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1關于物聯網的實踐體系結構

電子學科是物聯網技術發展的基礎．物聯網是電子學科與計算機技術、智能學科的緊密結合，是各行各業更深層次應用的必然產物．物聯網工程可以設置為集成多個學科的一個專業，但一定不是一個學科．因此，可能因為定位不清而難以培養出真正的專業人才．物聯網工程專業培養要求是：1）掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、高頻微波、RFID、計算機技術等知識、專業技能以及初步的設計；掌握信息采集、處理和融合、通訊傳輸等基本理論、應用方法以及初步的設計；2）掌握物聯網基本知識和基本技能，了解物聯網科技發展動態；3）熟悉各類關于物聯網的標準與協議；4）掌握物聯網工程應用、科學研究方法和管理方面的基本知識．綜上所述，物聯網工程專業是一個應用性極強的專業，注重實踐、注重創新應是該專業的重要研究課題，作為這個專業的重點，從實踐環節來說，應在傳感、通信、計算機技術、系統工程應用上保持高度的關注與重視．實踐性雖與理論緊密相聯，但為了加強創新能力的培養，有必要改變以往的教學體系結構，讓實踐環節獨立設課，自成體系，獨立考試．實踐性教學環節可分為以下4個環節：實踐認識性環節、實踐驗證性環節、實踐綜合性環節及實踐創新性環節．工科本科培養人才的目標是實踐型的具有初步設計能力的人才，現有的人才培養目標計劃，還不能滿足社會的需求．物聯網工程專業是應用性極強的專業，對于這樣的專業在實踐體系上完全可以立足創新，圖3是為物聯網工程專業設計的案例式實踐體系結構圖．

2物聯網工程專業實踐體系的建設

物聯網傳感層、通信傳輸層與應用層等是關鍵技術知識，對這些知識的傳授是建設好物聯網專業實踐體系的基礎．通過實踐感受物聯網的行業應用和感知、處理、通訊、控制各個部分的工作過程；通過對支撐物聯網的各種硬件設備、軟件資源、開發平臺、研究平臺和對物聯網條件下的電子商務應用的使用、開發并進行應用型的實驗、研究、探索，從而支撐該專業創新型的研究、開發和應用．案例教學法從對學生進行素質教育和培養創造能力的角度入手，彌補了傳統教學法的不足，與傳統教學法相比，它具有以下幾個鮮明的特點：1）強調學生學習的主動性和積極性；2）重視學生分析問題、解決問題的能力培養；3）注重教師在教學中的“導演”作用．

2.1注重專業能力的培養是培養人才的重要工作全方面的能力包括對知識的掌握能力，對學科的分析能力、創新能力以及對事業的專注力．物聯網工程專業的實踐能力，要求學生掌握專業的基礎知識與理論，對科研儀器及設備的使用能力，必要的工程輔助能力，例如：輔助性、設計性軟件及儀器儀表的使用，論文與申請書的撰寫等都是必不可少的．

2.2能力的培養是漸進式的培養過程遵循一個普遍的規律，即動手實踐—發現問題和思考問題—設法解決問題—總結歸納—形成科學觀點．作為新專業，物聯網工程專業結構具有多學科性特點：因其多學科的特點，以案例教學方式構建實踐體系是最合適的一種體系結構．將多門課程、多個學科以項目案例式進行教學，課程、學科適當地交叉在一起，有機結合起來，以實現對學生全方位專業能力的培養．例如：完成一個基于嵌入計算機控制甚高頻的設計與實現，要完成這一任務，需要掌握哪些理論與知識，要有哪些能力，要用到哪些儀器與設備，各種需求書如何撰寫等，都可以做一案例教學好好設計，好好實施．首先，將各類實踐，無論是課程實驗、課程設計、多知識與多課程綜合實踐、設計性實踐，都以案例教學的方式進行設計、實施；其二，要夯實基礎，把課程內的認識實驗、驗證性實驗，以案例教學的方式，實現對專業知識的掌握、分析能力的提高、儀器的正確使用；要加強科研儀器的準確使用以及工程輔助能力的培養；其三，加強研究性基本功的訓練，即素質教育訓練，探討科研現狀描述的訓練，為科研而需要的動手能力訓練以及以科研教學的小科研項目訓練．（本文來自于《西南師范大學學報自然科學版》雜志。《西南師范大學學報自然科學版》雜志簡介詳見）

2.3在基礎實踐、軟件工程開發和硬件開發上完善專業素質在基礎實踐案例方面，如完成一個低頻放大器的實驗，所涉及的知識有基爾霍定律、疊加原理、諾頓定理；要求掌握的專業測量方法有交流或直流電壓、電流，放大倍數，輸入、輸出電阻，放大器頻率特性、功率等；會使用的儀表及儀器有電壓、電流表、示波器、毫伏表、函數發生器、頻率計等．以軟件工程開發為例，基于物聯網工程軟件開發，通信協議、接口非常重要，軟件需求、軟件開發平臺工具、軟件架構、軟件測試都有諸多的知識與實踐能力需要掌握．由于軟件的規模越來越龐大，其所涉及的技術與管理機制也遠非單個程序員可以獨立完成，畢竟單個程序員很難同時擁有所有軟件開發的知識、技術、素質和背景．因此，團隊的分工協作成為了當今軟件開發的主流．軟件開發團隊不是簡單的人員疊加，而是以架構師為核心，個人有不同的角色分工（如分析、涉及、測試、管理和支持等角色），以木桶原理作為團隊質量控制總量協作單元．在硬件開發方面也同樣用案例的方式，首先要讓學生學會使用科研儀器儀表，比如要求學生正確使用示波器，可以提出諸如如何利用示波器測量電感的電感量及內阻等命題，讓學生在實際操作中熟練地使用各種儀器儀表；然后還必須讓學生學習如何使用Protel，AUTOCAD等基礎應用軟件和進行焊接技術的訓練，這兩項可同時進行；接下來可以讓學生通過參與具體的科研課題，使他們能熟練掌握器件選擇的方法，PCB板的制作方法，項目的成本核算等，使學生能對整個項目的進程和實施有更深入的了解和能力上的全面提升．從以上的分析可以看出，物聯網工程專業實踐體系的建立，首先要有改革的信念與決心；其二是要有雙師型的教學隊伍；其三要構建并寫好關于物聯網工程專業的各類實踐教材；最后就是認真貫徹．這樣才能培養出適應社會需求的、合格的物聯網工程專業人才．

3結論

物聯網工程專業是一個多學科交織的專業，其專業的建設、人才的培養、課程的建設、實踐的構建等都有待進一步完善與研究，目前物聯網技術還屬于一個新興技術，正在快速發展．學習與掌握物聯網的技術理論，構建物聯網工程實踐體系，發展物聯網技術方向及其行業應用是目前高等教育的一個核心目標．

作者：陳耀華古鵬胡曉單位：廣州大學機械與電氣工程學院廣州大學計算機科學與教育軟件學院