时间：2023-10-11 10:08:13
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关键词 物联网 创新能力 培养
中图分类号：G424 文献标识码：A
物联网（Internet of Things）这一概念国内外普遍认可的是 MIT Auto-ID 中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，时至今日物联网已经从概念逐步走向实践。同样在高校中，“物联网专业”也经历着从无到有，从鲜见到热门的变化。在教育部的联合推动下全国700余所高校积极到参与物联网这一新增专业的设置。如何培养物联网相关专业技术人才是反复强调的话题，但实际情况却总是形式大于内容。对于高校而言，利用新增专业来培养创新型人才，搭载“物联网”快车不应是停留在口号上，而是要切实地在师资、教学设备、教材上进行实际加强。从电子、信息类新增专业看，物联网工程是最热的专业之一，哈工大、北京理工大学等全国30多所高校都将开设该专业。
1 物联网专业大学生创新能力培养的方法和途径
教学方法既是一种技术，也是一种综合能力，正确的教学方法会有力地促进学生创新素质的形成，而落后的教学方法则会成为学生创新素质发展的阻碍因素。因此，要发展学生的创新素质，就必须采取有利于创新的教学方法，切实发展学生的聪明才智。应该清醒地看到物联网技术具有“新、长、专”的特点。
1.1 采用启发式、讨论式的教学方法，培养学生的开放式思维
物联网专业成立之初自身学科特点尚未成型，但集成创新型技术，知识体系不清晰；产业涵盖面宽，边界难以界定。物联网是新增设的专业，交叉学科特性更加显著。如何变思维封闭式为思维开放式教学对于教学是一个挑战。所谓开放式思维就是要求学生不能只会死记硬背书本的知识，要着眼于不同答案或结论的自主选择。为此，教师要科学设计课程中创造性活动，善于传递创造性教育新观念，制造培养学生创造能力的各种机会，对学生进行各种创造性因素的影响，使学生受到潜移默化的教育，逐渐形成广博的思维，做到跨学科和课程规定以外的内容，例如可以利用课堂辩论、CAI授课、学生讲课和专题讨论等方法，传递创造性教育新观念，制造培养学生创造能力的各种机会，对学生进行各种创造性因素的影响，使学生受到潜移默化的教育，逐渐形成开放式的思维。
1.2 将科学研究内容融入教学过程之中，丰富实验手段，培养学生科学研究能力
教学与科研密切相关，不可分割。在创新教育中，强调以学生为主体，通过教学来培养学生的创新能力，就必须探索其规律性的东西，就必须将科学研究与教学内容结合起来，让它们相互促进，共同提高。有选择性地布置一些综合性作业或小论文题目，让学生尝试进行科研研究与创新的基本训练。根据学生的兴趣再加以具体指导，使学生初步掌握科研研究与创新的方法和途径。注重实验环节，设置多样化的实验。例如处理器基础实验方面可以考虑程序下载实验，串口通信，控制器的基础，虚拟演示终端控制实验、微操作系统，基础通信实验可以设置线信道监听，无线报警，SimpliciTI网络通讯实验，射频标签RFID部署；自组织网络实验可以设置指定路由多跳网络的实验，简单的泛洪协议的多跳路由网络的实验；
1.3 将科研与实践应用结合起来，为学生提供、创造更多的实践机会，强化学生的社会参与意识
目前高校某些专业的人才培养在实际工程能力方面和社会需求存在着天然鸿沟。这就需要企业和高校之间采取有效的桥梁与杠杆来跨越障碍协同发展。上面提到了将在教学中引入科研能力培养，那么在科研中也同时要注重工程实践能力的培养。物联网专业的学科交叉性决定只学好某几门课程，或者是仅仅是掌握某一学科（比如计算机、电子、通信等）是不足以满足社会的需求的。让学生接触新的无线技术DSRC，Bluetooth，WiFi，ZigBee，RFID 和NFC的知识。通过设计丰富、多元化的实验教学方式，可以为物联网专业学生打下扎实的应用基础，为将来创造出更多物联网应用及产品积累经验。目前在许多大型办公场所、商业Mall等经济金融聚集的地方已经采用了先进物联网技术，适时采取现场实地考察，亲身体验的方式，让师生共同感受物联网技术给生活带来的改变。
2 物联网专业课程内容和教学手段创新
2.1 专业课程体系设置
关键词：物联网；软件中控；数据采集；远程维护；移动管理
中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)11-0046-04
一、引言
21世纪，随着信息技术的快速发展，掀起了教育信息技术在教学中应用的。学校的多媒体教学课室逐渐普及，教师应用教育技术手段进行教学的行为从个别转为普遍，可以说今天每个老师每一节课都离不开信息化和多媒体。但是，随着学校的多媒体教学系统的大量配置，如何超前发现故障，进行快速处理，保障系统正常运作，确保正常教学开展，成为学校信息化教学管理部门严重困惑的问题。
二、多媒体教学系统的现状及存在问题
从事教育信息化教学保障的技术工程师和管理部门都知道，目前在学校里使用的多媒体设备种类多，标准各自为政，中控互换性能差，除了计算机设备外，多媒体教学系统设备的生产厂家大多数规模小，工厂的生命周期短，可持续性发展能力弱。所有这些给当前学校多媒体教学系统的大规模建设、应用以及维护带来许多问题。主要表现在：
（1）多媒体教学系统的中控设备类型多，标准与通信协议各自独立，相互不能替代，不能互联互通，系统的维护及升级必须依托原生产厂商。
（2）产品厂家规模小，竞争激烈，为了保证利润，各厂家不断压缩原材料成本，造成产品性能和稳定性差。
（3）多媒体教学系统产品涉及的技术种类多，但是学校维护人员技术覆盖面窄，且人员不足。同时，由于这些管理部门都是教辅单位，难以稳定高层次、高技术人才，造成维护服务困难。
（4）信息化管理程度低。虽然，很多学校采购的系统都兼有信息化的管理系统，但是，由于多媒体教学系统发展的历史原因，大多数生产厂家目前主要的投入都是放在硬件上，有些供应商的产品还不是自己开发的，而是OEM产品。因此，系统的网络化管理性能不强，虽然有些厂商所开发的产品支持网络接入，但是在整体上软件开发能力较弱，开发的管理平台跨平台、跨网段功能较弱，结构不合理，与学校其他教学系统互通、融入功能差。
（5）学校注重系统的建设，系统维护经费投入少。
针对上述诸多问题，一些有一定能力的厂商试图开发所谓智能化的系统，完善多媒体教学系统管理功能。但是，往往还是依照传统思维进行开发，没有从根本和发展性方面进行思考，即设备生产没有从国标化、设备的互换性、管理信息化和可视化、维护服务的远程化等方面进行思考；没有注重软件管理平台的研发和投入，没能注重应用的个性化和多用性。
围绕这些问题，本文提出了利用物联网技术原理，用软件技术构建中央控制器的理念，设计和构建硬件系统，形成个性化操作界面，实现操作、控制、维护可视化、透明化和远程化。
三、基于物联网技术的多媒体教学系统设计思想
物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。[2]
从定义可以得出物联网应用的最大特点是：①所联的物可视化、透明化。对于用户来说，通过各种传感器和采集器件，可以一览无遗地看到设备的功能、性能、参数以及输入输出结果，非常方便应用和管理；②物联网应用的重要支撑条件是应用领域的标准和智能化管理平台以及专业知识资源库。
根据上述特点，本设计以中国教育技术协会制定的《多媒体教学环境工程建设规范》[1]为指导准则，统一多媒体教学设备互换技术标准；在硬件设计上将所有多媒体系统所需设备内嵌TCP/IP协议硬软件模块和设备自检、数据采集和信号检测模块；在应用平台上，开发出透明化、可视化的管理系统，实现物联的远程管理、跨网段管理；所有的控制操作在统一标准条件下，开发软件平台实现对多媒体设备联动控制的集成、控制与操作。
四、基于物联网技术的多媒体教学系统的设计
1.系统架构
基于物联网技术的多媒体教学系统由两大部分组成：硬件部分和软件部分。大家都知道，目前的应用系统大多数是以单片机技术为核心的硬件系统。然而，仅仅由硬件组成的系统只能是一个裸系统或是其功能得不到最大化、最优化应用的系统。因此，基于物联网技术的多媒体教学系统是计算机技术、网络技术、数字信号处理技术、数据传感与采集技术、自动控制技术以及智能技术的集成。具体结构如图1所示。
2.硬件系统构成
（1）系统管理中心
主要硬件有计算机、显示设备和数据处理服务器。结构如图2所示。
（2）支撑系统网络：由原有教学课室网络完成，组建无线（WIFI）网络。
（3）课室物联网多媒体教学系统
1）多媒体教学系统设备
课室多媒体教学系统设备由计算机、有线及无线拾音设备、音频扩音设备、视音频信号切换设备、显示设备、信号源播放设备等构成。
各媒体设备内嵌TCP/IP通信接口与协议和设备功能数据检测与采集模块。如图3所示。
【关键词】物联网技术 海警学院 网上自助 订餐系统
1 研究背景和相关概念
公安海警学院的前身是公安海警高等专科学校。公安海警高等专科学校原名为“武警水面船艇学校”，始建于1983年7月（国务院[1983]149号文件），当时隶属于武警总部，1985年9月开始招生开学。1993年8月，学院移 交公安部领导，归口公安部边防局管理，更名“公安边防水面船艇学校”。1996年开始组织申办专科的筹备工作，1997年9月终止中专招生、依托武警学院（廊坊）实施大专教学。1997年下半年，由教育部组织的在长沙召开的会议上，顺利通过全国高校设置评议委员会评审。1998年3月教育部下发《关于同意建立公安海警高等专科学校的通知》（教发[1998]18号文件），学校更名为“公安海警高等专科学校”，成为公安部直属的一所普通学校。近年来，物联网技术的海警学院网上自助订餐系统在海警学院正式运行。
1.1 物联网的概念
随着信息领域及相关学科的发展，不同领域的研究者对物联网思考所基于的起点各异，对物联网的描述侧重于不同的方面，短期内还没有一个权威、完整和精确的物联网定义。
大多数比较偏向的物联网定义是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界。
1.2 物联网技术体系
物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术，这也体现出了物联网的三个基本特征，即全面感知、可靠传输和智能处理。
2 基于物联网技术的海警学院网上自助订餐系统物理基础
订餐系统采用了160×98点阵的显示屏和超小的输入键盘，整个机身小巧美观，重量只有70克。无线数据下载功能，无需使用连接线即可进行系统数据的下载，真正实现了无线双向通信。采用了国际先进的信号放大技术，使其空旷通信距离可达1000多米室内可达200米以上。采用了国际通用的ISM频段，不需要申请无线频率、无需支付信道使用费，具有通信稳定可靠、费用低廉等优点。实现了餐饮业向规范化、智能化、现代化的飞跃，具有高可靠性、稳定性、无线集成等特点，利用RFID射频技术，在每一个餐具底部植入RFID射频芯片，餐具进入结算区后（射频天线感应区），通过对餐具底部RFID射频芯片进行读写操作，借助于计算机及其通讯技术，实现对餐具底部RFID射频芯片的通信和管理，实现快速结算。主要为学校食堂、企事业单位餐厅、快餐连锁店等提供自选式快速结算服务，通过在餐盘底部植入射频芯片的方式，实现快速结算，与传统的结算方式相比，智盘系统具有速度快、核算准、体验佳、无人值守等特点。
该方案采用物联网、云计算等先进技术，涵盖用户自助开台、自助选菜、自助结算、自助服务功能，通过智慧餐台对餐厅进行智能化布控，全方位升级改造，有效降低餐厅运营成本、提升顾客用餐感受，打造智能化、现代化的餐厅。
2.1 方案介绍
基于RFID物联网技术及云计算技术的智慧餐台智能结算综合解决方案。主要通过读取智慧餐具中RFID标签的方式，进行统一计价，并通过一卡通账户中的卡片进行支付。数据信息交予一卡通系统进行汇总管理，智慧餐台通过液晶显示屏将各类图文信息直观形象的展示给客户。
集成一系列智能化、自主化的应用设备，并应用在充值、结算、就餐等各环节，对餐厅实施智能化布控，实现自动结算、自助充值等功能，节省餐厅人工，降低运营成本，打造智能化、现代化的餐厅，可广泛应用在学校食堂、企事业单位餐厅及快餐连锁店。
系统能够7×24小时不间断运行，故障率低，并且能确保在发生故障时，交易流水等重要数据不丢失。系统具备快速支付、安全高效等特点。
2.2 系统结构――分为两大部分
智慧餐具：智慧餐台系统的重要组成部分，有各种色彩的碗碟，每一种色彩对应一个价格，内置RFID标签，供智慧餐台读取菜品和价格信息进行结算。
智慧餐台结算系统：在每一个餐具底部植入RFID射频芯片，餐具进入餐台结算区后（射频天线感应区），通过对餐具底部RFID射频芯片进行读写操作，借助于计算机及其通讯技术，实现对餐具底部RFID射频芯片的通信和管理，实现快速结算。
3 基于物联网技术的海警学院网上自助订餐系统特点
由于打印系统所使用的串口通讯线路较长，很容易受外界电磁脉冲的干扰（如大型用电设备开启与关闭的瞬间都会产生高压脉冲），会导致信号传输失败或烧坏打印机和电脑设备，针对此问题特别自行设计制作了光电隔离器（打印长线驱动器）。系统特点为：
3.1 人机交互
系统界面通过色块对各类信息进行区分，重要信息将在界面上突出显示，我们为您呈现更多精彩；触控操作灵动流畅，强大功能，一触即发；可自定义的语音提示，伴随整个流程。
3.2 安全稳定
工业级的系统环境，8mm厚度的钢化玻璃台面，台身采用高强度冷轧钢板静电喷塑，轻松应对高温、潮湿、油污，为您全天候待命；数据本地存储并自动上传服务器，支持脱机使用，数据安全双重保障；内置工业级读头天线，信息读取更稳定，更灵敏！
3.3 操作简单
智慧餐台使用全中文触控操作，具有良好的人机交互界面，功能操作简单，前端操作员数量少，员工只需经过简单快速的培训就能立刻上岗，整套系统运作不会因员工流动和缺乏培训受到影响。
3.4 安装方便
智慧餐台由于采用工业级硬件配置，具有良好的环境适应性和大容量数据存储等优点，只要接通电源，连接网线，智慧餐台就能正常工作。
参考文献
[1]瞿中，熊安萍，蒋溢.计算机科学导论（第3版）[M].北京：清华大学出版社，2010（03）.
[2]Peter Norton著；杨继萍，钱伟等译.计算机导论（第6版）[M].北京：清华大学出版社，2009（01）.
[3]郭卫斌，杨建国.计算机导论[M].上海：华东理工大学出版社，2012（08）。
[4]吴功宜，吴英.物联网工程导论[M].北京：高等教育出版社，2012（07）.
[5]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011（03）.
[6]张凯，张雯婷.物联网导论[M].北京：清华大学出版社，2012（04）.
作者简介
王宇舟（1994-）男，黑龙江省牡丹江市人。现为公安海警学院大学本科生在读。研究方向为电子信息工程。
关键词：中职教育；物联网；计算机教学
当今社会，互联网已经成为人们离不开的一样东西，每时每刻人们都在网上寻找着自己想要的信息，搜索周边的优惠。在中等职业学校计算机专业的教学中，要多加强实践教学，尽量使教学信息化、网络化，这样才能适应不断扩大的人才需求量，提高教学水平。在这种物联网的大背景下，中等职业技术学校计算机专业有着广阔的前景，但是，纵观现在的中等职业技术学校的信息技术教育还存在诸多的问题，还不能为社会提供足够多专业的计算机人才，因此，中等职业学校计算机专业的改革已经迫在眉睫。
一、物联网的定义及其特点
物联网就是通过各种信息传感设备，去采集各种人们在互动、监控和链接过程中需要的信息，将其用互联网进行结合，形成一个便捷的传递网络。如此，便使得人与物体、物体与物体便捷地连接在一起，使人们在管理、控制这些物体的时候做得更好。通过把智能感知、各种识别技术、普适计算等技术应用到物联网中，逐渐改变我们的生活。所以，物联网被称为在计算机、互联网之后信息产业中的第三次发展浪潮。
物联网与互联网相对来说还是不同的。首先来说，物联网就是各种感知的实际应用。在物联网时代，各种感知最终通过互联网相互连接，互联网中的传感器收集网络或传感器存在之地的各种信息，使得我们应用物联网能够随着时间的推移，方便快速地更新所需要的信息。
其次，物联网实际上是基于互联网而形成的一个网络，物联网的核心技术其实就是互联网的一部分，并且物联网中人与物体、物体与物体之间传递信息靠的还是互联网。物联网中信息传递离不开网络。但是，通常传递的信息量过于巨大，难以保证其传递的准确性与安全性，这就要求物联网必须去适应各种异构网络和网络协议。
最后，物联网就是提供一个人们自由交流的平台，使得人与物体，人与人之间方便地连接，这种连接不受任何场景和时间的限制。而互联网与物联网的相互融合，会使物体的管理更加便捷，人们的交流更加方便。如此，人们便能够深入地感受到物联网在工作与生活中带来的便利，引领人们去感受更智能、更便利的生活。
二、物联网在计算机发展中的意义
随着物联网的不断发展，物联网技术日趋成熟，物联网必将和互联网一样成为我们生活中必不可少的一部分，工业生产、环境监控、健康医疗、运动健身、交通运输等方面必将出现越来越多的物联网的身影，其涉及的范围也将越来越广。比如，苹果公司的iWatch就可以收集佩戴者的运动量、心率、通话记录、联系人，等等，还可以便捷地通过iWatch与他人进行通话，iWatch可以和苹果公司的iPhone相连接，实现物物互联，为人们在通信上提供了诸多便利，有助于帮助使用者完成高效、便捷的通信。
新一代的物联网技术还有诸多的作用，它必将改变我们未来的生活，在未来的各行各业中我们都将看到它的身影。如果我们将传感器安装到大桥、水坝、楼房、供电、供气系统中，再将其用互联网连接，将信息传递到整个网络中去，实现人类社会与物理系统的整合，然后对所获得的信息进行分析整理，并通过这种分析、研究，更好地对检测对象进行管理、控制。这样人们就可以用更加智能的方式管理生产和生活，人的生活必将更加便捷，人与自然的关系也将很好地得到改善，资源利用率和生产力水平也将大大提高。但是想达到这样的目的，我们就需要有一个强大的中心计算机，使这台计算机能够很好地对传感器获得的信息进行很好的整理、分析、研究和控制，只有这样，我们的设想才能够实现。
在未来也许会出现这样的情形：当家里的防盗门非正常打开时会自动报警，并打开家里的摄像头；手机、钥匙、钱包等会感应到与主人的距离，并会自动提醒主人随时携带；衣服会感知周围的气温自动调节温度，等等。物流领域如果应用了物联网技术，那么就有可能出现以下情况：当货车超重时，货车会告诉你超载了，还会报出超载的数字。此外，货车还将就怎样合理地配置货物提出合理化的建议；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“哎哟，好疼！”，或者说“宝贝，能不能轻点？”；当司机在和别人扯闲话，货车可能会说：“亲，我等不及了，能不能快点发车！”
就目前来看，我国网络已经得到了大面积的覆盖，高覆盖率的优质网络是物联网发展的必要条件，一些安装在各种设备上的传感器都需要通过互联网络来实现传递，随着科学技术的不断发展，时代的不断进步，使得物联网中许许多多的物品产生的信息能够很好地去分析、控制管理，使得便捷化、即时化的管理变成可能，相信随着物联网技术的不断发展，人们的生产生活也将变得更加有趣、更加智能化。
三、未来物联网发展趋势
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继计算机、互联网之后的另一次信息技术革命。有专家认为，物联网不仅可以为人们提供丰厚的收益，而且可以节约生产成本。尤其是在经济形势不好的情况下也许物联网可以肩负起全球经济复苏的重担。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网，我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为我国的经济发展作出贡献。按照对物联网的需求，需要数以亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。物联网拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用，包括产品服务、智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。
四、物联网时代下中职计算机教学的发展融合策略
在物联网技术不断发展的今天，中等职业技术学校信息技术教育必须进行改革与发展。下面我阐述一下对信息技术课程发展的一些建议：
1.为了适应物联网技术的发展要求，我们有必要调整计算机专业结构及课程设置
中等职业技术学校要紧跟时代潮流，找准企业发展方向，了解物联网技术人才的需求特点，积极地去建立新的培养体系，健全人才培养过程，大力度增强学生的实践能力，从学生的特点入手，积极地去带领学生学习新兴技术课程，完善教学课程设置，让学生所学的知识紧跟时代步伐，与时俱进，充分适应新时期对于物联网技术人才的需要。
2.我们要培养优秀的教师
所谓“名师出高徒”，要想让学生学到紧跟时代步伐的物联网技术，我们必须要建立健全优秀的师资力量，定期举行教师技能培训，增强教师自身素质，在教学实践中，举行各种教学质量评比，对教学质量优秀的老师，学校要适当给予奖励，对教学质量欠佳的老师，学校要努力帮助其找到问题所在，及时纠正错误。在增强教师教学能力的同时，还应加强对教师师德的培养，使教师努力做到“学高为师，身正为范”，用扎实的学术能力和良好的道德品质应对时展对物联网技术人才的需求。
3.我们要努力建立一个完善的实践教学基地
在中等职业学校的信息技术教学中，实践是相当重要的一个方面，因为计算机技术不同于其他知识，课本只是辅助作用，只有在实践中学生才能更好地掌握这些知识，要想使得实践教学能够很好地进行，我们必须建立一个完善的实践教学基地，能够培养学生的实践能力，突出智能化、模拟化、数字化等特点。要对计算机专业人才进行一技多能的培养，必须通过物联网实训模拟设备来进行，利用模拟的工作环境和工作流程，切实提高学生对物联网技术的实际应用能力，优化教学资源与环境，使传统教学与虚拟教学相结合，让学生以优秀的能力迎接物联网时代辉煌的明天。
五、物联网实践教学平台现状
随着物联网技术的不断发展，国内兴起了许多开发应用于高校的物联网实践平台，这些平台存在着部分问题：一是由于公司研发人员没有实践教学经验，其开发的软件很难与学生所学专业相关课程紧密联系在一起，导致实践与课程脱节的现象。二是各公司开发的物联网实验平台采用的都是高端的ARM处理器，而在我们的实践教学中，开设的是51单片机课程。这些公司开发的软件对于学生来说学习难度过大。三是各公司开发的物联网实验平台都只提供物联网感知层和网络层的相关实验，没有应用层的相关实验，即使个别的公司提供了这类实验，但是实际上很难与信息技术课程中所学的东西联系在一起。很难达到很好的教学效果。此外，各公司所开发的平台大多价格昂贵，每套价格都在万元以上，学校的资金投入比较大。
物联网是时展的新趋势、新方向。中等职业技术学校要通过社会考察、学习和调研，探究课题研究方向，紧跟物联网行业发展趋势，准确找好物联网技术人才的培养方向，反思当下物联网技术教学实践中存在的许多不足，积极推进中等职业技术学校的信息技术教育改革，为信息技术专业向物联网专业过渡打下坚实的基础，中等职业技术学校信息技术教育工作者应紧抓物联网蓬勃发展这一机遇，为未来庞大的物联网产业输送更多高质量的人才。
参考文献：
[1]王超.基于物联网计算机网络技术专业课程体系研究[J].现代企业教育，2014（16）.
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引用格式：张兆楠，万录品. 基于移动互联网及大数据的学校心理健康自服务系统的研究[J]. 移动通信， 2016，40（5）： 35-40.
1 引言
激烈的竞争、繁重的学业和超强度的应试学习可引起学生的精神紧张和心情压抑；舒适的生活和保姆式的伺服可能会导致孩子独自面对困难时的迷茫和无助；父母的工作繁忙及电子产品的普及导致家庭沟通减少，加大孩子形成孤僻心理的概率；以及青少年成长过程中固有的逆反生理期等因素，这些都普遍影响着学生的心理健康，潜在威胁着他们的生活和学习。当代学生的心理健康问题越来越受到家长、学校和社会的重视，如何处理好学生的心理健康问题成为学校学生心理健康问题研究的一个重点和难点。
由于学生人数较多，心理健康辅导工作者难以逐一对每一个学生进行详细咨询与跟踪，不能满足现有的心理咨询需求。与此同时，许多学生对心理问题采取回避的态度，使问题不能及时得到解决，出现了很多原本应该完全可以避免的悲剧。本文采用移动互联网及大数据相关技术，根据心理专家的现有经验，结合专家决策系统，建立学生心理健康环伺服务平台，通过自愈式漂流瓶系统，给学生提供智能诊断和自愈式解答等综合解决方案，利用技术手段探讨学生心理健康问题的解决途径。
2 信息化心理健康辅导平台建设必要性
学生正处在青春期，如果出现心理问题，不会轻易听从外界的劝辅，对于学生接触的人群，按照紧密程度以及学生心理咨询意愿程度，呈环状特点，如图1所示：
从图1可以看出，越往外圈学生心理咨询意愿越低。因此，学生如果心理上出现较大的变化，最好的办法是主动式寻求帮助，用自愈的方式实现心理咨询和辅导工作，而不同的心理辅导资源不可能常时间等候在周围，因此需要用新的科技手段和模式解决学生实时心理咨询问题：（1）学生有想法，可以通过移动终端将疑虑交给有类似经历的师兄师姐；（2）学生如果需要专家辅导，也可通过文字、音频、视频远端与专家在隐私状态下交流；（3）学生可以与老师、班主任在匿名情况下交流；（4）学生可以将想法、反驳意见在隐私状态下交给家长群，在群内进行讨论。
虽然学生心理健康辅导已经成为大部分学校关注的一个课题，但由于受到地区发展差异、教师辅导能力偏差、配套资源到位不一、开展模式不同等多种因素的制约，传统的心理健康辅导模式在实施过程中面临着许多窘境，实施效果很难得到有效保障，实现模式没法高效推广。面对区域、资源、模式等多方面的瓶颈制约，借助信息技术，搭建基于大数据及专家决策系统的学生心理健康辅导漂流瓶平台是使心理健康辅导工作广泛而且快速优质地开展的一种有效方式。
3 信息化心理健康辅导平台设计
3.1 关键技术
（1）大数据
大数据指一种规模大到在获取、存储、管理和分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低等四大特征。
本平台利用学生在校的大数据，对学生日常学习生活中的成绩波动情况、考勤情况、消费情况、违规违纪情况以及老师评语等信息进行建模分析，对学生的性格、情绪、心理、偏好等进行个人特征轮廓提取及更新，按照预先设置并可不断学习迭代优化的推理规则，对学生心理问题进行判断并为其配对最优的辅导形式以及辅导材料。
（2）HTML5
HTML5是万维网的核心语言、标准通用标记语言下的一个应用超文本标记语言（HTML）的第五次重大修改。HTML5的设计目的是为了在移动设备上支持多媒体，同时引进了新的功能，可以真正改变用户与文档的交互方式，包括新的解析规则，增强了灵活性、新属性、淘汰过时的或冗余的属性等，其特性赋予了网页更好的意义和结构。
本平台的客户端是基于HTML5开发的网页APP，拥有更短的启动时间、更快的联网速度、更有效的连接工作效率，使得基于页面的实时聊天、更优化的在线交流得到了实现。
3.2 设计原则
（1）要具备强大的数据收集、处理、分析以及信息生成能力。各片区优质资源不均、稀少甚至匮乏，是制约传统心理健康辅导模式规模化快速成效的主因之一。信息化平台，其固有的技术优点之一就是突破物理区域的限制，能够实现跨区域甚至跨国界优质资源的高效整合，达到以更开阔的眼界、更先进的理念，实现无时空限制的心理辅导服务。有别于传统的倾听交流式甚至理论说教式的辅导，大数据平台更加尊重学生的偏好及习惯，提供漫画、故事小说、歌曲甚至影视等形式多样的辅导资源，使学生在其最为偏好的学习及娱乐过程中心理健康得到潜移默化的修复。此外，平台还应该具备自我学习、总结学生心理的具有时代特征的能力，并依据历史使用情况不断自我生成心理辅导的故事案例，从而提升系统的时间自适应性。学生心理健康漂流瓶系统流程图如图2所示。
（2）要具备多维度智能获取学生心理动态能力及提供主动心理辅导和被动心理辅导的服务，如图3所示。与学校教学信息化平动，获得学生在无觉察情况下的日常学习生活中的成绩波动情况、考勤情况、违规违纪情况以及老师评语等信息，借助专家决策系统推断实名学生的性格特征及心理波动情况，实时跟踪预测学生的心理辅导需求，并依据实际情况主动推送心理辅导材料，并提醒相对应的老师及家长做好线下观察、辅导及关爱工作，通过O2O模式强化提前心理辅导效果。在学生匿名登陆平台主动进行心情交流及心理咨询时，平台通过卡通形象的智能机器人与其进行文字交流，在词意理解后，将关键词送与专家决策系统进行决策判断，实时形成干预方案，实施心理健康辅导；同时为在线咨询学生配对以前有类似困惑而且已得到成功辅导的学长学姐来进行一对一的匿名交流辅导。
（3）要提供令人舒心的无担忧的沟通方式及环境，如图4所示。心理健康问题往往伴着一些涉及个人隐私并且不想被别人获知的事情。对他人进行倾诉，尤其对熟悉的人，可能会感觉难为情或担忧事情外流扩散，甚至二者均有。因此，平台设计通过一个扔进茫茫大海漂流瓶的方式给学生进行情绪发泄或心事倾诉；学生通过收到或捡到一个无主的漂流瓶来获得心理辅导及心理健康辅导帮助。这种方式可为遥远的求助学生提供心理辅导帮助。
3.3 平台特点
所建设的平台需具备以下模块及特点：
（1）有与目前校园学生相关的系统相连的应用接口；
（2）学生成绩、日常表现等大数据分析告警提示；
（3）类似遭遇检索和推送等决策；
（4）与互联网实时通讯工具（如微信、QQ）的互联；
（5）有基于移动互联网的客户端（如APP），多类型终端适用；
（6）与青少年性情相适应的应用界面设计。
3.4 体系架构
根据平台信息化的核心需求，基于大数据及专家决策系统的学生心理健康辅导漂流瓶平台的体系架构由基础层、数据层、分析层、决策层、接口层、应用层六层架构组成，如图5所示。
基础层，主要包括平台建设所需要的硬件设备、网络环境、动力环境、操作系统、数据库软件等。
数据层，主要包括3种类型数据。心理辅导所需要的漫画、故事小说、歌曲甚至影视等形式多样的资源；专家团队特长等相关信息以及以前服务过的匿名学生的情况；与学校教学信息化平动获取的实名学生日常的学习生活中的成绩波动情况、考勤情况、违规违纪情况以及老师评语等信息。
分析层，主要负责两个方面的工作。一方面负责对已入库的心理辅导材料进行内容识别分类和依据自身服务案例生成新的辅导材料；另一方面，对学生的性格、情绪、心理、偏好等海量学生信息进行个人特征轮廓提取。
决策层，按照预先设置并可不断学习迭代优化的推理规则，对学生心理问题进行判断并为其配对最优的辅导形式以及辅导材料，并依据相关反馈结果，优化推理规则。
接口层，具备包括与外围系统进行数据交互的接口以及短信接口。
应用层，通过手机及计算机客户端等渠道向学生提供友好的被动服务界面，并与学校教学平动，主动向学生推送早期心理辅导材料。
3.5 网络拓扑
平台网络拓扑如图6所示。
3.6 功能模块
平台包括学生信息库、专家团队资料库、心理辅导资料库、决策分析系统和漂流瓶系统等五大模块，如图7所示：
学生信息库：包括成绩波动情况、考勤情况、违规违纪情况以及老师评语等信息。
专家团队资料库：包括专家基础资料和特长等信息。
心理辅导资料库：包括漫画、故事、小说等内容，提供文字、图片、音频、视频等呈现形式。
决策分析系统：包括内容识别分类、特征提取、规则库、决策器、学习器等模块。
漂流瓶系统：包括用于基础信息维护和学生心理健康度分析的后端管理平台和学生交互使用的前端APP。
3.7 关键业务流程设计
（1）主动提前心理辅导服务业务流程（如图8所示）
1）数据层：平台与学校教学信息化平动，获得学生在无觉察情况下的日常学习生活中的成绩波动情况、考勤情况、违规违纪情况以及老师评语等信息。
2）分析层：对已获取的实名学生的信息进行性格、情绪、心理、偏好等个人特征轮廓提取及更新。
3）决策层：居于分析层提供学习轮廓特征及其变化情况，按照推理规则，对学生心理隐患进行判断并为其配对最优的辅导形式以及辅导材料。
4）应用层：按照决策层的结果，与教学信息化平动，以漂流瓶形式向学生主动推送符合其偏好的心理辅导材料；同时短信提醒老师及家长做好线下观察、辅导及关爱工作，并接受老师及家长的反馈。
5）针对老师及家长的反馈数据和学生接受心理辅导操作记录进行分析，并丰富数据层、分析层、决策层对应的数据及规则。
（2）在线心理辅导服务业务流程（如图9所示）
1）应用层：通过漂流瓶方式获得学生的情绪发泄信号或心理辅导需求，把相关信息输送到数据层。
2）数据层：存储收到的信息，并触发数据分析请求。
3）分析层：接受请求，对数据进行信息识别分类。
4）决策层：根据分析层提供的信息识别结果，按照推理规则，对学生心理隐患进行判断并为其配对最优的辅导形式以及辅导材料；同时为在线咨询学生配对以前有类似困惑而且已得到成功辅导的学长学姐进行一对一的匿名配对交流辅导。
5）客户端：学生通过收到一个回应漂流瓶来获得心理辅导、心理健康辅导帮助，并通过漂流瓶继续进行交互。
6）依据在线交互数据进行分析，并丰富数据层、分析层、决策层对应的数据及规则。
3.8 安全机制
心理咨询涉及学生的隐私，相关数据属于敏感数据。为保护学生隐私，必须采取相应的安全机制加强对平台和数据的安全管理。平台采取的安全机制包括网络安全管理、账号安全管理和数据安全管理。
（1）网络安全管理
内外网互联安全管理，将平台网络划分为独立网络，通过设置防火墙策略与其他网络进行隔离。
（2）账号安全管理
严格控制平台相关账号，定期更换口令，严格控制账号访问权限，保存各账号的操作记录，定期审计。
（3）数据安全管理
加强敏感数据的保密工作，主要通过记录数据进出、分开存放、传输加密和记录人员对数据的操作、定期审计等措施，对数据进行安全管理。
关键词：物联网 教育 传感
中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0084-01
物联网的概念在1999年第一次提出，自此之后受到了越来越多的关注，物联网的目的在于将物品通过信息传感设备与互联网联系起来，通过这种联系实现智能化的管理和操作。物联网的发展让我们的未来前景光明无限，例如在司机驾驶出现操作错误时车子会自动报警，衣服会对水温和颜色提出要求，主人忘记带东西公文包也会主动提醒。物联网的发展将使人们的生活变得越来越智能化，改变人们传统的生活方式，本文就物联网的定义、特征以及架构，探讨物联网在教育行业中的应用。
1 物联网的定义
物联网强调物品的关联，是指通过传感设备将现实中的各种物件相互连通，由此而形成的网络，连通的每个物品都有数字化和网络化的标识，这也方便了管理和共享。物联网是在互联网的基础上延伸出来的，其核心依然是互联网，延伸到了物品和物品之间，实现信息通讯和交换，互联网的信息传递是人与人之间，物联网则可以达到人与物、物与物之间，扩大了信息交换的范围。
2 物联网的特点
2.1 连通性
连通性是物联网的最本质的特征，物联网的连通有三个维度，分别是任意时间、任意地点和任意物体的连通性。[1]
2.2 智能服务性
物联网使人们的生活变得更加数字化和网络化，生活中的各个事物通过智能化的方式相互关联起来，网络也变得更加智能化，物联网可以通过感知人们所处的环境状态，帮助人们更好地利用环境资源做出正确的判断。
2.3 技术性
物联网是通过技术变革产生的，这种先进的技术代表着未来计算机和信息传递技术的发展趋势，物联网的发展对于其他的很多技术也有很强的依赖性，例如传感技术、纳米技术等现代化的先进技术。
2.4 嵌入性
物联网的嵌入性主要体现在两个方面，其一是各种各样的事物是嵌入在我们处的生活之中的，其二是物联网提供的网络服务将紧密的嵌入到人们的日常活动之中。
3 物联网的结构体系
3.1 感知层
物联网的第一个部分是感知层，顾名思义感知就是采集物体的信息，例如我们每个人都有的二代身份证，我们可以用身份证去买票等等，实际上二代身份证就是一个信息采集工具，里面包括了所有的原始信息和将来可能会有的记录，通过读取器将这些信息读取出来，因此简单的来说身份证就是一个智能卡。
还有一种采集模式是传感器，这种传感器不是我们日常所使用的工业上的传感器。这种传感器最早运用于军事战场，但随着科学技术的快速发展，现在的传感器的体积可以做的非常小，最小的可以做到纳米的体积，这样的传感器人眼是无法看到的，传感器可以传感温度、湿度等等，伴随科学技术的迅速发展，未来的传感器可以做的越来越小，其价格也会越来越便宜。
3.2 通信层
通信层就是把收集到的信息传输到后台的系统，比如计算机或数据中心，都可以作为后台系统，传输的过程就被称作为通信层。通信的方式多种多样，有有线、无线、手机网络等等，通信层在物联网的架构中是十分重要的。[2]
3.3 应用层
即专业软件和服务，将收集到的信息进行分类、整理、分析、计算，然后应用在社会的各个专业领域，例如旅游、农业、军事、环保等等。应用层分为软件和硬件两个部分，软件是指在应用层使用的各种分析、应用和挖掘数据等软件，硬件则是指服务器、计算机、存储设备等。
4 物联网在教育行业中的应用
物联网有可能提供给人们一个完全不同的工作和生活环境，物联网的价值更大的在于对于不同的行业有不同的应用，虽然物联网在教育行业中的应用尚处在起步阶段，但未来却有着无穷的可能性。[3]
4.1 建设全面、主动的教学管理体系
在建设教学管理体系方面，利用物联网的技术，对于完善教学管理的组织、评价和考核系统有着十分重要的作用，从而促进保障教学质量的监控体系的形成。教师可以利用物联网系统自动统计学生的学习情况，院校级的管理部门也能运用物联网技术对于学生的学习和生活情况进行了解和分析，有利于学生工作的开展。利用物联网技术还可以对于学生在校内的行踪进行监控，降低校园安全事故发生的可能性，建立以物联网为基础的弹性修学模式，学生可以根据自己的兴趣爱好对于课程进行修改，选择自己喜爱的感兴趣的课程，在需要进行考试时连接到试题系统。建立教学评价系统，实现学生和教师的双向评价，通过评价调整教学或者学习的进度，提升学习效果，提高教学效率。
4.2 构建创新、开放的教学模式
以物联网为基础的教学模式相比于传统的教学模式来说更具有创新性和开放性，在这个模式中，学习者可以最大限度的利用物联网资源，在学习的同时促进思维能力的发展。学习者在学习后进行反思、总结，从中提炼出有价值的知识和信息，并与物联网上的其他学习者共享。
除此之外，将物联网技术和现代教育理念相结合还有利于对协同、协作模式进行支撑，克服原有模式中的障碍，激发学生主动的去学习知识，并且整合协调多学科的能力。
4.3 拓展学习空间，培养学习者学习的主动性
物联网技术能够为学习者的普通学习、课后学习等提供环境，学习空间的拓展对于学习者主动学习和根据自己的兴趣有针对性的学习有着很重要的作用，学习者可以通过物联网解决自己感兴趣的问题，与传感系统相结合，学习者就可以学习集成应用领域内的多种科学。
物联网的感知特性还能够让教育者有效的管理学习者的学习过程。
物联网在教育领域的应用和发展不是一个单纯的技术问题，而是涉及到很多方面，目前物联网的研究主要在于物流管理和智能家居等领域，在教育领域的运用尚不多见，但随着物联网技术的快速发展和逐步成熟，物联网在教育领域的运用将会越来越广泛。借本文抛砖引玉，希望可以为物联网在教育行业应用的研究员和实践者提供一些帮助。
参考文献
[1]刘陈，景兴红，董钢.浅谈物联网的技术特点及其广泛应用[J].科学咨询（科技·管理），2011（09）.
关键词：物联网；计算机网络；课程群；教学改革
1 计算机网络技术课程群在物联网工程专业中的重要地位
物联网是继计算机、互联网之后信息产业的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、识别技术、传感器网络以及普适计算等技术，按照约定的协议，实现无处不在的物与物、物与人、人与人之间的互联，其应用领域包括医疗监测、智能交通、政府工作、智能消防、环境监测、情报搜集等。物联网公认有3个层次，其中底层是感知数据的感知层，中间是传输数据的网络层，上层是内容信息处理的应用层。
由物联网技术层次结构可以看出，物联网是三网融合的延伸和扩展，技术的核心和基础仍然是互联网。它以IP协议为基础，采用类似互联网TCP/IP协议的分层网络通信协议为上层的各种应用提供服务[1]。
从物联网技术核心需求的角度来看，计算机网络基础知识在整个物联网的课程知识体系中尤为重要。在专业建设过程中，应以互联网为核心和基础，以计算机网络课程为中心，充分考虑物联网工程专业对计算机网络知识的需求，围绕课程选取与阶梯式课程群设置、教学内容安排与衔接、教学方法与改革、实践课程体系设置等方面展开改革和探索，培养学生扎实的网络知识，为后续物联网相关课程打好基础[2]。
2 课程选取与阶梯式课程群的课程设置
课程群的课程设置不是简单的课程组合，需要对课程体系统筹规划。计算机网络技术作为一个重要的知识模块，涵盖了从计算机网络的理论基础到实践操作，再到综合应用的全部内容，是一个内涵丰富的课程体系。
湖北工业大学的物联网工程专业依托原有的网络工程专业，课程体系设置在网络工程专业的基础上进行了大幅度的修改，网络工程专业计算机网络技术课程群的主要课程见图1。
可以看出，原有计算机网络技术课程群的课程主要基于IPV4，偏重于互联网理论基础、层次模型、有线网络结构及组建、网络管理与分析等方面，并不能体现现代物联网的架构和特点。
因此，在进行物联网工程专业的计算机网络技术课程群设置过程中，笔者充分考虑物联网工程专业的需求和特点，经过大量调研和反复思考，整体改造原课程群，加入了无线网络、嵌入式、传感等知识模块，形成一条层次分明且知识体系完整而独立的课程链，主要专业核心课程有计算机网络、TCP/IP协议原理、网络互联技术、物联网技术概论、无线传感器网络、RFID原理及应用、物联网安全技术、网络编程与系统开发。物联网工程专业阶梯式计算机网络技术课程群具体课程设置见图2。
由图2可以看出，经过精心设置的物联网工程专业计算机网络技术课程群的各门课程并非简单的、平面式的结构，而是5个阶段的课程群[3]，分别为网络基础理论模块、网络基础应用模块、物联网基础模块、物联网应用与安全模块、物联网综合应用与实践模块，具有良好的课程递进层次关系。
3 课程群具体的教学内容设置
计算机网络课程群主要培养物联网工程系本科生的互联网与物联网理论基础和实践能力，要求学生掌握互联网和物联网的基本理论知识与关键技术，能够理解网络体系结构与物联网总体构架，并具备网络管理与配置、网络应用与创新的能力。计算机网络课程群的建设不仅是选取内容纵向有传承关系、横向有内在联系的几门课程，还要梳理和整合课程教学内容，打破课程间的壁垒，减少重复内容并保证内容的连贯性与完整性[4]。因此，在进行课程群建设时，笔者充分考虑了课程群内诸课程在结构、内容、侧重点、时间分配等方面的相互关系。经过几年的教学实践与探索，笔者在教学内容的安排和设置方面做了如下安排和改革，见表1。
从第三学期开始，每学期逐渐增加网络方向的课程，这学期开设的计算机网络主要以培养学习兴趣和奠定网络基础为主。从最熟悉的互联网应用入手，首先阐述计算机网络的起源与发展、网络的基本概念以及网络协议与体系结构分层模型，使学生对网络整体架构有清晰的了解；然后以自底至上的顺序详细讲解网络各层次的协议内容与工作原理，并在实验环节使用抓包软件进行协议分析和观察，以验证性和演示性实验为主，使学生通过实验过程了解网络相关知识；在计算机网络课程的后期，加入对未来网络展望的内容，包括下一代因特网、物联网等知识，一方面扩展传统计算机网络授课的范畴，增加课程的广度和深度，另一方面旨在提高学生的学习兴趣，为后续课程打好基础。
第四学期的教学内容主要在第三学期课程的基础上进行扩充和深入，开设网络互联技术与TCP/IP协议原理课程。通过学习网络互联技术课程，学生将掌握交换与路由的基本知识与基本原理，培B学生对中小型园区网的组网与管理能力，能对具体的网络应用给出合理的规划和可行的解决方案，并具备解决网络中常见问题的基本技能，将理论知识付诸于应用。TCP/IP协议原理课程是计算机网络课程的延续和深化，通过课程学习，学生将深入掌握TCP/IP原理，在理论学习的基础上用程序设计语言实现，从而提高网络应用程序开发能力，夯实网络管理基础，提高网络安全意识，增强网络分析能力。
在前面两个学期学习互联网技术的基础上，第五学期的教学内容开始体现物联网特色，开设的物联网技术概论、无线传感器网络以及RFID原理及应用3门课程都是物联网专业的核心课程。物联网技术概论是学生认识物联网的起点，通过课程学习，学生能了解物联网的起源和典型应用，理解物联网的概念与内涵，并对物联网的体系架构和核心技术有充分的认识，这是一门重要的物联网技术启蒙课程。无线传感器网络和RFID原理及应用这两门课，是深入学习和研究物联网技术的核心专业课程。通过学习，学生应掌握无线传感器平台和网络架构、射频识别技术的基本概念与原理方法，为后续的综合实践环节打好理论基础。
第六学期开设的网络管理与安全和物联网安全两门课程是进阶课程，通过这两门课程的学习，学生应在掌握互联网与物联网基本原理的基础上，了解网络管理和网络安全知识模块，包括密码理论、无线传感器网络安全概述、密钥管理、安全路由、物联网中的抗干扰、射频识别的隐私与安全、物联网嵌入式系统的安全设计等基础知识，达到从理论到应用、从架构到安全的全方位提升。
第七学期设置的物联网应用综合设计及创业实践环节，旨在提高学生的综合应用和动手能力。通过为期一个月的实践学习，学生能够设计一个物联网综合应用系统，能够从系统的角度看待物联网的应用问题，并能综合利用几年来所学的互联网及物联网知识解决网络通信及应用的相关问题。
综上所述，本课程群的课程内容在设置上是完整的、连续的、突出重点的，涵盖了从基础的互联网到物联网的基本原理、体系架构、网络应用、关键技术与安全的内容，并遵循从易到难、从浅到深、从原理到应用、从互联网到物联网、从系统到安全的原则来设置教学内容。课程分布于第三学期到第六学期之间，内容在时间的安排上符合学习的一般规律，并注重理论与实践相结合的原则，具有科学性和可实施性。
4 计算机网络课程群教学方法改革
物联网技术属于集成创新型技术，培养的人才不仅要具备扎实的理论基础，还应具备很强的工程实践与应用能力。因此，在计算机网络课程群的教学中，笔者坚持“课程精、实践强”的原则，强调理论与实践相结合的教学方法，不断改革理论教学，引入MOOCs、混合教学、开放课堂、对分课堂等形式，强化实践教学，深入开展校企合作模式，形成了工程训练、专业认证、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩，笔者在2012年获得了湖北工业大学优秀教学成果一等奖。
4.1 根据不同课程探寻多种教学模式，提高教学效果
近年来，以MOOCs为代表的新型教学模式不断涌现，大多依托网络教学资源，秉承自由学习的理念，旨在调动学生的学习积极性和创造性，为传统课堂注入了新的活力。笔者在计算机网络课程群的建设中，结合各门课程的优势和特点，进行了多种课程教学模式的改革和尝试，力求获得更好的教学效果。
以计算机网络课程教学模式改革为例，该课程作为课程群的第一门专业基础课，其教学效果对整个专业的后续学习至关重要。考虑到这门课程的网络资源比较丰富，且大部分内容难度不大，笔者采取了传统教学与网络教学相结合的混合教学模式。这种模式由课前预习、面对面授课（face-to-face）、在线学习（On-line）、实践训练4个过程组成。此学习模式整合了各种教学资源和多样化的学习形式，如课堂学习、自主学习、分组讨论、任务驱动、协作项目实践活动、实践训练等[5]。混合教学模式既保持了传统课程教W的优势，又在课前和课后引导学生自主学习，学生能通过各种学习方式保持学习兴趣并取得良好的学习效果。
在物联网技术概论课程教学模式改革中，针对该课程内容繁而细、知识更新快、实践性强的特点，笔者提出了物联网导论的开放式教学法，主要途径有开放教学过程、开放教学内容、开放教学考核与开放教学环境等。在教学过程中，以学生为主体开展教学活动，课堂上有分组讨论、头脑风暴、及时答疑、小组展示等各种环节。在注重师生关系平等的基础上，尽量与学生进行课堂互动，引导学生积极思考并大胆表达自己的观点。在教学内容上以新技术和实例教学为主，每学期的课件和内容都要及时更新和补充，并将教学内容融入实际案例。比如在介绍常用传感器及其典型应用的时候，会联系生活中的小米手环、智能医疗、智能家居应用等，既提高了学生的学习兴趣，也扩充了学生的视野。在教学环境上，以开放的网络教学平台作为课堂的补充，并以开放的形式进行考核，注重对学生分析能力和创新能力的考核。
实践证明，依据不同课程的特点和性质，在课程群中开展适合不同课程的多种教学模式探索，能大大增加课程的吸引力并降低学习的难度，学生不仅能学到知识，更能提高学习的兴趣，并锻炼自学能力和创新能力。
4.2 重视实践教学环节，提高学生工程实践能力
为了保证实践教学环节的教学质量和教学效果，笔者多次对物联网工程专业实践教学计划进行深入的研究和有针对性的修订，包括增加实践教学环节的学时、提高综合性与设计性实验比例、增加物联网应用综合设计及创业实践环节、强化实习环节和毕业设计环节，并加强对实践教学体系各环节的规范化管理。
1）调整实验学时，改革实验教学方式，提高综合性与设计性实验比例。
计算机网络课程群中的每门课程都配备了实验教学环节。对于一些实践性较强的课程，如网络互联技术课程，根据其课程特点，改革性地将理论课堂搬到实验室。为保证课堂效果和实验过程完整性，采用4节连上的方式，并将对分课堂和任务驱动的教学理念引入课堂，用一节课讲解核心的理论和实验内容，余下3节课全部进行实验、调试和答疑。每节课以一个实践小项目为驱动，学生通过分组合作的方式进行，以实践项目完成效果为考核的标准。学生普遍反映这种实践教学效果良好，可以及时消化和理解理论知识，避免理论与实践的脱节，并锻炼了协作与学习能力。
为了弥补大多数课程中以验证性实验为主的局限性，课程在每门课程的实验教学大纲中都加入了一个综合性的实验内容，并在高年级增加了物联网应用综合设计及创业实践环节，主要提供一些平台和一段时间给学生进行知识的梳理和总结，鼓励学生进行创业计划实现自己的想法，把学生的兴趣、爱好、学习、创新融为一体，这也是实践环节的主要目标。
关键词：物联网；物联网工程导论；教学方法
作者简介：吴韶波（1970-），女，江苏常熟人，北京信息科技大学信息与通信工程学院，副教授；文江川（1977-），男，江西永新人，北京信息科技大学信息与通信工程学院，讲师。（北京 100101）
基金项目：本文系北京信息科技大学重点教改项目（项目编号：2012JGZD04）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0111-01
导论课程是为了帮助刚刚进入大学的新生，在进行专业知识学习之前，使其了解所学专业、解读所就读的专业是什么，包括哪些专业课程、如何学习和运用专业知识、就业及考研去向等方面的问题，帮助其顺利完成学业的一门专业基础课程。目的在于通过导论课程的学习，使学生对所学习的专业有整体认识，对专业技术领域有一个初步的了解，明确各门专业课之间的联系，为学生后续四年的知识学习、能力提高、素质培养以及毕业后从事科学研究、技术开发或经营管理等工作打下坚实基础，是培养学生专业兴趣、激发学习的动力、引导学习的方法、规划学习计划和未来就业十分有效的方式和重要的手段。
一、导论课程教学中存在的问题
物联网工程专业是自2010年才陆续开设的新专业，涉及多领域技术，学科交叉，具有深厚的理论与广泛的实践相结合的特征。“物联网工程导论”是物联网工程专业的入门课程，从物联网的应用、技术、服务、知识体系等角度阐述本专业包括的内容。在该课程的教学过程中发现存在着以下问题：
1.课程内容多，技术广，综合性强
物联网被誉为信息产业的第三次浪潮，涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、通信工程、自动化、智能科学与技术等多领域、综合叉学科，被广泛应用于智能交通、智慧城市、智慧医疗、工业监测、物流等方面。由于物联网工程专业的教学内容涉及内容多，技术广，对教学内容的有效综合和整体优化势在必行。
2.学生有兴趣，热情高，基础缺乏
“物联网工程导论”课程在大学一年级新生入学后开设，学生对新知识、新技术具有强烈的好奇心。通过对北京信息科技大学2013级物联网工程专业新生进行统计，96.8%的学生对物联网技术有前期调研，但对物联网工程专业的具体教学内容了解较少，实践动手能力普遍欠缺。教师综合运用教学手段，突出物联网工程专业课程体系知识脉络，引导学生采用正确的学习方法开展专业课程的学习，培养其职业素养和职业道德，将为学生今后的学习与工作打下良好基础。
3.专业领域新，对师资队伍要求高
物联网技术作为新兴的研究领域，高校在新办物联网工程专业的过程中存在着涉及的专业知识广，交叉性强；课程体系尚处在摸索阶段，有待不断完善；学科建设不成熟；全面掌握物联网技术实践教学的师资队伍严重缺乏等问题。这对任课教师提出了更高要求，教师需不断更新专业认知，扩充知识结构，并加强工程实践能力培养。
4.教学方法单一，考评方式片面
“物联网工程导论”课程涉及知识内容丰富，对各部分知识点的要求掌握的程度各不相同。导论课程面向一年级新生开设，学生的基础和知识掌握程度参差不齐，若采用单一授课的方式，可能达不到预期教学效果。再者，若考评只采用传统的“期末考试成绩+平时成绩”进行考量的方式，很难全面体现学生对新知识的掌握程度和相关能力的提高，或将束缚学生的思维，使学生对后续课程产生为难情绪或消极的负面影响，甚至厌学。
二、导论课程教学的几点思考
针对以上在“物联网工程导论”课程的教学中存在的问题，对物联网技术本身特点以及物联网专业新生特点进行分析总结和实际授课情况，建议从以下几方面进行改进：
1.解析专业知识框架，优化教学内容
“物联网工程导论”课程应从宏观上介绍了物联网工程领域的相关知识内容，综合性较强。通过对物联网基本概念、知识体系进行整体介绍，使学生既对涉及到的广泛技术有了解、有兴趣，又不会被庞大的众多学科内容吓倒，形成对“物联网工程”基本模型和基本问题的初步且宏观的科学认识。目前，绝大多数的物联网导论书籍对于物联网专有的RFID技术、无线传感器网络以及M2M等技术介绍比较详细，其他必须的计算机、通信和控制方面的内容则很少提及。因此，应贯穿“全局指导局部”的方针构建基本知识框架，对教学内容进行整体的优化，保证后续教学能围绕物联网的需求进行；剖析物联网技术与相关学科之间相互交叉、互相作用、互相促进的关系，引导学生采用正确的学习方法开展专业课程的学习，强调基础知识，注重技术应用，让学生了解物联网技术发展的前沿技术和巨大的创新机遇以及极其广阔的发展空间。
2.教学方式多样化，鼓励创新思维
物联网技术发展迅速，正不断应用于很多领域中，因此，导论课程的教学可以采用多样化的教学方式融于整个授课过程中。
作为实践性很强的工科学科，感性认识可以加深对物联网工程理论知识的理解。采用案例式教学，如：在介绍物联网与传感器采集数据的关系时，教室可以带领学生参观智能家居的样板间，让学生亲身感受如何采集温度、湿度、光照等信息，如何传输这些数据并对家电进一步控制。也可以综合考虑课程侧重内容以及学生的兴趣点，归纳提炼出研究的方向，采用研究式教学，启发学生思考，鼓励学生通过查阅资料、对比分析等方式来解决问题和提出自己的想法，以达到培养学生分析和解决实际问题的能力和创新思维的目的。最后，课程也可以不局限于课内教学，教师可充分利用网络教学资源进行教学辅助，突破传统导论课教学在时间与空间上的局限性。
3.强化实践教学，紧跟领域前沿研究新技术
“物联网工程导论”课程内容多，除了介绍计算机、电子、通信、控制等有关专业基础外，还涉及到大量全新而复杂的新技术。对于刚进入该专业的新生来说，从书本中很难明确自己今后的学习和研究方向，也很难将抽象的书面知识与实际应用相结合。因此，教师应适当辅以实践教学环节，并通过参观与专业相关的实验室、物联网应用样板间、开展物联网技术现场教学与实践活动，拉近学生与物联网技术应用之间的距离。注重实际应用，帮助学生理解抽象的概念，让学生既能提升对课程的兴趣，又可及时掌握技术发展的最新动态。这样有利于学生从技术层面整体把握物联网，对其后续专业课程的学习和理解起到较好的引导作用。通过进入实验室体验学术研究的过程，也能激发学生对高水平研究与应用的热情。
4.建立综合考评体系，考评方式全面灵活
导论课程的考评可分为期末考试、实践报告、研究报告等多个组成部分。期末考试可采用开卷形式，基于课程内容涉及的基本理论、基础知识进行测试，同时也避免了学生死记硬背。研究报告可以小组形式进行提交，根据选定的研究方向从查阅文献、自主思考、组织讨论到形成结果、汇报总结，明确小组中每名学生的工作与贡献。实践报告指学生通过参观与实践，对物联网新技术应用的进一步理解，包括基本的原理、实践操作、方案改进等，培养学生系统获得新知识、新技术的能力，扩展知识面，鼓励创新思维。
三、结束语
“物联网工程导论”课程肩负着引导物联网工程专业新生了解专业技术发展，激发专业课程学习兴趣，掌握自主获取知识方法，引导正确学习方法的重任。本文首先根据物联网技术及专业新生的特点，讨论了“物联网工程导论”教学中存在的若干问题，从教学模式、实践教学、考评机制等三个方面给出了对于本课程教学的有关新思考，力争提高学生的学习兴趣，指导后续课程的学习，培养出具有自主学习、创新思维和较强实践能力的物联网工程专业人才。
参考文献：
[1]邱秧琼，宋扬，顾征，等.工程导论：工科大学生的必修课[J].高等工程教育研究，2009，（1）.
[2]李锋，金朝永，温洁嫦.成功的专业导论课程设计与教学模式的思考[J].广东工业大学学报（社会科学版），2010，（S1）.
关键词：物联网；智慧校园；RFID
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：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物联网概述
物联网（The Internet of things）是现今计算机信息技术的一个重要分支。它的概念最早由麻省理工大学Auto-ID实验室于1999年首次提出，当时的EPC（Elec-tronic Product Code）系统，即为“物联网”概念的雏形。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。
物联网是通过智能传感器，如：射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种装置，按照相应的协议与互联网结合起来而形成的一个庞大网络。把所有的物体与网络连接起来，方便智能化识别、定位、跟踪、监控及管理。它把新—代的IT技术充分运用到各行各业之中，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络当中，人类可以用更加精细和动态的方式管理生产和生活，提高资源利用率和生产力水平，使人与自然更加和谐。
2在物联网技术下的智慧校园
高职类高校是一个开放式的校园，学生不但要学习书本上的知识，还要学会一些基本技能，更要适当地了解社会并接触社会，培养自己各方面的能力以能更好地适应高速发展的社会。新课改提出“充分发挥信息技术的优势，提倡学生自主、合作、探究的学习方式，要求对教学内容的呈现方式进行变革、改革教师教学方式和师生互动方式，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”[2]的要求，人性化地提供移动学习、泛在学习、终身学习等、智能化学习理念的发展，IPv6、云计算、3G通信、无线传感网等技术的兴起，都预示着物联网在大学校园中的必然发展，为智慧校园的实施建设提供技术支撑平台。我校物联网是以现有的校园办公网络技术为基础，利用无线数据通信、射频识别、计算机等技术，构造了一个能覆盖校园的物体互联网。
3关键技术分析
物联网它具广泛存在和广泛应用的特点,它强调的是将所有的物体都连接到互联网中，它不是简单的物物相连和人物相连，而是通过建立一定关系的智能系统，使得人、物、信息是互动的，通过这一系统，我们可以实现人对物的定位、管理、控制等。
物联网有三项关键性技术：
1）全方位感知：包括智能传感器，例如红外感应设备、无线射频识别、全球定位系统等；其次是传感网络通信系统。
2）可靠、安全通信：执行统一编码，按一定协议连接入无线通信网络。
3）智能化管理：通信网接入计算机网络，实现“网上网”，构建智能化管理系统。
4物联网技术在智慧校园中的应用
智慧校园是物联网在学校教学管理、学校教育管理、公共安全、后勤保障的具体应用，为学校构建智能化的学习和生活环境。
4.1物联网在教学管理中的应用
在高职类高校，学生的首要任务还是学习。利用物联网技术，能够为师生提供智能化的教学环境和丰富的教学资源，并且使教学中的每个物体都具有数字化、网络化、智能化的特征。上课铃响，学生步入教室，教室里的窗帘会根据室内的光线进行自动开合，通过学生随身佩戴的RFID电子标签连接RFID基站，从而打开桌上的触摸系统，学生可通过网络将自己存在的问题交给老师，还可以浏览老师上课所要讲解的内容。上课铃响，教师进入教室，打开教室前面的多媒体教学管理系统，了解学生的出勤情况，查看学生提交的问题，老师通过多媒体系统、投影设备进行讲授，对学生的问题进行解答，并将授课情景传送到网络。利用物联网技术学生也可以及时了解有关学习的信息，例如学术、考证、就业、讲座信息等，达到教学相长的目的。
利用物联网技术学生也可以及时了解有关学习的信息，例如学术、考证、就业、讲座信息等，达到教学相长的目的。
当今社会亟需可持续发展人才，而培养学生自主学习的能力和可持续发展的能力是高职类高校的显著特征。许多课程和技能需要学生自主学习，与教师讲授相比较，学生很难抓住重点。通过引入RFID技术，学生可以通过查阅相关资料找到需要的课程进行针对性学习，有利于拓展学生的学习空间、培养学生的自主学习能力。物联网能为学生的移动学习和泛在学习等提供支撑环境[3]。
4.2物联网在教育管理中的应用
物联网在教育管理中可用于教务管理、图书管理、设备管理和安全管理等方面。将物联网技术用于教务管理，能够有效地降低教务部门的教务成本，提高管理效率，有助于学生学籍管理电子化，排课自动化、办公电子化，促使学生、家长、学校互动，方便家长随时掌握学生的学习情况。将电子标签嵌入到每一个教学管理设备中，并相应的建立教学设备管理系统，从而大大地提高教学资源的利用率，有效的节约办学成本，实现教学设备的规范化、自动化和智能化管理。通过建立校园物联网智能系统，实现餐饮、水电、图书借阅、校园宿舍出入管理、校园通信等的一体化管理，实现智慧校园。
4.3物联网在公共安全中的应用
目前，高职类高校校园管理的最大弊端是学生的高度自由，并且这也是许多危险事件发生的原因。引用物联网技术对学生进行实时定位，确保学生的人身安全，为确保学生的用水安全，每一个宿舍都安装水压检测器。为实现每一个宿舍的用电安全，对学生宿舍安装智能感应电表。为最大限度的减少火灾隐患，可通过安装烟孔感应系统和对每一个消防设施的定位。
4.4物联网在后勤保障中的应用
在整个校园物联网管理平台中，通过一些射频识别、图像识别、GPS、无线传感等技术，并结合日常的视频监控系统，全面感知校园的环境、人和物的变化，例如门禁监控、健康监控、教室照明监控、仪器控电、路灯节能监控、水电气的监控、灾害监控以及生态监控等。全力打造绿色、节能的环保智能型校园，为学生创建一个舒适健康的学习环境。
5结束语
随着人们不断提高地对于物联网技术关注程度，以及物联网技术的日益成熟，它将越来越广泛地被各类高校校园所应用，从而为学生创建一个更加宜学、宜教、宜研的大学校园。在即将到来的物联网时代，无处不在的学习环境、融合创新的科研环境、透明高效的教务管理、丰富多彩的校园文化、方便快捷的校园生活都将实现，一个安全、稳定、环保、绿色的“智慧校园”将成为现实。
参考文献：
[1]乌家培.物联网产业及其发展[J].中国信息界,2011(4).
[2]宗平,朱洪波,黄刚.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报，2010，30(4).
[3]贺志强，庄君明.物联网在教育中的应用及发展趋势[J].现代远程教育研究，2011(2).
