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關鍵詞 物聯網 創新能力 培養
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
物聯網（Internet of Things）這一概念國內外普遍認可的是 MIT Auto-ID 中心Ashton 教授1999年在研究RFID時最早提出來的。在2005年國際電信聯盟（ITU）的同名報告中，物聯網的定義和范圍已經發生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，時至今日物聯網已經從概念逐步走向實踐。同樣在高校中，“物聯網專業”也經歷著從無到有，從鮮見到熱門的變化。在教育部的聯合推動下全國700余所高校積極到參與物聯網這一新增專業的設置。如何培養物聯網相關專業技術人才是反復強調的話題，但實際情況卻總是形式大于內容。對于高校而言，利用新增專業來培養創新型人才，搭載“物聯網”快車不應是停留在口號上，而是要切實地在師資、教學設備、教材上進行實際加強。從電子、信息類新增專業看，物聯網工程是最熱的專業之一，哈工大、北京理工大學等全國30多所高校都將開設該專業。
1 物聯網專業大學生創新能力培養的方法和途徑
教學方法既是一種技術，也是一種綜合能力，正確的教學方法會有力地促進學生創新素質的形成，而落后的教學方法則會成為學生創新素質發展的阻礙因素。因此，要發展學生的創新素質，就必須采取有利于創新的教學方法，切實發展學生的聰明才智。應該清醒地看到物聯網技術具有“新、長、?！钡奶攸c。
1.1 采用啟發式、討論式的教學方法，培養學生的開放式思維
物聯網專業成立之初自身學科特點尚未成型，但集成創新型技術，知識體系不清晰；產業涵蓋面寬，邊界難以界定。物聯網是新增設的專業，交叉學科特性更加顯著。如何變思維封閉式為思維開放式教學對于教學是一個挑戰。所謂開放式思維就是要求學生不能只會死記硬背書本的知識，要著眼于不同答案或結論的自主選擇。為此，教師要科學設計課程中創造性活動，善于傳遞創造性教育新觀念，制造培養學生創造能力的各種機會，對學生進行各種創造性因素的影響，使學生受到潛移默化的教育，逐漸形成廣博的思維，做到跨學科和課程規定以外的內容，例如可以利用課堂辯論、CAI授課、學生講課和專題討論等方法，傳遞創造性教育新觀念，制造培養學生創造能力的各種機會，對學生進行各種創造性因素的影響，使學生受到潛移默化的教育，逐漸形成開放式的思維。
1.2 將科學研究內容融入教學過程之中，豐富實驗手段，培養學生科學研究能力
教學與科研密切相關，不可分割。在創新教育中，強調以學生為主體，通過教學來培養學生的創新能力，就必須探索其規律性的東西，就必須將科學研究與教學內容結合起來，讓它們相互促進，共同提高。有選擇性地布置一些綜合性作業或小論文題目，讓學生嘗試進行科研研究與創新的基本訓練。根據學生的興趣再加以具體指導，使學生初步掌握科研研究與創新的方法和途徑。注重實驗環節，設置多樣化的實驗。例如處理器基礎實驗方面可以考慮程序下載實驗，串口通信，控制器的基礎，虛擬演示終端控制實驗、微操作系統，基礎通信實驗可以設置線信道監聽，無線報警，SimpliciTI網絡通訊實驗，射頻標簽RFID部署；自組織網絡實驗可以設置指定路由多跳網絡的實驗，簡單的泛洪協議的多跳路由網絡的實驗；
1.3 將科研與實踐應用結合起來，為學生提供、創造更多的實踐機會，強化學生的社會參與意識
目前高校某些專業的人才培養在實際工程能力方面和社會需求存在著天然鴻溝。這就需要企業和高校之間采取有效的橋梁與杠桿來跨越障礙協同發展。上面提到了將在教學中引入科研能力培養，那么在科研中也同時要注重工程實踐能力的培養。物聯網專業的學科交叉性決定只學好某幾門課程，或者是僅僅是掌握某一學科（比如計算機、電子、通信等）是不足以滿足社會的需求的。讓學生接觸新的無線技術DSRC，Bluetooth，WiFi，ZigBee，RFID 和NFC的知識。通過設計豐富、多元化的實驗教學方式，可以為物聯網專業學生打下扎實的應用基礎，為將來創造出更多物聯網應用及產品積累經驗。目前在許多大型辦公場所、商業Mall等經濟金融聚集的地方已經采用了先進物聯網技術，適時采取現場實地考察，親身體驗的方式，讓師生共同感受物聯網技術給生活帶來的改變。
2 物聯網專業課程內容和教學手段創新
2.1 專業課程體系設置
關鍵詞：物聯網；軟件中控；數據采集；遠程維護；移動管理
中圖分類號：G434 文獻標識碼：B 文章編號：1673-8454(2012)11-0046-04
一、引言
21世紀，隨著信息技術的快速發展，掀起了教育信息技術在教學中應用的。學校的多媒體教學課室逐漸普及，教師應用教育技術手段進行教學的行為從個別轉為普遍，可以說今天每個老師每一節課都離不開信息化和多媒體。但是，隨著學校的多媒體教學系統的大量配置，如何超前發現故障，進行快速處理，保障系統正常運作，確保正常教學開展，成為學校信息化教學管理部門嚴重困惑的問題。
二、多媒體教學系統的現狀及存在問題
從事教育信息化教學保障的技術工程師和管理部門都知道，目前在學校里使用的多媒體設備種類多，標準各自為政，中控互換性能差，除了計算機設備外，多媒體教學系統設備的生產廠家大多數規模小，工廠的生命周期短，可持續性發展能力弱。所有這些給當前學校多媒體教學系統的大規模建設、應用以及維護帶來許多問題。主要表現在：
（1）多媒體教學系統的中控設備類型多，標準與通信協議各自獨立，相互不能替代，不能互聯互通，系統的維護及升級必須依托原生產廠商。
（2）產品廠家規模小，競爭激烈，為了保證利潤，各廠家不斷壓縮原材料成本，造成產品性能和穩定性差。
（3）多媒體教學系統產品涉及的技術種類多，但是學校維護人員技術覆蓋面窄，且人員不足。同時，由于這些管理部門都是教輔單位，難以穩定高層次、高技術人才，造成維護服務困難。
（4）信息化管理程度低。雖然，很多學校采購的系統都兼有信息化的管理系統，但是，由于多媒體教學系統發展的歷史原因，大多數生產廠家目前主要的投入都是放在硬件上，有些供應商的產品還不是自己開發的，而是OEM產品。因此，系統的網絡化管理性能不強，雖然有些廠商所開發的產品支持網絡接入，但是在整體上軟件開發能力較弱，開發的管理平臺跨平臺、跨網段功能較弱，結構不合理，與學校其他教學系統互通、融入功能差。
（5）學校注重系統的建設，系統維護經費投入少。
針對上述諸多問題，一些有一定能力的廠商試圖開發所謂智能化的系統，完善多媒體教學系統管理功能。但是，往往還是依照傳統思維進行開發，沒有從根本和發展性方面進行思考，即設備生產沒有從國標化、設備的互換性、管理信息化和可視化、維護服務的遠程化等方面進行思考；沒有注重軟件管理平臺的研發和投入，沒能注重應用的個性化和多用性。
圍繞這些問題，本文提出了利用物聯網技術原理，用軟件技術構建中央控制器的理念，設計和構建硬件系統，形成個性化操作界面，實現操作、控制、維護可視化、透明化和遠程化。
三、基于物聯網技術的多媒體教學系統設計思想
物聯網是指通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。[2]
從定義可以得出物聯網應用的最大特點是：①所聯的物可視化、透明化。對于用戶來說，通過各種傳感器和采集器件，可以一覽無遺地看到設備的功能、性能、參數以及輸入輸出結果，非常方便應用和管理；②物聯網應用的重要支撐條件是應用領域的標準和智能化管理平臺以及專業知識資源庫。
根據上述特點，本設計以中國教育技術協會制定的《多媒體教學環境工程建設規范》[1]為指導準則，統一多媒體教學設備互換技術標準；在硬件設計上將所有多媒體系統所需設備內嵌TCP/IP協議硬軟件模塊和設備自檢、數據采集和信號檢測模塊；在應用平臺上，開發出透明化、可視化的管理系統，實現物聯的遠程管理、跨網段管理；所有的控制操作在統一標準條件下，開發軟件平臺實現對多媒體設備聯動控制的集成、控制與操作。
四、基于物聯網技術的多媒體教學系統的設計
1.系統架構
基于物聯網技術的多媒體教學系統由兩大部分組成：硬件部分和軟件部分。大家都知道，目前的應用系統大多數是以單片機技術為核心的硬件系統。然而，僅僅由硬件組成的系統只能是一個裸系統或是其功能得不到最大化、最優化應用的系統。因此，基于物聯網技術的多媒體教學系統是計算機技術、網絡技術、數字信號處理技術、數據傳感與采集技術、自動控制技術以及智能技術的集成。具體結構如圖1所示。
2.硬件系統構成
（1）系統管理中心
主要硬件有計算機、顯示設備和數據處理服務器。結構如圖2所示。
（2）支撐系統網絡：由原有教學課室網絡完成，組建無線（WIFI）網絡。
（3）課室物聯網多媒體教學系統
1）多媒體教學系統設備
課室多媒體教學系統設備由計算機、有線及無線拾音設備、音頻擴音設備、視音頻信號切換設備、顯示設備、信號源播放設備等構成。
各媒體設備內嵌TCP/IP通信接口與協議和設備功能數據檢測與采集模塊。如圖3所示。
【關鍵詞】物聯網技術 海警學院 網上自助 訂餐系統
1 研究背景和相關概念
公安海警學院的前身是公安海警高等?？茖W校。公安海警高等?？茖W校原名為“武警水面船艇學?！?，始建于1983年7月（國務院[1983]149號文件），當時隸屬于武警總部，1985年9月開始招生開學。1993年8月，學院移 交公安部領導，歸口公安部邊防局管理，更名“公安邊防水面船艇學校”。1996年開始組織申辦?？频幕I備工作，1997年9月終止中專招生、依托武警學院（廊坊）實施大專教學。1997年下半年，由教育部組織的在長沙召開的會議上，順利通過全國高校設置評議委員會評審。1998年3月教育部下發《關于同意建立公安海警高等專科學校的通知》（教發[1998]18號文件），學校更名為“公安海警高等專科學?！保蔀楣膊恐睂俚囊凰胀▽W校。近年來，物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統在海警學院正式運行。
1.1 物聯網的概念
隨著信息領域及相關學科的發展，不同領域的研究者對物聯網思考所基于的起點各異，對物聯網的描述側重于不同的方面，短期內還沒有一個權威、完整和精確的物聯網定義。
大多數比較偏向的物聯網定義是信息空間與物理空間的融合，將一切事物數字化、網絡化，在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效信息交互方式，并通過新的服務模式使各種信息技術融入社會行為，是信息化在人類社會綜合應用達到的更高境界。
1.2 物聯網技術體系
物聯網的技術體系框架包括感知層技術、網絡層技術、應用層技術和公共技術，這也體現出了物聯網的三個基本特征，即全面感知、可靠傳輸和智能處理。
2 基于物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統物理基礎
訂餐系統采用了160×98點陣的顯示屏和超小的輸入鍵盤，整個機身小巧美觀，重量只有70克。無線數據下載功能，無需使用連接線即可進行系統數據的下載，真正實現了無線雙向通信。采用了國際先進的信號放大技術，使其空曠通信距離可達1000多米室內可達200米以上。采用了國際通用的ISM頻段，不需要申請無線頻率、無需支付信道使用費，具有通信穩定可靠、費用低廉等優點。實現了餐飲業向規范化、智能化、現代化的飛躍，具有高可靠性、穩定性、無線集成等特點，利用RFID射頻技術，在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片，餐具進入結算區后（射頻天線感應區），通過對餐具底部RFID射頻芯片進行讀寫操作，借助于計算機及其通訊技術，實現對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理，實現快速結算。主要為學校食堂、企事業單位餐廳、快餐連鎖店等提供自選式快速結算服務，通過在餐盤底部植入射頻芯片的方式，實現快速結算，與傳統的結算方式相比，智盤系統具有速度快、核算準、體驗佳、無人值守等特點。
該方案采用物聯網、云計算等先進技術，涵蓋用戶自助開臺、自助選菜、自助結算、自助服務功能，通過智慧餐臺對餐廳進行智能化布控，全方位升級改造，有效降低餐廳運營成本、提升顧客用餐感受，打造智能化、現代化的餐廳。
2.1 方案介紹
基于RFID物聯網技術及云計算技術的智慧餐臺智能結算綜合解決方案。主要通過讀取智慧餐具中RFID標簽的方式，進行統一計價，并通過一卡通賬戶中的卡片進行支付。數據信息交予一卡通系統進行匯總管理，智慧餐臺通過液晶顯示屏將各類圖文信息直觀形象的展示給客戶。
集成一系列智能化、自主化的應用設備，并應用在充值、結算、就餐等各環節，對餐廳實施智能化布控，實現自動結算、自助充值等功能，節省餐廳人工，降低運營成本，打造智能化、現代化的餐廳，可廣泛應用在學校食堂、企事業單位餐廳及快餐連鎖店。
系統能夠7×24小時不間斷運行，故障率低，并且能確保在發生故障時，交易流水等重要數據不丟失。系統具備快速支付、安全高效等特點。
2.2 系統結構――分為兩大部分
智慧餐具：智慧餐臺系統的重要組成部分，有各種色彩的碗碟，每一種色彩對應一個價格，內置RFID標簽，供智慧餐臺讀取菜品和價格信息進行結算。
智慧餐臺結算系統：在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片，餐具進入餐臺結算區后（射頻天線感應區），通過對餐具底部RFID射頻芯片進行讀寫操作，借助于計算機及其通訊技術，實現對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理，實現快速結算。
3 基于物聯網技術的海警學院網上自助訂餐系統特點
由于打印系統所使用的串口通訊線路較長，很容易受外界電磁脈沖的干擾（如大型用電設備開啟與關閉的瞬間都會產生高壓脈沖），會導致信號傳輸失敗或燒壞打印機和電腦設備，針對此問題特別自行設計制作了光電隔離器（打印長線驅動器）。系統特點為：
3.1 人機交互
系統界面通過色塊對各類信息進行區分，重要信息將在界面上突出顯示，我們為您呈現更多精彩；觸控操作靈動流暢，強大功能，一觸即發；可自定義的語音提示，伴隨整個流程。
3.2 安全穩定
工業級的系統環境，8mm厚度的鋼化玻璃臺面，臺身采用高強度冷軋鋼板靜電噴塑，輕松應對高溫、潮濕、油污，為您全天候待命；數據本地存儲并自動上傳服務器，支持脫機使用，數據安全雙重保障；內置工業級讀頭天線，信息讀取更穩定，更靈敏！
3.3 操作簡單
智慧餐臺使用全中文觸控操作，具有良好的人機交互界面，功能操作簡單，前端操作員數量少，員工只需經過簡單快速的培訓就能立刻上崗，整套系統運作不會因員工流動和缺乏培訓受到影響。
3.4 安裝方便
智慧餐臺由于采用工業級硬件配置，具有良好的環境適應性和大容量數據存儲等優點，只要接通電源，連接網線，智慧餐臺就能正常工作。
參考文獻
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作者簡介
王宇舟（1994-）男，黑龍江省牡丹江市人。現為公安海警學院大學本科生在讀。研究方向為電子信息工程。
關鍵詞：中職教育；物聯網；計算機教學
當今社會，互聯網已經成為人們離不開的一樣東西，每時每刻人們都在網上尋找著自己想要的信息，搜索周邊的優惠。在中等職業學校計算機專業的教學中，要多加強實踐教學，盡量使教學信息化、網絡化，這樣才能適應不斷擴大的人才需求量，提高教學水平。在這種物聯網的大背景下，中等職業技術學校計算機專業有著廣闊的前景，但是，縱觀現在的中等職業技術學校的信息技術教育還存在諸多的問題，還不能為社會提供足夠多專業的計算機人才，因此，中等職業學校計算機專業的改革已經迫在眉睫。
一、物聯網的定義及其特點
物聯網就是通過各種信息傳感設備，去采集各種人們在互動、監控和鏈接過程中需要的信息，將其用互聯網進行結合，形成一個便捷的傳遞網絡。如此，便使得人與物體、物體與物體便捷地連接在一起，使人們在管理、控制這些物體的時候做得更好。通過把智能感知、各種識別技術、普適計算等技術應用到物聯網中，逐漸改變我們的生活。所以，物聯網被稱為在計算機、互聯網之后信息產業中的第三次發展浪潮。
物聯網與互聯網相對來說還是不同的。首先來說，物聯網就是各種感知的實際應用。在物聯網時代，各種感知最終通過互聯網相互連接，互聯網中的傳感器收集網絡或傳感器存在之地的各種信息，使得我們應用物聯網能夠隨著時間的推移，方便快速地更新所需要的信息。
其次，物聯網實際上是基于互聯網而形成的一個網絡，物聯網的核心技術其實就是互聯網的一部分，并且物聯網中人與物體、物體與物體之間傳遞信息靠的還是互聯網。物聯網中信息傳遞離不開網絡。但是，通常傳遞的信息量過于巨大，難以保證其傳遞的準確性與安全性，這就要求物聯網必須去適應各種異構網絡和網絡協議。
最后，物聯網就是提供一個人們自由交流的平臺，使得人與物體，人與人之間方便地連接，這種連接不受任何場景和時間的限制。而互聯網與物聯網的相互融合，會使物體的管理更加便捷，人們的交流更加方便。如此，人們便能夠深入地感受到物聯網在工作與生活中帶來的便利，引領人們去感受更智能、更便利的生活。
二、物聯網在計算機發展中的意義
隨著物聯網的不斷發展，物聯網技術日趨成熟，物聯網必將和互聯網一樣成為我們生活中必不可少的一部分，工業生產、環境監控、健康醫療、運動健身、交通運輸等方面必將出現越來越多的物聯網的身影，其涉及的范圍也將越來越廣。比如，蘋果公司的iWatch就可以收集佩戴者的運動量、心率、通話記錄、聯系人，等等，還可以便捷地通過iWatch與他人進行通話，iWatch可以和蘋果公司的iPhone相連接，實現物物互聯，為人們在通信上提供了諸多便利，有助于幫助使用者完成高效、便捷的通信。
新一代的物聯網技術還有諸多的作用，它必將改變我們未來的生活，在未來的各行各業中我們都將看到它的身影。如果我們將傳感器安裝到大橋、水壩、樓房、供電、供氣系統中，再將其用互聯網連接，將信息傳遞到整個網絡中去，實現人類社會與物理系統的整合，然后對所獲得的信息進行分析整理，并通過這種分析、研究，更好地對檢測對象進行管理、控制。這樣人們就可以用更加智能的方式管理生產和生活，人的生活必將更加便捷，人與自然的關系也將很好地得到改善，資源利用率和生產力水平也將大大提高。但是想達到這樣的目的，我們就需要有一個強大的中心計算機，使這臺計算機能夠很好地對傳感器獲得的信息進行很好的整理、分析、研究和控制，只有這樣，我們的設想才能夠實現。
在未來也許會出現這樣的情形：當家里的防盜門非正常打開時會自動報警，并打開家里的攝像頭；手機、鑰匙、錢包等會感應到與主人的距離，并會自動提醒主人隨時攜帶；衣服會感知周圍的氣溫自動調節溫度，等等。物流領域如果應用了物聯網技術，那么就有可能出現以下情況：當貨車超重時，貨車會告訴你超載了，還會報出超載的數字。此外，貨車還將就怎樣合理地配置貨物提出合理化的建議；當搬運人員卸貨時，一只貨物包裝可能會大叫“哎喲，好疼！”，或者說“寶貝，能不能輕點？”；當司機在和別人扯閑話，貨車可能會說：“親，我等不及了，能不能快點發車！”
就目前來看，我國網絡已經得到了大面積的覆蓋，高覆蓋率的優質網絡是物聯網發展的必要條件，一些安裝在各種設備上的傳感器都需要通過互聯網絡來實現傳遞，隨著科學技術的不斷發展，時代的不斷進步，使得物聯網中許許多多的物品產生的信息能夠很好地去分析、控制管理，使得便捷化、即時化的管理變成可能，相信隨著物聯網技術的不斷發展，人們的生產生活也將變得更加有趣、更加智能化。
三、未來物聯網發展趨勢
物聯網將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”，是繼計算機、互聯網之后的另一次信息技術革命。有專家認為，物聯網不僅可以為人們提供豐厚的收益，而且可以節約生產成本。尤其是在經濟形勢不好的情況下也許物聯網可以肩負起全球經濟復蘇的重擔。美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯網，我國也正在高度關注、重視物聯網的研究，工業和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。物聯網的推廣將會成為推進經濟發展的又一個驅動器，為我國的經濟發展作出貢獻。按照對物聯網的需求，需要數以億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術元件的生產，同時增加大量的就業機會。物聯網擁有業界最完整的專業物聯產品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應用，包括產品服務、智能家居、交通物流、環境保護、公共安全、智能消防、工業監測、個人健康等各種領域。
四、物聯網時代下中職計算機教學的發展融合策略
在物聯網技術不斷發展的今天，中等職業技術學校信息技術教育必須進行改革與發展。下面我闡述一下對信息技術課程發展的一些建議：
1.為了適應物聯網技術的發展要求，我們有必要調整計算機專業結構及課程設置
中等職業技術學校要緊跟時代潮流，找準企業發展方向，了解物聯網技術人才的需求特點，積極地去建立新的培養體系，健全人才培養過程，大力度增強學生的實踐能力，從學生的特點入手，積極地去帶領學生學習新興技術課程，完善教學課程設置，讓學生所學的知識緊跟時代步伐，與時俱進，充分適應新時期對于物聯網技術人才的需要。
2.我們要培養優秀的教師
所謂“名師出高徒”，要想讓學生學到緊跟時代步伐的物聯網技術，我們必須要建立健全優秀的師資力量，定期舉行教師技能培訓，增強教師自身素質，在教學實踐中，舉行各種教學質量評比，對教學質量優秀的老師，學校要適當給予獎勵，對教學質量欠佳的老師，學校要努力幫助其找到問題所在，及時糾正錯誤。在增強教師教學能力的同時，還應加強對教師師德的培養，使教師努力做到“學高為師，身正為范”，用扎實的學術能力和良好的道德品質應對時展對物聯網技術人才的需求。
3.我們要努力建立一個完善的實踐教學基地
在中等職業學校的信息技術教學中，實踐是相當重要的一個方面，因為計算機技術不同于其他知識，課本只是輔助作用，只有在實踐中學生才能更好地掌握這些知識，要想使得實踐教學能夠很好地進行，我們必須建立一個完善的實踐教學基地，能夠培養學生的實踐能力，突出智能化、模擬化、數字化等特點。要對計算機專業人才進行一技多能的培養，必須通過物聯網實訓模擬設備來進行，利用模擬的工作環境和工作流程，切實提高學生對物聯網技術的實際應用能力，優化教學資源與環境，使傳統教學與虛擬教學相結合，讓學生以優秀的能力迎接物聯網時代輝煌的明天。
五、物聯網實踐教學平臺現狀
隨著物聯網技術的不斷發展，國內興起了許多開發應用于高校的物聯網實踐平臺，這些平臺存在著部分問題：一是由于公司研發人員沒有實踐教學經驗，其開發的軟件很難與學生所學專業相關課程緊密聯系在一起，導致實踐與課程脫節的現象。二是各公司開發的物聯網實驗平臺采用的都是高端的ARM處理器，而在我們的實踐教學中，開設的是51單片機課程。這些公司開發的軟件對于學生來說學習難度過大。三是各公司開發的物聯網實驗平臺都只提供物聯網感知層和網絡層的相關實驗，沒有應用層的相關實驗，即使個別的公司提供了這類實驗，但是實際上很難與信息技術課程中所學的東西聯系在一起。很難達到很好的教學效果。此外，各公司所開發的平臺大多價格昂貴，每套價格都在萬元以上，學校的資金投入比較大。
物聯網是時展的新趨勢、新方向。中等職業技術學校要通過社會考察、學習和調研，探究課題研究方向，緊跟物聯網行業發展趨勢，準確找好物聯網技術人才的培養方向，反思當下物聯網技術教學實踐中存在的許多不足，積極推進中等職業技術學校的信息技術教育改革，為信息技術專業向物聯網專業過渡打下堅實的基礎，中等職業技術學校信息技術教育工作者應緊抓物聯網蓬勃發展這一機遇，為未來龐大的物聯網產業輸送更多高質量的人才。
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1 引言
激烈的競爭、繁重的學業和超強度的應試學習可引起學生的精神緊張和心情壓抑；舒適的生活和保姆式的伺服可能會導致孩子獨自面對困難時的迷茫和無助；父母的工作繁忙及電子產品的普及導致家庭溝通減少，加大孩子形成孤僻心理的概率；以及青少年成長過程中固有的逆反生理期等因素，這些都普遍影響著學生的心理健康，潛在威脅著他們的生活和學習。當代學生的心理健康問題越來越受到家長、學校和社會的重視，如何處理好學生的心理健康問題成為學校學生心理健康問題研究的一個重點和難點。
由于學生人數較多，心理健康輔導工作者難以逐一對每一個學生進行詳細咨詢與跟蹤，不能滿足現有的心理咨詢需求。與此同時，許多學生對心理問題采取回避的態度，使問題不能及時得到解決，出現了很多原本應該完全可以避免的悲劇。本文采用移動互聯網及大數據相關技術，根據心理專家的現有經驗，結合專家決策系統，建立學生心理健康環伺服務平臺，通過自愈式漂流瓶系統，給學生提供智能診斷和自愈式解答等綜合解決方案，利用技術手段探討學生心理健康問題的解決途徑。
2 信息化心理健康輔導平臺建設必要性
學生正處在青春期，如果出現心理問題，不會輕易聽從外界的勸輔，對于學生接觸的人群，按照緊密程度以及學生心理咨詢意愿程度，呈環狀特點，如圖1所示：
從圖1可以看出，越往外圈學生心理咨詢意愿越低。因此，學生如果心理上出現較大的變化，最好的辦法是主動式尋求幫助，用自愈的方式實現心理咨詢和輔導工作，而不同的心理輔導資源不可能常時間等候在周圍，因此需要用新的科技手段和模式解決學生實時心理咨詢問題：（1）學生有想法，可以通過移動終端將疑慮交給有類似經歷的師兄師姐；（2）學生如果需要專家輔導，也可通過文字、音頻、視頻遠端與專家在隱私狀態下交流；（3）學生可以與老師、班主任在匿名情況下交流；（4）學生可以將想法、反駁意見在隱私狀態下交給家長群，在群內進行討論。
雖然學生心理健康輔導已經成為大部分學校關注的一個課題，但由于受到地區發展差異、教師輔導能力偏差、配套資源到位不一、開展模式不同等多種因素的制約，傳統的心理健康輔導模式在實施過程中面臨著許多窘境，實施效果很難得到有效保障，實現模式沒法高效推廣。面對區域、資源、模式等多方面的瓶頸制約，借助信息技術，搭建基于大數據及專家決策系統的學生心理健康輔導漂流瓶平臺是使心理健康輔導工作廣泛而且快速優質地開展的一種有效方式。
3 信息化心理健康輔導平臺設計
3.1 關鍵技術
（1）大數據
大數據指一種規模大到在獲取、存儲、管理和分析方面大大超出了傳統數據庫軟件工具能力范圍的數據集合，具有海量的數據規模、快速的數據流轉、多樣的數據類型和價值密度低等四大特征。
本平臺利用學生在校的大數據，對學生日常學習生活中的成績波動情況、考勤情況、消費情況、違規違紀情況以及老師評語等信息進行建模分析，對學生的性格、情緒、心理、偏好等進行個人特征輪廓提取及更新，按照預先設置并可不斷學習迭代優化的推理規則，對學生心理問題進行判斷并為其配對最優的輔導形式以及輔導材料。
（2）HTML5
HTML5是萬維網的核心語言、標準通用標記語言下的一個應用超文本標記語言（HTML）的第五次重大修改。HTML5的設計目的是為了在移動設備上支持多媒體，同時引進了新的功能，可以真正改變用戶與文檔的交互方式，包括新的解析規則，增強了靈活性、新屬性、淘汰過時的或冗余的屬性等，其特性賦予了網頁更好的意義和結構。
本平臺的客戶端是基于HTML5開發的網頁APP，擁有更短的啟動時間、更快的聯網速度、更有效的連接工作效率，使得基于頁面的實時聊天、更優化的在線交流得到了實現。
3.2 設計原則
（1）要具備強大的數據收集、處理、分析以及信息生成能力。各片區優質資源不均、稀少甚至匱乏，是制約傳統心理健康輔導模式規模化快速成效的主因之一。信息化平臺，其固有的技術優點之一就是突破物理區域的限制，能夠實現跨區域甚至跨國界優質資源的高效整合，達到以更開闊的眼界、更先進的理念，實現無時空限制的心理輔導服務。有別于傳統的傾聽交流式甚至理論說教式的輔導，大數據平臺更加尊重學生的偏好及習慣，提供漫畫、故事小說、歌曲甚至影視等形式多樣的輔導資源，使學生在其最為偏好的學習及娛樂過程中心理健康得到潛移默化的修復。此外，平臺還應該具備自我學習、總結學生心理的具有時代特征的能力，并依據歷史使用情況不斷自我生成心理輔導的故事案例，從而提升系統的時間自適應性。學生心理健康漂流瓶系統流程圖如圖2所示。
（2）要具備多維度智能獲取學生心理動態能力及提供主動心理輔導和被動心理輔導的服務，如圖3所示。與學校教學信息化平動，獲得學生在無覺察情況下的日常學習生活中的成績波動情況、考勤情況、違規違紀情況以及老師評語等信息，借助專家決策系統推斷實名學生的性格特征及心理波動情況，實時跟蹤預測學生的心理輔導需求，并依據實際情況主動推送心理輔導材料，并提醒相對應的老師及家長做好線下觀察、輔導及關愛工作，通過O2O模式強化提前心理輔導效果。在學生匿名登陸平臺主動進行心情交流及心理咨詢時，平臺通過卡通形象的智能機器人與其進行文字交流，在詞意理解后，將關鍵詞送與專家決策系統進行決策判斷，實時形成干預方案，實施心理健康輔導；同時為在線咨詢學生配對以前有類似困惑而且已得到成功輔導的學長學姐來進行一對一的匿名交流輔導。
（3）要提供令人舒心的無擔憂的溝通方式及環境，如圖4所示。心理健康問題往往伴著一些涉及個人隱私并且不想被別人獲知的事情。對他人進行傾訴，尤其對熟悉的人，可能會感覺難為情或擔憂事情外流擴散，甚至二者均有。因此，平臺設計通過一個扔進茫茫大海漂流瓶的方式給學生進行情緒發泄或心事傾訴；學生通過收到或撿到一個無主的漂流瓶來獲得心理輔導及心理健康輔導幫助。這種方式可為遙遠的求助學生提供心理輔導幫助。
3.3 平臺特點
所建設的平臺需具備以下模塊及特點：
（1）有與目前校園學生相關的系統相連的應用接口；
（2）學生成績、日常表現等大數據分析告警提示；
（3）類似遭遇檢索和推送等決策；
（4）與互聯網實時通訊工具（如微信、QQ）的互聯；
（5）有基于移動互聯網的客戶端（如APP），多類型終端適用；
（6）與青少年性情相適應的應用界面設計。
3.4 體系架構
根據平臺信息化的核心需求，基于大數據及專家決策系統的學生心理健康輔導漂流瓶平臺的體系架構由基礎層、數據層、分析層、決策層、接口層、應用層六層架構組成，如圖5所示。
基礎層，主要包括平臺建設所需要的硬件設備、網絡環境、動力環境、操作系統、數據庫軟件等。
數據層，主要包括3種類型數據。心理輔導所需要的漫畫、故事小說、歌曲甚至影視等形式多樣的資源；專家團隊特長等相關信息以及以前服務過的匿名學生的情況；與學校教學信息化平動獲取的實名學生日常的學習生活中的成績波動情況、考勤情況、違規違紀情況以及老師評語等信息。
分析層，主要負責兩個方面的工作。一方面負責對已入庫的心理輔導材料進行內容識別分類和依據自身服務案例生成新的輔導材料；另一方面，對學生的性格、情緒、心理、偏好等海量學生信息進行個人特征輪廓提取。
決策層，按照預先設置并可不斷學習迭代優化的推理規則，對學生心理問題進行判斷并為其配對最優的輔導形式以及輔導材料，并依據相關反饋結果，優化推理規則。
接口層，具備包括與外圍系統進行數據交互的接口以及短信接口。
應用層，通過手機及計算機客戶端等渠道向學生提供友好的被動服務界面，并與學校教學平動，主動向學生推送早期心理輔導材料。
3.5 網絡拓撲
平臺網絡拓撲如圖6所示。
3.6 功能模塊
平臺包括學生信息庫、專家團隊資料庫、心理輔導資料庫、決策分析系統和漂流瓶系統等五大模塊，如圖7所示：
學生信息庫：包括成績波動情況、考勤情況、違規違紀情況以及老師評語等信息。
專家團隊資料庫：包括專家基礎資料和特長等信息。
心理輔導資料庫：包括漫畫、故事、小說等內容，提供文字、圖片、音頻、視頻等呈現形式。
決策分析系統：包括內容識別分類、特征提取、規則庫、決策器、學習器等模塊。
漂流瓶系統：包括用于基礎信息維護和學生心理健康度分析的后端管理平臺和學生交互使用的前端APP。
3.7 關鍵業務流程設計
（1）主動提前心理輔導服務業務流程（如圖8所示）
1）數據層：平臺與學校教學信息化平動，獲得學生在無覺察情況下的日常學習生活中的成績波動情況、考勤情況、違規違紀情況以及老師評語等信息。
2）分析層：對已獲取的實名學生的信息進行性格、情緒、心理、偏好等個人特征輪廓提取及更新。
3）決策層：居于分析層提供學習輪廓特征及其變化情況，按照推理規則，對學生心理隱患進行判斷并為其配對最優的輔導形式以及輔導材料。
4）應用層：按照決策層的結果，與教學信息化平動，以漂流瓶形式向學生主動推送符合其偏好的心理輔導材料；同時短信提醒老師及家長做好線下觀察、輔導及關愛工作，并接受老師及家長的反饋。
5）針對老師及家長的反饋數據和學生接受心理輔導操作記錄進行分析，并豐富數據層、分析層、決策層對應的數據及規則。
（2）在線心理輔導服務業務流程（如圖9所示）
1）應用層：通過漂流瓶方式獲得學生的情緒發泄信號或心理輔導需求，把相關信息輸送到數據層。
2）數據層：存儲收到的信息，并觸發數據分析請求。
3）分析層：接受請求，對數據進行信息識別分類。
4）決策層：根據分析層提供的信息識別結果，按照推理規則，對學生心理隱患進行判斷并為其配對最優的輔導形式以及輔導材料；同時為在線咨詢學生配對以前有類似困惑而且已得到成功輔導的學長學姐進行一對一的匿名配對交流輔導。
5）客戶端：學生通過收到一個回應漂流瓶來獲得心理輔導、心理健康輔導幫助，并通過漂流瓶繼續進行交互。
6）依據在線交互數據進行分析，并豐富數據層、分析層、決策層對應的數據及規則。
3.8 安全機制
心理咨詢涉及學生的隱私，相關數據屬于敏感數據。為保護學生隱私，必須采取相應的安全機制加強對平臺和數據的安全管理。平臺采取的安全機制包括網絡安全管理、賬號安全管理和數據安全管理。
（1）網絡安全管理
內外網互聯安全管理，將平臺網絡劃分為獨立網絡，通過設置防火墻策略與其他網絡進行隔離。
（2）賬號安全管理
嚴格控制平臺相關賬號，定期更換口令，嚴格控制賬號訪問權限，保存各賬號的操作記錄，定期審計。
（3）數據安全管理
加強敏感數據的保密工作，主要通過記錄數據進出、分開存放、傳輸加密和記錄人員對數據的操作、定期審計等措施，對數據進行安全管理。
關鍵詞：物聯網 教育 傳感
中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0084-01
物聯網的概念在1999年第一次提出，自此之后受到了越來越多的關注，物聯網的目的在于將物品通過信息傳感設備與互聯網聯系起來，通過這種聯系實現智能化的管理和操作。物聯網的發展讓我們的未來前景光明無限，例如在司機駕駛出現操作錯誤時車子會自動報警，衣服會對水溫和顏色提出要求，主人忘記帶東西公文包也會主動提醒。物聯網的發展將使人們的生活變得越來越智能化，改變人們傳統的生活方式，本文就物聯網的定義、特征以及架構，探討物聯網在教育行業中的應用。
1 物聯網的定義
物聯網強調物品的關聯，是指通過傳感設備將現實中的各種物件相互連通，由此而形成的網絡，連通的每個物品都有數字化和網絡化的標識，這也方便了管理和共享。物聯網是在互聯網的基礎上延伸出來的，其核心依然是互聯網，延伸到了物品和物品之間，實現信息通訊和交換，互聯網的信息傳遞是人與人之間，物聯網則可以達到人與物、物與物之間，擴大了信息交換的范圍。
2 物聯網的特點
2.1 連通性
連通性是物聯網的最本質的特征，物聯網的連通有三個維度，分別是任意時間、任意地點和任意物體的連通性。[1]
2.2 智能服務性
物聯網使人們的生活變得更加數字化和網絡化，生活中的各個事物通過智能化的方式相互關聯起來，網絡也變得更加智能化，物聯網可以通過感知人們所處的環境狀態，幫助人們更好地利用環境資源做出正確的判斷。
2.3 技術性
物聯網是通過技術變革產生的，這種先進的技術代表著未來計算機和信息傳遞技術的發展趨勢，物聯網的發展對于其他的很多技術也有很強的依賴性，例如傳感技術、納米技術等現代化的先進技術。
2.4 嵌入性
物聯網的嵌入性主要體現在兩個方面，其一是各種各樣的事物是嵌入在我們處的生活之中的，其二是物聯網提供的網絡服務將緊密的嵌入到人們的日?；顒又小?/p>
3 物聯網的結構體系
3.1 感知層
物聯網的第一個部分是感知層，顧名思義感知就是采集物體的信息，例如我們每個人都有的二代身份證，我們可以用身份證去買票等等，實際上二代身份證就是一個信息采集工具，里面包括了所有的原始信息和將來可能會有的記錄，通過讀取器將這些信息讀取出來，因此簡單的來說身份證就是一個智能卡。
還有一種采集模式是傳感器，這種傳感器不是我們日常所使用的工業上的傳感器。這種傳感器最早運用于軍事戰場，但隨著科學技術的快速發展，現在的傳感器的體積可以做的非常小，最小的可以做到納米的體積，這樣的傳感器人眼是無法看到的，傳感器可以傳感溫度、濕度等等，伴隨科學技術的迅速發展，未來的傳感器可以做的越來越小，其價格也會越來越便宜。
3.2 通信層
通信層就是把收集到的信息傳輸到后臺的系統，比如計算機或數據中心，都可以作為后臺系統，傳輸的過程就被稱作為通信層。通信的方式多種多樣，有有線、無線、手機網絡等等，通信層在物聯網的架構中是十分重要的。[2]
3.3 應用層
即專業軟件和服務，將收集到的信息進行分類、整理、分析、計算，然后應用在社會的各個專業領域，例如旅游、農業、軍事、環保等等。應用層分為軟件和硬件兩個部分，軟件是指在應用層使用的各種分析、應用和挖掘數據等軟件，硬件則是指服務器、計算機、存儲設備等。
4 物聯網在教育行業中的應用
物聯網有可能提供給人們一個完全不同的工作和生活環境，物聯網的價值更大的在于對于不同的行業有不同的應用，雖然物聯網在教育行業中的應用尚處在起步階段，但未來卻有著無窮的可能性。[3]
4.1 建設全面、主動的教學管理體系
在建設教學管理體系方面，利用物聯網的技術，對于完善教學管理的組織、評價和考核系統有著十分重要的作用，從而促進保障教學質量的監控體系的形成。教師可以利用物聯網系統自動統計學生的學習情況，院校級的管理部門也能運用物聯網技術對于學生的學習和生活情況進行了解和分析，有利于學生工作的開展。利用物聯網技術還可以對于學生在校內的行蹤進行監控，降低校園安全事故發生的可能性，建立以物聯網為基礎的彈性修學模式，學生可以根據自己的興趣愛好對于課程進行修改，選擇自己喜愛的感興趣的課程，在需要進行考試時連接到試題系統。建立教學評價系統，實現學生和教師的雙向評價，通過評價調整教學或者學習的進度，提升學習效果，提高教學效率。
4.2 構建創新、開放的教學模式
以物聯網為基礎的教學模式相比于傳統的教學模式來說更具有創新性和開放性，在這個模式中，學習者可以最大限度的利用物聯網資源，在學習的同時促進思維能力的發展。學習者在學習后進行反思、總結，從中提煉出有價值的知識和信息，并與物聯網上的其他學習者共享。
除此之外，將物聯網技術和現代教育理念相結合還有利于對協同、協作模式進行支撐，克服原有模式中的障礙，激發學生主動的去學習知識，并且整合協調多學科的能力。
4.3 拓展學習空間，培養學習者學習的主動性
物聯網技術能夠為學習者的普通學習、課后學習等提供環境，學習空間的拓展對于學習者主動學習和根據自己的興趣有針對性的學習有著很重要的作用，學習者可以通過物聯網解決自己感興趣的問題，與傳感系統相結合，學習者就可以學習集成應用領域內的多種科學。
物聯網的感知特性還能夠讓教育者有效的管理學習者的學習過程。
物聯網在教育領域的應用和發展不是一個單純的技術問題，而是涉及到很多方面，目前物聯網的研究主要在于物流管理和智能家居等領域，在教育領域的運用尚不多見，但隨著物聯網技術的快速發展和逐步成熟，物聯網在教育領域的運用將會越來越廣泛。借本文拋磚引玉，希望可以為物聯網在教育行業應用的研究員和實踐者提供一些幫助。
參考文獻
[1]劉陳，景興紅，董鋼.淺談物聯網的技術特點及其廣泛應用[J].科學咨詢（科技·管理），2011（09）.
關鍵詞：物聯網；計算機網絡；課程群；教學改革
1 計算機網絡技術課程群在物聯網工程專業中的重要地位
物聯網是繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、識別技術、傳感器網絡以及普適計算等技術，按照約定的協議，實現無處不在的物與物、物與人、人與人之間的互聯，其應用領域包括醫療監測、智能交通、政府工作、智能消防、環境監測、情報搜集等。物聯網公認有3個層次，其中底層是感知數據的感知層，中間是傳輸數據的網絡層，上層是內容信息處理的應用層。
由物聯網技術層次結構可以看出，物聯網是三網融合的延伸和擴展，技術的核心和基礎仍然是互聯網。它以IP協議為基礎，采用類似互聯網TCP/IP協議的分層網絡通信協議為上層的各種應用提供服務[1]。
從物聯網技術核心需求的角度來看，計算機網絡基礎知識在整個物聯網的課程知識體系中尤為重要。在專業建設過程中，應以互聯網為核心和基礎，以計算機網絡課程為中心，充分考慮物聯網工程專業對計算機網絡知識的需求，圍繞課程選取與階梯式課程群設置、教學內容安排與銜接、教學方法與改革、實踐課程體系設置等方面展開改革和探索，培養學生扎實的網絡知識，為后續物聯網相關課程打好基礎[2]。
2 課程選取與階梯式課程群的課程設置
課程群的課程設置不是簡單的課程組合，需要對課程體系統籌規劃。計算機網絡技術作為一個重要的知識模塊，涵蓋了從計算機網絡的理論基礎到實踐操作，再到綜合應用的全部內容，是一個內涵豐富的課程體系。
湖北工業大學的物聯網工程專業依托原有的網絡工程專業，課程體系設置在網絡工程專業的基礎上進行了大幅度的修改，網絡工程專業計算機網絡技術課程群的主要課程見圖1。
可以看出，原有計算機網絡技術課程群的課程主要基于IPV4，偏重于互聯網理論基礎、層次模型、有線網絡結構及組建、網絡管理與分析等方面，并不能體現現代物聯網的架構和特點。
因此，在進行物聯網工程專業的計算機網絡技術課程群設置過程中，筆者充分考慮物聯網工程專業的需求和特點，經過大量調研和反復思考，整體改造原課程群，加入了無線網絡、嵌入式、傳感等知識模塊，形成一條層次分明且知識體系完整而獨立的課程鏈，主要專業核心課程有計算機網絡、TCP/IP協議原理、網絡互聯技術、物聯網技術概論、無線傳感器網絡、RFID原理及應用、物聯網安全技術、網絡編程與系統開發。物聯網工程專業階梯式計算機網絡技術課程群具體課程設置見圖2。
由圖2可以看出，經過精心設置的物聯網工程專業計算機網絡技術課程群的各門課程并非簡單的、平面式的結構，而是5個階段的課程群[3]，分別為網絡基礎理論模塊、網絡基礎應用模塊、物聯網基礎模塊、物聯網應用與安全模塊、物聯網綜合應用與實踐模塊，具有良好的課程遞進層次關系。
3 課程群具體的教學內容設置
計算機網絡課程群主要培養物聯網工程系本科生的互聯網與物聯網理論基礎和實踐能力，要求學生掌握互聯網和物聯網的基本理論知識與關鍵技術，能夠理解網絡體系結構與物聯網總體構架，并具備網絡管理與配置、網絡應用與創新的能力。計算機網絡課程群的建設不僅是選取內容縱向有傳承關系、橫向有內在聯系的幾門課程，還要梳理和整合課程教學內容，打破課程間的壁壘，減少重復內容并保證內容的連貫性與完整性[4]。因此，在進行課程群建設時，筆者充分考慮了課程群內諸課程在結構、內容、側重點、時間分配等方面的相互關系。經過幾年的教學實踐與探索，筆者在教學內容的安排和設置方面做了如下安排和改革，見表1。
從第三學期開始，每學期逐漸增加網絡方向的課程，這學期開設的計算機網絡主要以培養學習興趣和奠定網絡基礎為主。從最熟悉的互聯網應用入手，首先闡述計算機網絡的起源與發展、網絡的基本概念以及網絡協議與體系結構分層模型，使學生對網絡整體架構有清晰的了解；然后以自底至上的順序詳細講解網絡各層次的協議內容與工作原理，并在實驗環節使用抓包軟件進行協議分析和觀察，以驗證性和演示性實驗為主，使學生通過實驗過程了解網絡相關知識；在計算機網絡課程的后期，加入對未來網絡展望的內容，包括下一代因特網、物聯網等知識，一方面擴展傳統計算機網絡授課的范疇，增加課程的廣度和深度，另一方面旨在提高學生的學習興趣，為后續課程打好基礎。
第四學期的教學內容主要在第三學期課程的基礎上進行擴充和深入，開設網絡互聯技術與TCP/IP協議原理課程。通過學習網絡互聯技術課程，學生將掌握交換與路由的基本知識與基本原理，培B學生對中小型園區網的組網與管理能力，能對具體的網絡應用給出合理的規劃和可行的解決方案，并具備解決網絡中常見問題的基本技能，將理論知識付諸于應用。TCP/IP協議原理課程是計算機網絡課程的延續和深化，通過課程學習，學生將深入掌握TCP/IP原理，在理論學習的基礎上用程序設計語言實現，從而提高網絡應用程序開發能力，夯實網絡管理基礎，提高網絡安全意識，增強網絡分析能力。
在前面兩個學期學習互聯網技術的基礎上，第五學期的教學內容開始體現物聯網特色，開設的物聯網技術概論、無線傳感器網絡以及RFID原理及應用3門課程都是物聯網專業的核心課程。物聯網技術概論是學生認識物聯網的起點，通過課程學習，學生能了解物聯網的起源和典型應用，理解物聯網的概念與內涵，并對物聯網的體系架構和核心技術有充分的認識，這是一門重要的物聯網技術啟蒙課程。無線傳感器網絡和RFID原理及應用這兩門課，是深入學習和研究物聯網技術的核心專業課程。通過學習，學生應掌握無線傳感器平臺和網絡架構、射頻識別技術的基本概念與原理方法，為后續的綜合實踐環節打好理論基礎。
第六學期開設的網絡管理與安全和物聯網安全兩門課程是進階課程，通過這兩門課程的學習，學生應在掌握互聯網與物聯網基本原理的基礎上，了解網絡管理和網絡安全知識模塊，包括密碼理論、無線傳感器網絡安全概述、密鑰管理、安全路由、物聯網中的抗干擾、射頻識別的隱私與安全、物聯網嵌入式系統的安全設計等基礎知識，達到從理論到應用、從架構到安全的全方位提升。
第七學期設置的物聯網應用綜合設計及創業實踐環節，旨在提高學生的綜合應用和動手能力。通過為期一個月的實踐學習，學生能夠設計一個物聯網綜合應用系統，能夠從系統的角度看待物聯網的應用問題，并能綜合利用幾年來所學的互聯網及物聯網知識解決網絡通信及應用的相關問題。
綜上所述，本課程群的課程內容在設置上是完整的、連續的、突出重點的，涵蓋了從基礎的互聯網到物聯網的基本原理、體系架構、網絡應用、關鍵技術與安全的內容，并遵循從易到難、從淺到深、從原理到應用、從互聯網到物聯網、從系統到安全的原則來設置教學內容。課程分布于第三學期到第六學期之間，內容在時間的安排上符合學習的一般規律，并注重理論與實踐相結合的原則，具有科學性和可實施性。
4 計算機網絡課程群教學方法改革
物聯網技術屬于集成創新型技術，培養的人才不僅要具備扎實的理論基礎，還應具備很強的工程實踐與應用能力。因此，在計算機網絡課程群的教學中，筆者堅持“課程精、實踐強”的原則，強調理論與實踐相結合的教學方法，不斷改革理論教學，引入MOOCs、混合教學、開放課堂、對分課堂等形式，強化實踐教學，深入開展校企合作模式，形成了工程訓練、專業認證、創新培養并舉的特色教育理念。鑒于在實踐教學和創新能力培養方面的有力措施和突出成績，筆者在2012年獲得了湖北工業大學優秀教學成果一等獎。
4.1 根據不同課程探尋多種教學模式，提高教學效果
近年來，以MOOCs為代表的新型教學模式不斷涌現，大多依托網絡教學資源，秉承自由學習的理念，旨在調動學生的學習積極性和創造性，為傳統課堂注入了新的活力。筆者在計算機網絡課程群的建設中，結合各門課程的優勢和特點，進行了多種課程教學模式的改革和嘗試，力求獲得更好的教學效果。
以計算機網絡課程教學模式改革為例，該課程作為課程群的第一門專業基礎課，其教學效果對整個專業的后續學習至關重要?？紤]到這門課程的網絡資源比較豐富，且大部分內容難度不大，筆者采取了傳統教學與網絡教學相結合的混合教學模式。這種模式由課前預習、面對面授課（face-to-face）、在線學習（On-line）、實踐訓練4個過程組成。此學習模式整合了各種教學資源和多樣化的學習形式，如課堂學習、自主學習、分組討論、任務驅動、協作項目實踐活動、實踐訓練等[5]?；旌辖虒W模式既保持了傳統課程教W的優勢，又在課前和課后引導學生自主學習，學生能通過各種學習方式保持學習興趣并取得良好的學習效果。
在物聯網技術概論課程教學模式改革中，針對該課程內容繁而細、知識更新快、實踐性強的特點，筆者提出了物聯網導論的開放式教學法，主要途徑有開放教學過程、開放教學內容、開放教學考核與開放教學環境等。在教學過程中，以學生為主體開展教學活動，課堂上有分組討論、頭腦風暴、及時答疑、小組展示等各種環節。在注重師生關系平等的基礎上，盡量與學生進行課堂互動，引導學生積極思考并大膽表達自己的觀點。在教學內容上以新技術和實例教學為主，每學期的課件和內容都要及時更新和補充，并將教學內容融入實際案例。比如在介紹常用傳感器及其典型應用的時候，會聯系生活中的小米手環、智能醫療、智能家居應用等，既提高了學生的學習興趣，也擴充了學生的視野。在教學環境上，以開放的網絡教學平臺作為課堂的補充，并以開放的形式進行考核，注重對學生分析能力和創新能力的考核。
實踐證明，依據不同課程的特點和性質，在課程群中開展適合不同課程的多種教學模式探索，能大大增加課程的吸引力并降低學習的難度，學生不僅能學到知識，更能提高學習的興趣，并鍛煉自學能力和創新能力。
4.2 重視實踐教學環節，提高學生工程實踐能力
為了保證實踐教學環節的教學質量和教學效果，筆者多次對物聯網工程專業實踐教學計劃進行深入的研究和有針對性的修訂，包括增加實踐教學環節的學時、提高綜合性與設計性實驗比例、增加物聯網應用綜合設計及創業實踐環節、強化實習環節和畢業設計環節，并加強對實踐教學體系各環節的規范化管理。
1）調整實驗學時，改革實驗教學方式，提高綜合性與設計性實驗比例。
計算機網絡課程群中的每門課程都配備了實驗教學環節。對于一些實踐性較強的課程，如網絡互聯技術課程，根據其課程特點，改革性地將理論課堂搬到實驗室。為保證課堂效果和實驗過程完整性，采用4節連上的方式，并將對分課堂和任務驅動的教學理念引入課堂，用一節課講解核心的理論和實驗內容，余下3節課全部進行實驗、調試和答疑。每節課以一個實踐小項目為驅動，學生通過分組合作的方式進行，以實踐項目完成效果為考核的標準。學生普遍反映這種實踐教學效果良好，可以及時消化和理解理論知識，避免理論與實踐的脫節，并鍛煉了協作與學習能力。
為了彌補大多數課程中以驗證性實驗為主的局限性，課程在每門課程的實驗教學大綱中都加入了一個綜合性的實驗內容，并在高年級增加了物聯網應用綜合設計及創業實踐環節，主要提供一些平臺和一段時間給學生進行知識的梳理和總結，鼓勵學生進行創業計劃實現自己的想法，把學生的興趣、愛好、學習、創新融為一體，這也是實踐環節的主要目標。
關鍵詞：物聯網；物聯網工程導論；教學方法
作者簡介：吳韶波（1970-），女，江蘇常熟人，北京信息科技大學信息與通信工程學院，副教授；文江川（1977-），男，江西永新人，北京信息科技大學信息與通信工程學院，講師。（北京 100101）
基金項目：本文系北京信息科技大學重點教改項目（項目編號：2012JGZD04）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0111-01
導論課程是為了幫助剛剛進入大學的新生，在進行專業知識學習之前，使其了解所學專業、解讀所就讀的專業是什么，包括哪些專業課程、如何學習和運用專業知識、就業及考研去向等方面的問題，幫助其順利完成學業的一門專業基礎課程。目的在于通過導論課程的學習，使學生對所學習的專業有整體認識，對專業技術領域有一個初步的了解，明確各門專業課之間的聯系，為學生后續四年的知識學習、能力提高、素質培養以及畢業后從事科學研究、技術開發或經營管理等工作打下堅實基礎，是培養學生專業興趣、激發學習的動力、引導學習的方法、規劃學習計劃和未來就業十分有效的方式和重要的手段。
一、導論課程教學中存在的問題
物聯網工程專業是自2010年才陸續開設的新專業，涉及多領域技術，學科交叉，具有深厚的理論與廣泛的實踐相結合的特征?！拔锫摼W工程導論”是物聯網工程專業的入門課程，從物聯網的應用、技術、服務、知識體系等角度闡述本專業包括的內容。在該課程的教學過程中發現存在著以下問題：
1.課程內容多，技術廣，綜合性強
物聯網被譽為信息產業的第三次浪潮，涉及計算機科學與技術、電子科學與技術、通信工程、自動化、智能科學與技術等多領域、綜合叉學科，被廣泛應用于智能交通、智慧城市、智慧醫療、工業監測、物流等方面。由于物聯網工程專業的教學內容涉及內容多，技術廣，對教學內容的有效綜合和整體優化勢在必行。
2.學生有興趣，熱情高，基礎缺乏
“物聯網工程導論”課程在大學一年級新生入學后開設，學生對新知識、新技術具有強烈的好奇心。通過對北京信息科技大學2013級物聯網工程專業新生進行統計，96.8%的學生對物聯網技術有前期調研，但對物聯網工程專業的具體教學內容了解較少，實踐動手能力普遍欠缺。教師綜合運用教學手段，突出物聯網工程專業課程體系知識脈絡，引導學生采用正確的學習方法開展專業課程的學習，培養其職業素養和職業道德，將為學生今后的學習與工作打下良好基礎。
3.專業領域新，對師資隊伍要求高
物聯網技術作為新興的研究領域，高校在新辦物聯網工程專業的過程中存在著涉及的專業知識廣，交叉性強；課程體系尚處在摸索階段，有待不斷完善；學科建設不成熟；全面掌握物聯網技術實踐教學的師資隊伍嚴重缺乏等問題。這對任課教師提出了更高要求，教師需不斷更新專業認知，擴充知識結構，并加強工程實踐能力培養。
4.教學方法單一，考評方式片面
“物聯網工程導論”課程涉及知識內容豐富，對各部分知識點的要求掌握的程度各不相同。導論課程面向一年級新生開設，學生的基礎和知識掌握程度參差不齊，若采用單一授課的方式，可能達不到預期教學效果。再者，若考評只采用傳統的“期末考試成績+平時成績”進行考量的方式，很難全面體現學生對新知識的掌握程度和相關能力的提高，或將束縛學生的思維，使學生對后續課程產生為難情緒或消極的負面影響，甚至厭學。
二、導論課程教學的幾點思考
針對以上在“物聯網工程導論”課程的教學中存在的問題，對物聯網技術本身特點以及物聯網專業新生特點進行分析總結和實際授課情況，建議從以下幾方面進行改進：
1.解析專業知識框架，優化教學內容
“物聯網工程導論”課程應從宏觀上介紹了物聯網工程領域的相關知識內容，綜合性較強。通過對物聯網基本概念、知識體系進行整體介紹，使學生既對涉及到的廣泛技術有了解、有興趣，又不會被龐大的眾多學科內容嚇倒，形成對“物聯網工程”基本模型和基本問題的初步且宏觀的科學認識。目前，絕大多數的物聯網導論書籍對于物聯網專有的RFID技術、無線傳感器網絡以及M2M等技術介紹比較詳細，其他必須的計算機、通信和控制方面的內容則很少提及。因此，應貫穿“全局指導局部”的方針構建基本知識框架，對教學內容進行整體的優化，保證后續教學能圍繞物聯網的需求進行；剖析物聯網技術與相關學科之間相互交叉、互相作用、互相促進的關系，引導學生采用正確的學習方法開展專業課程的學習，強調基礎知識，注重技術應用，讓學生了解物聯網技術發展的前沿技術和巨大的創新機遇以及極其廣闊的發展空間。
2.教學方式多樣化，鼓勵創新思維
物聯網技術發展迅速，正不斷應用于很多領域中，因此，導論課程的教學可以采用多樣化的教學方式融于整個授課過程中。
作為實踐性很強的工科學科，感性認識可以加深對物聯網工程理論知識的理解。采用案例式教學，如：在介紹物聯網與傳感器采集數據的關系時，教室可以帶領學生參觀智能家居的樣板間，讓學生親身感受如何采集溫度、濕度、光照等信息，如何傳輸這些數據并對家電進一步控制。也可以綜合考慮課程側重內容以及學生的興趣點，歸納提煉出研究的方向，采用研究式教學，啟發學生思考，鼓勵學生通過查閱資料、對比分析等方式來解決問題和提出自己的想法，以達到培養學生分析和解決實際問題的能力和創新思維的目的。最后，課程也可以不局限于課內教學，教師可充分利用網絡教學資源進行教學輔助，突破傳統導論課教學在時間與空間上的局限性。
3.強化實踐教學，緊跟領域前沿研究新技術
“物聯網工程導論”課程內容多，除了介紹計算機、電子、通信、控制等有關專業基礎外，還涉及到大量全新而復雜的新技術。對于剛進入該專業的新生來說，從書本中很難明確自己今后的學習和研究方向，也很難將抽象的書面知識與實際應用相結合。因此，教師應適當輔以實踐教學環節，并通過參觀與專業相關的實驗室、物聯網應用樣板間、開展物聯網技術現場教學與實踐活動，拉近學生與物聯網技術應用之間的距離。注重實際應用，幫助學生理解抽象的概念，讓學生既能提升對課程的興趣，又可及時掌握技術發展的最新動態。這樣有利于學生從技術層面整體把握物聯網，對其后續專業課程的學習和理解起到較好的引導作用。通過進入實驗室體驗學術研究的過程，也能激發學生對高水平研究與應用的熱情。
4.建立綜合考評體系，考評方式全面靈活
導論課程的考評可分為期末考試、實踐報告、研究報告等多個組成部分。期末考試可采用開卷形式，基于課程內容涉及的基本理論、基礎知識進行測試，同時也避免了學生死記硬背。研究報告可以小組形式進行提交，根據選定的研究方向從查閱文獻、自主思考、組織討論到形成結果、匯報總結，明確小組中每名學生的工作與貢獻。實踐報告指學生通過參觀與實踐，對物聯網新技術應用的進一步理解，包括基本的原理、實踐操作、方案改進等，培養學生系統獲得新知識、新技術的能力，擴展知識面，鼓勵創新思維。
三、結束語
“物聯網工程導論”課程肩負著引導物聯網工程專業新生了解專業技術發展，激發專業課程學習興趣，掌握自主獲取知識方法，引導正確學習方法的重任。本文首先根據物聯網技術及專業新生的特點，討論了“物聯網工程導論”教學中存在的若干問題，從教學模式、實踐教學、考評機制等三個方面給出了對于本課程教學的有關新思考，力爭提高學生的學習興趣，指導后續課程的學習，培養出具有自主學習、創新思維和較強實踐能力的物聯網工程專業人才。
參考文獻：
[1]邱秧瓊，宋揚，顧征，等.工程導論：工科大學生的必修課[J].高等工程教育研究，2009，（1）.
[2]李鋒，金朝永，溫潔嫦.成功的專業導論課程設計與教學模式的思考[J].廣東工業大學學報（社會科學版），2010，（S1）.
關鍵詞：物聯網；智慧校園；RFID
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)23-5561-02
Discussion on the Networking Technology in Intelligent Campus Construction Application
CHEN Xiao-yan
(Department of Information Engineering,Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry, Jurong 212400, China)
Abstract: Along with the Internet technology has become more sophisticated, the Internet of things in college applications more and more widely. This paper introduces the concept of Internet of things, put IOT times wisdom campus, pointed out the key technology of the In? ternet of things, and deeply discusses the Internet application in intelligent campus.
Key words: internet of things; intelligent campus；RFID
1物聯網概述
物聯網（The Internet of things）是現今計算機信息技術的一個重要分支。它的概念最早由麻省理工大學Auto-ID實驗室于1999年首次提出，當時的EPC（Elec-tronic Product Code）系統，即為“物聯網”概念的雛形。2003年，美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了物聯網的概念。
物聯網是通過智能傳感器，如：射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等各種裝置，按照相應的協議與互聯網結合起來而形成的一個龐大網絡。把所有的物體與網絡連接起來，方便智能化識別、定位、跟蹤、監控及管理。它把新—代的IT技術充分運用到各行各業之中，然后將物聯網與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。在這個整合的網絡當中，人類可以用更加精細和動態的方式管理生產和生活，提高資源利用率和生產力水平，使人與自然更加和諧。
2在物聯網技術下的智慧校園
高職類高校是一個開放式的校園，學生不但要學習書本上的知識，還要學會一些基本技能，更要適當地了解社會并接觸社會，培養自己各方面的能力以能更好地適應高速發展的社會。新課改提出“充分發揮信息技術的優勢，提倡學生自主、合作、探究的學習方式，要求對教學內容的呈現方式進行變革、改革教師教學方式和師生互動方式，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具”[2]的要求，人性化地提供移動學習、泛在學習、終身學習等、智能化學習理念的發展，IPv6、云計算、3G通信、無線傳感網等技術的興起，都預示著物聯網在大學校園中的必然發展，為智慧校園的實施建設提供技術支撐平臺。我校物聯網是以現有的校園辦公網絡技術為基礎，利用無線數據通信、射頻識別、計算機等技術，構造了一個能覆蓋校園的物體互聯網。
3關鍵技術分析
物聯網它具廣泛存在和廣泛應用的特點,它強調的是將所有的物體都連接到互聯網中，它不是簡單的物物相連和人物相連，而是通過建立一定關系的智能系統，使得人、物、信息是互動的，通過這一系統，我們可以實現人對物的定位、管理、控制等。
物聯網有三項關鍵性技術：
1）全方位感知：包括智能傳感器，例如紅外感應設備、無線射頻識別、全球定位系統等；其次是傳感網絡通信系統。
2）可靠、安全通信：執行統一編碼，按一定協議連接入無線通信網絡。
3）智能化管理：通信網接入計算機網絡，實現“網上網”，構建智能化管理系統。
4物聯網技術在智慧校園中的應用
智慧校園是物聯網在學校教學管理、學校教育管理、公共安全、后勤保障的具體應用，為學校構建智能化的學習和生活環境。
4.1物聯網在教學管理中的應用
在高職類高校，學生的首要任務還是學習。利用物聯網技術，能夠為師生提供智能化的教學環境和豐富的教學資源，并且使教學中的每個物體都具有數字化、網絡化、智能化的特征。上課鈴響，學生步入教室，教室里的窗簾會根據室內的光線進行自動開合，通過學生隨身佩戴的RFID電子標簽連接RFID基站，從而打開桌上的觸摸系統，學生可通過網絡將自己存在的問題交給老師，還可以瀏覽老師上課所要講解的內容。上課鈴響，教師進入教室，打開教室前面的多媒體教學管理系統，了解學生的出勤情況，查看學生提交的問題，老師通過多媒體系統、投影設備進行講授，對學生的問題進行解答，并將授課情景傳送到網絡。利用物聯網技術學生也可以及時了解有關學習的信息，例如學術、考證、就業、講座信息等，達到教學相長的目的。
利用物聯網技術學生也可以及時了解有關學習的信息，例如學術、考證、就業、講座信息等，達到教學相長的目的。
當今社會亟需可持續發展人才，而培養學生自主學習的能力和可持續發展的能力是高職類高校的顯著特征。許多課程和技能需要學生自主學習，與教師講授相比較，學生很難抓住重點。通過引入RFID技術，學生可以通過查閱相關資料找到需要的課程進行針對性學習，有利于拓展學生的學習空間、培養學生的自主學習能力。物聯網能為學生的移動學習和泛在學習等提供支撐環境[3]。
4.2物聯網在教育管理中的應用
物聯網在教育管理中可用于教務管理、圖書管理、設備管理和安全管理等方面。將物聯網技術用于教務管理，能夠有效地降低教務部門的教務成本，提高管理效率，有助于學生學籍管理電子化，排課自動化、辦公電子化，促使學生、家長、學校互動，方便家長隨時掌握學生的學習情況。將電子標簽嵌入到每一個教學管理設備中，并相應的建立教學設備管理系統，從而大大地提高教學資源的利用率，有效的節約辦學成本，實現教學設備的規范化、自動化和智能化管理。通過建立校園物聯網智能系統，實現餐飲、水電、圖書借閱、校園宿舍出入管理、校園通信等的一體化管理，實現智慧校園。
4.3物聯網在公共安全中的應用
目前，高職類高校校園管理的最大弊端是學生的高度自由，并且這也是許多危險事件發生的原因。引用物聯網技術對學生進行實時定位，確保學生的人身安全，為確保學生的用水安全，每一個宿舍都安裝水壓檢測器。為實現每一個宿舍的用電安全，對學生宿舍安裝智能感應電表。為最大限度的減少火災隱患，可通過安裝煙孔感應系統和對每一個消防設施的定位。
4.4物聯網在后勤保障中的應用
在整個校園物聯網管理平臺中，通過一些射頻識別、圖像識別、GPS、無線傳感等技術，并結合日常的視頻監控系統，全面感知校園的環境、人和物的變化，例如門禁監控、健康監控、教室照明監控、儀器控電、路燈節能監控、水電氣的監控、災害監控以及生態監控等。全力打造綠色、節能的環保智能型校園，為學生創建一個舒適健康的學習環境。
5結束語
隨著人們不斷提高地對于物聯網技術關注程度，以及物聯網技術的日益成熟，它將越來越廣泛地被各類高校校園所應用，從而為學生創建一個更加宜學、宜教、宜研的大學校園。在即將到來的物聯網時代，無處不在的學習環境、融合創新的科研環境、透明高效的教務管理、豐富多彩的校園文化、方便快捷的校園生活都將實現，一個安全、穩定、環保、綠色的“智慧校園”將成為現實。
參考文獻：
[1]烏家培.物聯網產業及其發展[J].中國信息界,2011(4).
[2]宗平,朱洪波,黃剛.智慧校園設計方法的研究[J].南京郵電大學學報，2010，30(4).
[3]賀志強，莊君明.物聯網在教育中的應用及發展趨勢[J].現代遠程教育研究，2011(2).
