物联网工程规划与设计课程建设研究

引 言

物联网作为教育部战略性新兴产业之一，具有良好的经济和社会效益。物联网工程成为各类高等院校争相开设的热门专业。大连民族大学物联网工程专业以培养复合型创新创业人才为目标，于 2016 年获得了辽宁省普通高校创新创业教育改革试点。物联网作为一门综合性的应用型学科，涉及计算机信息工程、通信工程、控制工程等多个领域。现有的课程体系覆盖了大部分物联网技术，但以知识点为核心的授课方式难以关联各门课程，使其理论与实际工程应用严重脱节，因此迫切需要一种综合性的课程。物联网工程规划与设计作为面向物联网工程专业高年级学生的核心主干课程，是一门实践性比较强的综合性课程，旨在提高学生的物联网工程产品的综合设计能力。

1 课程建设的目标与思路

本课程通过有效关联各门课程知识点，使学生掌握物联网的关键技术、熟悉物联网工程设计的步骤、流程，并通过其典型应用案例的学习，使学生对物联网及其应用有较为清晰的认识，并使学生具备较强的运用物联网理论知识分析解决实际问题的能力，为将来从事物联网研究与应用工作打下一定的基础。

为了符合物联网专业培养复合型创新创业人才的要求， 适应行业需求，本课程以培养学生创新创业能力为主线，密切与行业企业在人才培养方面合作，旨在培养物联网专业学生的创新能力，提高创新人才的培养质量。通过产学研一体化的教学模式，积极推进课程教学改革，按照项目驱动、案例讲解的方式设置教学内容，引入现代化教学方法，进行考核方式的改革，争取将本课程建设成为本校的特色精品课程。

2 课程建设的内容

2.1 建立课程标准

根据物联网工程专业技术人才的专业培养要求，组织本课程教学团队教师深入相关企业调研，同时也邀请行业专家了解行业技术现状，并根据岗位工作任务制定课程标准，设置课程内容及教材的选用。课程标准要求融入职业岗位所需要的关键能力，进行课程综合化及教学模式改革，对课程内容作纵向和横向的整合，以突出职业综合知识和综合实践能力的培养，并按照任务驱动、项目导向等方式改革教学内容，形成教、学、做合一的教学模式。

2.2 建设教学资源

教学资源的建设包括教材建设与网络教学资源建设。教材建设是课程建设的重点。作为新兴专业，物联网专业相关教材相当匮乏，特别是关于物联网工程设计方面的书籍。市面上与物联网工程设计相关的教材多数将物联网设计中涉及的多种设计方法与技术作为单独一章介绍，使得学生所学的都是碎片知识，并不能有效了解物联网工程设计的流程以及各模块的具体实现方式。为此教材建设刻不容缓。通过引进国外优秀教材和相关案例，将案例加入教材，编写出版一本适合本专业使用的《物联网工程规划与设计》教材以及对应的《物联网工程设计案例分析集》等教学参考书，并制作课程教学视频和电子版教学课件。

网络教学资源建设应建立一个课程网站，内容包括教辅材料、视频材料、课程录像、网上辅导等，再建立一个国内外经典案例库、项目库等。引导学生利用本课程网站丰富的教学资源，进行主动积极地学习。

2.3 师资队伍建设

本课程的大部分授课教师没有实际物联网系统开发经历， 对相关物联网设备没有透彻了解，为此需外聘行业专家对团队教师进行培训，着力培养物联网工程领域相关知识点的深度和广度，通过培训，要求教师具备专业实训时对设备的操控能力，便于今后对学生进行实践课程的讲解与指导。

2.4 教学内容的设置

根据专业人才培养目标，针对物联网工程专业人才能力的要求，结合课程的综合性特点，课程内容应紧紧围绕实际工程的课程设计理念，以理论与实际一体化讲授为主，使用案例讲解方式，将知识点融入到案例中进行讲解，并将案例分解为多个子模块，分别对不同模块采取不同的授课方式，便于学生了解物联网工程设计的整个流程。课程各模块内容及相关能力要求如表 1所列。

2.5 教学模式设计

将理论讲授与案例教学法、启发式教学、项目驱动法等 现代化教学方式密切结合起来，采用现代化教学技术调动学 生的积极性、主动性，培养学生分析问题、解决问题的能力， 实现创新能力培养与提高教学效果的目的。增加实践与理论 教学交替的教学方法，实现“学中做、做中学”，通过实际操作， 真正将理念知识与实践技能有机结合起来，让学生在实践过 程中掌握物联网工程设计中的知识点。

2.5.1 以项目实例教学为导向的课程教学方法

课程围绕一个现实中较为常见的物联网系统——基于智 能手机的物流管理系统进行，教学按照真实项目步骤、方法以 及标准要求完成。通过对项目进行展示，提供给学生直观的 印象，便于学生了解整个物联网工程项目以及项目中的不同模 块，易于调动学生的积极性。项目式教学法注重学生的动手能 力、应用能力、创新能力等能力因素的培养，加强与实际生产 过程的联系，促进了学生面向社会的职业能力的提升。

2.5.2 启发式教学与案例结合法

教师上课先讲案例，根据案例讲解相关设计知识点，包括设计的原则，具体设备的选型等。下发任务，给出考核标准， 由学生在实验课和课下完成资料查阅，调研、系统集成与设 备选型的决策等，并进行相关模块的建模，发挥学生的主观 能动性。对于设计过程中出现的问题，老师可给予知识答疑。 比如以系统调研阶段为例，课堂上老师只需给出一个系统调研 的案例，介绍系统调研阶段需要了解的知识点，重要原则等内 容，可让学生根据这些原则具体设计系统的调查问卷，并使用 用例图绘制系统的需求，提高学生的系统建模能力。

2.5.3 采用因材施教的教学方式

作为民族院校的物联网工程专业，需要考虑各层次学生的创新能力。在教学过程中，教师通过设置有一定梯度，并富有针对性、趣味性的问题和任务，调动学生学习的兴趣，让全体学生主动参与，使学生产生新的发现、新的思维、新的见解和发现解决新问题的手段和方法，进而训练学生的想象能力和创新创业思维能力，培养创新意识和创新能力。教学活动由参与的精英化向大众化转化，由学生被动地学向主动地学转化，从而大力提升实践教学质量，培养学生的创新能力和创业意识，实现创新创业教育与实践教学的相互交融和促进，培养具有一定核心竞争力的高素质专门人才。

2.6 考核方法

传统考核评价形式只能在一定程度上反映出教师的教学 水平和学生对课程的掌握情况，这对培养复合型创新创业人 才而言显然是不科学和不全面的。为此，构建课程新的考核 评价体系，杜绝通过量化手段对学生进行等级性划分的评价 方式，突出参与这门课程的体验、学生参与度、创新思维、综 合能力，构建结果与过程并重的评价机制。本课程采用开放 式考核方式，加大平时作业成绩所占比重。如系统调研部分， 让学生提交一份相关调查问卷，通过学生提交的调查问卷了解 学生对这一模块的了解程度，并作为平时成绩的一部分。

2.7 课程教学效果的评价方法

考核是检验学生学习效果的重要手段，科学的考核方法 是激发学生学习积极性的催化剂，也是教师检测教材是否选 择得当、教学方法是否正确的重要参考依据。然而，作为培 养复合型创新创业人才的物联网工程专业，课程的教学评价不 仅仅表现在考试成绩、系统设计成果等结果上。本课程更注 重学生在这门课程的参与情况，比如学生是否对物联网工程 设计有浓厚的兴趣，在实践过程中是否能够保持较长时间的 注意力，是否主动思考、踊跃发言，是否能够提出创新想法等。

3 结 语

通过近一年对大连民族大学物联网工程专业 2013 级两 个班级的教学，课程效果良好。课程安排了 32 学时，其中理 论环节安排了 16 学时，实践环节安排了 16 学时。通过本课程 的学习，学生掌握了物联网工程设计的基本流程与相关技术，熟悉物联网设备及其发展趋势，能够进行物联网设备的选型 集成，综合运用所学物联网工程知识解决实际工程，为将来 从事物联网工程相关工作打下坚实的基础。