物联网导论教学思考与探讨

物联网导论教学思考与探讨
摘要：分析物联网导论课程的特点以及目前在高校教学过程存在的若干问题，并从教学内容、教学方法上探讨解决办法，对提高学生的学习效率及新兴学科物联网导论的教学效果具有现实指导意义。

关键词：物联网导论高校教育教学方法
物联网导论作为新兴复合型学科“物联网工程”的入门引导课程，旨在引导学生对物联网专业知识内涵建立起整体认识，为后续课程的学习打下基础。

由于物联网导论兼备理论性与实践性，知识覆盖面广，加之学生认识偏差和学习方法等主观问题，能够让学生很好地掌握课程知识点并非易事。

笔者结合实际教学工作，对教学过程中若干问题进行分析，探讨提高课程教学质量的办法与学习建议。

1 课程特点与存在问题
1.1 物联网复合型学科涉及技术广
从智慧地球到感知中国，物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业浪潮。

物联网通过射频识别、激光扫描、红外感应器等信息传感设备，按协议规范，把物品与物品之间以互联网为基础连接起来，进行信息交换资源共享，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。

在技术体系上物联网融合了计算机科学、通信工程、微电子检测、自动化等多门专业技术。

如何将多门学科综合起来，较好地运用于物联网工程是掌握好这门专业
的关键。

物联网作为典型交叉学科，涉及技术广，因此在物联网导论教学过程中必须贯穿以全局指导局部的思想，对教学内容进行整体优化，力求为后续的技术学习构建一个基本知识框架。

1.2 教学对象一年级新生的特点
大学一年级学生初步涉及物联网专业学习，了解专业知识总体较少，普遍欠缺动手能力，但是他们对新知识、新技术具有较强的好奇心和求知欲，因此物联网导论在教学过程应该根据每名学生的特点合理组织教学内容，引导他们掌握了解相关基础知识，理清物联网专业课程体系的基本脉络，通过综合运用各种教学手段，调动学生的学习积极性。

与此同时，培养他们的职业素养、职业道德，为今后的学习与工作打下良好基础。

1.3 教学过程中教师的自我完善
物联网工程作为新兴的研究领域，面临着涉及专业多、学科建设不成熟、课程体系有待完善和高校缺乏能够全面掌握实践教学的师资队伍等问题，因此对这门学科的任课教师提出了更多要求。

教师在授课之前必须充分备课，通过自学、参加培训、教研探讨、学术交流等多种方式扩充自身知识结构，不断更新自我认知内容，并且要根据学生提问、师生交流、平时作业、考试等环节的反馈信息，及时调整教学内容，改进教学方法，保证教学质量。

2 教学方法思考与探讨
2.1 注重系统性教学
物联网导论课程内容丰富，各部分知识点要求程度并不相同，
在教学过程中应注重系统性授课。

（1）突出重点，把握好内容难易程度适中，运用多样化教学方式。

例如：物联网历史、研究现状、应用案例等内容可以作为一般性介绍，而在物联网的技术基础、信息处理与软件服务等方面则要重点介绍。

（2）在讲授新知识点时，应尽量避免过多使用专业词汇。

由于物联网导论课程内容比较抽象，新生还不能掌握大多数专业词汇，如果过多使用会增加学生理解的难度。

如果遇到必须掌握的专业词汇，比如射频识别（radio frequency identification，rfid），则在教学过程中必须对缩写词原文、词汇含义、主要特点、运用领域等内容做出合理的解释说明。

（3）在教材选择上应避免使用过于简单或过于复杂的教材。

由于物联网专业刚刚设立，在教材和参考资料上相对比较欠缺，所以教材选择一定要根据学生的实际情况和教学效果综合考虑，力求通俗易懂，比如一些专著，虽然内容、组织论证非常好，但作为一年级新生专业入门教材并不太适合，可以选择一些具有引导作用的入门性优秀教材。

2.2 教学方式多样化
由于一年级学生知识掌握程度参差不齐，而且物联网导论课程内容比较抽象，如果采用单一的授课方法，很难达到预期的教学效果，可能对学生的后续课程学习产生消极的负面影响，甚至会让他们产生厌学情绪。

因此，多样化教学方式应该贯穿于整个授课过程。

2.2.1 案例式教学
通过直观方法分析抽象的内容，把实际生活案例编织到教学内
容中，以案例带动知识点。

例如：在介绍zigbee技术[2]时，可以引入世博园中运用zigbee无线技术实现无线路灯控制案例；在介绍物联网与传感关系时，可以引入上海浦东机场防入侵系统传感节点如何感应物品、传输数据等成功案例。

2.2.2 启发式教学
启发式教学是把学生被动性学习转变为主动性学习的一种方式，将课程内容归纳提炼，提出问题启发学生思考，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

例如在分析中间件技术时，让学生通过学习教材、研讨、资料查阅等多种形式了解目前在物联网里主要有几种中间件技术[3]，例如：rfid，wsn，设备中间件，软硬件关系等，从而达到对问题的充分认识，得到解决实际问题的方法，最后在教师的指导下圆满解决问题。

2.2.3 交互式教学
运用多媒体教学环境辅助教学。

例如在分析物联网中的移动技术时，对比802.20广域网技术与3g技术[3]，则可以使用多媒体以表格形式同时列出2项技术的主要特性，直观对比2项技术特点。

在讲授物联网底层技术—无线移动自组织adhoc网络[4]的移动节点兼具主机、路由、天线功能的这个知识点时，可以运用ppt等工具制作动画，形象描述节点移动性、路由探测、天线覆盖等过程。

另外，在授课时随时解决学生提出的问题，以免影响学习效果，保证教学质量的提高。

2.2.4 多元化课外辅导
构建课堂之外的教学环境，例如：精品课程网站、远程辅导、网络教室、网上讨论辅导平台bbs、电子图书等网上教学资源，打破传统课堂教学时间和空间受限的弊端，可以通过计算机、掌上电脑、手机等终端通信设备随时随地进行教学，为学生课余提供一个自主学习、思索、讨论的开放空间。

2.3 通过实验突出专业特点
物联网工程作为实践性很强的工科学科，实验是教学中的必备环节。

学生通过实验操作的感性认识可以加深对理论知识的理解。

在实验教学过程中应该注意以下几方面。

（1）实验内容应该丰富多样。

例如大部分物联网专业学生都有自己的笔记本电脑，在讲解物联网中对等式网络时，为加深学生对技术的认识，可让学生开启无线网卡，配置对等式模型，实现小型对等式无线局域网搭建实验；在讲解无线个人区域网时，可以让学生运用手机中的蓝牙通信功能进行数据传输，进一步了解无线个人区域网的特点，如10米内传输、传输速度、主从节点关系等；在讲解物联网安全知识时，可以演示一些趣味防御实例，调动学生的学习积极性。

（2）在实验环节设计时必须精心选题，突出专业特点。

实验题目应具有代表性，知识点覆盖全面。

例如在讲解传感器感知知识时，可以选择图像采集、键盘与显示屏模拟感知等典型实验[5]。

（3）可以组织小组互助。

实验前对学生进行分组，合理搭配小组成员，并选出组长。

实验过程中遇到问题时可以让学生先在小组内讨论，养成主动积极的学习态度。

（4）组织丰富多彩的集趣味
性、专业性于一体活动，让学生在一起交流学习心得和方法，并可以去实习基地实践，提高实际运用能力。

3 结束语
物联网作为一项战略性新兴产业，在国内刚刚起步，并飞速发展。

据ccid预测，未来3年内我国将有50万物联网人才缺口，因此高校教育任重道远。

“物联网工程”已经逐步成为一门重要学科，物联网导论肩负着如何把“物联网工程”专业新生引入物联网科学殿堂的重任。

在教学过程中必须不断地改革和完善教学模式，积极探索、研究并推广教学方法，调动学生主动学习的积极性，着力理论与实践的双向培养，达到本课程的教学目的，指导后续课程的学习，培养出社会急需的高级物联网专业人才。

参考文献
[1]胡永利，孙艳丰，尹宝才.物联网信息感知与交互技术述[j].计算机学报，2012（6）：1147-1163.
[2]詹青龙，刘建卿.物联网工程导论[m].北京：清华大学出版社，2012.
[3]汪涛.无线网络技术导论[m].北京：清华大学出版社，2012.
[4]王汝传，孙力娟.物联网技术导论[m].北京：清华大学出版社，2011.
[5]徐勇军.物联网实验教程[m].北京：机械工业出版社，2010.。