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物联网导论课程论文大全11篇

时间:2023-04-06 18:39:04

物联网导论课程论文

物联网导论课程论文篇(1)

“物联网工程导论”作为物联网专业的入门引导课程,旨在帮助大学新生了解专业性质,把握专业全貌,掌握专业学习方法,增强学生的学习热情。物联网是一个涉及多领域技术的交叉学科,兼具理论性与实践性,对于大学新生,凭借以往知识结构很难全面透彻理解本课程知识内容。笔者结合教学经验和实践,分析教学中存在的问题,并提出相应的办法与建议,以期提高教学质量。

一、课程目标

物联网作为国家新兴战略产业,涉及电子科学与技术、智能科学与技术、通信工程、计算机科学与技术等众多领域。本课程将介绍物联网的起源及发展现状,阐释物联网的关键技术及特点,介绍物联网技术的具体应用及相关产业发展方向。通过本课程的学习,学生要掌握物联网的含义,理解物联网的相关技术及应用现状,了解物联网发展面临的技术难题,把握物联网的技术调整方向。

在实际教学中,要根据大一新生认知水平和思维方式对教学内容进行适当增删,让学生宏观把握住本课程基本内容,掌握本专业学习重点和学习方法,讲授内容宜广不宜深,尽可能地激发学生的学习兴趣,为日后学习其他专业课程奠定良好基础。

二、教学中存在的问题

1.学生基础薄弱,认知理解能力有限。

“物联网工程导论”课程面授对象是大学一年级学生,在此之前他们没有进行过任何专业学习,没有一点理论基础,虽然充满好奇心与求知欲,但学习起来有难度,尤其是学习一些抽象理论的时候,学生学习起来会很吃力。此外,在讲课过程中提到一些名词,如路由器,学生几乎都听过,但大多都没见过实物,不利于学生学习。因此,要针对本课程开设相应的实验课程,以便提高学生理解力。

2.实践教学环节薄弱,实验室建设有待加强。

本课程是一门实践性很强的课程,学生实践动手能力的培养很重要。一方面一些高校单纯理论讲解,没有开设相关实验课程,另一方面一些高校虽开设有相关实验,但实验条件简陋,实验场地、实验设备数量不能满足教学需求,无法强化对学生科研能力、综合素质、创新意识的培养。

3.学生学习方法存在误区,考核方式陈旧单一。

学生习惯了以往中学学习方式,一方面过于依赖老师,课后自主学习意识不强,查阅文献资料少,另一方面死记理论,没有理解其内涵。这与传统陈旧单一的考核方式不无关系,长期以来采用“期末成绩+平时成绩”的考评机制,学生为应付考试,背诵记忆,不利于发散思维,也不能有效检测学生对知识的掌握程度。

4.学科建设不成熟,教师知识结构不完善。

物联网专业作为一个开设不久的新专业,存在学科建设不成熟、主干课程设置不合理的问题。物联网是一门综合叉学科,教师专业研究方向很难覆盖物联网的方方面面,这就需要教师通过自学、听讲座、学术交流等方式完善知识结构。另外,物联网涉及众多专业,可以将一门课由几名专业教师共同承担,发挥各个教师专业优势,力争提高教学质量。

三、教学方法探究

1.优化教学内容。

“物联网工程导论”课程内容丰富,针对物联网专业新生特点,教学中要注意以下几点:(1)选择教材时要考虑学生的接受能力,参考老教师的教学经验和建议,教材要难度适中,内容结构合理,语言浅显易懂,可以选择一些实例较多的教材,有助于学生理解课程内容和培养学习兴趣,教材每章节后面要附有练习题与思考题,便于巩固所学知识;(2)在开始每节课内容之前,将本节课的知识体系讲一下,让学生对本节课的脉络结构有一个宏观认识,讲课过程中注意知识点间的衔接贯通,帮助学生理清思路。内容讲完后,对本节课知识点进行串讲回顾,强化记忆与理解;(3)讲课过程中,少用专业词汇,尽量用浅显的语言进行描述,对于一些缩写词,如RFID(Radio Frequency Identification)、WSN(Wireless Sensor Network)等,要对缩写词原文进行说明,注重基本概念,开展基础技术的学习。

2.丰富教学方式。

在新时代下,要采用多元化的教学方式,注重激发学生的学习热情。(1)讲课过程中多采用案例,如比尔・盖茨最早提出了“物―物互联”的设想,可以以比尔盖茨智能家居为例,它实现了真正意义上的“物―物互联”,不但可以激发学生的学习兴趣,让学生了解一些前沿技术,而且对物联网概念有一个更深刻的认识。此外可以给学生多讲一些前沿科技产品,如谷歌智能眼镜,苹果iwatch智能手表等,揭秘其中的技术奥秘,开阔学生眼界,发散学生思维。(2)讲课过程中多与现实结合,如讲传感器时,可以结合智能手机,其中内置了多种传感器,包括方向传感器、距离传感器、光线传感器和压力传感器等。讲课中扩展一些课外知识,如教学生如何用手机控制电脑,这是通过现有一些简单设备很容易实现的,学生对科技带来的便捷会觉得神奇,也会有学习动力。(3)注重师生间的交流,建立平等师生关系,让学生不畏惧老师,敢于在课堂发问,关于这门课的疑惑或现实中遇到一些难题都可以提问,老师要给予及时回答。

3.开展实验教学。

物联网涉及大量全新复杂的概念与技术,开展实验教学有助于学生更好地理解一些抽象理论。(1)设计一些基础实验,如讲解RFID时,可以利用RFID教学实验箱进行RFID功能演示与学生;讲解数据采集时,可以利用数据采集板卡,实现数据的采集或利用开发软件模拟数据采集与处理;讲解无线区域网时,可以让学生利用手机蓝牙进行数据传输。(2)设计一些综合性实验,可以借助本校现有资源,如我校农学专业比较强,学校里有小麦中心研究基地,可以在小麦种植区部署一些传感器节点,每隔一定时间检测一次土壤湿度、温度或有害物数量,这就是物联网的一个典型实例,实现农业智能耕种。

4.完善考核机制。

传统考核方式多为试卷考试,新形势下新型专业考核机制要更合理全面。(1)课堂报告,不限题目,只要与该门课相关,学生可以根据自己的兴趣点搜集资料,进行课堂汇报与展示,并对讲解内容组织课堂讨论,对于积极参与的学生进行期末加分。(2)提交期中课程小论文,鼓励学生课下自主学习,根据论文立意、内容进行打分。(3)课程实践设计,提交实验报告,实验报告要包含实验目的、要求、设计内容、实验中问题、问题分析与解决。学生最终成绩应该是这些成绩的综合考量。

四、结语

笔者根据个人教学经验,分析了“物联网工程导论”教学中存在的若干问题,并从教学内容、教学方式、实验教学、考核机制四个方面给出详细的解决方案与建议,希望改进和完善现有的课程教学,指导后续课程的学习,培养出高精尖物联网专业人才。

参考文献:

物联网导论课程论文篇(2)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0126-02

黑龙江科技大学自2012年招收物联网工程专业本科生,“物联网技术导论”是该专业的一门必修课程,也是学生学习物联网专业课程的基础课程和核心课程,该课程为学生后期学习物联网专业课程奠定了坚实的基础。但该课程由于涉及多门学科的技术知识,理论基础知识和概念性知识相对较多,缺少实践性的操作,学生在学习的同时会缺乏主动性和积极性。传统的教学模式是以教师为主体,教师讲授知识,学生接受知识,但是,这种方式无法调动学生的积极性和主动性,也无法让学生真正提高解决和处理问题的能力。因此,针对本门课教学过程中出现的问题,对物联网技术导论教学模式做出改革,将Blended-Learning引入教学,即发挥了教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分让学生作为学习过程主体,增强学生学习的主动性、积极性和创造性。

一、E-Learning优势和弊端

E-learning是指通过因特网或者数字化媒体等进行教学的一种方式,其充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境,实现一种全新的学习方式。主要针对学生在网上学习时操作的方便性,以学生自主学习为主导,从而改变了传统教学中教师的作用和师生之间的关系,使得学生的个性化学习得到更充分的体现,使得学生的参与意识得到增强,提高了学生学习的主动性和积极性。[1]

尽管E-learning在教学过程中有上述的许多优势,但是针对物联网技术导论课程的教学,它也存在某些不足,表现在以下几个方面:第一,单纯的E-learning并不能为学生成功地学习提供足够的学习内容,不能为学生提供足够的参与和接触社会的机会。第二,只注重教学内容的讲解,而缺乏学习环境与课堂学习活动的设计。第三,只注重单个学生的个体学习,而缺乏学生的协作性学习的设计、组织与实施的指导。第四,缺乏研究性学习和学习效果评估。

二、B-Learning的涵义和优势

B-Learning(Blended-learning),即是所说的混合学习,其主要思想是把面对面(Face to Face)教学和在线(Online)学习两种学习模式有机地整合,以达到降低成本、提高效益的一种教学方式。[2]

2004年,何克抗教授正式发表“混合式学习”的涵义,他认为,“混合式学习”就是要把传统学习方式的优势和E-learning(即数字化或网络化学习)的优势结合起来;也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

三、B-Learning课程教学设计

1.课程设计的内涵

“所谓课程设计”就是对于课程的各个方面做出规划和安排。课程设计是课程论在应用层面上最重要的范畴之一,一种课程设计理论经常会全面地涉及课程目标、课程内容、课程评价、课程结构等各个范畴。[3]

2.确定B-Learning课程设计目标

针对物联网专业课程选课学生数量、学生的年级、接受课程能力的水平状况和学习环境的基础上进行。

(1)学习需求分析。是实施混合学习的主要依据。[4]“物联网技术导论”是黑龙江科技大学物联网工程专业开设的一门专业基础课程,具有较强的理论性、覆盖性和专业性等特点,是物联网工程专业学生的入门课程。结合了目前物联网专业需要多学科交叉特点的人才需求,学生要掌握计算机、无线通信、嵌入式、云计算、智能处理等相关技术的基本知识,使学生学习本门课程后,能够使用相关知识顺利开展后期的物联网专业课程的学习活动。

(2)学生特征分析。学生掌握知识的快慢程度和学生对课程了解的程度等,是有效做到“因材施教”的重要途径。[5]本课程中主要采用问卷调查方式了解学生对课程相关内容的了解程度,对于课程的每一章按照学生学习前的具体情况进行设计教学内容。

(3)学习环境分析。把握课程教学所具备的内部和外部环境条件,避免所制订的课程目标不符合实际教学要求。黑龙江科技大学具备混合学校的网络教学平台、网络教学资源等硬软件条件。教师可以将课程教学大纲、教案、电子课件、习题、课程指导等教学资源附加在网上,建立基于网络的远程学习环境,为学生个性化学习提供网络服务条件。

(4)课程目标描述。在明确学习需求,对学生特征与现存学习环境进行初步分析之后,对课程教学目标进行有条理的描述。确定了“物联网技术导论”作为物联网工程专业的专业基础课程,涉及了物联网八门专业课程的相关知识,通过掌握相关知识,可以引导学生对于专业课程的学习,提高学生处理本专业领域中问题的能力。

3.选择B-Learning课程内容

(1)课程内容结构分析。“物联网技术导论”课程可将内容分为理论课、实践课和网络课三部分。其中理论课是对专业基础概念的讲解;实践课是通过理论学习和网上学习能够理解相应的知识体系,从而让同学们分成小组协同合作共同完成项目。项目可以是教师给定也可以是学生自选形式。网络课是教师给学生留下特定的学习任务,学生可以通过网络检索找到正确的答案,也可以通过网络交流来完成学习任务。课程的具体内容如框图1所示。

(2)知识重点、难点确定。确定基本课程内容后,对于每一章内容的知识重点、难点进行划分,以便于针对不同的知识要点设计恰当的学习活动和策略。

4.设计Blended-Learning课程内容

(1)学习活动设计。本课程充分利用黑龙江科技大学的网络教学平台,突破传统教育方式在时间和空间上的限制,积极探索混合课程设计,调动学生的学习热情和主动性,使学生在教师的引导下,根据自己的学习习惯,依托网络学习平台进行主动学习、合作性学习、讨论式学习、网络搜索式学习和研究性学习。具体的学习活动方式可以采用基于网络教学资源的自主学习体系、基于大规模网络资源的搜索式学习体系、基于教材理论的自主式学习体系、基于实践平台的学习体系、基于教师引导的学习体系和基于小组讨论式的学习体系。通过以上几种学习体系,学生可以根据个人能力水平和喜好随意安排学习时间和学习方式,更好地体现了混合学习的自由度。

(2)策略选择。本课程设计了一系列网上在线学习内容。对学生进行引导性学习,而不至于使学生产生盲目性和无目的性。比如学生学习某一知识点时,可以引导学生阅读教材的哪个章节,以及使用课件中的哪些内容,浏览哪些案例和需要学生完成哪些实验等。本课程在实践环节提供视频演示和学生自主创作环节,学生可以将自己创作的作品传到网上,通过网络平台相互进行评价,通过交流获得建设性意见。

(3)学习资源收集。收集“物联网技术导论”课程的各种教学资源是设计B-Learning课程内容中的关键一步。本课程采用了“文字教材”―“辅助教学光盘”―“网络教学平台”―“项目实践系统”―“知识自测”五位一体的混合式教材。文字教材可以提供本课程相关概念和技术的理论性文字;辅助教学光盘存储了教师电子课件等内容;网络教学平台可以提供教师的讲课视频和实践性操作视频及教师和学生发表的关于课程的相关技能的文章和见解;项目实践系统可提供一些项目案例和学生所作的实验项目等。知识自测系统中可以分单元、分章节设置测试题库,学生可以随机进行题库选择,对于学到的知识进行阶段性测试,反应混合式测试的学习效果。对于没有掌握的内容进行选择性学习和重复性学习。

5.设计B-Learning课程评价

为了更好地促进学生使用混合学习系统进行有效的学习,及时获取反馈信息,修改教学方案,提高教学质量,系统加入了混合学习评价,即传统性评价与网络评价相结合,利用网络学习平台对学生的学习行为、历程和学习结果进行详细分析。在混合学习评价设计中,使用以下评价指标:第一,讲师授课启发学生思维和创造性;第二,课堂讨论和网上交流促进学生学习兴趣;第三,课程内容的丰富性;第四,混合式学习提高了学生学习的自主性;第五,实践性教学促进学生技能学习和理论知识的理解;第六,混合式学习结果的满意度。

评价等级分为四级:A代表非常满意;B代表一般满意;C代表不太满意;D代表不满意。对于这几项评价指标采用网上问卷调查的方式,参与课程学习有72位同学,设置72份问卷。计算出每项评价指标学生投票数占学生总投票数的百分比值。调查结果如表1所示。

通过以上评价指标,可以更好地了解学生通过混合学习对本门课程相关知识掌握的程度,从而对混合课程的教学方式和教学内容等进行不断改进,使学生的学习成绩得到明显的提高,增加学生学习本门课程的兴趣。

四、结论

文中采用B-Learning思想,以黑龙江科技大学物联网工程专业2012级学生为例,对于“物联网技术导论”课程设计采用个案研究法,主要从课程设计目标、课程设计内容、课程评价、课程内容结构等几个方面进行深入的研究和探索,并提出了五位一体的教材混合模式,结果表明,取得了较好的效果。本课程设计模式可以为其他课程设计的改革提供借鉴,具有一定的推广价值。

参考文献:

[1]金一,王移芝,刘君亮.基于混合式学习的分层教学模式研究[J].现代教育技术,2013,23(1):37-40.

[2]罗运虎,邢丽冬,王勤.基于项目教学法的课程设计改革[J].电气电子教学学报,2009,(31):14-15.

物联网导论课程论文篇(3)

中图分类号:F250 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2017)05-223-01

随着物联网技术的发展以及社会对物联网技术的认可,开设物联网应用技术专业的高职院校也逐渐增多,物联网应用技术专业发展态势较好。《物联网工程项目应用》课程是连接物联网理论知识与工程实践的纽带,我们通过调研各院校同专业课程体系发现物联网工程项目应用课程已成为各院校物联网应用技术专业的必备课程。虽然各院校对应此课程的名称有所区别,但内容大同小异,这也就说明大家对于该课程的重要性具有统一的认知,但是该课程相对于传统课程在课程内容、教学方法、实训实验课程等方面还存在明显不足。我们所在学校已连续四年开设了《物联网工程项目应用》课程,在课程内容设置、教学方法以及实训实验课程设置方面已进行了一些探索,积累了部分经验。

一、课程特点及课程定位

《物联网工程项目应用》是集无线传感器网络技术、综合布线技术、嵌入式开发技术于一体的综合应用课程,是将理论知识转化为实用技能的纽带课程。该课程最大的特点就是学科交叉,从单片机编程到上位机开发、从设备安装到设备布线、从方案设计到整体项目调试,每一步都对学生的基础知识和知识面有较高的要求。并且由于物联网工程均要落实到具体的应用,所以要求学生对于行业规范标准要有一定的认知。总的来说,此课程具有面向应用、注重实践、强调实用技能的特点。

高职院校《物联网工程项目应用》课程一般_设在第四学期,此课程的前导课程有《电子技术基础》、《无线传感器网络技术》、《嵌入式开发》、《传感器技术》和《网络综合布线》,通过这些课程的学习,学生能够掌握物联网工程项目所需的理论知识和基本技能,为后面工程应用做好铺垫。《物联网工程项目应用》这门课程不仅仅是物联网技术技能的出口,同时也是连接理论知识和实际工程项目的桥梁,在整个课程体系中具有非常重要的作用。

二、课程理论教学设计

《物联网工程项目应用》课程的特点使得此课程理论内容覆盖范围较广,所以在进行理论教学时要考虑到学生知识基础和学校实训条件。通过上文介绍,我们通过对学生前导课程的学习,基本能够掌握物联网工程应用的理论知识。我们物联网工程实训平台为凌阳公司生产的物联网智能家居实训平台,智能家居工程作为物联网工程的典型代表,具备物联网工程的大部分特点,同时涵盖市场需求较大,所以《物联网工程项目应用》课程以智能家居工程项目应用为主,理论内容包括智能家居理论基础、智能家居相关技术、控制设备理论、安防报警及监控理论和工程案例分析。课程涉及到的传感器知识、编程知识等内容将在授课过程中进行穿插讲解,这样方便学生活学活用,效率较高。

针对理论课程存在理解困难、复杂枯燥等问题,我们利用分组教学、角色扮演等方法来提高课堂的互动和趣味性。将完整的物联网工程分解为一个个小工程,由同学扮演甲方和乙方,在提出需求和解决问题的过程中融入理论知识,不仅增强了学生的互动,同时也让学生掌握了理论知识,效果较好。

三、课程实训教学设计

课程的实训教学与理论教学相互联系又存在很大不同,本课程的实训教学特别重视对学生实用技能的培养,通过物联网项目的设计、安装、调试来锻炼学生对完整工程项目的把控能力。为完成课程目标,我们将此课程的实训分为两部分内容:上位机软件实训和智能家居平台实训。

1.上位机软件实训。上位机软件是物联网工程项目不可缺少的部分,目前主流的上位机大部分采用C#开发,但是随着工业智能化改造的加快,工业物联网也有了越来越多的需求,工业组态屏这一新型应用也逐渐普及。为适应产业需求,我们在进行上位机软件实训的时候,在不影响学生学习的基础上,适当的调整了C#开发时间,增加了组态屏上位机软件开发的课程,让学生能够尽快的接触新应用,为以后的岗位需求做好铺垫。

2.智能家居平台实训。智能家居平台实训是本课程实施的核心,主要可以分为终端节点实训和综合项目实训两部分。其中终端节点实训包括光照探测器、温湿度探测器、烟雾探测器、灯光控制器、家电控制器等16个实训项目,通过这些实训学生能够掌握常用传感器、控制器的基本原理和使用方法,能够具备独立调试设备、网络布线以及参数配置的能力。综合项目实训包括门禁控制系统、灯光控制系统、智能安防系统、智能监控系统和情景模式控制系统等五部分内容,每个实训项目都是综合传感器、控制器和上位机软件的完整项目,学生从项目的设计、安装到实施都亲历亲为,在这个过程中学生能够锻炼解决问题的能力、学会团队协作同时也能够积累部分项目经验。我们在指导学生实训的同时,注重培养学生文档写作能力,让学生注重保存过程材料,积极撰写项目实施方案,从多方面锻炼学生的能力。

四、结论

《物联网工程项目应用》课程是连接物联网理论知识与工程实践的纽带,在物联网应用技术专业的课程体系具有重要地位。我们结合最新的项目需求和实践经验对教学内容进行了重新设计,增加了工业组态屏开发内容,使课程内容更充实。在课程实施过程中以智能家居实训平台为基础注重学生实际技术技能的培养,效果显著。

参考文献:

[1] 王健.高职“无线传感器网络技术”课程教学研究[J].中国市场,2017(2)

[2] 赵良,金星,郑芳.无线传感器网络创新性实践教学的实施[J].实验室研究与探索,2014(10)

物联网导论课程论文篇(4)

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(The Internet Things)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。

参考文献:

物联网导论课程论文篇(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.

物联网导论课程论文篇(6)

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

物联网导论课程论文篇(7)

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.

物联网导论课程论文篇(8)

关键词

数据处理与智能决策;物联网;情境教学法

1引言

北京信息科技大学的物联网专业创办于2013年,是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,相关课程的建设也力求结合实际工程应用要求,加强学生实际应用能力的培养。我校的物联网专业重点突出我校在可靠通信传输与智能信息处理方面的技术优势,本专业开设的核心课程有:物联网工程导论、通信原理、自动控制基础、RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、数据处理与智能决策、物联网工程设计与实施、信息安全等。我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。

2“数据处理与智能决策”课程特色

当前社会对物联网行业智能信息处理方面人才培养的需求越来越旺盛,人才培养的任务日益紧迫。而我系开设的“数据处理与智能决策”课程,所要达到的目的就是使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论,并能够用课程中学到的知识,对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发;课程的社会需求也要求在教学的内容、方法、手段上做出相应的调整与改革,在理论教学上探索新的考核方法。“数据处理与智能决策”是物联网工程专业最重要的主干课程之一,开设在大三第二学期,是一门专业必修课,教学中全面地讲述了数据处理基本知识、数据分析体系以及相关理论,对数据处理的关键技术,如数据挖掘、数据处理模型、数据分析算法等进行了详细讲解,同时对智能决策技术也进行了深入的论述。“数据处理与智能决策”同物联网专业内容的关系如图2所示。

课程教学所要达到的目的是:使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论,并能够用课程中学到的知识,对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发;课程同时安排有相应的实践教学环节。我校物联网工程专业实践教学体系结构如图3所示。为了更合理地安排课程的教学内容,特别是为“数据处理与智能决策”这门课程积累更多的经验,笔者进一步对多所高校物联网专业相关课程进行了调研,北京科技大学相近的课程有“物联网与信息服务”,讲述的内容主要是物联网信息处理过程及信息服务模式;北京邮电大学相近的课程有云计算与物联网,主要以云计算和信息技术为主要内容进行授课;电子科技大学通信与信息工程学院物联网系主要以大数据为切入点,进行大数据理论和实践教学的安排;四川大学计算机学院物联网专业数据处理方面的课程主要以数据挖掘和算法应用为主;成都理工大学电子系安排有实践教学环节进行数据处理和传感感知的融合。

3情境教学法的具体应用

3.1研究内容和目标研究方法如图4所示,具体的研究内容和目标包括:

3.1.1精心设计,在教学中采用启发式教学一切教学活动都必须以调动学生的积极性、主动性、创造性为出发点,引导学生主动探索,积极思维。应用启发式教学方法,将以学生为本的思想始终贯穿于教学中的每一个过程,可以充分发挥学生的主观能动性,激发学生的积极内因,将新的教育理念融于教学的全过程,达到使学生掌握知识培养能力和思想教育的目的。在教学过程中,精心安排提问的时机,鼓励学生大胆发言,并及时点拨和引导。例如,在讨论数据处理具体算法K-means的用法时,通过国足排名进行计算,并提供多个数据的比较和验证,激发学生学习的兴趣。

3.1.2应用情境教学方法,通过联系生活和设置疑问创设情境在本课程的教学中从学生生活经验和已有知识背景出发,联系生活讲授物联网,将“数据处理与智能决策”对应的知识点同实际生活中的问题关联起来,使学生感到平时生活中充满着物联网应用的种种奥妙,使他们倍感亲切,内心感到课程技术的应用原来离我们这么近:比如今天需要去商城采购点日常用品,于是在手机中设定了目的地;路上怕堵车,于是设定路径选择为“时间最短”。出门后,手机上的导航软件自动根据最新的路况情况修正路径信息,从而避开了车辆拥堵端,这其中所用的就是典型的最优分析理论和路径优化算法,正是我们这门课所学内容之一。这种情境的创设,能极大地调动学生学习的主动性。

3.1.3引导学生参与互动,主动分析问题在教学过程中,鼓励学生提问,营造良好的课堂氛围。通过事先做好课堂教学设计,引导学生积极思考,分析问题,帮助他们解决问题。

3.1.4引入合作式教学,建立自学汇报答辩机制根据“授人以渔”的教学思路,培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。针对技术专题中感兴趣的具体技术,将学生分组,确定组内的明确分工,分头查阅资料、参考书、网络搜索等收集信息,撰写研究报告,内容要求包括专题技术背景、主要技术方法、研究思路等,课堂抽出时间进行答辩。这样可以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

3.1.5改革考核方式,注重过程评价考试作为教学评价的重要手段,对学生学习和教师教学有着重要的导向作用。传统考试的主要形式是一次性定时闭卷笔试,这种考试会造成学生考试前临时突击现象,放松平时学习,也不利于全面考查学生综合运用所学知识解决问题的能力,难以发挥创造性思维能力。因此,本课程将改革考核制度。加大课堂互动、综合问题的讨论、专题小论文、作业质量的成绩比例,引导学生创新意识方面的培养,提高学生解决问题的能力。

4结论

本文总结了“数据处理与智能决策”课程的特点,提出了具体教学方法在“数据处理与智能决策”课程应用的模式和具体实例,在教学方法改革中贯彻卓越工程师培养———注重实训基本观念,教学方法注重启发学生掌握物联网基本概念和一般方法,结合实际问题,引导学生关注物联网的发展趋势,培养学生关注物联网领域的新知识和新技术。对现有的考核方式进行丰富,增加课题小组案例分析、模拟答辩等环节,提高学生自学参与的成绩比例。本文通过讨论情境教学法在“数据处理与智能决策”实现的具体内容和方法,形成具有北京信息科技大学特色的“数据处理与智能决策”专业课程教学方法,并具有借鉴意义,以期对物联网专业的发展起到一定的促进作用。

参考文献

[1]何静.探讨应用技术型大学无机与分析化学实验课程教学改革[J].科教文汇,2015(240):55-57.

[2]宋铁成“.通信原理”课程的系统级实验建设[J].电气电子教学学报,2004(4).

[3]陈立军.理论联系实际,建设“误差理论与数据处理”[J].科教文汇,2015(323):56-58.

[4]名师开讲:有价值的教学情境什么样[EB/OL].2007-01-15.

[5]孙玉华.运筹学“灵敏度分析”教学方法探讨[J].科教文汇,2015(321):46-48.

[6]于泳.信息教育背景下情境式教学在物理中的应用[J].物理通报,2014(S1):4-7.

[7]崔爽.情境教学法在中职日语教学中的应用和问题[D].大连:辽宁师范大学,2011.

物联网导论课程论文篇(9)

中西医结合临床医学专业人才培养目标是培养能够从事中西医临床医疗、教学、科研管理等工作的复合型应用人才。生物化学是其重要基础课程,是从分子水平研究生命现象及规律的学科。主要内容包括:生物大分子的结构和功能;三大物质代谢及其调节的普遍规律;遗传信息传递和调控。这些内容为后期进一步学习基础和临床医学课程提供必要的基础。但是这些内容既涉及了广泛的理论知识,又涵盖了诸多生命科学实践;同时不仅有对生命过程机理的详细描述,还有对这些过程调控的概括。这就使得课程的理论性、实践性和综合性较强,加之名词繁多、概念抽象、内容枯燥,又涉及热力学、空间结构等物理、化学的多方面内容,因此课程具有一定的难度,学生学习难度较大。所以,为了提高学生自主学习兴趣、培养学生运用生物化学知识结合中医证候进行临床疾病研究的能力,开展生物化学课程教学改革和实践就显得尤为重要。

1医学院校生物化学课程教学中存在的问题

以湖南中医药大学中西医结合医学专业生物化学教学为例,以前采用的多是以教师讲授为主的课堂教学组织形式,通过多媒体结合板书的讲授方式进行教学活动,授课通常采用新课导入、新课讲授、课后小结三步走的流程。在新课导入阶段复习相关知识点,提供新课情景,引入新课;新课讲授阶段通常按照所讲授内容的逻辑性和相关性运用生动的语言结合图片、动画进行展示讲解;课后小结中进行重难点小结,将新旧知识进行对比并引出下节课内容,布置课后作业。显然,这种课堂教学组织形式难以充分调动学生自主学习的积极性。首先,生物化学系统性、抽象性、联系性较强,难度较大,与化学、物理、细胞生物学、遗传学等复杂学科紧密关联。其次,在传统教学中,教师通常是利用语言对教学内容进行描述来提高学生的感性认识。但是这种方式在生物化学课程教学中的应用效果并不理想,教师难以做到生动、形象。因此,仅靠教师在课堂上的机械灌输及书本的抽象描述,难以让学生深刻理解生物大分子物质结构与功能的关系,物质代谢的基本规律、联系、转化和调控以及基因工程技术等生物化学的重要问题。这是生物化学课堂教学急需解决的一大问题。其次,在教学过程中,教师过分重视教学任务的落实,导致授课过程过于死板,课堂气氛拘谨沉闷,使得一些学生在学习之初便失去信心和兴趣,也会滋生部分学生的厌学情绪,以致被动学习,应付交差现象普遍。另外,生物化学是一门以实验为基础的学科,为了培养学生运用生物化学知识诊治与预防疾病能力,尤其需要加强实践教学环节。但是由于条件和教学课时的限制,与课程对应的专业实验安排较少。学生对课程内容理解主要通过书本理论知识,没有足够的实践教学环节,缺少运用课程相关知识解决实际临床问题的机会。

2“互联网+”教学模式的转变

教学模式是在一定的教学思想或教学理论指导下构建的教学活动过程[1]。随着网络时代的到来,互联网+已经改造和影响了多个传统行业,也在一定程度上解决了传统课堂教学中枯燥、乏味、无感官认识等问题[2]。传统课程教学在与“互联网+”的渗透融合中,可以逐步走向教学改革的创新与优化,学生不再被动接受课程内容,而是通过参与的方式进行课程学习。与传统的课堂教育相比,互联网+教学模式展现出以下几方面优势:①学生学习自由度更大,可以根据自身需要更自主地选择学习内容和方式;而且不再受时间、地点和人数的局限。②教育资源更丰富、更开放、更便利,有效保障教育公平。③师生、生生沟通更便捷,确保教学效果[3]。

3基于“互联网+”落实以学生为中心的课程教学改革

3.1基于“互联网+”的多种课堂教学组织形式的组合与探索

“互联网+”时代,传统的“一支粉笔、一个老师、一间教室”的教学模式已经无法适应当代大学生心理特征以及专业和课程的培养定位。因此,课堂教学过程中不能再完全以教师的讲授为主,而应该引导学生进行探究式讨论,促进师生、生生互动和合作,进行知识的内化。所以,在生物化学课堂教学改革实践过程中,教师要围绕教学大纲的要求,根据学生的认知特点,遵循由简入繁,从理论到应用,选择精、细、深、略有度的教学内容。每章授课内容采用从实验现象理论抽象实际应用。这样由简单到复杂,由实际抽象出理论,由感性认知过渡到理性认知,再由理论指导进一步实践,激发学生的求知欲望,让学生循序渐进地入门。因此,近年来在生物化学教学中,湖南中医药大学生物化学教研室改变了传统教学模式,采用多种基于“互联网+”教学模式联用。例如,在学习酶促反应动力学一章中竞争性抑制这一内容时就利用网络平台实施了翻转课堂、PBL教学及研讨式教学的多种教学组织形式联用。教师先将丙二酸对琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制这一简单实验引申出的相关基础理论知识,制作好大约10min左右的视频,并结合临床及科研实际案例设计“过关任务”(例如运用竞争性抑制的原理解释磺胺类药物的作用机制及临床用药注意事项、洛伐他汀类药物的作用机制等)。然后将制作好的视频教学内容和与之相关的“过关任务”上传至网络教学平台。学生在规定时间内学习视频教学内容,参与在线讨论并完成“过关任务”。课堂上基于学生前期网络学习的成果,以磺胺类药物和青霉素类药物抗菌机理的差异为主题,采用PBL、研讨式教学等方法开展课堂教学。通过讨论解决课前学生发现的问题。课后教师及时总结教学情况并在教学网络中相关资料供学生复习和检测,同时适量前瞻性内容,供学有余力的同学进行拓展。笔者发现结合互联网平台,通过课前自主学习和在线讨论、课堂研讨、课后复习,学生不仅能掌握竞争性抑制的基本原理,还能理解磺胺类药物及洛伐他汀类药物的作用机理和注意事项,并且能与中医学专业知识相结合。有同学提出,由于洛伐他汀类药物是胆固醇合成的关键酶HMGCoA还原酶的竞争性抑制剂,而且该酶的活性具有昼夜节律,在午夜活性最高,因此选择在晚上服药降脂效果最佳,这与中医“天人相应”理论和“择时用药”的原则一致。通过这种“互联网+”的教学模式,充分激发了学生自主学习的动力,提高了学生自主学习的能力,学生思考、提出和解决问题的能力都获得了显著提高。而且学生在学习中有效地将生物化学基础理论和临床运用相互渗透,使学生真正意识到生物化学理论在未来临床工作中的作用。

3.2“互联网+”生物化学讲课竞赛

在生物化学教学模式改革探索过程中,最难解决的问题之一是生物大分子的结构、细胞信号传导、物质代谢及其与临床医疗的关系等内容用传统教学手段进行理论描述非常困难。如何解决这一问题呢?为了激发学生对生物化学课程的兴趣和参与程度,鼓励学生在学习中创新,在创新中加深对生物化学课程内容的深入理解,灵活运用已有知识解决医疗实际问题,教研室尝试组织学生进行“互联网+”生物化学讲课大赛。教师设计好一系列与生物化学课程内容及临床医疗实践密切相关的主题,如从蛋白质的结构和功能关系探究中药作用机理和药效物质基础、从胆色素代谢探讨黄疸的发病与治疗、从氨基酸代谢探讨肝昏迷的发病机制及防治原则等。学生组队选择相关主题后充分利用网络资源查找资料,然后通过制作课件、教学动画和动漫等作品来动态讲解和展示生物化学的基本概念和原理、病例分析及相关疾病防治原则。这种利用“互联网+”进行的学生自主课堂教学形式,学生在查阅资料和制作课件过程中通过联系实际,明白了生物化学不是一门空洞的学科,而是与日常生活和医疗实践息息相关的学科,逐渐体会到生物化学在医学中的重要性,感到学而有趣、学而有用,主观能动性得到提高。这种教学形式不仅促进了学生自主学习能力,而且通过丰富的表现形式极大增强了对课程中抽象理论的理解,有效提高了课堂教学效果。

3.3“互联网+”生物化学实验教学改革

生物化学是以实验为基础的学科,实验在整个生物化学发展中起着举足轻重的作用,而且医疗实践中经常采用生物化学的理论和方法对疾病进行诊断、防治与预后判断。因此,在实验教学中尽量选择既与理论教学内容密切相关又是医疗实践中常用的技术作为常规实践教学内容,并结合教研室科研课题和中西医结合专业特色开设部分开放性实验。但是这些实验项目仍不能给学生提供足够多的实践练习机会。近年来,教研室向学生在线或推荐了许多实验虚拟仿真模块和视频教学内容。学生可以通过在线学习模拟相关实验内容,从而弥补实验教学的不足,也锻炼了学生自主学习的能力。为了增强学生的实验设计和动手实践能力,教研室还组织了生物化学实验设计与操作竞赛。首先,要求学生组队根据的竞赛主题进行实验设计和可行性分析;然后,组织教师对上交的方案进行筛选和评估;最后,选择一定比例的设计方案进一步进行现场操作与答辩。这些实验设计和操作仅靠课堂上所讲的知识是远远不够的,学生必须通过课后查阅相关文献资料深入学习,借助多种网络资源才能完成详细的实验设计,并且借助现代计算机仿真模拟技术才可能完成实验的可行性分析。通过实验设计竞赛这种理论联系实际教学实践活动,增强了学生的创新意识和动手能力,是生物化学理论和实验强化学习的第二课堂。总之,应用多种网络技术对教学组织形式、方法和手段进行改革是“互联网+”时代必要的探索。湖南中医药大学生物化学课程教学通过这种改革与探索已在一定程度上将学生的学习由课上延续到课下,由被动变为主动,有效地提高了学生的学习主动性和学习质量。同时也对教师提出了更高的要求,督促教师必须不断学习新的教学理念、善于运用多种教学方法,转变和优化传统教学方式和手段。

参考文献:

[1]田爱丽.转变教学模式促进拔尖创新人才培养-基于“慕课学习+翻转课堂”的理性思考[J].教育研究,2016,(10):106-112.

物联网导论课程论文篇(10)

1.1引导学生自我探究

国内各高校都是从2011年开始陆续开始开设物联网相关专业,从现有的资料来看,大多数学校针对物联网应用技术专业开设了RFID技术、无线传感器网络、短距离无线通信技术(IEEE802.15.4/Zigbee)等课程,并保留了计算机网络和无线通信等课程作为物联网应用技术专业通信技术的主干课程。因此,物联网技术所涉及的通信技术散布在多门课程中,这就不利于学生完整地掌握物联网通信技术的相关知识和技能,因此我校针对物联网应用技术专业专门开设了物联网通信技术这门课,而这们课程中所涉及到一些通信技术如蓝牙、无线局域网技术、移动通信技术等都与学生所处信息社会的生活密切相关,那么教师可以去引导学生课外对跟自己生活密切相关的知识进行研究与探讨,激发学生的学习兴趣。

1.2采取有效的激励措施

传统的理论课程都采取三七评分方法,也就是学生期末考试成绩占总成绩的70%,而平时出勤完成作业等综合情况占30%,这种情况下,学生的终极目标是期末考试而忽略平时对课堂的参与。我们可以采取平时成绩和期末成绩各占一半的评分方法,那么学生就会用对待期末考试的热情来参与到平时的课堂。

2改变“满堂灌”模式

在高职院校,学生的自控能力相对薄弱一些,因而在理论上普遍存在一个现象是:即使人在课堂上,思维可能已经天马行空不愿意跟着老师的思路进行过多的思考。在这种情况下,不管老师讲得如何有激情并且口干舌燥的时候学生却已经昏昏欲睡了。理论对人的影响是潜移默化的并且是技能课的基础,如果学生不接受理论课,那么潜移默化的作用就在学生身上体现不出来了,再好的理论也无用武之地。针对这种情况,就必须改变传统理论课教师只负责讲学生听的“满堂灌”模式,可以采取学生不仅要听而且还要讲的方法,充分调动学生学习的积极性,使学生由被动学习改变到主动学习模式,只有这样,才能达到培养人才的目的,同时也能达到我们教学的目标。以物联网通信技术课程中的蓝牙技术为例,蓝牙在我们的日常电子产品中随处可见,我们现在用的智能手机都有蓝牙功能,学生上课都会随身携带手机,在对蓝牙技术讲解时如果只采用传统的模式讲解的话学生可能都会认为这个内容很简单无须再听老师讲解,这时候在讲到蓝牙网络拓扑结构、蓝牙组网、蓝牙状态、蓝牙地址、蓝牙协议及蓝牙工作原理时,教师可以让学生拿起手机并开启蓝牙模式,学生使用蓝牙功能相互之间发送语音和图片等文件,在学生具体体验了蓝牙功能后启发他们思考课堂所讲知识点并发表自己的观点与大家分享。

3教与学相结合

在传统的理论课堂中,大部分时间都是老师在讲台上讲授知识点,在此过程中,学生几乎没有时间对老师所讲的内容进行消化吸收,老师传授的知识也只有量的积累而没有质的变化,这也就意味着学生无法将老师讲授的内容转化为自己所有,更不可能把老师课堂讲的知识点灵活运用到技能课和实践中去,面对这种情况,就要求教师变原来的泛讲为精讲,重点讲方法讲重要知识点,达到由量变达到质变的效果。针对这种情况,就要求教师缩短讲授时间,留更多的时间给学生,使学生由原来被动听到主动讲角色的转变,让学生充当一个讲授者,让学生把提前探索好的与我们生活密切相关的知识点在课堂上与同学和老师分享,让他们做课堂的主人,按照自己的理解去阐述自己的观点,学生阐述完自己的观点鼓励其他学生也参与讨论,这样不仅活跃了课堂也促进了学生学习的积极性。如此,每次理论课可以安排学生主动走上讲台,不仅锻炼了他们的心里素质也能让能够主动去学习,还能使课堂充满活力而不至于让学生们进入昏昏入睡的状态。这虽然缩短了讲授的时间但并不意味着老师无事可干,在学生充当讲授者角色的过程中,老师可以充当引导者的角色,把自己当做普通的一员加入到学生中去,与学生建立伙伴关系,与学生进行共同探讨相关知识点,共同协商解决问题的办法。

物联网导论课程论文篇(11)

生物统计学是以数理统计学来研究、揭示生物现象的学科,是生物学的方法论和生物专业的工具性专业基础课,兼具理论性和实践性。该课程对生物专业学生的科研素质培养及职业发展具有重要意义。互联网的出现改变了人类的生活方式和生产方式,也为大学教育带来了新的机遇和挑战。笔者针对生物统计学传统教学过程中存在的问题,在“互联网+”背景下,对该课程的思政教育、线上线下混合教学、教学模式改革和过程考核等方面进行了探讨。

1生物统计学课程教学面临的困境

生物统计学传统教学成果调查评价显示,学生普遍对该课程存在畏惧心理,对相关的数学原理、公式、方法等掌握不够,统计分析应用不合理或分析不准确等。造成这些问题的原因有很多:首先,课程设置和教学形式单一。生物统计学课程具有内容多、概念多、计算多的“三多”现象,存在教师难教,学生难懂、难记、难用的“四难”局面[1]。该课程教学课时一般为32~48学时,为了在较少的教学时间内让学生掌握更多的知识,传统教育多采用以教师课堂讲解为主的教学方式。这种教学模式相对单一,被动的“填鸭式”教学方法降低了学生的课堂参与度和学习兴趣,抽象的概念和繁多的公式极易导致学生产生厌学情绪。其次,由于课程概念和公式内容较多,教师的授课过于注重对原理、公式的讲授和推导,而对统计方法的实践训练和案例分析不够,出现重理论、轻实践的现象。再次,教学过程中师生交流短路的现象比较普遍,课堂上往往教师讲得激情四射,学生却听得头晕目眩。最后,现代信息技术没有广泛应用于教学中,对统计软件相关内容的介绍较少,学生全面掌握理论知识和灵活运用统计方法的能力不足,对学生统计学思维的培养不够。

2“互联网+”在教学中的作用

在2015年《政府工作报告》中,首次提出“互联网+”行动计划。在同年的第二届世界互联网大会上,提出“中国将大力实施网络强国战略、国家大数据战略、“互联网+”行动计划,发展积极向上的网络文化,拓展网络经济空间,促进互联网和经济社会融合发展”[2-3]。“互联网+教育”充分发挥了互联网在教育各环节上的优化和集成作用,将云计算、5G、AR/VR等信息通信新技术和雨课堂、微课、慕课、翻转课堂、SPOC等新教学平台和方法应用于教学各环节,从根本上改变了传统课堂中的师生地位以及教与学的时空限制,使学生能在课堂之外随时复习课堂内容并与教师在线交流与讨论,优化了教育资源的合理分配,培养了适应信息时代需求的创新型人才[4-5]。

3“互联网+”背景下生物统计学教学改革

据CNNIC中国互联网报告,截至2020年12月,我国网民规模达9.89亿。在“互联网+”快速发展的背景下,本文结合生物统计学课程的特点和传统教学中出现的问题,从以下方面展开探讨:

3.1加强课程思政教育

总书记在全国高校思想政治工作会议上提出:“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[6]思想是行动的统帅,是实现人生价值的前提[7]。教师在讲解生物统计学理论知识时,应充分利用现代信息技术,发掘课程教学中的思政元素,结合时展及社会热点,及时将思想政治教育融入课程教学。同时,教师要充分发挥自身的专业优势,帮助学生在面对浩瀚的网络资源,能够“披沙拣金、激浊扬清”,面对网络上的负面信息和消极思想保持清醒的认知,能利用统计思维客观、正确地看待世界[8]。

3.2完善课程教学内容

生物统计学是多学科交叉的一门综合性课程,涉及理论、实践和统计软件等多方面内容,需要学生具有概率论与数理统计、高等数学等先修课程的基础。科学的课前规划有助于学生更好地掌握学习内容。

3.2.1优选规划教材

教材对于课程的教和学都非常重要。在教学过程中,教师应根据生物专业学生的学科设计和科学研究特点,选择一本规划教材。同时,筛选其他统计学教材中优秀的统计分析方法和内容并整合到教学中,这不但有利于学生更深入地掌握生物统计分析方法在科学研究中的应用,还能有目的地引导学生在统计的知识海洋中遨游[9]。

3.2.2加强案例教学

20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。该方法对真实事件予以典型化处理,形成可供学员思考、分析、讨论、决断的案例,从而提高学员分析问题和解决问题的能力。生物统计学理论知识较抽象、不易理解,教师授课时可通过科研中的实际案例,用浅显易懂的语言将抽象的概念表达出来。同时,在案例教学中,师生角色发生了转变,学生是主角、执行者,积极参与案例分析、讨论,而教师是旁听者、激励者、指导者。案例教学实现了学生主动学习,激发了学生学习的兴趣,提高了教学效果,实现了教学目标。

3.2.3优化实验教学

生物统计学计算机实验教学是生物统计学课程系的一个重要内容。在计算机实验教学过程中,应根据专业要求配备一套合适的统计学分析软件,常用的统计分析软件有Excel、SAS、BMDP、SPSS、EPINFO、Statistica、Origin、SPLM和Minitab等,这些软件各有优缺点[10]。如Excel可对实验数据进行整理、转换与简单计算,操作简单,但统计分析的功能不够强大。如需要更为专业系统的分析,可使用SAS和SPSS等专业分析软件[11]。

3.2.4构建模块教学

该课程包括概率、抽样分布、假设检验、方差分析、回归相关分析、实验设计等内容,内容多且分散。在教学中,可根据课程知识结构和教学目标,将学习内容分成几大模块,如概率基础模块、实验设计模块、统计检验与分析模块、计算机统计软件应用模块等。在教学过程中,教师既要注重模块之间的逻辑关系,又要强化它们之间的联系。如概率基础模块是学习统计检验与分析模块的理论基础。又如科学的实验设计是获得具有统计学意义的数据的基础,而统计检验与分析的结果对实验设计有反馈作用,有助于进一步优化实验设计方法,提高实验效率,获得更加有科学价值的数据。

3.3深化“互联网+”教学模式变革

鉴于“互联网+”发展的新形势,结合生物统计学传统教学过程中面临的困境,建议从以下方面进行改革尝试:

3.3.1互联网+教师

在日新月异的“互联网+”时代,教育资源实现了互通共享。通过网络,学生可以轻松获取各种图文并茂的数字化教学资源,这也成为学生摄取知识的一种新途径。在此背景下,教师应适时转变观念,准确定位自身角色,及时完善个人知识储备,充分利用互联网资源,将学科前沿知识融入相关教学内容[12]。同时,面对良莠不齐的网络教学资源,教师应做好指导者和引领者角色,培养学生形成科学合理地甄别和利用网络教学资源以及掌控知识与信息的能力[13]。

3.3.2互联网+教学

在“互联网+”时代,教学活动不仅局限于课堂。虽然生物统计学主要的教学活动依然是在课堂上完成,但师生间的知识交流应远超课堂的45分钟。教师应及时修正教学计划,依据课程目标对教学内容进行分类。课堂上,通过将板书教学与多媒体教学有机结合,讲解理论性、抽象性较强的知识内容。课后,将实操性强的技能教学安排在线下进行,形成线上线下优势互补的教学方案。同时,教师利用微信、QQ、E-mail、腾讯课堂、钉钉课堂等在线工具与学生进行交流,为学生答疑解惑,实现个性化指导和因材施教。

3.3.3互联网+资源

针对生物统计学教学中普遍存在的理论与实践脱节的问题,课前,教师可利用网络资源平台,如中国大学MOOC,结合本校资源,根据教学重点、难点进行组课,并导入学校网络教学平台,要求学生预习。学生带着问题学习,学习会更具有针对性[14]。课后,通过微课等碎片化、目标知识点明确的学习方式,促进实践与理论的结合,培养学生养成良好的学习习惯,使学生深入研究知识点。

3.3.4注重过程考核

教学评价的核心内容之一是对学生学习效果的评价。合理的评价不仅能够真实地反映学生的知识和技能掌握水平,而且还能够考查学生对知识和技能的应用能力。在传统教学中,考试、测验等终结性评价是评价学生学习效果的主要手段,这种评价方式容易使学生过于重视卷面成绩,忽视了学习过程的重要性,不利于学生养成良好的学习态度和习惯[15]。近年来,过程性评价作为一种改革传统课程考核方式的教学评价方法,逐渐被应用于大学课程之中。过程性考核旨在考核学生的学习态度、实践活动参与情况、平时行为、个性能力发挥等,注重对学生学习过程的考核和评价,能够让学生在更广阔的空间内进行创新和探索[16-17]。生物统计学课程的过程性考核,应依据课程标准,结合“互联网+教育”构建过程性评价测评策略。一部分过程性考核要通过平时成绩来体现。可以借助雨课堂等网络平台记录课堂上发生的提问与回答、讨论等互动环节,教师可参考网络平台记录给出学生的平时成绩。另一部分过程性评测可根据学生课外实践的参与度和应用统计分析软件的能力评定。如软件上机考核要求学生至少掌握一种统计软件的操作技能。此外,借助微信、QQ等建立信息反馈机制,通过学生自评、学生互评等方式,对学生的课外学习态度进行实时监督和考核[18]。