物联工程教学中的同步教学及实践改革

党鑫　马欣

摘要 物联工程教学是随着物联网概念提出而逐渐发展起来的一门教育学科，但其目前的教育效果并不理想。对计算机科学的三门课程进行平行教学，采用企业实际项目的课题设置实验，传达物联网系统的整体观，进行物联工程教学的实践改革。

关键词 计算机科学；物联网；同步教学

中图分类号：G642.44 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）08-0154-02

1 前言

虽然物联网的概念提出已有相当长的一段时间，各个高校的物联网工程教育举办得如火如荼，可是事实上，物联网工程教育往往是进行计算机科学课程，以及无线传感器网络、面向设计和面向服务的架构等课程的教学。很多高校并未深刻认识到物联网工程教学的内涵，特别是物联网的整体观，在许多情况下仍然是比较模糊的，或者是仅限于一个或两个相邻学科的理论论述。之所以如此，是因为近年来物联网的概念在工业界正处于生长、发展阶段，而在学术界也处于研究阶段。

然而可以肯定的是，不论现在还是未来，物联网技术都与创新、跨学科知识、多面编程密切相关，三门课程的理论内容将覆盖整个物联网技术链，包括物联网收集和传达传感器数据、物联网数据处理技术、大数据的可扩展性和分布式处理、移动应用开发、人力相关网络服务等多个方面，而这些都将是物联工程教育的基础。因此应积极在大学内进行实验，在实验过程中进一步对计算机科学的三门课程进行平行教学，在它们的理论和实践部分进行相互对应，传达物联网系统的整体观。

2 实验课程

本文所研究的实验课程主要内容是结合当前工业界的主要硬件平台——大量传感器网络及学术界的智能算法，采用创业公司的实际选题，进行物联网系统应用知识的整合及工程方法的学习，具体实施情况如下。

多课程同步教学 并行开展传感器与RFID技术、物联网应用系统分析、移动应用开发三门课程教学，打破各门课程教学之间的知识点前后时间的间隔，通过建设良好的教学日历，结合实际授课状况同步授课。比如在讲解物联网数据采集应用系统的同时，就在物联网数据处理技术中讲解传感器及AD转换的相关知识。

实验平台建设内容 基于当前工业界的主要硬件平台、大量传感器网络，建设丰富灵活的实验平台，建立学术界的智能算法代码库，便于学生了解软硬件知识。

实际的实验题目及企业式管理方法 在实践部分两个班（总共60位学生）针对实际创业公司的工程项目进行实训。这些创业公司分配一个任务及时间，依照绩效预算约束管理学生。同时，这项任务要求学生在一个特定的过程中不断地与其他人沟通来完成。通过这些活动可以达到磨练学生技能的目的，也可以让学生认识到工业复杂信息系统的层次开发与集成过程，发掘创新思维，提高学生探索问题的能力和团队合作意思。

3 教学效果

为了进一步优化目前的物联网工程教学系统，首先进行关于物联网教学体系的问卷调查。本次问卷以天津工业大学的大二到大四学生为对象，共发出问卷180份，回收有效问卷155份。图1为调查结果汇总，其中图1左为实验前的调查结果，图1右为实验后的调查统计结果。

从图1左可以看出，对学生的学习负荷状态，问卷反映只有10%的学生认为学习负担较轻，有40%学生认为学习负担正常，50%学生反映负担较高。这一结果表明物联网学习中的跨学科特点给学生带来较大的负担，需要进一步整合现有课程体系，提高教学效率。

对学习过程中理解程度，问卷结果反映只有30%的学生认为学习理解较少，有50%的学生认为课程理解一般，20%的学生反映课程理解程度高。这一结果表明物联网学习中实践内容多的特点，需要增加实验环节。因此，需要进一步整合实验平台，增加实践机会。

对学生实训的参与程度及成本，结果反映只有80%的学生认为实验参与程度少，有11%的学生认为实验参与程度一般，9%的学生反映实验参与程度高。这一结果表明物联网系统开发的错综复杂性、实践课题的简易程度、实用性及趣味性都有待进一步提高。

从图1右可以看出，学生对这种新型的教学模式产生浓厚的兴趣。最终的调查问卷显示，认为负担程度低的人数明显上升，认为知识点理解程度高的学生人数增多，参与程度也较通常教学方法有了明显提高。

4 结语

本项目根据物联网工程专业知识和应用特点，采用多课程同步授课及企业式实践结合的教学方法实施，三门物联网工程专业课程并行授课，打破各门课程教学之间的知识点前后时间的间隔，保证教学过程中良好的教学深度及广度。同时，采用企业式实践选题及工程管理，使得学生在实践中更容易掌握技术流程及团队协作技巧。最后，基于当前工业界的主要硬件平台，用大量传感器网络架设丰富灵活的实验平台及智能算法代码库，进一步帮助学生了解物联网知识体系，形成物联网工程思维。