無線傳感器網(wǎng)絡實驗教學研究

李小龍

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的興起，無線傳感器網(wǎng)絡技術越來越受到關注，作為重要物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的本科課程之一，由于涉及學科多，交叉大，因而在教學方面有許多難點。通過對無線傳感器網(wǎng)絡的實驗教學方面的探討，提出了具體的實驗課程設置，以求到達高質(zhì)量的實驗教學成果，進而提高學生的學習興趣以及實際動手能力，從而深化對理論知識的理解。

關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；課程設置；實驗教學；教學研究

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-7964-02

Abstract： With the rise of the Internet of things technology， the wireless sensor network technology is more and more attention， as an important one of the Internet of things engineering courses， because involves the subject more， cross， therefore there are many difficulties in teaching. Through to the wireless sensor network experiment teaching， put forward the concrete experimental curriculum， in order to reach the high quality of experiment teaching results， and improve the students' interest in learning and practical ability， so as to deepen the understanding of theoretical knowledge.

Key words： wireless sensor network； curriculum； experiment teaching； Teaching Research

1 概述

無線傳感器網(wǎng)絡作為重要的物聯(lián)網(wǎng)技術，一直以來是研究的熱點方向，無線傳感器網(wǎng)絡是一門多學科交叉的課程，是日后直接從事無線ZIGBEE技術、無線傳感器網(wǎng)絡應用系統(tǒng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)綜合系統(tǒng)設計開發(fā)等具體工作所必須學習的核心課程，應此在多個領域有著廣泛的應用。作為一門新興學科，又是一門注重實踐的課程，必須要通過優(yōu)秀的實驗教學才能培養(yǎng)學生的實際操作能力與解決問題的能力。

因此在實驗教學過程出現(xiàn)的一些問題，提出一些新的想法和探索，以求在教學中達到更好的效果。

2 實驗教學中的問題及解決方法

在實驗教學方面，由于無線傳感器網(wǎng)絡是一門新興課程，沒有比較統(tǒng)一的標準進行實驗教學。在實驗教學中存在教學內(nèi)容比較單調(diào)，采用配套軟件，只進行驗證性實驗。學生缺乏獨立思考的能力，往往在實驗中只追求實驗結(jié)果，而對實驗中涉及的原理和理論知識不過多的關注，學生往往覺得缺乏挑戰(zhàn)，實驗積極性不高。這樣就造成學生的實踐能力較低，再加上實驗室設備及軟件更新不到位，不能及時更新實驗內(nèi)容，使實驗教學進一步落后。

在實驗教學中，為了幫助學生進一步深入的掌握理論知識和基本原理，將實驗分為基礎性實驗，綜合性實驗，設計性實驗?；A性實驗多為驗證性實驗，讓學生熟悉程序設計流程以及開發(fā)環(huán)境，熟練掌握開發(fā)工具及編譯環(huán)境，為后續(xù)的綜合性實驗打下基礎。綜合性實驗主要是多個基礎性實驗的有機整合，目的在于讓學生熟悉和整合知識點，更加牢固的掌握基礎實驗的內(nèi)容。通過設計性實驗，進行一些實際意義的無線傳感器網(wǎng)絡應用系統(tǒng)，能夠自己構想出一些無線傳感器網(wǎng)絡的模型，應該自行設計一些硬件電路及軟件，并且能夠自己進行調(diào)試來完成設計性實驗，學生通過設計題目和設計要求，分組進行進行方案設計，軟件編程，測試結(jié)果。并且在規(guī)定時間內(nèi)完成設計需求，最后由老師驗收實驗結(jié)果以及學生撰寫實驗報告。整個實驗過程具有挑戰(zhàn)性，使學生做實驗的興趣更高，并且發(fā)揮學生個人能力，培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新意識，進一步提高了學生的個人綜合素質(zhì)。高校應該設立專業(yè)的無線網(wǎng)絡傳感器實驗室，關注學科發(fā)展的最新動態(tài)，適時的更新實驗教學內(nèi)容以及引進新的實驗教學設備，以求獲得更好的實驗教學成果。

3 實驗內(nèi)容設置

無線傳感器網(wǎng)絡課程主要是對傳感器網(wǎng)絡基本概念和主要技術進行教學，還涉及到網(wǎng)絡通訊協(xié)議以及傳感器網(wǎng)絡的支撐技術。對于實驗課程的覆蓋，應該取決于具體的授課課時的安排以及具體的實驗條件。

學生在基礎實驗中應該學生應該能獨立的進行驗證性實驗，通過驗證性實驗，加強學生對理論知識的理解和鞏固，培養(yǎng)了學生的專業(yè)基本技術能力，對實驗進行分析和討論，提高學生對課程的理解，具體設置基礎實驗課程：定時器實驗、走馬燈和看門狗定時器實驗、串口通信實驗、CC2420啟動及初始化實驗、接收和地址譯碼實驗、無線信道監(jiān)聽實驗。

通過綜合性實驗，使學生對傳感器系統(tǒng)有了一個全局的了解，也提高了學生的實際動手能力，設置的綜合性實驗課程：點對點無線通信實驗、星狀網(wǎng)和線狀網(wǎng)通信實驗。

基礎實驗來加深學生對無線傳感器網(wǎng)絡課程的感性認識，通過感性認識再加深對理論課體系的深入理解。通過后續(xù)的綜合性和設計性實驗，充分強調(diào)了學生自己的動手能力和獨立思考能力在實驗課程中的重要性，并且通過動手和思考更加深刻的理解無線傳感器網(wǎng)絡的原理和應用。通過實驗的學習，學生們可以把無線傳感器原理和實踐相結(jié)合，從而體驗真實的無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境，避免了學生只能學到書本上的知識而無法實際運用?？梢悦黠@的提高教學成果。

在教學過程中，應該讓學生接觸到世界主流的知識和技術，掌握流行的技術，這樣可以相應的提高學校的科研能力和教學質(zhì)量，在以后的教學過程中，積極進行教學改革，教師與學生之間應該進行良性互動，幫助學生在學習中找到問題的關鍵，從而提高學生的學習熱情，也可以提高學生的創(chuàng)新能力和運用自己所學知識來發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題的能力。

4 結(jié)束語

無線傳感器網(wǎng)絡這門課程的理論性和實踐性較強，加之涉及學科較多，實驗課程的設置和開展較為重要，根據(jù)本文的實驗課程設計能夠讓學生較好的掌握無線傳感器網(wǎng)絡的基礎知識和技術，通過設計性實驗和老師的引導，鞏固了知識點，熟悉無線傳感器網(wǎng)絡的設計特點和方法。讓學生在學習和實踐中循序漸進，提高了個人綜合素質(zhì)，為今后更深層次的學習打下堅實的基礎。

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