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[摘要]《物联网通信技术》是物联网工程专业学生的一门重要专业课程。在分析现存课程讲授中存在的问题基础上，分别针对理论和实验课程的教学内容、方法、考核等方面提出改进，以期使学生加深对理论知识的理解，并增强学生解决实际问题的能力。
[关键词]物联网；物联网通信技术；教学方法；实验改革；创新能力
物联网作为互联网的延伸，融合了通信、计算机、微电子等学科的技术，被喻为世界信息产业发展的第三次革命，在智慧城市、智能家居、智慧农业等领域均有广泛应用[1-2]。其中，物联网通信技术贯穿于信息采集、传输、处理的全过程，成为实现物联网应用的重要基础[3]。因此，学好物联网通信技术对相关工科专业学生非常重要。《物联网通信技术》作为本校物联网工程专业的一门专业核心课程，总课时为64课时，其中48个理论课时，16个实验课时，采用曾宪武编写的《物联网通信技术》作为讲授教材。该课程以物联网的三层结构为主线，以感知控制层、汇聚层及网络传输层所需的通信承载网为线索，在数据通信的基础之上，介绍了短距离通信技术和无线通信网络等内容[4]。通过本课程的学习，学生可较全面而系统的获取物联网通信基础理论知识，了解物联网通信技术的应用，不仅可为后续专业课程学习奠定坚实的基础，还可为将来物联网设计、应用进行必要的知识储备。然而，本课程涉及专业知识繁杂、抽象，且涉及多门学科，且教学未能达到预期效果，因此，结合本人近年来从事该课程讲授的教学经验，本文在分析课程教学中存在问题的基础之上，针对理论课程和实验课程，分别从教学内容、教学方法、实验内容、课程考核等方面进行了较为深入的研究，以期激发学生学习兴趣，改进教学效果，使学生加深对理论知识的理解，并增强学生解决实际问题的能力。
1《物联网通信技术》课程教学中存在的问题
《物联网通信技术》课程在我校已开设四年，当前存在的主要问题有：一是理论内容繁杂、抽象。本课程理论知识牵扯面广，涉及到多门课程中的知识，如《通信原理》、《高频电子线路》、《无线传感器网络》、《计算机网络》、《RFID原理及应用》。其中，涉及前两门课程中的内容需要一定的《信号与系统》课程基础，而我校物联网工程专业并未开设《信号与系统》、《通信原理》，且通信原理中理论内容时，内容枯燥、抽象，公式推导难，学生难以充分理解。课程中涉及到的有线通信技术与无线通信技术，又涉及到具体的协议，知识点零碎、枯燥，很难引起学生的学习兴趣。二是教学手段单一。本课程理论教学中，根据教学大纲安排，内容讲授主要采取按照PPT讲授为主，进行“满堂灌”，学生普遍存在学习兴趣不高，无法变被动灌输为自主学习，学习效果不理想，知识体系无法较好建立，且与实际应用无法有效结合，犹如理论的空中楼阁。三是实验设置脱离应用。由于我校物联网工程专业开设时间较短，虽已获得市级重点课程建设资助，但各方面仍然难以与省级重点课程相比，当前实验课程基于RZ8681型现代通信技术平台开设，侧重于让学生掌握信源编码、数字调制解调、信道编码、差错控制编码等原理的验证，缺乏综合性实验，学生的实验创新能力不能得到很好的提高。
2《物联网通信技术》课程改革
物联网通信技术涉及内容可主要划分为通信基础知识、通信技术（有线通信和无线通信技术）以及网络应用三大模块知识体系。针对不同的模块，可从整合讲授内容、调整教学模式等方面改进上述教学过程中存在的问题。第一，整合理论讲授内容。通信基础知识模块包含通信的基本模型与概念、数据通信基础理论、信道、信源编码、数字基带传输、数字调制系统、差错控制技术等，具有理论抽象、公式繁杂等特点，由于本专业学生缺乏信号系统、通信原理相关知识，可在课程开始前，推荐学生自学傅立叶变换，学生有高数、概率论这些数学基础，进行变换并不吃力，同时，并布置一些思考题，来了解学生的掌握程度，为后续课堂开展教学的深度做铺垫。同时，针对通信原理知识欠缺，学生学完本课程，这块内容容易出现只见树木，不见森林，不能从本质上去理解通信原理，可介绍一些通俗易懂的通信类书籍的电子版，如《大话通信：通信基础知识读本》等，这些书籍通俗易懂，学生读来会有娓娓道来的感觉，对于物联网工程专业的学生，更容易接受一些，也可建立较为全面的知识体系框架，等到课堂再讲授时，更容易建立起较为完整的通信体系框架。第二，调整教学方法。通信技术模块主要是短距离通信技术，分为短距离有线通信技术和短距离无线通信技术，其中，前者包含EIARS-232、USB传销总线、CAN总线的特性、结构及协议；后者涵盖了蓝牙技术、红外通信技术、超宽带通信技术的原理及协议。理论内容难度较低，但是内容枯燥、知识繁杂，学生听讲过程参与度低导致听课效率低等问题。因此，将短距离有线通信技术与短距离无线通信技术从内容上整合，采用课前布置预习内容，将学生按不同技术进行分组，每个小组负责一个技术的的原理、特点、协议及适用范围，在课堂上，采取按组由学生进行讲解，增强学生的参与感，以调动学生学习的积极主动性，之后，由老师再进行点评、总结。网络应用模块中主要包含无线传感器网络与无线通信网络，对于其中的涉及到的Zigbee协议，可由老师课余搭建一个小型局域网，提前录制一个利用抓包软件来抓取Zigbee协议下的数据包，并抓取数据链路层协议、IP协议、TCP/UDP的视频，在课堂播放该视频，来进行比较式讲解，加深学生对实际应用中Zigbee协议的理解。至于无线通信网络涉及到的2G、3G移动通信系统内容较为陈旧，主流已应用至4G、5G移动通信系统，学生们对这些名词屡见不鲜，可在课前预先布置研究报告，让学生们通过看书、查阅文献谈一谈对这些移动通信系统的见解，写清楚这些网络系统之间的联系与区别以及思考为什么会出现系统的更迭变换，还可以追踪技术的前沿，譬如6G移动通信系统中所使用的新技术，加深对现有通信系统理解的同时，还可拓展学生的知识面。第三，改进实验内容。受实验设备及场所的限制，可在原有验证性实验，再增加1-2个（本专业2020年教学大纲将课时由原本的32扩充至64，实验课时由8课时增加至16课时）综合设计实验，引入具体应用场景，如智能家居烟雾报警系统，可在课前布置由以小组为单位的学生进行课前预习，通过查阅文献等方式，完成需求分析，并结合给定的实验设备完成软硬件整体方案设计，软件方面，完成流程图及关键算法设计，硬件方面，完成硬件电路设计。学生动手完成实验前，首先按小组进行讲解，再由老师点评、总结，由学生完成系统实现，实验过程中，老师分组分别进行指导。这种综合性实验的开展，大致接近物联网产品的研发流程，学生的全程深度参与，不仅有助于学生加深对相关理论知识理解，增加了学习兴趣，更能起到锻炼学生们动手能力、提高了他们的创新实践能力的作用，同时，不仅可为学生后续大创项目、“互联网+”比赛、挑战杯、物联网程序设计大赛等竞赛积累了宝贵的实践经验，还可为教师选拔学生参赛提供了重要参考。第四，考核方式变更。传统的考核方式由理论成绩、实验成绩和平时成绩三部分组成，其中，平时成绩包含课堂表现和作业完成情况，实验成绩包含实验课堂表现和实验报告完成情况。由于理论课教学改进了教学模式，实验教学增加了综合性实验内容，因此，学生的课程报告、课堂讲解均应纳入考核范围，可以更全面考察学生课程的掌握与应用能力。
3结语
针对《物联网通信技术》课程教学中存在的问题，本文分别从课程的教学内容、讲授方式及考核进行了研究并提出了改进措施，以期增强学生学习的主动性，提高教学质量。同时，本文的研究内容还可为讲授同课程的老师提供一定的教学参考。
【参考文献】
[1]亢艳芹，刘进，刘涛，等.面向应用的《物联网通信技术》教学研究与改革[J].电脑知识与技术，2019，15（13）：171-173.
[2]郭家荣，王海军.《物联网通信技术》课程实践教学方法研究[J].科技视界，2019：147-148.
[3]贾应彪.浅谈《物联网通信技术》课程教学[J].电脑知识与技术，2018，14(21):169-170.
[4]曾宪武.物联网通信技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2017.
作者:李怡 李立 徐阳扬 单位:西安文理学院信息工程学院
