物联网工程概论篇1
《物联网信息安全》教学大纲
课程代码：
0302040508
课程名称：物联网信息安全
学
分：
4
总
学
时：
64
讲课学时：
64
实验学时：
上机学时：
适用对象：物联网工程专业
先修课程：《物联网工程概论》、《通信原
理》、《计算机网络技术》
一、课程的性质与任务
1.
课程性质：
本课程是物联网工程专业一门重要的专业课。
课程内容包括物联网安全特
征、物联网安全体系、物联网数据安全、物联网隐私安全、物联网接入安全、物联网系统安
全和物联网无线网络安全等内容。
2.
课程任务：
通过对本课程的学习，
使学生能够对物联网信息安全的内涵、
知识领域和
知识单元进行了科学合理的安排，
目标是提升对物联网信息安全的
“认知”
和“实践”
能力。
二、课程教学的基本要求
1.
知识目标
学习扎实物联网工程基础知识与理论。
2.
技能目标
掌握一定的计算机网络技术应用能力。
3.
能力目标
学会自主学习、独立思考、解决问题、创新实践的能力，为后续专业课程的学习培养兴
趣和奠定坚实的基础。
三、课程教学内容
1.
物联网与信息安全
（
1）教学内容：物联网的概念与特征；物联网的起源与发展；物联网的体系结构；物联网安全问题分析；物联网的安全特征；物联网的安全需求；物联网信息安全。
（
2）教学要求：了解物联网的概念与特征，了解物联网的体系结构，了解物联网的安全特征，了解物联网的安全威胁，熟悉保障物联网安全的主要手段。
（
3）重点与难点：物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网安全的主要手段。
2.
物联网的安全体系
（
1）教学内容：物联网的安全体系结构；物联网感知层安全；物联网网络层安全；物联网应用层安全。
（
2）教学要求：
了解物联网的层次结构及各层安全问题，
掌握物联网的安全体系结构，掌握物联网的感知层安全技术，
了解物联网的网络层安全技术，
了解物联网的应用层安全技术，了解位置服务安全与隐私技术，
了解云安全与隐私保护技术，
了解信息隐藏和版权保护
1
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技术，实践物联网信息安全案例。。
（
3）重点与难点：信息隐藏和版权保护技术，物联网的感知层安全技术，物联网的网络层安全技术，物联网的应用层安全技术。
3.
数据安全
（
1）教学内容：密码学的基本概念，密码模型，经典密码体制，现代密码学。
（
2）教学要求：掌握数据安全的基本概念，了解密码学的发展历史，掌握基于变换或
置换的加密方法，
掌握流密码与分组密码的概念，
掌握
DeS算法和
RSa算法，
了解散列函数
与消息摘要原理，
掌握数字签名技术，
掌握文本水印和图像水印的基本概念，
实践
mD5算法
案例，实践数字签名案例。
（
3）重点与难点：数据安全的基本概念，密码学的发展历史；基于变换或置换的加密
方法，流密码与分组密码的概念，
DeS算法和
RSa算法；数字签名技术，文本水印和图像水印的基本概念。
4.
隐私安全
（
1）教学内容：隐私定义；隐私度量；隐私威胁；数据库隐私；位置隐私；外包数据
隐私。
（
2）教学要求：掌握隐私安全的概念，了解隐私安全与信息安全的联系与区别，掌握
隐私度量方法，
掌握数据库隐私保护技术，
掌握位置隐私保护技术，
掌握数据共享隐私保护方法，实践外包数据加密计算案例。
（
3）重点与难点：隐私安全的概念，隐私安全与信息安全的联系与区别；隐私度量方法，数据库隐私保护技术，位置隐私保护技术；数据共享隐私保护方法。
5.
系统安全
（
1）教学内容：系统安全的概念；恶意攻击；入侵检测；攻击防护；网络安全通信协
议。
（
2）教学要求：掌握网络与系统安全的概念，了解恶意攻击的概念、原理和方法，掌握入侵检测的概念、原理和方法，掌握攻击防护技术的概念与原理，掌握防火墙原理，掌握病毒查杀原理，了解网络安全通信协议。
（
3）重点与难点：双音多频信号的概念以及双音多频编译码器工作原理；信号编解码器芯片引脚组成与工作原理，信号编解码器芯片的典型应用电路图及软件编程。
6.
无线网络安全
（
1）教学内容：无线网络概述；
无线网络安全威胁；
wiFi
安全技术；
3G安全技术；
ZigBee
安全技术；蓝牙安全技术。
（
2）教学要求：掌握无线网络概念、分类，理解无线网络安全威胁，掌握
wiFi
安全技
术，掌握
3G安全技术，掌握
ZigBee
安全技术，掌握蓝牙安全技术，实践
wiFi
安全配置案
例。
（
3）重点与难点：
无线网络概念、
分类，理解无线网络安全威胁；
wiFi
安全技术，
wiFi
安全配置案例；
3G安全技术，
ZigBee
安全技术，蓝牙安全技术。
2
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四、课程教学时数分配
学时分配
序号
教学内容
学时
讲课
实验
其他
1
物联网与信息安全
8
8
2
物联网的安全体系
12
12
3
数据安全
12
12
4
隐私安全
8
8
5
系统安全
10
10
6
无线网络安全
10
10
7
复
习
4
4
小
计
64
64
五、教学组织与方法
1.
课程具体实施主要采用课堂理论讲授方式，以传统黑板板书的手段进行授课。
2.
在以课堂理论讲授为主的同时，
适当布置课后作业以检验和加强学生对讲授知识的理解和掌握；
适时安排分组讨论课，
鼓励学生自行查找资料设计电路，
并在课堂上发表自己的设计成果。
六、课程考核与成绩评定
1、平时考核：主要对学生的课程作业、课堂笔记、课堂表现进行综合考核。平时考核
的成绩占学期课程考核成绩的
30%。
2、期末考核：是对学生一个学期所学课程内容的综合考核，采用闭卷考试的形式，考
试内容以本学期授课内容为主。考试成绩占学期课程考核成绩的
70%。
七、推荐教材和教学参考书目与文献
推荐教材：《物联网信息安全》
，桂小林主编；机械工业出版社，
2012
年。
参考书目与文献：
《物联网导论》
，刘云浩主编；科学出版社，
2013
年。
《物联网技术与应用导论》
，
暴建民主编；
人民邮电出版社，
2013
年。
《物联网技术及应用》
，
薛燕红主编；清华大学出版社，
2012
年。
大纲制订人：
大纲审定人：
3
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物联网工程概论篇2
关键词：物联网；体系结构；相关技术；信息技术；应用；关联；分析
中图分类号：tn71文献标识码：a
随着现代信息技术的不断发展进步，物联网技术在零售以及物流等工业生产行业领域中的应用实现越来越多，人们对于物联网技术的研究与开发关注也越来越多，尤其是物联网技术在我国学术界以及工业生产、媒体宣传中，被关注以及被重视的程度越来越高，促使物联网技术已经逐渐并且迅速的成为我国当前具有较强影响力的技术项目之一。但是，以目前国内物联网技术的开发以及研究情况来看，物联网技术的研究以及开发应用等，还处于一个初级的起步阶段，物联网技术研究以及开发中还存在比较严重的问题，比如，对于物联网的概念含义理解存在混乱、物联网系统模型以及结构标准不完善等，导致物联网技术的研究以及开发应用发展比较缓慢。本文主要从物联网技术的产生以及发展背景出发，结合物联网的概念含义，对于物联网技术的体系结构与相关技术进行分析论述，以促进物联网技术的研究以及开发应用发展，推动社会经济以及生产的发展进步。
1物联网发展背景与概念含义分析
1.1物联网的产生与发展概述
在概念解释领域中，物联网以及物联网技术概念名词的产生，最早是在美国，由相关的网络信息国际会议进行提出并产生的。随后，直至2008年以后，物联网以及物联网技术的相关概念含义在实际信息生产以及研究开发领域逐渐被普及起来，并受到各个国家信息技术开发以及研究领域的广泛关注。并且在这一时期的现代网络信息技术发展中，物联网在工业生产中的研究开发与应用，已经实现物联网产业链，并且它将商品信息的传输过程，分为表示阶段以及感知阶段、处理阶段、信息传送阶段等。目前，随着物联网技术的发展以及对于物联网技术的开发应用研究的越来越多，物联网技术已经逐渐实现在零售以及物流、制药等行业领域中进行应用实现，并且取得了比较理想的应用效果，而且，下一步物联网技术已经开始在手机钱包以及高速公路的不停车收费等信息系统领域中，进行开发应用研究，未来物联网技术不仅对于人类社会以及人们的日非常突出的价值意义和前景。
1.2物联网的概念含义理解
按照相关国际联盟标准，对于物联网的定义标准，物联网主要是指进行物品与物品之间、人与物品之间以及人与人之间的互联解决与实现。国际联盟标准定义下的物联网与传统物联网在概念以上存在着一定的区别。比如，传统的H2H物联网模式主要是指人与人之间不通过个人电脑设备实现的一种互连关系，而H2t物联网模式则是指人通过通用的连接装置与物品之间实现的一种连接关系。总之，与国际联盟标准定义下的物联网概念含义相比，传统意义上的物联网模式，在进行连接关系的确定与实现过程中，并没有将物联网考虑在任何物品连接的应用实现范围领域内。
总之，简单的说，物联网就是进行物品连接实现的网络。在进行物联网的概念与含义理解研究中，一些研究学者以及专家会将物联网的概念含义与m2m连接模式的概念联系在一起进行理解研究应用，理解成为人与人、人与机器以及机器与机器之间的连接实现。但是，在实际应用中，m2m模式下的连接概念在互联网领域也行得通，与物联网的概念含义之间还是存在有一定的区别，容易造成概念含义理解的混乱。
2物联网的体系结构分析
通常情况下，物联网技术的体系结构主要分为三个结构层次，即物联网技术的数据感知结构层以及物联网技术的数据传输网络结构层、具体应用层。
首先，物联网技术体系结构中的数据感知结构层，它主要是通过读写器以及摄像头、RFiD技术、GpS等工具技术，进行数据信息的采集实现。它也是物联网体系结构中的基础结构部分，在整个物联网技术中具有非常重要的作用，它能够在实现数据信息的采集同时，还实现对于数据信息的短距离传输功能，通常情况下，进行采集数据信息的短距离传输，主要是依赖蓝牙以及工业现场的传输线路等，一些数据信息传输工具设备进行传输实现。其次，物联网体系结构中的数据传输网络结构层，它是在现互联网技术基础上进行设计建立实现的，在整个物联网体系结构中主要负责进行数据信息的传输实现，是物联网体系结构中的关键结构部分。值得注意的是物联网数据传输网络结构层的数据信息传输功能，主要是进行远距离的数据信息传输实现。最后，物联网体系结构中的应用层，同时也是物联网技术研究开发的目的体现，它主要就是针对物联网数据感知结构层以及数据传输网络结构层所采集并传输的数据信息，进行分析处理以及应用实现。通常情况下，物联网体系结构中的应用结构层有应用程序和终端设备两个结构层次。
3物联网的相关技术分析
在物联网开发应用实现过程中，物联网主要涉及的相关技术包括传感器识别技术以及数据信息感知技术、网络融合技术和信息处理技术等。
首先，传感器识别技术是物联网应用实现的重要支撑技术，在物联网进行数据信息的采集实现中具有非常重要的作用和意义。物联网中的传感器识别技术主要是通过微电子技术原理进行物联网运行所需数据信息的采集实现的，它在实际应用中，不仅可以进行热、光以及声领域数据信息的识别采集，还可以实现对于力以及电范围领域中数据信息的识别与采集实现。其次，物联网相关技术中的感知技术，主要包括RFiD技术以及ZiGBee技术、蓝牙技术等，主要是负责对于已采集数据信息根据物联网控制命令进行短距离的感知识别与传输实现。此外，物联网技术实现中，还包含网络融合以及信息处理技术，分别进行物联网采集数据的通过互联网进行融合，并进行分析处理实现。
结语
总之，进行物联网体系结构以及相关技术的研究分析，有利于促进物联网技术的研究以及开发发展，推动物联网技术在实际中的开发应用实现，具有积极的作用和价值意义。
参考文献
[1]沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报，2009（6）.
[2]聂菊根，李德识，韩彦琰.基于物联网的网络中心战实施环境[J].火力与指挥控制，2012（9）.
[3]李四海，张峰.物联网技术综述及海洋信息化发展对策[J].海洋通报，2012（3）.
物联网工程概论篇3
正如mayer所说:“学生从文字和图片中学习比单独从文字中学习效果更好。”知识可视化技术把抽象知识用形象的图表、图形及图像等可视化手段表达出来,大大地提高了知识的可理解性、可识别性,使知识更容易被记忆、理解、加工和运用。知识可视化的外在形式是各种视觉表征,有效地促进了群体知识的传播和创新,因为知识可视化视觉表征是改善知识传播的手段,也为潜在的知识创造提供了可能。目前,知识可视化已成为重要的教育理念,知识可视化工具和方法已被广泛用于各门不同学科的教育教学之中。
知识可视化具有下列的一些特征。直观化、结构化:知识可视化可以使抽象的知识变得直观形象,同时又呈现出结构化的特点,不仅可以清晰地呈现概念或知识点,还能明确地表达它们之间的结构关系和本质联系。深度化、本质化:知识可视化使不可见的知识甚至隐性的知识显性化,将显性知识生动化,可以深度发掘知识内含的特性,展现知识的本质。高效化、优质化:知识可视化可以对知识进行优化,并可以被高效率获取,知识可视化不仅传递事实,还传输见解、经验、态度、价值观、期望、观点、意见和预测等。因此,知识可视化用于教学,这种图解形式的知识可以引导记忆,更富形象性,更易理解,有助于知识的同化,有利于知识的迁移、应用、激发创新。由于知识可视化便于传播,也就有利于群体之间的沟通、交流与合作。可视化知识经由知识的内在联系将知识形成整体,方便知识的组块,建立系统化的知识体系。
二、知识可视化工具及其在物理教学中的应用
不同的学者对知识可视化工具的分类不同,形式十分丰富。常用的有:表格(excel)、流程图(FlowCharts)、概念图(Conceptmap)、思维导图(mindmap)、思维地图(thinkingmaps)、概念卡通(ConceptCartoons)、观念地图(ideamap)、知识地图(Knowledgemap)、认知地图(Cognitivemap)、语义网络(Semanticnetworks)等等。这些众多的可视化工具中,有些已为大家所熟知并普遍应用,如表格、流程图等;有的已有较多的介绍,在教育教学中也已得到不同程度的运用,如概念图、思维导图等;有些却鲜为人知,甚至在国内很少介绍或没有介绍,在教育教学中更没有得到应有的重视和研究,如观念地图、思维地图等。物理教学本来在这方面的运用和研究应该具有优势,但从目前的状况看,还不如其他学科教学,如英语、生物、地理、化学等。本文正是针对这一现状,对主要的且对物理教育教学有很好应用前景的一些知识可视化工具作简要介绍,希望引起物理教师的关注和重视,并做出研究然后应用于物理学科教学之中,在促进物理教育改革,提高物理教学质量方面发挥应有的作用。
1.概念图
概念图产生于1972年,是美国康乃尔大学J.D.novak和D.B.Gowin提出的。概念图是一种能形象表达命题网络中一系列概念含义及其关系的结构化图形,它由节点(概念)和连接节点的线段(关系标签)组成,能清楚地表达某一命题中各概念节点间的内在逻辑关系。[2]概念图最突出的特点是用层级结构的方式表示概念之间的关系,核心的概念位于图的上端,次一级或更一般的概念按等级排列在下面,概念之间还可以交叉连接,并表明这种连接的关系。概念图的特点使其在支持学习方面发挥特有的优势。
概念图通过区分概念之间的层级次序,确定概念之间的内在联系,使相关概念之间形成有机联系的整体,有助于对概念的理解,如加速度,从运动学的角度,它是速度的时间变化率,因此,和速度、时间有关,而速度是单位时间的位移,即又和位移、时间相联系。从动力学的角度,它是力作用的效果,力引起物体运动状态的改变,所以与力、质量有关,在中学物理学中,常见的力有万有引力、弹力和摩擦力,这些力又与一定的物理概念发生关系,质量又与体积、密度概念相关。这样,我们对加速度的认识就显得丰富、全面、深刻。概念图的表示形式简洁明了,形象具体,有利于记忆、巩固,便于对知识组块,使某一特定领域或某一观点有关的概念群以整体的又一目了然的方式呈现,可以综合信息和资源,可以引申和拓展。概念图可以帮助学习者反思学习的活动过程,可以将默会知识显示出来,有利于物理知识的表达和传递,有利于合作学习和相互间的沟通交流。概念图也能帮助学习者提高元认知能力,也可以作为有效的评价工具等等。如图1是磁铁的概念图,我们可以从中体会它的教学功能。
2.思维导图
思维导图是英国心理学家tonyBuzan于1970年提出的,是基于对脑神经生理科学与心理学的研究,类比自然万物放射性情形而形成的关于放射性思维及其图形表达的成果。思维导图运用线条、符号、数字、逻辑、节律、色彩、词汇和图像,按照一套简单、自然、基本、易被大脑接受的规则,运用从中心发散出来的结构,把一些枯燥的信息变成容易记忆的、有高度组织性的图形。[3]思维导图的形式就像大脑神经网络的结构图,利用这种图形,可以将思维过程呈现出来,直观形象地表达知识的结构和关联。在物理教学中,恰当地运用思维导图,有利于提高学生的思维品质,提高认知能力,促进知识网络的形成,促成知识的建构。激发学生多角度多层次地思考问题,促使学生将原来离散的知识形成有内在联系的整体,既有利于学生学会学习,又有利于教师的有效教学。
思维导图是一种树冠状网络式的发散结构,启发学生改变线性式的思维,产生多向的联想,生成知识的网络,激发创新构想。在绘制思维导图的过程中,更需要学生围绕某一主题,将相关的概念、事实、命题、原理,按照它们之间的联系,形成一个统一的整体。思维导图特别有助于学生思维活动的展开,提高学生的思维能力,其发散形的结构,尤其对促进学生的发散思维有独特的作用,而发散思维被认为是创造性思维的核心。思维导图被称作高效学习者的“瑞士军刀”,促进大脑快速、高效、自然地工作,特别适用于阅读、复习、笔记、备考,帮助学习者高效地管理信息,提高学习者的自信心,增加个人成功的概率。思维导图也是师生交流的工具,有效教学评价的工具。下页图2是一幅星体的思维导图,可以看到思维导图特有的结构。
3.思维地图
思维地图是DavidHyerle在1988年开发的,是建立在语义学、认知心理学等理论基础上的。
思维地图是用来进行建构知识,发散思维,提高学习能力的一种可视化工具。相对于前面所介绍的概念图和思维导图而言,思维地图更注重学习能力的培养。思维地图有8种类型,[4]如下页图3所示。
圆圈图,在圆圈中心,写上需要研究的主题,如光的现象。在圆圈外边,写上或画出与主题有关的信息,如“反射”、“折射”、“干涉”、“衍射”、“偏振”等。树形图,主要用于对事物进行分组或分类。最上端是核心概念,下面依次逐级分类。如“电磁场”,可分“电场”、“磁场”,电场下可以逐级写上与电场相关的概念,磁场也一样。起泡图,与圆圈图不同,其中心圆圈内,写上被描述的概念或事物,如“平衡力”,外面圆圈内写上描述性的词语或短语,或写上特征,如“大小相等”,“方向相反”,作“用在同一直线上”等。双起泡图,主要用来进行对比和比较,两个被比较的概念或事物放在两个中心圆圈内,如平衡力、作用力与反作用力之间的比较,外面单独连接的圆圈内写上不同点,如“作用在同一物体上”、“分别作用在不同物体上”等,中间共同连接的圆圈内写上相同点,如“大小相等”,“方向相反”等。流程图,用以列举顺序、过程、步骤等,大方框写上过程,下面对应的小方框写上每个过程的子过程,如探究学习,每个环节(过程)又可以有具体的实施策略或步骤。复流程图,用以展示和分析因果关系,中心方框是核心概念或事件,如光的干涉,左边是产生的原因或条件,右边是产生的现象或结果。括号图,主要用于分析、理解事物整体与部分之间的关系,左边是概念或事物的名称、图像,如运动学,括号里就写上相关的概念,如“直线运动”、“曲线运动”,再依次用括号,依次写上所属的概念或事件。桥型图,主要用以类比、类推,桥的左边横线上、下写上相关的事物,如“水流的形成”,桥的右边横线上、下写上与左边进行类比的事物,如“电流的形成”,通过类比,实现对难理解的、抽象的、复杂的物理概念的学习。同时,还可以把几种思维地图联合起来学习运用,从中获取最大的信息量,提高学生的学习能力,取得最佳的教学效果。
4.概念卡通
概念卡通是由英国曼彻斯特城市大学教育学院的BrendaKeogh和Stuartnaylor于1992年提出的。概念卡通利用卡通图画的形式,系统地将常见的科学概念融于日常生活的相关情境中,通过提供多种不同的观点引发学习者的认知冲突、激发学习者的思考,促进学习者的探究,提高学习者的科学素养。[5]
这种可视化方式容易调动儿童的学习兴趣,感到物理学是与他们相关的,贴近的。儿童在发表各种自己的观点时,容易反映他们所具有的前概念,并在交流中引发他们的认知冲突。概念卡通可以作为儿童合作学习和探究学习的工具,还便于进行StS教育和SSi教育,在这当中,引入论证和推理,提高他们的科学素养,拓展他们的科学视野和思维空间。由于概念卡通的形式特殊,因此,这种知识可视化工具更适合小学科学和初中物理教学。如下页图4所示,几个儿童对电路所引发的思考,人物对话在卡通画的泡泡里,画面下提问:“你认为呢?”,吸引学生参与,引发他们的思考。
5.观念地图
观念地图是一种对大脑工作方式的自然表现方法,可用在学习、思考、计划、组织活动、回忆、笔记、讨论、报告等许多方面。观念地图在很大程度上是在思维导图的基础上建立起来的。但观念地图比思维导图具有更多的实际性、灵活性和可用性。[6]
观念地图的构建体现了左右大脑皮层的思维活动,是将逻辑方法、线条、词组、数字和一系列的颜色、图片结合起来的过程。观念地图的结构分成四个部分;中心图像,主体分支,小分支,附加部分(标志、图像、色彩)。中心图像:在所有的观念地图构建过程中,最先确定下来的一定是中心图像。它包括了中心关键词或是图像,代表了整张观念地图的主题或中心。为了让使用者留下更多的视觉印象,它至少包括3种颜色,有时甚至着重处理。主体分支:指那些直接连接中心图像的分支,突出了主要内容,一般每张观念地图都有5到9个主体分支。它们一般绕着中心图像按顺时针方向标记,通常由制图者根据中心图像发散思维直接得到。左右分布的模式模拟了左右脑的模型。小分支:小分支可以是主体分支的继续分支或是直接的单线连接。由制图者根据上一级的关键词继续发散思维得到。附加部分:用于着重、突出或连接区别内容时用,可以标注到观念地图需要的任何位置。观念地图应用范围广,可应用于学习、思考、回忆、计划、笔记、讨论等许多方面。它的主观性较强,体现的是个人大脑对某事物的思考过程,是制图者对知识的理解和思考,结构分布也随主观意愿决定。同时,观念地图还具有高效性,通过几个关键词的描述、相关的联想,能够将大脑思考的过程反映出来,体现了知识的连贯性,使知识能得到高效的梳理和集中,能拓宽制图者思维的深度和广度,利于记忆和回顾。图5所示是关于直线运动的观念地图。
6.知识地图
知识地图是由美国情报学家B.C.Brooks提出的,主要是指人类的客观知识,他认为人类的知识结构可以绘制成以各个知识单元概念为节点的学科认识地图。而目前一般认为,知识地图是可视化地显示可获得的信息及其相互关系。它促使不同背景的使用者在各个具体层面上进行知识的有效交流和学习。在这样的地图中包括的知识项目有文本、图表、模型和数字。[7]
知识地图是一种有效的知识管理工具,不仅揭示了知识的存储地,也揭示了知识之间的关系。在学习领域应用时,知识地图使无序的知识信息建立相互之间的联系,从而形成有序的条理清晰的知识框架,使学习者保持学习兴趣,提高学习效率。学习者借助知识地图,正确判断自己所处的知识层次,从而明确学习目标,找到合理的学习途径。利用知识地图,可以整合各种学习资源,方便地找到所需要的知识,拓宽学习视野。但知识地图的构建是一项复杂的系统工程,从图5就可以认识到这一点。[8]
在物理教学中,在知识地图层呈现的是所学物理内容,描述层对知识做出描绘,并与知识地图层相链接。当然需要结合自身的知识资源分布状况及其知识结构进行建模,通过对知识建模提取出知识特征、描述知识的使用背景以及用通用的格式对知识进行描述存储。知识地图的构建应结合数据挖掘及人工智能技术。
7.语义网络
语义网络是1968年美国心理学家J.R.Quilian提出的,认为记忆是由概念间的联系来实现的,他建议用语义网络来描述人们对事物的认识。语义网络是知识的一种图解表示,用节点表示概念、实体和情况等,用边表示节点之间的关系,边也称为联想弧。语义网络表示由四个相关部分组成。词法部分:决定表示词汇表中允许有哪些符号,它涉及各个节点和弧线。结构部分:叙述符号排列的约束条件,指定各弧线连接的节点对。过程部分:说明访问过程,这些过程能用来建立和修正描述,以及回答相关问题。语义部分:确定与描述相关的(联想)意义的方法即确定有关节点的排列及其占有物和对应弧线。[9]
语义网络能把概念的结构属性与概念之间的关系显式简明地表示出来,与概念相关联的事实、特征和关系可以通过相应的节点和弧线推导出来。由于与概念相关的属性和联系被组织在一个相应的节点中,概念可被访问和学习。问题的表达更加直观,更易于理解,适合于沟通、合作。语义网络可以非常大,可以包含大量的相互关联的概念。
三、认识和建议
物联网工程概论篇4
关键词：物联网技术与应用教学目标知识体系内容安排教学方法
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0162-03
物联网（internetofthings，iot）概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，随着技术和应用的发展，物联网内涵不断扩展[1]。目前业界普遍认为：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[2-5]。
物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域，引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革，成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎[6]。近年来，在“两化融合”和“感知中国”等国家战略背景下，物联网发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。我国经济社会各领域蕴含巨大的物联网应用潜能，众多行业对物联网技术人才需求旺盛[7]。为此，中国传媒大学于2012年通过教育部审批，依托理工学部信息工程学院网络工程系开办物联网专业方向，成为全国较早面向本科生开设物联网专业方向的高校之一。
1课程教学目标
《物联网技术与应用》是网络工程系物联网技术专业方向学生学习的第一门专业课，其主要目的是使学生了解物联网的基本概念和相关技术，对物联网在各个领域的典型应用有所认识，在此基础上了解物联网系统的整体框架，明确物联网工程各个专业课程的意义和课程之间的关系，为后续的学习打好基础，同时激发学生的学习兴趣[8]。因此，《物联网技术与应用》课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量，进而影响到我国物联网技术发展的进程[9]。
2课程知识体系及内容安排
2.1知识体系
物联网的架构分为3个层次：感知层、网络层和应用层，如图1所示[1]。
感知层是物联网的“皮肤”和“五官”，用于识别物体、采集信息，是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。感知层中的自动感知设备包括：RFiD标签与读写设备、传感器、GpS、智能家用电器、智能测控设备等；感知层中的人工生成信息设备包括：智能手机、智能机器人等。
网络层分为接入层、汇聚层与核心交换层。接入层通过各种接入技术连接最终的用户设备。汇聚层的功能为：汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换；根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、优先级管理，以及安全控制、地址转换、流量整形等处理；根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。核心交换层为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境。汇聚层与核心交换层的网络通信设备与通信线路构成了传输网。
应用层可以进一步分为管理服务层和行业应用层。管理服务层通过中间件软件实现了感知硬件与应用软件物理的隔离与逻辑的无缝连接，提供海量数据的高效、可靠地汇聚、整合与存储，通过数据挖掘、智能数据处理与智能决策计算，为行业应用层提供安全的网络管理与智能服务。行业应用层由多样化、规模化的行业应用系统构成，包括：智能电网、智能环保、智能交通、智能医疗等。
此外，涉及感知层、网络层与应用层的共性技术包括信息安全、网络管理、对象名字服务与服务质量保证等。
2.2内容安排
《物联网技g与应用》课程的内容安排[10-12]如图2所示，其中，各部分包含的主要内容有[1-6]以下几方面。
物联网概论：物联网发展的社会背景、技术背景；物联网的定义与主要技术特征；物联网体系结构；物联网关键技术与产业发展。
RFiD技术：自动识别技术的发展背景、条形码简介、磁卡与iC卡的应用、RFiD、RFiD应用系统结构与组成、RFiD标签编码标准。
传感器技术：传感器；智能传感器与无线传感器；无线传感器网络；无线传感器网络通信协议与标准。
嵌入式技术：智能设备的研究与发展；集成电路；嵌入式技术的研究与发展；RFiD读写器与中间件软件设计；无线传感器网络节点设计；可穿戴计算研究及其在物联网中的应用；智能机器人研究及其在物联网中的应用。
移动通信技术：通信技术的发展；移动通信技术的研究与发展；3G技术与移动互联网应用的发展。
定位技术：位置信息与位置服务；物联网中的位置服务；定位系统；移动通信定位技术、基于无线局域网的定位技术、基于RFiD的定位技术、无线传感器网络定位技术。
数据处理技术：物联网数据处理技术的基本概念；海量数据存储技术；物联网海量数据存储与云计算；物联网数据融合技术；物联网中的智能决策。
信息安全技术：物联网信息安全中的四个重要关系问题；物联网信息安全技术研究；RFiD安全与隐私保护研究。
物联网的应用：智能电网；智能交通；智能医疗；智能物流。
3课程教学方法
自2014年春季学期《物联网技术与应用》课程首轮授课起至今，笔者已从以下几方面做了有益尝试，取得了良好的效果。
3.1采用“翻转课堂”模式将课堂内外相结合
翻转课堂译自“FlippedClassroom”或“invertedClassroom”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。该教学模式需要学生在课后完成自主学习，即自主规划学习内容、节奏、风格和呈现知识的方式，可以通过看视频讲座、听播客、广泛阅读各种书籍、与其他同学讨论等方式进行。教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习体验。翻转课堂是对传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆。
在该课程的讲授方式上，笔者尝试引入“翻转课堂”模式，转变以往授课过程中教师“满堂灌”、学生只是被动接受的传统教学模式，利用教学实践中小班授课、学生人数较少的优势，使每位同学都有机会走上讲台，轮流充当“教师”的角色，过一把“教师瘾”，从而充分调动学生的学习积极性和主动性。具体的实施过程为：首先，请每名学生选取物联网学科中自己较为感兴趣的一项具体技术作为自己的讲授对象，通过广泛查阅书籍文献资料、上网搜索最新科技资讯等方式了解该项技术的来龙去脉、前世今生及发展前沿。然后，请学生自制课件，通过文字、图片、视频等方式形象生动地向大家讲解艰涩枯燥的具体技术内容。其间，其他同学可以随时提问，形成良好的互动效果，极大地活跃了课堂气氛，同时也锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力。最后，由教师点评学生的表现，指出其讲解的优缺点，并补充完善知识点内容。学生的个人表现很大程度上决定了该门课程的个人结课成绩。通过3年来具体的实践，笔者发现学生们搜集资料的深度和广度都远远超出了笔者的预期。作为老师，在授课的同时也收获了很多新知识，达到了教学相长的目的。
3.2教学与科研相结合
教师授课过程中应避免简单生硬地照本宣科，而应以自身的科研经历和科研体会现身说法，以激发学生的学习兴趣。物联网作为一门新兴学科，发展日新月异。每轮备课时都要加入新的科技进展，对于教师来讲，在科研方面需要不断地关注科技前沿动态，及时更新知识，极具挑战性。就笔者而言，由于一直从事数据挖掘领域的研究，在讲授第八章《物联网数据处理技术》时，就结合目前正在进行的有关电视节目受众收视情况的数据挖掘研究课题，以实验中具体的数据、模型为例，为学生讲解数据挖掘技术的具体流程和其中的关键步骤，从而进一步加深学生对该技术的理解程度。
3.3“走出去”与“引进来”相结合
“走出去”是指教师应当经常参加国内外相关教研机构组织的高校物联网专业建设的培训班、研讨会等，广结同行，吸取其他兄弟院校专业建设、课程改革的成功经验，达到“它山之石可以攻玉”的目的。此外，还可以与国内一些专业从事物联网技术的企业建立良好的合作关系，建立学生实习、实训基地。学生可以到企业实地参观相应的产品生产线，以便与课堂中学到的知识点概念、原理联系起来，获得感性认识，从而加深理解。同时，学生可以利用寒暑假时间到企业实习或选派学生到企业进行毕业设计，不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式，还可以为企业提供专业的人才，拓展学生的就业渠道[13]。
“引进来”是指教师应当定期邀请国内外物联网专业的权威教授、相关技术人员走进课堂、走上讲台，为学生带来最新的行业发展信息。此外，在教材选择方面，教师应当不局限于国内出版的一些经典教材，还应当广泛引进国外的外文教材，追踪国际领先的前沿技术[14]。
综上所述，文章从“物联网技术与应用”课程的教学目标、知识体系及内容安排、教学方法等方面进行了探讨。由于物联网技术是近年来的新兴技术，该课程也是中国传媒大学理工学部信息工程学院网络工程系自2014年首次引入的新课程，一切还在逐步摸索过程中，因此，探寻一套适合本专业学生的课程教学方案任重道远。
4结语
此文是笔者近3年来参加物联网专业建设研讨班培训、备课、授课的心得体会。由于笔者的验有限，考虑问题难免有失偏颇，望与各位读者共同探讨。作为一名青年教师，笔者未来仍然需要逐步沉淀，不断思考、总结、实践，为培养出社会需要的物联网专业人才贡献力量。
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物联网工程概论篇5
短短一个月，“物联网”这一概念就以“迅雷不及掩耳之势”横扫国内科技市场，并在业界广为传播。
9月14日，《it时代周刊》从工信部得到消息，我国物联网标准体系已经形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案也已经被采纳。这是9月11日工信部副部长奚国华在北京召开的“传感器网络标准工作组成立大会暨‘感知中国’高峰论坛”上，指出要力争主导制订传感网国际标准后，我国在物联网标准制订上的一大进展。
最近一段时间，从中央政府到各大企业单位，都把“物联网”的发展提上日程，并一再指出其重要性，物联网概念股更是借此浪潮一跃而上。一时之间，物联网被各大媒体捧上头条，有媒体更是将其称之为“继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮”。
突然而来的过度热捧不免令人思索，物联网是即将到来的又一场新兴科技革命，还是业界对其的一度炒作?物联网离人们的生活到底有多远?
炙手可热
公开资料显示，物联网又叫传感网，该概念最先在1999年由美国人提出。它真正走入人们视线是今年年初在美国总统奥巴马就职后的一次圆桌会议上，奥巴马将“物联网”和“新能源”列为振兴经济的两大武器。
今年8月7日，总理在视察中指出，应加强对物联网发展的重视度，并对我国物联网的建设提出建议。从那时开始，物联网概念开始真正走红。8月24日，中国移动总裁王建宙在访台的演讲上也提及“物联网”，并阐释了不久的将来，物联网对人们生活的重大影响。
在一个又一个重量级人物以及企业的高度关注下，物联网一词开始被业界真正认识。对于物联网的概念，王建宙的解释可能更容易让人理解，“物联网时代的冰箱、彩电等家电产品，都可以用手机控制。例如在家电上安装传感器，就可以用手机通过网络进行操控；其次，诸如远程抄表、物流运输、移动poS等应用。结合云计算，物联网将可以有更多元的应用。”
业界专家指出，王建宙的描述是一个理想状态，物联网的最终目的是让设备与网络连接在一起，为人们进行智能服务。其实早在几年前，涉及物联网概念的科技产品就已经出现了。比如，现在应用很广泛的商品条形码、RFiD等等，都是利用射频技术，通过感应物体上植入的芯片来获知具体信息。只不过近几年“物联网”一词的出现又被赋予了更为广泛的含义。
在如今的科技时代，人与人之间的连通已经极为普遍，人与物、物与物的信息传递就成了未来科技发展的必然趋势。之所以这一词汇被业界热捧，原因在于市场所描绘的其背后的巨大市场。
本刊记者从工信部的内部材料中看到，随着传感器、软件、网络等关键技术的迅猛发展，传感网产业规模正在快速增长，物联网将成为继互联网之后的又一高科技市场，市场前景十分广阔。美国市场研究公司Forrester预测，到2020年，世界上“物物互联”的业务跟人与人通信的业务比例将达到30:1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿美元级的通信业务。
正是因为这个巨大的产业数字，市场上刮起一阵“物联网”的狂潮。对此，有专家预测10年内物联网就可能大规模普及，甚至还有人放言，“如果物联网全部构成，其产业要比互联网大30倍!”
在一系列的炒作和追捧下，物联网概念股也随之大幅攀升。在“感知中国”高峰论坛召开后的一周时间内，a股有不少个股连续走出涨停行情，原因就是市场认为它们具有最近备受热捧的“物联网”概念。
企业的追随和热捧
不仅受到中央政府以及有关部门的重视，物联网的相关产品俨然已经出现在各大企业的产品名单中，并开始了大力推广。
在今年的通信展上，“物联网”无疑成了展会上的新星。中国移动的“物联网”展位上首次展出有关业务，物流信息化、企业一卡通、公交视频等一系列主题，“这些都是物联网概念下的业务分支”，该展台的一位中国移动员工特意强调了“物联网”一词。此外，中国电信、中国联通展区内的部分产品也涉及到“物联网”概念。
物联网之所以受到各大电信运营商的青睐，离不开王建宙的大力鼓吹。这位中国的电信运营商老大在多个公共和私下场合对外表示。“物联网将会成为中国移动未来发展的重点。”此前。中央领导曾指出“要把传感系统和3G中的tD技术结合起来”。
王建宙将3G网络定义为物联网信息传送的有效平台。为做好物联网在通信领域中普及的准备，王建宙还表示将会邀请台湾生产RFiD(无线射频识别)、传感器和条形码的厂商，共同研发物联网终端产品。
不仅如此，不少科技公司也趁机赶来凑热闹。9月14日，iBm宣布推出全新的webSphereSensorevents软件。本刊记者从iBm大中华区相关部门了解到，该软件可以从“物联网”世界中数百万个彼此互联互通的传感器上提取可用的业务信息。iBm传感器解决方案部副总裁martinwildberger表示，“客户可以对大量传感器数据进行收集和分析，获取快速响应瞬息万变的市场所需的业务可视化能力。”
目前，我国国内市场对传感网产品的需求的确增长明显。相关信息显示，前不久，仅浦东机场安装防入侵系统直接采购传感网产品的金额，就已达到4000万元，加上配件共5000万元。“按照这种态势，如果全国近200家民用机场都安装该系统，仅机场一个项目就将产生上百亿元的市场规模。”一位传感网软件生产商说。
经国家标准化管理委员会批准，9月11日全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。该工作组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将致力于传感网标准制订工作，目的就在于通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。
是炒作还是憧憬?
有了中央领导人的关注，政府部门的支持，以及明星企业们的推动，物联网发展的道路似乎已经被铺平了。
然而，各界关于物联网的追捧场景与2000年前大家对互联网的狂热情形何其相似。当时，各国股市对网络股概念的爆炒，国内a股在短期内有上百家上市公司宣布触网，有关互联网的概念股更是一飞冲天。今天对于物联网的炒作势头有望跟当年的互联网股相上下。然而有意思的是，即便是在现在，a股中也没有出现一只血统纯正的网络股。
有专家指出，“物联网”的远大前景不容置疑。然而伴随着物联网的热起，一系列有关该新兴产业的问题同样应该被人们所认识。
就像互联网需要tCp／ip协议一样，作为互联网的延伸，物联网自然也需要一个统一的协议基础。中国移动公司一位内部人员表示，“目前全球尚未形成物联网统一标准，想要抓住将来物联网的话语权，势必要拿下对统一标准的制订。”
总理在对传感网工程技术研发的考察过程中也表示，当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。也正是因为温总理的一席话，9月14日，工信部召开了关于传感器网络的讨论会议，正式把对传感网产业的发展以及标准的建立提上日程。
不仅是中国，美国、德国、日本等众多国家都在加紧对该网络标准的研究，因为对于一个新兴产业，谁掌握了标准，谁就掌握了市场的主动权，从而可以向全世界推销符合标准的技术设备。
与市场对物联网的热情炒作相比，业界在近期多了一份理性的思考。
“物联网的发展还存在众多的技术瓶颈，”业内人士表示，“例如物联网对ip地址的需求，以及技术问题等。”中国移动在ipv4时代就吃尽了地址匮乏的苦头，在ipv6时代能否抢占先机，是物联网战略的另一个不确定因素。
物联网工程概论篇6
（福建信息职业技术学院福建福州350003）
摘要：简要叙述了物联网智能家居课程建设的背景和原因，详细阐述了智能家居课程的建设过程，包括课程的开发、建设、教学设计、教学效果、存在问题等，着重论述了项目式教学过程的设计方式、教学规划、实施方法，并指出项目式教学对教学方法、教材、教师及实验条件的要求具有一定的普遍性，对于其他一体化课程的开发设计具有一定的参考作用。
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关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学
中图分类号：G712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03
“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。
目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。
课程开发
为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。
物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。
课程建设
物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。
因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。
课程设计
本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。
学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。
教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。
教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。
教学成效
从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。
形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。
校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。
存在问题
第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。
第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。
第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。
第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的问题。
第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。
“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。
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物联网工程概论篇7
“我总是有意克制自己对未来的想象，为了避免引起不必要的争议。”互联网进化论的提出者刘锋兴奋但略显忧郁地说道。
在他眼中的未来世界里活人可以隔着冥河，借助互联网和“死去的人”进行超越时空的交流。生命将在虚拟世界中得到永生。
世界将不会再出现类似梵高的惨剧。梵高可以死去，但他的大脑将被嵌入到网络之中，谷歌街景将成为他重新审视世界、发现美丽的眼睛，网络连接下的绘图仪将成为他手中新的画板和画笔……
在刘锋互联网进化论的框架下，所有“荒诞”的幻想都将成为逻辑推理下的“必然”。这样的“荒诞”幻想未必有人接受，但他的互联网进化论却被很多人所认可，甚至当刘锋将互联网进化论的相关论文提交到美国计算机学会(aCm)网站学术编辑手中时，无法否定这一理论的美国编辑也仅仅指出了论文中的语法错误和进一步探讨论证这一理论的方法意见……
刘锋和iBm的“抄袭”
“现实中的我可能和网络中的我有很大差异……”微微发福的刘锋有些拘谨地做了开场白。他脸上闪烁的微笑透出些许轻松和自信，相比他博客中指责iBm公司“智慧地球”抄袭的战斗“檄文”的气势，相去甚远。
2008年末iBm借着全球范围内“物联网”概念升温这股东风，伺机提出了“智慧地球”概念和经营战略。iBm所描绘的未来图景和2007年刘锋逐渐完善和成形的互联网进化论“不谋而合”。
事实上刘锋指责iBm抄袭并不是空穴来风。
根据刘锋创办并用来互联网进化论文章的个人网站ip访问监控显示，在iBm提出‘智慧地球’前的一年(2007年)，大量来自iBm公司和iBm中国分公司的ip地址频繁地访问他的站点。
“这不能不让人怀疑iBm的学术剽窃，直到目前为止iBm方面依然没有回应我的质疑。”刘锋直言不讳道。
除了iBm外，刘锋把人类大脑引入互联网研究后，引起了世界上很多学术机构的关注。美国、新加坡、瑞典、英国一些大学也开始注意刘锋提出的新理论。
互联网是什么?过去的学术解释物理而且冰冷，不同的机构从不同角度对互联网这一“死物件”进行了描述。
互联网的边界到底在哪?难道仅仅是传统意义电脑终端吗?刘锋给出了自己的回答：他首次将“人”的因素添加到了互联网的新定义中。网络的边界不再是没有生命的电脑，而是电脑使用者的头脑――拥有生命的终端。整个互联网的运行，都是为了人类大脑中记忆信息的处理。
互联网一下变“活”了，成为一个拥有智慧的生命，而且这个生命体也会根据人类的新需求和技术进步发生“进化”。
在全新的视角下，互联网不再是物理技术的附庸，而成为了人类社会活动的一部分。
刘锋的新理论认为：互联网再加人人的因素后，在某种程度可以被认为拥有类似人类大脑的功能和组织结构。这一理论被刘锋冠名为：互联网虚拟大脑。2008年刘锋也早已绘制出了互联网虚拟大脑的结构图，这一图谱清晰地解构了互联网未来的发展方向。
与刘锋理论类似的是：iBm“智慧地球”概念也抛出了互联地球的人，机器和数据的观点。通过物联网和互联网的整合来实现人类社会与物理系统的结合。
“对于iBm提出的‘智慧地球’概念，其实他们也没有真正搞明白。尤其对于物联网和互联网的连接部分。”刘锋对“智慧地球”评价道。
在刘锋看来，互联网延伸的范围已经超越了地球这个概念，诸如火星探测等宇航活动已经将互联网的触角伸向了外太空领域，“智慧地球”的尺度显然已经“落伍”了。
即使是“智慧地球”这样的新概念，搭建这一概念的技术根基依然建立在现有的技术之上。iBm火热的新概念并没有伴随新技术的诞生和运用。
“iBm提出的‘智慧地球’是互联网虚拟大脑理论下的过渡产物，时间会证明它逃脱不了抄袭互联网虚拟大脑结构图的命运。问题只是谁来抄袭的问题?是iBm自己，还是iBm的科研伙伴?”虽然刘锋认定iBm抄袭了他的成果，但对于只是停留在纸面上的纯粹理论成果而言，问题仍将难有定论。
物联网的另一面
“时下最热的物联网，只能算是互联网的延伸……”和记者的交谈中，刘锋始终强调着这一论断。
2010年3月份美国《福布斯》杂志网站公布了世界最具创新力的公司排名，iBm公司拔得头筹。让很多人感到惊讶的是：拥有世界上最多专利数量的韩、日企业的创新力竟然被挤出了三甲之外，前三甲均被美国企业所包揽。
冷静和清醒的人们十分清楚地意识到：美国企业专利技术数量虽然未能称雄，但将专利技术转化为商业盈利能力的功夫却是一流，而iBm则是一流中的一流。
或许iBm的“智慧地球”并没有创新，但是iBm发现了“智慧地球”概念下的巨大商业价值。为了开拓新市场，iBm需要一个新的概念来进行商业包装。
美国太公司常常占据着市场和技术的制高点，这往往得益于他们常常能在科技发展的道路上占据着理论制高点。iBm提出了‘智慧地球’，作为抗衡中国相应提出了‘感知中国’。双方虽然都着眼于未来的物联网市场，但两者的胸襟和气度早已高下立判。这种制高点早已决定了在未来所占的市场份额。
“在这场竞赛中，我只是一只蚂蚁，我个人的力量十分微弱。我能够做的或许仅仅是在理论层面上，证明自己能够比iBm快一步……”语气略显无奈的刘锋道出了无奈的现实，当然他十分清楚：对于iBm而言一旦拥有前瞻性的理论指导，加上iBm在技术领域的深厚积累，能轻易地对“智慧地球”概念进行实现。现实中，iBm的“智慧地球”所包含的“智慧城市”中智能交通系统解决方案已经成功地出售给了沈阳市……
对于iBm的“智慧地球”的扩张，刘锋有着自己的忧虑。“智慧地球”所延伸到的领域都是关系到国计民生的重大行业。如果iBm服务的都是中国的国有大型企业，那么一个大企业往往挟持着一个行业，一个行业的安全可以上升到国家安全的层面……
“威客”的爆发
事实上刘锋之所以能发现并提出互联网进化论，归功于他的另一项概念的提出，那就是“威客”。
2007年包括中央电视台在内大多数主流媒体都在热烈讨论“威客”这一概念，“威客”甚至走进了那年高考的试卷，而这一概念的诞生却源自于刘锋第一次创业的冲动。
2005年还在中科院研究生院管理学院读书的刘锋，开始有了做开办商业网站经商的念头。
“在中科院的环境下，想做生意必须考虑自己有什么资源。我身边有很多的学者和专家，当时我就考虑能不能建设～个网站，来提供一个企业向中科院专家和学
者咨询或者提问的平台。”刘锋说道。
这种互动问答类的网站被刘锋命名为“威客”(wit-key，英文意思为智慧的钥匙，之后这一概念被延伸到那些应用自己的智慧和劳动通过网络来获取收入的人)，他大胆地提出了一种新的商业模式，如同博客、电子邮件一样，每个人都会拥有自己的威客。
刘锋还为这种商业模式绘制出了一张“威客地图”，图中每个人都被各自所拥有的博客、电子邮件和威客连接起来，这种结构让刘锋联想到了神经元的结构，“威客地图”中的每个人如同一个个神经元。连接所有人的互联网自然成为了众多“神经元”的集合，从结构上看互联网和人类大脑是否相似呢?这一困惑让刘锋陷入了深思之中……
除此之外，刘锋发现了另外一个有趣的现象。
那年的暑假刘锋把自己彻底关在屋子里，来编写网站程序。他从网上下载了一套标准的BBS(电子公告牌)程序代码，在这套代码的基础上来编写自己的网站程序。
“当时脑子里很乱，并不知道自己要做一个什么网站，所以就在那套BBS程序上改来改去。让我吃惊的是：BBS程序可以任意变形成为其他形式的网站，包括是类似新浪、搜弧这样的新闻的门户网站、类似淘宝电子商务网站、个人博客、或类似维基百科这样的互动问答网站，需要什么网站我都可以在这套BBS程序的基础上改编出来。后来我查阅资料才发现：原来互联网的最初应用就是BBS。”刘锋回忆道。
这一看似“苹果落地”的现象，引起了刘锋的兴趣。互联网最初只是BBS的应用，随后分离出各种新的应用功能。这些功能应用的集合形成了互联网，那么从功能上互联网能否看成是一个人类大脑呢?
刘锋按照知识层面将人脑的功能分成为三个区域：共享知识区，例如现实中可以免费给人指路的信息，在互联网世界中如同是所有人都可以浏览的博客。
可交易知识区，例如现实世界中医生的专业知识必须等病人挂号后才能表达，在互联网世界中如同是智力互动问答的站点。
问题区，例如现实中学生不知道答案的数学难题，在互联网世界中同样可以看作是智力互动问答的问题。
隐私区，例如现实中个人或几个朋友之间的隐私信息，在互联网世界中如同是电子邮件只能由邮箱所有者查阅。
运动控制功能区，例如现实世界中人用筷子夹菜的能力或者用手指打键盘的能力，在互联网世界中如同网络软件，例如用户可以使用迅雷在网络搜索并下载电影。
把这些区域～一对应起来，似乎看到了物联网和人脑的某种相似之处，同时互联网和用户大脑又紧密地连接着。互联网用户大脑的知识功能区通过互联网个人空间被映射到互联网中。
当时刘锋洞开了“互联网大脑”领域的大门，但“威客”概念已经成形，那年夏天他将自己提出的“威客”概念写成在神州数码公司的企业内刊上。
后来对于当年的举动，刘锋回应道：“那时我不太在乎论文的质量，只要能证明那个时间段我的确做了这些工作就行。”
“威客”概念在那年诞生了，但是更大的疑惑却困扰着刘锋，以至于他在接受《世界博览》记者采访时感慨道：“当时我提出了‘威客’这个概念，现在回想起来觉得挺不好意思，因为那时关于‘威客’我并没有想太清楚。”
尽管按刘锋话说当时“没有想清楚”，但正是“威客”让他发现了一片广袤的“蓝海”。
互联网进化?
当刘锋还在为“互联网大脑”苦苦思考时，几次偶然的听闻让他的视野再次放大。
在一次中科院软件所和水利部组织的一次座谈会上，他得知2007年7月中国水利部开始在主要流域内的土壤，河流，空气中安放传感器，来及时将气温，湿度，风速等数据通过互联网传输到信息处理中心。
这些数据进行分析处理后，形成报告供防汛抗旱决策使用。
在自然界安装联网的传感器如同千里之外互联网用户的感知器官一样，让用户能够足不出户及时了解监测地区的各种环境信息。这一类似“躯体感觉神经系统”让刘锋迅速联想到他脑海中刚刚成型的“互联网大脑”。
2007年刘锋在和中科院一名同事一起吃饭聊天时，偶然得知同事亲属正在为某地的一个风景区开发一套可以实时观看景区风景的系统。景区各处安装摄像机，摄像机和服务器进行联网后，所有入住景区酒店的游客和旅行公司的办公室职员能够通过这一“眼睛”随时查看景区各处的情况。当然如果摄像头加上麦克，人们也可以听到景区各处的声音。
很快这套“视觉感知系统”和“听觉感知系统”毫无疑问地被刘锋归结进“物联网大脑”之中。同年Google也推出了“街景”服务，即在城市中安装多镜头摄像机，互联网用户可以实时观看丹佛、拉斯维加斯、迈阿密、纽约和旧金山等城市的风貌。
在刘锋找到“物联网大脑”的躯体感觉系统、视听觉系统后，也迅速找到了运动神经系统。早已经被很多人接受的“远程打印机和复印机”成为了最早的案例之一。到21世纪前十年，刚刚出现的医生通过远程网络进行手术的案例也趋于普遍。
“互联网大脑”是否存在自主神经系统呢?主要用于调节内脏的活动人体自主神经系统的活动不受人为意识的直接控制，很难像手臂运动一样，可以“随意”操控。
在互联网世界中，同样存在这种不受人为控制的活动，如Google的网络蜘蛛(webSpider)通过一个网页的链接地址来寻找其他网页，并将其存入到google数据库的一种自动程序，最终结果实现对互联网数据的整理和归类。
最后的中枢神经系统在哪里?
人的中枢神经系统包括脑和脊髓，它有控制和调节人的整个机体活动的功能。
对应之下，刘锋认为：互联网的中枢神经系统就是核心服务器以及联结他们的路由器和交换机。在这些设备上，各种数据在这里交汇，其中就有那些各种感知类型的信息。
到底是什么推动着互联网不断成长为一个“虚拟大脑”呢?
“从人类发展史看，人类进步就是一部包含了其感觉和运动器官不断延长的历史，与此同时，人类大脑的延伸也一刻没有停止。”刘锋在《互联网进化论》中这样写道。
对应地他提出了两个问题，互联网的发展有没有规律可循?未来互联网发展的最终结果将会怎样?为此他以“互联网虚拟大脑”中各部分神经系统逐渐“成形”作出了解读。
物联网工程概论篇8
[关键词]高师院校CDio中软国际物联网工程
[中图分类号]G642[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2014）14-0132-03
物联网工程专业是教育部为服务国家战略性新兴产业而开办的新型专业，覆盖计算机、控制、通信技术、信息安全、系统工程等领域，是计算学科发展的必然。[1]由于其强劲的社会需求与学科发展的需要受到了高等院校和企业界的共同关注。近年来，部分高校、高职、高专院校以及独立学院纷纷设立了“物联网工程”、“传感网技术”等相关专业。从产业的未来需求来看，由于物联网在交通、物流、水电等领域的广泛应用前景，相关企业对物联网工程专业方面的人才需求十分迫切。从物联网专业人才的培养目标来看，本科生人才的培养类型可以分为理论创新型、工程应用型和综合技术型。其中工程应用型是物联网专业人才培养的主流。[2]从国内当前的物联网工程专业人才培养现状来看，面向高师院校的物联网工程专业人才的长效机制尚未形成。由于物联网专业具有很强的工程应用背景，因此面向高师院校的计算学科的物联网工程化教育面临三大挑战：（1）如何把计算机科学作为工具学科的教育潜在观点转化为计算类的系统学科教育观点；（2）如何在保持计算学科核心课程的前提下，扩展计算学科的外延课程，增强计算学科的社会服务能力；（3）如何在增强计算专业优势的基础上，开展计算学科与其他学科之间的交叉性研究工作。上述三大挑战在高等师范院校的物联网专业建设方面表现得尤为明显。因此如何在高等师范院校构建有效的物联网工程专业人才培养机制是一个迫切需要解决的计算学科教育重大问题之一。[3][4]本文主要探讨在面向高师院校如何实施物联网工程专业人才培养的实验教学策略问题。
一、高师院校物联网工程实验教学现状及分析
物联网工程专业工程实验课的内容主要涉及控制科学与工程、计算机科学与技术、信息与通信工程。相比于工科院校，高等师范院校培养物联网工程专业人才在实践方面有很大的不足。[4]具体表现在毕业生的工程实践能力偏弱、行业应用背景知识匮乏、项目经验不足等问题。这些问题的存在严重地影响了高师院校计算学科快速发展。根据我们的调研发现，目前的高师院校的物联网实验教学环节存在以下三个方面的问题：（1）实验教材强调课程的完整性，忽视了相关课程之间的融通性。先前的实验教材通常是一个独立的知识体，强调知识的全面性，忽略课程之间的相关性。学生难以系统地实现课程知识体系。（2）强调计算机原理性知识的学习，缺乏工程性方法的系统训练。传统的实验课程教学往往突出原理性知识的实验呈现，往往没有融入一套有效的工程性构建方法。学生虽然知道了基本概念，却难于实现具有一定规模的实验。（3）强调分析式教学，忽视了系统综合式实验教学。教学内容主要采用分析性教学方法，往往缺乏工程性的方法。进一步结合相关毕业生的诉求和aCm/ieee-CSJointtaskForce的观点[2]，我们认为产生这些问题的原因是多方面的，具体的原因主要包括：（1）高师院校长期办学的传统理念的制约；（2）高师院校的非师范计算机专业学生的行业视野受限；（3）课程设置与教学方法缺乏针对性；（4）工程应用背景知识匮乏；（5）教学实践环节相对较弱。[3]工程技术人才的培养除了必要的基础理论知识之外，更重要的是通过实践教学培养学生动手操作能力。而计算学科的实践教学需要具备二个条件：一是熟悉实践操作的教师；二是实验实训的设备、基地。目前真正具备这两个条件的师范院校较少，这导致高质量的物联网工程专业建设难以开展，以致教学质量偏低。上述5点主要原因导致高师院校在物联网专业人才培养质量与工科院校相比，在人才规格上具有一定的差距，并进一步导致发展空间受到一定的限制。根据著名软件theodoreY的观点，“科学家发现世界上已经存在的事物，而工程师创造世界上从未存在的事物”，这一观点与当前国际上最新的工程项目成果CDio工程教育理念是一致的。[7]我们认为，面向高师院校的物联网工程专业建设尤为需要引入CDio的工程教育理念。CDio包含构思（Conceive）、设计（Design）、实现（implement）和运作（operate）几个方面的内容，它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。其教学大纲满足美国、加拿大和其他华盛顿协议国家职业工程师组织对工科教育的要求，其教学框架体现了创新的教育思想。面向高师院校的物联网专业建设的CDio能力培养内容如图1。
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图1物联网工程实践中的CDio能力培养内容
二、高师院校物联网专业实验的分层策略
物联网实验的目标是基于当前通用的软件硬件技术平台，通过实验全面地展现物联网相关技术。由于传统的计算机实验室环境受限，以及时间、成本、复杂度等方面的限制，物联网的相关实验内容只能在物联网的感知层、网络层和应用层相关技术中进行筛选。我们将物联网的实验归入三类实验平台之上，具体内容如表1。
表1物联网三类实验平台及内容
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在实验教学中，为保证每个学生都能更好地理解物联网课程知识，兼顾不同层次学生的求知需求，提高实践教学质量，我们采用了层次化的实践教学策略，分别为基础实验、设计性实验、课程延伸实验。下面以物联网嵌入式系统的教学为案例进行介绍。
（一）基础实验
基础实验使用eL-JY-ii型计算机组成原理实验箱，以“基板+开放式CpU板”的形式构成实验平台。在实验教学过程中，要求学生根据功能结构图和实验目标，分析概括实验步骤，完成实验内容，写实验小结。在实验箱上完成的主要是原理验证性实验，设计性实验在实验箱上是难以进行的。
（二）设计实验
为降低设计实验难度，可使用FpGa进行嵌入式的设计实验，要求学生利用硬件描述语言进行逻辑设计。首先在pC机上利用eDa工具进行功能仿真，最后下载到芯片中进行功能测试。整个设计实现过程，不仅使同学们初步了解硬件芯片的设计、制造、调试和运行维护的过程及相关技巧，更增强了学生理论联系实际的能力。对于这类实验，学生的兴趣较大，不仅完成既定设计目标，有的学生还提出了独特的设计方案，有利于学生创新能力的培养，为后续课程的学习和科研工作奠定基础。
（三）拓展实验
在嵌入式系统实验中，微程序控制是课程设计中的一个难点，由于微程序控制单元看不见、摸不着，学生对涉及的许多概念如：微程序入口地址、微指令格式、下址等概念难以理解，通过设计、调试、下载和验证过程，可以深刻理解微程序控制嵌入式系统的本质，了解软硬件协同工作的原理，建立整机的概念，可以培养学生完成工程项目的能力。我们的做法是将此内容与毕业设计有机结合在一起。
在上述的分层实验策略中，我们一方面将课程的基础知识借助实验箱进行巩固，另一方面将CDio实验理念分别融入设计实验与拓展实验中。由于物联网课程内容的系统化与复杂性，因此后两类实验更具实效性。
三、物联网工程专业的工程教育环境构建策略
根据全国高等师范学校计算机教育研究会提出的教育创新的需求[6]，物联网工程专业的工程教育环境需要采用新的视角加以构建。下面以安徽师范大学皖江学院与中软国际公司的合作项目为案例，介绍高师院校如何依托企业构建物联网工程专业的教育环境。中软国际是中国大型综合性软件与信息服务企业，提供从it咨询服务、it技术服务、it外包服务到it培训的“端到端”软件及信息服务。
因此，为了有效实施物联网工程实验环境的建设，我们与中软国际合作，共同构建物联网CDio实验培训基地，双方以项目的形式加以实施。这种合作方式有效解决了高等师范院校的工程教育环境的建设问题。将CDio的教学理念既融入学科课程体系安排和整体教学实施上，还渗透在具体专业课程的教学实践中。
在构建了基本的物联网工程实验环境的基础上，我们还引入了基于物联网工程应用背景的项目教学法。指导学生主持创新和创业类实践课题，进行“实战性的项目开发，带领学生参加各项设计类竞赛”，以赛促学，学以致用，对学生进行科学思维的训练，养成良好的工作习惯和工作作风；充分利用各种平台，开展学科前沿交流，拓展学生视野，鼓励学生探索学科前沿领域，激发学生的探索意识和创新精神，培养学生的主体意识，提高学生独立解决现实问题的能力，使之成为适应社会发展需要的实用型人才。这些具体举措使得CDio的内容全方位地融入物联网人才培养中来。从已有实际效果来看，本文提出的教学策略具有较好的成效。
四、结语
如何构建面向高师院校的计算机工程技术人才培养体系是目前高等师范院校学科建设与专业发展过程中所面临的重大课题之一。这需要改变师范院校以往理论强、实践弱的局面，充分发挥团队协作优势，增强学生创新能力的培养。我们针对高等师范院校在工程技术人才培养方面的不足，结合安徽师范大学物联网专业建设的具体实际，借鉴CDio教育理念进行了面向高师院校的工程教育改革的有益尝试，并进行了具体实践，取得了一定的效果。今后我们将进一步深化加强物联网工程教育环境的建设，吸收新的工程教育理念，培养社会需求的，与国际接轨的现代化物联网综合性工程技术人才。
[注释]
[1]周晓聪，衣杨，赖剑煌.计算机科学与技术专业综合实践课程教学模式探索[J].计算机教育，2014（1）：60-63.
[2]王杨，许勇.高师院校非师范计算机专业人才培养新途径[J].计算机教育，2010（8）：4-10.
[3]ComputerScienceCurricula2013FinalReporthttp：//robotics.st？鄄anford.edu/users/sahami/CS2013/.
[4]陈付龙，齐学梅，罗永龙等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育，2014（2）：39-42.
[5]吴恭兴，刘文白，张宝吉等.基于CDio模式的卓越工程师培养方案的探索与实践研究[J].大学教育，2013（9）：7-10.
[6]教育部，高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会.忠于使命积极努力承上启下改革创新[J].计算机教育，2011（21）：1-9.
物联网工程概论篇9
1概述
物联网到现在任然是较热的一个词汇，它是新一代信息网络技术高度综合运用的代表。如今，物联网已从“概念”走向了“实践”，也被大规模地应用到国民生活的各个领域。我国高等教育的宗旨之一就是以工程教育来更好地服务国家发展战略，不少普通高校已开设了物联网相关专业并成立院系，而高职院校物联网专业的设置和发展才处于起步阶段。据不完全统计，湖北省六十余所高职院校中，开设物联网应用技术专业的不到三分之一。高职院校如何围绕区域经济建设，开办有鲜明特色的物联网应用技术专业，是一个值得深度研讨的课题。
2物联网产业的发展现状
我国物联网产业已形成了比较完整的产业体系，具备了一定程度的技术、产业和应用基础。2012年，我国物联网市场规模已经达到3650亿元，较2011年增长了38.9%。据权威部门预测，到2017年，我国物联网产业整体市场规模将达到30000亿元，年复合增长率超30%，市场前景巨大。同时我国已经形成环渤海、长三角、珠三角，以及中西部地区四大区域物联网集聚发展的空间布局，呈现出集聚发展的良好态势。
湖北省也于2014年年初出台的《湖北省物联网发展专项行动计划（2014―2017）》，该计划明确，湖北省物联网产业将全力突破智能传感器及芯片技术等四大核心关键技术，发展物联网器件及终端制造业、物联网软件开发和信息系统集成服务业、物联网运营服务业等三大重点产业，2017年物联网产业产值力争超过1000亿元。
2010年教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，普通高校的物联网相关专业最早批准招生时间为2011年，目前申报并开办物联网专业的高职院校相对较少，相应的人才培养模式、专业建设等还没有统一的标准，均在开发、探索之中。
3物联网应用技术专业人才需求
根据各地区物联网产业发展规划，我国很多省份的物联网产业2016年产值将超过1000亿元，与之对应的是社会对物联网人才的大量需求。加之物联网产业具有产业链条长的特点，一方面，发展物联网将加快信息材料、器件、软件等的创新速度，使信息产业迎来新一轮的发展高潮，大大拓展了信息产业发展空间；另一方面，发展物联网将带动传感器、芯片、设备制造、软件、系统集成、网络运营以及内容提供和服务等诸多产业发展，可以预见，物联网人才全国需求的数量更是一个超乎寻常的巨大数字。
经综合整理分析，未来三到五年我国物联网产业的部分领域人才需求数量如表1所示
4高职院校物联网应用技术专业培养目标及规格
4.1高职院校物联网应用技术专业培养目标
在物联网架构中，可以从三个层次来区分人才需求，分别是：研究型、研发型、实施型。研究型人才通常为系统整体架构的发展为主要目标，研发型为系统整体建设为主要目标，实施型为系统整体架设与调试运行主要目的。高职院校的学生主要定位于实施型层次，而这个层次的人才在我国目前物联网产业中需求量也是最大。
故高职院校物联网应用技术专业人才培养目标可定义为：主要面向地方区域经济，服务于物联网产业硬件产品制造产业集群、物联网软件开发集成及服务产业集群，物联网平台运营服务产业集群等三大集群，培养适应我国物联网产业发展需要，从事物联网产品生产与检测，物联网系统集成、调试、营运与维护，物联网系统开发助理等岗位一线需要的高素质技术技能人才。
4.2物联网应用技术专业人才培养规格
1）岗位知识要求
掌握一定的英语词汇量，具有基本英语听说能力，能阅读和翻译本专业一般英文资料；掌握计算机网络技术、传感网络技术和通信技术的基本理论、基本知识；掌握计算机操作系统、数据库、射频识别（RFiD）基本理论及基本知识；掌握主要软件开发工具，并具有一定的开发智能应用系统的工程技术知识。
2）职业能力要求
具备一定的信息搜集、处理、运用能力及程序设计基本能力；具备物联网常用设备的安装、调度能力；具有物联网组网方案拟定及物联网组建能力；具有物联网应用系统管理与维护能力；具有使用网络管理软件、网络编程工具、网页设计软件的能力；具有从事网络设备安装与技术支持工作的能力。
3）综合素养要求
坚持四项基本原则，拥护党和国家的路线方针政策；树立正确的世界观、价值观和人生观；遵纪守法，爱岗敬业，具有良好的职业道德和协作意识；具有良好的和用户的沟通能力、较强的观察能力和分析解决问题的能力；具有一定的判断和决策能力；有较强的人际关系协调能力和灵活的应变能力；具有健康的体魄，较强的心理调节能力和良好的心理素质，具有与人合作的团队精神和积极向上的创新精神。
4）职业资格证书
学生可以选择的范围有：中华人民共和国教育部教育管理信息中心物联网应用工程师证书、中华人民共和国教育部教育管理信息中心物联网开发工程师证书、普通高校专科英语应用能力证书或英语四、六级证书、全国计算机应用能力二级或更高级别证书等，可根据学生实际情况确定考取技能证书要求。
5高职院校物联网应用技术专业课程体系设计
5.1公共课程
公共课、公共选修课是学生提升社会能力和方法能力的主要途径，需要在保证国家统一课程的基础上，着重培养学生的职业素养。本专业主要开设军训与入学教育、公共英语、思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、体育、应用写作、职业指导与创业教育、心理健康教育等公共课程。
5.2专业课程
1）专业基础课程
开设有物联网工程导论、C语言程序设计、计算机应用基础、认知实习、数据库原理与应用、android程序设计基础、计算机电路基础与电路设计、数据结构、Linux操作系统、无线传感器网络与应用、计算机数学基础等课程。其主要目标是培养学生具备以下职业能力：良好的沟通表达能力；计算机软硬件系统的安装、调试、操作与维护能力；利用office工具进行项目开发文档的整理（word）、报告的演示（powerpoint）、表格的绘制与数据的处理（excel），利用Visio绘制开发相关图形的能力；阅读并正确理解需求分析报告和项目建设方案的能力；熟练查阅各种资料，并加以整理、分析与处理，进行文档管理的能力。
2）专业核心课程
开设有物联网工程组网与布线、android高级程序设计、传感器与检测技术、单片机原理与接口技术、RFiD技术与应用等课程。其主要目标是培养学生具备以下核心职业能力：pC端简单数据库设计、简单算法设计能力；android开发简单界面设计与简单移动手机端软件能力；基本数电模电设计和基于单片机系统的开发能力；简单嵌入式系统开发（aRm基础开发）和基本测控系统开发能力（基于单片机系统）；基本无线传感器网络开发与应用能力；基本RFiD系统开发与应用能力；对开发的物联网系统进行测试的能力；编写物联网相关文档的能力。
物联网工程概论篇10
一、背景介绍
伴随着互联网商业化的进程，电子商务作为“新经济”的代表在世界范围内取得了迅猛的发展。电子商务的高速发展带动了电子商务相关人才的巨大需求。2001年教育部正式批准了13所高校正式设立电子商务本科专业，此后众多高校都纷纷开设电子商务专业。电子商务概论是电子商务专业的核心基础课程，其意义在于帮助初学者迅速建立起电子商务的基本概念，构建电子商务的体系框架，在此基础上引导学生进一步开展深入细致的学习。电子商务概论课程教学效果的好坏，不仅会直接影响学生对电子商务核心知识的掌握程度，而且会涉及后续专业课程的学习效果。由于电子商务的课程设置尚未形成一个权威、完善的体系，也导致了电子商务概论课程在内容设置、教学方法和实践教学上存在诸多问题，需要进一步发掘和研究。
二、电子商务概论课程的特点
电子商务概论课程有其自身的特点，掌握这些特点是展开进一步分析的依据。时效性强、实践性强、综合性强是电子商务概论课程最显著的三个基本特点。
（一）时效性强
时效性强，变化快是电子商务概论课程的一个重要特点。区别于一些成熟稳定的学科，电子商务的理论呈现出动态变化的特征。新技术、新思维、新模式和新应用都在不断丰富电子商务的内涵。在商业实践方面，各种创新型的电子商务模式层出不穷，迭代速度之快，远远超过传统商务模式。以互联网支付为例，当支付宝刚刚确定在桌面互联网领域的统治地位之后，微信支付就裹挟着移动电商的浪潮扑面而来。这也导致了电子商务概论的教学过程需要不断增补新的知识点。
（二）实践性强
商业实践推动理论研究，是电子商务领域一个非常鲜明的特点。各种电子商务的应用引导了电子商务的理论研究。这个特点决定了任何电子商务课程都必须以实践作为支撑基础，缺乏实践仅以理论支撑的电子商务是空中楼阁。因此电子商务概论的教学必须要和实践活动紧密结合，否则整个课程会显得空洞且浮泛。
（三）综合性强
电子商务概论课程跨度大、综合性、交叉性强，课程融合了计算机网络技术、通信技术、营销学、经济学、管理学、法学和现代物流等多门学科，是新兴的一门文理兼顾的交叉性课程，也是后续一系列相关专业核心课程的前置导论课程。
三、电子商务概论教学问题分析
电子商务概论课程自身的特点决定了电子商务教学的问题。通过对以往教学活动的总结，可以归纳出一些具有普遍性的问题。
（一）教学内容滞后
教学内容滞后的问题主要体现在以下两个方面：
1.教材陈旧。电子商务自身动态变化的特点决定了电子商务教材都不可避免具有滞后性。由于较长的更新周期，任何电子商务概论教材都在一定程度上与最新的商业实践产生脱节。甚至不少教材所持理论和观点都已被淘汰，这与高等教育的基本要求背离。以服装电子商务为例，早期的电子商务教材普遍认为服装是非常不适合互联网销售的产品。但是，商业实践却表明互联网零售已经占据我国服装零售市场的半壁江山。
2.教师教学落伍。教材的滞后也可能会导致教师教学内容的落伍。当教师根据教材组织安排教学内容时，如果不能补充新的教学资源，很可能会出现照本宣科的现象，甚至有可能把错误和过时的理念传达给学生。
（二）实践教学匮乏
实践教学向来是电子商务专业建设的重点领域，但实际教学效果往往差强人意。因为实践教学的开展经常受到外部资源的限制，所以大部分高校选择模拟性实践教学方式。模拟性教学模式处于实践教学的最底层。该方式强调利用电子商务教学模拟软件，在虚拟的场景中，由学生分别扮演不同的角色，模拟商品、订单提交、网上支付、订单履行和物流配送等电子商务业务流程。但是电子商务实践教育并不等同于模拟软件的操作。电子商务教学软件多强调流程操作，软件设计僵化教条，与实际情景严重脱节。这种培养模式下，学生很难体验到真实的电子商务交易，实际运作能力并不会得到有效提高。
（三）教学方法单一
传统的教学方式注重课堂授课为主，多媒体教学和案例教学为辅，课后通过布置习题作业来加强学生对所学知识的巩固。这种单一的教学方式，会让原本生动有趣的电子商务课程变得平淡乏味。“老实讲，学生听”这种强调老师为主导的教学模式往往无法调动学生的积极性，尤其是电子商务发展变化快，需要运用现代教育技术组织教学活动。这对于教师的教学方式、方法及手段都提出了更高的要求。
四、电子商务概论教学改进措施建议
（一）建设有中国特色的电子商务概论课程体系
电子商务滥觞于西方，但是与发达国家相比，中国电子商务的发展速度远超绝大部分发达国家。国际著名咨询公司麦肯锡（mcKinsey&Co.）在2013年5月的《中国的电商革命》（China'se-tailRevolution）的报告中指出，“在2011年中国的互联网零售总额就已经超越英国、德国和日本三国互联网零售总额之和；到2020年，中国的在线零售市场有望至少增长至4200亿美元，届时将超过美、日、英、德、法五国电商市场的总和。”
中国电子商务的独特性不仅体现在发展速度快，交易额度大，在用户行为、市场环境、政策法律和商业模式上均有与众不同的特点。不少国际知名互联网公司在中国失败的案例，都印证了中国市场的特殊性。鉴于此，电子商务概论课程内容的设置一定要以中国市场为核心，盲目复制发达国家的内容，无异于东施效颦。
（二）课堂教学以案例教学模式为主
案例教学模式的特点是把真实情景浓缩成教学案例，通过独立研究和相互讨论的方式，来提高学生分析和解决问题的能力。案例教学有助于培养和发展学生的参与性。在电子商务概论课程中，案例教学的形式主要体现在两个方面。
1.利用案例激发学生兴趣，启发学生思考。真实案例是培养学生兴趣的有效方法。特别是最近几年，各类媒体充斥着大量有关电子商务的新闻报道。把学生能够听到的，看到的，体验到的真实案例引入课堂教学，可以有效提升学生的学习兴趣。在建立兴趣的基础上，利用案例引发学生展开进一步分析与思考，可以顺其自然的把真实世界和理论知识糅合在一起。
2.围绕案例开展互动研讨。案例教学不同于“老师讲，学生听”，还要求学生亲自参与分析与总结。教师选取典型案例，设定研究方向，同时组织学生利用已有资源，进行资料查找，案例分析和结论总结。任务完成后，案例分析人应在课堂上和老师以及其他同学进行互动研讨。学生可以利用幻灯片、视频、动画等工具组织讨论。通过这种方式，学生成了教学中的主角，教师则成了引导者。
（三）利用网络资源和工具
电子商务概论教材的滞后性，导致无法单纯依靠教材来完成教学任务。教师需要不断收集、整理和最新的教学材料。资料信息的传输需要利用各种网络工具。
教学网站是目前比较常用的网络教学工具。除了提供教学视频、教学课件、习题等资料下载以外，还可以根据课程特点设置开放式的课程讨论区。学生与学生，学生与教师都可以通过讨论区进行交流。
新型网络社交工具也可以成为有效的教学工具。在移动互联网时代，学生触网的主要工具已经由桌面台式电脑转变为了智能手机。利用移动智能终端的社交应用可以完成信息交互，资料推送的任务。例如可以利用微博转发业界动态、专家观点和成功案例，作为课内学习的补充。同时可以利用微信设立公共账号，利用微信平台进行信息推送和沟通。
在实际教学活动中，可以把电子商务概论教学网站视为主干，微博和微信平台作为信息传递的路径，拓展教学的空间与时间。
（四）开展项目驱动的实践教学
项目驱动的实践教学中，学生围绕具体项目组成团队，协同工作以完成项目目标。这种实践教学模式目标明确，学生的主动性可以得到有效释放。项目进行的过程中，不仅可以让学生掌握电子商务基本运营能力，同时可以培养学生的协同合作能力、技能的综合应用能力以及创业创新意识。
项目驱动模式的核心是通过情景模拟把学生引入到具体的项目中。实际教学过程中，教师组织学生组建团队，学生团队自行设计项目和制定执行计划。教师需要与团队进行具体的可行性分析与讨论，推选出一批有创意和实际应用价值的项目。
在项目实施的过程中，项目组成员需要有组织地协同合作，利用已有资源，进行创业研讨、产品设计开发、网络推广，后台运营和预算制定等活动。这不仅可以加深学生对知识的掌握和运用，还可以进一步提升了学生运用理论知识分析问题的综合能力。在这个过程中，为了促进学生达到预期的目标，教师需要保持对项目的监督与控制，随时了解项目进展状况，提供相关的指导建议。
针对有发展前景的项目，校方应该激励学生完善项目方案，持续开展项目实施。一旦条件成熟，虚拟项目可以转化为真实的商业项目。这不仅有利于学生自主创业，还有助于学生尽早适应实际工作环境，真正成为适应时展的应用型、技能型人才。
（五）加强教材建设
《电子商务概论》领域内的教材可谓琳琅满目，各具特色，其中不乏一些优秀的电子商务概论教材。这些电子商务概论教材呈现出两个特点：第一，专业定位各异。电子商务概论教材中，有的以营销知识为主，有的专注于系统开发，还有的定位在管理角度。第二，内容庞大，面面俱到。不少教材涵盖了计算机基础、计算机网络、数据库应用、网站开发、网络营销、经济学、管理学等板块，几乎囊括了所有专业课的内容。
优秀的电子商务概论教材应该有以下一些基本特点。
1.结构体系完整。虽然电子商务的发展日新月异，任何教材都会存在一定的滞后性。但是，电子商务仍然有其内在规律。优秀的电子商务概论教材应该具有完整的逻辑结构和内容框架。这样的教材具有较强的柔性。教材为课程内容设置提供大纲，围绕这个大纲，教师可以根据电子商务的最新趋势，增补、更新、调整不同模块的具体知识点。
2.案例资源丰富。案例资源是电子商务概论教材成功的基石。优秀的电子商务概论教材应该通过最新现实世界案例来阐述电子商务的观点和技术，同时也应提供大量关于电子商务的最新研究课题供学生讨论研究，为下一步专业知识的学习打下了基础。
3.数字化配套资源支持。数字化教学资源一般包括配书光盘、试题库及网络资源。网络资源包括网络课程及资源库，资源库中有电子教案、演示文稿、动画、图片、视频、试题等多种媒体格式的教学资源，能够帮助教师教学及辅导学生自学。
五、总结与展望
本文围绕《电子商务概论》教学内容滞后、实践教学匮乏和教学方法单一的问题，立足于教学实践，提出了相关改进建议，包括建设有中国特色的电子商务概论课程体系；课堂教学以案例教学模式为主；利用网络资源和工具；开展项目驱动的实践教学；加强教材建设。
对于电子商务概论教学的研究，仍有一些深度和广度有待拓展。特别是如下一些内容需要继续进一步开展研究。