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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(jiān)持全面發(fā)展的同時(shí)兼顧個(gè)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(shí)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(jì)的高素質(zhì)技能型專門人才。特別是針對(duì)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(duì)接時(shí),所急需的掌握智能物流等相關(guān)專業(yè)知識(shí)的高級(jí)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(cè)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(jià)值觀;踐行社會(huì)主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責(zé)任心和社會(huì)責(zé)任感;具有法律意識(shí)。
第二,文化技術(shù)素質(zhì)。具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)和一定的知識(shí)儲(chǔ)備;具有不斷更新知識(shí)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(shí)、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(shí),掌握從事物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品集成、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)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(shí);具有一定的工程意識(shí)和效益意識(shí);具有一定的市場(chǎng)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(shí)。
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(shí)應(yīng)用和常見故障的處理能力;單片機(jī)基本知識(shí)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(jì)能力;基本的市場(chǎng)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(bào)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(bào)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(shí)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(tái)的運(yùn)營能力;智能物流平臺(tái)設(shè)計(jì)與維護(hù)能力;智能設(shè)備平臺(tái)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(shí)能力;創(chuàng)新能力;工程實(shí)踐能力;人員管理、時(shí)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(duì)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(gè)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(shí)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(shí)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(jì)算數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、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(jì)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、通訊基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)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(gè)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(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)、條碼應(yīng)用實(shí)踐、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)、畢業(yè)實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)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(bào)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(duì)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(duì)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(bào)告,報(bào)告應(yīng)包括行業(yè)認(rèn)知、自我評(píng)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(shí)間開展職業(yè)規(guī)劃實(shí)踐。人才測(cè)評(píng)專家將學(xué)生的職業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)、學(xué)生的社會(huì)活動(dòng)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)、教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)、職業(yè)素質(zhì)綜合評(píng)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(dòng)機(jī)、特質(zhì)、自我認(rèn)識(shí)、社會(huì)角色、技能、知識(shí)等層次進(jìn)行匹配,給出職業(yè)素質(zhì)評(píng)分報(bào)告和職業(yè)生涯規(guī)劃建議,學(xué)生根據(jù)評(píng)分報(bào)告和建議完成職業(yè)規(guī)劃報(bào)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(jì)
1.專項(xiàng)實(shí)踐設(shè)計(jì)
第一,程序設(shè)計(jì)實(shí)踐。在第1學(xué)期的教學(xué)周內(nèi),單獨(dú)利用一周時(shí)間開設(shè)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐。本設(shè)計(jì)實(shí)踐是程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要組成部分。通過本設(shè)計(jì)實(shí)踐,學(xué)生能更進(jìn)一步理解C語言程序設(shè)計(jì)方法,在編程實(shí)現(xiàn)時(shí)要保持良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格,對(duì)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格在軟件設(shè)計(jì)中的重要作用有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。根據(jù)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐完成情況進(jìn)行考核,并結(jié)合設(shè)計(jì)報(bào)告對(duì)學(xué)生進(jìn)行等級(jí)評(píng)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(shí)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(shí),對(duì)各種典型的算法問題進(jìn)行編程、調(diào)試,并分析其時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度,理解設(shè)計(jì)選型對(duì)軟件性能的重要性,撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。
第三,電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。在第3學(xué)期的教學(xué)周內(nèi),單獨(dú)利用一周時(shí)間開設(shè)電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電子技術(shù)知識(shí),針對(duì)具體的實(shí)際問題或任務(wù),全面地分析和設(shè)計(jì)出解決該問題的實(shí)施方案,最后完成電路的制作和測(cè)試。根據(jù)學(xué)生提交的設(shè)計(jì)報(bào)告和圖紙進(jìn)行考核。
第四,設(shè)計(jì)實(shí)踐。基于Web的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)實(shí)踐,在第4學(xué)期的教學(xué)周內(nèi),單獨(dú)利用一周時(shí)間開設(shè)基于Web的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行考核。
第五,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)踐。利用一周時(shí)間開設(shè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)踐。要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí),結(jié)合C51RF-WSN平臺(tái),選擇合適的器件與模塊來設(shè)計(jì)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(jì)報(bào)告進(jìn)行考核。
2.綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐
第一,RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐。在第5學(xué)期的教學(xué)周內(nèi),單獨(dú)利用一周時(shí)間開設(shè)RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)報(bào)告。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行考核。
第二,小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)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(shí)間開設(shè)小型物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)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(jì)報(bào)告。根據(jù)學(xué)生的完成情況和設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行考核。
3.畢業(yè)實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)
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(bào)告或總結(jié),指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)情況對(duì)實(shí)踐進(jìn)行評(píng)定。
第二,畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)、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(duì)他們整個(gè)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(jì)算機(jī)特色人才提供了條件。
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1.智慧城市的概念與內(nèi)涵
1.1智慧城市的概念
智慧城市是把新一代信息技術(shù)充分運(yùn)用在城市的各行各業(yè)之中的基于知識(shí)社會(huì)下一代創(chuàng)新(創(chuàng)新2.0)的城市信息化高級(jí)形態(tài)。智慧城市是基于互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的創(chuàng)新應(yīng)用。智慧城市實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。
1.2智慧城市的內(nèi)涵
1.2.1 更透徹的感知,更全面的互聯(lián)互通
智慧城市基于無處不在的智能傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)城市物理空間的全面、綜合的感知,動(dòng)態(tài)的獲取城市的各種信息,對(duì)城市核心系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施感測(cè),實(shí)現(xiàn)“無所不在的連接”。
1.2.2 更深入的整合,更協(xié)同的運(yùn)作
通過城市“三網(wǎng)”融合,再加上物聯(lián)網(wǎng)和基于云計(jì)算平臺(tái)的多元異構(gòu)數(shù)據(jù)(多參考系、多語義、多尺度、多時(shí)相等)的整合,構(gòu)建智慧城市的信息基礎(chǔ)設(shè)施。1.2.3 更多樣的服務(wù),更積極的創(chuàng)新
智慧城市所構(gòu)建的服務(wù),是一種新的提供服務(wù)的體系結(jié)構(gòu),對(duì)所感知到的海量數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行不同深度的處理、挖掘與延伸,為人們提供不同種類、不同層次、不同要求的低成本、高效率的智慧化服務(wù)。同時(shí)智慧城市給了政府、企業(yè)、個(gè)人更多的創(chuàng)新的機(jī)會(huì),鼓勵(lì)在智慧城市提體系內(nèi)尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),為社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文明前進(jìn)提供不息動(dòng)力。
2.智慧城市實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示。感知層對(duì)物理世界感知、識(shí)別并控制。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。應(yīng)用層在對(duì)信息計(jì)算和處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)在各行業(yè)的應(yīng)用。
圖1
2.2云計(jì)算
2.2.1云計(jì)算的定義
現(xiàn)今,廣為接受的是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)定義:云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問, 進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò),服務(wù)器,存儲(chǔ),應(yīng)用軟件,服務(wù)),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。
2.2.2云計(jì)算的特點(diǎn)
云計(jì)算是通過使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上,而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中,企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上,根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。特點(diǎn)如下:(1) 超大規(guī)模(2) 虛擬化(3) 高可靠性(4) 通用性(5) 高可擴(kuò)展性(6) 按需服務(wù)(7) 極其廉價(jià)2.3物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的關(guān)系
目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展存在“信息孤島”現(xiàn)象,其在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)小地域的應(yīng)用互相隔離,不能形成城市范圍的一體化協(xié)作平臺(tái)。究其原因除,社會(huì)經(jīng)濟(jì)層次上的困難外,主要是標(biāo)準(zhǔn)化程度較低,缺乏統(tǒng)一的中間件接口,以及各部門、各行業(yè)應(yīng)用融合所帶來的海量信息存儲(chǔ)和計(jì)算的壓力,而云計(jì)算技術(shù)為后者提供了很好的解決方案。
3.智慧城市建設(shè)應(yīng)用體系
3.1智慧公共服務(wù)體系:建設(shè)智慧公共服務(wù)和城市管理系統(tǒng)。通過加強(qiáng)就業(yè)、醫(yī)療、文化、安居等專業(yè)性應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),通過提升城市建設(shè)和管理的規(guī)范化、精準(zhǔn)化和智能化水平,有效促進(jìn)城市公共資源在全市范圍共享,積極推動(dòng)城市人流、物流、信息流、資金流的協(xié)調(diào)高效運(yùn)行,在提升城市運(yùn)行效率和公共服務(wù)水平的同時(shí),推動(dòng)城市發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)。
3.2智慧城市綜合體:采用視覺采集和識(shí)別、各類傳感器、無線定位系統(tǒng)、RFID、條碼識(shí)別、視覺標(biāo)簽等頂尖技術(shù),構(gòu)建智能視覺物聯(lián)網(wǎng),對(duì)城市綜合體的要素進(jìn)行智能感知、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集,涵蓋城市綜合體當(dāng)中的商業(yè)、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會(huì)議、文娛和交通、燈光照明、信息通信和顯示等方方面面,將采集的數(shù)據(jù)可視化和規(guī)范化,讓管理者能進(jìn)行可視化城市綜合體管理。國內(nèi)公司也在“智慧地球”啟示下提出架構(gòu)體系,如“智慧城市4+1體系”(圖2),已在城市綜合體智能化天津智慧和平區(qū)等智能化項(xiàng)目中得到應(yīng)用。
圖2
3.3智慧政務(wù)城市綜合管理運(yùn)營平臺(tái):此類項(xiàng)目已有實(shí)際案例,天津市和平區(qū)的“智慧和平城市綜合管理運(yùn)營平臺(tái)”包括指揮中心、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、智能監(jiān)控系統(tǒng)、和平區(qū)街道圖書館和數(shù)字化公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四個(gè)部分內(nèi)容,其中指揮中心系統(tǒng)囊括政府智慧大腦六大中樞系統(tǒng),分別為公安應(yīng)急系統(tǒng),公共服務(wù)系統(tǒng),社會(huì)管理系統(tǒng),城市管理系統(tǒng),經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng),輿情分析系統(tǒng)。
3.4智慧安居服務(wù)體系。開展智慧社區(qū)安居的調(diào)研試點(diǎn)工作,在部分居民小區(qū)為先行試點(diǎn)區(qū)域,充分考慮公共區(qū)、商務(wù)區(qū)、居住區(qū)的不同需求,融合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等各種信息技術(shù),發(fā)展社區(qū)政務(wù)、智慧家居系統(tǒng)、智慧樓宇管理、智慧社區(qū)服務(wù)、社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全管理、智慧商務(wù)辦公等智慧應(yīng)用系統(tǒng),使居民生活“智能化發(fā)展”。
3.5智慧教育文化服務(wù)體系:積極推進(jìn)智慧教育文化體系建設(shè)。建設(shè)完善我市教育城域網(wǎng)和校園網(wǎng)工程,推動(dòng)智慧教育事業(yè)發(fā)展,重點(diǎn)建設(shè)教育綜合信息網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)校、數(shù)字化課件、教學(xué)資源庫、虛擬圖書館、教學(xué)綜合管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)等資源共享數(shù)據(jù)庫及共享應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)。
3.6智慧服務(wù)應(yīng)用。組織實(shí)施部分智慧服務(wù)業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目,通過示范帶動(dòng),推進(jìn)傳統(tǒng)服務(wù)企業(yè)經(jīng)營、管理和服務(wù)模式創(chuàng)新,加快向現(xiàn)代智慧服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。
智慧貿(mào)易:支持企業(yè)通過自建網(wǎng)站或第三方電子商務(wù)平臺(tái),開展網(wǎng)上詢價(jià)、網(wǎng)上采購、網(wǎng)上營銷,網(wǎng)上支付等電子商務(wù)活動(dòng)。積極推動(dòng)商貿(mào)服務(wù)業(yè)、旅游會(huì)展業(yè)、中介服務(wù)業(yè)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用電子商務(wù)手段,創(chuàng)新服務(wù)方式,提高服務(wù)層次。
建設(shè)智慧服務(wù)業(yè)示范推廣基地。積極通過信息化深入應(yīng)用,改造傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)經(jīng)營、管理和服務(wù)模式,加快向智能化現(xiàn)代服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型。
4.智慧城市建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)及未來展望
伴隨網(wǎng)絡(luò)帝國的崛起、移動(dòng)技術(shù)的融合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進(jìn)程,知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。智慧城市建設(shè)需要技術(shù)和金融的創(chuàng)新,需要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和完善的法規(guī),更需要政府的引導(dǎo)和市場(chǎng)的主導(dǎo)。但是發(fā)展智慧城市要防止一哄而起,急于求成,炒作概念。希望我們智慧城市的建設(shè)能夠健康可持續(xù)的發(fā)展。我們相信我們通過城市的智慧的發(fā)展,我們一定會(huì)迎來一個(gè)幸福城市、智慧城市、綠色城市和和諧城市的時(shí)代。
然而,智慧城市建設(shè)必然會(huì)改變城市人的生活和生產(chǎn)方式。21世紀(jì)的“智慧城市”,能夠充分運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息,從而對(duì)于包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能的響應(yīng),為人類創(chuàng)造更美好的城市生活。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用;研究分析;技術(shù)思想;應(yīng)用原則
引言:
隨著當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展,廣大群眾的生活逐步的邁向現(xiàn)代化和居住環(huán)境的舒適化等方向之中,在實(shí)踐當(dāng)中,相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,也使得廣大群眾的生活質(zhì)量水準(zhǔn)進(jìn)一步的提升。在工作的開展過程當(dāng)中一方面應(yīng)當(dāng)明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用的原則和核心的原理,另外也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,逐步的對(duì)其中關(guān)鍵性的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、布線技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等進(jìn)行研究,以更好的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用水準(zhǔn)的增強(qiáng),為廣大群眾提供更加舒適的環(huán)境和居住氛圍。
1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用的原理和概念分析
明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)技術(shù)原則和技術(shù)的核心思想對(duì)于保證后期應(yīng)用的效果和基本的質(zhì)量有著關(guān)鍵性的意義,所以在實(shí)踐當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)的加強(qiáng)對(duì)此方面內(nèi)容的深入分析,以更好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的革新與向前發(fā)展。隨著當(dāng)前全球范圍之內(nèi)的科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)不斷提升,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也在呈現(xiàn)出不斷改進(jìn)的趨勢(shì),進(jìn)而出現(xiàn)了一些智能化的相關(guān)概念,當(dāng)前智能化以及自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟發(fā)展,再加上智能家居建設(shè)水準(zhǔn)不斷增強(qiáng)。
?從技術(shù)架構(gòu)上來看,物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,其主要功能是識(shí)別物體,采集信息。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成,相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦,負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(包括人、組織和其他系統(tǒng))的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。在今后物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用和相關(guān)的發(fā)展也相當(dāng)關(guān)鍵,在實(shí)踐當(dāng)中不僅應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行系統(tǒng)性的分析,在工作的開展過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用的原則和核心的原理,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)基本現(xiàn)狀的研究,進(jìn)而使得設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)可以得到穩(wěn)步的增強(qiáng),為廣大群眾提供更加舒適的環(huán)境和居住氛圍。真正意義上實(shí)現(xiàn)相關(guān)科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)步向前發(fā)展。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用要點(diǎn)
根據(jù)上文針對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念和實(shí)際的原則等進(jìn)行分析可以明確其在實(shí)踐當(dāng)中應(yīng)用的思想環(huán)節(jié)。下文將針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家居當(dāng)中的應(yīng)用基本現(xiàn)狀等進(jìn)行分析,重點(diǎn)的對(duì)家庭控制中心、家庭娛樂中心以及數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行研究,旨在更好的促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向前發(fā)展和創(chuàng)新。
2.1家庭安防中心和數(shù)據(jù)中心
家庭數(shù)據(jù)中心,常見的諸如游戲資料、電影資料以及音樂數(shù)據(jù)等等,均可以通過物聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)至服務(wù)器之中,進(jìn)而可以幫助居住者可以隨時(shí)的進(jìn)行查看,另外,在一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)中心之中還包含有家庭環(huán)境當(dāng)中的必需品,使得其可以很好的與家庭當(dāng)中的設(shè)備相互連接,彼此之間形成一種相互連接和相互交互的工具,進(jìn)而使得交互的效應(yīng)和應(yīng)用的價(jià)值大大增強(qiáng),更加的進(jìn)行資料和數(shù)據(jù)的整合,保證最佳的物聯(lián)網(wǎng)連接狀態(tài),幫助家庭成員之間很好的對(duì)相關(guān)資料和信息進(jìn)行分享。
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì),可以使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用運(yùn)作更加穩(wěn)定和可靠,并且通過相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和研究,通過對(duì)客觀資料的調(diào)查,可以初步的確定得出最佳的初始運(yùn)營方案,進(jìn)而使得數(shù)值的檢測(cè)以及對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分析更加可靠,在實(shí)踐當(dāng)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行系統(tǒng)性的分析,保證反饋的效益和質(zhì)量,初步的修訂得出最佳的設(shè)計(jì)方案計(jì)劃,旨在以此為基礎(chǔ)更好的實(shí)現(xiàn)相關(guān)事業(yè)的整改和創(chuàng)新。保證控制技術(shù)可以得到妥善的發(fā)展。
2.2家庭娛樂中心和控制中心
常用的家庭信息,如天氣預(yù)報(bào)、咨詢信息等可以通過連接入網(wǎng)的家庭終端設(shè)備及時(shí)了解到。娛樂的內(nèi)容也是涵蓋影視、音樂、游戲、通訊等眾多應(yīng)用,并且內(nèi)容的來源需包含來自專業(yè)機(jī)構(gòu)制作的、來自親朋好友分享的、以及自己采集錄制的三大部分,有的需付費(fèi),有的可分享,甚至還有的可以去收錢。通過物聯(lián)網(wǎng)與外部的服務(wù)連接起來,才能真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)與設(shè)備互動(dòng)。總的來講加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的改革,意義重大。自從進(jìn)入新時(shí)代之后我國飛物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入到了一個(gè)嶄新的階段,并且很好的突破了技術(shù)發(fā)展過程之中存在的問題。但是需要注意的是,在今后還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中關(guān)鍵性技術(shù)的分析,同時(shí)對(duì)應(yīng)用的具體層面和應(yīng)用過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)掌握的重難點(diǎn)等進(jìn)行集中性的分析,以更好的促進(jìn)相關(guān)事業(yè)邁向成熟的發(fā)展局面。
3.結(jié)束語
總的來講加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用要點(diǎn)和基本思想原則的分析有著重大的意義,正如上文所分析到的,隨著當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展,廣大群眾的生活逐步的邁向現(xiàn)代化和居住環(huán)境的舒適化等方向之中,綜上所述,根據(jù)對(duì)當(dāng)前現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其在實(shí)踐當(dāng)中的廣泛應(yīng)用等進(jìn)行系統(tǒng)性的分析,從實(shí)際的角度著手對(duì)今后工作的發(fā)展方向和一般性的思想原則等進(jìn)行分析,旨在更好的實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用水準(zhǔn)和效益的持續(xù)增強(qiáng),為現(xiàn)代化的生活質(zhì)量改善奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件。
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隨著2013年3月《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要(2013年修訂)》的頒布,“擴(kuò)展模塊III”的“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”作為一項(xiàng)新內(nèi)容正式進(jìn)入小學(xué)信息技術(shù)課堂。物聯(lián)網(wǎng)通過傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)+傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián),是將信息轉(zhuǎn)化為行動(dòng),給企業(yè)、個(gè)人和國家創(chuàng)造新的功能,并帶來更加豐富的體驗(yàn)和前所未有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)課堂是以國務(wù)院《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》和教育部《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試用)》等相關(guān)文件為指導(dǎo)的重要舉措,是建立在江蘇省信息技術(shù)課程具體情況基礎(chǔ)上的一次大膽嘗試。
江蘇省無錫市是“感知中國”的一個(gè)中心,是當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與應(yīng)用的“橋頭堡”,而筆者所在學(xué)校是江蘇省科學(xué)教育特色學(xué)校,有信息技術(shù)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)社團(tuán)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),并在各類相關(guān)競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績,故被推薦為無錫市物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)器材試點(diǎn)學(xué)校。在無錫市教科院和電教館的指導(dǎo)下,學(xué)校認(rèn)真參照指導(dǎo)綱要有關(guān)精神,在六年級(jí)中開設(shè)以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)6年級(jí)教材為主的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)課程,并積極參與相關(guān)研討工作,參與公開示范課的錄制工作,積極反饋教材與相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材的意見與建議。由于內(nèi)容新穎獨(dú)特,貼近生活,加上有相關(guān)教學(xué)資源和用具的相配套,受到師生的普遍歡迎,取得良好成效。
二、物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂的實(shí)踐意義與理論價(jià)值
2014版江蘇省《小學(xué)信息技術(shù)》6年級(jí)教材的主要內(nèi)容從信息感知、信息傳輸和智能應(yīng)用三大方面結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行啟蒙,主體是傳感技術(shù)的生活應(yīng)用,體驗(yàn)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決生活實(shí)際問題的過程與方法,以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng),也為以后初中進(jìn)一步學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打下良好基礎(chǔ)。
1.“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的加入擴(kuò)大了信息技術(shù)課程的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加入信息技術(shù)課程,使“信息技術(shù)課”基本擺脫了“計(jì)算機(jī)課”或者“電腦課”的標(biāo)簽,提高了師生對(duì)信息技術(shù)課程的認(rèn)識(shí),全面培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)和運(yùn)用信息技術(shù)解決生活實(shí)際問題的能力。
2.“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的加入凸顯信息技術(shù)課程的綜合性
教育部印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出:“從小學(xué)至高中設(shè)置綜合實(shí)踐活動(dòng)并作為必修課程,其內(nèi)容主要包括:信息技術(shù)教育、研究性學(xué)習(xí)、社區(qū)服務(wù)與社會(huì)實(shí)踐以及勞動(dòng)與技術(shù)教育。強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過實(shí)踐,增強(qiáng)探究和創(chuàng)新意識(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法,發(fā)展綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這部分內(nèi)容更全面地詮釋了當(dāng)前信息技術(shù)課程是綜合實(shí)踐活動(dòng)一大組成部分的屬性,要求在實(shí)驗(yàn)器材和相關(guān)應(yīng)用平臺(tái)的支持下開展體驗(yàn)性實(shí)踐,學(xué)會(huì)研究、分析和分享的基本方法,評(píng)價(jià)身邊的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)及其與實(shí)際生活的關(guān)系,并嘗試設(shè)計(jì)富有創(chuàng)意的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。
3.“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的加入是信息技術(shù)課程發(fā)展方向的重大嘗試
信息技術(shù)課到底什么,業(yè)界一直在爭論不休,其內(nèi)容也不斷變化。我國信息技術(shù)課程作為一門工具性和實(shí)踐性并重的學(xué)科,需要與時(shí)俱進(jìn)。蘇教版教材歷經(jīng)十多年的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了以軟件操作工具學(xué)習(xí)為主的計(jì)算機(jī)課程向信息技術(shù)課程的轉(zhuǎn)變,歷次改版后,加入了機(jī)器人課程、Scratch軟件學(xué)習(xí)等新內(nèi)容,并大力支持國產(chǎn)軟件。這次在較短的時(shí)間內(nèi)編寫出小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課程更加貼近信息技術(shù)前沿和生活實(shí)際,是一次大膽實(shí)踐與嘗試,為信息技術(shù)課程的發(fā)展指明了方向。
三、物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂需要解決的問題
1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是什么
筆者并不認(rèn)同物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門新的技術(shù),其基礎(chǔ)還是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),核心是傳感技術(shù),我國定義“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念是為了增加高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的話語權(quán),并制定推廣相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),提高我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地位,抓住互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的發(fā)展機(jī)遇。所以筆者認(rèn)為在課堂教學(xué)過程中不必要過分注重定義“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念,也不要過多涉及技術(shù)類的名詞術(shù)語與相關(guān)原理,應(yīng)更多地讓學(xué)生能夠主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)并嘗試分析日常生活中的物聯(lián)網(wǎng)典型智能應(yīng)用,體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能干什么和怎么干
物聯(lián)網(wǎng)教材的主要內(nèi)容是熟悉幾種常見傳感器和電子標(biāo)簽并了解其應(yīng)用,通過對(duì)生活中的典型智能應(yīng)用的開發(fā)與分析,以及對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的體驗(yàn)性實(shí)踐,觀察、思考、嘗試、探究,使學(xué)生逐步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與相關(guān)知識(shí),加深對(duì)信息感知的理解,提高學(xué)生的綜合信息素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。
執(zhí)教者做好充分的課前準(zhǔn)備,運(yùn)用好教材配套的輔助教學(xué)光盤,引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊典型的物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用事例,提倡實(shí)物演示,避免傳統(tǒng)的大段講解。筆者在課堂教學(xué)中運(yùn)用“比特實(shí)驗(yàn)室”推出的與教材相配套的實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生實(shí)際操作感知相關(guān)傳感技術(shù)的特點(diǎn),進(jìn)行相應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)較為科學(xué)的研究方法,寓教于樂,學(xué)以致用,受到了學(xué)生們的歡迎。
3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)際效果的評(píng)價(jià)
信息技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)是數(shù)字化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和系統(tǒng)化,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正是綜合了以上發(fā)展趨勢(shì),在計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)控制三個(gè)領(lǐng)域相互聯(lián)系、不斷發(fā)展、集成應(yīng)用,使整個(gè)社會(huì)普遍實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,并被廣泛應(yīng)用于從政府辦公到企業(yè)運(yùn)作再到家庭、個(gè)人生活的各個(gè)領(lǐng)域。那么我們?cè)诮虒W(xué)過程中應(yīng)當(dāng)通過與傳統(tǒng)方式的對(duì)比,以實(shí)際效果分析和評(píng)價(jià)身邊的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)及其與實(shí)際生活的關(guān)系,并嘗試設(shè)計(jì)富有創(chuàng)意的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。
四、物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂的教學(xué)策略
盡管物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂在江蘇省已經(jīng)落地,取得了階段性成果,但作為一種嘗試,這只是個(gè)開始,并不代表著完全進(jìn)入了正軌。筆者通過自己的教學(xué)實(shí)踐以及與同行的交流,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂提出了初步意見。
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂需要領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。由于地區(qū)和學(xué)校發(fā)展的不平衡,部分學(xué)校缺少對(duì)信息技術(shù)課程的經(jīng)費(fèi)和師資投入,特別是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容需要大量的實(shí)物和實(shí)驗(yàn)器材購置,如果不解決這個(gè)問題,課堂教學(xué)只能變成干巴巴的說教,失去了此課程模塊開設(shè)的意義。所以上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)主管部門應(yīng)盡快制定和落實(shí)課程計(jì)劃和配套器材標(biāo)準(zhǔn),解決物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正走入課堂的器材投入問題。
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)進(jìn)課堂也必須要有相關(guān)的師資支持。當(dāng)前各個(gè)學(xué)校的信息技術(shù)教師相對(duì)不足,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加入,使其缺少專業(yè)教師的問題更加突出。所以在不能增加編制的情況下,可以考慮從綜合實(shí)踐或科學(xué)學(xué)科方面引進(jìn)師資,加強(qiáng)專業(yè)指導(dǎo)培訓(xùn),以解燃眉之急。無錫市通德橋小學(xué)成功地展示的一堂物聯(lián)網(wǎng)公開課,其執(zhí)教者也是一名科學(xué)教師,該教師很好地面向全體學(xué)生,立足學(xué)生發(fā)展,突出科學(xué)探究,體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)、善于質(zhì)疑的科學(xué)精神,對(duì)溫度傳感技術(shù)這一應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的對(duì)比研究,取得了很好的課堂效果。
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容不是傳統(tǒng)的講授所能掌握的,必須通過實(shí)踐探究,經(jīng)歷一個(gè)從發(fā)現(xiàn)問題、提出方案、付諸實(shí)施、修正維護(hù)到評(píng)價(jià)效果的一系列過程。特別是在實(shí)驗(yàn)器材不充足的情況下還要通過小組合作的方式,協(xié)同完成學(xué)習(xí)任務(wù),這樣傳統(tǒng)的一周一課時(shí)的課程計(jì)劃難以滿足教學(xué)的時(shí)間需求。并且在實(shí)踐器材的使用過程中還要有器材準(zhǔn)備和器材整理的時(shí)間,所以有必要調(diào)整課時(shí)計(jì)劃,與其他課程(如綜合實(shí)踐課)相協(xié)調(diào),改成隔周兩課時(shí)連上的方式比較適合。
關(guān)鍵詞:課程體系;教學(xué)模式;平臺(tái)建設(shè);分層/分類培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):2095-1302(2014)01-0077-03
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。代表了未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)與方向,政府大力支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,企業(yè)和教育界、科技界共同推動(dòng),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),需要大量熟悉和精通物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)人才[1,2]。在此背景下,北京聯(lián)合大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院對(duì)2011版自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了修訂,在 “智能測(cè)控技術(shù)”專業(yè)方向的基礎(chǔ)上建立了“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”方向[3]。
1 專業(yè)現(xiàn)狀與背景分析
原“智能測(cè)控技術(shù)”專業(yè)方向以信息的采集和處理為主,課程主要包括檢測(cè)技術(shù)、傳感器原理及應(yīng)用、智能儀器、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及LabVIEW技術(shù)等,是傳統(tǒng)的專業(yè)方向,課程的覆蓋面較窄,偏重于系統(tǒng)前端的硬件采集原理,系統(tǒng)的概念較為薄弱;從人才培養(yǎng)的角度來看,已經(jīng)滿足不了厚基礎(chǔ)、寬口徑的人才需求,學(xué)生掌握知識(shí)的集成度不高。為了既保持傳統(tǒng)的經(jīng)典知識(shí)內(nèi)容,又要為課程體系增加新的特色和先進(jìn)內(nèi)容,將傳統(tǒng)的專業(yè)方向賦予時(shí)代意義,使學(xué)生們真正學(xué)以致用,“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向應(yīng)運(yùn)而生。
“智能測(cè)控技術(shù)”和“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”并不是割裂的,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者的延續(xù)和拓展。從技術(shù)的角度上講,物聯(lián)網(wǎng)分成三個(gè)層次[4,5],即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層,形成了物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)的感知層涉及到傳感網(wǎng)技術(shù),會(huì)有多種傳感器應(yīng)用其中,正是“智能測(cè)控技術(shù)”方向的核心內(nèi)容;物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層是多種信息的智能處理技術(shù),也是“智能測(cè)控技術(shù)”方向的主要內(nèi)容,它們被物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層連接,即新的專業(yè)方向加入無線傳感網(wǎng)等新知識(shí)、新技術(shù),形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系的概念。
我們的教學(xué)理念在于從一個(gè)大系統(tǒng)的角度看待物聯(lián)網(wǎng),利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成創(chuàng)新應(yīng)用和信息化服務(wù)。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,實(shí)現(xiàn)信息的采集、傳輸、有用信息的提取和整理、以及完成相應(yīng)的控制和信息應(yīng)用,重點(diǎn)突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計(jì),及物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用和信息化服務(wù)。因此本課程體系的設(shè)置將突出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、選擇物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與經(jīng)典的檢測(cè)及控制方法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的多領(lǐng)域應(yīng)用[6,7]。以物聯(lián)網(wǎng)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,提高學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)。
2 課程體系設(shè)置
“信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)方向設(shè)置在自動(dòng)化學(xué)院,因此它的應(yīng)用特色非常鮮明。課程體系的設(shè)置如圖1所示,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置。其中,理論教學(xué)是基礎(chǔ),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的典型應(yīng)用形成完整的闡述,實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論課程的延伸,是抽象到具體的過程,試驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),完成由下而上的知識(shí)獲取和驗(yàn)證;物聯(lián)網(wǎng)作為一種實(shí)用技術(shù),讓學(xué)生去感受、去體驗(yàn)、去親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)更是至關(guān)重要的。通過實(shí)踐環(huán)節(jié)中的認(rèn)識(shí)實(shí)踐,學(xué)生去企業(yè)參觀感受,體會(huì)知識(shí)的力量和企業(yè)文化,培養(yǎng)對(duì)專業(yè)的認(rèn)知和信心;工作實(shí)踐則更近了一步,利用假期時(shí)間到相關(guān)企業(yè)中從事基礎(chǔ)和簡單的專業(yè)工作,深化所學(xué)知識(shí)的專業(yè)應(yīng)用技能;請(qǐng)工程師或行業(yè)企業(yè)從業(yè)者走進(jìn)學(xué)校的課堂,結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用案例,為學(xué)生出題和指導(dǎo),進(jìn)行專業(yè)綜合訓(xùn)練,為學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力和實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)打造了平臺(tái),提供了方向。理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、案例教學(xué)和各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合,增加課程的實(shí)用性。為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
2.1 理論課程
集成了多種新知識(shí)和新技術(shù)的應(yīng)用,涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多,作為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì),理論教學(xué)中課程內(nèi)容的銜接、承上啟下的課程安排非常重要;理論課程包括基礎(chǔ)課程(也稱為學(xué)科大類課程)和專業(yè)課程[1]。
本專業(yè)方向偏重于傳感檢測(cè)、無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以及行業(yè)應(yīng)用,尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的兩化(信息化、自動(dòng)化)融合,因此在限選課中還有相關(guān)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用課程:虛擬儀器技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等。任選課作為專業(yè)限選課的補(bǔ)充,完善物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
通過理論課的學(xué)習(xí),學(xué)生將會(huì)對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通,對(duì)信息處理和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用體系和架構(gòu)充分了解,具有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的理念和基本的組網(wǎng)設(shè)計(jì)能力。但是在實(shí)際應(yīng)用中,需要將多門課程、甚至多學(xué)科的知識(shí)融為一體,去設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行一套系統(tǒng)。這種靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)于實(shí)際系統(tǒng)的能力,是真正的學(xué)以致用的體現(xiàn)。因此實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā),對(duì)于學(xué)生消化、理解理論知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力至關(guān)重要。
2.2 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
圖2所示是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)框架,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與課程設(shè)置緊密相連,并考慮到學(xué)生的分層教學(xué)以及科研平臺(tái)的擴(kuò)展性。利用已申請(qǐng)的中央財(cái)政支持地方高校專項(xiàng)資金,正在籌建支撐“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用”、“無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”及“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括三個(gè)模塊:第一是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K; 第二是無線傳感網(wǎng)開發(fā)設(shè)計(jì)模塊;第三是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沉浸式體驗(yàn)?zāi)K。其中第一和第二模塊在教學(xué)上采用學(xué)生熟悉的C或C++語言實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和無線網(wǎng)的設(shè)計(jì),網(wǎng)關(guān)采用Linux、andor兩種操作系統(tǒng),學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和喜好選擇;第三模塊是智能家居(體驗(yàn))實(shí)驗(yàn)室,根據(jù)家居實(shí)景建立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)燈光、安防、煙感、窗簾、空調(diào)等家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。此系統(tǒng)采用最適合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的Tiny OS操作系統(tǒng),可以作為學(xué)生初識(shí)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)體驗(yàn)?zāi)K,也可以作為教師、學(xué)生進(jìn)行科研開發(fā)的平臺(tái)。目前在建實(shí)驗(yàn)室物流綜合實(shí)驗(yàn)室和未來超市都是物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)中的具體應(yīng)用,提供學(xué)生進(jìn)行專業(yè)綜合訓(xùn)練。
課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全部以實(shí)際系統(tǒng)為主,綜合訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試能力,包括對(duì)傳感/變送器的選取、信號(hào)的采集與處理方法、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計(jì)、針對(duì)不同領(lǐng)域執(zhí)行器的選擇等;并將先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合作為物聯(lián)網(wǎng)的信息處理方式,培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)智能儀器的開放性創(chuàng)新能力。通過實(shí)際項(xiàng)目訓(xùn)練,學(xué)生可以完成從了解任務(wù)的需求、根據(jù)需求制定系統(tǒng)方案、在最佳性價(jià)比的基礎(chǔ)上選型系統(tǒng)的硬件配置、組網(wǎng),到應(yīng)用所學(xué)知識(shí)編制合理的軟件程序,并具有系統(tǒng)調(diào)試、通過系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果分析問題、定位問題、以及解決問題的專業(yè)核心能力。
2.3 實(shí)踐基地建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)是集成的信息/控制服務(wù)系統(tǒng),可以應(yīng)用于不同的行業(yè)和領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才缺口近20萬,因此培養(yǎng)適合于企業(yè)的應(yīng)用型人才就是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。產(chǎn)學(xué)研的辦學(xué)模式是企業(yè)和學(xué)??焖贉贤ā⒐步ü糙A的很好方法。在課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí),積極與企業(yè)聯(lián)系,建設(shè)校外實(shí)踐教學(xué)基地是專業(yè)方向建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)在我們的教學(xué)計(jì)劃中還有工作實(shí)踐的內(nèi)容,建設(shè)實(shí)踐基地也為學(xué)生的工作實(shí)踐提供了場(chǎng)所和條件。利用北京市高新企業(yè)多,許多區(qū)縣建立數(shù)字北京、智慧北京的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的機(jī)會(huì),與企業(yè)和公司合作,進(jìn)行橫向項(xiàng)目的開發(fā)和實(shí)踐基地的建設(shè)。選派學(xué)生到相應(yīng)的公司企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運(yùn)行模式,還可以為企業(yè)提供專業(yè)的人才,實(shí)現(xiàn)企業(yè)與學(xué)生的雙向選擇。
3 教學(xué)模式的探索
物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多,學(xué)生直接進(jìn)行理論課的學(xué)習(xí)難免感覺枯燥和凌亂;但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以無所不在、生動(dòng)有趣,這樣的特點(diǎn)決定了我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)可以先引起學(xué)生的興趣,讓他們明白所學(xué)可以如何用。因此在課程的安排上首先是導(dǎo)論和浸入式體驗(yàn)的認(rèn)識(shí)實(shí)踐,然后才是相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),并在第六個(gè)學(xué)期進(jìn)行工作實(shí)踐,加深專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用,第七學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合訓(xùn)練,學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性訓(xùn)練,形成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。圖3所示是學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)方向的教學(xué)進(jìn)程圖。
4 結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)具有以下特色:
第一是先進(jìn)。課程設(shè)置針對(duì)目前最熱門的集成技術(shù)應(yīng)用—物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用,是傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息控制技術(shù)的發(fā)展方向,體現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)的特質(zhì);
其次就是實(shí)用。課程設(shè)置和內(nèi)容將重點(diǎn)突出實(shí)用性,理論是基礎(chǔ),實(shí)用是根本。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和畢業(yè)后對(duì)崗位的適應(yīng)能力為宗旨,突出重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)實(shí)用。
第三是靈活。不但體現(xiàn)在課堂上課程設(shè)置的靈活性,也顯示了物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的靈活性。以物聯(lián)網(wǎng)體系框架為依托,重點(diǎn)突出無線傳感網(wǎng)和應(yīng)用層設(shè)計(jì)及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要靈活配置。強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生靈活思維,突出創(chuàng)造性和創(chuàng)新意識(shí),是學(xué)生綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。
最后是深入。課程的工程性、實(shí)用性、設(shè)計(jì)性很強(qiáng),也有許多公司會(huì)舉辦大型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽,因此可以為有興趣的同學(xué)開辟第二課堂,通過指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)專業(yè)的科技競(jìng)賽帶動(dòng)大家的學(xué)習(xí)熱情,深入理解本門課的內(nèi)容。
參 考 文 獻(xiàn)
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