应用型人才培养模式下《RFID》课程教学探索与实践

任晓莉

应用型人才培养模式下《RFID》课程教学探索与实践

任晓莉

论述了《RFID原理与应用》课程在物联网工程专业课程体系中的重要性，剖析了物联网工程专业《RFID原理与应用》课程教学的现状，洞察了物联网工程专业应用型人才的社会需求，指出应用型人才培养模式下《RFID原理与应用》课程改革的必要性，从课程教学文件建设、实践教学、立体化教学资源建设、教学方法、课程教学团队建设、试题库建设、考核方式等方面提出了《RFID原理与应用》课程建设方案与教学改革方法。

应用型人才培养模式；《RFID原理与应用》课程；教学改革

0　引言

物联网工程专业是为了满足物联网技术在各个领域的应用需求而开设的。RFID是利用射频自动识别物联网中目标对象的一种技术，基于RFID技术的数据采集是物联网中数据处理中心进行数据处理的前提，RFID原理与技术是构建物联网体系结构感知层的基础部分之一。因此，《RFID原理与应用》是物联网工程专业的专业核心课程，是基于物联网的系统设计与应用的重要基础。《RFID原理与应用》是一门理论性和实践性都很强的综合性专业课程，《RFID原理与应用》课程的重点建设，是专业可持续发展的基础，对物联网工程专业的发展和学生实践能力的提高具有重要的意义。

1　《RFID》课程改革的必要性

1.1物联网工程专业《RFID原理与应用》课程教学的现状

物联网工程专业是教育部针对国家战略性新兴产业发展急需而设置的一个新兴专业，是侧重专业技术技能培养和注重职业素质培养的一门新兴学科。《RFID原理与应用》课程在教学文件建设、实验课设置、立体化教学资源建设、教学方法运用、教学团队建设、试题库建设等方面还处于摸索阶段；与RFID相关的课程群之间存在壁垒，课程内容之间的融合、关联、交叉尚欠不足，课程之间的相似教学内容没有取舍，课程群的序化和选择也不尽合理。上述方面的问题亟待解决，不足有待进一步完善。面向物联网工程专业学生的RFID实践实训活动没有全面开展，教学过程中对职业岗位能力的培养不够；教学改革及科研活动开展的频次较少、力度不够，教研活动次数有待增加、深度有待加深；课程教学团队存在结构不合理、师生比例不协调等问题，另外，物联网工程教研室的大部分老师没有系统进行物联网工程方面的理论与实践学习或培训，导致教师专业技术综合能力不强，因此课程教学团队需要从数量、质量、结构上加强建设。

1.2物联网工程专业应用型人才的社会需求

普通高等院校物联网工程专业的培养要以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，重视学生的技术应用能力的培养，培养适应生产、建设、管理、服务等第一线需要的高等技术应用型人才。

如何以社会需求为导向，从用人单位、培养单位及学生等不同的角度调查和研究当前培养模式的不足，改革创新，加强实训教学，提高物联网工程专业教学质量，是摆在物联网工程专业建设面前的一个重要课题。

2　《RFID原理与应用》课程建设与教学改革

《RFID原理与应用》课程介绍物联网的相关概念、RFID技术的相关概念、RFID工作原理、电子标签体系结构、RFID读写器体系结构、RFID中间件、RFID系统中的射频技术、RFID系统中的安全和隐私、RFID系统关键技术、RFID系统中的应用技术、RFID在各领域的典型应用等。通过对本课程的学习，使学生能熟悉射频识别技术的概念，并通过典型案例使学生掌握射频识别技术在各领域的应用、设计、开发过程等，逐步培养学生掌握射频识别技术的系统集成设计及分析能力，并通过实践环节设计和搭建实际的射频识别应用系统，为将来参加工作、增加就业竞争力打下良好的基础。我们从以下几个方面对《RFID原理与应用》课程进行建设与改革。

2.1课程教学文件建设

教学大纲是根据课程内容及其体系编写的教学指导性文件，是进行教学工作的主要依据，课堂教学应坚持以教学大纲规定的基础课程体系为中心。根据RFID课程的特点和教学内容体系结构，不断了解RFID技术的动态与发展趋势，不断更新和优化课程教学内容。课程教材是学生学习的最直接的来源，而大部分《RFID》教材的内容侧重于电信学科的内容，对于计算机专业的学生而言，专业跨度较大，学习较困难，应针对物联网专业学生的实际情况，对侧重于电信部分的内容进行筛选，只要求学生理解相应原理，重点是如何通过计算机处理方式将 RFID技术应用到各个领域中。《RFID》教材选择人民邮电出版社的《RFID技术在物联网中的应用》，该教材是21世纪高等教育计算机规划教材，内容划分为三大部分：RFID技术基础部分，RFID技术应用案例分析，RFID技术开发实践，主要侧重于将RFID技术与计算机技术如何结合进行应用系统开发，比较适合于应用型人才培养模式。在选择RFID课程教学内容时，要充分考虑到学生的知识能力和接受水平，以精选教学内容、分散教学难点、由浅及深的教学思路为导向，注重实践，提高学生的实际动手能力和培养学生对实际问题的分析、探索、解决、创新等能力；另外教学内容要体现相关课程之间的联系、协调和统一，完善与RFID相关的课程群建设，合理地取舍相似的教学内容。教学内容的顺序要适应学生认知过程过程与规律，教学内容要包含过程性知识。

2.2实践教学改革

实践教学是应用型高等院校教学工作的重要组成部分，是培养学生实践能力和创新能力的重要环节，是实现培养目标的重要途径，也是提高学生的社会职业素养和就业竞争力的重要途径[1-2]。

《RFID原理与应用》课程要以“夯实学科基础，注重专业交叉，强化工程实践，培养创新能力”为思路，以培养学生的工程实践能力、创新能力和综合素质为核心，以理论教学和工程实践为两条主线，通过RFID课程的教学，不仅要求学生掌握 RFID技术原理，而且要求学生具有很强的RFID技术应用能力。RFID课程教学内容体系结构，要贯彻“强实践，求创新，促应用”的指导原则。RFID应用系统实质是一个嵌入式系统，是软件、硬件系统设计的工程[3]，实践中要熟悉硬件的连接、工作原理、存储方式、通信方式等内容，还要进行软件开发实现RFID技术的应用。我们在实践教学方面进行了改革，《RFID原理与应用》实验课独立设课，并增加课时量，一方面强调实践的重要性，引起学生对实验的重视，另一方面便于更好地组织实验教学内容，使实验内容不再停留在验证性实验上，可以循序渐进地开展基础性实验、设计性实验、综合性实验、创新应用型实验[4]，使学生的实践能力逐步提高。RFID系统工作频率分为低频系统、高频系统、微波系统，我们的实验箱配备了各个频段典型频率的读写器和电子标签，如 125kHz、13.56MHz、900MHz、2.4GHz，使学生通过实验了解各个频段的特点，以后根据具体的应用选择相应的频段，如门禁系统选择125kHz，ETC（电子收费系统）、校园一卡通系统选择13.56MHz，图书馆管理选择 900MHz。选择应用最普遍的ISO 14443 协议下13.56MHz综合应用案例进行实践[5]，使学生通过该类RFID系统的设计与开发，熟悉RFID系统的设计流程和方法，能够举一反三地进行其他频段RFID系统的应用与开发。另外，在RFID课程中采用课程实验实训、课程设计、项目分析设计以及学习竞赛、应用项目开发等应用创新性实践教学活动，以培养学生学习、应用RFID知识的能力。并对学生实践能力给出定量和定性的综合成绩评定，激励学生积极参与实践。

2.3立体化教学资源建设[6]

计算机多媒体技术可以将文字、图形、动画、视频和声音等多种信息综合起来表现知识信息，并具有较强的交互能力。教师利用多媒体进行教学，课堂信息充实丰富，生动活泼，可以更好地激发学生的学习热情，发挥学生的主观能动性，以达到高质量的教学效果。另外，多媒体教学可以增加教学的信息量，提高教学效率，结合多种教学方式，充分调动学生的学习积极性，培养学生创新学习，为培养学生的实践应用能力提供了丰富的理论资源与应用范例。

课堂教学具有时间、地点的限制，而网络则不受这些限制，教师和学生可以通过网络自由地学习。网络的最大特点就是资源共享。教师可以上网搜集课堂上所需的资料，丰富教学内容，例如所选教材偏重于通过计算机软件进行RFID系统设计与实现，谐振电路、天线、编码与调制、RFID防碰撞技术没有专门介绍，在RFID技术基础部分又涉及这些内容，对偏计算机方向的物联网专业的学生，这些内容学生能够理解并会应用就可以，不是课程教学的重点，所以课堂上老师讲解主要原理，详细内容上传到课程网站，学生可以在课下再消化吸收。教师也可通过网络了解RFID发展的最新动态，掌握RFID技术中出现的新技术，扩展教学内容，使课堂内容与时俱进。另外，教师可以指导学生利用各种搜索引擎工具，下载一些适合自己的技术资料来学习。通过这种手段，教师不仅教会学生基本知识和基本技能，而且还教会学生获取新知识的方法，也培养学生自主学习和创新学习的能力。网络也提供了快捷方便的交流平台。教师与学生可以通过E-mail、QQ、BBS等方式交流和互动。这种交互具有公开性，可以集思广益，实现协作学习，提高学习效率。

2.4教学方法改革

本着“以学生为中心，教师为主导”的教学思想，通过多种教学方法的灵活使用，激发学生的学习兴趣，促进学生积极思考、实践，增强学生学习的主动性、积极性和创造性，挖掘学生的潜能。在课程的教授过程中，灵活使用“案例导向”、“启发式教学”、“任务驱动”等方法，突出 “理论教学构筑学生的知识结构，实践教学构筑学生的技能结构”的教学原则。

(1)采用丰富的教学方法

①案例导向教学法

以一个实际的项目为例展开教学，将知识点融入项目中。而案例教学则贯穿在课程的主要章节中，通过“典型程序案例”→“语法，实践知识点说明”→“模仿编程”→“实践提高”的教学组织方式，培养学生实际应用能力。通过精选案例、分解任务、讲练有机融合，将相关知识点融入项目，通过项目实现，让学生掌握RFID技术应用。例如，以公交卡系统为例，将RFID部分分解为电子钱包初始化、充值、扣费等部分讲解，并让学生实践练习，能够举一反三地应用于ETC、饭卡、超市会员卡等系统。

②启发式教学法

启发式教学可以激发学生思维，增强学生学习的主动性、积极性和创造性。例如，当举智能门禁系统例子时，并不是直接给出智能门禁系统的实现，而是先让学生进行智能门禁系统的需求分析，以及读写器与电子标签的选择。

③任务驱动教学法

对每个知识点的讲解采用“任务驱动”的方法，通过“提出任务→分析任务→完成任务→边学边做→总结”的过程，体现出互动创新、提倡个性、重在应用、共同协作的教学风格。这个方法我们已经实践了，是一个有效的学习方法，可以激发学生的求知欲望，拓展学生的思维，提高学生的实践动手能力。

(2)运用现代化教学手段[7]

①精心设计教学课件，激发学生学习兴趣

在课件设计中，营造轻松活泼的课堂气氛，通过图片、动画、实例演示等方式使课程内容变得容易理解、学习，教学方式更为直观生动，教学过程更为紧凑，更能吸引学生的注意力，学生更能发挥学习的主体性和能动性，从而使课程的教学效果更为显著。

②切实注重课堂示范，锻炼学生编程能力

由于程序设计课程的特点，如果将大段程序以课件形式提供给学生，学生可能会出现照抄课件的情况。因此，在课堂上，对于要实现的程序，主讲教师边分析，边实现。学生在教师分析的同时，可以自己实现程序，通过与教师所写程序的比较，找出自己的不足，提高自己的程序编制能力。

③全面构建立体化教学资源[8]，加强学生课后学习

以立体化教学资源为依托,充分发挥网上资源的优势，建设和开通课程教学和服务网站，是有效管理资源和使用优秀资源的基础条件，是提高教学资源的使用效益的重要保证。课程网站可以引导学生健康地使用网络资源，满足不同层次学生的需求，使学生的学习具有随机性、连续性、多样性，支持学习立体化，发挥学生的主体作用。网站上有课程的教学大纲、教学日历和电子教案，课程实验的实验原理、实验方案、课程习题、课程网上作业收阅、网上答疑系统，新书介绍、课程相关的精品课程资源网站链接等。在课堂教学的基础上，课程组构建的立体化教学资源可以为学生提供教学课件、论坛讨论、技术应用等拓展学习资料。利用校园网的优势，把RFID课程的所有教学资源上网，并利用电子邮件、课程BBS与学生进行课外交流，为学生提供更为广泛的沟通渠道与环境。通过网络平台，学生不仅可根据自己的学习情况有重点地选取再学习的内容，并能通过网络自测系统进行学习效果的测试，大大提高RFID课程学习的效率。

2.5课程教学团队建设[7]

RFID是一门实践性课程，要建设一个工程型教学团队，才能培养出有就业竞争力、动手能力强的学生。教学团队应该按研究方向、年龄、职称、学缘、学历等梯次配置，形成结构合理优化的RFID教学团队。团队中的每一个教师的授课范围和研究领域侧重在RFID课程群之内，长时间有计划有步骤地进行 RFID方向的教学、外出学习和项目实训。RFID教学团队应该构建包括教材、课件、源代码、实验、电子资料、视频教程等在内的立体化、全方位的学习支持系统，构建真实的企业项目开发的软硬件环境，构建科学、全方位的质量监控和考核体系，构建教师主导、学生主体的RFID技术的学习、实践、项目开发团队，加强整个学习和实践过程中的沟通、协调、交流、合作。RFID课程是物联网工程专业的专业核心课程，教师在教学过程中要不断地了解社会和学生的需求，更新自身的知识和技能，总结教学经验，精选教学内容，加强实践教学，改进教学方法，运用教学手段，建设教学团队，提高课程教学团队的综合业务水平和实践能力。

2.6试题库建设

遵循考试大纲，合理设定试卷的容量，协调试卷客观题与主观题的比例，满足试题题型多样化、各题型分值设定合理化、格式规范化的要求，全面地考查学生的学习情况，客观反映学生理解、分析、解决问题的能力。在建设试题库时，要考虑在相同知识点的前提下，变化题面，增加试题的套数，以免试题逐年沿用。

2.7考核方式改革

为了加强学生的主体性、创新意识和个性发展，采用多元化的考核评价方法，注重过程评价，杜绝作业抄袭现象，调动学生平时学习课程的积极性，加强实践能力的评价，培养学生创新应用能力。采用教考分离的方式，调动教师的责任心和学生的主动性，并积极开展课程试题库的建设工作,侧重学生实践动手能力的考核，帮助推进课程考试考核改革。对《RFID原理与应用》课程的成绩评价方式进行改革，从多角度对学生学习情况进行多元化、长效性的考核。理论考试成绩、平时成绩和平时出勤各占总成绩的65%、25%、10%，其中平时成绩包括平时的作业、课堂回答问题或讨论活动的表现情况。《RFID原理与应用》实验课单独设课，实验课成绩包括基础实验成绩、综合实验成绩、自主创新实验成绩和实验报告各占实践总成绩的四分之一。

3　总结

RFID 技术是无接触自动识别技术，是物联网感知层的核心技术，RFID课程的教学也是整个物联网工程专业教学的重要组成部分。为了满足与适应物联网工程专业应用型人才的社会需求，剖析了物联网工程专业《RFID原理与应用》课程教学的不足之处，指出了《RFID原理与应用》课程改革的必要性，提出了建立RFID课程应用型人才培养模式，并从课程教学文件建设、实践教学、立体化教学资源建设、教学方法、课程教学团队建设、试题库建设、考核方式等方面提出了《RFID原理与应用》课程建设方案与教学改革方法，以便物联网工程专业本科生能够胜任物联网产业和技术应用需求。

[1] 严宣辉,郭躬德.计算机科学与技术专业工程实践能力培养模式的探索[J]. 福建师范大学学报(自然科学版)，2011,27(3):6-9

[2] 吴功宜. 对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21): 26-29.

[3] 曹国平,王宜怀,曹金华.应用型本科物联网专业 RFID课程实践教学研究[J].计算机教育,2015,(10):100- 102

[4] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范(试行) [M]. 北京: 机械工业出版社,2012: 12-15.

[5] 朱勇,昕明,王宁. 基于射频识别技术的物联网专业综合实验研究[J]. 实验技术与管理,2012,(6): 17-19.

[6] 杨建卫,任晓莉.基于立体化教学模式培养创新型人才[J].科技信息,2013,(3): 20-21

[7] 任晓莉.Java 课程教学改革探索与实践[J].信息技术，2011,(7):197-199

[8] 杨建卫,任晓莉,李乃乾.高校立体化教学资源构建[J].中国教育信息化，2007,(3):52-53

RFID Course Teaching Exploration and Practice on the Application Personnel Training Mode

Ren Xiaoli
(College of Computer,Baoji University of Arts and Science,Baoji 721016,China)

The importance of《RFID principle and application》 course in the specialized course architecture of internet of things is described. The present teaching situation of 《RFID principle and application》course of internet of things professional is analyzed. The society requirement of internet of things specialty application talent is viewed. The necessity of 《RFID principle and application》 course reform on the application personnel training mode is pointed out. 《RFID principle and application》 course construction schemes and teaching reform methods are proposed from the aspects such as course teaching file,practice teaching,stereo teaching resource,teaching method,course teaching team,examination library and mode.

Application Personnel Training Mode;《RFID Principle and Application》Course; Teaching Reform

TP311

A

1007-757X(2016)03-0037-03

宝鸡文理学院第六批校级重点建设课程项目

任晓莉（1978-），女，汉族，宁夏中卫人，宝鸡文理学院，计算机学院，副教授，硕士，研究方向为信号与信息处理，宝鸡，721016

（2015.07.19）