联网控制基础的认识，增强学生的学习动力，使学生不仅能够掌握控制系统的基本概念和方法，而且具有分析和设计物联网控制系统的初步能力。
三、多方位强化实践教学
实践不仅是检验学生对所学课程掌握程度的重要标准，而且是培养学生创新能力的重要环节，同时学生实践能力的强弱是用人单位衡量人才的重要指标。因此，在课程教学过程中必须多管齐下，充分利用验证性实验、设计性实验等实践教学环节加强学生动手实践能力的培养。目前，我院的教学实验中心配备了相关控制系统实验装置，可以让学生熟悉控制系统时域、频域分析方法和校正方法，使其具备一定的操作设计能力，提高学生的实践能力[6]。
对于物联网控制课程实验，优化整合实验内容，将验证性实验和设计性实验有机地结合。验证性实验主要用于学生对基本概念和方法的熟悉，验证所学的理论知识。设计性实验用于指导学生利用所学知识设计简单的物联网控制系统。为了更好地培养学生的创新能力，还减少部分验证性实验；增加设计性实验，如智能交通设计实验等。同时结合Matlab仿真软件和组态软件，建立智能家居温度控制、液位控制系统模型、设计相应的校正方法等，提高学生的工程实践能力，加深对控制系统各个部分的认识和理解[7]。同时利用已有的实验条件，鼓励学生参加各项大学生科技创新项目、创新创业大赛等，使学生获得自主学习和创新思维的广阔空间[8]。
四、结语
笔者在物联网控制基础的课程教学过程中，结合课程和学科的特点，进行教学改革的探索，对教学内容进行优化，充分利用多种教学方法和手段，强化实践教学环节，激发学生的学习兴趣；培养学生的动手、协作能力，提高学生的专业实践能力，取得较好的教学效果。
参考文献：
[1]王志良，刘欣，等.物联网控制基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2014.
[2]钱学森，宋健.工程控制论[J].北京：科学出版社，2011.
[3]王志良，闫纪铮，等.物联网学科建设与教学实践探讨[J].计算机教育，2012（19）：45-49.
[4]彭力，谢林柏，等.物联网控制基础[M].北京：机械工业出版社，2013.
[5]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.
[6]胡香玲，余河泉，崔均亮.“自控原理与系统”课程改革与研究[J].中国电力教育：中，2013（2）：108-109.
物联网工程实践报告范文6
【关键词】物联网；专业实验室；实验室架构
一、物联网发展状况
物联网是以感知为核心内容的物体与物体之间的互联，从技术角度又称为传感网。物联网将成为继计算机、互联网和通信网络之后的信息产业第三次浪潮。当今世界物联网已成为新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。以前由于我们缺乏计算机互联网的核心技术，在信息产业的发展中曾落后于欧美发达国家处于被动地位。科学技术是第一生产力，在科研方面我们要有前瞻性、预见性抢先占领科技制高点才能在以后的竞争中立于不败之地。2010年3月5日，总理在政府工作报告中，明确将“加快物联网的研发应用”纳入战略性新兴产业的发展任务。2010年国家工信部和发改委出台系列政策支持物联网产业化发展。2020年之前我国将规划3.86万亿元的资金用于物联网产业化发展。
二、高职院校开设物联网专业的可行性
2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校纷纷进行申报。截止2012年6月，国家一共审批了物联网专业院校138所院校，大部分是本科院校。由于物联网涉及的知识范围非常广泛，从专业视角来看，主要涉及：计算机科学与工程，电子与电气工程，电子信息与通讯，自动控制，遥感与遥测，精密仪器等等。需要学生有扎实的基础知识和良好的学习能力，本科院校的学生无疑占有优势。
那么高校设置物联网专业是不是就意味着高职院校不必再开设物联网专业了呢？其实二者并不矛盾，因为物联网产业本身对人才的需求是巨大的，而且对人才的需求具有方向多样性和层次立体性。不但需要高端的开发设计人员，也需要低端的施工、调试人员。高职院校的学生虽然没有本科学生基础知识扎实，但是他们课程设置灵活，实践环节与校外实习较多，相比之下也有自身的优势。所以高职院校开设物联网专业是可行的。
三、高职院校物联网专业实验室需求分析
物联网专业涉及计算机、遥感测控、电子技术与通信等多方面相关专业知识，是明显的交汇科目。物联网专业培养的人才，不仅要掌握微型中央处理器、传输感应元件、软件编程技术和相应的嵌入式技术，还要学习无线通讯、高频设计、M2M技术、无线传感网络以及3G无线网络设计等最新技术。这些知识都有一个共同的特点，就是理论性和实践性都很强，理论知识都需要通过大量的实验来理解和学习。而且很多课程实验需要专门的硬件设备作为技术支持。
物联网专业与其它专业相比，有其自身的特点：它是现有信息技术与传感技术整合一体化的产物，它是以一个“能够应用到实际中的系统” 的形式呈现的，这就意味着学生不但要学习相关的理论知识，还要通过大量的实践提高自己的实际操作能力，高职院校开设物联网专业一个亟待解决的问题就是物联网专业实验室的建设，所以实验室的建设是必需的、而且迫在眉睫。
四、物联网实验室建设目标
1、实验室建设应结合本校实际，打好基础
在前期做好规划，结合本校当前的资金情况，依托现有的实验室基础进行改建或扩建，首先要能满足物联网专业及相关专业的教学需求，重视学生基本应用开发能力培养。
2、实验室环境能帮助学生对应用物联网的实际项目进行学习
实验室建设一定不能只重理论，不重实际。要和市场需求挂钩，和理论实际挂钩，依托物联网实际应用项目，进行讲解和学习往往能达到事半功倍的效果。
3、实验室能够面向校外，开展物联网技术与应用的培训工作
实验室对内不仅可以满足学生的教学需求，对外最好可以开展物联网方面的培训工作，这也是高校服务地方经济的一种方式。
4、实验室最好能建立开放的实验环境，成为创新的实验平台
实验室提供宽泛的实验环境，可以增加学生选择的机会，充分发挥学生的主观能动性，鼓励创新精神。
五、物联网实验室建设的思路
1、物联网实验室建设要具有灵活性和可扩展性
物联网的发展随着科学技术的不断进步，也在时时刻刻的发生着变化，这就要求实验室具有灵活性，可以根据变化进行平稳的。所以要事先做好物联网实验室的规划方案，预留出扩充和升级的接口。
2、物联网实验室建设要具有渐进性和统一性
根据我院实际情况物联网实验室建设很难一步到位，可以采取阶梯式的渐进性建设方案，分阶段进行建设，每一阶段又能够独立投入使用，最终建成时又与设计目标是相统一的。
3、物联网实验室建设要具有一定的前瞻性
物联网行业的发展突飞猛进，今天物联网技术已进入2.0时代，这就要求物联网实验室的设备、全局物联网实验室的建设规划要具有一定的前瞻性，以适应物联网未来的发展。
六、高校物联网专业实验室构架
基础实验中心：建立计算机网络实验室；单片机实验室；嵌入式系统实验室；RFID实验室；传感器实验室以提供基础学科课程实验。
实例演示实训中心：以智能家居系统；智能安防系统；智能消防系统等成熟的物联网小型系统为例，讲解物联网的专业知识。
应用实训中心：构建通用典型的物联网实际项目以及中规模应用系统，使学生参与到物联网项目的设计开发中来，让学生亲身体验物联网系统给生活带来的变化，激发学生的学习兴趣，做到理论和实践相结合。
参考文献：
[1] 梁湖辉。高职院校设置“物联网”专业可行性探讨.成人教育，2011（3）：79-80.
[2] 柴丽虹。高职院校物联网专业实验室建设初探，《中国科技博览》，2012年 第2期：94
[3] 屈伟平。物联网掀起新的信息技术革命浪潮[J].物流技术与应用，2009 （11）：42-45.
