前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的物聯(lián)網(wǎng)工程的特點(diǎn)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
摘要:針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理課程在教學(xué)中面臨的新問(wèn)題,分析物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點(diǎn),闡述面向物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)改革方法,提出基于分流培養(yǎng)模式的層次化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置方案。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);計(jì)算機(jī)組成原理;分流培養(yǎng);教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)50-0103-02
一、引言
計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科階段最重要的核心基礎(chǔ)課之一,在整個(gè)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中起著重要的承上啟下的作用。該課程對(duì)于學(xué)生完整地理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),系統(tǒng)地建立計(jì)算機(jī)整機(jī)的概念,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析、應(yīng)用、設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)的能力,都具有非常重要的作用。目前,國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校的計(jì)算機(jī)組成原理課程主要是面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,相關(guān)教學(xué)改革研究也主要是針對(duì)上述計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)展開(kāi)的,很少針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)展開(kāi)計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)改革研究。然而,教育部自2010年批準(zhǔn)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)以來(lái),國(guó)內(nèi)很多高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè),我校于2014年也開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。針對(duì)新開(kāi)設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點(diǎn),有必要對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理課程的教學(xué)改革展開(kāi)新的研究,以使本課程更好地為物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生后m課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案與人才培養(yǎng)目標(biāo),基于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)和人才市場(chǎng)的需求,通過(guò)分析當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),并總結(jié)目前物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,構(gòu)建適用于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)組成原理課程的教學(xué)內(nèi)容。在設(shè)置教學(xué)內(nèi)容時(shí)把握內(nèi)容的基礎(chǔ)性和新穎性,既注重基礎(chǔ)的、核心教學(xué)內(nèi)容的完整性,又要考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)。同時(shí),又要跟上現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的發(fā)展水平和實(shí)際情況,增加新進(jìn)而實(shí)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。既要考慮教學(xué)內(nèi)容的完整性,又要考慮到教學(xué)學(xué)時(shí)的有限性,設(shè)計(jì)部分培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容,從而構(gòu)建課堂學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)相融合的教學(xué)內(nèi)容,最終形成一套基于分流培養(yǎng)模式的層次化教學(xué)內(nèi)容。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理課程面臨的新問(wèn)題
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)以培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能,具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才。物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)等,是一門(mén)具有涉及領(lǐng)域廣、學(xué)科交叉性強(qiáng)和工程實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)的學(xué)科,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用。因此,面向物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè),本課程的授課內(nèi)容還需要考慮以下二個(gè)方面的問(wèn)題。
1.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)對(duì)嵌入式相關(guān)內(nèi)容有較高要求。英特爾構(gòu)架事業(yè)部副總裁兼嵌入式與通信事業(yè)部總經(jīng)理唐迪曼指出“物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ):嵌入式”。指出物聯(lián)網(wǎng)是嵌入式計(jì)算系統(tǒng)一種新的應(yīng)用,比較傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的層次更加豐富和復(fù)雜,既有表現(xiàn)在傳感層上的實(shí)時(shí)應(yīng)用,還有在計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上的海量的數(shù)據(jù)處理和分析工作。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分,是互聯(lián)網(wǎng)與嵌入式計(jì)算系統(tǒng)發(fā)展到高級(jí)階段的融合。嵌入式計(jì)算技術(shù)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。然而,傳統(tǒng)面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)和軟件工程專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)組成原理的大部分內(nèi)容是面向復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)類(lèi)而設(shè)置的,而面向嵌入式類(lèi)的,如面向精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)類(lèi)的授課內(nèi)容幾乎沒(méi)有涉及。而我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)在本課程的后續(xù)課程中有很多與嵌入式相關(guān)的課程。
2.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案及前后課程設(shè)置與其他計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)不同。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的飛速進(jìn)步和體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,多核/眾核處理機(jī)硬件日趨普及,使得昔日高端的并行計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出普適化的發(fā)展趨勢(shì),并行計(jì)算系統(tǒng)已成為各類(lèi)計(jì)算系統(tǒng)的基礎(chǔ)。然而,我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案不同,在本課程之前并未設(shè)置匯編語(yǔ)言與接口技術(shù)課程,本課程之后也沒(méi)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理等課程。因此,需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的實(shí)際情況,根據(jù)前后課程的設(shè)置來(lái)構(gòu)建本課程的授課內(nèi)容。例如,原先在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程中介紹的新進(jìn)技術(shù),如多處理器、多核、流水線技術(shù)等有必要有取舍地引入到本課程中來(lái)。因此,我們有必要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)和物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特點(diǎn),對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。
三、基于分流培養(yǎng)模式的層次化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
在我校原有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,我們借鑒了南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)課程的部分授課內(nèi)容,同時(shí)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案,采用了“計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì):硬件/軟件接口”一書(shū)的部分內(nèi)容,將本課程由原來(lái)的9個(gè)部分優(yōu)化為7個(gè)部分,去除了原有課程中外部設(shè)備部分內(nèi)容。并將原先第2部分(計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)信息的表示)和第3部分(運(yùn)算方法和運(yùn)算器)的內(nèi)容進(jìn)行合并,弱化了運(yùn)算部件設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容,此部分內(nèi)容可在實(shí)驗(yàn)課程或后續(xù)計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)課程中重點(diǎn)講解。同時(shí),將系統(tǒng)總線和輸入輸出系統(tǒng)進(jìn)行了合并,并增加了異??刂屏鞑糠謨?nèi)容。優(yōu)化后的授課內(nèi)容如下:第1部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述,第2和第3部分分別介紹高級(jí)語(yǔ)言程序中的數(shù)據(jù)和語(yǔ)句所對(duì)應(yīng)的底層機(jī)器級(jí)表示,展示的是高級(jí)語(yǔ)言程序到機(jī)器級(jí)語(yǔ)言程序的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系,即數(shù)據(jù)的機(jī)器級(jí)表示與處理和指令系統(tǒng);第4部分和第5部分著重介紹與程序的運(yùn)行密切相關(guān)的硬件部分―中央處理器和存儲(chǔ)器的組織,即中央處理器和層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng);第6部分介紹打斷程序正常運(yùn)行的事件機(jī)制―異常控制流;第7部分主要介紹程序中I/O操作的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。其中,每個(gè)部分又包含了3個(gè)層次:基礎(chǔ)與核心、專(zhuān)業(yè)特色和新進(jìn)技術(shù)和知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化。
1.基礎(chǔ)與核心:本部分內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最基礎(chǔ)與最核心的內(nèi)容,是本門(mén)課程重點(diǎn)講授的內(nèi)容,與原有課程的教學(xué)內(nèi)容基本上相同,但結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)需求,做了部分優(yōu)化。
2.專(zhuān)業(yè)特色與新進(jìn)技術(shù):本部分內(nèi)容結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程的專(zhuān)業(yè)特色,考慮了嵌入式計(jì)算系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中核心與基礎(chǔ)地位,設(shè)置了部分以ARM和MIPS為實(shí)例的內(nèi)容。同時(shí),考慮到并行計(jì)算系統(tǒng)的重要性及我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程中沒(méi)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程,引入了部分新進(jìn)技術(shù),如流水線方式下指令的執(zhí)行和并行與存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)。
3.知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化:本部分內(nèi)容貫穿整個(gè)教學(xué)內(nèi)容,是訓(xùn)練和強(qiáng)化學(xué)生建立整機(jī)概念的重要環(huán)節(jié)。擬以高級(jí)語(yǔ)言程序的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行過(guò)程為主線,將該過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)所涉及的硬件和軟件的基本概念P聯(lián)起來(lái),以使學(xué)生建立起一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)及其相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,并建立起整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程之間的相互關(guān)系。同時(shí),對(duì)指令在硬件上的執(zhí)行過(guò)程和指令的底層硬件執(zhí)行機(jī)制有一定的認(rèn)識(shí)和理解,從而增強(qiáng)學(xué)生在程序的調(diào)試、性能優(yōu)化、移植和健壯性保證等方面的系統(tǒng)能力,并為后續(xù)的相關(guān)課程打下基礎(chǔ)。最后,考慮到課時(shí)的限制,我們?cè)O(shè)置了部分培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的內(nèi)容,主要包括數(shù)字邏輯電路、匯編語(yǔ)言、基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)等內(nèi)容。
四、結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)組成原理課程的地位決定了合理設(shè)置本課程教學(xué)內(nèi)容的重要性。在面向新開(kāi)設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)時(shí),需要考慮新專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點(diǎn),同時(shí)要考慮新技術(shù)的發(fā)展,并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況來(lái)設(shè)置合理有效的教學(xué)內(nèi)容。
參考文獻(xiàn):
[1]袁春風(fēng),張澤生,蔡曉燕,等.計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)踐教學(xué)探索[J].計(jì)算機(jī)教育,2011,(17):110-114.
[2]劉衛(wèi)東,張悠慧,向勇,等.面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程體系建設(shè)實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2014,(8):48-52.
[3]高小鵬.計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的技術(shù)途徑[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2014,(8):53-57.
[4]蔣永國(guó),洪鋒,董軍宇.面向系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)組成原理核心課程建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育,2015,(21):3-6.
[關(guān)鍵詞] 物聯(lián)網(wǎng);移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng);人才培養(yǎng)
[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634(2014)04-0080-04
網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)是隨互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展壯大而興起和發(fā)展的,自 1998年被教育部列入本科專(zhuān)業(yè)目錄以來(lái),全國(guó)已有近 300 所高校設(shè)置了該專(zhuān)業(yè),為社會(huì)培養(yǎng)了大批網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才[1]。我國(guó)大多數(shù)高校的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)開(kāi)設(shè),在專(zhuān)業(yè)建設(shè)過(guò)程中,各高校本著“培養(yǎng)高層次的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才”這一專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),通過(guò)增設(shè)通信原理、互聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)與規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全等課程開(kāi)展專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng),與原有的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式相近[2,3]。由于教學(xué)體系、教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足以及硬件設(shè)備更新?lián)Q代的滯后,使得學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和實(shí)踐工程能力相對(duì)較弱,畢業(yè)生的專(zhuān)業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)不夠明顯。近些年,由于低端網(wǎng)絡(luò)人才市場(chǎng)趨于飽和,本科生就業(yè)市場(chǎng)上出現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)難、用人單位招聘不到合適人才”的普遍現(xiàn)象,導(dǎo)致部分應(yīng)用型高校網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)萎縮或停招。這足以說(shuō)明,“傳統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)亟需在專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式等方面進(jìn)行重大的改革創(chuàng)新。
1 “新互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代大潮對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè) 的影響
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)經(jīng)過(guò)40多年的長(zhǎng)足發(fā)展,其產(chǎn)業(yè)變革席卷全球,顛覆傳統(tǒng)行業(yè)的節(jié)奏也進(jìn)一步加快。2014年1月8日,在釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館召開(kāi)的“2014互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)年會(huì)”上,互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)各界人士一致認(rèn)為:移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)必然將在工業(yè)應(yīng)用中扮演更加深入和廣泛的角色,促進(jìn)工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈、全信息鏈的信息共享和協(xié)同集成。思科首席執(zhí)行官約翰錢(qián)伯斯(John Chambers)在拉斯維加斯舉辦的“CES2014展會(huì)”演講中也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展充滿信心,表示:“這一轉(zhuǎn)變已經(jīng)開(kāi)始,它(指物聯(lián)網(wǎng))將改變我們生活、工作和娛樂(lè)的方式……2014年將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)生關(guān)鍵轉(zhuǎn)變的一年,并且到2017年,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的影響,將比整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)更為深遠(yuǎn)”。
物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起給網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)帶來(lái)了新的契機(jī)和挑戰(zhàn),只有正視這種洶涌的“新互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代大潮,不斷豐富和發(fā)展網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式,才能適應(yīng)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的要求,培養(yǎng)面向企業(yè)需求的實(shí)踐人才,煥發(fā)專(zhuān)業(yè)活力。本文分析總結(jié)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn):“突出專(zhuān)業(yè)特色,彰顯時(shí)代特點(diǎn)”、“優(yōu)化專(zhuān)業(yè)層次結(jié)構(gòu),大類(lèi)培養(yǎng)”、“加強(qiáng)實(shí)踐,注重校企合作”,旨在探索一條適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的面向物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)用型人才培養(yǎng)的新道路。
2 “新互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代下網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的建 設(shè)思路
大連工業(yè)大學(xué)于2004年開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè),經(jīng)歷了傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)工程人才培養(yǎng),迄今已畢業(yè)6屆、300余名網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)本科生。通過(guò)對(duì)本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況的跟蹤統(tǒng)計(jì)可知,目前網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)方向主要有四個(gè)領(lǐng)域:傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用、Web軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起和蓬勃發(fā)展,近幾年嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的就業(yè)比例逐年上升,已漸有超過(guò)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用這一傳統(tǒng)就業(yè)主體的趨勢(shì)。根據(jù)這種現(xiàn)狀,大連工業(yè)大學(xué)從2010年起著手改革新的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式,學(xué)生就業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯加強(qiáng)。
首先,拓展傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵,突破傳統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)建網(wǎng)、管網(wǎng)、用網(wǎng)”領(lǐng)域,以時(shí)代需求為導(dǎo)向,引入物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)知識(shí),拓寬專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域;在人才培養(yǎng)目標(biāo)方面,既要培養(yǎng)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等層次的專(zhuān)業(yè)人才,也要培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。
其次,在課程設(shè)置上優(yōu)化專(zhuān)業(yè)層次結(jié)構(gòu),結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)制定“寬口基礎(chǔ)+特色方向”的課程體系,開(kāi)展大類(lèi)培養(yǎng)。
最后,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)作為一個(gè)跨學(xué)科、實(shí)用性強(qiáng)、服務(wù)面廣的專(zhuān)業(yè),要大力加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。這既需要高校本身的努力,加大教師實(shí)踐能力培養(yǎng)、加大硬件設(shè)備的更新?lián)Q代,更需要社會(huì)、企業(yè)和學(xué)校的緊密配合,探索一條群策群力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的切實(shí)可行的新模式。
3 拓展專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵,彰顯時(shí)代特點(diǎn)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合射頻標(biāo)簽和傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)人與物、物與物智能溝通和對(duì)話的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)[4]。近幾年,國(guó)內(nèi)申請(qǐng)?jiān)鲈O(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校數(shù)量眾多,但在不同程度上都存在著物聯(lián)網(wǎng)課程體系規(guī)劃不完善、教材建設(shè)計(jì)劃不完備、師資力量薄弱、實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)備缺乏和實(shí)驗(yàn)方案標(biāo)準(zhǔn)有待規(guī)范等問(wèn)題。
實(shí)際上,在培養(yǎng)目標(biāo)和專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置等方面,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)已涵蓋了大多物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)領(lǐng)域,擁有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的學(xué)科建設(shè)優(yōu)勢(shì),具備應(yīng)用層的基礎(chǔ)知識(shí),需要補(bǔ)充的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層的相關(guān)課程[4]。顯然,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)在知識(shí)結(jié)構(gòu)上有很多共性,只要適當(dāng)補(bǔ)充和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置,即可培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人才。
物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是“新互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代兩個(gè)最熱點(diǎn)的技術(shù)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)新技術(shù)發(fā)展和企業(yè)崗位需求,大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)重新定位了專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵,調(diào)整原有的專(zhuān)業(yè)課程體系,補(bǔ)充物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識(shí),制定了新的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案,目的是培養(yǎng)面向工程的具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型的“新”網(wǎng)絡(luò)工程人才。新培養(yǎng)方案中將網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)方向設(shè)定為4個(gè)方向:(1)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)方向;(2)系統(tǒng)集成方向;(3)物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方向;(4)Web軟件開(kāi)發(fā)。
4 優(yōu)化專(zhuān)業(yè)層次結(jié)構(gòu),大類(lèi)培養(yǎng)
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》明確提出:“優(yōu)化結(jié)構(gòu),辦出特色……優(yōu)化學(xué)科專(zhuān)業(yè)、類(lèi)型、層次結(jié)構(gòu),促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合。重點(diǎn)擴(kuò)大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模?!?/p>
大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)是以校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)、依托校網(wǎng)絡(luò)中心工程環(huán)境開(kāi)展學(xué)生培養(yǎng)的,具有堅(jiān)實(shí)的教學(xué)師資和教學(xué)資源基礎(chǔ)。為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的層次結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)“應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型”人才,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)采用與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)聯(lián)合的交叉大類(lèi)“2+2培養(yǎng)”模式:前兩年教學(xué)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)保持一致,使學(xué)生具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ);后兩年根據(jù)專(zhuān)業(yè)特色,按照行業(yè)技術(shù)發(fā)展和企業(yè)崗位需求,設(shè)立了“傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”、“系統(tǒng)集成”、“Web軟件開(kāi)發(fā)”、“物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”四個(gè)特色方向,形成合理、有時(shí)代特色的課程群體系(見(jiàn)表1),及有效的實(shí)踐環(huán)節(jié),從而保證學(xué)生在校學(xué)習(xí)內(nèi)容和企業(yè)需求的有機(jī)接軌。
5 面向工程應(yīng)用,優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)模式
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》同樣明確提出:“提高人才培養(yǎng)質(zhì)量……加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地、課程教材等基本建設(shè)……強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)……創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制?!?/p>
網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力要求較高,實(shí)踐能力的提升是培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程人才工作的重中之重。根據(jù)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)本身的特點(diǎn),筆者采取“校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)模式開(kāi)展對(duì)學(xué)生實(shí)踐工程能力的培養(yǎng)。
5.1 實(shí)踐教學(xué)體系
實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)置堅(jiān)持“面向工程應(yīng)用,優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)模式”原則。具體劃分為“四層次、七類(lèi)別”實(shí)踐教學(xué)體系,見(jiàn)圖1?!八膶哟巍笔侵笇W(xué)生應(yīng)獲取基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和認(rèn)知能力、初步設(shè)計(jì)能力、綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新和工程能力等四個(gè)層次的能力;“七類(lèi)別”是指課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)題訓(xùn)練、各類(lèi)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參加創(chuàng)新和科研課題、職業(yè)培訓(xùn)等七個(gè)環(huán)節(jié)[5]。
根據(jù)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)自身特點(diǎn),針對(duì)“課程群”系列課程,開(kāi)設(shè)綜合性較強(qiáng)的專(zhuān)題訓(xùn)練實(shí)踐環(huán)節(jié),既有利于提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,又有利于與企業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相結(jié)合、置換。例如,筆者將第七學(xué)期的“網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)專(zhuān)題訓(xùn)練”、“網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計(jì)”和“生產(chǎn)實(shí)習(xí)――網(wǎng)絡(luò)管理+Linux系統(tǒng)運(yùn)維”三個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)組合成一個(gè)綜合性專(zhuān)題訓(xùn)練模塊,引進(jìn)合作企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐項(xiàng)目,由學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員共同對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn),取得了非常好的效果。
5.2 “校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實(shí)踐教 學(xué)模式
根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),充分關(guān)注行業(yè)、企業(yè)需求,密切校企合作,建立了“校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)模式。
1)有效利用校內(nèi)資源,將教學(xué)實(shí)踐與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境有機(jī)融合。網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)依托大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心開(kāi)展校級(jí)實(shí)踐活動(dòng),將教學(xué)實(shí)踐落實(shí)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),開(kāi)展從校網(wǎng)絡(luò)中心到教育網(wǎng)地區(qū)中心全方位的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中,既可以引入網(wǎng)絡(luò)中心具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師承擔(dān)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、操作實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)任務(wù),將網(wǎng)絡(luò)中心技術(shù)人員的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更好地融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中,還可以引導(dǎo)學(xué)生參與勤工儉學(xué),通過(guò)承擔(dān)一定的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)開(kāi)發(fā)等活動(dòng),有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生參與專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)維護(hù)工作,提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)知和動(dòng)手能力。通過(guò)上述方式,將網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)實(shí)踐融入實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中,使學(xué)生學(xué)以致用,既深化了對(duì)專(zhuān)業(yè)理論的理解,也提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力,突出了網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的工程特點(diǎn)。
2)擴(kuò)大校企合作。根據(jù)行業(yè)、企業(yè)需求,結(jié)合學(xué)校實(shí)際,筆者重新定位網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)方向,建立了“企業(yè)崗位定制”教學(xué);同時(shí),加強(qiáng)校企教師的雙向培訓(xùn)機(jī)制,與企業(yè)在學(xué)生和師資培養(yǎng)等方面建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。在圖1所示的四個(gè)層次實(shí)踐課程體系中,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)過(guò)程中的企業(yè)參與,將企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目引入專(zhuān)題訓(xùn)練環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)的無(wú)縫接軌。
3)支持學(xué)生參與創(chuàng)新科學(xué)研究,推行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)的“導(dǎo)師制”。從大學(xué)一年級(jí)入學(xué)開(kāi)始,即進(jìn)行專(zhuān)業(yè)介紹和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,逐步引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣和方向,鼓勵(lì)本科學(xué)生參與科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),建立“導(dǎo)師制”師生研究室。教師帶領(lǐng)本科生積極開(kāi)展科研創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),建立了課內(nèi)與課外相結(jié)合的創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)模式。目前,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生已參加了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,科研實(shí)踐能力大幅提升。
4)積極開(kāi)展專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽,以賽促學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生積極參加各種專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽,以?xún)?yōu)秀獲獎(jiǎng)學(xué)生為榜樣,帶動(dòng)更多的學(xué)生積極向上、銳意進(jìn)取。同時(shí),通過(guò)聯(lián)合開(kāi)辦的思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院、紅帽學(xué)院,鼓勵(lì)學(xué)生考取思科認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)工程師(CCNA)、思科認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)高級(jí)工程師(CCNP)等行業(yè)國(guó)際資格認(rèn)證,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)熱情,也增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
6 結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)帶來(lái)了新的機(jī)遇,本文討論在“新互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代背景下,以《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃》為契機(jī),將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與高校傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)有機(jī)融合,通過(guò)整合教學(xué)資源、擴(kuò)展專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵、優(yōu)化教學(xué)體系、建立創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式等一系列舉措,大力加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的訓(xùn)練,探索了一條以行業(yè)需求為目標(biāo),培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、富有創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)的復(fù)合型、應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)工程人才的新思路。
參考文獻(xiàn)
[1]曹介男,徐明,蔣宗禮,陳明.網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)方向設(shè)置與專(zhuān)業(yè)能力構(gòu)成研究[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2012,(9):31-34.
[2]岳峰,王楨.淺談高校網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)[J].教育與職業(yè),2012,(21):126-127.
[3]張新有,曾華,竇軍.就業(yè)導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系[J].高等工程教育研究,2010,(4):156-160.
關(guān)鍵詞:中職;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);軟件技術(shù);實(shí)訓(xùn)教學(xué)
前言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命,涉及的領(lǐng)域廣,其理念也日趨成熟。從整體來(lái)看,中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)主要份額有智能工業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)和智能家居等行業(yè)。2009年8月,“感知中國(guó)”的講話把我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展推向了,我國(guó)在無(wú)錫建立了“感知中國(guó)”研究中心,中國(guó)科學(xué)院、電信運(yùn)營(yíng)商和多所大學(xué)在無(wú)錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu),越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才,加大物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)各級(jí)人才培養(yǎng)力度,已經(jīng)成為當(dāng)前職業(yè)教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)改革與發(fā)展的一項(xiàng)重要和緊迫任務(wù),中職業(yè)學(xué)校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置應(yīng)該著眼于社會(huì)的發(fā)展需要,增加在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng),在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)訓(xùn)上增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)與技能實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,適應(yīng)社會(huì)信息化產(chǎn)業(yè)新趨勢(shì)的發(fā)展。
1中職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀
目前,全國(guó)大多數(shù)本科、高職院校都開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)專(zhuān)業(yè),并把該專(zhuān)業(yè)作為重點(diǎn)規(guī)劃和發(fā)展專(zhuān)業(yè),學(xué)科知識(shí)體系及課程設(shè)置都在研究與探討,物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)處在摸索、實(shí)踐階段,沒(méi)有成熟的體系、成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。中職學(xué)校也積極創(chuàng)造條件開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè),但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個(gè)學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展技術(shù),主要涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和電子技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用,而大多數(shù)中職學(xué)校學(xué)科體系不夠完善、受學(xué)制,專(zhuān)業(yè)師資和教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備等因素限制,如何在學(xué)校現(xiàn)有師資、課程、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建能滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)的需求、又具有本校特色的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè),是各個(gè)學(xué)校急需解決的問(wèn)題。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)與人才培養(yǎng)上采用兩步走的方式來(lái)實(shí)現(xiàn):第一步,各中職學(xué)校將結(jié)合學(xué)校學(xué)科專(zhuān)業(yè)體系的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在電子技術(shù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)專(zhuān)業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的基礎(chǔ)課程和實(shí)訓(xùn)課程,進(jìn)行探索與實(shí)踐。第二步,整合相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)資源,制定統(tǒng)一、完善的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案,使之形成一個(gè)整體。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置
目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)所開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程與教學(xué)實(shí)踐都是基于普通計(jì)算機(jī)之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個(gè)學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展綜合技術(shù)。主要涉及電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用技術(shù),知識(shí)系統(tǒng)非常龐大,必須進(jìn)行研究與梳理,依據(jù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位,考慮中職學(xué)制與學(xué)生學(xué)習(xí)能力,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的課程架構(gòu)與知識(shí)體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí),進(jìn)行適時(shí)課程的設(shè)置調(diào)整,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),課程設(shè)置如圖1所示,使學(xué)生掌握新的知識(shí)與技術(shù),從而擴(kuò)大就業(yè)面,提升在就業(yè)中的優(yōu)勢(shì)而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)置中已經(jīng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層知識(shí)領(lǐng)域,只需要增加的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層的相關(guān)核心課程。具體是在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》,專(zhuān)業(yè)課上增加感知層《傳感技術(shù)與檢測(cè)》、《RFID技術(shù)與應(yīng)用》、《傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)》課程和《網(wǎng)站建設(shè)與管理》、《數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用技術(shù)》應(yīng)用層課程。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)體系設(shè)置
對(duì)于中職學(xué)生而言,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的定位應(yīng)體現(xiàn)在工程實(shí)踐性,學(xué)生需要有知識(shí)理論的學(xué)習(xí),更要注重工程能力的實(shí)踐,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過(guò)程構(gòu)建實(shí)踐體系,設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程的應(yīng)用技能,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置,結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)與設(shè)施情況,確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)體系,確定實(shí)訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容。(見(jiàn)表1)
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐
中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)受學(xué)制(三年)和學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)訓(xùn)條件、師資等因素限制,課程調(diào)整的空間較小,在明確專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)定位,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的課程架構(gòu)與知識(shí)體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)教學(xué)與實(shí)訓(xùn),系統(tǒng)的增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí),適當(dāng)調(diào)整專(zhuān)業(yè)課程,一方面將物聯(lián)網(wǎng)傳輸層新技術(shù)與知識(shí)“嵌入”到原有的課程教學(xué)中,比如:將傳感器技術(shù)和RFID技術(shù)知識(shí)作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)容,無(wú)線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)加入到網(wǎng)絡(luò)課程中,將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)知識(shí)融入網(wǎng)站建設(shè)與管理課程中。另一方面,進(jìn)行適時(shí)課程的設(shè)置調(diào)整,在有限的學(xué)時(shí)上增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn),進(jìn)行典型的應(yīng)用系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn),如智能家居與智能安防監(jiān)控綜合實(shí)訓(xùn)。
5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)有完善的網(wǎng)絡(luò)布線實(shí)訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實(shí)訓(xùn)室、系統(tǒng)搭建實(shí)訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)訓(xùn)室,能完成網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓(xùn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室可以對(duì)原有的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行改造,規(guī)劃和購(gòu)置物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)模塊設(shè)備,模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,構(gòu)建“理實(shí)一體化”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室,拓展原有實(shí)訓(xùn)室的功能,提供課程教學(xué)實(shí)訓(xùn)從理論知識(shí)學(xué)習(xí)、講解到演示、基本技能訓(xùn)練、工程項(xiàng)目實(shí)踐等多層次教學(xué)實(shí)踐。借鑒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐體系,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過(guò)程構(gòu)建實(shí)踐體系,設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程的應(yīng)用技能。因此,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程、實(shí)訓(xùn)體系設(shè)置、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐及實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的研究和探索,我們可以在中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識(shí)與技能實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,擴(kuò)寬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生就業(yè)渠道,提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育.中等職業(yè)學(xué)校專(zhuān)業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)---信息技術(shù)類(lèi)(第一輯)[M].高等教育出版社,2015.
[2]黃永前,劉凌.中職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程設(shè)置探索[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2016.
[3]李翔宇,曾燕清,陳志德.基于崗位需求的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系建設(shè)思考[J].福建電腦,2016.
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)在知識(shí)結(jié)構(gòu)上有很多共性,只要適當(dāng)補(bǔ)充和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的課程體系,就能夠達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。因此,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)中設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向是切實(shí)可行的。近兩年,國(guó)內(nèi)申請(qǐng)?jiān)鲈O(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校數(shù)量眾多,但他們?cè)诓煌潭壬洗嬖谥锫?lián)網(wǎng)課程體系規(guī)劃不完善、教材建設(shè)計(jì)劃不完備、師資力量薄弱、實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)備缺乏和實(shí)驗(yàn)方案標(biāo)準(zhǔn)有待規(guī)范等問(wèn)題。區(qū)別于部分高?,F(xiàn)開(kāi)設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè),學(xué)校在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向時(shí)可以在該專(zhuān)業(yè)多年積累的教學(xué)資源的基礎(chǔ)上,結(jié)合本校獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)學(xué)科制定具有行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特色的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方案。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專(zhuān)業(yè)目標(biāo)是要讓學(xué)生在具備一定的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)原理和應(yīng)用技能。筆者認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的學(xué)生對(duì)有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知層的基本知識(shí)和基本技能達(dá)到掌握程度即可,重點(diǎn)是要結(jié)合各高校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科及地方人才市場(chǎng)需求,讓學(xué)生在充分掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)的理論學(xué)習(xí)和應(yīng)用實(shí)踐。
結(jié)合高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才
不同的發(fā)展歷史、相異的學(xué)科建設(shè)等因素使得每一所大學(xué)都有自己的品牌專(zhuān)業(yè)、強(qiáng)勢(shì)學(xué)科以及與其培養(yǎng)目標(biāo)相配套的軟硬件資源的建設(shè)與積累。物聯(lián)網(wǎng)有著非常廣泛的應(yīng)用范圍,高校在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專(zhuān)業(yè)定位上可以結(jié)合自身現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)學(xué)科,參考人才市場(chǎng)的用人需求,改革網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的課程體系,因地制宜地制定具有本校重點(diǎn)學(xué)科特色的培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)工程(物聯(lián)網(wǎng))培養(yǎng)模式可以從專(zhuān)業(yè)定位、知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和人才培養(yǎng)模式評(píng)價(jià)體系四個(gè)方面進(jìn)行討論。其中,專(zhuān)業(yè)定位和知識(shí)結(jié)構(gòu)將在下一節(jié)論述。在復(fù)合型工程應(yīng)用人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)上,需要轉(zhuǎn)變以往的以傳授知識(shí)為主導(dǎo)的教育模式,注重學(xué)生的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。例如:開(kāi)設(shè)具有行業(yè)背景的工程訓(xùn)練課程,開(kāi)展個(gè)性化的創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究,提高實(shí)驗(yàn)和培訓(xùn)課程的比重,擴(kuò)展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)[5]等,形成以行業(yè)應(yīng)用為背景的立體化培養(yǎng)模式。完善的評(píng)價(jià)體系可以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式與質(zhì)量的跟蹤與評(píng)價(jià),依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可以適時(shí)地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,有利于提高人才的適應(yīng)性。從行業(yè)應(yīng)用出發(fā),可以分別從學(xué)生的綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)、學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對(duì)研究成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向人才培養(yǎng)模式如圖1所示。將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置與學(xué)校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合,使得畢業(yè)生不僅能夠從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的工作,也能直接從事行業(yè)背景下的物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的工作,增強(qiáng)畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力,拓寬其就業(yè)范圍。以天津科技大學(xué)為例,學(xué)校建有“食品營(yíng)養(yǎng)與安全”、“工業(yè)發(fā)酵微生物”2個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和1個(gè)教育部“食品生物技術(shù)工程研究中心”,在食品科學(xué)和生物工程等領(lǐng)域的研究與教學(xué)處于全國(guó)前列。依托天津科技大學(xué)的食品、生物等優(yōu)勢(shì)學(xué)科和應(yīng)用背景,筆者認(rèn)為,目前計(jì)算機(jī)學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)可以以食品安全和生物發(fā)酵與菌種保藏控制物聯(lián)網(wǎng)為應(yīng)用領(lǐng)域,融合食品學(xué)院和生物學(xué)院相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)資源,拓展網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方向。通過(guò)多學(xué)科的交叉融合,建設(shè)以輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為特色的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系。
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系
由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)需要融入不同專(zhuān)業(yè)學(xué)科,所以,在確立了以輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為特色的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,調(diào)整教學(xué)大綱,對(duì)原有專(zhuān)業(yè)的課程配置進(jìn)行科學(xué)地增補(bǔ)和取舍。結(jié)合學(xué)校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科的應(yīng)用背景,依照網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置相應(yīng)的課程內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)境,形成特色教育,增強(qiáng)畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù),主要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),使學(xué)生畢業(yè)后可在輕工行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、科研單位從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究,成為具備行業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能的高級(jí)應(yīng)用型人才。培養(yǎng)的學(xué)生具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)的基本理論和應(yīng)用能力,能進(jìn)行系統(tǒng)集成及相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣,具有物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐能力。專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)要求:掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)工程等方面的理論和方法,具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí);掌握傳感器技術(shù)、無(wú)線通信網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)的基本知識(shí)和基本技能;具備各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)維能力和一定的分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力,擁有較強(qiáng)的軟件編程功底;具備從事輕工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的科學(xué)研究能力;了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法,熟悉利用Internet獲取信息的手段,具有獲取信息的能力。
2.主干課程網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程設(shè)置以專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為向?qū)?,注重學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的提高。學(xué)生可以通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)的基本理論和基本知識(shí)的學(xué)習(xí),掌握網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計(jì)的基本方法,掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基本技能。物聯(lián)網(wǎng)中的感知層主要用來(lái)感知和采集現(xiàn)實(shí)世界中的信息,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程設(shè)置可以在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)物理層的相關(guān)課程基礎(chǔ)上,融合通信原理、傳感器技術(shù)基礎(chǔ)和射頻技術(shù)與無(wú)線通信等課程,提高學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)感知層理論知識(shí)的理解。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層方面,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)已包含該領(lǐng)域涉及的大部分知識(shí),需要增加無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線自組網(wǎng)理論課程,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的理解。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的主要作用是依據(jù)各行業(yè)的實(shí)際需求開(kāi)發(fā)信息管理平臺(tái),并根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)集成相應(yīng)的內(nèi)容服務(wù)[6]。結(jié)合應(yīng)用層的特點(diǎn),各院??山Y(jié)合自身優(yōu)勢(shì)學(xué)科增設(shè)具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等課程。有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的課程,不僅涉及物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層次,也關(guān)系到嵌入式知識(shí)的相關(guān)課程。網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的課程體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。綜合考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的專(zhuān)業(yè)課程主要有:離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理、射頻技術(shù)與無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)理論及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)等。
3.主要專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置將使得學(xué)生具有一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)的綜合平臺(tái),有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際動(dòng)手能力,便于學(xué)生熟悉和掌握網(wǎng)絡(luò)工程與物聯(lián)網(wǎng)的原理和實(shí)際應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)工程(物聯(lián)網(wǎng))專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)可以從畢業(yè)實(shí)習(xí)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)練習(xí)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)五個(gè)方面進(jìn)行。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)主要包括:C語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)、面向?qū)ο笳n程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成課程設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用課程設(shè)計(jì)等。
1、軟件工程。軟件工程專(zhuān)業(yè)近些年來(lái)的就業(yè)情況一直比較不錯(cuò),算是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的佼佼者。軟件工程有三個(gè)特點(diǎn),其一是注重基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)也注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng);其二是軟件工程專(zhuān)業(yè)與IT行業(yè)的結(jié)合比較緊密;其三是緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),從近些年來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)就能夠體現(xiàn)出來(lái)。
2、物聯(lián)網(wǎng)工程。隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的落地,未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)廣闊的發(fā)展空間,而且物聯(lián)網(wǎng)作為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ),所以物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)㈥懤m(xù)釋放出大量的就業(yè)崗位。未來(lái)智慧城市、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的發(fā)展空間,而這些領(lǐng)域都需要大量的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才。
3、大數(shù)據(jù)。當(dāng)前正處在大數(shù)據(jù)時(shí)代,大數(shù)據(jù)技術(shù)目前也正處在落地應(yīng)用的初期,隨著大數(shù)據(jù)逐漸落地到廣大的傳統(tǒng)行業(yè),未來(lái)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)⒂写罅康木蜆I(yè)崗位。從大數(shù)據(jù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,大數(shù)據(jù)人才的就業(yè)面還是比較廣泛的,不僅可以就業(yè)到科技行業(yè),也可以就業(yè)到金融、交通、教育等傳統(tǒng)行業(yè)。
4、人工智能。當(dāng)前人工智能是市場(chǎng)的熱點(diǎn)之一,所以不少大型互聯(lián)網(wǎng)公司都陸續(xù)開(kāi)始布局人工智能領(lǐng)域,目前人工智能領(lǐng)域的人才缺口還是比較大的。雖然目前本科階段開(kāi)設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)的學(xué)校比較少,但是相信未來(lái)會(huì)有更多的高校會(huì)陸續(xù)開(kāi)設(shè)人工智能專(zhuān)業(yè)。
(來(lái)源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;TCP/IP協(xié)議;教學(xué)模式;應(yīng)用驅(qū)動(dòng)
近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)(Intemet of Things)受到國(guó)內(nèi)外工業(yè)界和教育界的重點(diǎn)關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)的概念由美國(guó)麻省理工學(xué)院于1999年提出,主要通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、無(wú)線傳感器、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)等信息傳輸設(shè)備,按照無(wú)線傳輸協(xié)議,將物品連接到互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸,從而實(shí)現(xiàn)“物物相連”的應(yīng)用目標(biāo)。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同,物聯(lián)網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)全面感知,即通過(guò)RFID、無(wú)線傳感器等感知體采集信息,同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠傳輸,智能處理捕獲的信息,真正實(shí)現(xiàn)物與物的溝通。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信之后的新一代信息產(chǎn)業(yè)化浪潮,深刻影響著人們的生活、工作方式,目前已在智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)監(jiān)控等領(lǐng)域成功應(yīng)用。
在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專(zhuān)業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)建設(shè)是信息技術(shù)與社會(huì)需求發(fā)展的必然要求,同時(shí)為計(jì)算機(jī)教育和計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了新的方向。該專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)能系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論和技能,具備通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才。截止到2012年秋,全國(guó)經(jīng)教育部批準(zhǔn)開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的本科院校有135所。目前,物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置、培養(yǎng)模式、實(shí)驗(yàn)配置、教材建設(shè)等內(nèi)容尚處于探索和完善階段,同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域需要的從業(yè)人員數(shù)量急劇上升。
由于在技術(shù)特點(diǎn)方面,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、嵌入式軟件、傳感器技術(shù)的集成和整合,重點(diǎn)涉及高頻技術(shù)和通信協(xié)議棧等核心技術(shù),對(duì)從業(yè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐能力要求較高。但目前,國(guó)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)多專(zhuān)注于單項(xiàng)技術(shù)的培育,對(duì)上述多種技術(shù)的聚合存在較大欠缺,需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)其課程內(nèi)容進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)容。
TCP/IP協(xié)議分析是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課,也是物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一。作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的后續(xù)課程,該課程側(cè)重于講述TCP/IP協(xié)議族的基本原理和核心技術(shù),使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連的原理有更深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng),核心技術(shù)已由傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信,如zigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和IPv6協(xié)議。因此,對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè),TCP/IP協(xié)議分析不僅要講述經(jīng)典TCP/IP協(xié)議,更要側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。顯然,要對(duì)TCP/IP協(xié)議分析的教學(xué)模式進(jìn)行改革,使其滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)需要。
1、教學(xué)現(xiàn)狀分析
TCPflP協(xié)議分析的主體是對(duì)TCP/IP協(xié)議族中各層協(xié)議的詳細(xì)介紹,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)TCP/IP協(xié)議復(fù)雜機(jī)理的直觀理解。根據(jù)作者實(shí)踐教學(xué)總結(jié),目前該課程存在如下問(wèn)題。
1.1 授課內(nèi)容偏重理論,與先期課程重疊過(guò)多
TCP/IP協(xié)議分析的核心是TCP/IP 4層模型及相關(guān)通信方式、時(shí)序等規(guī)則,一定程度上與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程重復(fù),單純的理論闡述會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去興趣。此外,抽象講解各種協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)容易重復(fù),如每個(gè)協(xié)議的組成部分幾乎一致,簡(jiǎn)單重復(fù)很容易使學(xué)生感覺(jué)枯燥。
1.2 教學(xué)內(nèi)容單一,缺少源代碼分析
通過(guò)分析TCP/IP的源代碼,有助于觀察協(xié)議實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),深化對(duì)協(xié)議的理解,提高網(wǎng)絡(luò)編程與內(nèi)核開(kāi)發(fā)技能,使學(xué)生具備根據(jù)需求修改協(xié)議棧的基本能力。然而,在實(shí)踐教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)TCP/IP協(xié)議分析教材集中于對(duì)協(xié)議的抽象分解,如采用示意圖的方式描述幀的封裝過(guò)程,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多采用數(shù)據(jù)包捕獲軟件分析協(xié)議的運(yùn)行機(jī)理。這樣無(wú)法使學(xué)生真正理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,將實(shí)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的修改和應(yīng)用與源碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行有效結(jié)合,造成理論與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。以幀的封裝為例,Linux下數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為“struct sk_buff”,所謂的封裝和解封是該結(jié)構(gòu)體中頭尾2個(gè)指針的移動(dòng),這個(gè)機(jī)制簡(jiǎn)單,但充滿了技巧,如果不閱讀源代碼,理論和應(yīng)用之間始終存在隔閡。對(duì)于已經(jīng)引入Linux TCP/IP協(xié)議棧源代碼的教師來(lái)說(shuō),如何有效組織上萬(wàn)行的協(xié)議棧源代碼是重要問(wèn)題。在教學(xué)中抽取出具有代表性的代碼段,需要根據(jù)不同學(xué)生的基礎(chǔ)條件反復(fù)凝練,還要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)自主學(xué)習(xí)意識(shí)。
1.3 幾乎不涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)理論的講授
現(xiàn)行教材幾乎全部以經(jīng)典IPv4為授課內(nèi)容,部分教材擴(kuò)展到IPv6,對(duì)網(wǎng)絡(luò)層以下涉及甚少,基本默認(rèn)以IEEE 802,3標(biāo)準(zhǔn)(以太網(wǎng))為例闡述。而在近些年的實(shí)際應(yīng)用中,無(wú)線網(wǎng)越來(lái)越成為業(yè)界的技術(shù)亮點(diǎn),各種成熟的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品紛紛延伸至無(wú)線網(wǎng)平臺(tái)。無(wú)線網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要以IEEE 802.11和802.15為代表,在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及協(xié)議規(guī)則方面與以太網(wǎng)有較大差別,為提高傳輸效率,在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層需要有相應(yīng)的改變。通用的IP和TCP協(xié)議顯得過(guò)于冗余且針對(duì)性不強(qiáng),無(wú)法應(yīng)對(duì)無(wú)線網(wǎng)高容量、短延時(shí)、低速率的應(yīng)用需求。這就決定了現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容無(wú)法直接應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。同時(shí),現(xiàn)有的絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)組網(wǎng)設(shè)備不適宜無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),因此,無(wú)法提供這方面的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此外,無(wú)論是經(jīng)典的LinuxTCP/IP代碼分析,還是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理論學(xué)習(xí),均缺乏相應(yīng)的操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材,這也不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解。
2、教學(xué)模式改革
依照物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),TCP/IP協(xié)議分析課程改革遵循“應(yīng)用為先導(dǎo)、工程為特色、實(shí)踐能力為培養(yǎng)重點(diǎn)”的教學(xué)理念,按照如下思路進(jìn)行實(shí)踐。
2,1 應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型的啟發(fā)式教學(xué)模式
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn),明確“TCP/IP協(xié)議分析”課程以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),促進(jìn)學(xué)生從應(yīng)用的角度學(xué)習(xí)。教師有意識(shí)地根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)不同的技術(shù)需求,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)經(jīng)典的TCP/IP協(xié)議知識(shí)進(jìn)行重構(gòu),從而培養(yǎng)富有探索精神的思維模式和創(chuàng)新精神。
在具體教學(xué)中,以Linux協(xié)議棧代碼分析為主,TCP/IP協(xié)議的大多數(shù)原理在先導(dǎo)課程“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”中已經(jīng)教過(guò),所以課堂教學(xué)一半時(shí)間講述理論細(xì)節(jié),其余時(shí)間輔以代碼分析。例如,Linux平臺(tái)下“struct sk buff”作為數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)體,涵蓋了經(jīng)典協(xié)議棧里的諸多選項(xiàng),此時(shí),我們除了引導(dǎo)學(xué)生對(duì)代碼進(jìn)行分析外,還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考如何刪減和添加哪些選項(xiàng),才能保證實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高容量、短延時(shí)等應(yīng)用要求。然后以ZigBee協(xié)議為代表,抽選出該協(xié)議下的幀結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)代碼,并以此展開(kāi)ZigBee協(xié)議的若干細(xì)節(jié),比如NPDU中載荷選項(xiàng)的構(gòu)成、序列信息的作用以及半徑域選項(xiàng)的意義。通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí),學(xué)生們可以輕松地過(guò)渡到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)氛圍。又如,Linux平臺(tái)下傳輸層的主要實(shí)現(xiàn)函數(shù)為“tcp v4 do rcv( )”,主要工作是遍歷后備隊(duì)列鏈表,將合適的數(shù)據(jù)包添加至完成隊(duì)列,并作校驗(yàn)。教師除了帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)此函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析外,還要指出zigBee協(xié)議中傳輸層功能很小,甚至已經(jīng)合并到網(wǎng)絡(luò)層,引導(dǎo)學(xué)生思考原因,以及哪些功能可以保留,哪些是冗余,并對(duì)比經(jīng)典TCP協(xié)議的滑動(dòng)窗口機(jī)制,分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)擁塞控制。再如,在經(jīng)典TCP/IP協(xié)議中,路由是IP層的核心功能,常用的路由協(xié)議如OSPF、RIP等多考慮廣域網(wǎng)的情況,但在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,這些協(xié)議顯然都不適合。此時(shí)我們引導(dǎo)學(xué)生思考,如何通過(guò)在路由選擇格式、地址轉(zhuǎn)換計(jì)算、算法的實(shí)時(shí)性、安全性等方面的調(diào)整,以指定適宜短距離無(wú)線通信的路由選擇協(xié)議。盡管一兩節(jié)課的時(shí)間不足以將改進(jìn)的細(xì)節(jié)討論完善,但通過(guò)這樣的學(xué)習(xí),使學(xué)生既達(dá)到了掌握經(jīng)典TCP/IP協(xié)議理論的目的,也明白了物聯(lián)網(wǎng)與常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異同,為課下自學(xué)以及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
2.2 理論與工程產(chǎn)品相結(jié)合的教學(xué)方法
TCP/IP協(xié)議內(nèi)容龐雜,涵蓋面廣,協(xié)議細(xì)節(jié)繁瑣,根據(jù)教學(xué)實(shí)踐,如果直接照本宣科,學(xué)生容易厭倦,教學(xué)效果不好。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,我們?cè)谑谡n時(shí)加入了大量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)理論,加大IPv6講授部分,這些內(nèi)容在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中一筆帶過(guò),實(shí)踐中學(xué)生的反響非常強(qiáng)烈,聽(tīng)課興趣明顯增加。例如在網(wǎng)絡(luò)層的授課內(nèi)容中,我們加入了配置無(wú)線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的內(nèi)容,首先從實(shí)際無(wú)線路由的網(wǎng)關(guān)配置演示,擴(kuò)展到zigBee無(wú)線網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn),并給出了無(wú)線網(wǎng)關(guān)射頻部分(物理層)接收到數(shù)據(jù)報(bào)文后進(jìn)行有效載荷等選項(xiàng)的格式轉(zhuǎn)換細(xì)節(jié),直到最終交由802.3以太網(wǎng)網(wǎng)卡處理。數(shù)據(jù)最終還是返回到熟悉的以太網(wǎng),但學(xué)生對(duì)無(wú)線網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸原理有了更深入的理解。
此外,我們?cè)诮虒W(xué)中增加了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工具箱的應(yīng)用。目前主要使用ZigBee工具箱做教學(xué)對(duì)象。由于現(xiàn)在主流ZigBee工具箱體積小、便于攜帶,且都具備在線調(diào)試功能,因此很容易在課堂進(jìn)行變量觀察,對(duì)上述新添加的無(wú)線網(wǎng)的理論進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證。同時(shí),工具箱大多配備圖形、漢字LCD顯示器和各類(lèi)語(yǔ)音接口,便于學(xué)生直觀感受。此外,zigBee工具箱大多開(kāi)放源代碼,理論授課完全可以伴隨代碼分析。理論講授、工具箱驗(yàn)證、代碼分析構(gòu)成了我們教學(xué)方法的“三重奏”。
2.3 仿真軟件與編程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)手段
由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要配備多個(gè)傳感器、無(wú)線網(wǎng)關(guān)和終端,設(shè)備成本較高,因此可采用以仿真軟件為主的教學(xué)手段。目前我們主要采用NS2軟件,可以方便地設(shè)定各類(lèi)通信環(huán)境和不同的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型,構(gòu)建虛擬的無(wú)線與有線耦合的通信網(wǎng)絡(luò)模型,可以觀察不同協(xié)議的運(yùn)作流程。例如,我們采用NS2仿真zigBee協(xié)議體系中樹(shù)形路由的分布式地址分配方式,構(gòu)造了不同類(lèi)型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接入方式,并可以得到直觀的性能分析定量數(shù)據(jù)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)以數(shù)據(jù)包捕獲軟件為主,這類(lèi)軟件有助于學(xué)生直觀地了解協(xié)議實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),不用在開(kāi)始就糾纏具體的代碼。目前我們實(shí)驗(yàn)主要采用的是銳捷公司的協(xié)議分析器,界面簡(jiǎn)單直觀,所支持的協(xié)議類(lèi)型全面。此外,我們推薦學(xué)生在課余學(xué)習(xí)中使用Sniffer軟件,這也是一款輕量級(jí)的捕獲軟件,便于安裝在學(xué)生電腦中。
顯然,單純的捕獲并分析數(shù)據(jù)包只能從宏觀角度理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理,如想與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用性接軌,則應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)引入網(wǎng)絡(luò)編程。這里的網(wǎng)絡(luò)編程并不是指內(nèi)核(協(xié)議棧)開(kāi)發(fā),而是指從應(yīng)用層編程人手模擬部分協(xié)議。由于Linux內(nèi)核編程的基礎(chǔ)知識(shí)要求較多,而LinuxSocket編程易學(xué)易用,因此我們?cè)诮虒W(xué)中引入后者作為實(shí)驗(yàn)技術(shù)。例如,講完ICMP協(xié)議后,我們會(huì)在課堂上講授基于Linux c的ping程序的主干代碼,然后在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和無(wú)線地址分配的機(jī)理,要求學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的修改。又如,講完TCP的ACK、RST、SYN等報(bào)文格式后,我們利用Linux c編寫(xiě)端口掃描程序,并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)試。引入Linux c網(wǎng)絡(luò)編程的直接好處是,學(xué)生不再認(rèn)為T(mén)CP8P協(xié)議分析是純理論,產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)Linux c編程能力也得到了很好的鍛煉。
3、結(jié)語(yǔ)
目前,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的課程建設(shè)尚處于起步和摸索階段。對(duì)于該專(zhuān)業(yè)的每門(mén)課程都要以物聯(lián)網(wǎng)本身的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用需求作為導(dǎo)向,進(jìn)行教學(xué)模式調(diào)整,這樣才有助于實(shí)現(xiàn)該專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。作為該專(zhuān)業(yè)的核心課程,TCPhP協(xié)議分析在今后的教學(xué)中不僅要完成經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理的講授,更要考慮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特殊需求以及對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]馮翔,姜鑫,昊永和,物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研究[J],華東師范大學(xué)學(xué)報(bào);自然科學(xué)版,2012(2):42-51。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;教學(xué)體系;課程設(shè)置
作者簡(jiǎn)介:吳韶波(1970-),女,江蘇常熟人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程系,副教授;李振華(1977-),男,吉林長(zhǎng)春人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程系,講師。(北京 100101)
基金項(xiàng)目:本文系北京信息科技大學(xué)校級(jí)重點(diǎn)教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2012JGZD04)的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)31-0051-03
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)技術(shù)具有典型的交叉學(xué)科性質(zhì),通過(guò)傳感器、射頻識(shí)別、嵌入式、分布式信息處理、網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信、全球定位系統(tǒng)等技術(shù),對(duì)任何需要監(jiān)控、連接或互動(dòng)的物體和過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集,得到有關(guān)聲音、光照、溫度、電壓、力學(xué)、位置等信息,通過(guò)選擇各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)接入,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別和管理。目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)列入我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的核心突破領(lǐng)域,國(guó)家“十二五”規(guī)劃明確提出,物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、金融與服務(wù)業(yè)、國(guó)防軍事等十大領(lǐng)域重點(diǎn)進(jìn)行部署。
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速膨脹,高層次物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才缺口較大,供不應(yīng)求。預(yù)計(jì)5-10年后物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將比互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大20倍以上,大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教育勢(shì)在必行。2010年教育部首次審批通過(guò)了物聯(lián)網(wǎng)工程新專(zhuān)業(yè),幾年來(lái),全國(guó)已有近千個(gè)學(xué)校開(kāi)設(shè)了相關(guān)專(zhuān)業(yè),各個(gè)學(xué)校原有學(xué)科優(yōu)勢(shì)不同,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的側(cè)重點(diǎn)也各不相同,其培養(yǎng)模式的研究尚處于萌芽階段。在此,重點(diǎn)介紹北京信息科技大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”)新辦物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)在教學(xué)體系建設(shè)中的有關(guān)思考。
一、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與特色
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是涉及多領(lǐng)域的交叉學(xué)科,具有時(shí)代特色鮮明、學(xué)科交叉基礎(chǔ)雄厚、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合緊密、系統(tǒng)工程能力突出的工程化特色,既強(qiáng)調(diào)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),更注重鍛煉實(shí)踐和創(chuàng)新能力,同時(shí)注意新技術(shù)和新應(yīng)用的學(xué)習(xí),具有深厚的理論與廣泛的實(shí)踐相結(jié)合的特征。其目標(biāo)是培養(yǎng)掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、人文科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的計(jì)算機(jī)、通信、電子、控制基本理論、基本知識(shí)、基本技能和基本方法,以物聯(lián)網(wǎng)工程的基本理論和基本技能為基礎(chǔ),以現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)、控制、信息安全、系統(tǒng)工程等理論為指導(dǎo),以計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)為應(yīng)用平臺(tái),以物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用目標(biāo),重點(diǎn)突出我校在通信傳輸與信息處理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),具有較高綜合素質(zhì)和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力,能勝任物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)維等工作的創(chuàng)新能力較強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)跨度較大,是發(fā)展中的集成創(chuàng)新型技術(shù)。目前學(xué)科人才培養(yǎng)模式中存在的層次單一、教學(xué)內(nèi)容滯后、理論與實(shí)踐脫節(jié)等問(wèn)題,都難以滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的需求。因此,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)必須處理好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系與知識(shí)體系的關(guān)系、培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系建設(shè)的關(guān)系、課程設(shè)置與已有成熟專(zhuān)業(yè)課程體系的關(guān)系、學(xué)生能力培養(yǎng)與學(xué)校辦學(xué)特色的關(guān)系,以及理論教學(xué)與能力培養(yǎng)的關(guān)系,采用新的教學(xué)模式和教學(xué)手段,構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系,培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基本功、精通的專(zhuān)業(yè)知識(shí),勇于創(chuàng)新和實(shí)踐。
1.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的涵蓋面極寬。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系包括感知層、傳輸層、處理層和應(yīng)用層四個(gè)層次,各層次間既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系應(yīng)體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要關(guān)鍵技術(shù),如射頻識(shí)別、無(wú)線傳感器、無(wú)線傳感網(wǎng)、無(wú)線通信與網(wǎng)絡(luò)、軟硬件、智能信息處理和安全隱私等技術(shù),其核心技術(shù)是嵌入式。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的四個(gè)層次,可以從信息感知獲取、信息傳輸、信息處理、應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行課程的有關(guān)設(shè)置。信息獲取包括傳感器以及信號(hào)檢測(cè)相關(guān)知識(shí);信息傳輸包括網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信、通信協(xié)議等;信息處理則包括數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算、安全等。
2.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在不斷發(fā)展過(guò)程中,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)才開(kāi)辦幾年,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系的設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有成熟的先例可以借鑒。經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)研與論證,聽(tīng)取早期已經(jīng)介入到物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)領(lǐng)域研究工作的教師的意見(jiàn)和建議,以通識(shí)教育規(guī)范、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、專(zhuān)業(yè)應(yīng)用精選、實(shí)踐環(huán)節(jié)突出為指導(dǎo)思想,本著充分發(fā)揮本校已有學(xué)科基礎(chǔ)與優(yōu)勢(shì),從學(xué)生畢業(yè)后可能從事的就業(yè)崗位和就業(yè)所需的能力要求出發(fā),對(duì)課程體系和內(nèi)容進(jìn)行取舍。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。本專(zhuān)業(yè)課程體系圍繞涉及到的學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)點(diǎn),盡可能多地對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系進(jìn)行覆蓋,以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為主線索,課程之間相互支持與銜接,課程體系突出專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ),外語(yǔ)四年教學(xué)不斷線,包括三大必修模塊:公共基礎(chǔ)模塊、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)模塊、專(zhuān)業(yè)核心模塊,在此之上有選擇地以選修課形式開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域應(yīng)用模塊課程(見(jiàn)圖2),配合實(shí)踐教學(xué)體系可充分體現(xiàn)突出我校通信傳輸與信息處理特色,體現(xiàn)出當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方向和內(nèi)容;強(qiáng)調(diào)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí);加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的主要特色,滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。
專(zhuān)業(yè)核心課程包括:物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)——RFID原理及應(yīng)用、傳感器原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)——物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用;物聯(lián)網(wǎng)處理技術(shù)——海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)處理與智能決策、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)——物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施。該課程計(jì)劃引入企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行授課,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)業(yè)的興趣,激發(fā)創(chuàng)業(yè)意識(shí),加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)。
3.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系
實(shí)踐教學(xué)體系體現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)之間的銜接關(guān)系,如圖3所示。實(shí)踐教學(xué)從專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)、專(zhuān)業(yè)類(lèi)到綜合創(chuàng)新、工程實(shí)踐逐漸提高,四年不斷線,除了專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),核心課程實(shí)驗(yàn)包括RFID原理及應(yīng)用、傳感器原理及應(yīng)用、傳感網(wǎng)原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與智能決策、物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)等課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn);綜合課程設(shè)計(jì)包括感知、傳輸、處理和應(yīng)用的多個(gè)課程設(shè)計(jì)與獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié);充分突出了實(shí)踐教學(xué)在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力,培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面的作用。實(shí)踐課程包括選修(2學(xué)分),學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇實(shí)踐課程,參加各種競(jìng)賽活動(dòng),挑戰(zhàn)自我,勇于創(chuàng)新,提高學(xué)習(xí)目的性和主動(dòng)性。
4.教學(xué)體系具體實(shí)施的一些措施
目前,在實(shí)施培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才教學(xué)體系的過(guò)程中,還存在著一系列新的問(wèn)題,還需要從4個(gè)方面加強(qiáng)。
(1)加強(qiáng)學(xué)科交叉,培養(yǎng)教學(xué)與科研能力較強(qiáng)的師資隊(duì)伍。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)集成了計(jì)算機(jī)、電子、通信、自動(dòng)化等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的知識(shí),科研與應(yīng)用性極強(qiáng),對(duì)教師的素質(zhì)提出了較高的要求。解決的方法:一方面加強(qiáng)現(xiàn)有師資的培訓(xùn),鼓勵(lì)教師取得行業(yè)培訓(xùn)、認(rèn)證證書(shū),加強(qiáng)企業(yè)實(shí)習(xí),盡快全方位了解物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的基本技術(shù);另一方面可優(yōu)先引進(jìn)本、碩、博有跨專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)歷的人員擔(dān)任新教師,進(jìn)一步加強(qiáng)科研能力,對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用會(huì)有較深理解。
(2)統(tǒng)一課程內(nèi)容,避免重復(fù)教學(xué)和遺漏重要知識(shí)。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的課程涉及多個(gè)交叉專(zhuān)業(yè),教師在課程設(shè)置上難以抓住重點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容可能會(huì)出現(xiàn)多門(mén)課程有重復(fù)知識(shí)的現(xiàn)象,需要多門(mén)任課老師仔細(xì)討論,區(qū)分在哪門(mén)課重點(diǎn)講授,避免多次講多次講不透,或者大家都不講的情況。還有一種情況是某門(mén)課程是原來(lái)多門(mén)課程的濃縮,如計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)課程,內(nèi)容集中了計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)等相關(guān)內(nèi)容的知識(shí),需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn),明確基本概念,簡(jiǎn)化內(nèi)容,為后續(xù)嵌入式課程的開(kāi)設(shè)打好基礎(chǔ)。
(3)汲取多學(xué)科精華,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教材建設(shè)。專(zhuān)業(yè)建設(shè)中,教材的建設(shè)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。早期,由于專(zhuān)業(yè)剛剛建立,可以找到的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教材較少,各個(gè)學(xué)校紛紛出版自己的教材,但這些教材良莠不齊。解決方法:一是需要進(jìn)行一定的分析比較,找到適合本校學(xué)生使用、口碑較好的現(xiàn)有教材,并針對(duì)本校專(zhuān)業(yè)特色和需要適當(dāng)修改教學(xué)模式;二是吸取現(xiàn)有教材優(yōu)點(diǎn),在綜合必要教學(xué)內(nèi)容以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究發(fā)展最新成果的基礎(chǔ)上,自主編寫(xiě)具有本校特色的教材。
(4)貫穿整個(gè)教學(xué)體系,提高學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)注重理論與實(shí)踐結(jié)合,強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。除了以引導(dǎo)式、啟發(fā)式、討論式和研究式進(jìn)行理論教學(xué),還增加了實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù),保證實(shí)踐教學(xué)四年不斷線,還鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技競(jìng)賽及科研項(xiàng)目,學(xué)以致用,培養(yǎng)興趣,以促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。綜合實(shí)訓(xùn)以項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng),促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)掌握、動(dòng)手實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作等多方面得到鍛煉。
三、結(jié)語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是為滿足社會(huì)對(duì)人才的新需求設(shè)立的新專(zhuān)業(yè),培養(yǎng)方案制定得科學(xué)、合理、可行是人才培養(yǎng)的重要保證。本專(zhuān)業(yè)制定的教學(xué)體系在理論課程中既考慮學(xué)生出口,包括傳統(tǒng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心內(nèi)容課程,又有貼近前沿的現(xiàn)代技術(shù)的大量課程;實(shí)踐環(huán)節(jié)比例占到22.75%,通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)使學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力培養(yǎng)得到加強(qiáng);全方位的素質(zhì)培養(yǎng)在科學(xué)文化、思想道德、身體等方面都得到了較為充分的體現(xiàn),使學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)各方面協(xié)調(diào)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]胡忠望.“物聯(lián)網(wǎng)工程”新專(zhuān)業(yè)課程體系的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電力教育,2010,(22):109-110.
[2]吳功宜.對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考[J].計(jì)算機(jī)教育,2010,(11):26-29.
1.網(wǎng)絡(luò)工程課程所涉及的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)較其他計(jì)算機(jī)課程廣泛
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程課程學(xué)習(xí)的重要前提是掌握并使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及TCP或是IP的理論基礎(chǔ)知識(shí),網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)課程具有極強(qiáng)的理論性以及實(shí)踐性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的課程主要涵蓋:局域網(wǎng)基本概念、軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、綜合布線技術(shù)、常用技術(shù)、局域網(wǎng)安全及管理、局域網(wǎng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)故障的排除等。
2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程課程從業(yè)教師需要具備的素質(zhì)要求較高
因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)工程課程中包含網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及規(guī)劃、連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的調(diào)試及安裝、綜合布線的合理性及實(shí)踐,這就要求從業(yè)教師具有豐富的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)安裝經(jīng)驗(yàn),熟悉最新軟件的操作,并且有相應(yīng)的駕馭能力,可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)文檔進(jìn)行編寫(xiě)。除此之外,網(wǎng)絡(luò)工程教師還應(yīng)具備科學(xué)的思維方式、良好的網(wǎng)絡(luò)工程素養(yǎng),對(duì)教學(xué)的模式及方法有一定的看法及創(chuàng)新精神,還要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及以學(xué)生發(fā)展為本的工作作風(fēng)。
3.網(wǎng)絡(luò)工程課程對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的要求較高,校方對(duì)此項(xiàng)投資較大
網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)驗(yàn)室及實(shí)訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容決定校方需要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的操作基地,因涉及的內(nèi)容較多,使用的設(shè)備也較為繁雜,故此,實(shí)驗(yàn)室的投入相對(duì)較大。
二、現(xiàn)階段我國(guó)電大計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程課程中存在的不足
1.相關(guān)的教材比較匱乏
目前市面上涉及網(wǎng)絡(luò)類(lèi)的教程相對(duì)比較繁雜,內(nèi)容也是參差不齊,但是適用于電大教學(xué)的課程較少。網(wǎng)絡(luò)工程方面的教程多為多冊(cè)教程,不適用于電大的網(wǎng)絡(luò)工程教材。而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成方面的書(shū)籍通常關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì),在設(shè)備配置上的內(nèi)容相對(duì)欠缺;電大的計(jì)算機(jī)教學(xué)中缺少將網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)置為中心內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法及過(guò)程、具體故障的排除方法及局域網(wǎng)的案例設(shè)置過(guò)于簡(jiǎn)化等問(wèn)題。
2.考核的方式過(guò)于單一
因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)環(huán)境的限制,網(wǎng)絡(luò)工程課程的考核內(nèi)容基本上是將筆試作為重點(diǎn)的,考核的方式過(guò)于單一。這樣傳統(tǒng)的考核模式僅僅能對(duì)書(shū)本上的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考試,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程最重要的實(shí)踐性及操作性并沒(méi)有做到具體的考核,進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際操作能力偏低,傳統(tǒng)的考核模式需要改進(jìn)。
3.網(wǎng)絡(luò)工程教師的綜合素養(yǎng)有待提升
現(xiàn)在電大計(jì)算機(jī)教師多注重書(shū)本上的知識(shí),一部分網(wǎng)絡(luò)工程教師的能力偏低,對(duì)教學(xué)的效果產(chǎn)生了不利的影響。在提升任課教師能力基礎(chǔ)之上對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式加以改進(jìn),將傳統(tǒng)的注重理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程教學(xué)的實(shí)用性為主。并且還存在著一部分教師把教學(xué)的重心傾注于網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計(jì)及建設(shè)上,進(jìn)而對(duì)工程中部分環(huán)節(jié)關(guān)注不夠,導(dǎo)致工程類(lèi)課程所具有的特性不能全部展現(xiàn)。
三、改進(jìn)措施
1.對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的改革
需要在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)課程外開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)工程教學(xué)的內(nèi)容。針對(duì)課程的內(nèi)容多為抽象理論及學(xué)生素質(zhì)偏低的問(wèn)題,增加動(dòng)手實(shí)訓(xùn),提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,以此培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及對(duì)具體事件處理的能力,提升學(xué)生在社會(huì)就業(yè)方面的競(jìng)爭(zhēng)能力。(1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最為有利的補(bǔ)充即為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其自身特有的特點(diǎn),是其他網(wǎng)絡(luò)形式所不具備的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不但可以達(dá)到移動(dòng)及特殊應(yīng)用領(lǐng)域的要求,還包括有線網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋的區(qū)域,使區(qū)域內(nèi)獲得網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。(2)物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)為載體,使全部能夠進(jìn)行獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象達(dá)到互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)即為物聯(lián)網(wǎng)。其具有普通對(duì)象的設(shè)備化、自治終端互聯(lián)及服務(wù)智能三個(gè)特點(diǎn)。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中,可以將任何一個(gè)物體尋址,所有的物體都能夠進(jìn)行通信,全部都可以控制。信息產(chǎn)業(yè)時(shí)代繼計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信及互聯(lián)網(wǎng)之后的又一個(gè)突破性進(jìn)展就是物聯(lián)網(wǎng),已經(jīng)被國(guó)家作為新時(shí)代下的新興發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一,其應(yīng)用的范圍甚至可以覆蓋全部行業(yè)。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍愈加廣泛,對(duì)其學(xué)習(xí)也愈加重要,可適當(dāng)增設(shè)有關(guān)的理論及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如,遠(yuǎn)程終端視頻控制實(shí)驗(yàn),以此可以掌握物聯(lián)網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;TinyOS的串口組件通信實(shí)驗(yàn),以此掌握通信模塊的操作;NS2仿真軟件安裝及使用,掌握NS2在實(shí)驗(yàn)環(huán)境之下的安裝及基本操控。
2.優(yōu)化教學(xué)模式
網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目涉及網(wǎng)絡(luò)需求的分析、設(shè)計(jì)、施工測(cè)試、管理及維護(hù)等方面的內(nèi)容。故此,從業(yè)人員需要對(duì)系統(tǒng)集成的規(guī)律進(jìn)行掌握,對(duì)其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)及體系充分了解,并且要掌握當(dāng)下主流的使用設(shè)備,其自身所具有的復(fù)雜性對(duì)于從業(yè)人員提出了較高的技術(shù)要求。因?yàn)閷W(xué)生自身所具有的差異性,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目中的各具體環(huán)節(jié)掌握情況也各不相同,故此,集中授課方式及上機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生實(shí)際操控能力的提升有相應(yīng)的負(fù)面影響,使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中產(chǎn)生厭倦心理,造成教學(xué)質(zhì)量不理想的結(jié)果。(1)小班教學(xué)模式的構(gòu)建從學(xué)生個(gè)體具有的差異性出發(fā),對(duì)學(xué)習(xí)個(gè)體給予高度的關(guān)注。實(shí)行小班教學(xué),使教師能夠迅速對(duì)學(xué)生加以了解,建立師生感情,提升教學(xué)效率,此種教學(xué)模式在西方國(guó)家已經(jīng)被普遍應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)工程課程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生能否切實(shí)掌握教學(xué)中的知識(shí),教師可以將學(xué)生分成多個(gè)組,每組3~5人,對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行充分的利用,教師輔佐學(xué)生完成獨(dú)立的項(xiàng)目。(2)對(duì)考核的模式進(jìn)行改進(jìn)傳統(tǒng)的考核方式過(guò)于單一,不能夠達(dá)到網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)內(nèi)容的考核要求,需要對(duì)此加以改進(jìn)。教師在項(xiàng)目的實(shí)際操作中,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作情況進(jìn)行考核,提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,注重其動(dòng)手能力的培養(yǎng);更加關(guān)注理論聯(lián)系實(shí)際的考核,其中包括文檔的編寫(xiě)能力。
3.建材的建設(shè)
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能控制;實(shí)踐教學(xué);中國(guó)制造;智能制造
引言
“中國(guó)制造2025”部署了全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,提出智能制造作為中國(guó)制造的主攻方向。在《中國(guó)制造2025》中還指出加快開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范,推動(dòng)智能交通工具、智能工程機(jī)械、服務(wù)機(jī)器人、智能家電、智能照明電器、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化[1]。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能控制領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷深入,社會(huì)對(duì)掌握智能控制技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用型人才的需求會(huì)越來(lái)越大?;谖锫?lián)網(wǎng)的智能控制項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)改革對(duì)提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力,使學(xué)生掌握行業(yè)前沿技術(shù)的能力,提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的意義。
1目前教學(xué)中存在的問(wèn)題
(1)課程理論性強(qiáng),內(nèi)容多且抽象,缺少相應(yīng)的實(shí)踐,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)難以掌握;課程學(xué)時(shí)少,學(xué)生投入的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力不足,無(wú)法自己尋找實(shí)踐項(xiàng)目,缺乏實(shí)踐[2];與課程教材相配套的實(shí)驗(yàn)方案較少,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難以有效地開(kāi)展[3]。(2)智能控制課程實(shí)踐教學(xué)大多以仿真為主,缺少面向技術(shù)前沿的實(shí)踐環(huán)節(jié)。大多數(shù)高校學(xué)生做實(shí)驗(yàn)就是利用MATLAB的Simulink、GUI等工具設(shè)計(jì)各種控制算法和建立智能控制系統(tǒng)模型[4-5],從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的仿真。學(xué)生對(duì)實(shí)際的工程項(xiàng)目應(yīng)用不了解,不利于創(chuàng)新能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)。(3)課程考核方式?jīng)]有體現(xiàn)對(duì)能力的考核。減少單個(gè)知識(shí)技能的考核,增加知識(shí)能力體系的考核。
2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選擇
我們的實(shí)踐項(xiàng)目所用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是北京精儀達(dá)盛科技有限公司生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng),系統(tǒng)由物聯(lián)網(wǎng)視頻移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)箱組成,主要特點(diǎn)如下:(1)多環(huán)境支持。提供基于C#、C++、Java的開(kāi)發(fā)包及已封裝的函數(shù)接口,提供智能手機(jī)開(kāi)發(fā)包及已封裝的函數(shù)接口,可進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的二次開(kāi)發(fā)。(2)接口豐富。RJ4510M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、標(biāo)準(zhǔn)RS-485串行通信接口、模擬視頻輸入接口、視頻輸出接口、支持SD卡接口與存儲(chǔ)、USB接口、支持WIFI和3G網(wǎng)卡。(3)功能強(qiáng)大。支持CMRTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,能同網(wǎng)傳感圖像信息、聲音信息、傳感器信息、控制信息,節(jié)點(diǎn)信息;支持多用戶(hù)智能移動(dòng)終端同時(shí)訪問(wèn)ZIGBEENVS網(wǎng)關(guān);智能手機(jī)、IPAD等;內(nèi)置WEBSERVER,網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單;可配置成服務(wù)器工作;支持多用戶(hù)端同時(shí)訪問(wèn)ZIGBEENVS網(wǎng)關(guān);遠(yuǎn)程PC機(jī)訪問(wèn)。
3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)
3.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看,分為3層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示。感知層的節(jié)點(diǎn)采集到數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)層傳輸與服務(wù)器通信,然后應(yīng)用層中的客戶(hù)端用軟件登錄服務(wù)器,登錄后即可控制和查看感知節(jié)點(diǎn)的信息??蛻?hù)端可以通過(guò)軟件看到感知節(jié)點(diǎn)采集的信息,發(fā)送控制命令去控制對(duì)應(yīng)的實(shí)物,包括門(mén)禁、窗簾、燈光、攝像頭等。各層所安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及課時(shí)見(jiàn)表1。(1)感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢,它是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源,主要功能是識(shí)別物體,采集信息。感知層開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括氣體濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS等智能感知終端等實(shí)驗(yàn)。感知層節(jié)點(diǎn)包括感知節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn),感知類(lèi)節(jié)點(diǎn)包括測(cè)試火災(zāi)和煙霧的傳感節(jié)點(diǎn)、采集空氣溫濕度和土壤溫濕度的傳感節(jié)點(diǎn)、探測(cè)紅外的傳感器1)監(jiān)控土壤環(huán)境狀況。將傳感器植入土壤或暴露在空氣中,由傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制中心,可及時(shí)了解當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和變化趨勢(shì),確定農(nóng)作物生產(chǎn)目標(biāo)。通過(guò)智能控制,可實(shí)時(shí)掌握環(huán)境溫度和土壤各項(xiàng)參數(shù)等對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響,并進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié),最大限度地提高農(nóng)作物產(chǎn)量。2)產(chǎn)品制造和質(zhì)量監(jiān)控。制造業(yè)集成了多種先進(jìn)科技的流水作業(yè)。生產(chǎn)制造過(guò)程中伴隨有大量數(shù)據(jù),如產(chǎn)品加工條件或控制參數(shù)(時(shí)間、溫度等)。通過(guò)收集這些數(shù)據(jù)可反映每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的狀態(tài),對(duì)生產(chǎn)的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)智能控制可得到產(chǎn)品質(zhì)量與參數(shù)間的關(guān)系,從而獲得針對(duì)性很強(qiáng)的建議,以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,而且可能發(fā)現(xiàn)更高效的控制模式,帶來(lái)豐厚的回報(bào)。3)天氣預(yù)警。一方面,利用智能設(shè)備隨時(shí)關(guān)注氣象信息,并針對(duì)雨天發(fā)出報(bào)警提醒;另一方面,智能終端隨時(shí)跟蹤用戶(hù)行蹤,并通過(guò)智能控制由用戶(hù)歷史行動(dòng)特征數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)去向。一旦預(yù)測(cè)到用戶(hù)要出門(mén),就在合適的時(shí)候由相應(yīng)智能終端提醒其帶雨傘。如用戶(hù)在門(mén)口,就將由安裝在門(mén)上的智能設(shè)備發(fā)出提醒;如在車(chē)內(nèi),則由車(chē)載計(jì)算機(jī)發(fā)出提醒。
4基于CDIO的項(xiàng)目考核
CDIO(conceive、design、implement、operate,構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作)是當(dāng)今國(guó)際高等工程教育的一種新模式,由美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)共同倡導(dǎo)[6]。這種模式更加注重扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培養(yǎng),通過(guò)每一門(mén)課程、每一個(gè)模塊、每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)落實(shí)產(chǎn)業(yè)對(duì)能力的要求,滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)工程人才質(zhì)量的要求。結(jié)合CDIO工程教育人才培養(yǎng)考核標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核方法,建立了以個(gè)人能力、交流溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力等能力培養(yǎng)為目標(biāo),以工程構(gòu)思、工程推理、工程設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用為主線的考核體系,采用自評(píng)、項(xiàng)目組互評(píng)、答辯等多元考核方式,考核體系見(jiàn)表2?;贑DIO的項(xiàng)目考核體系能有效地激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,合理地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,督促教師不斷地完善實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化和提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力[7]。
5結(jié)語(yǔ)