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【摘 要】物联网工程导论是信息类专业的一门新兴发展的课程,信息学科中很多课程如电子学,网络工程,传感器原理,嵌入式技术等课程为物联网技术的发展做了技术铺垫,物联网技术是相关技术的融合与升华,笔者根据物联网工程导论的课程实际,并结合计算机专业的发展,从物联网工程导论的课程特点、学习内容、教学实施的方法等方面提出了自己的感悟和建议,从而为计算机专业的专业扩展作一下探索.
【关 键 词】物联网工程导论计算机专业专业扩展
近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象,很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向,另一方面相关的企业招不足需要的人才,存在着供需结构性失衡.国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革,但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架,既要培养学生较强的实践能力,又要有完整的知识体系,使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划.这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力,从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求,而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会.同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程,计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势.这些都对计算机专业的发展构成了挑战.
一、计算机专业面临的挑战
随着我国高等院校的数量逐年增加,在校生总数达到前所未有的数量,设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所,建立软件专业的学校600多所.除了计算机系（学院）外,很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系.随着信息技术在各行业的应用,极大地推动了人们学习计算机技术的热情,同时也给计算机专业带来巨大的挑战,信息技术的全球化,使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点,谋划布局新的技术创新点.挑战催生动力,创新获得优势.在此形势下,迫使我们努力思考：计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战?
二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇
物联网的概念是在1999年提出的.IOT（TheInterThings）也就是“物物相连的网络”.“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通信的一种网络.通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备,按照设定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息传输、计算、处理、知识挖掘,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的,实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接.
物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术,相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点.各高校也积极设置、建设相关的专业,“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生,同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列.
物联网技术涉及的原有专业非常多,有计算机,电子、传感器,自动化,自动控制、通信等等,还有相关的行业应用特点,使得物联网技术成为一个涵盖面广,应用广泛的一个大领域.而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业,基本上90%以上的院校都有计算机相关专业,99%以上的院校都有计算机课程.计算机专业的毕业生风光不再了,生源萎缩了,计算机专业如何在物联网大发展的形势下,进行创新获得新的生机与活力.需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来,找准自身定位,立足学生的长远发展,进行课程创新,教学计划更新.物联网工程导论是一门物联网技术的导入课,以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述,可以作为计算机专业的一个扩展,为进入物联网研究作导入.
三、物联网工程导论的课程特色
物联网工程导论课程的综合性强.作为典型的交叉学科,物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多,涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科,具有很强的综合性.其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系,很多概念也较宏观,这在教学上对教师的知识面要求很高.
但在强调物联网工程导论的融合背景的同时,应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程,与计算机技术有着密不可分的联系,具有较强的实践性.要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景,掌握该课程的基础知识和基本技能,同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现,比如在课程中学习的多种编码方法,都需要编程实现.
于此同时,物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系,如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容,它的发展具有深厚的信息技术基础,广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域.物联网不是互联网的简单接入和应用,它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用,必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用,带动广泛的学科交叉与融合,为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间.
四、教学方法研究与设计
(一)强调学科背景,激发学习兴趣
物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景,有众多现实的应用例子,接受起来比较容易.很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣.此外,由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念,部分学生在学习的过程中,会下意识地觉得物联网太大,是搞科学研究人员学习的内容,对就业没有什么太大的作用.这势必会影响到学生正常的学习态度,从而影响整个课程的学习效果.因此,我们设计在第一次课时,结合物联网的学科特点以及与计算机的联系,强调随着通信和网络技术的发展,人类已进入了信息化的社会,大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力,物联网工程导论正是信息技术发展的前言.因此,学好这门课程就显得尤为必要和重要,从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动.
(二)因材施教,打通学科联系
物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设,此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束,与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程,如网络工程、信息系统等.如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识,一方面,由于学生对理论课程的学习早已结束,部分知识已经淡忘,另一方面,刚开始接触计算机的专业课程,兴趣难免转移.为此,针对学生特点,对授课内容做了如下调整：
首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强,必须合理地筛选授课内容.在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下,重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点.在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系,如算法对程序设计的作用,施工技术对网络性能的影响等.
其次强调概念、理论的物理意义,联系应用以培养学习兴趣.由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的,过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥,渐渐造成学习兴趣的下降.针对这种情况,应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下,淡化学科区分和界限,强调融合应用.同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解.
(三)创新教学手段,培养学生职业技能
著名《学会生存》一书中指出：教育既有培养创造精神的力量,也有压抑创造精神的力量,这就说明了教学方法,对学生的学习效果的重要性.为此在物联网工程导论的授课过程中,除了采用传统的老师讲,学生听的授课方式,更注重发挥学生的主体作用,采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段.
如：对于RFID模块开发,首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解,进行学生分组,布置开发作业在课后进行分析开发,然后再在课堂上分组上台进行展示解说,并让下面的同学提出问题,在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解,最后布置课后实践,要求学生全部会简单开发.通过自学、讨论、实践三个环节,使得学生们的学习热情很高,纷纷花大力气查阅相关资料,积极讨论,学生的积极性得到空前激发,对所学内容有了较深的理解.
五、结束语
物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程,也是最近几年快速发展的一个课程,笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状,分析了该课程的特点,从教学内容,教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会,期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展,使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求.