發(fā)布時間：2023-03-17 18:00:31
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的物聯(lián)網(wǎng)工程論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高職院校；人才培養(yǎng)；思路
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“the Internet of things”，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，即把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。
1 高職院校物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)之路
科技發(fā)展，人才是基石，物聯(lián)網(wǎng)這個信息化社會發(fā)展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創(chuàng)造和服務(wù)。2010年年初，教育部下達(dá)了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報通知，眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)三個物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)。全國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)人才缺口量在18萬以上，所以物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感信息工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)前景廣闊。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人才需求分析
按照圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)，可以將感知、傳輸、應(yīng)用按物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分為感知產(chǎn)品制造業(yè)、傳輸產(chǎn)品制造業(yè)、應(yīng)用產(chǎn)品制造業(yè)和系統(tǒng)集成四大類。
對應(yīng)的具體企業(yè)大致有如下四個子產(chǎn)業(yè)：一是傳感器與RFID 的生產(chǎn)制造與測試；二是傳感器節(jié)點(diǎn)與嵌入式軟硬件無線網(wǎng)關(guān)設(shè)計、生產(chǎn)與測試；三是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計與測試；四是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)
支撐企業(yè)的崗位需求大致有以下五類：
（1）集成電路制造業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品集成電路的PCB板的輔助設(shè)計、電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、工藝、封裝、測試與管理和生產(chǎn)設(shè)備的管理維護(hù)等崗位；
（2）電子產(chǎn)品制造業(yè)，包括電子元器件的輔助設(shè)計、生產(chǎn)、工藝、封裝、測試與管理、貼片機(jī)等設(shè)備的管理維護(hù)；
（3）網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品的生產(chǎn)和服務(wù)，包括3G和4G通信服務(wù)、無線通信技術(shù)服務(wù)（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有線網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、GPS或北斗衛(wèi)星通信服務(wù)；
（4）數(shù)據(jù)庫/中間件服務(wù)業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫/中間件的安裝、調(diào)試、維護(hù)與管理工作；
（5）軟件服務(wù)外包業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)傳輸層通信軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層軟件開發(fā)等。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對高職院畢業(yè)生的要求
根據(jù)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院周志德教授的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)調(diào)研分析數(shù)據(jù)可以看出，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在大專高職院校的學(xué)生需求主要集中在產(chǎn)品生產(chǎn)、測試、運(yùn)維、銷售和項(xiàng)目管理等崗位。表1所列是物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是一個全新的技術(shù)，它是計算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合體。所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)也不是一種專業(yè)技術(shù)所能覆蓋，而必定是一個專業(yè)群才能支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)有計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)和軟件技術(shù)等專業(yè)的交叉結(jié)合技術(shù)。筆者考查了無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院的專業(yè)建設(shè)和機(jī)構(gòu)設(shè)置，覺得很有創(chuàng)新價值和指導(dǎo)意義。表2所列是無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)置。
這種設(shè)置通過將計算機(jī)技術(shù)系和電子信息系合并，從而實(shí)現(xiàn)了教師、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的共享，打破了教師資源、硬件資源的分割，解決了硬件資源重復(fù)建設(shè)的浪費(fèi)問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業(yè)。
3 以項(xiàng)目為導(dǎo)向、實(shí)踐為綱的培養(yǎng)模型
高職辦學(xué)的生命就是職業(yè)技能教育，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才就是要培養(yǎng)為物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和行業(yè)服務(wù)的技術(shù)型或技能型人才。這兩樣人才的培養(yǎng)需要進(jìn)行大量的項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，所以高職院校不可能走脫離實(shí)際、只講書本理論的老路，必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目做支撐。
以物聯(lián)網(wǎng)市場需求為導(dǎo)向，因此，實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目的開展就要圍繞以下幾個方面：
（1）物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、調(diào)試、維護(hù)，工程項(xiàng)目施工管理；
（2）傳感器等感知元件輔助設(shè)計、生產(chǎn)工藝、封裝、測試、維護(hù)和管理；
（3）嵌入式應(yīng)用網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品輔助設(shè)計、生產(chǎn)制造、封裝、測試、維護(hù)和管理；
（4）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護(hù)與數(shù)據(jù)庫管理；
（5）智能樓宇弱電項(xiàng)目施工管理，弱電設(shè)備與自控設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢測、驗(yàn)收與維護(hù)。
所以，開展的實(shí)訓(xùn)可以分為基礎(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)和綜合模塊實(shí)訓(xùn)?；A(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)如電子工藝實(shí)訓(xùn)、PCB實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品制作實(shí)訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合布線實(shí)訓(xùn)、傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)訓(xùn)、數(shù)據(jù)通信實(shí)訓(xùn)、應(yīng)用程序?qū)嵱?xùn)等。綜合模塊實(shí)訓(xùn)如物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施實(shí)訓(xùn)等。
在基礎(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)注重一步步圍繞專業(yè)技能打下良好的動手基礎(chǔ)，并且進(jìn)一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)。在綜合模塊要模擬工廠環(huán)境或者研發(fā)企業(yè)環(huán)境，從熟悉工程項(xiàng)目招投標(biāo)、預(yù)決算、設(shè)備采購到編制項(xiàng)目實(shí)施計劃，協(xié)調(diào)資源并按計劃推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施。這些角色由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)指揮。硬件小組負(fù)責(zé)硬件原理圖繪制、PCB圖設(shè)計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負(fù)責(zé)底層開發(fā)、應(yīng)用層開發(fā)等。最后，項(xiàng)目所有成員進(jìn)行統(tǒng)調(diào)測試，編寫項(xiàng)目技術(shù)要求書、需求規(guī)格說明書等技術(shù)性文檔。
4 結(jié) 語
在校企合作上，最好是企業(yè)能夠向?qū)W生提供實(shí)習(xí)崗位，提供企業(yè)中的實(shí)際問題作為論文研究的題目或設(shè)計任務(wù)完成畢業(yè)論文或設(shè)計，教師參與企業(yè)的科技攻關(guān)項(xiàng)目等。這樣，教師通過合作科研、提供咨詢、參與產(chǎn)品或解決方案的開發(fā)，服務(wù)于企業(yè)；學(xué)生通過實(shí)習(xí)、實(shí)踐項(xiàng)目，完成畢業(yè)論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作，使物聯(lián)網(wǎng)這樣的朝陽產(chǎn)業(yè)在人才培養(yǎng)上不斷檔、不斷層，最終學(xué)校和企業(yè)都能夠良性互動，可持續(xù)發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]鄭小發(fā). 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中高職院校教學(xué)課程實(shí)驗(yàn)體系研究[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2012，2（2）： 83-85.
[2]陳志峰，施連敏. 高職院校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)特色資源庫建設(shè)實(shí)踐[J] 中國教育信息化，2011（9）：31-33.
[3]程遠(yuǎn)東 . 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢與高職院校人才培養(yǎng)思考[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2012，1（2）： 47-49.
一 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)秉承厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、求創(chuàng)新的育人理念，在堅持全面發(fā)展的同時兼顧個性發(fā)展，培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的基本理論知識和基本技能，接受校企合作實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練，具備一定的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用能力，能在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域中從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)建設(shè)、管理、維護(hù)及方案設(shè)計的高素質(zhì)技能型專門人才。特別是針對物流企業(yè)，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物流企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)對接時，所急需的掌握智能物流等相關(guān)專業(yè)知識的高級專門技術(shù)人才。
二 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才素質(zhì)和能力要求
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生可在各行業(yè)、企業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)集成、測試、銷售及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)支持等工作。
1.素質(zhì)要求
第一，思想政治素質(zhì)。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀；踐行社會主義榮辱觀；具有愛國主義精神；具有責(zé)任心和社會責(zé)任感；具有法律意識。
第二，文化技術(shù)素質(zhì)。具有合理的知識結(jié)構(gòu)和一定的知識儲備；具有不斷更新知識和自我完善的能力；具有持續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力；具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力；具有一定的人文和藝術(shù)修養(yǎng)；具有良好的人際溝通能力。
第三，專業(yè)素質(zhì)。了解物流企業(yè)基本的運(yùn)營知識，掌握從事物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品集成、物聯(lián)網(wǎng)平臺運(yùn)營、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營銷與策劃等工作所必需的專業(yè)知識；具有一定的工程意識和效益意識；具有一定的市場營銷能力。
第四，職業(yè)素質(zhì)。具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)操守；具備較強(qiáng)的組織觀念和團(tuán)隊(duì)意識。
第五，身心素質(zhì)。具有健康的體魄和良好的身體素質(zhì)；擁有積極的人生態(tài)度和良好的心理調(diào)節(jié)能力。
2.能力要求
第一，職業(yè)基礎(chǔ)能力。良好的溝通表達(dá)能力；無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識應(yīng)用和常見故障的處理能力；單片機(jī)基本知識的理解能力；數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)的基本操作能力；基本的程序設(shè)計能力；基本的市場營銷和策劃能力；常用辦公軟件、工具軟件的使用能力，利用Office進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)文檔的整理（Word）、報告的演示（PPT）、表格的繪制與數(shù)據(jù)的處理（Excel）的能力，利用Visio繪制流程圖的能力；閱讀并正確理解需求分析報告和項(xiàng)目建設(shè)方案的能力；閱讀本專業(yè)相關(guān)英語技術(shù)文獻(xiàn)、資料的能力；熟練查閱各種資料，并加以整理、分析與處理，進(jìn)行文檔管理的能力；通過系統(tǒng)幫助、網(wǎng)絡(luò)搜索、專業(yè)書籍等途徑獲取本專業(yè)幫助的能力。
第二，專業(yè)核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設(shè)備的識別和集成能力；ZigBee、WiFi、藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)的配置與維護(hù)能力；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)平臺的運(yùn)營能力；智能物流平臺設(shè)計與維護(hù)能力；智能設(shè)備平臺的認(rèn)知與維護(hù)能力；物聯(lián)網(wǎng)-ERP集成技術(shù)應(yīng)用能力。
第三，其他能力。分析問題與解決問題的能力；應(yīng)用知識能力；創(chuàng)新能力；工程實(shí)踐能力；人員管理、時間管理、技術(shù)管理、流程管理等能力；組織管理能力。
三 物聯(lián)網(wǎng)課程體系構(gòu)建
為了強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教育，突出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對應(yīng)用技術(shù)型專業(yè)培養(yǎng)模式進(jìn)行改革和調(diào)整，將課程體系分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和實(shí)踐教學(xué)課等4個階段，如下圖所示。通過改革和優(yōu)化培養(yǎng)方案，強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)理論教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及特色網(wǎng)絡(luò)課教學(xué)，建立了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)時代技術(shù)發(fā)展的整套課程體系。課程設(shè)置以能力為本位，依據(jù)課程間的關(guān)聯(lián)循序漸進(jìn)地培養(yǎng)職業(yè)能力。
1.主要課程設(shè)置
第一，公共基礎(chǔ)課程。公共基礎(chǔ)類課程是高等學(xué)校各專業(yè)學(xué)生必修的課程，課程體系將公共基礎(chǔ)課程劃分為三類，其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學(xué)生素養(yǎng)等課程；公共基礎(chǔ)類課程包括計算數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、信息技術(shù)基礎(chǔ)等課程；職業(yè)教育類課程包括入學(xué)教育、職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)道德等。
第二，專業(yè)基礎(chǔ)課程。本階段主課程有C語言程序設(shè)計、電子技術(shù)基礎(chǔ)、通訊基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等課程。
第三，專業(yè)核心課程。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三個層次（感知層、傳輸層、應(yīng)用層），本階段主要課程有傳感器設(shè)計基礎(chǔ)、RFID技術(shù)及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理、智能家居應(yīng)用技術(shù)、制造業(yè)ERP技術(shù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成等課程。
第四，實(shí)踐教學(xué)課程。主要實(shí)踐教學(xué)和主要專業(yè)實(shí)驗(yàn)為：行業(yè)認(rèn)知實(shí)踐、職業(yè)規(guī)劃實(shí)踐、C語言程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)、條碼應(yīng)用實(shí)踐、數(shù)據(jù)庫設(shè)計實(shí)驗(yàn)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)驗(yàn)、RFID系統(tǒng)設(shè)計實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)、C# Windows編程實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)與傳感器結(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、物流與ERP實(shí)驗(yàn)、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、畢業(yè)實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計等。
2.主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)
第一，行業(yè)認(rèn)知實(shí)踐。第1學(xué)期安排一周時間開展行業(yè)認(rèn)知實(shí)踐。學(xué)生通過聽取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展報告，了解行業(yè)背景和發(fā)展?fàn)顩r；通過走訪考察物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，了解崗位職業(yè)需求以及崗位技能與素質(zhì)要求；通過專業(yè)教師對本專業(yè)課程體系的介紹，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)及就業(yè)取向，增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同感和使命感。學(xué)生參加行業(yè)認(rèn)知實(shí)踐必須做好相應(yīng)的記錄，寫出相應(yīng)的實(shí)踐報告，報告應(yīng)包括行業(yè)認(rèn)知、自我評估和職業(yè)定位等。
第三，職業(yè)規(guī)劃實(shí)踐 。第3學(xué)期安排一周時間開展職業(yè)規(guī)劃實(shí)踐。人才測評專家將學(xué)生的職業(yè)發(fā)展預(yù)測、學(xué)生的社會活動、學(xué)生自我評價、教師對學(xué)生評價、職業(yè)素質(zhì)綜合評分、專業(yè)課成績、基礎(chǔ)課成績等原始數(shù)據(jù)與勝任特征模型的動機(jī)、特質(zhì)、自我認(rèn)識、社會角色、技能、知識等層次進(jìn)行匹配，給出職業(yè)素質(zhì)評分報告和職業(yè)生涯規(guī)劃建議，學(xué)生根據(jù)評分報告和建議完成職業(yè)規(guī)劃報告。
四 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計
1.專項(xiàng)實(shí)踐設(shè)計
第一，程序設(shè)計實(shí)踐。在第1學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)程序設(shè)計實(shí)踐。本設(shè)計實(shí)踐是程序設(shè)計基礎(chǔ)課程的重要組成部分。通過本設(shè)計實(shí)踐，學(xué)生能更進(jìn)一步理解C語言程序設(shè)計方法，在編程實(shí)現(xiàn)時要保持良好的程序設(shè)計風(fēng)格，對程序設(shè)計風(fēng)格在軟件設(shè)計中的重要作用有進(jìn)一步的認(rèn)識。根據(jù)程序設(shè)計實(shí)踐完成情況進(jìn)行考核，并結(jié)合設(shè)計報告對學(xué)生進(jìn)行等級評定。
第二，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐。在第2學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐。要求學(xué)生利用掌握的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識，對各種典型的算法問題進(jìn)行編程、調(diào)試，并分析其時間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度，理解設(shè)計選型對軟件性能的重要性，撰寫設(shè)計報告。
第三，電子技術(shù)設(shè)計實(shí)踐。在第3學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)電子技術(shù)設(shè)計實(shí)踐。要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電子技術(shù)知識，針對具體的實(shí)際問題或任務(wù)，全面地分析和設(shè)計出解決該問題的實(shí)施方案，最后完成電路的制作和測試。根據(jù)學(xué)生提交的設(shè)計報告和圖紙進(jìn)行考核。
第四，設(shè)計實(shí)踐?；赪eb的數(shù)據(jù)庫設(shè)計實(shí)踐，在第4學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)基于Web的數(shù)據(jù)庫設(shè)計實(shí)踐。要求學(xué)生能夠利用服務(wù)器端和客戶端腳本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫編程，掌握利用.Net平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計能力。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計報告進(jìn)行考核。
第五，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)踐。利用一周時間開設(shè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)踐。要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，結(jié)合C51RF-WSN平臺，選擇合適的器件與模塊來設(shè)計常用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計報告進(jìn)行考核。
2.綜合系統(tǒng)設(shè)計實(shí)踐
第一，RFID系統(tǒng)設(shè)計實(shí)踐。在第5學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)RFID系統(tǒng)設(shè)計實(shí)踐。要求學(xué)生利用所學(xué)的RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)短距離通信，設(shè)計具有寫卡與讀卡功能的單片機(jī)、無源應(yīng)答器和閱讀器，完成設(shè)計報告。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計報告進(jìn)行考核。
第二，小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。在第6學(xué)期的教學(xué)周內(nèi)，單獨(dú)利用一周時間開設(shè)小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計實(shí)踐。要求學(xué)生利用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)結(jié)合起來組建簡單的物聯(lián)網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用，完成設(shè)計報告。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計報告進(jìn)行考核。
3.畢業(yè)實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計
第一，畢業(yè)實(shí)踐。第5～6學(xué)期安排18周的畢業(yè)實(shí)踐。實(shí)踐的形式包括企業(yè)考察與調(diào)研、參與短期項(xiàng)目開發(fā)、到企業(yè)進(jìn)行頂崗鍛煉等。學(xué)生實(shí)踐結(jié)束后，寫出實(shí)踐報告或總結(jié)，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)情況對實(shí)踐進(jìn)行評定。
第二，畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是工程項(xiàng)目和教學(xué)緊密結(jié)合的實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目可以源于教師科研項(xiàng)目、物聯(lián)網(wǎng)公司、電信運(yùn)營商的工程項(xiàng)目以及其他來源。學(xué)生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統(tǒng)設(shè)計、論文撰寫、論文答辯等環(huán)節(jié)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是面向國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設(shè)置的新專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才的重要來源，核心能力對他們整個職業(yè)生涯來說起著至關(guān)重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生核心能力的培養(yǎng)必須以多渠道、多角度滲透式進(jìn)入所有課程，貫穿于教育教學(xué)的全過程，最終培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的職業(yè)核心能力。物聯(lián)網(wǎng)課程從根本上強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的先進(jìn)性和實(shí)踐性，為培養(yǎng)具有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的計算機(jī)特色人才提供了條件。
參考文獻(xiàn)
[1]馬忠梅、孫娟、李奇.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系與實(shí)踐探討[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2011（10）
[2]孫興華、梁俊花.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)課程體系探索[J].河北北方學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2013（6）
[3]李佳、胡漢輝、李健.高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系建設(shè)研究初探[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（1）
1 云計算概述
云計算誕生于二零零六年，二零零八年云計算得到大面積推廣，云計算的誕生立即引起全球信息行業(yè)的廣泛關(guān)注，云計算的出現(xiàn)給IT行業(yè)發(fā)展帶來了新的改革浪潮，云計算的特征是：按需服務(wù)、共享資源、按需付費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)面廣。云計算作為二十一世紀(jì)新興的技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)軟件工程。云計算現(xiàn)如今已經(jīng)被應(yīng)用到了各個領(lǐng)域。云計算的核心技術(shù)有海量數(shù)據(jù)存儲與計算、虛擬化技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、并行編程模式技術(shù)。云計算實(shí)現(xiàn)了將龐大數(shù)據(jù)拆分成若干子程序進(jìn)行分布處理，處理后發(fā)送給服務(wù)器群計算，最后將分析處理結(jié)果統(tǒng)一融合后回傳給用戶。狹義上來說云計算是通過計算機(jī)和各類用戶終端實(shí)現(xiàn)信息交互和應(yīng)用。廣義上講云計算是一種強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式。云計算的虛擬化技術(shù)將一臺計算機(jī)虛擬化成多臺計算機(jī)，使資源利用率提高，從而降低成本。云計算的分布式計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)使用需求情況分布資源。另外，云計算相比傳統(tǒng)硬件平臺相比，維護(hù)費(fèi)用低廉，管理方便易操作，無需大量的資金支持。
2 物聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)是物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)發(fā)展和延伸出來的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)最早提出于一九九零年。一九九一年麻省理工學(xué)院開始對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行研究，一九九九年麻省理工學(xué)院對物聯(lián)網(wǎng)做了實(shí)驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)底層數(shù)據(jù)的感知是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)感知層中，呈現(xiàn)出的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、種類多。物聯(lián)網(wǎng)感知采用了信息后，通過傳輸層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與傳遞。物聯(lián)網(wǎng)按照功能分為三層：應(yīng)用服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、感知控制層。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)如今幾乎已經(jīng)滲入到人類生活的各個方面。例如：智能交通、智能家居、資源管理、科研實(shí)驗(yàn)、醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和推廣受到了國家的重視。但就目前來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不論是技術(shù)上，還是理論上仍然處于發(fā)展階段，距離物聯(lián)網(wǎng)普及和大面積應(yīng)用仍然有著一定的距離。
3 基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)
從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征來看，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更新和改革離不開對云計算的應(yīng)用，云計算的優(yōu)勢是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所需要的，物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應(yīng)用必然不能缺少云計算，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生和收集過程具有實(shí)時性和不間斷性，處理時間的延遲必然會導(dǎo)致數(shù)據(jù)量的擴(kuò)大。但由于數(shù)據(jù)量大、節(jié)點(diǎn)有限、存儲點(diǎn)等技術(shù)限制，必然影響物聯(lián)網(wǎng)性能。云計算的分布式技術(shù)，便可很好的解決這些問題，使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效的控制多源、多位置的不同數(shù)據(jù)處理。云計算和物聯(lián)網(wǎng)的融合，使物聯(lián)網(wǎng)獲得了強(qiáng)大的計算能力和存儲能力，云計算搭建了一個輔助物聯(lián)網(wǎng)的平臺。
基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)主要包括了三個層次：物聯(lián)網(wǎng)中間件層、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施層、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層。這三層相互協(xié)調(diào)融合構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，向人們提供服務(wù)。
3.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的核心內(nèi)容，應(yīng)用層通過應(yīng)用管理中提供管理工具，其中包括：用戶管理、資源管理、安全管理、影像管理。每一個管理工具能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌姆?wù)，用戶管理包括：用戶賬戶管理、計費(fèi)管理等等。安全管理包括：用戶身份驗(yàn)證、用戶資料保護(hù)等等。資源管理包括：資源恢復(fù)、故障檢測等等。影像管理包括：應(yīng)用生命周期管理、影像部署等等。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)中間件
物聯(lián)網(wǎng)中間件層是整個物聯(lián)網(wǎng)的連接媒介，包含著整個物聯(lián)網(wǎng)的所有中間件產(chǎn)品。所包括的功能有：感應(yīng)設(shè)備管理、智能終端接入等等，除此之外，還具有面向服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的功能。
3.3 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施層
物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，離開了物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)無從談起。物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備層包含了：虛擬集群、物理硬件及感應(yīng)終端。虛擬集群是基于云計算的虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，以虛擬化方式為用戶提供服務(wù)。物理硬件包括：云計算必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備等等。感應(yīng)終端包括傳感器、控制器等智能終端設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備由物聯(lián)網(wǎng)中間件負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)運(yùn)作。
關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；物聯(lián)網(wǎng)；研究型教學(xué)模式；實(shí)驗(yàn)體系設(shè)置
DOIDOI：10.11907/rjdk.161787
中圖分類號：G434
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16727800（2016）010018802
0引言
2009年，南京郵電大學(xué)在國內(nèi)首先興建了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院。學(xué)科成立之初，課程體系建設(shè)尚無先例可循。因此，如何建立具有物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科特色的課程體系成為了每一個任課教師需要思考的問題。近年來，學(xué)界逐步明確了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的“源科學(xué)”是計算機(jī)科學(xué)[1]。將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)大致分為兩部分：計算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)課程與體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)的專業(yè)課程。專業(yè)課程主要包括：介紹物聯(lián)網(wǎng)基本概念的“物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論”、討論感知層知識與技術(shù)的“感知技術(shù)及應(yīng)用”、討論物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中無線通信技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)中的無線通信技術(shù)”、介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃方法的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)”和介紹物聯(lián)網(wǎng)信息安全個性技術(shù)的“物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)”等。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是物聯(lián)網(wǎng)底層重要的感知技術(shù)。作為重要的學(xué)科專業(yè)課程，其知識點(diǎn)從感知層硬件到應(yīng)用層安全技術(shù)，內(nèi)容多、難度大，體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科的交叉特色與前沿性。該課程在傳統(tǒng)的通信和自動化控制專業(yè)早已形成完善的體系結(jié)構(gòu)，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，WSN技術(shù)發(fā)展很快，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的WSN課程內(nèi)容要與上述兩個傳統(tǒng)專業(yè)的相關(guān)課程相區(qū)別，必須講授最新的熱點(diǎn)技術(shù)。
1課程現(xiàn)狀及存在的問題
（1）有限的課時設(shè)置與課程的豐富內(nèi)容不相匹配。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容涵蓋廣泛，涉及計算機(jī)、通信、數(shù)學(xué)、信息、電子等多個學(xué)科，同時它也是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。從ZigBee、Wifi、藍(lán)牙到6LowPan，各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)都能設(shè)計相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以加深學(xué)生對理論知識的理解。目前受到研究生課時的限制，一般學(xué)校該課程課時設(shè)置均為32課時，在如此有限的時間內(nèi)，如何有效講授知識點(diǎn)、培養(yǎng)研究生的科學(xué)思路和研究方法則成為一個值得深入探討的問題。
（2）課程定位與教學(xué)特色問題。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科階段已開設(shè)了同名課程，研究生階段的WSN課程如何與本科生課程相銜接，且在教學(xué)中突出物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科特色是課程建設(shè)中要解決的關(guān)鍵問題。
（3）研究生培養(yǎng)模式和授課方法問題。盧梭說過：“問題不在于告訴他（學(xué)生）一個真理，而在于教他（學(xué)生）怎樣發(fā)現(xiàn)真理。”這正是近代研究生教育追求的研究性教學(xué)理念。本科階段學(xué)生第一次接觸WSN，因而該階段注重對知識點(diǎn)的講授。到了研究生階段，課程應(yīng)更多地教授學(xué)生科學(xué)研究的方法，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)科的前沿?zé)狳c(diǎn)，并指導(dǎo)他們開展深入研究。
綜上課程存在的不足，筆者在課程的研究生教學(xué)階段改變了本科以講授知識點(diǎn)為主要手段的教學(xué)模式，而采用以綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計為貫穿主線的研究型教學(xué)模式。通過實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的方式，教師創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境，指導(dǎo)學(xué)生對熱點(diǎn)問題進(jìn)行研究，使學(xué)生在獨(dú)立、主動的探索、思考、實(shí)踐過程中吸收與應(yīng)用知識，并解決問題。
2課程建設(shè)內(nèi)容
2.1教材及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇與設(shè)計
課程選用了2本教材[23]，一本實(shí)驗(yàn)教程[4]。第一本教材是孫利民老師的經(jīng)典教材《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》，其內(nèi)容按網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)講述了WSN的各個知識點(diǎn)。每章均可視作綜述風(fēng)格的科研論文，邏輯清晰，易于理解，用于培養(yǎng)學(xué)生的科研閱讀能力，但是缺乏有特色的熱點(diǎn)技術(shù)；第二本教材是國外的經(jīng)典教材，其書寫邏輯為面向問題的啟發(fā)式學(xué)習(xí)，每章討論一個WSN的支撐技術(shù)，如定位技術(shù)、同步技術(shù)、安全技術(shù)等，可用于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，學(xué)習(xí)如何發(fā)現(xiàn)一個科學(xué)問題以及如何針對該問題進(jìn)行深入研究。實(shí)驗(yàn)教程選用凌陽科技公司開發(fā)的最新物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)課程，包含最新的WSN技術(shù)實(shí)驗(yàn)。其內(nèi)容從芯片基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到各種熱點(diǎn)技術(shù)的實(shí)踐，包括ZigBee協(xié)議棧系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、IPV6系列實(shí)驗(yàn)、嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn)和手機(jī)控制實(shí)驗(yàn)等8大塊，但是缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)。為此，學(xué)院又聯(lián)合凌陽科技公司開發(fā)了若干綜合性實(shí)驗(yàn)，包括自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、智慧安防報警系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、冷庫管理系統(tǒng)和智慧停車系統(tǒng)等。
針對每個知識單元的核心知識點(diǎn)，借助凌陽公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱[2]，參照學(xué)校已有的實(shí)驗(yàn)建設(shè)內(nèi)容[56]，有針對性地設(shè)計了實(shí)驗(yàn)體系，如圖1所示。共包含14個實(shí)驗(yàn)，其中前11個實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，每學(xué)期再根據(jù)課程選修人數(shù)選擇若干綜合性的設(shè)計型實(shí)驗(yàn)。其中，自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)、ZigBee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)顯示系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)3個綜合實(shí)驗(yàn)貫穿學(xué)習(xí)始終，其它實(shí)驗(yàn)都是由教師演示完成。該實(shí)驗(yàn)體系使學(xué)生學(xué)習(xí)完理論知識后可以馬上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對知識進(jìn)行鞏固。如果某些知識點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)太過復(fù)雜，在有限的課程時間內(nèi)不足以完成，則可設(shè)計相應(yīng)問題，讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下自發(fā)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。
2.2研究型教學(xué)模式與評價方法探索
在課程的具體教學(xué)實(shí)施上，第一次上課教師即把學(xué)生分為小組，每個小組負(fù)責(zé)一個綜合性設(shè)計實(shí)驗(yàn)。以自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)為例，整個教學(xué)模式闡述如下：首先，教師介紹系統(tǒng)功能，將系統(tǒng)分為光照度檢測、人員檢查、數(shù)據(jù)處理和燈開關(guān)控制4部分。由于實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，采用學(xué)生分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個部分由若干學(xué)生負(fù)責(zé)，確保每個學(xué)生完成其中的某些功能模塊，并在之后的教學(xué)過程中對每部分進(jìn)行詳細(xì)討論，包括：設(shè)計要求、工作原理、需要用到的設(shè)備、體現(xiàn)的核心知識點(diǎn)等。因此，每個學(xué)生在學(xué)習(xí)開始都有一個任務(wù)和目標(biāo)，學(xué)生之間相互合作，完成實(shí)驗(yàn)的組可以獲得本次實(shí)驗(yàn)的基本得分。之后的每一次課，核心知識點(diǎn)的講授與相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)都采用教師導(dǎo)學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的形式完成?？紤]到課時有限，實(shí)驗(yàn)還需要由小組合作學(xué)習(xí)等課外學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)組成。到了一定階段，每個模塊都要完成子模塊流程設(shè)計，如圖2所示的光照度檢測子模塊流程圖。然后進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)成果展示和交流，并進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，形成相關(guān)文檔。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，匯報系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)現(xiàn)方案。
每個實(shí)驗(yàn)都體現(xiàn)了對WSN知識的綜合應(yīng)用與融匯貫通。在設(shè)計型實(shí)驗(yàn)中，教師按照軟件工程的方法一步步指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計直至系統(tǒng)調(diào)試完成。學(xué)生不但能學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的思想和方法，而且具備了開發(fā)一個小型項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，提高了動手能力。該方式改變了“教師授課+學(xué)生復(fù)習(xí)”的傳授式教學(xué)模式，而是采用“教師導(dǎo)學(xué)+學(xué)生自學(xué)+合作研討”的研究型教學(xué)模式，以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
3考核體系
課程考核采用平時成績和期末考核成績加權(quán)平均的方式。綜合實(shí)驗(yàn)成績占70%，期末的理論考核以開放式論文形式進(jìn)行，讓學(xué)生根據(jù)自己在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，以提出改進(jìn)方法等為題撰寫論文，分?jǐn)?shù)占總成績的30%。該考核更加偏向于考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與、實(shí)踐能力。
實(shí)驗(yàn)成績考核學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性以及動手能力，緊扣3個綜合性實(shí)驗(yàn)的各個階段，取得一個階段性成果即得到相應(yīng)分?jǐn)?shù)。在實(shí)際實(shí)施過程中，師生都覺得該教學(xué)方式比傳統(tǒng)方式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)際動手能力。
4結(jié)語
本次物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究生WSN課程建設(shè)圍繞核心知識點(diǎn)，設(shè)計了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列。實(shí)驗(yàn)圍繞一個需要研究解決的特定問題展開，讓學(xué)生在尋找解決方法的過程中進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，而不是對知識的簡單套用。強(qiáng)調(diào)任務(wù)驅(qū)動，并注意任務(wù)的復(fù)雜性與綜合化。
應(yīng)當(dāng)注意的是，研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計與實(shí)施是一個動態(tài)過程，教師應(yīng)周期性地梳理核心知識點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)學(xué)生反饋以及實(shí)際教學(xué)效果，不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、難度以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，促進(jìn)每一輪教學(xué)實(shí)踐在內(nèi)容和方法上都不斷豐富、改進(jìn)和完善。
參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：
[1]吳功宜.對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系的思考[J].計算機(jī)教育，2010（21）：2629.
[2]孫利民，李建中，陳渝，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.
[3]HOLGER KARL，ANDREAS WILLIG.Protocols and architectures for wireless sensor networks[M].Wiley，2005.
[4]物聯(lián)網(wǎng)多功能一體化教學(xué)科研平臺實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[EB/OL].[2016515].http：// .
關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)；理論課程教學(xué)；自制實(shí)驗(yàn)平臺；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
Discussion on education of the postgraduate course: wireless sensor networks
Zhang Jianhui, Zeng Hong
Hangzhou dianzi university, Hangzhou, 310018, China
Abstract: This paper analyzed some appearing problems in teaching this course among postgraduate students, and designed a new way in theory teaching by designing and constructing test-bed, by designing and developing experiment items. Our new teaching way could change the unsmooth and bald status quo in unidirectionally teaching theoretical courses, and was a reference to promote the teaching development of postgraduate courses.
Key words: wireless wensor networks; teaching of theoretical course; self-developed test-bed; experiment item
無線傳感器網(wǎng)近年來成為IT領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1]。2009年8月，總理提出盡快建立“感知中國”中心，促進(jìn)我國無線傳感器網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心，2010年7月20日，教育部向社會公布了2011年全國各高校140個本科新專業(yè)詳細(xì)名單，其中“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)占據(jù)30個，高居榜首。無線傳感器網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)骨干課程之一，也是一門新課程。我們對該課程的教學(xué)方法作了些探索性的改革。
1 目前存在的問題
物聯(lián)網(wǎng)作為新專業(yè)有新的建設(shè)和教學(xué)思想[2]。而無線傳感器網(wǎng)作為新興行業(yè)的新課程，其理論基礎(chǔ)要求高，應(yīng)用性也要強(qiáng)，因而給教學(xué)帶來新的挑戰(zhàn)。存在的主要問題有：
(1)教學(xué)內(nèi)容涉及廣與系統(tǒng)性教學(xué)的矛盾。無線傳感器網(wǎng)是一門應(yīng)用性和理論基礎(chǔ)要求都很強(qiáng)的課程。該課程所講述的網(wǎng)絡(luò)是一種集成創(chuàng)新型技術(shù)，同時理解和運(yùn)用好該技術(shù)需要一定理論基礎(chǔ)。它所涉及的內(nèi)容廣泛，需要多方面計算機(jī)基礎(chǔ)理論知識，且涵蓋面廣，包括概率論、圖論、高等數(shù)學(xué)、隨機(jī)過程等。同時，它涉及單片機(jī)編程、電子線路、無線電發(fā)射等多方面硬件知識。而這門課程的傳授對象是研究生，研究生班的學(xué)生往往來自不同專業(yè)，讀研期間的主修專業(yè)也各不相同，而其導(dǎo)師所指導(dǎo)的研究方向更是千差萬別。因而，如何系統(tǒng)地講授這門課，同時又能滿足學(xué)生不同需求，將成為面臨的難題。
(2)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的脫節(jié)。無線傳感器網(wǎng)是門全新課程，問題(1)中所述特點(diǎn)使得在理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面的任務(wù)既各有特色又繁重，造成這兩方面的教學(xué)任務(wù)難以平衡。由于它是一門新課程，可以借鑒的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并不多。而從橫向比較來看，類似應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，其教學(xué)方法一般單一地偏向理論教學(xué)或?qū)嶒?yàn)教學(xué)。
(3)傳統(tǒng)單向性教學(xué)模式的不良影響。多年來，研究生教學(xué)模式一般都是單向性的，即教師教、學(xué)生學(xué)，缺乏真正的互動，難以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維，更難以激發(fā)其主動性和創(chuàng)造性。從學(xué)生角度來看，這種教學(xué)模式從中學(xué)一直延續(xù)到研究生階段，沒有讓學(xué)生充分參與到教學(xué)中來，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果無法保證，學(xué)習(xí)的興趣也不高。這種長期的被動式參與教學(xué)，使得學(xué)生失去了主動性、獨(dú)立性和主導(dǎo)性，形成了不良的學(xué)習(xí)和科研習(xí)慣，最終導(dǎo)致研究生創(chuàng)造性的缺失[5]。
2 改革方法
我們在Seminar[4]教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生充分參與教學(xué)，體會完成科研任務(wù)的獨(dú)立性和自主性?？傮w改革方法是教師導(dǎo)引，學(xué)生參與學(xué)、教、實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)全過程，形成單向教學(xué)向理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)互動、學(xué)生參與轉(zhuǎn)變。在設(shè)計該方法時，要充分考慮到所在高校的歷史與優(yōu)勢，發(fā)揮其在電子電路設(shè)計、嵌入式編程等方面的堅實(shí)基礎(chǔ)與專業(yè)特色，觀察學(xué)院近幾年在無線傳感器網(wǎng)方面的發(fā)展速度，針對前一小節(jié)所提出的問題，給出相應(yīng)的教學(xué)改革方法。
夯實(shí)基礎(chǔ)知識，劃分學(xué)習(xí)小組。本課程選擇的教材清華大學(xué)出版社出版、孫利民等編著的《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》為主教材，以劍橋大學(xué)出版社出版的Xiangyang Li的專著"Wireless Ad Hoc and Sensor Networks: Theory and Applications"為輔助教材。在掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這門課程的基礎(chǔ)知識的同時，根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)和研究方向，將他們分為兩大組：理論組和應(yīng)用組(如圖1所示)。對于理論組和應(yīng)用組分別布置不同的課外作業(yè)。為此，筆者從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的一些最新國際頂級會議上，如SigComm，MobiCom，SenSys，InfoCom等，選擇理論和應(yīng)用兩類論文。其中，根據(jù)每名學(xué)生的指導(dǎo)教師對研究方向的要求，對所選論文進(jìn)行較細(xì)致的篩選。在所選出的論文中，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣進(jìn)行再選擇。當(dāng)然，學(xué)生也可以從指定的學(xué)術(shù)會議論文集中選擇論文。這是一個有限定的雙向選擇過程，所選論文包含諸多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例和科研實(shí)例。這些論文作為課外作業(yè)讓學(xué)生自己去研讀，而教師會從兩個組中分別隨機(jī)抽取部分學(xué)生，分兩個階段，即理論階段和應(yīng)用階段，讓其上講臺宣講其所讀的論文。在宣講過程中，大家可以自由提問和討論，學(xué)生由此可以充分參與到教和學(xué)的兩個環(huán)節(jié)。課堂的自由討論，使得學(xué)生從傳統(tǒng)課程授課模式中的被動聽課變?yōu)橹鲃訁⑴c，提高了學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)和參與興趣。為保證效率，教師對宣講和討論的時間做了限定，在討論的過程中也會做一些導(dǎo)引。
在兩個階段(理論階段和應(yīng)用階段)開始之前，教師分別講授兩個階段的基礎(chǔ)知識，即理論基礎(chǔ)知識和應(yīng)用基礎(chǔ)知識。由于所涉及的內(nèi)容非常廣泛，講授一些入門知識，而對學(xué)生所要宣講論文的相關(guān)基礎(chǔ)知識要深入地講解。另外一個重要的組成部分是給學(xué)生講授獲取相關(guān)知識的技巧與途徑，例如如何使用圖書館資源及學(xué)術(shù)網(wǎng)站，如Google scholar，Citeseer等。
圖1 教學(xué)步驟圖
在上述過程中，理論組的學(xué)生偏重理解算法的原理，應(yīng)用組的學(xué)生偏重算法實(shí)現(xiàn)所需的硬件運(yùn)行原理和編程實(shí)現(xiàn)。筆者所在實(shí)驗(yàn)室的主要研究方向之一是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，依托這個實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，在指導(dǎo)學(xué)生時采用TelosB傳感器節(jié)點(diǎn)，在TinyOS平臺上開發(fā)算法實(shí)現(xiàn)程序。
統(tǒng)分兼顧，學(xué)生自主。如圖1所示，在“理論(應(yīng)用)基礎(chǔ)知識”階段中，通過讓學(xué)生自己閱讀學(xué)術(shù)論文，讓兩個組的學(xué)生分別對某一方面的理論知識有了具體了解，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的硬件原理也有了初步認(rèn)識。在緊接著的“理論(應(yīng)用)案例”階段中，從學(xué)生宣讀過的學(xué)術(shù)論文中挑選出幾篇經(jīng)典的論文，它們有算法設(shè)計及其性能的理論分析，又有實(shí)驗(yàn)設(shè)計與驗(yàn)證。為此，根據(jù)先前的理論組和應(yīng)用組劃分，以及所選經(jīng)典論文，進(jìn)一步將學(xué)生交叉分隊(duì)。一個分隊(duì)一般由5名學(xué)生組成：一名學(xué)生負(fù)責(zé)算法原理的解釋，兩名負(fù)責(zé)TinyOS編程和調(diào)試，一名負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與硬件平臺搭建，最后一名負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)分隊(duì)整體工作并撰寫最終實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)際教學(xué)過程中，每隊(duì)學(xué)生人數(shù)和任務(wù)分配可以視情況做適當(dāng)調(diào)整，例如，當(dāng)理論組學(xué)生人數(shù)較多時，在每隊(duì)中負(fù)責(zé)算法原理解釋的學(xué)生可以適當(dāng)增多。當(dāng)分隊(duì)組建好以后，分給每名學(xué)生的任務(wù)以課外作業(yè)的形式完成。每個分隊(duì)的進(jìn)度情況由該隊(duì)負(fù)責(zé)人以實(shí)驗(yàn)報告的形式按階段提交給教師。同時，在協(xié)調(diào)學(xué)生完成作業(yè)的過程中，教師應(yīng)逐個分析案例，這些案例中有涉及路由設(shè)計的，有涉及面向?qū)嶋H應(yīng)用數(shù)據(jù)采集的，也有涉及網(wǎng)絡(luò)時延分析的，案例涵蓋面廣，以解決課程內(nèi)容涉及廣的問題。
案例分析結(jié)束以后，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或者仿真分析。在這個過程中，主要分以下幾個階段：實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及其實(shí)驗(yàn)報告的撰寫。在這些過程中，學(xué)生不僅充分參與，而且在有些過程中，學(xué)生還起到主導(dǎo)的作用。實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建需要一定的科研經(jīng)費(fèi)支持，制作過程復(fù)雜，將在下文中闡述。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)條件限制，不一定都能搭建硬件平臺。另外，在教學(xué)中還發(fā)現(xiàn)，一個實(shí)驗(yàn)平臺不能同時滿足多個分隊(duì)使用，而有些分隊(duì)的任務(wù)也不一定要在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行。為此，讓部分有一定C/C++語言編程基礎(chǔ)的學(xué)生使用一個專門的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺―OMNeT++[3]。
OMNeT++是一個面向?qū)ο蟮碾x散時間模擬器，由土耳其布達(dá)佩斯技術(shù)大學(xué)的Andras Varga等人設(shè)計。其內(nèi)核源代碼完全開放，采用標(biāo)準(zhǔn)C++語言編寫，可以運(yùn)行于Linux，Windows等幾乎所有支持標(biāo)準(zhǔn)C++的系統(tǒng)平臺上。它采用了一種搭積木式的建模方式，可以應(yīng)用于任何離散事件系統(tǒng)的計算機(jī)模擬和仿真，包括模擬通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流，模擬通信協(xié)議的模型，排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)，模擬多處理器和其他分布式系統(tǒng)。對于教學(xué)比較有利的是OMNeT++完全免費(fèi)，有很多現(xiàn)成的模塊、框架和范例，相關(guān)資源可從其官方網(wǎng)站[3]免費(fèi)下載。在教學(xué)過程中，部分學(xué)生使用該仿真軟件，完成了一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的案例，如消息洪泛案例仿真(如圖2所示)，目標(biāo)追蹤案例仿真(如圖3所示)。在圖2，3中，灰色點(diǎn)和白色點(diǎn)表示傳感器節(jié)點(diǎn)，灰點(diǎn)表示已經(jīng)接受到消息的節(jié)點(diǎn)；圖中間較大的點(diǎn)表示Sink節(jié)點(diǎn)；圖3左上角的黑色點(diǎn)表示目標(biāo)。
圖2 消息洪泛仿真截圖 圖3 目標(biāo)追蹤仿真截圖
自制實(shí)驗(yàn)平臺，自己設(shè)計完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生充分參與。需要實(shí)驗(yàn)平臺驗(yàn)證的分隊(duì)參與設(shè)計與構(gòu)建了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(如圖6所示)。該平臺高2米，寬4米，由200個自制TelosB節(jié)點(diǎn)(如圖4所示)、50個多接口Hub(如圖5所示)和一臺臺式機(jī)組成。2009和2010級部分研究生參與了該實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計與搭建。在該實(shí)驗(yàn)平臺上驗(yàn)證理論或應(yīng)用案例的每個分隊(duì)，都自行設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的TinyOS程序。根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這門課程教學(xué)的需要，以及學(xué)生科研和興趣的選擇，先后設(shè)計了6個實(shí)驗(yàn)：時間同步、路由樹構(gòu)建、基于非時間同步的通信時間調(diào)度、消息洪泛、主被動式追蹤、人物辨別。
圖4 自制TelosB傳感器節(jié)點(diǎn) 圖5 多接口Hub
圖6 200個節(jié)點(diǎn)組成的測試平臺
3 結(jié)束語
在整個教學(xué)過程中，總體教學(xué)思路是：從課程基礎(chǔ)知識開始，將學(xué)生分成兩類(理論類和應(yīng)用類)；根據(jù)學(xué)生的興趣和科研需要，有重點(diǎn)地講解具體的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)知識；而后以國際頂級會議論文為素材，從具體案例著手，通過讓學(xué)生充分參與的方式誘導(dǎo)學(xué)生理解理論知識(如圖論、概率論、隨機(jī)過程等)是如何在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這個應(yīng)用性技術(shù)中應(yīng)用的，也讓他們體驗(yàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的算法是如何在實(shí)際實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)的。整個過程從基礎(chǔ)理論知識細(xì)化到具體理論知識，再到具體案例分析，循序漸進(jìn)，有重點(diǎn)、系統(tǒng)性地講授了這門知識涉及面廣、結(jié)構(gòu)較為龐雜的應(yīng)用性課程。同時，在整個教學(xué)中，學(xué)生也從逐漸參與、充分參與到教和學(xué)中，到最后甚至在某些方面起到主導(dǎo)作用。新教學(xué)方法使得學(xué)生在研究生階段能夠體會從被動地學(xué)到主動地、獨(dú)立地完成一個完整的科研任務(wù)的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變中蘊(yùn)含著主動創(chuàng)新的種子，在長期的科研鍛煉中將會發(fā)芽結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
[1] 李建中.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)?？把訹J].軟件學(xué)報,2007,18(05):1077-1079.
[2] 吳功宜.對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考[J].計算機(jī)教育,2010,21:26-28.
[3] OMNeT++ [N/OL].省略/.
1962年――1992年，在中國科學(xué)院國家天文臺主要從事天體物理設(shè)備研制。如天體物理探測設(shè)備的研制，如天文電子照相機(jī)的研制、軍用微光探測系統(tǒng)的研制、天文CCD系統(tǒng)、天體物理光導(dǎo)纖維系統(tǒng)的研制、光電成像器件的研制、高真空及超高真空系統(tǒng)的研制、光導(dǎo)纖維及光導(dǎo)纖維傳像束的研制、工程測繪及橋梁、筑路工程等。自1985開始，主持我國最大的2.16米天文望遠(yuǎn)鏡終端探測系統(tǒng)，即光纖與CCD課題的研究工作。1986年赴英國Durham 大學(xué)工作，1987年獲中國科學(xué)院高級研究職稱，1989年赴美國國立光學(xué)天文臺（NOAO）工作，均從事天文纖維光學(xué)系統(tǒng)的研制工作；1991年赴澳大利亞悉尼參加世界天文纖維光學(xué)應(yīng)用研究的進(jìn)展會議，在會上報告了我國在這個領(lǐng)域內(nèi)的研究成就，受到國際、國內(nèi)同行專家的贊揚(yáng)和好評。發(fā)表研究論文20多篇，獲得光導(dǎo)纖維應(yīng)用與研制系統(tǒng)國家專利1項(xiàng)。
1993年直今，從事信息技術(shù)（IT行業(yè)）工程規(guī)劃、設(shè)計、實(shí)施工作，親自主持規(guī)劃、設(shè)計、實(shí)施的工程多項(xiàng)，并撰寫了《體育場館智能化系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)論》專著，發(fā)表了《中國智能交通信息系統(tǒng)大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領(lǐng)域的內(nèi)涵》等論文。一句話，總結(jié)我一生整整50年的科技工作，均沒有離開《信息》，只不過工作在不同領(lǐng)域的信息和不同的信息環(huán)節(jié)上，所以至今《信息論導(dǎo)論》論文的發(fā)表，是水到渠成的結(jié)果?，F(xiàn)任同方數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)本部顧問。
【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義；解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關(guān)系；提出了信息的6+1理論；分析了智能化、信息化，以及它們之間的關(guān)系；明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標(biāo)準(zhǔn)及其內(nèi)涵，例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統(tǒng)智能化/信息化的規(guī)劃與實(shí)施工程圖解；指出了目前最熱門的與信息化有關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)，及與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，以及它在信息論中的地位等問題。
【關(guān)鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫(yī)院裝備
[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more，this article also give the specific standard in Intellectual Earth，Intellectual city, Intellectual community，Intellectual architecture， Intellectual transportation，Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.
[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment
引言
在我國“2006-2020國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”中明確提出，“信息化是當(dāng)今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經(jīng)濟(jì)社會變革的重要力量”，在十二五規(guī)劃中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推動經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域信息化”?！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發(fā)生，就其原因而言，從已報道的資料看，恰巧問題就出在信息設(shè)施（硬件）與信息管理平臺（軟件及活件）上，這里指的活件就是操作硬件設(shè)備和管理軟件的人。教訓(xùn)是深刻的，這讓我們又一次認(rèn)識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要！說信息是軌道交通和一切交通系統(tǒng)的靈魂完全不為夸張！
信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領(lǐng)域追求的目標(biāo)，或是目的，總而言之，信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導(dǎo)、靈魂，這個論斷的重要性和迫切性已經(jīng)是無可置疑的了。但更為理性地認(rèn)識智能化/信息化的理論方面，還有待進(jìn)一步地探討這個當(dāng)今世界人們都甚為關(guān)注的問題。本文既然定名為“信息論導(dǎo)論”，自然就不是針對其細(xì)節(jié)進(jìn)行討論，而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的，但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系問題，從而可以給業(yè)內(nèi)人士在規(guī)劃自己本部門，或自己工作方面的信息化工作時，有一個明確的目標(biāo)和途徑，不為當(dāng)前一些商業(yè)炒作而夸大某些還不夠?qū)嶋H的東西而迷惑，是本文的目的。
信 息 的 定 義
談到信息，當(dāng)今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊，但到底什么是信息，其定義是什么，恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學(xué)名詞，到目前為止，信息這個名詞還沒有一個權(quán)威的準(zhǔn)確的定義，這當(dāng)中最具代表性的就是所謂“香農(nóng)”理論，這個理論說，信息就是“確定性的增加”，這個定義是使人費(fèi)解的，至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義，是狹義的，這個定義是香農(nóng)在貝爾研究所任職時針對通信行業(yè)而下的定義。
有關(guān)“信息”的定義，不下N種，太多版本了，這種局面，本身就反映了人們在認(rèn)識“信息”概念方面的不確定性，不夠有把握，不能一針見血地說清楚，才造成各種解釋都有！有點(diǎn)象在天文學(xué)中出現(xiàn)的宇宙是怎么形成的？人類有史以來有各種版本的宇宙起源學(xué)說，如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學(xué)說，不斷被天文學(xué)家用新的觀測事實(shí)所否定，然后又出現(xiàn)新的理論來解釋宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理論”，仍然還有解釋上的矛盾之處，需要科學(xué)家繼續(xù)去進(jìn)一步地探索之；“癌癥是怎么產(chǎn)生的？自癌癥這個詞出現(xiàn)以來，也有各種解釋癌癥產(chǎn)生的原因的版本，但都還未見到權(quán)威性解釋的報道，所以才出現(xiàn)人們對癌癥恐慌癥，才在人們中流傳著這也致癌，那也致癌，其實(shí)可能就是還沒有找到真正的致癌病因，才會出現(xiàn)這種局面；“光的本質(zhì)是什么？人們開始認(rèn)識光的時候，只知道光是直線傳播的，產(chǎn)生了基于光是直線傳播的幾何光學(xué)理論，但隨著不斷地發(fā)現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)和觀測事實(shí)，又才明白，光還具有波動性，和衍射性”等等，這樣的例子，舉不勝舉。其實(shí)這些重大的科學(xué)問題，人們認(rèn)識它，的確有一個認(rèn)識過程，要求從一開始就有一個確切無誤的定義，那是脫離人類認(rèn)識自然規(guī)律的，只有當(dāng)人類累計了大量的觀測事實(shí)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后，不斷地從認(rèn)識，到否定，再認(rèn)識，再否定，直到得到一個比較接近于真實(shí)的那樣一個定義或解釋，才是比較全面而肯定的結(jié)果。
盡管如此，到目前為止，作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是：信息就是可被主體感知的附著于各種客體（載體）上的自然界物質(zhì)或能量存在的一種形式及其運(yùn)動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，例如通過感覺通道（如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體）的神經(jīng)系統(tǒng)能感知的某種物質(zhì)或能量存在的形式或其運(yùn)動變化呈現(xiàn)出的狀態(tài)，我們稱這種“存在形式或狀態(tài)”就是一種信息。
信 息 的 6+1 理 論
信息論要研究的內(nèi)容就是這些可被感知的物質(zhì)或能量存在的形式及其變化狀態(tài)的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環(huán)節(jié)的一切手段和范疇。如圖1所示：
智能化是現(xiàn)代人類對任何物質(zhì)或能量的存在形式及其變化狀態(tài)的前6個環(huán)節(jié)（側(cè)重技術(shù)層面）在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化層面在規(guī)模上做到了最大化，也可以這樣認(rèn)為，智能化就是這6個環(huán)節(jié)的最優(yōu)的技術(shù)狀態(tài)，所以說智能化是信息化的技術(shù)基礎(chǔ)，技術(shù)支撐，就是這個意思；而信息化則是現(xiàn)代人類對任何物質(zhì)或能量的存在形式及其變化狀態(tài)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化層面在利用上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的狀態(tài)。從這個意義上講，智能化與信息化的辯證關(guān)系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環(huán)節(jié)而已，我們稱之為信息的6+1理論！
物質(zhì)、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質(zhì)是什么，物質(zhì)就是人類能夠感知的實(shí)體東西（小到組成物質(zhì)的分子；大到組成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量則是使物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動的原因，是力的一種表現(xiàn)形式，是人類能夠感知但不是實(shí)體的東西；信息既不是物質(zhì)，又不是能量，而是反應(yīng)這兩者的存在形式和它們發(fā)生變化的狀態(tài)。這三者不是一個概念，但又是有內(nèi)在聯(lián)系的組成自然界的三大基本要素。
當(dāng)了解了信息的意義及其重要性之后，我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的，是根本。但為了利用信息的目的，則首先要做好信息的產(chǎn)生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術(shù)環(huán)節(jié)。所以我們可以總結(jié)為1個使用目的和實(shí)現(xiàn)該目的的6個技術(shù)環(huán)節(jié)。根據(jù)信息的6+1理論，智能化是為信息化服務(wù)的，那么如果智能化系統(tǒng)做得很好，而由于利用它的人為因素，我們可以稱之為“活件”，如政治原因、人的操作技術(shù)水平、組織管理水平等原因，使得智能化所具備的優(yōu)異功能沒有得到應(yīng)有的充分發(fā)揮，打了折扣，我們就可以認(rèn)為信息化不盡人意，這是“利用”環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區(qū)，小區(qū)的中心控制機(jī)房，即智能化的集成中心，它的技術(shù)含量是相對比較高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技術(shù)水平較低的保安人員來操作管理，其結(jié)果是事過不久，由于操作不當(dāng)，造成軟件的丟失，硬件的損壞，致使其功能不能做到應(yīng)有的發(fā)揮，這種例子在許多智能建筑領(lǐng)域，不在少數(shù)；“7.23”勇溫線特大軌道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題；反過來，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求來勢兇猛，要求甚為迫切，在資金和人力都具備良好的條件下，那么也將是推動智能化發(fā)展的積極動力。
各行各業(yè)都有自己的信息6+1理論，但其中傳輸、處理、存儲、等4個環(huán)節(jié)在當(dāng)今技術(shù)水平下有大致的共同點(diǎn)，做法差異也不大，所以撰寫成書本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中，多以此4個環(huán)節(jié)來描述，很少提及信息的產(chǎn)生、采集、利用這三個環(huán)節(jié)的內(nèi)容，其原因就在于此。當(dāng)然在同一個行業(yè)或領(lǐng)域的《信息化》專著中，會將信息論的7個環(huán)節(jié)都要涉及到，才能成為一本實(shí)用的著作。然而對于信息的產(chǎn)生、采集和利用，在人類社會的各行各業(yè)中的差異就太大了！內(nèi)容也太多了！可以說，對于人類社會的每一個行業(yè)來說，這三個環(huán)節(jié)，都可以寫一套專著，成為一個領(lǐng)域！就以信息采集這個環(huán)節(jié)舉例而言，天體物理研究中，我國1991年落成了直徑為2.16米的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，配備了自制的光導(dǎo)纖維分光系統(tǒng)來收集來自天體的光譜信息，以供進(jìn)一步處理來解密天體演化的本質(zhì)；2010年又建成了世界最大的以光導(dǎo)纖維為引導(dǎo)的6米級的大天區(qū)多目標(biāo)光譜施米特望遠(yuǎn)鏡；目前世界多個國家（包括中國、美國、日本、歐共體等）正在討論將聯(lián)合建造一臺直徑30米的巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠(yuǎn)鏡等，用來探索來自宇宙的更多信息的秘密；而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關(guān)光導(dǎo)纖維束作成的多種內(nèi)窺鏡（如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等）被廣泛用來采集人體內(nèi)不同器官的各種醫(yī)學(xué)上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內(nèi)部導(dǎo)致疾病的微生物或病菌的信息；高倍顯微技術(shù)用于科研等等領(lǐng)域的例子，也是舉不勝舉；人類在智能建筑領(lǐng)域，樓宇自控系統(tǒng)中安裝在樓宇機(jī)電設(shè)備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內(nèi)部各種機(jī)電設(shè)備的工作信息，以保證其安全正常地運(yùn)行；在平安城市領(lǐng)域，在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監(jiān)控攝像機(jī)采集安全圖象信息，傳至公安部門的各級指揮中心，用以保證整個城市的安全；在新聞領(lǐng)域，各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發(fā)生新聞的現(xiàn)場，用攝像機(jī)、拾音設(shè)備采集各種新聞信息發(fā)回自己的電視臺或廣播電臺，進(jìn)行報道；在自然界和人類社會的各個方面、領(lǐng)域，均已產(chǎn)生或正在產(chǎn)生著各種不同的信息，從宏觀世界到微觀世界，都需要我們?nèi)ゲ杉?，就這一個信息環(huán)節(jié)，就可以寫成一部百科全書；還有信息的產(chǎn)生和利用這兩個環(huán)節(jié)，也如同采集環(huán)節(jié)一樣的，其內(nèi)容之多之廣，不計其數(shù)。真是太豐富了，內(nèi)容太多了！
因此在已發(fā)表的有關(guān)《信息論》專著或教材中，很少去觸動這三個環(huán)節(jié)（信息產(chǎn)生、采集、利用）的大內(nèi)容，過去那些《信息論》專著也好，還是教材也好，都具有很大的狹義性和局限性！
智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標(biāo) 準(zhǔn) 和 內(nèi) 涵
智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區(qū)、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務(wù)等的判斷標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)涵是什么？其實(shí)對于上述這些智能/信息化領(lǐng)域，簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標(biāo)準(zhǔn)，即只要做到安全、舒適、高效、節(jié)能、環(huán)保這10字標(biāo)準(zhǔn)就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求，用這10字標(biāo)準(zhǔn)可以解釋一切智能領(lǐng)域的功能要求，這10字標(biāo)準(zhǔn)本來是起源于給智能建筑定的標(biāo)準(zhǔn)，可是仔細(xì)想一想，它又何嘗不是其他智能/信息化領(lǐng)域的判斷標(biāo)準(zhǔn)呢！標(biāo)準(zhǔn)定了，那么用什么技術(shù)手段（即內(nèi)涵）來保證這些標(biāo)準(zhǔn)的的實(shí)現(xiàn)呢，那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設(shè)計的系統(tǒng)，在軟、硬件的配置上能保證在該智能領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動化、辦公自動化、通信自動化（BA、OA、CA）等功能，就談得上實(shí)現(xiàn)10字標(biāo)準(zhǔn)了。如圖2所示：
這10字標(biāo)準(zhǔn)里，我們把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含義的，只有在一切為了安全的前提下，才談得上后面的8字標(biāo)準(zhǔn)，如果人都沒了，大樓被燒了，鐵路火車撞車了，城市被炸了，還談什么高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保?。??！?.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故，車毀人亡，再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發(fā)的動車降速措施，就是以人的安全為本，在重視安全的前提下，腳踏實(shí)地地發(fā)展我國干線軌道交通的正確舉措。
為了保證這些內(nèi)涵功能的實(shí)現(xiàn)，我們舉幾個實(shí)例參考說明一下：
圖3A、3B是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療系統(tǒng)智能化/信息化功能的姊妹圖，是互為補(bǔ)充的圖解。從圖3A看到，這是所述領(lǐng)域智能化/信息化的總體規(guī)劃圖，對于不同的智能化/信息化領(lǐng)域，圖中綜合電子信息系統(tǒng)（CEIS）的內(nèi)容是有所差別的；而圖3B則是前者的細(xì)化內(nèi)容，一目了然！以此類推，任何智能化/信息化系統(tǒng)均可按此方式進(jìn)行規(guī)劃，和細(xì)化，只不過改變其中的專業(yè)設(shè)施和應(yīng)用信息軟件系統(tǒng)就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式，高度總結(jié)和概括了業(yè)內(nèi)智能化/信息化各領(lǐng)域內(nèi)，各系統(tǒng)之間的關(guān)系和功能定位，具有很強(qiáng)的普遍性和實(shí)用性，是業(yè)內(nèi)可以為之借鑒參考的實(shí)用圖解格式。
1、醫(yī)院是人類社會保障生命安全的救護(hù)、醫(yī)治、保健的場所，隨著信息科技的發(fā)展，使得醫(yī)院的裝備更加現(xiàn)代化，這些裝備可以使得醫(yī)務(wù)人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確的治療方案；時間就是生命，遠(yuǎn)程視頻會診，使得更多的患者能夠不出遠(yuǎn)門，就地享受到眾多國際、國內(nèi)著名醫(yī)學(xué)專家的會診，得到更好的正確的治療措施；網(wǎng)上預(yù)約掛號、中國人口重多的龐大醫(yī)療保障體系的管理等，均需要具有智能化/信息化的醫(yī)療管理平臺，所有這些涉及與人類生命、健康的問題，無不與醫(yī)院智能化/信息化有關(guān)。
2、在智能建筑中，體育場館的智能/信息化系統(tǒng)建設(shè)是甚為復(fù)雜的，我們以它為例，看看怎么來實(shí)施，下面圖4A、4B是一對實(shí)現(xiàn)體育場館智能/信息化系統(tǒng)的姊妹圖，是互為補(bǔ)充的圖解：
軌道交通系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中的一個非常重要的子系統(tǒng)，圖6B是更加細(xì)化了的軌道交通系統(tǒng)的可能工程內(nèi)容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統(tǒng)的宏偉概念圖和一個真實(shí)的指揮調(diào)度中心實(shí)例圖（北京城市軌道交通指揮調(diào)度中心）。
物 聯(lián) 網(wǎng) 的 實(shí) 質(zhì) 及 在 信 息 論 中 的 地 位
當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)把信息的產(chǎn)生和采集這兩個環(huán)節(jié)發(fā)揮到了極值。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是什么，其實(shí)就是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它的核心內(nèi)涵（與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別）就是采用了所謂RFID（射頻認(rèn)證）的芯片感知技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的產(chǎn)生和采集，均可通過RFID感知芯片和無線（或有線）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到，余下的環(huán)節(jié)就可以交給互聯(lián)網(wǎng)來承擔(dān)了，所以說它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是它的基礎(chǔ)，它離不開互聯(lián)網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)RFID芯片產(chǎn)生的無限多個信息的認(rèn)證和處理，隨之而來的就是要發(fā)展IPV6的無限網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證技術(shù)和超大規(guī)模的云計算處理、存儲技術(shù)。這是物聯(lián)網(wǎng)時代交給互聯(lián)網(wǎng)需要解決的重大技術(shù)問題。物聯(lián)網(wǎng)是我們?nèi)祟愒谛畔⒓夹g(shù)方面的又一次革命，但要清醒地認(rèn)識到，它的特點(diǎn)也僅僅是前面所提及的6個信息環(huán)節(jié)中的頭兩個，即在信息的產(chǎn)生和采集上與互聯(lián)網(wǎng)相比，有著更大的規(guī)模罷了！物聯(lián)網(wǎng)不是我們的目的，而是我們?nèi)祟愒趯?shí)現(xiàn)信息化過程中使用的更為廣泛、更大規(guī)模的信息產(chǎn)生和采集技術(shù)手段罷了！但是商家看好這個環(huán)節(jié)，做了比較大的商業(yè)炒作，人們應(yīng)該腳踏實(shí)地地去促進(jìn)這個領(lǐng)域的健康發(fā)展，防止一哄而上形成的泡沫經(jīng)濟(jì)。
【參考文獻(xiàn)】
【1】王順德 《信息在智能建筑及其他領(lǐng)域中的內(nèi)涵》 2011年 第8期 P83-88 中國科學(xué)院國家天文臺、同方數(shù)字城市工程公司
【2】王順德 《體育場館智能化系統(tǒng)建設(shè)導(dǎo)論》 2007年 同方數(shù)字城市工程公司 內(nèi)部專著
【3】王順德 “智能交通信息系統(tǒng)大集成方案總體框架” 《智能交通》 2010年 第09期 P86-88 同方數(shù)字城市工程公司
【4】王順德 “光纖技術(shù)及其天文應(yīng)用現(xiàn)狀” 天文學(xué)進(jìn)展 第4卷 第二期 1986（4-6） P136 中國科學(xué)院國家天文臺
【5】王順德 “Fiber Optics Feed At Beijing Astronomy Observatory (BAO)”A.S.P. Conf.Ser.Vol.3 1988 P183 中國科學(xué)院國家天文臺；
【6】王順德 “Working System in Fiber Optics on The BAO 2.16m Telescope”A.S.P. Conf.Ser.Vol.37 1991 P119中國科學(xué)院國家天文臺
【7】王順德 “我國2.16米望遠(yuǎn)鏡的光纖耦合分光系統(tǒng)” 自然雜志 1992 第15卷 第7期 P500-504 中國科學(xué)院國家天文臺
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；課程建設(shè)；項(xiàng)目式教學(xué)
中圖分類號：g712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：1672-5727（2014）07-0107-03
“智能家居”的概念自20世紀(jì)80年代被提出后，進(jìn)入21世紀(jì)才引起社會的廣泛關(guān)注。隨著智能家居技術(shù)的不斷成熟、產(chǎn)品不斷完善、市場不斷發(fā)展，人們對它由陌生變熟悉，逐漸地由“遠(yuǎn)觀”到真正應(yīng)用于家庭生活。正是因此，以往對智能家居的定義已經(jīng)不夠準(zhǔn)確而詳盡，現(xiàn)在非常有必要重新審視智能家居的定義，以適應(yīng)智能家居行業(yè)的新發(fā)展。特別是“物聯(lián)網(wǎng)”概念提出以后，學(xué)術(shù)界開始大量探討與物聯(lián)網(wǎng)智能家居相關(guān)的概念、技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)業(yè)界也開始在多個領(lǐng)域加強(qiáng)對智能家居技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)百所高等院校相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了“智能家居”課程。
目前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與當(dāng)初的互聯(lián)網(wǎng)非常相似，今天的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)形成了巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模并衍生出很多行業(yè)。作為物聯(lián)網(wǎng)最主要、最重要的組成部分，物聯(lián)網(wǎng)智能家居也將經(jīng)歷這樣一次升級。家用電器的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電腦、手機(jī)的總和，如果再加上各種諸如智能眼鏡和智能手表之類的無線傳感器、控制器，數(shù)量上就會是傳統(tǒng)電腦及手機(jī)的幾十倍甚至上百倍，可以說，單單一個物聯(lián)網(wǎng)智能家居的市場可能就是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)總和的幾十倍以上。從某種程度上來講，離開了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基礎(chǔ)，可以說智能家居將成為物聯(lián)網(wǎng)最主流的應(yīng)用市場。
課程開發(fā)
為了體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的辦學(xué)特色，我院在開設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)”之初，就堅持以職業(yè)崗位能力為核心的人才培養(yǎng)模式，開發(fā)了體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的課程體系，并根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位的人才需求，突出專業(yè)技能的培養(yǎng)，形成了“理論與實(shí)踐相融合，以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導(dǎo)向”的模塊化課程體系。通過開設(shè)一體化的專業(yè)實(shí)踐技能課程，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的綜合技能訓(xùn)練；推進(jìn)課程與企業(yè)崗位技能需求相互融合，與就業(yè)崗位相互銜接，突出培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)；將職業(yè)資格、職業(yè)技能教育與院校日常教學(xué)相結(jié)合，大力推進(jìn)實(shí)務(wù)專題、頂崗實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)崗位的實(shí)踐能力。
物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用包括智能交通、智能大棚、智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療等等，對于具有交通行業(yè)背景的院校而言，一般要開設(shè)“智能交通”課程；對于農(nóng)業(yè)類院校而言，一般應(yīng)開設(shè)“智能農(nóng)業(yè)大棚”課程；對于電力行業(yè)院校而言，可能就要開設(shè)“智能電網(wǎng)”課程。而我院是信息類院校，沒有專門的行業(yè)背景，所以根據(jù)福建省產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)及我院的實(shí)際情況，并征求企業(yè)專家和專業(yè)教師的意見，制定了專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系，其中包括“智能家居”課程。
課程建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)智能家居的內(nèi)涵究竟是什么？哪些技術(shù)是核心技術(shù)？哪些產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)值才真正屬于“智能家居”？這些問題看似簡單，但又難以回答。當(dāng)前，從技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面還不能明確回答上述疑問。也正是因此，市場上關(guān)于“智能家居”的技術(shù)及應(yīng)用各不相同，能夠作為高職院校教學(xué)材料的資料、書籍及實(shí)驗(yàn)設(shè)備就更加少之又少。只有從務(wù)實(shí)的角度考慮，將智能家居引向以“實(shí)際應(yīng)用”為目標(biāo)的發(fā)展思路上，夯實(shí)智能家居的核心技術(shù)，拋開概念，注重應(yīng)用，智能家居才能成為獨(dú)立的學(xué)科專業(yè)，具有明確的科研方向，為物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)。
因此，我院成立了“智能家居”課程建設(shè)小組，明確責(zé)任，分工合作，從案例資料收集、企業(yè)調(diào)研、教材編寫、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等多方面推進(jìn)課程的建設(shè)。截至目前，已完成課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)大綱）的制定、校本教材的編寫及實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，圓滿完成了課程建設(shè)任務(wù)。
課程設(shè)計
本課程依據(jù)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)工程實(shí)施過程中的技能要求，以項(xiàng)目為單位組織教學(xué)，將智能家居各子系統(tǒng)的相關(guān)知識點(diǎn)和技能要素直接融入項(xiàng)目教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的各個環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生在技能訓(xùn)練過程中加深對專業(yè)知識和技能的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，滿足學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展的需要。
學(xué)習(xí)情境設(shè)計根據(jù)智能家居系統(tǒng)的實(shí)際工作崗位需求，以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為重點(diǎn)，引入具有一定代表性的行業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目案例，從中分解知識點(diǎn)作為子項(xiàng)目，從簡單到復(fù)雜，將該學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程劃分為5個學(xué)習(xí)情境，各學(xué)習(xí)情境的教學(xué)過程以行動為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，基于工作過程加以完成，如表1所示。
教學(xué)設(shè)計以智能家居的相應(yīng)子系統(tǒng)為項(xiàng)目，采用一體化教學(xué)模式，邊學(xué)邊做。以實(shí)際工程建設(shè)過程為切入點(diǎn)，選取典型工作情境，分組實(shí)施。按照情境導(dǎo)入、項(xiàng)目分析、方案制定、項(xiàng)目實(shí)施、小結(jié)評價5個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。以視頻監(jiān)控項(xiàng)目為例進(jìn)行的教學(xué)過程設(shè)計，如圖1所示。當(dāng)然，項(xiàng)目的選取要根據(jù)各院校的實(shí)際情況（包括實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、專業(yè)教師能力以及合作企業(yè)等）而定。
教學(xué)方法與手段“智能家居”課程是一門理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的課程，有些學(xué)生在此之前可能對“智能家居”知之甚少，因此授課過程中應(yīng)以實(shí)際應(yīng)用為主，以理論講授為輔，靈活運(yùn)用多種教學(xué)模式，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)的優(yōu)勢。（1）課堂講授。要將原理和概念深入淺出地講清、講透，并引導(dǎo)學(xué)生逐步理解課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓學(xué)生掌握基本概念、基本理論和基本技術(shù)，但不能講得太深，夠用即可。（2）實(shí)際工程項(xiàng)目參觀。在課程講授過程中，可安排并帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)的建設(shè)項(xiàng)目和樣板演示，目的是使學(xué)生對智能家居有感性認(rèn)識。（3）實(shí)際練習(xí)。充分利用本校實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在任務(wù)驅(qū)動課程設(shè)計理念的指導(dǎo)下，根據(jù)實(shí)際案例，按照工作過程步驟連貫進(jìn)行，使理論與實(shí)踐的結(jié)合更緊密。（4）相互評估。在學(xué)生完成相關(guān)任務(wù)后，采用小組成員間和小組間相互檢查、測試、評分的方法，讓學(xué)生了解自己的不足，相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，共同進(jìn)步。（5）課外閱讀指導(dǎo)。目前物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術(shù)及應(yīng)用多樣化，但標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所以要鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源和輔助文獻(xiàn)，以進(jìn)一步拓展學(xué)生的知識面。
教學(xué)成效
從理論到實(shí)踐，變被動為主動培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才，需要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐操作、團(tuán)隊(duì)合作等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，特別是對于一些課程的學(xué)習(xí)，許多學(xué)生只有在理解課程與未來工作的相關(guān)性之后，才能夠有目的、有意識地積極學(xué)習(xí)。因此，針對“智能家居”課程，應(yīng)采取以實(shí)踐教學(xué)為主、以理論教學(xué)為輔的教學(xué)方式，體現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”的思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生從傳統(tǒng)的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，從而變被動教為主動學(xué)。
形式多樣、思想開放結(jié)合每節(jié)課學(xué)習(xí)的實(shí)踐和理論知識，課后組織討論，師生座談，積極閱讀物聯(lián)網(wǎng)和智能家居方面的資料書刊，結(jié)合學(xué)生的興趣，在課程組教師的帶領(lǐng)下或自發(fā)地成立智能家居相關(guān)子系統(tǒng)的項(xiàng)目小組，如“視頻監(jiān)控小組”、“門禁系統(tǒng)小組”、“環(huán)境監(jiān)測小組”、“智能窗簾小組”等，對智能家居進(jìn)行多角度的深入探討。
校企合作、提高能力在“智能家居”課程教學(xué)過程中要加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，通過到企業(yè)參觀、到工程現(xiàn)場實(shí)踐、請企業(yè)管理人員介紹系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及存在問題與原因分析等方式，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，其效果主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，使學(xué)生明確自己的興趣取向及理論知識的掌握情況，為學(xué)生選擇畢業(yè)論文題目及就業(yè)方向打下良好的基礎(chǔ)；其二，通過參加課外參觀實(shí)踐活動，增加學(xué)生關(guān)于智能家居工程項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。
存在問題
第一，本課程采用分組項(xiàng)目教學(xué)，學(xué)生需要通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成相關(guān)任務(wù)，因此出現(xiàn)一些學(xué)生依賴小組其他成員完成任務(wù)的情況，需要在教學(xué)過程中加強(qiáng)引導(dǎo)。
第二，項(xiàng)目式教學(xué)需要更好的場地和設(shè)備，因此要完善實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件，加強(qiáng)互動教學(xué)模式建設(shè)，不斷改進(jìn)校企合作模式。
第三，項(xiàng)目式教學(xué)需要更多的現(xiàn)場指導(dǎo)和手把手的示范，教師的工作量增加，由一個任課教師講授、指導(dǎo)，難免顧此失彼，因此可組織課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，由幾個教師共同完成同一教學(xué)任務(wù)，同時引入企業(yè)人員參與部分教學(xué)，教學(xué)效果更佳。
第四，本課程涉及的知識面廣、技能復(fù)雜，如何協(xié)調(diào)好有限的教學(xué)課時與多而廣的教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)容增減，是今后教學(xué)中需要不斷探討的
問題。
第五，目前關(guān)于智能家居的相關(guān)教材資料很少，能夠適合項(xiàng)目式教學(xué)需要的教材更是少之又少。因此編寫高職院校學(xué)生適用的“智能家居”教材非常必要，任務(wù)緊迫，與智能家居相關(guān)的技術(shù)及國家標(biāo)準(zhǔn)也在不斷改進(jìn)和完善過程中，所以教材及課程內(nèi)容要實(shí)時跟蹤、不斷改進(jìn)。
“十二五”期間，由于物聯(lián)網(wǎng)起步伊始，智能家居行業(yè)方興未艾，而我國真正從事該行業(yè)的人才極其匱乏，智能家居行業(yè)不僅是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是未來社會發(fā)展的必然趨勢?？梢詳喽?，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將不斷升級，發(fā)展成為“國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”，國家對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的推動及智能家居行業(yè)本身巨大的市場需求和廣闊的發(fā)展空間，必將產(chǎn)生對該行業(yè)人才的巨大需求。
參考文獻(xiàn)：
[1]于軍琪，孫繼武，等.智能建筑課程設(shè)計與項(xiàng)目實(shí)例[m].北京：中國電力出版社，2010.
[2]張家群.視頻監(jiān)控技術(shù)在家庭中的應(yīng)用[j].科技咨詢導(dǎo)報，2007（2）.
[3]黎連業(yè)，王超成，蘇暢.智能建筑弱電工程設(shè)計與實(shí)施[m].北京：中國電力出版社，2006.
[4]吳秀華.遠(yuǎn)程智能化家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[d].廈門：廈門大學(xué)，2006.
[5]朱金秀，韓光潔，，吳迪.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的研究與探索[j].中國電力教育，2012（16）.
[6]崔艷榮，陳勇.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設(shè)置探究[j].長江大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，7（2）.
[7]桂小林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索[j].計算機(jī)教育，2010（16）.
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；郵政物流；商業(yè)模式
1概述
物聯(lián)網(wǎng)是使用各種信息傳感識別設(shè)備和信息處理設(shè)備形成一個廣泛的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體[1]。在物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的連接下，它可以促使人和人的連接，人和物體的連接，物體和物體的連接。它有廣闊的發(fā)展前景，物聯(lián)網(wǎng)能夠滲透到社會生活的每個角落，改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在它的影響下，內(nèi)部產(chǎn)業(yè)的滲透和集成將繼續(xù)出現(xiàn)。然而這個行業(yè)仍處于早期開發(fā)階段、缺乏規(guī)模經(jīng)濟(jì),這將阻礙快速傳播和大規(guī)模的商業(yè)發(fā)展[2]。
2在郵政物流領(lǐng)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不同地方的實(shí)時跟蹤和無紙化交易。郵政物流信息系統(tǒng)可以在重點(diǎn)公路上的貨物集裝箱及航空公司等安裝電子標(biāo)簽，當(dāng)集裝箱及航空公司接收到電子標(biāo)簽信號,再由GPS和GIS發(fā)送給物流信息系統(tǒng),信息數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時跟蹤過程中貨物訂購,運(yùn)輸、儲存和交付[3]。我們可以預(yù)見到,物聯(lián)網(wǎng)很明顯將成為一個改變郵政物流領(lǐng)域偉大的的操作方式,可以實(shí)現(xiàn)更好的跟蹤、管理和調(diào)整貨物集裝箱、行李和表達(dá)等等提高工作效率和服務(wù)水平。相比傳統(tǒng)的物流公司,物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢:增加郵政物流交付中心的吞吐量,降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用,減少浪費(fèi)客戶商品和不合邏輯的費(fèi)用以提高公司的利益；縮短收發(fā)轉(zhuǎn)換,和交付存儲的過程、修改檢查質(zhì)量,并保存人力資源實(shí)現(xiàn)自動工作；實(shí)現(xiàn)灌裝無紙化形式,因此,它可以從提高填充效率,從人類的錯誤中減少錯誤。
3在郵政物流領(lǐng)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)對商業(yè)模式的建設(shè)和影響
郵政物流需要新的商業(yè)模式，此時溝通運(yùn)營商將發(fā)揮關(guān)鍵作用，通信運(yùn)營商有一個巨大的用戶資源和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),他們可以提供無所不在的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。從而先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)和成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)會為郵政物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。在這個新的商業(yè)模式中,通信運(yùn)營商和系統(tǒng)集成商將發(fā)揮優(yōu)勢和相互合作。系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)郵政物流的發(fā)展信息平臺硬件和軟件的支持,而通信運(yùn)營商負(fù)責(zé)郵政物流信息平臺建設(shè),網(wǎng)絡(luò)操作和維護(hù)、業(yè)務(wù)推廣、賬單費(fèi)用。這個模型允許企業(yè)之間最大化的整體效率,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的資源共享、利潤增加、成本降低、服務(wù)水平,大大增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。它還為郵政物流提供高質(zhì)量的服務(wù),它是下游產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)客戶群體,同時間接地提高了自己的行業(yè)競爭力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用通信運(yùn)營商和系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)變成郵政物流企業(yè)業(yè)務(wù)流程以實(shí)現(xiàn)合理的組合和高效的生產(chǎn)使用因素,減少運(yùn)營成本,產(chǎn)生巨大直接經(jīng)濟(jì)效益。與此同時,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于發(fā)展階段,成本太高將阻礙一些公司的發(fā)展。因此,作為郵政物流,它可以制定合適的價格策略。郵政物流領(lǐng)域關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的工業(yè)供應(yīng)鏈有兩個流向:一個是物流,從芯片商開始,以結(jié)束用戶。這是一個單向流動,追求快速度,短距離、低成本;另一種是支付流程,這是貨幣流通的流動形成。支付流動是單向流動從最終用戶到芯片商人,目標(biāo)是精度,快速和無對手的[4]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用有效地解決了郵政邏輯系統(tǒng)系統(tǒng)整合的問題,提高公司工作效率,對商業(yè)模式產(chǎn)生了深刻的影響。
4結(jié)論
作為一種新技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)目前在中國處于初始發(fā)展階段。為了達(dá)到人與人、人與對象、對象和人、對象和對象之間的互操作,,我們必須建立一個基于需求和對各方相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈都有好處的合理的業(yè)務(wù)模型。本文集中于郵政物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新是先進(jìn)技術(shù)和郵政物流行業(yè)充分整合的結(jié)果。開放和合作是提升物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),所以我們要在政府的大力支持下在郵政物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域里需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的那部分共同促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。并建立一個共贏的商業(yè)模式,所以這個新興產(chǎn)業(yè)才能在世界上處于真正的領(lǐng)先地位,并發(fā)揮中國信息工業(yè)建設(shè)的重要作用。
參考文獻(xiàn)
[1]龐娟.無線電頻率識別的應(yīng)用(RFID)技術(shù)在中國郵政物流(中文).[D].北京：北京郵電大學(xué),2008.
[2]鄭春平.射頻識別技術(shù)的集成與物流系統(tǒng)(中文)[J].物流技術(shù),2008,38-40.
[3]孫廣福.RFID在物流中的應(yīng)用和分布(中文)[D].武漢：華中科技大學(xué),2005.
