以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點的物聯(lián)網(wǎng)課程交融的教學(xué)探索

李學(xué)鋒+楊建強(qiáng)+徐德剛+項東升

摘要：針對物聯(lián)網(wǎng)工程的跨學(xué)科、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的特點，提出以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程交融。從構(gòu)建教學(xué)體系、開發(fā)課程教學(xué)方案、建設(shè)雙師型教學(xué)團(tuán)隊、建立案例庫、以案例為導(dǎo)向的實踐教學(xué)等方面，對物聯(lián)網(wǎng)課程交融進(jìn)行了探索，并在教學(xué)中進(jìn)行實踐，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；跨學(xué)科；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；教學(xué)體系；課程交融

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）27-0132-02

Abstract： In view of the interdisciplinary and interconnection characteristics of Internet of Things project， the paper puts forward the curriculum integration of Internet of Things engineering with network interconnection as the entry point.This paper explores the blending of the Internet of things from the aspects of constructing teaching system， developing curriculum teaching scheme， building dual teaching team， establishing case base and case oriented practice teaching.It has been put into practice and has gained a good effect.

Key words： Internet of Things Engineering；Interdisciplinary；Network Interconnection；Teaching system；Curriculum Integration

1 概述

物聯(lián)網(wǎng)工程是一種基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的新興的集成性工程應(yīng)用技術(shù)，是一種多學(xué)科交叉融合的前沿性技術(shù)。2010年，《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)定位為一種重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，隨后，眾多高校里的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為一個跨學(xué)科的新興專業(yè)，它有機(jī)地融合了計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、控制科學(xué)與工程等學(xué)科的相關(guān)技術(shù)[1]。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一些主干課程也來自于這些學(xué)科。對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)而言，如果僅僅只是將這些課程簡單地組合與堆砌，按照這些課程原有的教學(xué)內(nèi)容與方法去開展教學(xué)，顯然不滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。那么，如何實現(xiàn)課程間的交融互通，以更好地培養(yǎng)符合物聯(lián)網(wǎng)工程的需求人才是高校面臨的一大問題。

本文以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點，對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程交融的教學(xué)模式與教學(xué)方法進(jìn)行探索與研究。

2 多學(xué)科交融的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系

物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用是基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的各種設(shè)備之間信息的采集、傳輸、處理與響應(yīng)，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用的實現(xiàn)需要涉及很多知識點，這些知識分布在電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程等學(xué)科中，只有把這些學(xué)科知識有效融合起來，才能形成一個完整的知識體系，才能有效促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

多學(xué)科交叉、融合推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)、學(xué)科之間相互滲透、融合的趨勢日益凸顯[2]。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)由于專業(yè)教學(xué)學(xué)時數(shù)的限制，不可能將所有涉及學(xué)科內(nèi)容全部照搬到教學(xué)體系中。只能是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)，整合相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，形成能夠有效支撐本專業(yè)的知識體系。這個知識體系不是原有學(xué)科相關(guān)知識的簡單堆砌，而是圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)目標(biāo)，由多學(xué)科的知識子集有機(jī)融合而成的一個全新的知識體系，即物聯(lián)網(wǎng)工程的知識體系。

專業(yè)的知識體系在教學(xué)中表現(xiàn)為教學(xué)課程體系，課程體系中的每一門課程包含的知識點是專業(yè)知識體系中的一個子集[3]。由于多學(xué)科融合、集成創(chuàng)新等固有特點，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)與計算機(jī)、電子信息等其他相關(guān)專業(yè)相比，教學(xué)內(nèi)容既有相同之處，又有自己獨(dú)有的特色。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的課程，即使名稱和其他專業(yè)的課程相同，內(nèi)容也不應(yīng)該完全相同。課程是為專業(yè)服務(wù)的，是圍繞專業(yè)目標(biāo)而梳理出的必要知識體系的表現(xiàn)形式[4]。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的課程是結(jié)合本專業(yè)特點形成的知識集合，與其他專業(yè)的相應(yīng)知識集合不應(yīng)該完全相同。這要求專業(yè)教師必須摒棄舊的觀念，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中貫徹“新專業(yè)、新體系、新方法”的思維，明確新的專業(yè)自有新的知識體系，新的知識體系對應(yīng)新的教學(xué)方法，在實踐中逐步形成具有自身專業(yè)特點的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。否則，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)也就不能成為獨(dú)立的專業(yè)，而是其他專業(yè)的生硬拼湊。

3 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。所謂物聯(lián)網(wǎng)，字面上通俗地說就是物物之間互聯(lián)而形成的網(wǎng)絡(luò)，這個物物之間的網(wǎng)絡(luò)可以是計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)、WiFi等，或者是多個不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用都是建立在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)之上的信息的傳輸、處理與共享。

基于物聯(lián)網(wǎng)的這個特點，我們以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點，對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中的課程之間的交叉、銜接與融合進(jìn)行探索。

4 基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程交融教學(xué)

面向網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程交融，主要從以下四個方面進(jìn)行開展。

（1） 教師參與構(gòu)建教學(xué)體系，形成專業(yè)特色的課程群

實現(xiàn)面向網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)課程交融，首要工作就是構(gòu)建面向多網(wǎng)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)課程交融教學(xué)體系，制定具有交融特性的課程教學(xué)方案。endprint

教師參與培養(yǎng)方案與教學(xué)體系的制定。只有教師從總體上清晰地理解整個專業(yè)教學(xué)體系的構(gòu)成，了解每門課程的定位，才能更好地理解與把握課程之間的關(guān)系。在培養(yǎng)方案與教學(xué)體系的制定過程中，組織全體教師參與到物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案的制定中來；在培養(yǎng)方案形成之后，需要多次組織研討，使專業(yè)教師深刻理解物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程。結(jié)合本專業(yè)實際，組織教師逐條梳理各課程知識點，再由知識點擴(kuò)充為課程體系。由教師親手打造課程體系的過程，徹底打破教師對原學(xué)科體系下相關(guān)課程的固有認(rèn)知，形成具有物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特色的課程群。

（2） 以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點，注重課程交融的課程教學(xué)方案

在課程教學(xué)方案制定上，在反映課程自身的知識點的同時，應(yīng)該以應(yīng)用的目標(biāo)，從網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的角度，注重課程間的交叉、銜接與融合。在課程教學(xué)方案中，跳出原有的窠臼，以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特點，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的常用環(huán)境，設(shè)計實踐與實驗項目。例如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動終端開發(fā)技術(shù)等課程，可以有意識地將這些課程的一些內(nèi)容進(jìn)行交融，加入單片機(jī)之間、單片機(jī)與手機(jī)之間、手機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信與應(yīng)用的實驗實踐項目。

通過這種交融性的課程方案的實施，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力。

（3） 建設(shè)雙師型教學(xué)團(tuán)隊

課程交融式教學(xué)要求任課教師具備堅實的專業(yè)理論修養(yǎng)與極強(qiáng)工程實踐能力。高水平的雙師型教學(xué)團(tuán)隊是進(jìn)行課程交融的有力保障。雙師型教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)主要從以下方面開展：

研修理論，提高修養(yǎng)。團(tuán)隊成員系統(tǒng)地學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理論，提高理論修養(yǎng)。組織教師參與國內(nèi)相關(guān)專業(yè)教學(xué)研討會，通過交流了解專業(yè)發(fā)展的新趨勢，學(xué)習(xí)其他高校的有效的教學(xué)方法，積累教學(xué)經(jīng)驗。

教學(xué)實踐，做中錘煉。教師結(jié)合日常具體的教學(xué)任務(wù)，進(jìn)行課程開發(fā)、教學(xué)方法改革、教學(xué)資源建設(shè)，有意識地不斷地錘煉與提高自身的執(zhí)教能力。

以校企合作為切入點，整合資源，強(qiáng)化科研，促進(jìn)雙師型教學(xué)團(tuán)的持續(xù)成長。通過組織一部分教師參加企業(yè)實訓(xùn)、邀請企業(yè)資深工程師來校開展講座等形式，使教師從實際項目中積累物聯(lián)網(wǎng)工程研發(fā)與教學(xué)經(jīng)驗。通過企業(yè)的優(yōu)秀技術(shù)人才成為學(xué)校的兼職教師，為學(xué)校帶來一線的技術(shù)、經(jīng)驗與規(guī)范，為高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供有力支撐。通過校企合作，教師深入了解一線的問題與需求，開拓思維，為教師的科研找到更好的契入點，并通過科研項目，扎實地、持續(xù)地提高教師的社會服務(wù)能力。

（4） 建立案例庫，實施以案例為導(dǎo)向的實踐教學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)跨學(xué)科知識的融合和貫通必須通過實踐來進(jìn)行。案例式教學(xué)是讓學(xué)生快速理解理論應(yīng)用、扎實地掌握實踐技能的重要手段。案例庫是案例教學(xué)的核心內(nèi)容與根本保障。

堅持開放理念，建立案例庫。通過與國際國內(nèi)領(lǐng)先物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)以及相關(guān)企業(yè)進(jìn)行廣泛、充分的互動合作，與國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對接，通過充分地調(diào)研、考查，收集、整理、提煉與優(yōu)化，構(gòu)建案例庫。在教學(xué)案例的選擇上，要注重以多網(wǎng)互聯(lián)的課程交融的角度，依據(jù)所開設(shè)實驗項目內(nèi)容及學(xué)生的水平，設(shè)計難度適中并能引發(fā)學(xué)生興趣的案例。

通過案例為導(dǎo)向的實踐教學(xué)，讓學(xué)生體會到理論課程設(shè)置的關(guān)聯(lián)性和整體性，進(jìn)一步強(qiáng)化理論和實踐教學(xué)；為學(xué)生競賽、項目驅(qū)動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供開放體系框架參考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識；提高學(xué)生的工程實踐能力。

5 結(jié)束語

本文以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為契入點，對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程交融的教學(xué)進(jìn)行了探索。通過教師參與構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)體系、課程教學(xué)方案建設(shè)、雙師型教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、建立案例庫、實施以案例為導(dǎo)向的實踐教學(xué)等教學(xué)探索，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程交融，使整體教學(xué)質(zhì)量持續(xù)提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳功宜，吳英.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2] 秦磊華，石柯，甘早斌.基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系[J].高等工程教育研究，2013（5）.

[3] 胡成全，魏曉輝，鐘麗鴻，何麗莉.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置與實踐教學(xué)體系設(shè)計[J].計算機(jī)教育，2015（9）：12-15.

[4] 李洪兵，黃猛，陳強(qiáng)，陳立萬，熊江.應(yīng)用科技大學(xué)視角下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].實驗室科學(xué)，2014，17（4）.endprint