物联网工程导论大全11篇

物联网工程导论篇（1）

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02

一、引言

物联网(InternetofThings)是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网络结合起来而形成的一个巨大网络。物体通过智能感应装置,再经过传输网络到达指定的信息载体,再经过全面感知、可靠传送和智能处理,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与智能处理[1]。2011年,在工业和信息化部出台的“物联网十二五发展规划”中,明确指出,物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。2010年,教育部公布了140个高校新设本科专业,重点培养与国家确定的战略性新兴产业相关的专业。其中,“物联网”专业排名居首,国内许多高校纷纷开设或准备开设物联网专业。

二、物联网工程专业的课程体系

从物联网的技术构成上来看,主要包含感知层、网络层、服务层和应用层。[2][3]因此,物联网专业涉及多个专业方向,其基础教学体系的建立也需要多个专业的汇聚。对于不同的大专院校,由于自身的情况、特点以及优势不同,可以建立不同的具有各自特点的理论课程以及实训课程。物联网工程专业面向现代信息处理技术,以培养从事物联网专业领域的研发、设计、工程及制造等方面的高级工程技术人才。因此,物联网工程专业或方向应建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系。[4]

如图1所示。

图1物联网工程专业的课程体系

三、物联网工程导论实践教学

物联网工程导论是物联网工程专业的核心课程之一,同时也是本专业的入门课程。对于刚刚进入大学的本科新生来说,这是他们进入大学后学习的第一门专业课程。新入学的学生对物联网这一新生事物了解的程度较差,头脑中没有相关的概念。因此,物联网工程导论课程授课的主要内容应以介绍物联网基本原理及知识和物联网的一些常见应用为主,在教学中以建立完整的知识框架结构作为中心点。通过教学活动,使学生能够对整个物联网专业的内容有一个较为清晰的认识,对整个学科的课程体系有一个初步了解,包括核心课程的简要内容和在专业中的作用和地位、相互关系等。这样可以尽量减少他们在今后四年学习中的迷茫和困扰,因此,在教学过程中需要注意以下几点:

(一)适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细

在教学内容的选择上应以面向应用为指导思想对教学内容进行适当的补充或删减。教学过程中切忌讲的过深过细,要让学生了解并掌握本学科的基本内容和研究方法。本课程作为物联网工程专业的引导性课程,基本上涵盖了物联网这一学科知识体系的各个主要方面。因此,在授课过程中,在介绍每一方面内容时,应从宏观层面入手,对学生做一个较高层次的高级科普。讲课内容要能反映物联网科学技术和产品的最新发展,在使学生了解相关概念和术语的基本含义的基础上,同时更多的了解最新流行电子产品的功能和基本原理;这些内容比较适合一年级大学生的思维方式和知识背景,有利于提高他们对物联网知识的理解能力;通过本课程的讲授,引导学生思考物联网在发展和应用中存在的问题,从而培养学生对物联网工程专业的兴趣,为更好的学习相关的其他课程奠定一个良好的基础。

(二)引导学生转变学习方法,促进良好习惯的养成

大学新生入学后,学校一般会安排入学后的专业教育,但是由于时间较短,效果有限。很多学生仍然不太适应大学的学习生活方式。因此,物联网工程导论作为新生入学后学习的第一门专业核心课程,教师在授课中不仅要介绍物联网的基本知识,还要着重引导学生的学习方法,促进学生养成良好的学习习惯。使学生能够很快适应大学的学习方式。

中学阶段,学习的主要方式就是大量而紧凑的课堂教学。学生的学习时间由学校安排,老师实施灌输式教学。老师教学生是“手拉手”领着教,老师对于课程的安排非常详细和周到,使得同学们养成了依赖老师的习惯,在学习过程中只会去被动的记忆和背诵。到了大学,老师的课堂讲授相对减少了很多,在课堂上的不会讲授全部的教学内容,而是以自学为主。课外时间都是自己安排,自己找老师讨论问题,自己去图书馆看书,自己找志同道合的人研究问题。学习过程中也不再采用题海战术和死记硬背的方法,需要学生勤于思考,勇于实践,尤其对于物联网专业而言,很多知识需要通过实践才能真正理解和掌握。

根据中学和大学学习特点的不同,在本课程的教学中,教师在授课过程中,要结合本专业的基础知识去引导学生转变学习方法。一方面,要和学生一起分析中学和大学的学习特点,使学生明白二者的不同,从而主动的去适应大学的学习方式;另一方面,通过读书报告、专题讨论、课程实践等方式,训练学生适应新的学习方式。要使同学们明白,除了要认真听老师的讲课,认真阅读教材和参考书,加强实践环节的学习,除此之外,更重要的是还要有个人的独立思考和积极探索的精神。

(三)教学的重点在于学生能力的培养

教育部在教高[2007]2号文件中明确提出要求:努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力[5]。众所周知,我国的高考竞争非常激烈,因此在中学阶段,对于绝大多数学生而言,把时间全部用在了知识学习和完成各种各样的作业题、模拟题和考试题上是唯一的选择,而对于自身综合素质与能力的培养无暇顾及。从中学进入大学,学生的学习方式有了根本的变化,因此学生要利用好业余时间,有意识地培养和提高自身的综合能力与素质,主要包括以下几个方面:

学习能力:即自学的能力。对中学生来说,学习就是按照学校的安排,在课堂上接受教师的知识传授,课下完成老师布置的作业。而在大学中,需要学生自主地安排学习计划、主动地获取知识,不仅仅在课堂上进行知识的学习,在课下的时间还要去读书、去思考、去实践,逐步的提高自己的自学能力。

创新能力:所谓创新,就是用新思想、新方法和新技术解决工作中遇到的各种问题。作为大学生,只有具有良好的创新意识和能力,才能面对在未来学习和工作中面临的各种挑战,有效的解决遇到的各种问题。

实践能力:实践能力是指在工作当中运用自身的知识去分析问题和解决问题的能力。对于工科专业的本科学生,实践能力的强弱尤为重要,因此,在大学阶段,应该着重加强诸如课程设计、实验、实习、大学生科技竞赛等环节的学习和训练,以提高自身的实践能力。

交流能力:交流能力指一个人与他人有效地进行信息交流的能力。在现代社会,交流能力是个人素质的重要体现,它代表了一个人的知识、能力和品德。本科学生无论毕业后无论进入那一个行业,都是在一个团队进行自己的工作,因此,如何与团队内外人员的进行良好的交流对于自己的研究和工作是至关重要的。

四、结语

综上所述,物联网导论课程在本科教学的整个过程中有着重要的作用。通过本课程的教学,使学生对物联网专业的基本知识有了一个初步的认识,并在学习的过程中逐步去适应大学的学习方法,为后续专业课程的学习也打下了一个良好的基础。同时,在学生的思想当中逐步树立起培养自身综合素质的意识,最终成长为一个高素质的大学本科毕业生。

参考文献:

[1]张小平.物联网知识讲座(一)[J].物联网技术,2011,1(5):91-92

[2]沈苏彬,范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2009,29(6):1-11

物联网工程导论篇（2）

摘要：随着物联网产业的兴起，对物联网工程的人才培养逐渐提上高校人才培养的日程。本文结合产业需求的实际，论述了物联网专业人才培养的课程设置、工程实践、就业引导等，全方位阐述了当前物联网工程专业人才培养亟待解决的问题，可以为物联网工程专业人才培养提供借鉴。

关键词 ：物联网；IT产业；需求导向；人才培养；专业课程设置

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1671-1580(2014)10-0058-02

物联网工程专业是随着物联网技术的兴起而开设与逐步发展的新专业，从其专业覆盖的范围来看，物联网工程专业是目前机、电、控制、通信等专业的融合，其专业特点即是对现有的专业技术和领域的整合，涵盖了电子信息技术、通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术、数据库技术等专业领域的最新成果，并与行业应用密切联系，与社会需求紧密结合。物联网专业的人才培养应立足社会需求的实际，重点培养学生实践与理论相结合的综合运用能力。

一、以需求为导向的专业课程规划

物联网工程专业课程设置应以市场为依托，以需求为导向，以培养产业急需的物联网应用技术人才、推动产业发展为目标，在这一培养目标引导下，学生应能够了解物联网的发展历史，掌握物联网专业基本理论知识，具备基本的专业技能和科学素养。物联网工程是一个系统工程，因此，在人才培养上，要注重多专业知识的融合渗透，更要注重提高学生对国外最新文献、新技术应用的获取技能，培养学生对外文文献的阅读能力，从多领域、宽口径提高培养质量。

在物联网专业的课程体系设置上，可以按照分块设置思路，依据学生四年学习时间内的自身特点，按照通识课程、公共课程、专业课程、实践课程的脉络进行课程规划。通识类课程以宽、广、新、全为设置依据，在课时内使学生对物联网的整体产业获得较为全面的了解。公共课程以培养学生的科学思维方法和掌握基本的理论知识为目标，引入日后工作必需的数学、物理、英语、工程类的基本理论知识。专业类课程应着眼于专、精、深，以点带面，在课程规划上，应密切联系物联网的专业应用，以实际案例为依托，深入掌握物联网在行业中的应用。实践类课程在物联网专业人才培养中占有重要的地位，实践类课程设置应面对具体应用，培养学生的动手能力、综合分析问题能力、团队沟通能力、写作能力和总体规划实施能力。

在课程规划上，应注意突出物联网工程专业的新、全、专的特点，在课程设置中，既要反映出物联网工程专业的多学科综合特点，又要突出物联网专业的深入、综合的特点，将传统的相关专业课程进行整合。在课程设置过程中，鼓励自编教材，以弥补已有课程的宽泛、繁杂、陈旧等不足，突出针对性、实用性、操作性、易理解等要求，从实际需求的角度，加强学生的应用技能培养。

二、需求导向的理论课堂教学

物联网工程是一门新兴学科，在物联网工程的专业课程教学中应坚持以需求为导向，在教学实施过程中根据市场应用和行业背景的实际需求进行适当取舍、与时俱进，才能使教学与实际密切联系，做到所学即所需、所需即所学，提高教学内容的实用性。

需求导向的理论课堂教学要求教师必须做到密切联系产业需求的实际，在教学中结合实际工程项目，并通过具体深入的分析，使学生就某一知识点深入掌握其在市场中的实际应用，以做到与市场同步，与需求对接，更好地掌握相关的知识点和技能。因此，在教师队伍配备上，要突出对业务知识的深入把握，适当增加在一线工作的业务精、目光新的具有前瞻性的技术人员担任教学工作，将需求与教学直接对接，提高教学的针对性和实践性。

理论课程的教学难点之一是知识点众多，并且相互之间的衔接性不强，学生难以把握重点和难点，因此，教学的效果难以凸显。以需求为导向的教学模式旨在打破固有的教学模式，将知识点进行归纳分类，将与社会需求联系紧密、可以直接对接的章节知识列为着重讲解的部分，结合案例进行深入分析，在较短的课时内使学生获得实用性强的理论和技能，同时对其他知识点进行梳理，以需求为主线，将课堂教学进行组织和串接，使学生始终能够把握教学的重点，始终能够将所学知识与社会需求实际密切联系和结合，并能够通过消化吸收所学的知识，达到举一反三、提升理论课程教学效果的目的。

三、需求导向的实践技能培训

物联网技术是一门实践性和应用性极强的学科，因此，在人才培养方案上，要密切结合需求的实际，着力加强实践类课程的教学。具体来讲，就是在实践技能课程的设置上将实习、课程设计、毕业论文等实践环节与需求结合，以实际需求为导向，以实际的项目案例为依托，强化实践技能培养，提高学生的实践能力。

物联网技术也是一门专业性极强的学科，其专业涵盖宽广，对学生的知识面要求较高，可以在相关的专业课程中增加课程设计学时，在课程设计中引入需求目标，引导学生将所学的知识理论转化为实践技能。在编程能力培养上，通过程序设计，引入工程需求实际项目，对学生进行规范化的编程训练，掌握面向对象进行开发的思想。在掌握网络指令和协议设置上，通过路由交换课程设计，熟悉路由器的基本配置命令，熟悉路由协议。在传感器应用设计中，结合具体的行业需求目标，引入各种物理传感器的应用设计，掌握常用传感器应用设计、信息处理、显示和传送等。

结合嵌入式系统设计实践，对目前嵌入式设计的市场需求有一个直观全面的了解。深入学习单片机技术、嵌入式系统，结合实际应用案例，掌握嵌入式系统的规划设计、实施方案要求、软件硬件设计、综合测试等多环节应用。结合网络技术，深入学习以物联网实际需求为主的网络架构知识，重点掌握Zigl)ee协议的基本原理和组网规范，通过实际操作搭建有效的无线物联网络。在毕业实习和设计环节，以小组为单位，结合实际需求，在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务。

四、结束语

物联网工程专业人才培养是一项系统工程，需要综合产业需求的实际，开展立体化教学。既注重理论课程的教学，又强化应用实践，使学生具备良好的专业知识素养、扎实的理论基础和丰富的实践经验。物联网工程的人才培养需要学校、社会、企业多方面共同参与，这样才能培养出物联网产业的可用之才。

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参考文献]

[1]于翔，基于物联网的大学信息化教学辅助实验平台应用[J]物联网技术，2013(5)

[2]孙冠男，高校物联网创新实验平台建设探索[J]软件导刊，2013f 9)

物联网工程导论篇（3）

0、引言

物联网技术在世界范围内被关注才只有十几年时间，而引起重视并获得快速发展也只是近几年的事情，却已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空问和海洋探索等领域投入应用。随着教育部批准各高校开设物联网工程专业课程以来，国内具有一定教学和科研基础的高校陆续响应，积极投入师资力量和硬件资源。物联网工程专业属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科，各院校物联网工程专业的培养目标基本是培养具有多领域基础理论知识和创新实践能力的复合型人才。

根据当前国内物联网技术以应用为先导的特点，大部分高校在注重物联网理论知识体系架构的同时，还加强对学生工程实践能力的培养，培养为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型技术人才。显然，物联网技术的不断推广和应用使得社会对物联网人才素质的要求逐步提高。面对21世纪信息化时代的挑战，如何培养面向广大应用市场需求的物联网工程专业人才和科研人才，成为现阶段物联网教育领域的一项研究课题。

1、物联网工程专业人才培养的基本要求

物联网的技术架构可以概括为C3SD，即建立在传感网络fsensor network）之上的通讯（communication）、计算（computation）、控制（control）、数据海（Data Ocean）集成的架构。物联网由通讯系统、计算系统、控制系统、感知系统和数据海5大技术系统支撑。

物联网工程专业的实践课程必须是以物联网体系结构为核心进行设计和技术开发。相应地，我们在学生培养的不同时期设置不同的物联网专业实践课程，使学生循序渐进地学习和运用物联网5大技术的不同层次的开发和集成应用，具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力，能够从事物联网应用系统规划、设计、实施、管理和维护等相关工作。

2、物联网工程专业人才创新能力培养方式

以物联网专业的需求为引导，学生针对不同的应用方向和已有物联网领域知识进行创新，通过技术创新巩固已有的物联网专业理论知识，形成将理论学习与运用创新相结合的良性循环，在注重物联网理论知识体系架构的同时，也加强对工程实践能力的培养。

2.1 物联网工程专业知识学习

物联网工程专业学生培养方式的侧重点在于全方位的计算机硬件、软件以及物联网理论知识的学习，而不局限于单一行业的知识运用需求。区别于计算机专业学习，物联网工程专业知识学习更加注重学生的专业应用实践能力培养，将计算机知识如数据结构和算法、编程语言设计、数据库等运用到物联网实际应用领域中，通过数据处理、算法分析、系统开发等实际应用验证计算机和物联网理论知识。

学生可以通过算法和理论进一步理解物联网技术原理，尤其是通过相关实训应用程序开发（传感器原理及应用、REID原理及应用、传感器网络原理及应用、数据处理与智能决策、物联网通信技术、物联网控制、物联网信息安全等）进行物联网理论和方法相关课程的创新思维培养，达到创新性学习。

2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向

基于工程应用需求的物联网工程专业学生培养模式建立在市场对物联网工程专业学生有较高的物联网发展洞察力、解决特殊问题的创新能力等要求基础上。学生需要结合自身专业特色对当前物联网工程应用需求进行深入分析，找到切入物联网的兴趣点，将物联网理论和技术运用到实际问题中，如智能交通、智能仓储，进入运用理论解决问题以及利用问题促进理论创新的良性循环。

将计算机、物联网理论和工程应用相结合，为物联网理论创新性教学提供了一个方向。目前，计算机学院已建设智能交通、智能仓储等实训综合平台，基于工程应用需求不断更新和优化实验教学内容，强化学生实训和实践能力锻炼，采用项目案例库的方式培养学生物联网工程设计能力和开发创新能力。

2.3 以学生为中心的自主创新

在培养物联网工程专业学生创新能力的过程中，我们更需要注重学生的自主创新能力培养，允许学生自主选题并自主研究，将自身兴趣、专业知识和研究方向紧密结合，尊重学生的思想独立性，引导学生根据已有的计算机和物联网工程专业知识和自身的兴趣爱好，结合物联网技术具体应用，选择自主研究领域。同时，为学生提供开发资源如开发平台、数据库系统、RFID+GPS物流管理系统（利用RFID技术、GPS定位技术、自动控制技术以及网络通信设备等搭建物流管理实验平台）等，让学生从实际应用中体会物联网的体系结构，针对不同的物联网技术应用方向开展具体的研究并不断创新。

在此基础上，引导学生从计算机技术的角度思考物联网技术问题，鼓励学生从计算系统以外的角度进行系统创新，将计算机和物联网理论知识与实际的工程运用需求相结合，培养物联网工程专业学生的专业素养和实践能力。

3、物联网工程专业人才自主科研能力培养方式

面对物联网技术和计算机学科的不断发展以及科研成果的不断涌现，如何将学科的新理论、新技术、新方法引入实验教学，使实验教学真正紧跟学科发展，培养具有创新思维、创新能力和自主科研能力的高级专业人才，成为物联网专业教育工作者面临的新问题。

武汉大学计算机学院有丰富的科研成果，尤其在计算机软件体系结构、软件工程、计算机网络技术、计算机应用、物联网技术、虚拟现实技术等研究领域具有鲜明的科研特色和优势。在物联网专业实验教学体系建设中，计算机学院充分利用科学研究、合作交流等方面的资源和成果，打造具有自身特色和优势的实验体系品牌，促进科学研究与教学实验体系建设之间形成良性互动，构建通畅的教学与科研互动渠道，实现资源全面共享，同时将当前的科研成果融入实验教学，以培养物联网工程专业学生的自主科研能力。

我们以移动三维虚拟地球软件平台为例详细说明。智慧城市作为一种热门应用，涵盖了云计算、物联网、TD-LTE、高端软件、集成电路、下一代网络（NGN）等多种前沿技术。近些年来，物联网与智慧城市也从起初的两个新鲜概念，在技术进步和应用需求的潜在推动下越走越近。物联网是智慧城市建设的途径，智慧城市建设又为物联网技术和产业的发展提供广阔的空间。目前，三维虚拟地球是智慧城市的主要依托平台，是结合计算机仿真、物联网、地理空间信息、数据库、智能分析等前沿技术构建的数字地球模型，能够实现对全球地理数据无缝、多尺度地浏览和互操作。

三维虚拟地球软件平台是当前相关技术领域的研究和应用热点，是计算机技术、物联网技术与GIS理论技术紧密结合的产物，也是信息化社会的建设需求，因而更具有前沿性和应用性。随着计算机硬件技术的发展，平板电脑以灵活、方便携带等特点，在移动操作系统的支持下得到广泛应用。与此同时，物联网技术近几年的快速发展，也积极推动了移动三维虚拟地球软件平台的研究和应用。移动三维虚拟地球软件平台和传统虚拟现实系统平台主要有以下几个方面的典型差异：（1）平台硬件限制；（2）应用方向明确；（3）服务器需求更高。对此，我们从物联网技术运用的角度出发，激发学生的创新能力。移动三维虚拟地球软件平台使用先进技术，可与社会需求无缝衔接。这些科研成果在实验教学中的使用有效地增强了学生综合运用知识、解决实际问题的能力，更重要的是激发了学生的学习兴趣，增强了自信心，开拓了思维能力。

结合工程应用的需求和该平台可扩展的特点，为物联网工程专业的学生提供广阔空间，不仅让学生掌握虚拟平台中软、硬件系统各个部件的原理，而且让学生系统地理解多种部件的集成。我们从工程应用角度、用户体验、发展前沿3个方面进行理论和应用创新，在学生创新能力培养上取得了重大突破。

3.1 针对终端硬件的创新实践

移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异，传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行，单一地从GIS算法方面进行创新改进，不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生，结合已有的计算机硬件理论知识，从嵌入式设备软件设计原则的角度出发，设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架，改善传统GIS算法性能。同时，针对移动终端的硬件特性巩固计算机嵌入式设备CPU、网络等方面基础知识，在传统虚拟现实交互方法的基础上进行创新，改进虚拟现实的人机交互算法。

3.2 针对不同行业应用的创新研究

移动三维虚拟地球的应用方向非常明确，即针对电力、农林、渔牧、地下管线、物流仓储、等方面的不同需求，要求移动三维虚拟地球平台实现移动数据采集、快速空间分析、高效三维显示等功能；针对不同的功能特性设计相应算法，如数据采集要求低精度移动设备相机拍摄的数据能够在后期的数据加工处理中实现影像还原，学生必须在传统图像处理算法的基础上进行创新，实现这一特定功能。我们引导对图形图像和传感器感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据处理算法，并在此基础上进行应用创新实践。

3.3 针对数据服务器的创新研究

移动设备通过移动互联网提供面向大众化的信息服务，但由于受到硬件性能限制，使得用户在终端无法对海量空间数据进行快速处理，传统的商业数据库如Oracle、sqlserver无法满足数据预处理的需求，但是服务器端要求能够针对移动终端的特定数据请求提前进行数据预处理。针对移动三维虚拟地球对数据服务器的特定要求，我们必须采取新型的后台服务器，对新型数据服务器设计地理空间数据的存储架构，对数据处理算法进行创新，以满足移动虚拟地球的数据服务需求；引导对数据库系统感兴趣的物联网工程专业学生设计相应的数据库存储方法，并在此基础上进行应用创新和科研实践。

物联网工程导论篇（4）

1.物联网专业体系结构比较模糊由于物联网专业与传统工科专业的特点不同，导致大部分高校在物联网专业人才培养机制方面还比较模糊、缺乏经验，专业体系设计不尽相同，有的甚至差异很大。由于物联网工程专业属于计算机科学、通信工程、电子信息科学等多领域的交叉学科，绝大部分院校的物联网工程专业课程体系只是对这三个学科领域现有课程进行简单的裁剪和叠加，再增加物联网导论、物联网安全等少部分专业课程，这类课程体系导致专业缺乏特色，培养出来的学生在每个学科方面基础比较薄弱、理论深度不够，很难满足物联网创新性人才培养的需求。

2.人才培养方式与企业需求相脱节大部分高校依然延续已有专业的培养模式，以课堂教学、实验、课程设计和毕业设计为主，注重理论知识体系架构方面的培养，但这种传统的培养模式过渡强调了理论知识的培养，很难满足物联网产业以应用为先导的人才需求，应加强学生工程实践能力的培养，使学生具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力。

二、建立就业驱动的物联网专业人才培养模式

物联网应用发展的根本要素是人才的培养，只有建立适应物联网特点的人才培养模式，培养出大量的适合物联网应用发展的人才，才能有效推进物联网技术和应用模式的创新，才能提升我国在物联网标准制定和技术领先的世界地位，为此本文针对物联网专业的特点和人才需求，以就业为导向给出下面几点物联网工程专业人才培养模式的探索性意见。

1.建立以就业为基础的柔性课程体系机制物联网工程专业作为一个交叉学科，如果将多个学科的课程进行裁剪或叠加，再添加几门与物联网相关的课程组成课程体系，将导致其核心知识比较分散，以此培养出来的学生就业方向就比较迷茫。作为一个多学科交叉的专业到底培养什么样的人才，只有一个标准那就是企业和社会的需求，因此在设计课程体系的时候需要将企业的需求因素考虑进来，定期邀请一些知名物联网企业的技术人员进行讨论共同制定课程体系，采用一种“强内核，柔外壳”的策略建立柔性课程体系机制，这样能够较好地满足物联网技术与应用的发展需求，不断动态地更新和优化其教学内容和课程体系，以适应社会需求。这种课程体系既要将多学科间的知识交叉与渗透反映到教学内容中来，使学生能够全面了解物联网专业涉及的技术和应用的前提，还要不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果。

2.建立适合物联网人才需求的自主学习机制自主学习属于教育理念和制度范畴，指通过为学习者提供开放、分布、灵活和人性化的学习环境、条件和机会，并由学习者自主决定在哪里学、何时学和如何学，来促进学习者的学习。物联网作为一个应用为先导的交叉学科，应为学生提供自主学习机制，让学生依据兴趣爱好自主确定学习目标和学习进度、按照学习需要选择各种学习资源和学习环境，有效运用各种学习方法和认知工具，按照自己的个性特长和兴趣爱好积极发展，这样将能够促进学生在物联网应用领域的创新。

3.建立导师直接负责培养机制物联网工程专业主要用来培养工程型和技能型人才，这类人才很难仅仅通过传统的课程授课和试验方式培养出来，培养具有创新和应用能力学生的关键是加强实践环节，需要进行大量工程实践锻炼来培养学生的应用能力。因此，应建立导师直接负责培养机制，从学生入学开始将为学生分配导师，由导师专门负责学生工程实践能力的培养环节。这样可以发挥教师的主动性和指导性，让学生积极参与到自己的科研项目中，提前让学生接触实际应用项目，可以提高学生学习的主动性和兴趣。导师还可以积极鼓励和指导学生参加大学生挑战杯、大学生电子设计竞赛、嵌入式设计大赛等诸多学科竞赛，让学生参与面向解决实际问题的学习和技术创新活动，为物联网专业学生的实践能力培养提供保障。

物联网工程导论篇（5）

中图分类号：TP393；G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0091-02

0 引 言

物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息浪潮。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时提出“感知中国”后，物联网的探索逐渐成为国家战略。2010年3月底，教育部批准30所高校第一批开设物联网工程专业，没有物联网专业的学校也相继开设了物联网相关的课程。我校于2010年招生时就将物联网及相关课程加入了计算机科学技术、网络工程专业的培养方案，并于本学期首次开设了《物联网技术导论》课程。本课程的特点是理论性强，通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。

1 研究现状及存在问题

《物联网技术导论》是本学期为2010级计算机科学技术专业新开设的一门专业任选课。课程的目标是使学生可以对物联网技术的相关知识有一个全面、系统的认识；具备规划设计与构建出一些简单的物联网应用系统的能力；具备运用理论知识解决实际问题的基本素质。

现在开设物联网课程的学校很多，主要从理论上讲解物联网中的无线传感器网络、RFID（射频识别）技术等，项目组对市面上的物联网技术课程及实验的教材及几个学校的实验教学做了调查，主要发现有以下几个问题：

1.1 课程内容差异很大，实验内容不统一

物联网是一个相对比较新的技术，很多理论还没有完全沉淀下来，形成非常统一的理论体系。不同的学校不同的教材讲授的内容有很大差异，相对于实验内容也就有不同的安排。

1.2 开设的专业不同，实验内容的重点不一

物联网技术是一个综合性比较强的新技术，涉及到计算机技术、通信技术、自动控制技术等，造成了不同专业都开物联网课程的现状。通信技术相关专业讲解的重点在于物联网通信传输、通信协议分析等，自动控制相关专业讲解的重点在于物联网芯片的研究设计等。计算机相关专业讲解的重点在于物联网相关算法、应用开发等。开设专业的不同，导致了实验内容的重点不一。如北京科技术大学王志良教授出版的实训教程[1]有大量的硬件设计指导等。

1.3 不同学校配备的实验箱不同，实验操作不一致

对于物联网课程的实验大部分都是基于实验箱进行操作的，不同的学校配备的实验箱基本都不同。每种实验箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起来都有自己的步骤[2]。本系关于物联网的实验箱共有3套，即使是同一种类型的实验，软硬件环境，实验效果也都不同，这也给实验的选择、融合带来一定的难度。

1.4 学生层次不同，实验内容的难易度设置问题

物联网实验需要大量的硬件编程基础，这些基础都是通过以前课程的学习积累的。有的学生基础好些，如果实验内容过浅，就不能满足学生对知识的渴望，设置过难又使基础不好的学生失去信心。

基于以上问题的分析，我们在实验内容的选择上要以符合专业需求为主要方向，找出实验教学的重点，体现实验的层次性等，为培养物联网方向的应用人才奠定基础。

2 实验内容研究

主要研究《物联网技术导论》课程的基础实验与应用实验内容，以符合专业需求为导向，整合现有实验箱实验的基础上，在各个实验中拟设置选学内容，以满足不同层次学生的要求，同时为学生深入学习物联网相关课程打下坚实基础。

拟选取以下6组实验：

（1）建立实验环镜

实验为1学时，主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。

（2）数据感知实验

实验为3学时，主要物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。

（3）ZigBee组网实验

实验为4学时，主要是让学生熟悉ZigBee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。

（4）网关通信实验

实验为2学时，使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。

（5）认识RFID系统实验

实验为2学时，使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块的使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。

（6）物联网应用实验

实验为4学时，是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。

实验的总学时为16学时，我们的重点放在无线传感器网和物联网应用上。

3 实验教学方法与手段

3.1 启发式教学

为了培养学生的创新能力，激发学生学习兴趣，改变以往填鸭式教学方法，在实验中，先讲解实验内容和实验要求等基本内容后，再将本次实验的结果展示出来，然后引导学生观察、发现问题，由教师以点拨、提问和探讨的方式加以解决。实验中根据学生的实际情况，这种变学生被动为主动参与的教学方法在调动学生的学习主动性及创新能力的培养上均收到了良好的效果。

3.2 层次教学

根据实验教学的进度和实验深度要求的不同，把实验分成不同的层次，有助于引导学生由浅入深地学习。在物联网实验教学中分成两个方面的层次。

第一个层次，是从必学到选学将实验内容分成必学和选学，必学是所有学生都要学习的内容。选学内容是对本实验更有兴趣的学生学习的内容。

第二个层次，是将必修实验再分为使用、验证分析、综合设计3个层次。

在教学前期适合于做一些使用层次要求的实验，如建立实验环镜、传感器和ZigBee网等， 通过全面使用物联网系统使学生对传感器、ZigBee等操作有全面的感性认识。 在有一定的操作和理论基础时可做验证分析层次的实验，从外部观察验证传感器、ZigBee的原理、编程、实现过程。如学完进程就可通过在实际的操作系统上编程使用系统调用来观察操作系统的进程调度结果，并根据结果分析不同的调度策略。 在验证分析的基础上就可做设计实现层次的实验，要求学生在模拟操作系统上自己编程实现操作系统的功能模块，并观察自己所设计的功能模块的工作情况。让学生对物联网功能有一个使用、探索验证、自己设计逐步深入的学习过程。

4 实验考核

考试是引导学生学习、了解教师教学效果的一个重要方法。许多高校计算机科学技术专业硬件课程实验教学和课堂教学的比例超过20%，但学生的成绩仅凭试卷考试来确定，忽略了实验教学成绩，这是不全面的。因此需要完善学生成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占一定比例。在平时的实验教学中，应该告知学生实验成绩在总评成绩中的比例，要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人现象。几年来在计算机科学技术专业硬件实验教学成绩占课程总评成绩的20%～30%是比较恰当的。

5 结 语

本文对《物联网技术导论》实验课程的内容、实验教学方法与手段、实验考核等方面所作的分析，可为高校建设物联网技术导论课程提供一些参考。物联网技术导论的实验教学是培养实用性和创新性的高素质物联网技术人才的重要途径和手段。因此，实验教学是当前需要认真研究和探讨的问题。

参 考 文 献

[1]王志良，王新平. 物联网工程实训教程：实验案例和习题解答[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]魏晓宁. 物联网实验教学初探[J]. 计算机时代， 2011（10）：49-53.

[3]刘云浩. 物联网导论[M].北京：科学出版社， 2010.

[4]吴功宜. 物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012.

物联网工程导论篇（6）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0241-01

物联网技术是一种十分新型，但工作效果极为强大，短短几十年而已，这种技术就在世界范围内得到了极为广泛的思考和研究。并且还为我国的军事以及医疗，农业等方面做了巨大的贡献，并且，随着科技的不断进步，我国的物联网技术必将得到更大的发展，这就使得物联网工程专业实践创新能力培养更加必要，在国家大力倡导下，我国很多高校都已经开始使用物联网技术，这对于培养学生的实践能力与理论结合实践的能力具有重要的现实意义。

1 物联网工程专业人才培养的基本要求

（1）具有扎实宽广的自然科学基础，扎实的信息科学基础知识。

（2）具有较好的人文社会科学、管理科学知识，综合素质较高，并具有一定的组织协调与管理能力。

（3）熟练掌握一门外语，具有良好的听、说、读、写能力，能顺利阅读本专业外文书籍和文献。

（4）掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术，主要包括电路理论、模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、多媒体信息融合等。

（5）较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、自助服务管理及信息处理等方面的知识，了解本专业学科的前沿发展趋势。

2 物联网工程专业人才创新能力培养方式

任何技术的顺利实施和普及，归根结底是以人为主体进行的活动，因此，物联网专业技术的普及和应用，也要以学生的主体情况为前提和基础，对于不同的学生，所采用的方式方法也会有所不同，因此，我们也需要根据学生的实际情况，采取不同的方式进行培养，我们要通过以下方式进行。

2.1 物联网工程专业知识学习

在进行互联网工程专业人才创新能力培养的过程中，我们也要注意一些重点，并且，还要注意理论与实际相结合，我们可以将教育的重点问题放在硬件与理论知识的研究上面，并且我们还不能够只限于一个行业的研究。在进行物联网创新能力培养的过程中，我们要了解到它与计算机专业的区别所在，切不可完全按照计算机专业的教学方式进行，物联网工程的重点在于培养学生的主观实践能力，同时还要将计算机操作的各种基础知识，如：数据结构，语言编程等进行综合的运用，学生能够在算法与理论的基础上，对物联网理论及其有关的科目进行学习，进而实现其创新思维的培养。

2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向

对于物联网学生的培养的，是建立在工程应用这个基础之上的，这就要求学生们必须要具有敏锐的洞察力与适应各种复杂环境的能力，同时还要具有创新精神与冒险精神。学生们要懂得将自身的专业特点与现阶段物联网工程最为需求的方面相结合，继而准确找到两者之间的衔接点，可以合理的将物联网理论与实践相融合，进而解决掉很多实际问题，比如，交通智能化，这样就可以促进创新理论的科学发展，如果将计算机技术，物联网理论与工程实践相结合，那么物联网的实践创新就有了一个新的发展目标。现阶段，我国的大部分的计算机学院已经具备了智能化的教学训练平台。并且随着工程应用需求量的不断增加，我们对于实践教学的内容也会有一个更加科学合理的改善，而对于学生的培养和训练也要更加专业，强度也需要更大。

2.3 以学生为中心的自主创新

在实现学生创新能力的过程中，我们所要注意的是学生的自主性，加强学生自主能力的培养，能够有效的提高学生学习的兴趣与主观能动性，使其能够对学生产生兴趣，进而实现专业知识与实践方向的有机结合，要以学生的兴趣与思维为主，教师发挥其引导和监督的作用，使学生们能够将自身所贮备的知识与其爱好进行统一，从而实现其对研究领域的选择。我们还要为学生提供一个完善的开发平台，这样学生们才能够从中获取有用的资源，并能够促使学生对物联网实际结构有所研究和了解，并可以做到具体问题具体分析，对于不同的物联网技术进行不同方向的研究和分析。在这样的基础之上，教师要能够帮助学生从计算机技术的方向出发，去思考物联网技术的问题，引导学生对于新技术的开发和创新，进而促进学生的全面发展。

2.4 物联网工程专业人才自主科研能力培养方式

移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异，传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行，单一地从GIS算法方面进行创新改进，不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生，结合已有的计算机硬件理论知识，从嵌入式设备软件设计原则的角度出发，设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架，改善传统GIS算法性能。

综上所述，成功将移动三维立体虚拟地球软件向试验平台转化，不但有利于学生学习积极性的提高，还能够有效的提高学生研究与创新的能力。我们一定要明白一个道理，那就是科研与教学两个方面，是相互促进，相辅相成的关系，如果能够将科研成果与教学进行有机的结合，那么一定会对实践教学产生巨大的推动作用，进而能够培养一批具有高度创新能力的人才。

3 结语

物联网工程导论篇（7）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）20-0106-02

湖北工业大学作为我省第一批物联网本科教育单位，一直走在物联网专业课程建设的前端。通过四年的课程建设，我们建立了物联网创新班，其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生，针对他们实施物联网专业较为完善的课程体系和专业能力培养方案，旨在培养能够满足国家“十三五”产业转型发展需要的人才，适应和引领未来的信息技术及物联网技术方向的工程师。

一、物联网创新班

物联网作为我国“十三五”高新技术的信息产业发展的重点，培养优秀的创新物联网人才是我们高校的重要职责。经过近五年的物联网人才培养工作，我们逐步总结了物联网专业人才培养的路子，在利用现有信息及计算机学科力量的同时，应尽快形成更加专业、更高水平、更国际化的物联网师资队伍和课程体系建设。同时，要与国际接轨，开拓创新，扩大知识来源，将学科建设与相关产业的科学发展统一起来。具体而言，物联网专业应该培养具有扎实软件开发技术、现代传感器技术、无线网络技术、有线和无线网络通信理论、大数据信息处理技术、系统工程等基础理论与专业技能的专业人才。因此，我们于2014年建立了物联网创新班，其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生，学院要求对物联网创新班的课堂教学内容进行整合优化，突出物联网的专业特色，让学生全方位理解专业知识并掌握课程的核心知识点。[1-3]

二、物联网创新班课程体系建设

目前我校的物联网创新班本科相关课程规划如表1所示，其涵盖不仅有计算机科学与技术的专业课也有计算机网络的专业课，同时针对物联网的相关新技术也开展了《物联网导论》、《传感器技术》和《物联网软件工程》等专业课。

首先授课教师可以通过课前资料共享、课中话题讨论、课后实验辅导这三个基本步骤循序渐进，使学生能够掌握物联网专业的最新、最优知识，更好地进行物联网专业知识的学习。例如，物联网工程专业的特点是最新、最前沿的技术发表在当年的国际学术会议上，因此讲授《物联网软件工程》课程的教师应该注意从最新的物联网软件引导学生对本门课程的兴趣，然后通过相关软件的应用过程并将最新的物联网软件技术开发论文中选取部分相关内容介绍给学生。[4-6]这样的“专业课+实践应用”模式可以循序渐进地将学生带入对每门专业课程的学习过程中，同时教师也可以向学生介绍一些与专业知识有关的最新技术发展及应用等，开拓学生的视野，增加学生学习物联网相关专业课程的兴趣和积极性。

三、结语

随着信息技术就业需求和高校教学理念的不断更新，物联网专业的教学改革成为各大高校改革的重点课程体系之一，在湖北工业大学计算机学院的物联网创新班教学改革中，我们深切体会到采用因材施教分类培养的教学理念是教学改革的核心；采取“弱化教师课堂、加强实验实践动手环节，鼓励自主创新学习，推行课外创新结合课内教学的教学模式；实施“淡化考试约束，强化实践过程的二元考核方式并行”的教学模式。通过近四年的课程建设，我们的物联网创新班，其中集合了计算机大类专业素质优秀的学生。他们无论是在专业课程学习还是各类创新创业大赛上都取得了优异的成绩，同时表明我校计算机学院的物联网创新班的专业课程建设和专业能力培养等相关改革是成功的，我们也将继续努力完善并为国家高新技术产业输送更多的人才。

参考文献：

[1]吴B，王春枝，叶志伟.面向信息时展的物联网技术课程创新规划研究[J].教育教学论坛，2016，（17）：233-234.

[2]茹艳，潘俊方，樊阿娇，等.物联网技术的发展及其应用研究[J].无线互联科技，2016，（5）：139-140.

[3]刘顺财.浅谈物联网技术发展现状及其应用[J].网络安全技术与应用，2016，（4）：93-94.

物联网工程导论篇（8）

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）30-0063-02

1 物联网工程专业产生与现状

自2009年8月同志提出“感知中国”以来，物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容，美国、欧盟、日本、韩国等国家纷纷开展该领域的研究工作。物联网已成为当前全球各国应对经济低迷的重要科技手段。2013年2月，国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮，具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。

作为面向21世纪的全新技术，越来越多的大学开始关注物联网技术程。目前国内著名大学已经纷纷开设或准备开设物联网相关课程，希望帮助学生了解和掌握这些新兴技术，提高学术科研和工程水平，保持技术发展和人才培养的同步。在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中，就包括增设物联网专业。从教育部号召高校设立物联网专业学科开始，全国已有近700所高等院校向教育部提交了增设物联网相关专业的申请，目前已经有67所本科院校建立了“物联网工程”或“传感网技术”等相关专业。

然而，由于物联网技术和专业建设都刚刚起步，高校在专业目标、人才培养、课程教材、师资和实验设备等方面都面临众多问题。笔者长期从事物联网技术方面的科研工作和相关领域的教学工作，希望能在本文给出物联网工程专业人才培养模式的有益探索。

2 主要存在的问题

目前，在理论研究领域，从传感器网络和泛在计算发展到空间物理信息系统；在技术研究领域，从RFID和Zigbee发展到M2M；在市场应用领域，从企业关注和行业需求到政策层面推动，物联网的发展正经历着快速而深刻的变化。然而在人才培养方面，却面临一些挑战。

1）专业归属不清。目前在已获得物联网工程专业的院校中，有的将物联网工程专业归属通信学院，有些归属到计算机学院，还有的归属到自动化学院。出现归属不清有着其现实原因：物联网是典型的新兴交叉学科，涉及到通信、电子工程、计算机和测控等多方面的专业知识和多个应用领域，因此在专业归属方面存在多样性。然而，由于归属的不同，每个学院根据各自的学科背景和基础条件来建设物联网工程专业和制定专业人才培养方案，导致在人才培养方案、课程规划、实验体系等方面出现较大的差异。

2）人才培养目标不明确。由于物联网工程专业跨多个学科，其自身技术在不断地发展和完善，物联网应用也在推陈出新。如何制定出适应技术更新和满足企业用人需求的人才培养方案，还需深入探索。从企业角度来看，物联网以行业需求为导向，应用于智能电网、智慧城市、绿色制造和智能医疗等多个工业领域，这就要求专业人才培养需面向其行业应用。同时，作为高等学校本科专业，须符合国家素质教育要求，体现专业人才教育思想。

3）专业人才培养条件匮乏。物联网工程专业刚刚起步，师资、设备和教材都面临匮乏的境地。教学质量的核心问题是师资，既有行业应用背景又跨多学科的教师较为缺乏，培养学术水平高、结构合理的专业教学团队是专业建设首先解决的问题；其次，实践教学薄弱，物联网专业的基础实验、综合实验和设计实验所需的开发平台、仿真平台和应用平台都较为欠缺，难以满足人才培养要求；最后，物联网专业教材更是缺乏，目前尽管已有一些物联网书籍，但太偏应用，难以作为教材使用，且未形成完整教材体系。

4）科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。物联网/传感网相关教学内容和培养方案等都来源于科研成果，尽管物联网/传感网研究开展得如火如荼，但很多理论和方法都还完全成型。同时，如何将已有的研究成果转化用于课堂教学和人才培养，还需要进一步研究。在教学实践过程中常常发现由于有些理论较为系统，涉及的背景知识较广，学生理解起来很困难，实验系统也较复杂。产生这些问题的根本原因正是由于科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。

3 物联网工程专业人才培养模式探索

重庆邮电大学物联网工程专业依托于学校自动化学院和工业物联网和网络化控制教育部重点实验室，在近年来承担和完成国家科技重大专项、国家863计划等项目的基础上，通过对科研成果的总结和提炼，出版了《测量与控制用无线通信技术》等系列教材，自行设计和研发WIA-PAS、ISA100和6LowPAN等实验实训研发平台，培养了学术水平高，知识、年龄和专业结构合理的教学团队，在近2年的专业人才培养实践中积累了有益的探索。

3.1 适应物联网技术发展和人才需求的培养目标

符合国家《物联网“十二五”发展规划》的要求，突出“传感器网络”技术优势与“三网融合”特色，充分发挥实验室在物联网核心专利、标准、测试和应用等方面的国际国内技术优势，培养面向智能工业、智能电网、智能城市、智能建筑与智能家居等相关领域从事物联网/传感网系统规划、应用设计、产品研发、运行管理等方面工作的跨专业复合型人才。

3.2 充分发挥学校信息学科特色和优势，整合学校教学资源，探索适合新专业的人才培养模式

物联网属于集成、交叉技术，当前任何一个专业都难以覆盖其全部内涵。成立物联网工程专业建设指导委员会，聘请校内外相关专业、合作企事业单位专家参与课程体系规划、实验实训体系建设、专业指导和人才培养方案制订。比如通过实验室和思科公司的科研合作项目，由思科公司赞助、本教学团队负责组织实施面向重庆市高校的“思科杯”物联网应用创新设计大赛，该项大赛还被纳为2012中国（重庆）国际云计算博览会的主题活动之一，得到相关部门的高度重视。引导学生参加各种科技活动，既培养了学生浓厚的专业兴趣，又提高了学生的实践能力，增强了就业竞争力。

3.3 探索新的教学方法和教学手段

充分发挥学生的主体作用，引导学生去思考，更有成效地完成课程的教学任务，培养学生的自学能力、实践能力和创新能力；对专业核心课程，比如“无线传感器网络”，采用答辩、实做报告、课程论文相结合的评价方式，全面考核学生掌握的基础知识与理论、前沿技术、相应的开发能力；对专业导论课程，采用教学团队的授课模式，教学团队教师在物联网的不同研究方向有着多年的积累和研究成果，通过团队授课，既带来了各方向最前沿的研究成果，而且使得每个方向的讲解更加透彻和深入；灵活多样的教学手段，在重点实验室现场讲授理论课程，将实践融入理论，充分沟通交流讨论，增强了教学效果。

3.4 教学、科研、人才培养相互促进的良性循环机制逐步形成

如何有效地将最新的科研成果转化为人才培养，平衡学科前沿技术、基础理论与实际应用的关系，兼顾用人需求与教育教学，在物联网工程专业建设上得到了完整的体现和验证。这种相互促进的良性循环机制形成将是一个长期的工作，也将在后续的实践活动中不断完善和丰富。

4 结论

由于物联网是一项新兴前沿技术，本身又是处于不断发展和变化之中，而且物联网应用也呈现多样性和复杂性，因此，如何规划物联网工程专业和建设人才培养模式，是一个基础性问题。本文在分析物联网工程专业目前存在问题的基础上，给出了重庆邮电大学物联网工程专业人才培养模式的有益探索，并将在后续的教育教学中不断发展和完善。

参考文献

[1]刘莉莉.物联网技术的基础架构及发展趋势[J].软件，

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[2]铁维骥.物联网的发展与关键技术研究[J].中国管理信息化，2013（8）：43-43.

[3]刘忠宝.物联网工程专业人才培养体系研究[J].网络安全技术与应用，2011（10）：58-60.

物联网工程导论篇（9）

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2014）02-0042-02

收稿日期：2013-07-10

作者简介：徐慧（1983―），女，湖北武汉人，湖北工业大学计算机学院讲师，主要从事网络与服务管理研究。

基金项目：湖北省高等学校省级教学改革研究项目“面向物联网工程专业的网络管理与安全课程群建设”（2012273）；湖北省自然科学基金面上项目“基于P2P技术的网络安全协同管理机制研究”（2012FFB00601）

《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》针对新一代信息技术产业的重点领域，提出“促进物联网、云计算的研发和示范应用”[1]。“网络性能分析”课程作为物联网工程专业网络管理与安全课程群中的一门重要课程，其教学方法是一个急需解决和值得探讨的问题。本文结合湖北工业大学网络工程专业“网络性能分析”课程的教学经验展开讨论，提出问题驱动式教学方法，阐述网络性能分析核心问题驱动的教学模式，并思考问题驱动式教学方法在物联网工程专业应用时需要注意的内容。

一、运用问题驱动式教学方法的意义

目前，网络工程专业网络性能分析方面的本科教材比较少，而面向物联网工程专业的网络性能分析方面的本科教材就更加有限。尽管“网络性能分析”课程是物联网工程专业网络管理与安全课程群中的一门重要课程，但是教材的局限性给课程教学的具体实施带来了不少的困难。

相对于其他知识体系比较成熟的课程，“网络性能分析”课程仍缺乏相对固定的知识体系结构。在网络工程专业“网络性能分析”课程的教学过程中，我们发现这种教材局限性带来困难的同时也为课程教学带来了新的机遇。在这一背景下，我们提出问题驱动式教学方法，在教学过程中通过引入网络性能分析的核心问题，激发学生寻求解决方案的兴趣，进而指导学生开放思想，不断地帮助学生建立并完善网络性能分析的知识体系结构。

二、网络性能分析核心问题驱动教学模式的构建

对于网络性能分析而言，为了给学生一个较为清晰的概念，课程教学过程中我们首先提出第一个核心问题，并围绕该问题，引导学生建立网络性能的初步概念。

（一）量度网络性能的重要性

“网络性能分析”课程的相关先修课程已从一些角度考虑过网络性能问题，在此基础上，指导学生思考仅仅停留在定性描述（如从速度的角度分为高速和低速等）的层面上能否确切地比较两个网络的特征。

在引导学生思考核心问题的过程中，帮助学生整理已有知识，并希望学生通过经验逐步意识到，这种定性方法不足以确切地比较两个网络的特征，而需要使用定量的量度来精确地描述网络的性能。

（二）网络性能的度量指标

通过这一核心问题的提出，指导学生结合真实的网络服务体验，如即时聊天工具和IPTV业务等，逐步了解网络性能的度量指标，并结合实际为学生解释延迟、吞吐量、丢包率等主要的网络性能度量指标。

更进一步，引导学生思考这些网络性能度量指标是否具有一定的相关性。例如，可以通过道路交通堵塞的例子说明吞吐量与延迟之间不是独立无关的，即将吞吐量类比为道路车辆，将延迟类比为车辆拥塞情况，这样学生可以通过实例了解吞吐量与延迟之间存在一定的关联：吞吐量的增加将导致延迟随之增加，以及当吞吐量接近网络容量的100%时，延迟急剧上升等事实。按照这一思路，继续引导学生思考如何测量在某一时刻网络正在传输中的数据量，学生这时则比较容易得到采用吞吐量与延迟的乘积这种方式。

（三）网络性能指标的测量

关于网络性能指标的测量问题，首先引导学生通过常用的网络抓包工具观测网络流量，监视网络性能。这一解决方案在相关先修课程中都有所涉及，并且具有一定的通用性，可以帮助学生对网络性能指标测量问题形成一个比较容易掌握的解决方案。在实际教学过程中，还需要从多视角引导学生思考这一核心问题。

一方面，指导学生尝试将网络测试方法学应用于网络性能分析中。网络测试方法学相关的标准RFC文档详细介绍了按照网络体系结构逐层的主要技术指标[2]。由于暂时没有网络测试设备的支持，可以通过常用的网络测试命令测量网络性能指标，依据现有的实验条件，也可以考虑从软件开发的角度实现网络性能指标的测量。

另一方面，鉴于先修的网络管理相关课程已经帮助学生掌握网络管理事实上的协议标准――简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）的理论体系，引导学生相互间讨论网络管理理论在网络性能指标测量方面应用的可行性，并尝试应用基于SNMP标准的网络管理应用开发方法实现网络性能管理功能。

从多视角思考“如何测量网络性能指标”这一核心问题将有助于学生在不同场景下选择合适的方案实现网络性能指标的测量。当然，这同时又需要研究测量结果的可信度问题。

（四）网络性能指标测量结果的可信度

考虑到网络性能指标的测量结果，指导学生讨论其可信度问题。

通过提问的方式引导学生意识到，无论是采用网络抓包工具、网络测试命令，还是网络管理方法，发送用来测量网络性能的通信量本身有可能又会影响网络的性能，进而导致测量结果的不可信。

另外，从精确测量的角度，引导学生思考网络条件的不断变化、网络业务的突发行为等对网络性能指标测量结果的影响。

三、应用问题驱动式教学法需要注意的问题

考虑到物联网工程专业人才的培养问题，目前存在缺乏学科交叉培养、人才专业知识结构单一等问题，而物联网工程教育与物联网技术又存在着一定程度的脱节。采用提出的这种问题驱动式教学方法在物联网工程专业应用时需要注意的内容是值得我们深入探讨的。

在面向物联网工程专业的“网络性能分析”课程教学过程中，应用问题驱动式教学方法，在此基础上需要进一步考虑在物联网工程专业应用问题驱动式教学方法时需要注意的问题。

（一）引进CDIO工程教育模式，提高学生的实践能力

在面向物联网工程专业的“网络性能分析”课程教学改革过程中，引进国际先进的CDIO（Conceive构思、Design设计、Implement实现和Operate运行）工程教育模式。

作为近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO 工程教学模式以工程实践为载体， 培养学生掌握基础工程技术知识，加强动手操作能力，这将有利于推进问题驱动式教学方法在物联网工程专业“网络性能分析”课程教学中的具体实施。

在将问题驱动式教学方法应用于面向物联网工程专业的“网络性能分析”课程教学时，考虑按照CDIO工程教育理念培养学生系统地掌握物联网性能相关理论、技术和方法，建立网络性能分析知识体系，最终具备网络性能分析的实践技能，能够参与物联网性能相关研究、开发与应用，承担一定的创新性工作。

（二）利用多层次实践平台，激发学生的创新能力

从课程实践的角度，湖北工业大学全天（包括晚上与周末）对所有本科生开放计算机网络实验室、计算机硬件实验室等专业实验室，为学生提高网络性能分析实践能力提供了较好的条件。我们通过引导学生思考网络性能分析核心问题的解决方案，加强实践教学的指导和管理，合理安排实践教学内容。

近年来，湖北工业大学投入大量经费建设物联网大学生创新实验室。2010年，湖北工业大学与武汉奋进电力技术有限公司和武汉思美特科技公司联合建立物联网实验室和科研基地。2011年，湖北工业大学与台湾晶心宏科技有限公司确定合作关系，作为一家集成电路企业，台湾晶心宏科技有限公司捐赠相关设备用于建立联合实验室，并请来企业资深培训师通过直接上机实践操作指导学生嵌入式开发。

所有这些实践平台从多层次为面向物联网工程专业的“网络性能分析”课程实践提供了开放场地与各种硬件设备的支持，有利于应用问题驱动式教学方法指导学生通过实践思考物联网环境下的网络性能分析的新问题，并通过创新性实验寻求解决方案。

考虑到“网络性能分析”课程是湖北工业大学物联网工程专业网络管理与安全课程群中的一门重要课程，本文旨在探索面向物联网工程专业的“网络性能分析”课程教学方法。我们提出问题驱动式教学方法，并将网络性能分析核心问题驱动的这种教学模式应用于网络工程专业的教学过程中，教学效果良好。当采用这种问题驱动式方法在物联网工程专业应用时，我们积极探索从网络工程专业过渡到物联网工程专业需要注意的内容，最终为物联网工程专业的网络管理与安全课程群建设奠定基础。

参考文献：

[1]国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定

物联网工程导论篇（10）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）29-0094-03

作者简介：徐慧，女，博士，讲师，研究方向为网络与服务管理；邵雄凯，男，博士，教授，硕士生导师，教学副院长，研究方向为计算机网络、移动数据库技术和Web信息服务；陈卓，女，博士，教授，硕士生导师，研究方向为信息安全；阮鸥，男，博士，讲师，研究方向为网络安全。

作为一所地方工科院校，湖北工业大学（以下简称“我校”）目前面向本科生稳步推进“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革：针对70%左右的本科生，以就业为导向，实施以培养实践动手能力为主体、创新创业精神为两翼的高素质应用型人才培养模式；针对20%左右的本科生，培养具有一专多能、湖北工业经济发展急需的复合型中坚人才；针对10%左右的本科生，扎实推进卓越工程师项目计划，培养高素质创新型的、未来湖北工业经济发展的领军人物。在这一背景下，网络工程专业与物联网工程专业在培养方案设置和修订的过程中，考虑利用科研平台、培训、竞赛等方式，切实加强实践环节的设计，进一步推进我校“721”人才培养模式改革，并以此为契机，进行培养和提高学生的创新精神和实践动手能力的教学改革与实践。本文旨在讨论网络工程专业与物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的改革实践。

一、网络管理与安全综合课程设计的定位

按照“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路，我校依据学科专业特点探索实施“实验教学――实习实训――毕业设计（论文）――创新教育――课外科技活动――社会实践”六元结合的实践教学体系。在这一实践教学体系的规划下，网络工程专业与物联网工程专业的人才培养方案都明确规定六大内容的基本要求和学分，并分为基础层次（基础课程实验、生产劳动、认知实习等）、提高层次（学科基础实验、课程设计、专业实习或生产实习、学年论文等）、综合层次（设计性实验及科研训练、学科竞赛、毕业实习、毕业设计或论文等）三个层次，从低年级到高年级前后衔接，循序渐进，贯穿整个本科生培养过程，旨在增强本科生的创新意识，提高他们的实践能力。

面向网络工程专业本科生的网络管理与安全课程群，主要包括“信息安全概论”、“应用密码学”、“计算机网络管理”、“网络防御技术”、“网络性能分析”和“网络安全编程与实践”这六门专业课程。在课程安排上，“信息安全概论”课程首先引入信息安全的基本概念和基本原理，包括消息鉴别与数字签名、身份认证、操作系统安全、数据库安全技术以及数据的备份与恢复等知识点；而“应用密码学”课程则介绍密码学基本概念、基本理论以及主要密码体制的算法与应用；更进一步，“计算机网络管理”课程以协议分析为导向讲授网络管理的相关理论，包括功能域、体系结构、协议规范、信息表示等知识点；“网络防御技术”课程以统一网络安全管理能力作为培养目标，阐述网络攻击的手段和方法以及网络防御的基本原理；在此基础上，“网络性能分析”课程着重讨论网络性能管理的理论与应用；“网络安全编程与实践”课程讨论网络安全编程实现的基本技术。值得注意的是，网络工程专业的网络管理与安全课程群建设成果，目前正在为面向物联网工程专业的相关课程体系设置与教学方法改革所借鉴。

网络管理与安全综合课程设计介于实践教学体系中提高层次到综合层次的过渡阶段，作为网络工程专业与物联网工程专业本科生第四学年实践能力培养的一个重要环节，有利于深入培养相关专业本科生的网络管理与安全综合实践能力。

二、基于项目角色划分的实施方案

为了培养网络工程专业与物联网工程专业本科生的工程实践能力，网络管理与安全综合课程设计实施过程的改革思路是：采用自主团队方式，选择并完成一个网络管理与安全项目。对于相关专业本科生而言，因为是自由组成团队，项目角色划分显得尤为重要。在这一背景下，提出基于项目角色划分的网络管理与安全综合课程设计实施方案。

网络管理与安全综合课程设计并不是要求本科生在短时间内便可以完成一个很大的网络管理与安全项目，主要是希望他们能够利用已有网络管理与安全课程群的知识基础，按照软件工程的思路合作完成一个规模适中的网络管理与安全项目，提高网络管理与安全综合实践能力。基于不太大的项目规模，网络管理与安全综合课程设计的项目角色划分与相应职责见表1。

三、网络工程专业与物联网工程专业的协同设计

作为一所地方工科院校，我校自2008年开始面向本科生开设网络工程专业，并于2012年面向本科生开设物联网工程专业，同时已获批“湖北省高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划本科项目”。网络工程专业与物联网工程专业虽然是两个不同的专业，却具有一定的关联性，如何保证网络管理与安全综合课程设计的实施方案对于这两个专业的协同设计，是专业改革实践过程中需要考虑的问题。图1给出网络管理与安全综合课程设计在实施过程中网络工程专业与物联网工程专业的协同设计方案：

如图1所示，网络工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括四个方向，即“信息安全与密码学”、“网络防御技术”、“计算机网络管理”与“统一网络安全管理”。其基本的选题思路在于帮助本科生熟悉常用的网络管理与安全编程开发包，并掌握网络管理与安全项目实践的基本技术，为将来从事网络管理与安全方面的研发工作打下一定的基础，各方向的参考选题见表2。

更进一步，较之网络工程专业，物联网工程专业具有更强的整合性与自身的特色，见图1，物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括两个方向，即“物联网安全”与“物联网管理”，各方向的参考选题如表3所示。[1，2]

按照我校“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路，作为实践教学体系中提高层次到综合层次过渡阶段的一个重要环节，网络管理与安全综合课程设计在改革实践过程中，考虑采用基于项目角色划分的实施方案，并尝试实现该方案在网络工程专业与物联网工程专业的协同设计，同时给出这两个专业不同方向的参考选题。

物联网工程导论篇（11）

二、物联网与电子信息专业课程体系的对应关系

物联网技术与电子信息工程专业课程体系的关系如图1所示。由图可以看出物联网可分为三个层，分别为感知层、网络层和应用层。下面研究这三个层与课程体系的对应关系。1.感知层与课程体系的对应关系。感知层是物联网的皮肤和五官，主要负责数据采集和数据短距离传输两部分，物联网的该层与专业课程体系中的Zigbee技术、RFID技术与应用、传感器及检测技术和单片机原理与应用等课程相对应。传感器及检测技术课程从属于物联网领域，传感器是获取信息的工具，位于系统之首，其作用相当于人体的五官，直接感受外部信息，将信息转化成可用信号，对系统的智能化起着决定性作用，智能程度愈高，系统对传感器的依赖程度愈大。ZigBee技术在射频与无线电技术、物联网技术、工业通信技术等领域具有广泛的应用。它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线网络技术。Zigbee技术是物联网平台感知层的一个重要组成部分。RFID技术是一种利用无线通信实现的非接触式自动识别技术，是基于射频识别的自动识别类的项目的核心技术，并且RFID技术也成为了物联网感知层的核心技术。传感器及检测技术课程在物联网的感知层负责的是数据的采集。Zigbee技术、RFID技术与应用这两门课程在物联网的感知层负责的是数据的短距离传输。单片机原理与应用课程在物联网的感知层负责的是数据采集与数据短距离传输之间的桥梁。2.网络层与课程体系的对应关系。网络层主要负责把感知层感知到的数据无障碍、可靠及安全地进行传送，物联网的该层与专业课程体系中的通信原理、信息论与编码、通信网及接入技术和工业通信技术基础等课程相对应。这些课程给物联网的网络层技术提供理论支撑，是物联网网络层理论基础。3.应用层与课程体系的对应关系。应用层主要负责把感知和传输来的数据进行分析和处理，做出正确的控制和决策，物联网的该层与专业课程体系中的电子系统软件设计、监控系统软件基础、3G技术应用和数字图像处理等课程相对应。

三、物联网实践教学平台的设计

物联网的三个层都有相应的课程与之对应，但学生在进行课程的理论学习和实践学习的时候，课程之间比较孤立，很难建立这种对应的关系，所以导致课程的理论和实践教学效果较差。通过以上分析可以看出物联网技术与电子信息工程专业课程体系有着紧密的关系，该关系是设计并实现基于物联网技术的实践教学平台的基础。以物联网技术与电子信息专业课程体系的对应关系为依托，结合本专业理论教学与实践教学的特点设计符合本专业的物联网实践教学平台。该实践教学平台如图2所示。该平台硬件由ARM嵌入式主板、模块板和PC机平台或手机平台构成。模块板中RFID模块、Zigbee模块、蓝牙模块、传感器模块和GPS模块主要负责物联网感知层的功能，感知层的每一个模块都有与之对应的理论课程，在利用模块进行感知层实验时可以让学生更深刻地理解与之对应的理论课程的知识点，达到理论与实践的统一。模块板中以太网模块、GPRS模块和WIFI模块主要负责物联网网络层的功能，网络层的两个模块都有与之对应的理论课程，同样在利用模块进行网络层实验时可以让学生更深刻地理解通信原理、信息论与编码这些理论性较强的课程的知识点。PC机平台或手机平台主要负责物联网应用层的功能，基于这两个平台的应用层软件开发，可以将传输层上传的数据进行更好地显示和存储，这正是监控系统软件设计这样的专业课所涉及的知识。而ARM嵌入式主板是感知层模块和网络层模块之间的桥梁。它一方面负责与传感器模块及短距离传输模块进行通信进行数据的获取，另一方面它将获取到的数据通过网络层模块进行传输与上位机进行通信。

ARM嵌入式主板采用意法半导体公司的STM32系列处理器，方便学生由51快速的过渡到ARM处理器的学习，PC机平台选用Windows操作系统，手机平台选用Android操作系统。