面向物联网应用型人才的实验教学体系探索与构建

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1、面向物联网应用型人才的实验教学体系探索与构建　　摘要：物联网已成为新一代信息技术的重要组成部分，已成为各高校相关专业教学和科研的一个新方向。为此，针对物联网飞速发展的背景，并依据物联网知识体系框架，本文分析物联网实验系统的建设要求和实验内容，进而对实验室整体框架进行研究，同时将研究工作服务于物联网实验教学。根据物联网实验教学的需求，构建以智能家居为依托的物联网实验教学系统框架，并借助于ZigBee无线通信技术，实现软件、手动两种方式控制家电的目标。　　关键词：物联网；应用型人才；实验教学；智能家电　　中图分类

2、号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）44-0160-02　　一、引言　　作为信息网络产业方向重点支持的专业，物联网（TheInternetofThings）专业已得到广泛关注。所谓物联网是指通过传感器、射频技术RFID（RadioFrequencyIdentification）、定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）等技术，实现对监测区域内的物体、人等对象进行数据采集，并将这些数据传输到相应的处理中心，从而实现智能化控制。因此，物联网技术融合了传感器

3、技术、分布式信息处理技术以及无线通信技术。5　　教育部于2010年下发了关于新专业申请的通知，超过百家高校申请了“物联网工程”专业。这种井喷式的新专业申请，给物联网专业的承办，相应教材的编写、教学设备的研制提出了挑战。从另一个角度讲，物联网给相关产生带来了新的发展机遇。工信部已将物联网纳入“十二五”规划中，已将物联网产业发展视为国家战略，在不久的将来，物联网产业将产生巨大产值。随着物联网产业的快速发展，相关技术人才的培养迫在眉睫。为此，在2010年，教育部启动了物联网技术人才的培养，并开始组织认证考试，以培养

4、优秀的物联网技术应用人才为目标，满足社会需求。　　然而，由于国内高校物联网相关专业的教学与研究刚刚起步，培养物联网专业人才存在许多问题。首先，教师力量不足，多数教师并不具有物联网相关课程的教学经验；其次，课程体系有待完善；最后，由于是刚兴起的专业，其相关的教材、实验设备稀缺。这些问题对培养物联网技术人才的质量提出了挑战。因此，对物联网应用技术人才培养模式需进一步研究，并结合物联网相关专业的特点及物联网产业和企业对物联网应用技术人才的需求。　　二、物联网与通信/电子关系图　　由于物联网隶属交叉学科，其底层的专业

5、基础知识是以通信技术、电子技术为平台。物联网框架与电子/通信之间的关系如图1所示。　　从图1可知，物联网主要由感知层、网络层、应用层组成。图1的右侧列出通信/电子类课程框架可以看出，通信/电子类的专业基础知识基本上可以支撑物联网的感知层、网络层知识体系。　　为此，本文从现已形成了成熟体系的电子/通信专业基础上，衍生出“物联网应用技术”5方向，以快速满足市场的需求，并拟对高校物联网应用技术人才的实验教学建设体系进行一些分析与探索，以通信/电子类框架为平台，并结合智能家居，构建服务于物联网应用层教学的实验系统，以

6、期抛砖引玉。课题的成果有助于学生学习物联网的基本技术，从简单的认知到技能的掌握，并设计简易的智能家居系统；同时，为高校物联网专业的教学提供了借鉴与参考。　　三、应用型人才的实验教学体系探索与构建　　本文以智能家居为物联网应用场景，并以通信/电子基础框架为平台，对于高校物联网专业的实验教学课程体系以实验室构建展开研究。　　基于物联网发展现状，结合目前的教育形态，总结出对物联网教学的解决思路。该思路从物联网层结构、物联网关键性技术以及物联网注重的关键性问题，对学院物联网专业实验研究中心给出了具体解决实验，结合目前

7、产业现状和学院教学环境，为学院如何培养出物联网应用型人才给出了指导性、方向性的建议，力求让学生掌握物联网系统的感知层、接入层、网络层、支持层与应用层的关键性技术，力求掌握专业设计专门知识和技能，并具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以同时具有自主学习、自我发展的基本能力，能够适应不断变化的未来物联网发展的适应能力。　　（一）关键问题　　1.依据物联网专业的知识体系，制定物联网专业的实验课程。如图2所示，信息感知、信息传输和信息处理构成了物联网专业知识体系。在设置的物联网专业课程体系时，应尽可能地将

8、本专业的知识融入其中，并采用模块化机制，同时保持课程体系的连贯性、相关性、阶段性和实践性。5　　2.依据物联网专业的应用型人才培养模式并结合物联网专业课程体系，构建物联网专业的实验教学体系。遵照《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》文件，教学工作者应当改变教学观念，倡导启发式、探究式、讨论式的教学方式，而物联网作为战略性新兴产业，在培养其相关人才时更需注重实践教学，提高学生的专