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本課的學習對象是小學五年級學生,這個年齡段的學生生性活潑、好奇心強,觀察和分析能力較中年級時有了很大的提高,對事物的認知正逐步從形象思維向抽象思維過渡。具備了一定的合作學習能力,恰到好處的分工合作,能讓每一位學生在合作中凸顯自己的作用,感受自己存在的價值,在合作中體會團隊的力量,領會組內互助的意義。
21世紀以來,互聯網迅猛發展,五年級的學生一直在互聯網環境中成長,對互聯網的學習、娛樂、交流等功能有一定的體會。雖然物聯網是一個全新的概念,但在日常生活中,學生都或多或少地接觸過物聯網,如運用手機“我查查”比價等,卻不知道這就是物聯網的應用,這些體驗都將有助于學生理解物聯網的概念。
教材分析
“走近物聯網”是蘇科版小學信息技術拓展模塊III“物聯網技術”學習單元的起始課。本節課主要學習內容有:①物聯網概念:通過電子傳感器、電子標簽、攝像頭等設備,將所有物品和互聯網相連,實現物物相連,以方便識別、管理和控制;②物聯網特征:全面感知、可靠傳輸、智能處理;③物聯網應用:廣泛應用于智能家居、智能安防、智能醫療、智能交通等各個領域。這三個學習內容層層遞進,環環相扣。
教學目標
知識與技能目標:了解物聯網的概念;能描述物聯網的基本特征,如全面感知、可靠傳輸、智能處理;能體會生活中常見的物聯網應用,如“我查查”、智能攝像頭等。
過程與方法目標:在理解物聯網特征的過程中,體會實驗―分析―理解的學習方法。體會“分工”和“協作”,感受合作的意隊的力量。
情感態度與價值觀目標:在“體驗物聯網生活”的過程中,感受物聯網生活帶來的便捷。
教學重點、難點
重點:物聯網概念及應用。
難點:物聯網的基本特征。
教學策略
“物聯網”對學生而言,是一個全新的概念,概念的建構需要一步步累積,從表層到內涵逐步豐富。在了解其基本含義的基礎上,才能理解其特征,領會其應用。概念、特征、應用三個學習內容屬于層層遞進的關系,所以設計了層層遞進的(初步感知,認識物聯網―動手實踐,理解物聯網―智慧生活,體驗物聯網―暢想未來,展望物聯網―思維導圖,總結物聯網)的學習過程,讓學生經歷遠觀―近瞧―進入―展望―總結的學習過程,讓學生在做中學,學中思,真正創設“以學生為中心”的學習情境。
教學預設
1.課前談話,回顧互聯網
師:同學們,你們用過互聯網嗎?用互聯網做什么呢?
生:查資料、玩游戲、上QQ……
師:你的父母用互聯網做什么呢?
生:工作、購物、聊天……
師:互聯網為我們提供了虛擬的學習和娛樂的空間,實現了人與人之間零距離的溝通。
設計意圖:熟悉而又感興趣的話題,容易激起學生的共鳴,使之產生愉悅的情感體驗。用上網這個話題進行簡單的課前談話,活躍氣氛,讓學生以飽滿的熱情投入到學習中來。而互聯網又是物聯網的基礎,談論這個話題又為物聯網的學習作好鋪墊。
2.初步感知,認識物聯網
師:你們想知道老師最近用互聯網做什么了嗎?
活動1:遠程監控,感受物聯網。
遠程互動:將手機屏幕投射到學生機屏幕上,在手機上打開“小蟻攝像頭”程序,遠程連接,介紹這是老師的家,和家里的人打招呼……
師:老師用互聯網做什么了?(遠程視頻、遠程監控)是的,那老師家里肯定有個什么設備?(智能攝像頭)對,它就是我的千里眼和順風耳,我可以通過互聯網,隨時查看家里的情況,不用擔心安全問題。手機,就是我的另一個智能大腦。老師剛才已經用互聯網實現了一個新的領域的應用,這個領域叫物聯網。今天,就讓我們一起走近物聯網的世界:①看到“物聯網”這個名字,你感覺是個什么樣的網?②物聯網的英文是Internet of Things(IOT),看到這個英文名,你能判斷出物聯網中的“物”通過什么相連的?
設計意圖:遠程監控在家庭中還未普及,學生的知曉率還不高,用手機遠程連接智能攝像頭進行場內外互動,有效激發了學生的興趣,同時和后面學習“物聯網的特征”遙相呼應?!拔锫摼W”這個概念,對學生而言是陌生的,但“互聯網”卻是非常熟悉的,此處采用知識遷移引導學生根據中文名猜想“物聯網是物物相連的網絡”,再根據英文名判斷通過“互聯網”相連,初步建構物聯網的概念。
活動2:視頻學習,了解物聯網。
師:這些物是怎樣連入互聯網的呢?請大家,邊看邊思考以下問題(如上頁圖1)。
①智能空調為什么能感受到人的移動?(安裝了紅外傳感器和超聲波傳感器)
②智能冰箱為什么通過顯示屏就可以知道冰箱里的庫存食物?(食物上有電子標簽)
③怎么知道產品的產地、價格等信息?(二維碼和條形碼)
師:老師的家是通過什么連入互聯網,讓老師的手機可以看到家里的情況?(攝像頭)
小結,完善物聯網概念:通過電子傳感器、電子標簽、二維碼、條形碼、攝像頭等設備,將所有物品與互聯網相連,實現物物相連,以方便識別、管理和控制。
設計意圖:物聯網中的“物”是智能的物,通過觀看微視頻,幫助學生理解正是電子傳感器、電子標簽、二維碼、條形碼等才使得這些物“擁有理解和傳輸信息的能力”,從而成為智能的物,再回顧遠程監控的應用,進一步充實“物”的概念,理解物聯網的目的是為了方便識別、管理和控制(如上頁圖2)。
3.動手實踐,理解物聯網
師:這些物體是如何進行識別、管理和控制的呢?我們通過實驗來體會一下。
活動3:小組合作,理解物聯網特征。
①指導實驗,明確步驟。
實驗分三步走。第一步,在組長的帶領下,對照實驗學習單了解實驗內容,認識實驗器材;第二步,根據實驗學習單,分工做好實驗準備;第三步,教師設置關聯,合作完成實驗過程,填寫實驗結果(如圖3)。
②分組活動,感受物聯網工作過程。
③分組匯報:實驗內容、結果。
④引導類比:物聯網的工作過程相當于一個人在智慧地處理問題(如圖4)。
⑤總結特征:全面感知、可靠傳輸、智能處理。
設計意圖:初步感知物聯網后,學生對物聯網的認識僅僅停留在概念層面,還不能理解物聯網的本質。借助于實驗,讓學生親身體驗物聯網“感知―傳輸―處理”的工作過程,再將其與“人處理信息的過程”進行類比,得出物聯網“全面感知、可靠傳輸、智能處理”三個基本特征,變抽象為形象,從而深刻理解物聯網的工作過程。
4.智慧生活,體驗物聯網
活動4:線上體驗,交流感受。
師:物聯網生活是什么樣的呢?打開桌面上的“物聯網智慧生活線上體驗館”(http:///jiajuanquan.aspx)快捷方式,一起體驗物聯網開啟的智慧生活。
小組自由選擇5個體驗主題中的一個,體驗要求:
①在選定的主題下,組內成員選擇不同的場景體驗。
②組內交流:說說你體驗了什么場景。
③全班交流:小組推薦一名組員說說你們組認為最智慧的場景。
設計意圖:智慧的物聯網生活還沒有普及,學生生活中的體驗尚少,不能對物聯網形成一個整體的認識,感受不到物聯網生活帶來的便捷。線上體驗館提供了5個主題多個場景的體驗,讓學生選擇自己喜歡的場景進行體驗,并進行組內交流、小組匯報,全面感受物聯網給生活帶來的巨大變化。再由線上到線下,感受物聯網已悄然進入我們的生活。
5.暢想未來,展望物聯網
師:如果你是物聯網工程師,你最想做的事是什么?(播放視頻)10年、20年以后,物聯網下的我們會怎么生活呢?老師從你們的驚訝聲中聽出了你們對物聯網生活的期待,而老師更對你們充滿了期待。因為我堅信未來在你們手中,未來由你們掌控,老師期待智慧的你們,能為大家創造出更智慧的生活方式。
設計意圖:心中有藍圖,天地更寬闊。讓學生滿懷憧憬,并朝這個方向努力,著眼于學生的終身發展。再通過未來物聯網生活視頻的播放,讓學生深度感受“物聯網”給人們生活帶來的便捷,進一步激發學生學好“物聯網”的決心。
6.思維導圖,總結物聯網
師總結:用思維導圖理清物聯網的概念、特征、應用和前景(如圖5)。
設計意圖:思維導圖可以讓學生迅速產生“頭腦風暴”般的體驗,將本節課的學習內容迅速串聯起來,理清物聯網的相關知識,并內化知識。
點 評
本課是一節以陳述性技術知識為主的信息技術課。陳述性技術知識雖然在小學信息技術課中所占比例不大,卻是信息技術教學的一個難點。就“走近物聯網”這一課而言,往往采用“講授―復述”的方法來向學生講解物聯網相關的概念和應用,并沒有關注學生是否真正理解,導致的結果就是學生不是“走近”物聯網,而是離“物聯網”越來越遠。為了克服以往陳述性技術知識教學中的不足,幫助學生在充分理解的基礎上掌握物聯網的知識,執教教師做了多方面的嘗試:
一是巧用微視頻,解讀抽象概念。微視頻作為一種可以有效呈現教學內容的媒體形式,有著強烈的視覺沖擊效果,有利于學生對復雜知識的理解。物聯網中的物是如何連入互聯網的呢?執教教師精心剪輯了一段介紹物聯網的微視頻,學生帶著問題看完視頻后,在交流匯報的過程中充實了“物”的概念,逐步理解物聯網中的“物”是智能的物,從而完成知識的建構。
二是開展體驗活動,深化概念理解。人類獲取知識的途徑主要有直接獲取和間接獲取,通過實驗器材讓學生從自身感官直接獲取知識,是人與生俱來的技能,更能引起學生的學習興趣。執教教師精選“海爾Smart Care智能家居套裝系統”讓學生體驗、感受物聯網的“感知―傳輸―處理”工作過程,幫助學生進一步理解物聯網。在此基礎上,借助“物聯網智慧生活線上體驗館”,讓學生選擇自己喜歡的場景進行體驗,全面感受物聯網給生活帶來的巨大變化。
關鍵詞:物聯網技術;煤礦安全;應用價值
中圖分類號:F406.8;TD679 文獻標志碼:B 文章編號:1008-0155(2016)07-0030-02
在煤礦的開采當中,安全問題無疑是行業面臨的最大挑戰。因為煤礦開采的環境復雜,而且地質環境綜合也十分復雜,以及不可抗力、錯誤操作等因素的出現,會導致煤礦的安全生產面臨較大的挑戰。但是,伴隨著實踐的不斷深入和科技的不斷進步,在物聯網技術的應用之下,煤礦安全有大幅提升。因為借助物聯網技術,可以對于煤炭的綜合環境進行把控,從而在數據化的整理分析之后,得到科學的計算,從而在此基礎之上進行的決策和設備自動化使得煤礦安全控制能力大大提升。因此,在當下的煤炭安全中,物聯網技術發揮著重要的作用。
1物聯網技術
在物聯網技術的工作過程當中,它主要是由于一些傳感設備通過對于外部信息的把控和解讀,來更進一步的按照原始數據的協定,來進行智能識別,從而實現信息的交流和把控。通過傳感設備之間的互通,在聯網的作用之下進行追蹤定位、數據識別,從而形成一個統一郵寄的網絡體系,使煤礦施工生產過程當中,整個一系列的產業都在物聯網的監控之下通過對于工作當中各個環節的把控,在傳感器和紅外線、攝像頭以及各種感知終端基礎之上,能夠很好地實現數據的整合和信息的互通,這樣,能夠實現數據的交互,從而更好地把控煤礦的各個環節和地點的實際情況。這樣,在全方位的定位和把控煤礦生產的過程當中,更好的實現對于生產操作各個環境的只能把控和嚴格監管,從而提升安全風險控制能力。
2物聯網技術的作用
2.1人員定位
在煤礦的生產過程當中,由于礦區面積較大,在對于一些進入礦井或者限制區域以及一些特殊區域過程當中的工作人員,借助物聯網技術可以對于其進行定位,通過在礦區內設置的信號源和信息分站,對于信息的采集和感應,從而實現對于相關人員的定位,增強地面對于井下的監控能力。
2.2設備點檢管理
借助物聯網技術,可以增強對于設備的有效管理,通過傳感器借助射頻傳遞信息,從而實現閱讀器對于信號波段的良好解碼,然后實現后臺系統的判斷,對于錯誤或者一場的信息能夠明暗的作出判斷。從而實現對于煤礦生產工作當中各個設備之間使用情況和管理的良好把控。
2.3礦井無線通信應用
借助物聯網系統可以將煤礦井下的基站更加有效地結合起來,從而使得無線通信能夠在井下的應用效率更高。而且借助定位系統,也可以使得井下網絡環境能夠在無線環境下更好的應用,借助無線鏈路實現礦區和井下之間的更好通信和信息交換。
3物聯網技術在煤礦安全應用的瓶頸
3.1技術標準不統一
在物聯網發展過程中,由于所有組成的部分都是局部與整體之間的關系。所有物聯網技術的構成當中,傳感、傳輸、應用各個層面會有大量的技術出現,它們由于為了適應不同的井下工作環境和工作量,因此在配置過程當中,自主性較強,甚至一些企業在引進物聯網技術過程當中,不是完整的構建,而是在自身原有設備的基礎之上,進行選擇性的引進,這樣便導致物聯網系統當中沒有統一的技術標準,各種小的物聯網應用獨立存在,這樣,在進行信息的轉化和端口之間的連接過程當中,就會因為沒有形成統一的技術表,從而難以實現信息交互。
3.2成本問題
在物聯網技術的引入和應用過程當中,由于一系列的運作系統和設備較多,這樣便會導致在煤礦的生產當中,成本問題會得到上漲,對于以盈利為目的的一些企業而言,引進全套的物聯網技術不僅需要投入大量的資本,而且在建設過程當中也會消耗工期,因此許多煤礦沒有大規模的應用,另外,電子標簽和讀寫器的成本問題制約著物聯網的推廣。正是在這種大環境之下,物聯網技術沒有從根本上得到切實有效的大規模的應用,成本高的問題難以解決,從根本上制約了物聯網技術在煤礦安全中的應用。
3.3傳輸帶寬流量制約
在井下的煤礦施工環境當中,物聯網技術作用發揮的大小往往依賴于網絡的好壞。網絡情況相當于“木桶效應”當中的短板,而在大多數的煤礦當中,WiFi和3G、4G無線技術的應用普遍不高,數據傳送效率低使得物聯網傳輸的數據帶寬受到制約,不僅僅會影響物聯網系統的工作效率,而且因為受到網速的影響,一些即時數據的傳送也會受到制約,從而使得在影響傳感數據系統的判斷。另外,無線視頻等應用存在傳輸瓶頸問題也會導致監控室不能夠第一時間做出有效的指令判斷,從而影響煤礦安全風險控制。
4物聯網技術在煤炭安全應用的方向
4.1統一技術標準,提高綜合效率
在物聯網技術當中,統一標準,是切實保證其安全生產的關鍵。另外,在功能方面可以看增加物聯網的識別功能,電子現金一卡通對SIM卡進行開發,使職工只需要攜帶手機便可實現食堂消費、洗澡刷卡、無線充值等功能。不僅可以增強職工對于物聯網技術的體驗,也能夠使得系統的作用發揮最大化,在員工生活領域和效率領域得到提升,從而在側面降低企業生產成本。
4.2增加無線監測監控應用
將無線網絡覆蓋的井下的每個巷道及掘進頭和工作面,對井下甲烷、氧氣、二氧化碳、溫度、濕度等環境參數進行監測,通過無線將采集的數據傳輸到井下無線基站,并通過工業以太網,上傳至監控平臺。電機車定位系統在電機車上安裝大功率定位標簽,在巷道三岔口拐彎處安置讀卡器,當車輛通過岔口時,通過紅綠燈指示車輛通行的先后順序,并通過LED牌顯示。
5總結
煤礦安全同物聯網技術的結合應用,實質上是科學技術轉化為生產力的最好體現。雖然當下物聯網技術在煤礦安全當中的應用還有許多值得改進的地方,但是伴隨著在實踐當中的不斷總結,全新科研成果的不斷研究應用,結合實際問題的改進,日后物聯網技術將在煤礦安全中扮演著更加重要的角色,煤礦的安全風險控制能力和綜合管理能力也必然會大幅提升。
參考文獻:
【關鍵詞】Android;教學改革;項目驅動
0 引言
1991年美國麻省理工學院的Kevin Ashton教授首次提出物聯網(Internet of Things, IoT)[1]概念。2009年1月,IBM提出“智慧地球”。2009年8月在無錫視察時提出“感知中國”,物聯網開始在國內得到廣泛關注和重視。物聯網是通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術,實現物品和物品之間的信息交換和通信,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮,并被列為國家戰略性新興產業大力支持發展。
為了響應國家大力發展物聯網產業的號召,培養物聯網產業人才,教育部于2010年在全國35所高校批準設置物聯網工程專業。物聯網工程專業[2]作為一門新設置專業,在培養方案、課程體系等方面仍不完善,需要對其進行不斷改進和研究。
Android[3]是于2007年1月1日由Google的基于Linux內核的智能移動設備操作系統。近年來,由于Android具有開源、免費的特點,吸引了越來越多的企業、機構的廣泛關注,使得Android在國內外得到了迅猛發展,其人才需求也急劇增長。智能移動終端作為物聯網的重要組成部分,在信息、信息獲取方面具有重要作用,而Android平臺是移動終端廣泛采用的操作系統。為此,各大高校的物聯網工程專業紛紛開設Android相關課程來滿足物聯網專業的人才培養目標。
面向物聯網工程專業的Android開發課程,其課程內容并不完善,其教學方法還處在一個研究和實踐階段,因此如何結合物聯網工程專業的實際和Android課程特點來改進教學模式、提高教學質量,是一件迫在眉睫的事情。
1 Android程序設計課程的特點
1.1 新穎性
Android技術作為一個免費、開源的便攜設備操作系統,近年來得到了迅速發展,并占據了較大市場份額,市場對Android應用開發人員的需求也日益增加。針對這種需求,許多高校陸續開設Android技術方面的課程,為社會提供Android人才。Android系統出現時間較短,且仍在更新發展之中,而物聯網專業也是一個新設置的專業。因此,面向物聯網專業的Android程序設計課程,是面向一個新專業開設一個新課程,具有很強的新穎性。
1.2 前導課程多
Android程序設計課程是在已有技術的基礎上發展起來的,它所涉及到的基礎課程較多。首先,Android是基于Linux內核的智能設備操作系統,Linux 操作系統是該課程的前導平臺基礎;其次,Android用戶界面、配置文件界面使用XML(可擴展的標記語言)語言進行繪制,學生需要前期學習XML語言;再次,Android業務代碼使用Java語言編寫,要求學生能夠熟悉Java語言及其開發環境(Eclipse);最后,Android平臺數據存儲會用到數據庫網絡,通信會用到網絡編程,學生應具備數據庫和網絡的基礎知識。總體來看,學習Android程序設計對學生的基礎要求較高,需要學生掌握的基礎技術較多。
1.3 開課難度大
高校開設Android程序設計課程的難度較大。
從課程自身出發:首先,從教師要求方面看,Android程序設計是一門新興課程,大多數老師沒有實際開發經驗,在授課時存在經驗不足的問題;其次,從學生要求方面看,Android程序設計涉及到的基礎知識較多,對學生要求高,導致學生學習難度較大。
從課程與物聯網專業結合角度出發:物聯網專業是交叉學科,需要教師掌握多學科的知識,在講授Android程序設計時,需要結合Android在物聯網中的應用背景進行教學,提高教學的針對性,這對教師在Android開放能力和物聯網應用背景兩個方面的綜合素質提出了更高的要求。
1.4 開發環境搭建和配置復雜
任何應用程序在建立之前都需要先搭建開發環境。同樣,Android開發環境的安裝與配置是開發Android應用程序的第一步,也是深入理解Android系統的一個良好途徑。
普通程序設計開發直接在PC上運行,較為簡單。而Android程序設計的開發,不僅需要程序編寫環境,還需要搭建Android運行模擬環境。具體Android開發需要安裝Eclipse、ADT插件、JDK、SDK。安裝完成以后還要進行適當配置(環境變量配置、SDK的配置、模擬器的啟動),其開發環境搭建和配置較為復雜。
1.5 實踐性強
Android是第一個可以完全定制、免費、開放的移動終端操作系統平臺。Android不僅能夠在智能手機中使用,還可以用在平板電腦、移動互聯網終端、上網筆記本、便攜式媒體播放器等電子設備上運行。同時,物聯網工程專業是一門實踐性較強的專業,重點培養學生的物聯網工程實踐能力。由此來看,面向物聯網工程專業的Android程序設計是一門實踐性強,重點培養學生動手實踐能力的課程。
2 “基于項目驅動”的教學模式改革
依據面向物聯網工程專業Android程序設計課程的特點,以及現有一些程序設計課程教學方法[4-5],提出“基于項目驅動”的教學模式?;陧椖框寗拥慕虒W模式的基本原理如圖1所示。基于項目驅動的教學模式分為基礎知識學習階段、項目實訓階段。基礎知識學習側重理論學習,而項目實訓側重實踐能力培養。
2.1 基礎知識學習階段
在學習基于Android平臺的智能手機軟件開發技術之前,必須讓學生對Android平臺有宏觀上的認知,主要采用教室課堂講授的方式進行。
1)Android的發展歷史
Android作為一種新興技術,要讓學生們了解Android的發展歷程,以及現在的發展狀況。采用播放視頻或圖片等方式,向學生展示Android的魅力,激發學生的學習興趣。
2)Android的體系結構
Android是基于Linux內核的軟件平臺和操作系統,采用了軟件堆棧(Software Stack)的架構,從下至上包括4個層次,如圖2所示。第一層是Linux內核層,提供由操作系統內核管理的底層功能,是硬件和其他軟件堆棧之間的一個抽象隔離層。第二層是中間件層,由函數庫和Android運行時構成。第三層是應用框架層,提供了Android平臺基本的管理功能和組件重用機制。第四層是應用程序層,提供了一些核心的用用程序,包括郵件客戶端、瀏覽器、通訊錄等。
3)Android的特征
在內存和進程管理方面,Android具有自己的運行時和虛擬機;在界面設計上,提供了豐富的界面控件;Android提供輕量級的進程間通訊機制Intent,使用跨進程組件通信和發送系統級廣播成為可能;Android提供了Service作為無用戶界面、長時間后臺運行的組件;Android支持高效、快速的數據存儲方式;Android支持位置服務和地圖應用;Android支持Widget插件;Android NDK支持使用本地代碼(C或C++)開發應用程序的部分核心模塊。
在學生具備以上基礎知識以后,再通過項目實訓階段,培養學生的智能手機軟件開發能力。
2.2 項目實訓階段
項目實訓階段,主要采用“設定目標――分解目標――解決目標――綜合訓練”路線進行,在實驗室開展,邊講解邊操作。
設定目標:即項目選取,是尤為重要的環節,應該遵循既要包含基本的教學知識點,又要難度適中,能調動學生的積極性和主動性,在教學中還要注重師生共同參與的原則進行選取。下面就以“基于Android的微博客戶端設計”作為例子進行介紹。
分解目標:當選定目標之后,老師把完成的系統向學生展示,對整個系統進行詳細分解,把一個項目分解為多個子任務。把要實現整個界面的所有涉及的知識都一一列出。例如,登陸界面:1)界面布局;2)界面繪制;3)XML文件;4)Activity;5)給組件添加監聽事件。
解決目標:目標分解后,要考慮如何實現每個子任務。首先演示和講解開發工具如何使用,在講解中適當的留出時間讓學生自己搭建環境,并幫助學生解決環境搭建過程中遇到的問題;接著,按順序講解每個子任務開發中涉及到的關鍵知識點,并用代碼段舉例。比如,登陸界面涉及到“用戶名”的顯示,涉及到控件TextView,老師就講解TextView的用法,并給出TextView典型用法的代碼,讓學生掌握其編程方法。子任務所涉及到的知識講解完成后,回到子任務的目標并實現。解決目標階段,是核心階段。在該階段,將讓學生掌握Android開發過程中的核心知識點。在每個學習階段,教師可以留一些小程序作為作業,加強學生對相關知識的掌握。
綜合訓練:這個過程主要是對前三個過程的鞏固。老師再選定一個類似的題目,然后交由學生自主去完成,加強鞏固前面學習的知識。綜合訓練最好集中進行,并以此來考察學生的學習效果。
3 考核方式
Android程序設計是一門實踐性較強的課程,檢驗教學效果的手段不應單純是卷面成績,而應考察學生能否將所學知識能夠靈活應用到實際項目中,能否通過所學的知識解決實際問題。在考核方式上,改變傳統的試卷考核方式,采用多元化的考試方式。學生成績由三部分組成,即平時成績、卷面成績和上機考試成績。平時成績主要是出勤、作業、平時的表現,占20%;卷面成績主要是對Android基礎知識的考察,占30%;上機考試主要是對Android程序設計能力的考察,以及平時在機房訓練的成果的考察,占50%。通過改革考核方式,引導學生重視實踐操作,鍛煉和培養學生編程實踐能力。
4 總結
教學實踐表明,實施該教學方法后,Android程序設計課程收到了很好的教學效果,學生學習的積極性、主動性得到了提高,學生的動手能力、綜合素質得到了加強和鍛煉,達到了“教中做、做中學”的效果。當然在教學過程中也發現了一些問題,如學生輕視理論知識學習等。這些都需要在以后的教學過程中認真總結,把這些經驗教訓更好應用到以后的教學中,同時也為物聯網工程專業其他實踐性強的課程的教學改革提供借鑒。
【參考文獻】
[1]劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2010.
[2]謝秋麗,黃剛.基于物聯網人才培養與教學實踐的研究[J].軟件導刊,2011,3(2): 44-46.
[3]王向輝,張國印,賴明珠.Android應用程序開發[M].北京:清華大學出版社,2012.
【關鍵詞】RFID 物聯網技術 教學檔案 管理
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0237-01
學院教學檔案是一個學院在教學管理、教學實踐和教學研究等活動中形成的、對學院當前與長遠發展具有指導意義的文件材料。教學檔案的存儲、整理、保存和利用是教學管理工作的重要組成部分,是影響學院評估效果的一個重要因素。但是,由于教學檔案的種類繁多,而且需要維護的檔案數量也非常龐大,經過長期的積累,必然給檔案的管理、維護、查閱等帶來極大的挑戰,通過基于RFID的物聯網技術,為每種檔案設置不同標簽,將極大的減輕管理人員的工作強度并提高工作效率。
1.教學檔案管理主要內容及目前現狀及面臨的問題
1.1 教學檔案管理主要內容
作為教學過程的主要記錄載體,學院教學檔案需要很多的書面材料,主要包括:(一)教學類檔案:課程教學大綱、授課計劃表、課程試題庫、試卷審批表A、B卷及標準答案、學生成績一覽表、考場記錄表、試卷分析表、記分冊、網絡課程、多媒體課件、雙語教學課程建設相關材料、典型教案、重要備課記錄;(二)畢業設計類檔案:畢業設計課題及成績匯總表、畢業設計相關管理規定、畢業設計(論文)報告、畢業設計工作安排及檢查材料、教師指導畢業設計的經驗體會等典型材料;(三)實驗實踐類檔案:學生社會實踐工作計劃、總結、表彰材料、實習教學相關的規章制度、校內外教學實踐、實習基地建設和運轉情況材料、實習報告、考核表、實結、實習教學的典型材料、實習學生、指導教師名單及分組表、實習計劃或方案;(四)其他類型的檔案:本科專業學士學位申請材料、課程建設規劃、課程組建設和活動情況、教學內容、方法和手段改革以及考試內容、方法和手段改革相關材料、其他教學建設的典型材料。
隨著學院的發展,教學檔案的數量日漸增多,種類也日趨多樣化,同時檔案管理人員少,任務繁重,傳統的教學檔案管理方法已很難適應現代的教學檔案管理要求。所面臨的主要問題有:
一、教學檔案材料種類繁多,材料的收集易出錯,容易丟失材料;
二、教學檔案存放雜亂無序;
三、教學檔案查閱非常繁瑣費時,當學校檢查或者評估時,檔案材料的查閱非常困難,需要花費較長的時間和精力;
四、教學檔案的安全管理,例如,未經允許,不準隨意查詢教學資料或者記錄誰在何時查閱什么資料。
因此,教學檔案管理技術手段急需升級改造,利用RFID物聯網技術實現教學檔案管理的自動化與智能化,從而提高工作效率,加強管理流程。
2.RFID技術及在檔案管理中的應用
2.1RFID技術
RFID(Radio Frequency Identification)技術利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的目的[1]。通常一個RFID系統由閱讀器、天線和標簽三部分組成。應用中,通過讀寫器將物品的相關信息例如名稱、所有人等屬性信息寫入RFID標簽,然后將該標簽貼在待識別物體表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的數據,并將該數據傳遞到智能終端,從而實現對物體識別信息的遠距離、無接觸式采集、無線傳輸和處理等功能,并且同時能識別多個RFID標簽[2][3]。 RFID技術應用于教學檔案管理可以促進檔案管理的自動化、智能化,具有很多優點,比如:遠距離快速掃描、安全性高[4][5][6]。
2.2RFID物聯網教學檔案管理系統
基于RFID物聯網技術的教學檔案管理系統,主要有如下幾大模塊和功能:
(1)RFID 教學檔案管理信息系統,該系統將RFID閱讀器所讀取的數據 進行保存和處理。檔案管理人員通過該系統可實時查看檔案的實際情況。
(2)教學檔案的RFID標簽。通過RFID標簽制作設備,將檔案的信息例如,教學檔案的教師姓名,課程名稱,班級等信息寫入到該標簽,并將其貼在教學檔案袋之上。
(3)教學檔案的儲存柜實時監控。該柜安裝有多個RFID閱讀器和通信模塊,能實時監控檔案的存放位置的情況。儲藏柜每個存放位置都有一個RFID閱讀器,當存入檔案材料時,由該閱讀器讀取標簽信息并將該信息及存放位置信息通過通信模塊傳輸給管理信息系統保存。當取出檔案材料時,信息管理系統記錄取出材料的信息及借閱人的相關信息。
3.RFID物聯網技術在教學檔案管理中的應用
新技術的應用必然導致工作流程的規范化,以前課程的教學材料只需要任課考試將所有材料整理好之后,放入到檔案袋中,查閱時,相關人員可隨意從中抽取瀏覽;還有些教學材料的收集時間跨度非常長,有些教師長時間不交材料,造成管理的不方便。這些問題都可通過在引入RFID物聯網技術后進行規范化操作。
3.1 教學檔案入庫管理
每一個學期,新的教學檔案入庫前,要對該檔案進行標識例如檔案制作人,檔案名稱等,將這些信息由相關責任人通過終端管理器寫入RFID標簽。
3.2 教學檔案查閱管理
教學檔案在入庫管理時,由儲存柜上的閱讀器將放置的位置信息與標簽信息一起寫入到系統中,用戶在查閱時,可先在系統根據關鍵詞,例如課程名稱,任課教師等信息查閱具置,因而可快速地發現文件。
3.3教學檔案的統計管理
通過該技術,管理人員可以很方便的統計各種材料的情況,不需要手工統計。系統也可由管理人員對相關材料設置時間要求,若在規定時間未提交材料,則系統通過郵件向相關教師進行提醒。
4.總結
通過RFID物聯網技術在教學檔案管理中的應用,不僅提高了工作效率,而且對教學管理工作的流程進一步規范化,標準化提供了基礎,為教學工作提供更好的支持和幫助,使之成為學院工作的重要支撐。
參考文獻:
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[關鍵詞]運輸管理實務;課程設計;物聯網;物流管理
物流運輸領域是物聯網技術應用較早的領域之一,主要應用在特種貨物運輸領域。物聯網技術的發展和應用,對物流運輸管理將產生巨大影響?;谖锫摼W的運輸人才與崗位需求也會發生變化,“運輸管理實務”課程作為高職物流管理專業最重要的核心技術課程,物聯網背景下的課程設計也將隨之調整。
1物聯網技術對物流運輸管理的影響
RFID技術、GPS技術、智能機器人等較成熟的物聯網技術在五種傳統的運輸方式中都有應用,特種貨物運輸中應用最多。物聯網技術的應用會產生積極的影響。例如:從整體上優化運輸管理的流程,提高運輸環節的自動化程度;改善運輸信息的傳遞,實現運輸管理的透明化,提高貨物運輸效率;實時監控和跟蹤車輛與貨物信息,確保車貨安全,降低運輸風險;提高資源利用率,實現規模效益,降低運輸成本。當然,物聯網技術的應用也會產生一些負面影響,比如物聯網設備和技術需要大量的資金投入,企業信息和網絡的安全問題,物聯網技術的標準問題等。
2基于物聯網的物流運輸人才和崗位能力需求
傳統的運輸操作和管理流程、方法、操作要點等將不能適應物聯網背景下物流運輸行業的發展。現有的物流運輸人才和崗位能力需求也會發生相應的變化。經過筆者大量調查,我國高職高專物流運輸人才大致包括基礎操作崗位(業務員層次)、基礎管理崗位(項目經理層次)、運輸管理崗位(高級項目經理層次)三個不同層級的崗位需求。這些不同層次的崗位能力需求和傳統的崗位能力需求大致相當,但需要融入物聯網的元素進來。簡單地說,基于物聯網的物流運輸人才和崗位能力要求,就是在傳統的運輸操作和管理能力的基礎上,還需具備物聯網和互聯網的思維,了解物聯網、大數據、云計算等最新技術的發展狀況,以及思考如何在自己工作的領域上應用,具備物聯網技術相關知識和技能。例如:了解運輸領域常用的物聯網感知技術(如RFID技術)、網絡通信與網絡技術(如3G技術)和智能技術(如數據挖掘技術);能夠在確保物聯網相關設施和設備正常使用的情況下,對物聯網背景下的運輸作業流程進行管理和優化,順利高效完成運輸管理各環節任務。
3基于物聯網的“運輸管理實務”課程設計
3.1校企融合的“運輸管理實務”的系統化課程模式
北京信息職業技術學院物流管理專業“運輸管理實務”課程一直采用的是基于校企融合的系統化課程模式。該模式有兩個關鍵點:第一,校企融合。包括課程定位與企業崗位融合、課程內容與工作內容融合、學校教師與企業教師融合、課程的評價與企業標準融合。第二,系統化課程模式。根據運輸領域中各種運輸業務之間的難易程度和遞進關系,打破傳統按照運輸方式劃分教學模塊的思路,按照一個運輸人員從初學者—能手—專家的認知規律和成長規律,在學習任務的難度、復雜度、廣度和深度方面逐漸遞增,體現從由易到難、由淺入深、循序漸進的一種課程模式。在物聯網背景下,該課程模式保持不變,結合“運輸管理實務”課程的主要學習任務,將物聯網技術的簡單認知和基本應用知識等系統化融入課程項目任務學習中去。
3.2基于物聯網的“運輸管理實務”課程定位
北京信息職業技術學院物流管理專業經過企業調研、實踐專家研討和往屆畢業生訪談,結合高職學生的性格、基礎、特點、就業規律和學院所處的區位特征,結合北京信息職業技術學院物流管理專業基于物流職業崗位層級的校企融合三環漸進模式專業人才培養模式,將“運輸管理實務”定位課程定位于培養在物聯網背景下,在第一線從事運輸調配(運輸調度及運輸主管)的高技能人才。該崗位的主要工作包括:第一,了解基于物聯網背景的運輸行業的總體情況;第二,進行物聯網環境下具體運輸業務的操作;第三,進行簡單的基于物聯網的運輸決策與規劃。
3.3基于物聯網的“運輸管理實務”課程目標和設計思路
本課程目標的確定遵循三個原則:課程目標結合專業體系的定位與企業要求;課程目標的描述上要體現綜合職業能力;課程目標適當高于企業要求,以培養可持續發展能力?;谖锫摼W的“運輸管理實務”課程目標除了該課程原有的保證貨物安全、選擇合理運輸方式、運輸工具、運輸路線、處理各種具體運輸業務、正確核算運費、處理運輸事故與糾紛、統計運輸數據、設計運輸方案等11個能力目標外,還要求學生掌握物聯網背景下各種運輸流程的變化和處理辦法,結合物聯網技術進行最優運輸方案的設計,運用物聯網技術進行各種運輸操作和管理,運輸物聯網技術來保證貨物安全。在課程設計時,嚴格遵循“調研典型工作崗位的要求和內容—根據崗位要求確定課程學習目標—對崗位工作內容進行由簡單到復雜進行排序—將工作內容整合成學習內容”的過程。
3.4基于物聯網的“運輸管理實務”課程內容
物聯網背景下“運輸管理實務”課程內容以完整的工作過程為載體、遵循學習者的認知規律、學習內容適當高于工作內容、理論與實踐相結合、每個完整的學習任務具有共同的業務流程、注意與其他課程的銜接、課程目標與學習內容的融合等原則來確定。將典型的工作內容轉化為學習任務。如下表所示。在進行具體學習任務設計時要考慮學生的基礎、每個任務的學習目標、需要的知識含量。
3.5基于物聯網的“運輸管理實務”教學方法與手段
在教學方法與手段方面,“運輸管理實務”課程為了實現實踐與理論融合,真正提高學生分析問題和解決問題的能力,采取了項目任務驅動模式,從任務導入(采用問題引導法、角色扮演法、影視放映法、案例導入法等)—知識點輸入(采用教師講授法、問題引導法、伙伴學習法等)—解決項目任務問題(采用小組討論法、頭腦風暴法、模擬實踐法、辯論法等)—師生檢查(采用伙伴學習法、教師講授法、小組展示法等)—師生評價(采用小組討論法、教師講授法、問卷調查法、閃光燈法)—師生反思(采用教師講授法、自我總結法)。反思環節尤為重要,讓學生通過深入的反思和總結,掌握每一個學習任務的關鍵點,掌握該課程學習的重點,把握學習和認知的規律,讓學生獲得學習過程的遷移。
3.6基于物聯網的“運輸管理實務”課程評價
本課程結合物聯網背景下運輸管理實際工作的要求進行課程評價,評價方案體現評價內容結合課程目標、評價主體多樣化、評價對象可視化、評價內容綜合化、評價標準企業化、課程考核方法過程化?!斑\輸管理實務”總成績包括三部分:第一,項目成績(主要包括出勤成績、平時表現、調研報告、模擬操作記錄、學習工作頁、運輸方案、匯報材料等)占60%。其中,六個學習任務按照難易程度,比例分別為10%、10%、20%、10%、20%、30%。每個學習任務的成績按照組間評價、組內評價、教師評價及通用能力評價四個方面進行評分。第二,期中考核(采用期中課業或期中考試的方式)占10%。第三,期末考核(采用期末課業或期末考試的方式)占30%。
4結論
物聯網技術在物流運輸領域的應用將會越來越廣泛,物流運輸人才需求和崗位能力要求也將發生巨大的變化,“運輸管理實務”作為高職物流管理專業最重要的核心課程,其課程模式、課程定位、課程目標和設計思路、課程內容、課程評價等都應該結合物聯網技術應用這個大背景,本文只是初步探討,在具體內容設計和課堂實施上還需要進行深入探討和完善。
參考文獻:
[1]闕麗娟.物聯網技術在物流運輸領域的應用及對策分析[J].現代商業,2016(9):14-16.
[2]闕麗娟.基于校企融合的《運輸管理實務》系統化課程設計與評價研究[J].物流技術,2012(11):472-474.
關鍵詞:無人機;編程項目;物聯網;系統配置
1.意義與背景
目前,國內外大量院校都己開設物聯網專業,實踐課程往往都包括如下課程:c程序設計技能訓練、電工與電路技能實訓、計算機輔助電路設計實訓、面向對象程序設計訓練、數據結構課程設計、無線傳感器網絡課程設計、數據庫原理課程設計、RFID原理與應用課程設計、ARM嵌入式系統課程設計移動互聯網開發綜合實訓、物聯網應用開發綜合實訓。
然而,根據對實際教學中和相關院校開設課程的調研,總結出如下幾個存在的問題。
(1)缺乏真正體現物聯網工程專業特色的C合性項目。物聯網工程專業包括很多基本的知識和技能元素,例如無線傳感器網絡、RFID、嵌入式系統課程、程序設計等。但是傳統的實踐課程都是單列的,沒有考慮到物聯網的綜合應用性的本質。
(2)傳統的編程實踐內容無法調動學生的興趣和積極性。研究表明,目前學生對大部分所學的傳統知識并不十分感興趣,而對互聯網的多媒體和感知技術情有獨鐘。
本文結合物聯網工程專業的專業課“無人機控制與影像”的專業實踐教學,開發出適合學校實際的基于無人機編程項目的物聯網專業實踐系統配置方案。
2.無人機編程項目實踐配置方案
基于無人機編程項目的物聯網專業實踐教學研究的主要內容包括:無人機飛行控制、圖像拍攝回傳和后期處理系統的二次開發,主要包括四軸飛行器、飛行控制子系統、遙控器子系統、地面站子系統、圖像回傳子系統、全景圖像拼接系統等。在前期的教學工作中,已經進行了無人機軟件編程項目教學的初步研究,并形成了獨具特色的實踐配置方案。
2.1四軸飛行器
四軸飛行器作為時下最熱門的一種飛行器,已經越來越受到廣大科學愛好者和商業公司的關注,四軸飛行器未來的應用前景十分廣闊。四軸飛行器的智能導航可以利用機器視覺技術、人工智能技術讓四軸飛行器能像人一樣在復雜環境中活動。
2.2飛行控制模塊
飛控子系統,擁有控制姿態自動平穩、定點高度懸停、空中平移、空中定點旋轉、控制攝像機云臺控制、一鍵自動降落、GPS導航等功能,可以機載高清運動攝像機,實時拍攝飛行中的圖像。在教學中,采用Pixhawkm是一種先進的自動駕駛儀,它具有來自ST公司先進的處理器和傳感器技術,ArduPilot開源飛控代碼,以及NuttX實時操作系統,能夠實現靈活性和可靠性控制。由于Pixhawk的所有硬件都是透明的,因此方便學生學習芯片、傳感器、總線、外設等物聯網硬件內容,并且由控源代碼開源,也方便學生進行二次開發。
2.3遙控器
在教學中,使用2.4 G富斯FS-TH9X9 9通道遙控器,可刷ER9X等開源固件。學生可以通過電腦軟件進行所有的設置,不用再看遙控器的菜單了,上位機的圖形化設置界面上極方便地完成所有的設置。所有搖桿和開關任意分配通道,還有模擬開關等強大的功能。
2.4開源地面站
在教學中,利用開源地面站Mission Planner,可以實現遙控校準、加速度校準和羅盤校準和各類參數的設定。Mission Planner是Windows,系統下工作的無人機地面控制站開源軟件,其主要特點是通過在地圖上的鼠標點擊入口來規劃,保存及加載自動任務,下載及分析由飛控板創建的任務記錄。學生可以方便地利用圖形界面進行測試、調試與二次開發,也增加了學生的學習興趣。
2.5圖像回傳系統
在實踐教學中,圖像回傳設備包括:7英寸雪花顯示屏;兩軸自平衡無刷云臺,可以搭載高清運動攝像機進行拍攝,可以通過遙控器操作,通過云臺中的電機轉動改變操作角度。圖像采集系統可以安裝攝像頭或者攝像機。其中機載高清攝像頭1個,用于實時采集飛行中的圖像,通過機載5.8 G傳輸模塊傳輸到遙控器的7寸顯示屏中。機載高清攝像機1個,用行中的圖像的攝錄,飛行器起飛前開啟后,在整個飛行過程中進行錄像操作。另外還包括航拍0SD模塊1個,它把飛行數據疊加到攝像頭的視頻上,可以直觀實時了解飛行器的飛行狀態。該模塊為雙路視頻輸入,可前后安裝兩個攝像頭,通過遙控器實時切換;支持Pixhawk等開源飛控用的mavlink串口協議;并在無攝像頭或者攝像頭出故障時,沒有視頻信號輸入會產生一個標準的視頻信號用來疊加OSD信息;配合地面站Mission Planner,使得固件升級,參數設置通過USB完成。
圖1-2分別為本系統攝像頭和高清攝像機的回傳圖像,后期學生可以對這些回傳圖像進行高級的圖像處理、全景拼接等操作,為后續的相關課程也提供了很好的素材。
[關鍵詞]物聯網;現代學徒制;教學模式
“現代學徒制”起源于德國的職業培訓,二戰后成為主要的職業教育模式。西方發達國家政府高度重視現代學徒制,并有明確的法律、政策和制度上的支持與保障;我國于2014年教育部的《教育部關于開展現代學徒制試點工作的意見》也將現代學徒制提升到了國家的戰略高度。
一、什么是現代學徒制
現代學徒制是校企合作的職業教育模式,它將傳統的學徒培訓與現代學校教育思想相結合,它是一種新型的職業人才培養實現形式。現代學徒制中的受教者既是學生也是學徒,即跟隨教師學習也跟隨師父學習;學習的內容既有理論知識又有實踐經驗;學習的場所即有工作地又有學校。校企合作是前提,工學結合是核心。
二、高職學生的知識結構及教學的目標
高等職業教育是教育與經濟結合的最為緊密的一種形式,是將知識轉化為生產力的最直接力量。因此,高等職業教育必須面向職業、滿足崗位需求、適應行業要求。就高職學生的知識結構來說,筆者認為可以把它分為三個方面:理性知識、感性經驗、職業素質。
1.理性知識
即是基礎知識。它包括工具類的基礎知識和專業基礎知識。對于高職學生來說工具類基礎知識不需要掌握的過多,夠用即可,還會因專業的不同而區別對待。我們認為普通的高職課堂教學完全可以勝任,而且也是最好的一種表現形式。可以深入淺出的把相關的理論和知識以循序漸進的方式輸入給學生,使學生可以在腦海里有一個基本的輪廓和概念,對于日后操作實施起到了知識方面的指引和鋪墊。學校在這一階段處于主體地位,起著決定性的作用。
2.感性經驗
即學生從實訓實踐課程或是從頂崗實習中獲得的工作經驗性知識總結。這一部分內容是學生日后從事相關工作的有利支持與先決條件,感性經驗積累的豐富,學生日后走向工作崗位就不會有“斷檔”的感覺。但是,這一階段想要在學校教學中達到,難度很大,原因如下。1)“人”的因素。教師畢竟不是工程師,縱使具有相關領域豐富的知識,也只是紙上談兵多,實際應戰少。缺乏在一線工作的實際經歷經驗,而往往理論在實踐中的執行都或多或少的存在一些偏差,這就導致在實際工作中僅僅依靠理論知識是難以達到目標的。而且,教師常年處于教學崗位,與具體行業、工作存在脫節的現象,不能第一時間捕捉行業出現的新問題、新技術、新動態、不能熟悉行業的新規則。2)“物”的因素。在一些具體工作中,需要相應的工具和環境。尤其是在物聯網開發工作中,需要林林總總的硬件相配合;在工程施工中,需要相關的機器設備;在管理服務崗位,需要熟練配合操縱各種傳感器的工作…而這些工具是課堂教學所無法提供的,這種環境是學校所無法負擔的。
3.職業素質
一般來說,學生能否順利就業,在很大程度上取決于自己的能力及職業素質,職業素質越高,獲得成功的機會就越多。職業素質的形成是一個日積月累的過程不是一蹴而就的,如果我們把這一過程使學生在校時就伴隨著學習而形成,無疑會在就業的時候增加學生勝出的把握;職業素質一旦形成便相對穩定,拿程序員為例,一個程序員他的職業素質一旦形成,如何思考、編程、與同組的人員進行有效溝通都會變成一種習慣,不容易改變。
三、現代學徒制在高職教學中所起的作用
現代學徒制的出現很好的解決了高職教學中所面臨的一些瓶頸問題,為高職教學提供了新的出路和發展方向。
1.現代學徒制提高了學習興趣、提升了學習主動性
對于高職學生而言理論知識接受能力較弱,學習積極性不強,關注的興趣點又難以持久。在高職教學中就不能使用傳統的“一本書,一支筆”的教學方式,現代學徒制將學生從課堂中引入工廠、從學習地進入工作地,讓學生在一個從心理上不抵觸的地方開始學習,以親身動手的方式取代簡單的說教,這大大提高了學生的學習興趣,將學生的主動性調動起來。
2.現代學徒制注重學生能力的培養,迎合了企業對人才能力的需求
長期以來,出現了一種現象:學校培養的人才到了企業無用武之地,被企業所拋棄;企業需求的人才,又沒有學校為之培養或無法培養。形成了表象上的人才過剩與實際上的“用人荒”。學校注重知識的傳承,而企業更在意的是人的素質和能力?,F代學徒制的出現,將高職教學的重心轉移到了能力培養上,形成與企業的無縫對接。
四、現代學徒制下的教學模式設立
課題組同沈陽某一物聯網科技公司進行了溝通,在和企業的共同協商后我們制定了如下的教學模式,即“4+X+4”模式:
1.教學內容
我們以《物聯網應用技術基礎》為試驗對象,將整個的教學內容分成為4個章節:物聯網感知技術、物聯網通信技術、物聯網應用技術、物聯網服務技術。教學過程中,1個章節的教學時間為1個月。
2.教學形式“4+X+4”模式
1)教學模式中的第一個“4”。首先要進行4學時的基本知識介紹,采取的形式為教師課堂講授,全體學生都要參加。在這一過程中,只需要學生了解基本內容就可以。2)教學模式中的“X”。在學生中做一調查,對于物聯網感興趣的或是以后希望從事此方向工作的學生,可以進入到下一環節“X”中;對于物聯網不感興趣的或是以后不希望從事此方向工作的學生,可以跳過此環節。在這一環節中,我們將學生帶到企業,在企業中給學生找“師傅”。例如,在物聯網感知技術這一章,我們將學生帶入企業分成了幾組,并分別為每組找了企業的相關方向的工程師作為他們的“師傅”,由“師傅”帶領進入工作角色――演示工作過程、灌輸工作習慣、講解工作內涵、分析操作步驟、總結工作經驗,并在潛移默化中引導學生以職業的角度去思考問題、解決問題。此過程之所以叫做“X”,是因為在這一過程中,學生學習到的知識是未知的――不同“師傅”教授的內容可能有差別;同一“師傅”帶領的,又可能會由于個人的理解能力及側重點不同,在經驗收獲上還有差別,所以說此階段學生究竟能學到多少,是未知的。3)教學模式中最后一個“4”。學生回到課堂,進行這一階段的總結分析課,4學時。這一過程與其說是課程,不如說是研討。同學們根據自己的工作經歷,總結出自己在這三周工作中學到的內容以及對自己促動最深的內容(或事情)。每個同學都要發言,大家相互激蕩,將自己的學習內容、工作經驗、職業想法同大家分享,最后教師點評總結。
3.考核形式
考核采取的形式為:學校+企業。學校出知識內容的考察,企業出實踐成績的分數,兩部分共同組成該門課該生的總成績。
五、結束語
關鍵詞:物聯網專業;學習興趣度;關聯分析
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)19-0267-02
一、物聯網專業課程體系
物聯網是計算機和互聯網技術的延伸和發展,促進了互聯網的進一步完善。物聯網具有信息感知等基本功能,并在感知技術的基礎上發展了交互技術,促進了物聯網技術的不斷成熟。[1]“物聯網技術”是湖北工業大學計算機學院在“十三五”規劃時期新開設的專業,在2016年學院進一步完善了的“物聯網技術專業本科培養方案”,并對物聯網專業學生進行導師指導制,在大三以后的學習中按照自己的專業興趣度選擇物聯網專業小方向。此次的創新改革體現了將創新性課程且符合信息產業新需求、培養創新性人才等目標。課程創新規劃旨在以工程技術為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質與工程實踐能力,培養能夠滿足物聯網產業未來發展需要、適應和引領未來的物聯網發展方向的工程師。[2]
二、關聯分析物聯網專業的學生數據
關聯分析是數據挖掘中十分重要的一種方法,其中Apriori算法作為關聯分析的主要應用方法已經十分穩定成熟。Apriori算法的基本思想是:第一步先找出所有的頻集,這些項集出現的頻繁性至少和預定義的最小支持度一樣。然后由頻集產生強關聯規則,這些規則必須滿足最小支持度和最小可信度。接下來使用第一步找到的頻集所產生期望的規則,產生只包含集合的項的所有規則,其中每一條規則的右部只有一項,這里采用的是中規則的定義。一旦這些規則被生成,那么只有那些大于用戶給定的最小可信度的規則才被留下來。為了生成所有頻集,使用了遞推的方法。總的來說:首先找出支持度大于最小支持度的項集;然后使用該項集產生的期望規則;接著對項集進行連接、剪枝;最后得出頻繁項集。[3-5]當前普遍存在一個現象:大學所培養出來的大學生與企業的期望往往不相符,學生質量在不斷下降,很重要的一個原因就是就是學生沒有選擇好自己的就業方向,不能很好地了解自己。
物聯網專業可以大致分為硬件和軟件兩個方向。為了讓學生了解自己適合哪個就業方向,我們可以對學生的各科成績及科目偏科的方向來進行分析,從數據中找出一些規律,畝指導學生進行對未來就業方向的選擇。以下關聯分析數據為本校2012級物聯網專業的100位同學在大學前兩個學年的專業課(C語言,數據結構,數字電路以及模擬電子技術)的原始成績為研究樣本。我們將通過Apriori算法對物聯網專業的學生從大一開始的專業課成績進行分析,幫助他們確定大學后兩年的專業側重方向,在專業課學習中發揮自己最大的興趣度和能力。經過關聯規則的初步分析如表1所示。
支持度計算(設支持度閾值為0.5),support:C語言:11/20=0.55;support:數據結構:15/20=0.75;support:數電:15/20=0.75;support:模電:17/20=0.85;
置信度計算
confidence(模電,C語言)=0.529 confidence(數據結構,C語言)=0.714
confidence(模電,數據結構)=0.706 confidence(數電,C語言)=0.315
confidence(數電,模電)=0.8 confidence(數據結構,數電)=0.311
confidence(模電,數電)=1 confidence(數據結構,模電)=0.414
confidence(C語言,數據結構)=0.72 confidence(C語言,模電)=0.215
confidence(數電,C語言)=0.467
經整理得到表2的結果。
由此我們可以得出:模電和數電關聯度比較高,是偏硬件方向的,C語言和數據結構關聯度比較高,是偏軟件方向的,所以模電和數電成績相對好的可以選擇硬件方向,C語言和數據結構成績相對較好的同學可以選擇軟件方向的。
三、結語
當前普遍存在一個現象:大學所培養出來的大學生與企業的期望往往不相符,學生專業知識不符合工作需要,其根本原因在于大多數學生沒有選擇好自己的方向,學生在大學專業課學習的重要環節不能很好地將自己興趣度與專業相結合。因此本文使用Apriori算法對物聯網專業的學生從大一開始的專業課成績進行分析,幫助他們確定專業側重方向,更好地開展專業課學習和創新實踐活動,在專業學習中發揮自己最大的興趣度和能力,成為更加具有競爭力的物聯網畢業生。
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Research on Relevance Analysis of Interest Degree of Learning Based on Internet of Things
WU Jun,YE Zhi-wei,ZHONG Xiao-fang
國外金融危機引起的增長低迷還沒有消退,但大量圍繞電力、通信、交通、環境的智慧型基礎設施依然加緊實施?;A性的關鍵技術研究不斷進步,如美國加州大學、麻省理工學院、奧本大學、賓漢頓大學、克利夫蘭大學等在極低功耗無線傳感網絡、自組織傳感器網絡、傳感器網絡系統的應用層設計、基于IP的移動網絡和自組織網絡方面、結合無線傳感器網絡等方面開展研究,新加坡國立大學在無線傳感器網絡方面進行研究,物聯網標準也在加快研究。另外,RFID技術、GPS/GIS技術的應用持續升溫,IPv6、M2M、3GPP等技術的研究漸趨成熟,近距離無線通訊、傳感器網絡、泛在網絡等網絡技術也隨物聯網技術應用而快速成長,這也顯示了物聯網技術研究的不斷進步。國內最早于1999年啟動傳感網工程,由中科院對物聯網技術工程項目進行專門研究。近年來有更多的科研院所參與了物聯網的研究,在物聯網無線傳感器網絡節點方面研究突出的有南京郵電大學的UbiCell系列節點、中國科學院計算技術研究所的GAINS系列節點、香港科技大學的無線傳感器網絡節點;在無線傳感器網絡的軟件及平臺方面突出的有:南京郵電大學無線傳感器網絡研究中心開發的基于移動的無線傳感器網絡中間件平臺、南京郵電大學的無線傳感器網絡集成開發平臺MeshIDEMeshIDE、中國科學院寧波計算所的無線傳感器網絡分析與管理平臺。在物聯網理論研究方面提出許多具有創新性的想法的有,南京郵電大學、哈爾濱工業大學、清華大學、上海交通大學、北京郵電大學。歸納總結上述研究不難看出,第一類屬于基礎性研究,如標準、節點、網絡、平臺等等,這類研究會對今后物聯網應用提供支撐;第二類屬于技術應用研究,如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等,技術比較成熟,但更需要要研究整合應用;第三是理論方面研究,也有待于實踐的驗證。然而,上述三方面都不屬于完整的物聯網系統研究,該課題正好是要從一個完整的物聯網出發去對物聯網系統進行研究。
二、研究目標和內容
課題的研究,是根據智慧實驗室建設的環境對感知、控制的具體要求以及使用人的功能要求,研究設計在小規模試驗的環境下建立一個可供體驗、實訓、研究的物聯網技術支撐平臺及網絡架構。1.研究智慧實驗室建設傳感網網絡架構,根據新校區智慧實驗室建設,各智慧教室的空間分布情況及功能分布情況進行相關的研究設計,提出完整的傳感網網絡架構方案。2.物聯網技術支撐平臺,研究傳感及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成為一個整體的物聯網,構成物聯網技術支撐平臺方案。該課題研究的核心內容是由感知及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成后形成的物聯網。該系統不僅將三個部分疊加到一起,還將三個部分有機的集成,特別是智能處理模塊要達到智能化的功能,要隨時訪問另外兩個模塊的數據,并根據訪問的數據分析處理做出準確的判斷,輸出控制信號到控制系統交給執行機構執行。因此,要解決的重點問題是構成由三個系統模塊組成的有機集成系統——物聯網。要突破的難點問題是如何按照智慧實驗室建設環境下對感知、控制的具體要求及使用人的功能要求,設計出有機集成的三個系統模塊方案,并使其達到功能要求的智能化。
三、研究方法和實施步驟