物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科融合教學(xué)環(huán)境探究

張少初

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是跨眾多學(xué)科的專(zhuān)業(yè)，只有采用交叉學(xué)科的教學(xué)模式才能滿足物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的要求。通過(guò)認(rèn)識(shí)交叉學(xué)科的現(xiàn)狀和問(wèn)題，為物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)使用交叉學(xué)科模式建立融合性、標(biāo)準(zhǔn)化為一體的課程模式提出三點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 交叉學(xué)科

物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)涉及多個(gè)學(xué)科，首先以電子和計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)科為基礎(chǔ)，構(gòu)建起物與物、人與物的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，然后將這種物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用到其他非計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)科上，使其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)智能化功能。以往的單一學(xué)科課程體系不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的需要，而交叉學(xué)科的新型教學(xué)模式能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)跨多學(xué)科的特點(diǎn)，但是目前交叉學(xué)科的教學(xué)模式受到很多因素的制約還未成熟。現(xiàn)根據(jù)交叉學(xué)科教學(xué)模式的現(xiàn)狀和問(wèn)題，對(duì)交叉學(xué)科模式在物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 物聯(lián)網(wǎng)需要交叉學(xué)科模式

所謂交叉學(xué)科，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是指學(xué)科間的相互滲透，由兩種或兩種以上單一學(xué)科相互整合，彼此融合成為一種跨越單一學(xué)科性的創(chuàng)新學(xué)科體系。交叉學(xué)科將不同學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行整合，可以帶來(lái)科學(xué)研究的技術(shù)創(chuàng)新，還能解決因技術(shù)局限于某一領(lǐng)域所遇到的難題和瓶頸。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是指物體的信息通過(guò)智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)由感知層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，所需核心技術(shù)有射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)終端應(yīng)用技術(shù)等等，涉及的學(xué)科大部分屬于電子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，包括電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、信息處理等。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用領(lǐng)域，還會(huì)涉及到其他特定的學(xué)科，如物聯(lián)網(wǎng)在食品追溯上的應(yīng)用會(huì)涉及食品與物流學(xué)科、在智能家居上的應(yīng)用涉及土木建筑學(xué)科、在智能農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用涉及農(nóng)業(yè)及種植學(xué)科等等。

因此，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)跨眾多學(xué)科與專(zhuān)業(yè)的技術(shù)性學(xué)科，在學(xué)科體系建設(shè)中需要構(gòu)建一個(gè)交叉學(xué)科融合教學(xué)環(huán)境，不僅要整合與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)的學(xué)科，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上更要融合其它不同類(lèi)的學(xué)科，以此推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)中的創(chuàng)新。

2 交叉學(xué)科的現(xiàn)狀和問(wèn)題

交叉學(xué)科模式的表現(xiàn)形式。如浙江大學(xué)交叉研究中心，其學(xué)科間的交叉僅處于學(xué)術(shù)交流的層面，還未進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的合作階段。而在一些科研項(xiàng)目合作中，某個(gè)單一學(xué)科為解決科研遇到的問(wèn)題，會(huì)求助另一學(xué)科的專(zhuān)業(yè)人士，借助他們的學(xué)科理論和方法，進(jìn)而完成自身的科研項(xiàng)目。但這種交叉模式是臨時(shí)的、自發(fā)的，學(xué)科合作關(guān)系隨著問(wèn)題的解決而結(jié)束，很少會(huì)為了更深層次的研究而進(jìn)行長(zhǎng)期合作。真正意義的深層次的學(xué)科交叉融合，需要學(xué)科間有長(zhǎng)期的知識(shí)聯(lián)系，并且這些知識(shí)能夠相互融合，形成一個(gè)新的知識(shí)體系，建立相對(duì)穩(wěn)定、成熟的研究平臺(tái)，朝著共同的方向不斷探索。

學(xué)科設(shè)置固化。在我國(guó)，高校的學(xué)科由國(guó)家教委統(tǒng)一設(shè)置，如本科專(zhuān)業(yè)目錄共設(shè)11個(gè)學(xué)科門(mén)類(lèi)（不含軍事學(xué)），下設(shè)71個(gè)二級(jí)類(lèi)、249種專(zhuān)業(yè)。高校的組織結(jié)構(gòu)基本上都是按照這些學(xué)科門(mén)類(lèi)或?qū)I(yè)來(lái)設(shè)立院系，在此基礎(chǔ)上再將相近若干課程組合在一起成立某類(lèi)教研室，各類(lèi)教研室則根據(jù)自身需要建立專(zhuān)有的實(shí)驗(yàn)室。通常各院系都只是管理本院系的師資和教學(xué)資源，院系之間很少進(jìn)行不同學(xué)科之間的探討，能算得上合作的也僅是請(qǐng)其他系的老師來(lái)上某門(mén)特別的課程。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)高校中形成相對(duì)固定的學(xué)科分類(lèi)，學(xué)科間的條塊分割以及學(xué)科保護(hù)主義，加之受現(xiàn)有科研管理體制的制約，使得跨學(xué)科研究和交叉學(xué)科建設(shè)難以得到應(yīng)有的重視和支持。

3 交叉學(xué)科在物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)上應(yīng)用的建議

3.1 人才融合機(jī)制 由于學(xué)科設(shè)置固化，院系之間各自為政，加之受校內(nèi)有關(guān)制度和現(xiàn)有科研管理體制的制約，教師間缺乏實(shí)質(zhì)性的學(xué)科交流。很多項(xiàng)目都是通過(guò)自發(fā)行為來(lái)組織交叉學(xué)科間的合作與研究，這種學(xué)科間的合作關(guān)系多數(shù)都會(huì)隨著研究問(wèn)題的解決而結(jié)束，不能形成一種長(zhǎng)久的、可持續(xù)的交叉學(xué)科合作關(guān)系。為了形成一個(gè)具有融合性、標(biāo)準(zhǔn)化為一體的并且可持續(xù)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科融合教學(xué)模式，在師資力量上，可以通過(guò)引用其他學(xué)科的專(zhuān)任教師和校外兼職教師與本院系原有的專(zhuān)業(yè)教師相結(jié)合，建設(shè)一支能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)交叉學(xué)科需要的開(kāi)放型師資隊(duì)伍。既要積極引進(jìn)其他與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)人員參與物聯(lián)網(wǎng)課題的研究，同時(shí)又要鼓勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的隊(duì)伍成員與其他學(xué)科成員進(jìn)行跨學(xué)科研究，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其他學(xué)科的知識(shí)相互融合，才能針對(duì)某個(gè)研究方向進(jìn)行更持久、更深層次的交叉學(xué)科合作。

3.2 設(shè)備共享機(jī)制 還是由于學(xué)科設(shè)置固化，各院系都只是根據(jù)自有學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的需求來(lái)選擇教學(xué)設(shè)備和建設(shè)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室。從表面上來(lái)看，每個(gè)學(xué)科的教學(xué)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室與其他學(xué)科都沒(méi)有關(guān)系，所以通常院系間的教學(xué)硬件資源很少能夠用于合作研究。要建立物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科融合的教學(xué)環(huán)境，僅僅依靠本學(xué)科有限的教學(xué)硬件資源是不夠的，還需要爭(zhēng)取與其他院系進(jìn)行交叉學(xué)科融合合作，讓其他院系開(kāi)放與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的教學(xué)硬件資源，構(gòu)建一個(gè)結(jié)合多個(gè)院系的開(kāi)放式交叉學(xué)科設(shè)備儀器共享平臺(tái)，使得物聯(lián)網(wǎng)的自有設(shè)備與其他學(xué)科的設(shè)備都能為我所用，為物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科教學(xué)模式提供設(shè)備保障。

3.3 建成一個(gè)真正意義的學(xué)科交叉融合教學(xué)環(huán)境 物聯(lián)網(wǎng)首先結(jié)合了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理等多門(mén)電子與計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)科的技術(shù)，這些技術(shù)再與其他學(xué)科結(jié)合，其他學(xué)科借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得本專(zhuān)業(yè)或者本行業(yè)具備智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的現(xiàn)代化能力。例如建筑學(xué)科與物聯(lián)網(wǎng)合作的智能樓宇，在原有的樓宇結(jié)構(gòu)和設(shè)備上增加物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，樓宇管理人員或者房屋主人可以隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理樓宇內(nèi)的所有設(shè)備，從而讓樓宇實(shí)現(xiàn)智能化。要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科融合教學(xué)環(huán)境，不能僅停留在學(xué)術(shù)交流這種比較淺的層面，除了借助其他學(xué)科理論和方法解決當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)研究所遇到的問(wèn)題外，物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科還要與相關(guān)聯(lián)的其他學(xué)科進(jìn)行持久的、更深層次的交叉學(xué)科合作。應(yīng)該鼓勵(lì)其他學(xué)科與物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科聯(lián)合申報(bào)研究項(xiàng)目，以項(xiàng)目為紐帶建立彼此之間密切的聯(lián)系，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與其他學(xué)科交叉、滲透和聯(lián)合攻關(guān)，建立穩(wěn)定的共同研究平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)中的創(chuàng)新。這種更深層次的、能夠持續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科模式才是我們真正所追求的。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)各高校交叉學(xué)科的發(fā)展受制于現(xiàn)有教育體制和機(jī)制等眾多因素的約束，交叉學(xué)科發(fā)展緩慢。要推動(dòng)交叉學(xué)科的發(fā)展，必須先要擺脫原有制度的條條框框，對(duì)交叉學(xué)科模式要勇于改革創(chuàng)新，不同學(xué)科間要形成穩(wěn)定持續(xù)的合作伙伴關(guān)系。目前，可以以物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)科建設(shè)為契機(jī)，探索多學(xué)科交叉合作的新模式，加強(qiáng)師資隊(duì)伍和教學(xué)設(shè)備建設(shè)，建立物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科融合教學(xué)環(huán)境，為交叉學(xué)科的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)。

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