時間:2023-10-11 10:08:13
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時聯(lián)系我們的客服老師。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這一概念國內(nèi)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(lián)盟(ITU)的同名報告中,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,時至今日物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從概念逐步走向?qū)嵺`。同樣在高校中,“物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)”也經(jīng)歷著從無到有,從鮮見到熱門的變化。在教育部的聯(lián)合推動下全國700余所高校積極到參與物聯(lián)網(wǎng)這一新增專業(yè)的設(shè)置。如何培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才是反復(fù)強調(diào)的話題,但實際情況卻總是形式大于內(nèi)容。對于高校而言,利用新增專業(yè)來培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,搭載“物聯(lián)網(wǎng)”快車不應(yīng)是停留在口號上,而是要切實地在師資、教學(xué)設(shè)備、教材上進行實際加強。從電子、信息類新增專業(yè)看,物聯(lián)網(wǎng)工程是最熱的專業(yè)之一,哈工大、北京理工大學(xué)等全國30多所高校都將開設(shè)該專業(yè)。
1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法和途徑
教學(xué)方法既是一種技術(shù),也是一種綜合能力,正確的教學(xué)方法會有力地促進學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的形成,而落后的教學(xué)方法則會成為學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)發(fā)展的阻礙因素。因此,要發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),就必須采取有利于創(chuàng)新的教學(xué)方法,切實發(fā)展學(xué)生的聰明才智。應(yīng)該清醒地看到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有“新、長、專”的特點。
1.1 采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的開放式思維
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)成立之初自身學(xué)科特點尚未成型,但集成創(chuàng)新型技術(shù),知識體系不清晰;產(chǎn)業(yè)涵蓋面寬,邊界難以界定。物聯(lián)網(wǎng)是新增設(shè)的專業(yè),交叉學(xué)科特性更加顯著。如何變思維封閉式為思維開放式教學(xué)對于教學(xué)是一個挑戰(zhàn)。所謂開放式思維就是要求學(xué)生不能只會死記硬背書本的知識,要著眼于不同答案或結(jié)論的自主選擇。為此,教師要科學(xué)設(shè)計課程中創(chuàng)造性活動,善于傳遞創(chuàng)造性教育新觀念,制造培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的各種機會,對學(xué)生進行各種創(chuàng)造性因素的影響,使學(xué)生受到潛移默化的教育,逐漸形成廣博的思維,做到跨學(xué)科和課程規(guī)定以外的內(nèi)容,例如可以利用課堂辯論、CAI授課、學(xué)生講課和專題討論等方法,傳遞創(chuàng)造性教育新觀念,制造培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的各種機會,對學(xué)生進行各種創(chuàng)造性因素的影響,使學(xué)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(xué)研究內(nèi)容融入教學(xué)過程之中,豐富實驗手段,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力
教學(xué)與科研密切相關(guān),不可分割。在創(chuàng)新教育中,強調(diào)以學(xué)生為主體,通過教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,就必須探索其規(guī)律性的東西,就必須將科學(xué)研究與教學(xué)內(nèi)容結(jié)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(yè)或小論文題目,讓學(xué)生嘗試進行科研研究與創(chuàng)新的基本訓(xùn)練。根據(jù)學(xué)生的興趣再加以具體指導(dǎo),使學(xué)生初步掌握科研研究與創(chuàng)新的方法和途徑。注重實驗環(huán)節(jié),設(shè)置多樣化的實驗。例如處理器基礎(chǔ)實驗方面可以考慮程序下載實驗,串口通信,控制器的基礎(chǔ),虛擬演示終端控制實驗、微操作系統(tǒng),基礎(chǔ)通信實驗可以設(shè)置線信道監(jiān)聽,無線報警,SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)通訊實驗,射頻標簽RFID部署;自組織網(wǎng)絡(luò)實驗可以設(shè)置指定路由多跳網(wǎng)絡(luò)的實驗,簡單的泛洪協(xié)議的多跳路由網(wǎng)絡(luò)的實驗;
1.3 將科研與實踐應(yīng)用結(jié)合起來,為學(xué)生提供、創(chuàng)造更多的實踐機會,強化學(xué)生的社會參與意識
目前高校某些專業(yè)的人才培養(yǎng)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(yè)和高校之間采取有效的橋梁與杠桿來跨越障礙協(xié)同發(fā)展。上面提到了將在教學(xué)中引入科研能力培養(yǎng),那么在科研中也同時要注重工程實踐能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)科交叉性決定只學(xué)好某幾門課程,或者是僅僅是掌握某一學(xué)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(xué)生接觸新的無線技術(shù)DSRC,Bluetooth,WiFi,ZigBee,RFID 和NFC的知識。通過設(shè)計豐富、多元化的實驗教學(xué)方式,可以為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生打下扎實的應(yīng)用基礎(chǔ),為將來創(chuàng)造出更多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及產(chǎn)品積累經(jīng)驗。目前在許多大型辦公場所、商業(yè)Mall等經(jīng)濟金融聚集的地方已經(jīng)采用了先進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),適時采取現(xiàn)場實地考察,親身體驗的方式,讓師生共同感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給生活帶來的改變。
2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程內(nèi)容和教學(xué)手段創(chuàng)新
2.1 專業(yè)課程體系設(shè)置
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);軟件中控;數(shù)據(jù)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(shù)的快速發(fā)展,掀起了教育信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的。學(xué)校的多媒體教學(xué)課室逐漸普及,教師應(yīng)用教育技術(shù)手段進行教學(xué)的行為從個別轉(zhuǎn)為普遍,可以說今天每個老師每一節(jié)課都離不開信息化和多媒體。但是,隨著學(xué)校的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的大量配置,如何超前發(fā)現(xiàn)故障,進行快速處理,保障系統(tǒng)正常運作,確保正常教學(xué)開展,成為學(xué)校信息化教學(xué)管理部門嚴重困惑的問題。
二、多媒體教學(xué)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在問題
從事教育信息化教學(xué)保障的技術(shù)工程師和管理部門都知道,目前在學(xué)校里使用的多媒體設(shè)備種類多,標準各自為政,中控互換性能差,除了計算機設(shè)備外,多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)廠家大多數(shù)規(guī)模小,工廠的生命周期短,可持續(xù)性發(fā)展能力弱。所有這些給當(dāng)前學(xué)校多媒體教學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)、應(yīng)用以及維護帶來許多問題。主要表現(xiàn)在:
(1)多媒體教學(xué)系統(tǒng)的中控設(shè)備類型多,標準與通信協(xié)議各自獨立,相互不能替代,不能互聯(lián)互通,系統(tǒng)的維護及升級必須依托原生產(chǎn)廠商。
(2)產(chǎn)品廠家規(guī)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(chǎn)品性能和穩(wěn)定性差。
(3)多媒體教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品涉及的技術(shù)種類多,但是學(xué)校維護人員技術(shù)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(wěn)定高層次、高技術(shù)人才,造成維護服務(wù)困難。
(4)信息化管理程度低。雖然,很多學(xué)校采購的系統(tǒng)都兼有信息化的管理系統(tǒng),但是,由于多媒體教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的歷史原因,大多數(shù)生產(chǎn)廠家目前主要的投入都是放在硬件上,有些供應(yīng)商的產(chǎn)品還不是自己開發(fā)的,而是OEM產(chǎn)品。因此,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理性能不強,雖然有些廠商所開發(fā)的產(chǎn)品支持網(wǎng)絡(luò)接入,但是在整體上軟件開發(fā)能力較弱,開發(fā)的管理平臺跨平臺、跨網(wǎng)段功能較弱,結(jié)構(gòu)不合理,與學(xué)校其他教學(xué)系統(tǒng)互通、融入功能差。
(5)學(xué)校注重系統(tǒng)的建設(shè),系統(tǒng)維護經(jīng)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(fā)所謂智能化的系統(tǒng),完善多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理功能。但是,往往還是依照傳統(tǒng)思維進行開發(fā),沒有從根本和發(fā)展性方面進行思考,即設(shè)備生產(chǎn)沒有從國標化、設(shè)備的互換性、管理信息化和可視化、維護服務(wù)的遠程化等方面進行思考;沒有注重軟件管理平臺的研發(fā)和投入,沒能注重應(yīng)用的個性化和多用性。
圍繞這些問題,本文提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理,用軟件技術(shù)構(gòu)建中央控制器的理念,設(shè)計和構(gòu)建硬件系統(tǒng),形成個性化操作界面,實現(xiàn)操作、控制、維護可視化、透明化和遠程化。
三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計思想
物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識別、管理和控制。[2]
從定義可以得出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最大特點是:①所聯(lián)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(shè)備的功能、性能、參數(shù)以及輸入輸出結(jié)果,非常方便應(yīng)用和管理;②物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要支撐條件是應(yīng)用領(lǐng)域的標準和智能化管理平臺以及專業(yè)知識資源庫。
根據(jù)上述特點,本設(shè)計以中國教育技術(shù)協(xié)會制定的《多媒體教學(xué)環(huán)境工程建設(shè)規(guī)范》[1]為指導(dǎo)準則,統(tǒng)一多媒體教學(xué)設(shè)備互換技術(shù)標準;在硬件設(shè)計上將所有多媒體系統(tǒng)所需設(shè)備內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議硬軟件模塊和設(shè)備自檢、數(shù)據(jù)采集和信號檢測模塊;在應(yīng)用平臺上,開發(fā)出透明化、可視化的管理系統(tǒng),實現(xiàn)物聯(lián)的遠程管理、跨網(wǎng)段管理;所有的控制操作在統(tǒng)一標準條件下,開發(fā)軟件平臺實現(xiàn)對多媒體設(shè)備聯(lián)動控制的集成、控制與操作。
四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計
1.系統(tǒng)架構(gòu)
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)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(yīng)用系統(tǒng)大多數(shù)是以單片機技術(shù)為核心的硬件系統(tǒng)。然而,僅僅由硬件組成的系統(tǒng)只能是一個裸系統(tǒng)或是其功能得不到最大化、最優(yōu)化應(yīng)用的系統(tǒng)。因此,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳感與采集技術(shù)、自動控制技術(shù)以及智能技術(shù)的集成。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.硬件系統(tǒng)構(gòu)成
(1)系統(tǒng)管理中心
主要硬件有計算機、顯示設(shè)備和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。結(jié)構(gòu)如圖2所示。
(2)支撐系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò):由原有教學(xué)課室網(wǎng)絡(luò)完成,組建無線(WIFI)網(wǎng)絡(luò)。
(3)課室物聯(lián)網(wǎng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)
1)多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備
課室多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)備由計算機、有線及無線拾音設(shè)備、音頻擴音設(shè)備、視音頻信號切換設(shè)備、顯示設(shè)備、信號源播放設(shè)備等構(gòu)成。
各媒體設(shè)備內(nèi)嵌TCP/IP通信接口與協(xié)議和設(shè)備功能數(shù)據(jù)檢測與采集模塊。如圖3所示。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 海警學(xué)院 網(wǎng)上自助 訂餐系統(tǒng)
1 研究背景和相關(guān)概念
公安海警學(xué)院的前身是公安海警高等專科學(xué)校。公安海警高等專科學(xué)校原名為“武警水面船艇學(xué)校”,始建于1983年7月(國務(wù)院[1983]149號文件),當(dāng)時隸屬于武警總部,1985年9月開始招生開學(xué)。1993年8月,學(xué)院移 交公安部領(lǐng)導(dǎo),歸口公安部邊防局管理,更名“公安邊防水面船艇學(xué)校”。1996年開始組織申辦專科的籌備工作,1997年9月終止中專招生、依托武警學(xué)院(廊坊)實施大專教學(xué)。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(shè)置評議委員會評審。1998年3月教育部下發(fā)《關(guān)于同意建立公安海警高等專科學(xué)校的通知》(教發(fā)[1998]18號文件),學(xué)校更名為“公安海警高等專科學(xué)校”,成為公安部直屬的一所普通學(xué)校。近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)在海警學(xué)院正式運行。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
隨著信息領(lǐng)域及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,不同領(lǐng)域的研究者對物聯(lián)網(wǎng)思考所基于的起點各異,對物聯(lián)網(wǎng)的描述側(cè)重于不同的方面,短期內(nèi)還沒有一個權(quán)威、完整和精確的物聯(lián)網(wǎng)定義。
大多數(shù)比較偏向的物聯(lián)網(wǎng)定義是信息空間與物理空間的融合,將一切事物數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,在物品之間、物品與人之間、人與現(xiàn)實環(huán)境之間實現(xiàn)高效信息交互方式,并通過新的服務(wù)模式使各種信息技術(shù)融入社會行為,是信息化在人類社會綜合應(yīng)用達到的更高境界。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù),這也體現(xiàn)出了物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)物理基礎(chǔ)
訂餐系統(tǒng)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(shù)據(jù)下載功能,無需使用連接線即可進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的下載,真正實現(xiàn)了無線雙向通信。采用了國際先進的信號放大技術(shù),使其空曠通信距離可達1000多米室內(nèi)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(wěn)定可靠、費用低廉等優(yōu)點。實現(xiàn)了餐飲業(yè)向規(guī)范化、智能化、現(xiàn)代化的飛躍,具有高可靠性、穩(wěn)定性、無線集成等特點,利用RFID射頻技術(shù),在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片,餐具進入結(jié)算區(qū)后(射頻天線感應(yīng)區(qū)),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(shù),實現(xiàn)對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理,實現(xiàn)快速結(jié)算。主要為學(xué)校食堂、企事業(yè)單位餐廳、快餐連鎖店等提供自選式快速結(jié)算服務(wù),通過在餐盤底部植入射頻芯片的方式,實現(xiàn)快速結(jié)算,與傳統(tǒng)的結(jié)算方式相比,智盤系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù),涵蓋用戶自助開臺、自助選菜、自助結(jié)算、自助服務(wù)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(xiàn)代化的餐廳。
2.1 方案介紹
基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云計算技術(shù)的智慧餐臺智能結(jié)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(tǒng)一計價,并通過一卡通賬戶中的卡片進行支付。數(shù)據(jù)信息交予一卡通系統(tǒng)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(yīng)用設(shè)備,并應(yīng)用在充值、結(jié)算、就餐等各環(huán)節(jié),對餐廳實施智能化布控,實現(xiàn)自動結(jié)算、自助充值等功能,節(jié)省餐廳人工,降低運營成本,打造智能化、現(xiàn)代化的餐廳,可廣泛應(yīng)用在學(xué)校食堂、企事業(yè)單位餐廳及快餐連鎖店。
系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行,故障率低,并且能確保在發(fā)生故障時,交易流水等重要數(shù)據(jù)不丟失。系統(tǒng)具備快速支付、安全高效等特點。
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)――分為兩大部分
智慧餐具:智慧餐臺系統(tǒng)的重要組成部分,有各種色彩的碗碟,每一種色彩對應(yīng)一個價格,內(nèi)置RFID標簽,供智慧餐臺讀取菜品和價格信息進行結(jié)算。
智慧餐臺結(jié)算系統(tǒng):在每一個餐具底部植入RFID射頻芯片,餐具進入餐臺結(jié)算區(qū)后(射頻天線感應(yīng)區(qū)),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(shù),實現(xiàn)對餐具底部RFID射頻芯片的通信和管理,實現(xiàn)快速結(jié)算。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海警學(xué)院網(wǎng)上自助訂餐系統(tǒng)特點
由于打印系統(tǒng)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(shè)備開啟與關(guān)閉的瞬間都會產(chǎn)生高壓脈沖),會導(dǎo)致信號傳輸失敗或燒壞打印機和電腦設(shè)備,針對此問題特別自行設(shè)計制作了光電隔離器(打印長線驅(qū)動器)。系統(tǒng)特點為:
3.1 人機交互
系統(tǒng)界面通過色塊對各類信息進行區(qū)分,重要信息將在界面上突出顯示,我們?yōu)槟尸F(xiàn)更多精彩;觸控操作靈動流暢,強大功能,一觸即發(fā);可自定義的語音提示,伴隨整個流程。
3.2 安全穩(wěn)定
工業(yè)級的系統(tǒng)環(huán)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(yīng)對高溫、潮濕、油污,為您全天候待命;數(shù)據(jù)本地存儲并自動上傳服務(wù)器,支持脫機使用,數(shù)據(jù)安全雙重保障;內(nèi)置工業(yè)級讀頭天線,信息讀取更穩(wěn)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(shù)量少,員工只需經(jīng)過簡單快速的培訓(xùn)就能立刻上崗,整套系統(tǒng)運作不會因員工流動和缺乏培訓(xùn)受到影響。
3.4 安裝方便
智慧餐臺由于采用工業(yè)級硬件配置,具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和大容量數(shù)據(jù)存儲等優(yōu)點,只要接通電源,連接網(wǎng)線,智慧餐臺就能正常工作。
參考文獻
[1]瞿中,熊安萍,蔣溢.計算機科學(xué)導(dǎo)論(第3版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010(03).
[2]Peter Norton著;楊繼萍,錢偉等譯.計算機導(dǎo)論(第6版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009(01).
[3]郭衛(wèi)斌,楊建國.計算機導(dǎo)論[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,2012(08)。
[4]吳功宜,吳英.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2012(07).
[5]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2011(03).
[6]張凱,張雯婷.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012(04).
作者簡介
王宇舟(1994-)男,黑龍江省牡丹江市人。現(xiàn)為公安海警學(xué)院大學(xué)本科生在讀。研究方向為電子信息工程。
關(guān)鍵詞:中職教育;物聯(lián)網(wǎng);計算機教學(xué)
當(dāng)今社會,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們離不開的一樣?xùn)|西,每時每刻人們都在網(wǎng)上尋找著自己想要的信息,搜索周邊的優(yōu)惠。在中等職業(yè)學(xué)校計算機專業(yè)的教學(xué)中,要多加強實踐教學(xué),盡量使教學(xué)信息化、網(wǎng)絡(luò)化,這樣才能適應(yīng)不斷擴大的人才需求量,提高教學(xué)水平。在這種物聯(lián)網(wǎng)的大背景下,中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校計算機專業(yè)有著廣闊的前景,但是,縱觀現(xiàn)在的中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的信息技術(shù)教育還存在諸多的問題,還不能為社會提供足夠多專業(yè)的計算機人才,因此,中等職業(yè)學(xué)校計算機專業(yè)的改革已經(jīng)迫在眉睫。
一、物聯(lián)網(wǎng)的定義及其特點
物聯(lián)網(wǎng)就是通過各種信息傳感設(shè)備,去采集各種人們在互動、監(jiān)控和鏈接過程中需要的信息,將其用互聯(lián)網(wǎng)進行結(jié)合,形成一個便捷的傳遞網(wǎng)絡(luò)。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(shù)、普適計算等技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中,逐漸改變我們的生活。所以,物聯(lián)網(wǎng)被稱為在計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)中的第三次發(fā)展浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相對來說還是不同的。首先來說,物聯(lián)網(wǎng)就是各種感知的實際應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)時代,各種感知最終通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接,互聯(lián)網(wǎng)中的傳感器收集網(wǎng)絡(luò)或傳感器存在之地的各種信息,使得我們應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)實際上是基于互聯(lián)網(wǎng)而形成的一個網(wǎng)絡(luò),物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)其實就是互聯(lián)網(wǎng)的一部分,并且物聯(lián)網(wǎng)中人與物體、物體與物體之間傳遞信息靠的還是互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)中信息傳遞離不開網(wǎng)絡(luò)。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(lián)網(wǎng)必須去適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
最后,物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)在工作與生活中帶來的便利,引領(lǐng)人們?nèi)ジ惺芨悄堋⒏憷纳睢?/p>
二、物聯(lián)網(wǎng)在計算機發(fā)展中的意義
隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日趨成熟,物聯(lián)網(wǎng)必將和互聯(lián)網(wǎng)一樣成為我們生活中必不可少的一部分,工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、健康醫(yī)療、運動健身、交通運輸?shù)确矫姹貙⒊霈F(xiàn)越來越多的物聯(lián)網(wǎng)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(lián)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(xiàn)物物互聯(lián),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(lián)網(wǎng)技術(shù)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(yè)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(tǒng)中,再將其用互聯(lián)網(wǎng)連接,將信息傳遞到整個網(wǎng)絡(luò)中去,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)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(chǎn)和生活,人的生活必將更加便捷,人與自然的關(guān)系也將很好地得到改善,資源利用率和生產(chǎn)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(shè)想才能夠?qū)崿F(xiàn)。
在未來也許會出現(xiàn)這樣的情形:當(dāng)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(yīng)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(diào)節(jié)溫度,等等。物流領(lǐng)域如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),那么就有可能出現(xiàn)以下情況:當(dāng)貨車超重時,貨車會告訴你超載了,還會報出超載的數(shù)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(dāng)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(dāng)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(fā)車!”
就目前來看,我國網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了大面積的覆蓋,高覆蓋率的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必要條件,一些安裝在各種設(shè)備上的傳感器都需要通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)傳遞,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,時代的不斷進步,使得物聯(lián)網(wǎng)中許許多多的物品產(chǎn)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的生產(chǎn)生活也將變得更加有趣、更加智能化。
三、未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的另一次信息技術(shù)革命。有專家認為,物聯(lián)網(wǎng)不僅可以為人們提供豐厚的收益,而且可以節(jié)約生產(chǎn)成本。尤其是在經(jīng)濟形勢不好的情況下也許物聯(lián)網(wǎng)可以肩負起全球經(jīng)濟復(fù)蘇的重擔(dān)。美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng),我國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工業(yè)和信息化部會同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會成為推進經(jīng)濟發(fā)展的又一個驅(qū)動器,為我國的經(jīng)濟發(fā)展作出貢獻。按照對物聯(lián)網(wǎng)的需求,需要數(shù)以億計的傳感器和電子標簽,這將大大推進信息技術(shù)元件的生產(chǎn),同時增加大量的就業(yè)機會。物聯(lián)網(wǎng)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列,覆蓋從傳感器、控制器到云計算的各種應(yīng)用,包括產(chǎn)品服務(wù)、智能家居、交通物流、環(huán)境保護、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、個人健康等各種領(lǐng)域。
四、物聯(lián)網(wǎng)時代下中職計算機教學(xué)的發(fā)展融合策略
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校信息技術(shù)教育必須進行改革與發(fā)展。下面我闡述一下對信息技術(shù)課程發(fā)展的一些建議:
1.為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展要求,我們有必要調(diào)整計算機專業(yè)結(jié)構(gòu)及課程設(shè)置
中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校要緊跟時代潮流,找準企業(yè)發(fā)展方向,了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求特點,積極地去建立新的培養(yǎng)體系,健全人才培養(yǎng)過程,大力度增強學(xué)生的實踐能力,從學(xué)生的特點入手,積極地去帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)新興技術(shù)課程,完善教學(xué)課程設(shè)置,讓學(xué)生所學(xué)的知識緊跟時代步伐,與時俱進,充分適應(yīng)新時期對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需要。
2.我們要培養(yǎng)優(yōu)秀的教師
所謂“名師出高徒”,要想讓學(xué)生學(xué)到緊跟時代步伐的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),我們必須要建立健全優(yōu)秀的師資力量,定期舉行教師技能培訓(xùn),增強教師自身素質(zhì),在教學(xué)實踐中,舉行各種教學(xué)質(zhì)量評比,對教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀的老師,學(xué)校要適當(dāng)給予獎勵,對教學(xué)質(zhì)量欠佳的老師,學(xué)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(xué)能力的同時,還應(yīng)加強對教師師德的培養(yǎng),使教師努力做到“學(xué)高為師,身正為范”,用扎實的學(xué)術(shù)能力和良好的道德品質(zhì)應(yīng)對時展對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求。
3.我們要努力建立一個完善的實踐教學(xué)基地
在中等職業(yè)學(xué)校的信息技術(shù)教學(xué)中,實踐是相當(dāng)重要的一個方面,因為計算機技術(shù)不同于其他知識,課本只是輔助作用,只有在實踐中學(xué)生才能更好地掌握這些知識,要想使得實踐教學(xué)能夠很好地進行,我們必須建立一個完善的實踐教學(xué)基地,能夠培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,突出智能化、模擬化、數(shù)字化等特點。要對計算機專業(yè)人才進行一技多能的培養(yǎng),必須通過物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)模擬設(shè)備來進行,利用模擬的工作環(huán)境和工作流程,切實提高學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用能力,優(yōu)化教學(xué)資源與環(huán)境,使傳統(tǒng)教學(xué)與虛擬教學(xué)相結(jié)合,讓學(xué)生以優(yōu)秀的能力迎接物聯(lián)網(wǎng)時代輝煌的明天。
五、物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)平臺現(xiàn)狀
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,國內(nèi)興起了許多開發(fā)應(yīng)用于高校的物聯(lián)網(wǎng)實踐平臺,這些平臺存在著部分問題:一是由于公司研發(fā)人員沒有實踐教學(xué)經(jīng)驗,其開發(fā)的軟件很難與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)課程緊密聯(lián)系在一起,導(dǎo)致實踐與課程脫節(jié)的現(xiàn)象。二是各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)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(xué)中,開設(shè)的是51單片機課程。這些公司開發(fā)的軟件對于學(xué)生來說學(xué)習(xí)難度過大。三是各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺都只提供物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)實驗,沒有應(yīng)用層的相關(guān)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(shù)課程中所學(xué)的東西聯(lián)系在一起。很難達到很好的教學(xué)效果。此外,各公司所開發(fā)的平臺大多價格昂貴,每套價格都在萬元以上,學(xué)校的資金投入比較大。
物聯(lián)網(wǎng)是時展的新趨勢、新方向。中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校要通過社會考察、學(xué)習(xí)和調(diào)研,探究課題研究方向,緊跟物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢,準確找好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的培養(yǎng)方向,反思當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)實踐中存在的許多不足,積極推進中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的信息技術(shù)教育改革,為信息技術(shù)專業(yè)向物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)過渡打下堅實的基礎(chǔ),中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校信息技術(shù)教育工作者應(yīng)緊抓物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展這一機遇,為未來龐大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)輸送更多高質(zhì)量的人才。
參考文獻:
[1]王超.基于物聯(lián)網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程體系研究[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2014(16).
[2]劉鑫國.淺析物聯(lián)網(wǎng)背景下中職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置[J].福建電腦,2013(4).
[3]高立靜.淺談物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)背景下中職計算機的發(fā)展[J].職業(yè),2013(14).
引用格式:張兆楠,萬錄品. 基于移動互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)的學(xué)校心理健康自服務(wù)系統(tǒng)的研究[J]. 移動通信, 2016,40(5): 35-40.
1 引言
激烈的競爭、繁重的學(xué)業(yè)和超強度的應(yīng)試學(xué)習(xí)可引起學(xué)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(dǎo)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(chǎn)品的普及導(dǎo)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(xué)生的心理健康,潛在威脅著他們的生活和學(xué)習(xí)。當(dāng)代學(xué)生的心理健康問題越來越受到家長、學(xué)校和社會的重視,如何處理好學(xué)生的心理健康問題成為學(xué)校學(xué)生心理健康問題研究的一個重點和難點。
由于學(xué)生人數(shù)較多,心理健康輔導(dǎo)工作者難以逐一對每一個學(xué)生進行詳細咨詢與跟蹤,不能滿足現(xiàn)有的心理咨詢需求。與此同時,許多學(xué)生對心理問題采取回避的態(tài)度,使問題不能及時得到解決,出現(xiàn)了很多原本應(yīng)該完全可以避免的悲劇。本文采用移動互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù),根據(jù)心理專家的現(xiàn)有經(jīng)驗,結(jié)合專家決策系統(tǒng),建立學(xué)生心理健康環(huán)伺服務(wù)平臺,通過自愈式漂流瓶系統(tǒng),給學(xué)生提供智能診斷和自愈式解答等綜合解決方案,利用技術(shù)手段探討學(xué)生心理健康問題的解決途徑。
2 信息化心理健康輔導(dǎo)平臺建設(shè)必要性
學(xué)生正處在青春期,如果出現(xiàn)心理問題,不會輕易聽從外界的勸輔,對于學(xué)生接觸的人群,按照緊密程度以及學(xué)生心理咨詢意愿程度,呈環(huán)狀特點,如圖1所示:
從圖1可以看出,越往外圈學(xué)生心理咨詢意愿越低。因此,學(xué)生如果心理上出現(xiàn)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(xiàn)心理咨詢和輔導(dǎo)工作,而不同的心理輔導(dǎo)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(xué)生實時心理咨詢問題:(1)學(xué)生有想法,可以通過移動終端將疑慮交給有類似經(jīng)歷的師兄師姐;(2)學(xué)生如果需要專家輔導(dǎo),也可通過文字、音頻、視頻遠端與專家在隱私狀態(tài)下交流;(3)學(xué)生可以與老師、班主任在匿名情況下交流;(4)學(xué)生可以將想法、反駁意見在隱私狀態(tài)下交給家長群,在群內(nèi)進行討論。
雖然學(xué)生心理健康輔導(dǎo)已經(jīng)成為大部分學(xué)校關(guān)注的一個課題,但由于受到地區(qū)發(fā)展差異、教師輔導(dǎo)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(tǒng)的心理健康輔導(dǎo)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(xiàn)模式?jīng)]法高效推廣。面對區(qū)域、資源、模式等多方面的瓶頸制約,借助信息技術(shù),搭建基于大數(shù)據(jù)及專家決策系統(tǒng)的學(xué)生心理健康輔導(dǎo)漂流瓶平臺是使心理健康輔導(dǎo)工作廣泛而且快速優(yōu)質(zhì)地開展的一種有效方式。
3 信息化心理健康輔導(dǎo)平臺設(shè)計
3.1 關(guān)鍵技術(shù)
(1)大數(shù)據(jù)
大數(shù)據(jù)指一種規(guī)模大到在獲取、存儲、管理和分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合,具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低等四大特征。
本平臺利用學(xué)生在校的大數(shù)據(jù),對學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活中的成績波動情況、考勤情況、消費情況、違規(guī)違紀情況以及老師評語等信息進行建模分析,對學(xué)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(yù)先設(shè)置并可不斷學(xué)習(xí)迭代優(yōu)化的推理規(guī)則,對學(xué)生心理問題進行判斷并為其配對最優(yōu)的輔導(dǎo)形式以及輔導(dǎo)材料。
(2)HTML5
HTML5是萬維網(wǎng)的核心語言、標準通用標記語言下的一個應(yīng)用超文本標記語言(HTML)的第五次重大修改。HTML5的設(shè)計目的是為了在移動設(shè)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(guī)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(wǎng)頁更好的意義和結(jié)構(gòu)。
本平臺的客戶端是基于HTML5開發(fā)的網(wǎng)頁APP,擁有更短的啟動時間、更快的聯(lián)網(wǎng)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(yōu)化的在線交流得到了實現(xiàn)。
3.2 設(shè)計原則
(1)要具備強大的數(shù)據(jù)收集、處理、分析以及信息生成能力。各片區(qū)優(yōu)質(zhì)資源不均、稀少甚至匱乏,是制約傳統(tǒng)心理健康輔導(dǎo)模式規(guī)模化快速成效的主因之一。信息化平臺,其固有的技術(shù)優(yōu)點之一就是突破物理區(qū)域的限制,能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)域甚至跨國界優(yōu)質(zhì)資源的高效整合,達到以更開闊的眼界、更先進的理念,實現(xiàn)無時空限制的心理輔導(dǎo)服務(wù)。有別于傳統(tǒng)的傾聽交流式甚至理論說教式的輔導(dǎo),大數(shù)據(jù)平臺更加尊重學(xué)生的偏好及習(xí)慣,提供漫畫、故事小說、歌曲甚至影視等形式多樣的輔導(dǎo)資源,使學(xué)生在其最為偏好的學(xué)習(xí)及娛樂過程中心理健康得到潛移默化的修復(fù)。此外,平臺還應(yīng)該具備自我學(xué)習(xí)、總結(jié)學(xué)生心理的具有時代特征的能力,并依據(jù)歷史使用情況不斷自我生成心理輔導(dǎo)的故事案例,從而提升系統(tǒng)的時間自適應(yīng)性。學(xué)生心理健康漂流瓶系統(tǒng)流程圖如圖2所示。
(2)要具備多維度智能獲取學(xué)生心理動態(tài)能力及提供主動心理輔導(dǎo)和被動心理輔導(dǎo)的服務(wù),如圖3所示。與學(xué)校教學(xué)信息化平動,獲得學(xué)生在無覺察情況下的日常學(xué)習(xí)生活中的成績波動情況、考勤情況、違規(guī)違紀情況以及老師評語等信息,借助專家決策系統(tǒng)推斷實名學(xué)生的性格特征及心理波動情況,實時跟蹤預(yù)測學(xué)生的心理輔導(dǎo)需求,并依據(jù)實際情況主動推送心理輔導(dǎo)材料,并提醒相對應(yīng)的老師及家長做好線下觀察、輔導(dǎo)及關(guān)愛工作,通過O2O模式強化提前心理輔導(dǎo)效果。在學(xué)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(guān)鍵詞送與專家決策系統(tǒng)進行決策判斷,實時形成干預(yù)方案,實施心理健康輔導(dǎo);同時為在線咨詢學(xué)生配對以前有類似困惑而且已得到成功輔導(dǎo)的學(xué)長學(xué)姐來進行一對一的匿名交流輔導(dǎo)。
(3)要提供令人舒心的無擔(dān)憂的溝通方式及環(huán)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(dān)憂事情外流擴散,甚至二者均有。因此,平臺設(shè)計通過一個扔進茫茫大海漂流瓶的方式給學(xué)生進行情緒發(fā)泄或心事傾訴;學(xué)生通過收到或撿到一個無主的漂流瓶來獲得心理輔導(dǎo)及心理健康輔導(dǎo)幫助。這種方式可為遙遠的求助學(xué)生提供心理輔導(dǎo)幫助。
3.3 平臺特點
所建設(shè)的平臺需具備以下模塊及特點:
(1)有與目前校園學(xué)生相關(guān)的系統(tǒng)相連的應(yīng)用接口;
(2)學(xué)生成績、日常表現(xiàn)等大數(shù)據(jù)分析告警提示;
(3)類似遭遇檢索和推送等決策;
(4)與互聯(lián)網(wǎng)實時通訊工具(如微信、QQ)的互聯(lián);
(5)有基于移動互聯(lián)網(wǎng)的客戶端(如APP),多類型終端適用;
(6)與青少年性情相適應(yīng)的應(yīng)用界面設(shè)計。
3.4 體系架構(gòu)
根據(jù)平臺信息化的核心需求,基于大數(shù)據(jù)及專家決策系統(tǒng)的學(xué)生心理健康輔導(dǎo)漂流瓶平臺的體系架構(gòu)由基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、分析層、決策層、接口層、應(yīng)用層六層架構(gòu)組成,如圖5所示。
基礎(chǔ)層,主要包括平臺建設(shè)所需要的硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、動力環(huán)境、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件等。
數(shù)據(jù)層,主要包括3種類型數(shù)據(jù)。心理輔導(dǎo)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(guān)信息以及以前服務(wù)過的匿名學(xué)生的情況;與學(xué)校教學(xué)信息化平動獲取的實名學(xué)生日常的學(xué)習(xí)生活中的成績波動情況、考勤情況、違規(guī)違紀情況以及老師評語等信息。
分析層,主要負責(zé)兩個方面的工作。一方面負責(zé)對已入庫的心理輔導(dǎo)材料進行內(nèi)容識別分類和依據(jù)自身服務(wù)案例生成新的輔導(dǎo)材料;另一方面,對學(xué)生的性格、情緒、心理、偏好等海量學(xué)生信息進行個人特征輪廓提取。
決策層,按照預(yù)先設(shè)置并可不斷學(xué)習(xí)迭代優(yōu)化的推理規(guī)則,對學(xué)生心理問題進行判斷并為其配對最優(yōu)的輔導(dǎo)形式以及輔導(dǎo)材料,并依據(jù)相關(guān)反饋結(jié)果,優(yōu)化推理規(guī)則。
接口層,具備包括與外圍系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互的接口以及短信接口。
應(yīng)用層,通過手機及計算機客戶端等渠道向?qū)W生提供友好的被動服務(wù)界面,并與學(xué)校教學(xué)平動,主動向?qū)W生推送早期心理輔導(dǎo)材料。
3.5 網(wǎng)絡(luò)拓撲
平臺網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖6所示。
3.6 功能模塊
平臺包括學(xué)生信息庫、專家團隊資料庫、心理輔導(dǎo)資料庫、決策分析系統(tǒng)和漂流瓶系統(tǒng)等五大模塊,如圖7所示:
學(xué)生信息庫:包括成績波動情況、考勤情況、違規(guī)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(chǔ)資料和特長等信息。
心理輔導(dǎo)資料庫:包括漫畫、故事、小說等內(nèi)容,提供文字、圖片、音頻、視頻等呈現(xiàn)形式。
決策分析系統(tǒng):包括內(nèi)容識別分類、特征提取、規(guī)則庫、決策器、學(xué)習(xí)器等模塊。
漂流瓶系統(tǒng):包括用于基礎(chǔ)信息維護和學(xué)生心理健康度分析的后端管理平臺和學(xué)生交互使用的前端APP。
3.7 關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程設(shè)計
(1)主動提前心理輔導(dǎo)服務(wù)業(yè)務(wù)流程(如圖8所示)
1)數(shù)據(jù)層:平臺與學(xué)校教學(xué)信息化平動,獲得學(xué)生在無覺察情況下的日常學(xué)習(xí)生活中的成績波動情況、考勤情況、違規(guī)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(xué)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(xué)習(xí)輪廓特征及其變化情況,按照推理規(guī)則,對學(xué)生心理隱患進行判斷并為其配對最優(yōu)的輔導(dǎo)形式以及輔導(dǎo)材料。
4)應(yīng)用層:按照決策層的結(jié)果,與教學(xué)信息化平動,以漂流瓶形式向?qū)W生主動推送符合其偏好的心理輔導(dǎo)材料;同時短信提醒老師及家長做好線下觀察、輔導(dǎo)及關(guān)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(shù)據(jù)和學(xué)生接受心理輔導(dǎo)操作記錄進行分析,并豐富數(shù)據(jù)層、分析層、決策層對應(yīng)的數(shù)據(jù)及規(guī)則。
(2)在線心理輔導(dǎo)服務(wù)業(yè)務(wù)流程(如圖9所示)
1)應(yīng)用層:通過漂流瓶方式獲得學(xué)生的情緒發(fā)泄信號或心理輔導(dǎo)需求,把相關(guān)信息輸送到數(shù)據(jù)層。
2)數(shù)據(jù)層:存儲收到的信息,并觸發(fā)數(shù)據(jù)分析請求。
3)分析層:接受請求,對數(shù)據(jù)進行信息識別分類。
4)決策層:根據(jù)分析層提供的信息識別結(jié)果,按照推理規(guī)則,對學(xué)生心理隱患進行判斷并為其配對最優(yōu)的輔導(dǎo)形式以及輔導(dǎo)材料;同時為在線咨詢學(xué)生配對以前有類似困惑而且已得到成功輔導(dǎo)的學(xué)長學(xué)姐進行一對一的匿名配對交流輔導(dǎo)。
5)客戶端:學(xué)生通過收到一個回應(yīng)漂流瓶來獲得心理輔導(dǎo)、心理健康輔導(dǎo)幫助,并通過漂流瓶繼續(xù)進行交互。
6)依據(jù)在線交互數(shù)據(jù)進行分析,并豐富數(shù)據(jù)層、分析層、決策層對應(yīng)的數(shù)據(jù)及規(guī)則。
3.8 安全機制
心理咨詢涉及學(xué)生的隱私,相關(guān)數(shù)據(jù)屬于敏感數(shù)據(jù)。為保護學(xué)生隱私,必須采取相應(yīng)的安全機制加強對平臺和數(shù)據(jù)的安全管理。平臺采取的安全機制包括網(wǎng)絡(luò)安全管理、賬號安全管理和數(shù)據(jù)安全管理。
(1)網(wǎng)絡(luò)安全管理
內(nèi)外網(wǎng)互聯(lián)安全管理,將平臺網(wǎng)絡(luò)劃分為獨立網(wǎng)絡(luò),通過設(shè)置防火墻策略與其他網(wǎng)絡(luò)進行隔離。
(2)賬號安全管理
嚴格控制平臺相關(guān)賬號,定期更換口令,嚴格控制賬號訪問權(quán)限,保存各賬號的操作記錄,定期審計。
(3)數(shù)據(jù)安全管理
加強敏感數(shù)據(jù)的保密工作,主要通過記錄數(shù)據(jù)進出、分開存放、傳輸加密和記錄人員對數(shù)據(jù)的操作、定期審計等措施,對數(shù)據(jù)進行安全管理。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 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(lián)網(wǎng)的概念在1999年第一次提出,自此之后受到了越來越多的關(guān)注,物聯(lián)網(wǎng)的目的在于將物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來,通過這種聯(lián)系實現(xiàn)智能化的管理和操作。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展讓我們的未來前景光明無限,例如在司機駕駛出現(xiàn)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(lián)網(wǎng)的發(fā)展將使人們的生活變得越來越智能化,改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式,本文就物聯(lián)網(wǎng)的定義、特征以及架構(gòu),探討物聯(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)中的應(yīng)用。
1 物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)強調(diào)物品的關(guān)聯(lián),是指通過傳感設(shè)備將現(xiàn)實中的各種物件相互連通,由此而形成的網(wǎng)絡(luò),連通的每個物品都有數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的標識,這也方便了管理和共享。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸出來的,其核心依然是互聯(lián)網(wǎng),延伸到了物品和物品之間,實現(xiàn)信息通訊和交換,互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞是人與人之間,物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)的特點
2.1 連通性
連通性是物聯(lián)網(wǎng)的最本質(zhì)的特征,物聯(lián)網(wǎng)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(wù)性
物聯(lián)網(wǎng)使人們的生活變得更加數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,生活中的各個事物通過智能化的方式相互關(guān)聯(lián)起來,網(wǎng)絡(luò)也變得更加智能化,物聯(lián)網(wǎng)可以通過感知人們所處的環(huán)境狀態(tài),幫助人們更好地利用環(huán)境資源做出正確的判斷。
2.3 技術(shù)性
物聯(lián)網(wǎng)是通過技術(shù)變革產(chǎn)生的,這種先進的技術(shù)代表著未來計算機和信息傳遞技術(shù)的發(fā)展趨勢,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對于其他的很多技術(shù)也有很強的依賴性,例如傳感技術(shù)、納米技術(shù)等現(xiàn)代化的先進技術(shù)。
2.4 嵌入性
物聯(lián)網(wǎng)的嵌入性主要體現(xiàn)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(lián)網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將緊密的嵌入到人們的日常活動之中。
3 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系
3.1 感知層
物聯(lián)網(wǎng)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?nèi)粘K褂玫墓I(yè)上的傳感器。這種傳感器最早運用于軍事戰(zhàn)場,但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)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(xué)技術(shù)的迅速發(fā)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?shù)胶笈_的系統(tǒng),比如計算機或數(shù)據(jù)中心,都可以作為后臺系統(tǒng),傳輸?shù)倪^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(wǎng)絡(luò)等等,通信層在物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)中是十分重要的。[2]
3.3 應(yīng)用層
即專業(yè)軟件和服務(wù),將收集到的信息進行分類、整理、分析、計算,然后應(yīng)用在社會的各個專業(yè)領(lǐng)域,例如旅游、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)保等等。應(yīng)用層分為軟件和硬件兩個部分,軟件是指在應(yīng)用層使用的各種分析、應(yīng)用和挖掘數(shù)據(jù)等軟件,硬件則是指服務(wù)器、計算機、存儲設(shè)備等。
4 物聯(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)有可能提供給人們一個完全不同的工作和生活環(huán)境,物聯(lián)網(wǎng)的價值更大的在于對于不同的行業(yè)有不同的應(yīng)用,雖然物聯(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)中的應(yīng)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(shè)全面、主動的教學(xué)管理體系
在建設(shè)教學(xué)管理體系方面,利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù),對于完善教學(xué)管理的組織、評價和考核系統(tǒng)有著十分重要的作用,從而促進保障教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控體系的形成。教師可以利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自動統(tǒng)計學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,院校級的管理部門也能運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活情況進行了解和分析,有利于學(xué)生工作的開展。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以對于學(xué)生在校內(nèi)的行蹤進行監(jiān)控,降低校園安全事故發(fā)生的可能性,建立以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的彈性修學(xué)模式,學(xué)生可以根據(jù)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(tǒng)。建立教學(xué)評價系統(tǒng),實現(xiàn)學(xué)生和教師的雙向評價,通過評價調(diào)整教學(xué)或者學(xué)習(xí)的進度,提升學(xué)習(xí)效果,提高教學(xué)效率。
4.2 構(gòu)建創(chuàng)新、開放的教學(xué)模式
以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的教學(xué)模式相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式來說更具有創(chuàng)新性和開放性,在這個模式中,學(xué)習(xí)者可以最大限度的利用物聯(lián)網(wǎng)資源,在學(xué)習(xí)的同時促進思維能力的發(fā)展。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)后進行反思、總結(jié),從中提煉出有價值的知識和信息,并與物聯(lián)網(wǎng)上的其他學(xué)習(xí)者共享。
除此之外,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代教育理念相結(jié)合還有利于對協(xié)同、協(xié)作模式進行支撐,克服原有模式中的障礙,激發(fā)學(xué)生主動的去學(xué)習(xí)知識,并且整合協(xié)調(diào)多學(xué)科的能力。
4.3 拓展學(xué)習(xí)空間,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主動性
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠為學(xué)習(xí)者的普通學(xué)習(xí)、課后學(xué)習(xí)等提供環(huán)境,學(xué)習(xí)空間的拓展對于學(xué)習(xí)者主動學(xué)習(xí)和根據(jù)自己的興趣有針對性的學(xué)習(xí)有著很重要的作用,學(xué)習(xí)者可以通過物聯(lián)網(wǎng)解決自己感興趣的問題,與傳感系統(tǒng)相結(jié)合,學(xué)習(xí)者就可以學(xué)習(xí)集成應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的多種科學(xué)。
物聯(lián)網(wǎng)的感知特性還能夠讓教育者有效的管理學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程。
物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展不是一個單純的技術(shù)問題,而是涉及到很多方面,目前物聯(lián)網(wǎng)的研究主要在于物流管理和智能家居等領(lǐng)域,在教育領(lǐng)域的運用尚不多見,但隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和逐步成熟,物聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)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(lián)網(wǎng)在教育行業(yè)應(yīng)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(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點及其廣泛應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢(科技·管理),2011(09).
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);計算機網(wǎng)絡(luò);課程群;教學(xué)改革
1 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的重要地位
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、識別技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及普適計算等技術(shù),按照約定的協(xié)議,實現(xiàn)無處不在的物與物、物與人、人與人之間的互聯(lián),其應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療監(jiān)測、智能交通、政府工作、智能消防、環(huán)境監(jiān)測、情報搜集等。物聯(lián)網(wǎng)公認有3個層次,其中底層是感知數(shù)據(jù)的感知層,中間是傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)層,上層是內(nèi)容信息處理的應(yīng)用層。
由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次結(jié)構(gòu)可以看出,物聯(lián)網(wǎng)是三網(wǎng)融合的延伸和擴展,技術(shù)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)。它以IP協(xié)議為基礎(chǔ),采用類似互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的分層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議為上層的各種應(yīng)用提供服務(wù)[1]。
從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心需求的角度來看,計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識在整個物聯(lián)網(wǎng)的課程知識體系中尤為重要。在專業(yè)建設(shè)過程中,應(yīng)以互聯(lián)網(wǎng)為核心和基礎(chǔ),以計算機網(wǎng)絡(luò)課程為中心,充分考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)對計算機網(wǎng)絡(luò)知識的需求,圍繞課程選取與階梯式課程群設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容安排與銜接、教學(xué)方法與改革、實踐課程體系設(shè)置等方面展開改革和探索,培養(yǎng)學(xué)生扎實的網(wǎng)絡(luò)知識,為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程打好基礎(chǔ)[2]。
2 課程選取與階梯式課程群的課程設(shè)置
課程群的課程設(shè)置不是簡單的課程組合,需要對課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一個重要的知識模塊,涵蓋了從計算機網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)到實踐操作,再到綜合應(yīng)用的全部內(nèi)容,是一個內(nèi)涵豐富的課程體系。
湖北工業(yè)大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托原有的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),課程體系設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的基礎(chǔ)上進行了大幅度的修改,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的主要課程見圖1。
可以看出,原有計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的課程主要基于IPV4,偏重于互聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)、層次模型、有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及組建、網(wǎng)絡(luò)管理與分析等方面,并不能體現(xiàn)現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和特點。
因此,在進行物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群設(shè)置過程中,筆者充分考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的需求和特點,經(jīng)過大量調(diào)研和反復(fù)思考,整體改造原課程群,加入了無線網(wǎng)絡(luò)、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(yè)核心課程有計算機網(wǎng)絡(luò)、TCP/IP協(xié)議原理、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID原理及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編程與系統(tǒng)開發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)階梯式計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群具體課程設(shè)置見圖2。
由圖2可以看出,經(jīng)過精心設(shè)置的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的各門課程并非簡單的、平面式的結(jié)構(gòu),而是5個階段的課程群[3],分別為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論模塊、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)應(yīng)用模塊、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)模塊、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與安全模塊、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用與實踐模塊,具有良好的課程遞進層次關(guān)系。
3 課程群具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
計算機網(wǎng)絡(luò)課程群主要培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程系本科生的互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)和實踐能力,要求學(xué)生掌握互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的基本理論知識與關(guān)鍵技術(shù),能夠理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)總體構(gòu)架,并具備網(wǎng)絡(luò)管理與配置、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與創(chuàng)新的能力。計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的建設(shè)不僅是選取內(nèi)容縱向有傳承關(guān)系、橫向有內(nèi)在聯(lián)系的幾門課程,還要梳理和整合課程教學(xué)內(nèi)容,打破課程間的壁壘,減少重復(fù)內(nèi)容并保證內(nèi)容的連貫性與完整性[4]。因此,在進行課程群建設(shè)時,筆者充分考慮了課程群內(nèi)諸課程在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、側(cè)重點、時間分配等方面的相互關(guān)系。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐與探索,筆者在教學(xué)內(nèi)容的安排和設(shè)置方面做了如下安排和改革,見表1。
從第三學(xué)期開始,每學(xué)期逐漸增加網(wǎng)絡(luò)方向的課程,這學(xué)期開設(shè)的計算機網(wǎng)絡(luò)主要以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為主。從最熟悉的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用入手,首先闡述計算機網(wǎng)絡(luò)的起源與發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的基本概念以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)分層模型,使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)有清晰的了解;然后以自底至上的順序詳細講解網(wǎng)絡(luò)各層次的協(xié)議內(nèi)容與工作原理,并在實驗環(huán)節(jié)使用抓包軟件進行協(xié)議分析和觀察,以驗證性和演示性實驗為主,使學(xué)生通過實驗過程了解網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識;在計算機網(wǎng)絡(luò)課程的后期,加入對未來網(wǎng)絡(luò)展望的內(nèi)容,包括下一代因特網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等知識,一方面擴展傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)授課的范疇,增加課程的廣度和深度,另一方面旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。
第四學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容主要在第三學(xué)期課程的基礎(chǔ)上進行擴充和深入,開設(shè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與TCP/IP協(xié)議原理課程。通過學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課程,學(xué)生將掌握交換與路由的基本知識與基本原理,培B學(xué)生對中小型園區(qū)網(wǎng)的組網(wǎng)與管理能力,能對具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用給出合理的規(guī)劃和可行的解決方案,并具備解決網(wǎng)絡(luò)中常見問題的基本技能,將理論知識付諸于應(yīng)用。TCP/IP協(xié)議原理課程是計算機網(wǎng)絡(luò)課程的延續(xù)和深化,通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生將深入掌握TCP/IP原理,在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上用程序設(shè)計語言實現(xiàn),從而提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)能力,夯實網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ),提高網(wǎng)絡(luò)安全意識,增強網(wǎng)絡(luò)分析能力。
在前面兩個學(xué)期學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,第五學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容開始體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特色,開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及RFID原理及應(yīng)用3門課程都是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論是學(xué)生認識物聯(lián)網(wǎng)的起點,通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生能了解物聯(lián)網(wǎng)的起源和典型應(yīng)用,理解物聯(lián)網(wǎng)的概念與內(nèi)涵,并對物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)和核心技術(shù)有充分的認識,這是一門重要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)啟蒙課程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID原理及應(yīng)用這兩門課,是深入學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心專業(yè)課程。通過學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握無線傳感器平臺和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、射頻識別技術(shù)的基本概念與原理方法,為后續(xù)的綜合實踐環(huán)節(jié)打好理論基礎(chǔ)。
第六學(xué)期開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全和物聯(lián)網(wǎng)安全兩門課程是進階課程,通過這兩門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)在掌握互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)基本原理的基礎(chǔ)上,了解網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全知識模塊,包括密碼理論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全概述、密鑰管理、安全路由、物聯(lián)網(wǎng)中的抗干擾、射頻識別的隱私與安全、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計等基礎(chǔ)知識,達到從理論到應(yīng)用、從架構(gòu)到安全的全方位提升。
第七學(xué)期設(shè)置的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié),旨在提高學(xué)生的綜合應(yīng)用和動手能力。通過為期一個月的實踐學(xué)習(xí),學(xué)生能夠設(shè)計一個物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng),能夠從系統(tǒng)的角度看待物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用問題,并能綜合利用幾年來所學(xué)的互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)知識解決網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用的相關(guān)問題。
綜上所述,本課程群的課程內(nèi)容在設(shè)置上是完整的、連續(xù)的、突出重點的,涵蓋了從基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)與安全的內(nèi)容,并遵循從易到難、從淺到深、從原理到應(yīng)用、從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)、從系統(tǒng)到安全的原則來設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。課程分布于第三學(xué)期到第六學(xué)期之間,內(nèi)容在時間的安排上符合學(xué)習(xí)的一般規(guī)律,并注重理論與實踐相結(jié)合的原則,具有科學(xué)性和可實施性。
4 計算機網(wǎng)絡(luò)課程群教學(xué)方法改革
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于集成創(chuàng)新型技術(shù),培養(yǎng)的人才不僅要具備扎實的理論基礎(chǔ),還應(yīng)具備很強的工程實踐與應(yīng)用能力。因此,在計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的教學(xué)中,筆者堅持“課程精、實踐強”的原則,強調(diào)理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法,不斷改革理論教學(xué),引入MOOCs、混合教學(xué)、開放課堂、對分課堂等形式,強化實踐教學(xué),深入開展校企合作模式,形成了工程訓(xùn)練、專業(yè)認證、創(chuàng)新培養(yǎng)并舉的特色教育理念。鑒于在實踐教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的有力措施和突出成績,筆者在2012年獲得了湖北工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。
4.1 根據(jù)不同課程探尋多種教學(xué)模式,提高教學(xué)效果
近年來,以MOOCs為代表的新型教學(xué)模式不斷涌現(xiàn),大多依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,秉承自由學(xué)習(xí)的理念,旨在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,為傳統(tǒng)課堂注入了新的活力。筆者在計算機網(wǎng)絡(luò)課程群的建設(shè)中,結(jié)合各門課程的優(yōu)勢和特點,進行了多種課程教學(xué)模式的改革和嘗試,力求獲得更好的教學(xué)效果。
以計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式改革為例,該課程作為課程群的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)效果對整個專業(yè)的后續(xù)學(xué)習(xí)至關(guān)重要。考慮到這門課程的網(wǎng)絡(luò)資源比較豐富,且大部分內(nèi)容難度不大,筆者采取了傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式。這種模式由課前預(yù)習(xí)、面對面授課(face-to-face)、在線學(xué)習(xí)(On-line)、實踐訓(xùn)練4個過程組成。此學(xué)習(xí)模式整合了各種教學(xué)資源和多樣化的學(xué)習(xí)形式,如課堂學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、分組討論、任務(wù)驅(qū)動、協(xié)作項目實踐活動、實踐訓(xùn)練等[5]。混合教學(xué)模式既保持了傳統(tǒng)課程教W的優(yōu)勢,又在課前和課后引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)生能通過各種學(xué)習(xí)方式保持學(xué)習(xí)興趣并取得良好的學(xué)習(xí)效果。
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程教學(xué)模式改革中,針對該課程內(nèi)容繁而細、知識更新快、實踐性強的特點,筆者提出了物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論的開放式教學(xué)法,主要途徑有開放教學(xué)過程、開放教學(xué)內(nèi)容、開放教學(xué)考核與開放教學(xué)環(huán)境等。在教學(xué)過程中,以學(xué)生為主體開展教學(xué)活動,課堂上有分組討論、頭腦風(fēng)暴、及時答疑、小組展示等各種環(huán)節(jié)。在注重師生關(guān)系平等的基礎(chǔ)上,盡量與學(xué)生進行課堂互動,引導(dǎo)學(xué)生積極思考并大膽表達自己的觀點。在教學(xué)內(nèi)容上以新技術(shù)和實例教學(xué)為主,每學(xué)期的課件和內(nèi)容都要及時更新和補充,并將教學(xué)內(nèi)容融入實際案例。比如在介紹常用傳感器及其典型應(yīng)用的時候,會聯(lián)系生活中的小米手環(huán)、智能醫(yī)療、智能家居應(yīng)用等,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也擴充了學(xué)生的視野。在教學(xué)環(huán)境上,以開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺作為課堂的補充,并以開放的形式進行考核,注重對學(xué)生分析能力和創(chuàng)新能力的考核。
實踐證明,依據(jù)不同課程的特點和性質(zhì),在課程群中開展適合不同課程的多種教學(xué)模式探索,能大大增加課程的吸引力并降低學(xué)習(xí)的難度,學(xué)生不僅能學(xué)到知識,更能提高學(xué)習(xí)的興趣,并鍛煉自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。
4.2 重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生工程實踐能力
為了保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,筆者多次對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時、提高綜合性與設(shè)計性實驗比例、增加物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)、強化實習(xí)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),并加強對實踐教學(xué)體系各環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理。
1)調(diào)整實驗學(xué)時,改革實驗教學(xué)方式,提高綜合性與設(shè)計性實驗比例。
計算機網(wǎng)絡(luò)課程群中的每門課程都配備了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。對于一些實踐性較強的課程,如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)課程,根據(jù)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(jié)連上的方式,并將對分課堂和任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)理念引入課堂,用一節(jié)課講解核心的理論和實驗內(nèi)容,余下3節(jié)課全部進行實驗、調(diào)試和答疑。每節(jié)課以一個實踐小項目為驅(qū)動,學(xué)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(xué)生普遍反映這種實踐教學(xué)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(jié),并鍛煉了協(xié)作與學(xué)習(xí)能力。
為了彌補大多數(shù)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(xué)大綱中都加入了一個綜合性的實驗內(nèi)容,并在高年級增加了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計及創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié),主要提供一些平臺和一段時間給學(xué)生進行知識的梳理和總結(jié),鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)業(yè)計劃實現(xiàn)自己的想法,把學(xué)生的興趣、愛好、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新融為一體,這也是實踐環(huán)節(jié)的主要目標。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論;教學(xué)方法
作者簡介:吳韶波(1970-),女,江蘇常熟人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院,副教授;文江川(1977-),男,江西永新人,北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院,講師。(北京 100101)
基金項目:本文系北京信息科技大學(xué)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(dǎo)論課程是為了幫助剛剛進入大學(xué)的新生,在進行專業(yè)知識學(xué)習(xí)之前,使其了解所學(xué)專業(yè)、解讀所就讀的專業(yè)是什么,包括哪些專業(yè)課程、如何學(xué)習(xí)和運用專業(yè)知識、就業(yè)及考研去向等方面的問題,幫助其順利完成學(xué)業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。目的在于通過導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對所學(xué)習(xí)的專業(yè)有整體認識,對專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有一個初步的了解,明確各門專業(yè)課之間的聯(lián)系,為學(xué)生后續(xù)四年的知識學(xué)習(xí)、能力提高、素質(zhì)培養(yǎng)以及畢業(yè)后從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)或經(jīng)營管理等工作打下堅實基礎(chǔ),是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)的動力、引導(dǎo)學(xué)習(xí)的方法、規(guī)劃學(xué)習(xí)計劃和未來就業(yè)十分有效的方式和重要的手段。
一、導(dǎo)論課程教學(xué)中存在的問題
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是自2010年才陸續(xù)開設(shè)的新專業(yè),涉及多領(lǐng)域技術(shù),學(xué)科交叉,具有深厚的理論與廣泛的實踐相結(jié)合的特征。“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的入門課程,從物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、技術(shù)、服務(wù)、知識體系等角度闡述本專業(yè)包括的內(nèi)容。在該課程的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在著以下問題:
1.課程內(nèi)容多,技術(shù)廣,綜合性強
物聯(lián)網(wǎng)被譽為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,涉及計算機科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、自動化、智能科學(xué)與技術(shù)等多領(lǐng)域、綜合叉學(xué)科,被廣泛應(yīng)用于智能交通、智慧城市、智慧醫(yī)療、工業(yè)監(jiān)測、物流等方面。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容涉及內(nèi)容多,技術(shù)廣,對教學(xué)內(nèi)容的有效綜合和整體優(yōu)化勢在必行。
2.學(xué)生有興趣,熱情高,基礎(chǔ)缺乏
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程在大學(xué)一年級新生入學(xué)后開設(shè),學(xué)生對新知識、新技術(shù)具有強烈的好奇心。通過對北京信息科技大學(xué)2013級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)新生進行統(tǒng)計,96.8%的學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有前期調(diào)研,但對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的具體教學(xué)內(nèi)容了解較少,實踐動手能力普遍欠缺。教師綜合運用教學(xué)手段,突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系知識脈絡(luò),引導(dǎo)學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德,將為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與工作打下良好基礎(chǔ)。
3.專業(yè)領(lǐng)域新,對師資隊伍要求高
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新興的研究領(lǐng)域,高校在新辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的過程中存在著涉及的專業(yè)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(xué)科建設(shè)不成熟;全面掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實踐教學(xué)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(yè)認知,擴充知識結(jié)構(gòu),并加強工程實踐能力培養(yǎng)。
4.教學(xué)方法單一,考評方式片面
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程涉及知識內(nèi)容豐富,對各部分知識點的要求掌握的程度各不相同。導(dǎo)論課程面向一年級新生開設(shè),學(xué)生的基礎(chǔ)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(yù)期教學(xué)效果。再者,若考評只采用傳統(tǒng)的“期末考試成績+平時成績”進行考量的方式,很難全面體現(xiàn)學(xué)生對新知識的掌握程度和相關(guān)能力的提高,或?qū)⑹`學(xué)生的思維,使學(xué)生對后續(xù)課程產(chǎn)生為難情緒或消極的負面影響,甚至厭學(xué)。
二、導(dǎo)論課程教學(xué)的幾點思考
針對以上在“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程的教學(xué)中存在的問題,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身特點以及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新生特點進行分析總結(jié)和實際授課情況,建議從以下幾方面進行改進:
1.解析專業(yè)知識框架,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程應(yīng)從宏觀上介紹了物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的相關(guān)知識內(nèi)容,綜合性較強。通過對物聯(lián)網(wǎng)基本概念、知識體系進行整體介紹,使學(xué)生既對涉及到的廣泛技術(shù)有了解、有興趣,又不會被龐大的眾多學(xué)科內(nèi)容嚇倒,形成對“物聯(lián)網(wǎng)工程”基本模型和基本問題的初步且宏觀的科學(xué)認識。目前,絕大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論書籍對于物聯(lián)網(wǎng)專有的RFID技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及M2M等技術(shù)介紹比較詳細,其他必須的計算機、通信和控制方面的內(nèi)容則很少提及。因此,應(yīng)貫穿“全局指導(dǎo)局部”的方針構(gòu)建基本知識框架,對教學(xué)內(nèi)容進行整體的優(yōu)化,保證后續(xù)教學(xué)能圍繞物聯(lián)網(wǎng)的需求進行;剖析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與相關(guān)學(xué)科之間相互交叉、互相作用、互相促進的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生采用正確的學(xué)習(xí)方法開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí),強調(diào)基礎(chǔ)知識,注重技術(shù)應(yīng)用,讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)和巨大的創(chuàng)新機遇以及極其廣闊的發(fā)展空間。
2.教學(xué)方式多樣化,鼓勵創(chuàng)新思維
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,正不斷應(yīng)用于很多領(lǐng)域中,因此,導(dǎo)論課程的教學(xué)可以采用多樣化的教學(xué)方式融于整個授課過程中。
作為實踐性很強的工科學(xué)科,感性認識可以加深對物聯(lián)網(wǎng)工程理論知識的理解。采用案例式教學(xué),如:在介紹物聯(lián)網(wǎng)與傳感器采集數(shù)據(jù)的關(guān)系時,教室可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀智能家居的樣板間,讓學(xué)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(shù)據(jù)并對家電進一步控制。也可以綜合考慮課程側(cè)重內(nèi)容以及學(xué)生的興趣點,歸納提煉出研究的方向,采用研究式教學(xué),啟發(fā)學(xué)生思考,鼓勵學(xué)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(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力和創(chuàng)新思維的目的。最后,課程也可以不局限于課內(nèi)教學(xué),教師可充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進行教學(xué)輔助,突破傳統(tǒng)導(dǎo)論課教學(xué)在時間與空間上的局限性。
3.強化實踐教學(xué),緊跟領(lǐng)域前沿研究新技術(shù)
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程內(nèi)容多,除了介紹計算機、電子、通信、控制等有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)外,還涉及到大量全新而復(fù)雜的新技術(shù)。對于剛進入該專業(yè)的新生來說,從書本中很難明確自己今后的學(xué)習(xí)和研究方向,也很難將抽象的書面知識與實際應(yīng)用相結(jié)合。因此,教師應(yīng)適當(dāng)輔以實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并通過參觀與專業(yè)相關(guān)的實驗室、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用樣板間、開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)場教學(xué)與實踐活動,拉近學(xué)生與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之間的距離。注重實際應(yīng)用,幫助學(xué)生理解抽象的概念,讓學(xué)生既能提升對課程的興趣,又可及時掌握技術(shù)發(fā)展的最新動態(tài)。這樣有利于學(xué)生從技術(shù)層面整體把握物聯(lián)網(wǎng),對其后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和理解起到較好的引導(dǎo)作用。通過進入實驗室體驗學(xué)術(shù)研究的過程,也能激發(fā)學(xué)生對高水平研究與應(yīng)用的熱情。
4.建立綜合考評體系,考評方式全面靈活
導(dǎo)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(nèi)容涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識進行測試,同時也避免了學(xué)生死記硬背。研究報告可以小組形式進行提交,根據(jù)選定的研究方向從查閱文獻、自主思考、組織討論到形成結(jié)果、匯報總結(jié),明確小組中每名學(xué)生的工作與貢獻。實踐報告指學(xué)生通過參觀與實踐,對物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)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(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)獲得新知識、新技術(shù)的能力,擴展知識面,鼓勵創(chuàng)新思維。
三、結(jié)束語
“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程肩負著引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)新生了解專業(yè)技術(shù)發(fā)展,激發(fā)專業(yè)課程學(xué)習(xí)興趣,掌握自主獲取知識方法,引導(dǎo)正確學(xué)習(xí)方法的重任。本文首先根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及專業(yè)新生的特點,討論了“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”教學(xué)中存在的若干問題,從教學(xué)模式、實踐教學(xué)、考評機制等三個方面給出了對于本課程教學(xué)的有關(guān)新思考,力爭提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,指導(dǎo)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)出具有自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維和較強實踐能力的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才。
參考文獻:
[1]邱秧瓊,宋揚,顧征,等.工程導(dǎo)論:工科大學(xué)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(yè)導(dǎo)論課程設(shè)計與教學(xué)模式的思考[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2010,(S1).
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);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(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是現(xiàn)今計算機信息技術(shù)的一個重要分支。它的概念最早由麻省理工大學(xué)Auto-ID實驗室于1999年首次提出,當(dāng)時的EPC(Elec-tronic Product Code)系統(tǒng),即為“物聯(lián)網(wǎng)”概念的雛形。2003年,美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)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(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。
物聯(lián)網(wǎng)是通過智能傳感器,如:射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種裝置,按照相應(yīng)的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個龐大網(wǎng)絡(luò)。把所有的物體與網(wǎng)絡(luò)連接起來,方便智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控及管理。它把新—代的IT技術(shù)充分運用到各行各業(yè)之中,然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,人類可以用更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,使人與自然更加和諧。
2在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智慧校園
高職類高校是一個開放式的校園,學(xué)生不但要學(xué)習(xí)書本上的知識,還要學(xué)會一些基本技能,更要適當(dāng)?shù)亓私馍鐣⒔佑|社會,培養(yǎng)自己各方面的能力以能更好地適應(yīng)高速發(fā)展的社會。新課改提出“充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢,提倡學(xué)生自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,要求對教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式進行變革、改革教師教學(xué)方式和師生互動方式,為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”[2]的要求,人性化地提供移動學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)等、智能化學(xué)習(xí)理念的發(fā)展,IPv6、云計算、3G通信、無線傳感網(wǎng)等技術(shù)的興起,都預(yù)示著物聯(lián)網(wǎng)在大學(xué)校園中的必然發(fā)展,為智慧校園的實施建設(shè)提供技術(shù)支撐平臺。我校物聯(lián)網(wǎng)是以現(xiàn)有的校園辦公網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),利用無線數(shù)據(jù)通信、射頻識別、計算機等技術(shù),構(gòu)造了一個能覆蓋校園的物體互聯(lián)網(wǎng)。
3關(guān)鍵技術(shù)分析
物聯(lián)網(wǎng)它具廣泛存在和廣泛應(yīng)用的特點,它強調(diào)的是將所有的物體都連接到互聯(lián)網(wǎng)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(guān)系的智能系統(tǒng),使得人、物、信息是互動的,通過這一系統(tǒng),我們可以實現(xiàn)人對物的定位、管理、控制等。
物聯(lián)網(wǎng)有三項關(guān)鍵性技術(shù):
1)全方位感知:包括智能傳感器,例如紅外感應(yīng)設(shè)備、無線射頻識別、全球定位系統(tǒng)等;其次是傳感網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。
2)可靠、安全通信:執(zhí)行統(tǒng)一編碼,按一定協(xié)議連接入無線通信網(wǎng)絡(luò)。
3)智能化管理:通信網(wǎng)接入計算機網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)“網(wǎng)上網(wǎng)”,構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用
智慧校園是物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校教學(xué)管理、學(xué)校教育管理、公共安全、后勤保障的具體應(yīng)用,為學(xué)校構(gòu)建智能化的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。
4.1物聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)管理中的應(yīng)用
在高職類高校,學(xué)生的首要任務(wù)還是學(xué)習(xí)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能夠為師生提供智能化的教學(xué)環(huán)境和豐富的教學(xué)資源,并且使教學(xué)中的每個物體都具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特征。上課鈴響,學(xué)生步入教室,教室里的窗簾會根據(jù)室內(nèi)的光線進行自動開合,通過學(xué)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(tǒng),學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)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(nèi)容。上課鈴響,教師進入教室,打開教室前面的多媒體教學(xué)管理系統(tǒng),了解學(xué)生的出勤情況,查看學(xué)生提交的問題,老師通過多媒體系統(tǒng)、投影設(shè)備進行講授,對學(xué)生的問題進行解答,并將授課情景傳送到網(wǎng)絡(luò)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)生也可以及時了解有關(guān)學(xué)習(xí)的信息,例如學(xué)術(shù)、考證、就業(yè)、講座信息等,達到教學(xué)相長的目的。
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)生也可以及時了解有關(guān)學(xué)習(xí)的信息,例如學(xué)術(shù)、考證、就業(yè)、講座信息等,達到教學(xué)相長的目的。
當(dāng)今社會亟需可持續(xù)發(fā)展人才,而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和可持續(xù)發(fā)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(xué)生自主學(xué)習(xí),與教師講授相比較,學(xué)生很難抓住重點。通過引入RFID技術(shù),學(xué)生可以通過查閱相關(guān)資料找到需要的課程進行針對性學(xué)習(xí),有利于拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。物聯(lián)網(wǎng)能為學(xué)生的移動學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)等提供支撐環(huán)境[3]。
4.2物聯(lián)網(wǎng)在教育管理中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在教育管理中可用于教務(wù)管理、圖書管理、設(shè)備管理和安全管理等方面。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于教務(wù)管理,能夠有效地降低教務(wù)部門的教務(wù)成本,提高管理效率,有助于學(xué)生學(xué)籍管理電子化,排課自動化、辦公電子化,促使學(xué)生、家長、學(xué)校互動,方便家長隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。將電子標簽嵌入到每一個教學(xué)管理設(shè)備中,并相應(yīng)的建立教學(xué)設(shè)備管理系統(tǒng),從而大大地提高教學(xué)資源的利用率,有效的節(jié)約辦學(xué)成本,實現(xiàn)教學(xué)設(shè)備的規(guī)范化、自動化和智能化管理。通過建立校園物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng),實現(xiàn)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(xiàn)智慧校園。
4.3物聯(lián)網(wǎng)在公共安全中的應(yīng)用
目前,高職類高校校園管理的最大弊端是學(xué)生的高度自由,并且這也是許多危險事件發(fā)生的原因。引用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對學(xué)生進行實時定位,確保學(xué)生的人身安全,為確保學(xué)生的用水安全,每一個宿舍都安裝水壓檢測器。為實現(xiàn)每一個宿舍的用電安全,對學(xué)生宿舍安裝智能感應(yīng)電表。為最大限度的減少火災(zāi)隱患,可通過安裝煙孔感應(yīng)系統(tǒng)和對每一個消防設(shè)施的定位。
4.4物聯(lián)網(wǎng)在后勤保障中的應(yīng)用
在整個校園物聯(lián)網(wǎng)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(shù),并結(jié)合日常的視頻監(jiān)控系統(tǒng),全面感知校園的環(huán)境、人和物的變化,例如門禁監(jiān)控、健康監(jiān)控、教室照明監(jiān)控、儀器控電、路燈節(jié)能監(jiān)控、水電氣的監(jiān)控、災(zāi)害監(jiān)控以及生態(tài)監(jiān)控等。全力打造綠色、節(jié)能的環(huán)保智能型校園,為學(xué)生創(chuàng)建一個舒適健康的學(xué)習(xí)環(huán)境。
5結(jié)束語
隨著人們不斷提高地對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)關(guān)注程度,以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟,它將越來越廣泛地被各類高校校園所應(yīng)用,從而為學(xué)生創(chuàng)建一個更加宜學(xué)、宜教、宜研的大學(xué)校園。在即將到來的物聯(lián)網(wǎng)時代,無處不在的學(xué)習(xí)環(huán)境、融合創(chuàng)新的科研環(huán)境、透明高效的教務(wù)管理、豐富多彩的校園文化、方便快捷的校園生活都將實現(xiàn),一個安全、穩(wěn)定、環(huán)保、綠色的“智慧校園”將成為現(xiàn)實。
參考文獻:
[1]烏家培.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及其發(fā)展[J].中國信息界,2011(4).
[2]宗平,朱洪波,黃剛.智慧校園設(shè)計方法的研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報,2010,30(4).
[3]賀志強,莊君明.物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代遠程教育研究,2011(2).
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
中華人民共和國教育部主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
中國共產(chǎn)黨湖南省委員會主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
汕頭融媒集團有限責(zé)任公司主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 部級期刊
中國建筑材料聯(lián)合會主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 部級期刊
總參政治部主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 部級期刊
中國俄語教學(xué)研究會主辦