高校无线传感器网络课程教学改革分析

张香云

摘 要：作为一种新兴的信息通讯技术，无线传感器网络是物联网领域的三大关键技术之一，在科技飞速发展的今天有着极其广阔的应用前景，本文就将重点分析无线传感器网络在高校的教育改革中的应用，研究该课程的教学特点，激发学生的学习积极性，培养学生的创新能力。

关键词：高校；无线传感器网络；教学改革

物联网是我国五大新兴战略性产业之一，其实是能够实现智能化识别，定位，跟踪，管理，监控的一种网络，而无线传感器网络是物联网领域的关键性技术，多所高校在物联网专业中开展了该课程，这是一门综合了数据管理，路由技术，定位技术等多项技术的综合性课程，对这门课程的研究具有重要的意义。

一、无线传感器网络课程的特点

无线传感器网络课程是，农业电气化与自动化专业的选修课程，课程中主要介绍了无线传感器网络的基本概念，以及學习方式，同时需要了解常见的微型传感器，掌握无线传感器网络的结构分析与设计方法，学生们在课程中需要提高农业应用中解决实际问题的能力，无线传感器网络的课程内容主要包括网络的七层协议，针对每一层学生都需要掌握工作原理，主要技术和发展现状，在该课程的实习教学中需要让学生掌握到该层涉及到的相关硬件，在传感器节点上编写程序并运行。

该课程主要由以下五个方面的特点，首先是内容丰富，无线传感器网络的课程内容主要包括了无线传感器网络安全技术，无线传感器网络定位技术，无线传感器网络路由技术，无线传感器网络物理层设计，无线传感器网络仿真平台，无线传感器网络开发环境，无线传感器网络数据管理与数据融合等，内容丰富且复杂，需要学生掌握的知识点较多，其次是难度大，该课程是涉及到多个学科的综合性学科，将传感器技术，通信技术，嵌入式技术，分布式信息处理等多个技术融为一体，高度交叉且发展快，然后作为一门新兴的课程，该课程的实验设备需要完善，师资力量也需要加强，需要培养一批专业的教师，同时实验设备和仿真平台的开发环境也需要做统一标准规定，最后是学生综合素质要求高，该课程由于无线传感器网络技术的特点，对学生专业知识面要求较高，需要有扎实的专业基础知识，同时能够在日常中扩大自己的知识面，了解更多更前沿的馨科技。

二、无线传感器网络教学现状

在传统的无线传感器网络教学中，老师只是单纯的注重理论教学，没有将教学和实践结合，长此以往下去，会忽略对学生的创新能力的培养，一般存在有几方面的表现。

首先是无线传感器网络课程中的内容比较枯燥，对学生的认知要求高，在整个课程中覆盖了无线传感器网络技术的网络部署，目标跟踪，路由协议，拥塞控制，数据融合等，对于学生来讲，这些内容不仅庞杂而且覆盖面广，内容较为枯燥抽象，使得学生缺少感性认知，学习难度较大。其次，在整体的教学过程中缺乏针对性，教师只注重理论教学，尤其作为一门新兴的专业，一些教材概念含糊不清，让学生难以理解，因此教材的改革，为学生提供优秀的学习资源是十分重要的，同时也需要对教学模式进行改革，从传统的注重理论教学到结合实践进行教学，提高学生的学习积极性。然后，实验环节薄弱，无线传感器网络课程是一门实践性和应用性都非常强的课程，因此，在教学活动中需要提高实验在教学中的作用，提升学生对网络技术的理解，增强实践能力，在目前的实验中，缺乏了设计型和创新型的实验，抑制了学生的动手能力和创造能力，需要针对这种情况进行教学改革，最后是课程考核方式单一，课程的考核方式对学生学习积极性有着重要的影响，考核方式如果只注重理论基础，就会忽略学生平时的动手能力的培养，因此需要改革考核模式。

三、课程的四阶段教学法

（1）实践思路启发阶段

无线传感器网络课程是涉及到多个学科，知识面广的综合性学科，对于学生的学习难度是很大的，因此需要教师做好学生的启发工作，引导学生做好课前自学，一般的流程是，教师首先明确教学总目标，并将总目标分解为子目标，向学生介绍关键技术与主要教学内容，在教学中对学生强调实践的重要性，在课程结束后，向学生展示行业内的最新技术，与学生一起讨论无线传感器网络技术，帮助学生完成综述论文并启发学生的学习思路。

（2）实践方案设计阶段

学生在无线传感器网络课程中，需要明确实践方案，这对学生的学习方向，预期成果很有影响，在实践中，需要向学生推荐个性化学习，为不同学生制定不同个性的学习方案，例如不同的三个学生可以分别学习无线传感器网络协议方面，定位技术方面与同步技术方面的方案。

此时的方案设计流程可以是，首先选题，由小组自由组合选题，并且共同撰写小组设计报告，之后进行小组讨论与师生讨论，最终确定方案。

（3）实践方案实施阶段

在实践方案实施阶段，需要做到首先要细化设计方案，并进行基础层次的实践，之后进行提高性层次的实践，最后进行研创层次的实践，同时在实践过程中，需要学生做好总结工作，如果遇到问题可以积极讨论，并做记录。、

在细化方案的时候，需要教师与学生一起讨论并按照基础、提高、研创三个层次来提高实验难度，在做实验的时候，基础性实验可以做传感器节点之间的串口通信实验，提高性实验可以做温湿度传感器实验，温湿度传感器驱动添加实验以及光照度传感器实验，研创性实验有广播通信实验和网状网络实验等。

（4）实践创新总结阶段

在实践创新总结阶段，一定要做好总结评价的工作，流程一般是个人做好总结，同时做一份书面材料，接下来要做好小组总结，需要撰写小组报告，然后就要分小组做成果展示，最后根据论文，方案，实践方案，团队合作情况，以及总结等多个方面做成绩的评定。

四、总结

综上所述，在进行无线传感器网络课程教学中，针对传统的教学情况，为保证学生学习到更多的知识，同时也能够有一定的创新能力和动手能力，需要对教学进行改革，在改革之后的教学活动中，以学生自主实践为主，在课程中以四阶段的教学，使学生掌握到理论知识，同时具备综合设计能力，明显提高教学效果，之后对于该课程的研究仍需要继续，为社会培养创新型人才。

参考文献

[1]丁明理，李小兵，李松泽等.基于ZigBee的无线传感器网络教学平台设计[J].实验室科学，2014，17（6）：71-74.

[2]聂萌瑶，王庆喜.基于云计算的无线传感器网络课程教学研究[J].无线互联科技，2017，（2）：19-20.

（作者单位：长江大学工程技术学院）