无线传感器网络教学改革的有效措施

无线传感器网络教学改革的有效措施

1 汪小威 2 黄榜益 3 黄其钊

1 身份证号： 4205821985012821**

2身份证号：4501211987091700**

3身份证号：4507031987040175**

南宁学院 广西南宁 530000

摘要：在物联网技术的兴起中﹐无线传感器网络技术的应用是其关键技术之一.随着市场需求增加﹐高校中相关专业也逐渐增设了无线传感器网络技术课程，由于该课程内容理论性和实践性都很强，在这授课过程中发现存在如下问题，例如授课方式以知识传输和实验验证为主，学生处于被动接受知识的状态，无法学以致用，课程与行业和岗位需求特征表现不明显，导致学生产生应付式学习，缺乏思考，不愿动手实践的消极学习态度；现有教学设备类型单一、陈旧、不足，并且电路基础知识通过实现仿真平台的模拟操作，实际电路制作能力比较差，学生对于实体的设备没有明确的认知。基于此，本文详细分析了无线传感器网络教学改革有效措施^[4]。

关键词：无线传感器网络；教学改革；有效措施

引言

无线传感器网络是一种新兴的信息通信技术，作为物联网的关键技术之首，其具有极广阔的应用前景。随着半导体技术、计算机技术和无线通信技术的快速发展，具有收集信息、处理数据和无线通信功能的低功耗传感器被广泛应用，极大地促进了物联网技术的发展。此可见，无线传感器网络课程在高校物联网教学中具有举足轻重的作用，其涉及的基本原理、关键技术和体系结构等对无线网络专业的学生有重要的作用，因此研究探讨无线传感器网络的教学模式改革迫在眉睫^[1]。

1课程建设存在问题

《无线传感器网络》课程是物联网工程专业学生的专业课程，但由于该课程内容理论性和实践性都很强，在这授课过程中发现存在如下问题：

（1）课程在人才培养方案的核心地位未完全体现，对物联网工程专业的五大核心能力及单项子能力的培养支撑度较弱。

（2）课程对学生能力的培养不够，所设计的教学内容，教学环节比较传统，无法与物联网工程行业和企业发展及时更新，对人才的培养与用人单位需求脱节。

（3）授课方式以知识传输和实验验证为主，学生处于被动接受知识的状态，无法学以致用，课程与行业和岗位需求特征表现不明显，导致学生产生应付式学习，缺乏思考，不愿动手实践的消极学习态度。

（4）现有教学设备类型单一、陈旧、不足，并且电路基础知识通过实现仿真平台的模拟操作，实际电路制作能力比较差，学生对于实体的设备没有明确的认知。

（5）学习评价机制不灵活。本课程的现行学习评价还是以知识点掌握程度评价为主，对过程性评价忽视，无法真实反映出学生解决工程实际问题的能力。

以上是该课程现有的教学情况以及存在的问题，随着该课程混编型师资团队的形成，将对该课程在课程定位、课程设计、课程实施、课程考核等方面进行建设，解决授课过程中遇到的问题，提高授课质量。

2 改革内容与措施

2.1课程定位

通过本课程的学习和实践，获得较强的工程实践能力。具有能熟练运用所学的学科知识，有效解决本专业工程实际问题的能力。使学生具有物联网系统的开发能力。学生毕业后可从事物联网方向的方案设计、嵌入式开发、网络集成等工作岗位。以物联网行业的岗位需求为导向，根据能力与技能需求不同，构建三个不同的教学情景：智能灯控系统、智能家居系统、智慧城市系统。从而形成新型的教学结构和教学流程。

2.2课程设计

本课程可分为两大知识模块，一个是CC2530单片机开发技术，一个是使用Z-Stack堆栈技术进进物联网开发的技术。再细分可分为30个小知识点。

2.3知识点重构

根据岗位需求重构本课程的知识点。岗位需求为导向，以能力培养为目标教学。使学生毕业后就能达到岗位要求。根据7大技能重构课程的30个零散知识点，使学生明白学习这个知识后能有什么技能，能做什么。可以提升学生的学习兴趣。根据所学技能的难易程度合理安排学时，由易到难进行教学，使学生学习能循序渐进。跟据所需技能的难易程度合理安排学时。先完成情景一的教学，使学生先具有硬件调试、网络管理、驱动软件开发的技能，再提升到嵌入式开发和网络开发，最后再提升到方案设计和系统开发^[3]。通过教学情境结合工程项目实施过程，使学生理论联系实际，能够运用所学理论分析工程实际平台开发问题，培养学生逻辑思维能力和主动学习能力，不仅有利于后续专业课程学习，同时培养物联网岗位工作处理实际问题的能力。

3课程实施

3.1ICT智慧交通实验室平台

依托ICT智慧交通实验室平台支撑“教、学、做、评”四位一体的教学模式。以项目驱动+工程案例引入的教学方式，使学生更容易接受知识。拥有教材、教学视频、课件PPT、题库、微课、实验指导手册、工程案例、素材、工具包、二维码资源等多种教学资源。

3.2一课双师

以“一课双师”授课模式为牵引，推进“双师双能”型教师队伍建设。

以课程对应岗位的能力进行分析，明确课程在物联网领域内的定位，针对岗位技能要求，实施“一课双师”授课模式（即一门课程由一位企业工程师和一位高校教师联合教学），共同设计并实施整个教学过程。高校教师主要负责教学组织、教学管理、教学准备和基础理论知识教学，参加包括实践教学环节在内的课程全程教学和管理；企业工程师主要负责相应的实践教学环节。通过开展“一课双师”工作，推进“双师双能”型教师队伍建设，深化课程教学内容改革，提高学生实践动手能力。

3.3任务驱动教学设计

情境教学中工作流程的每一步骤对应一个学习子任务，围绕“以学生为中心”开展教学。任务驱动型教学共分以下几步。

首先，学生以5~6人组成一个任务团队，教师下发任务书给学生团队，学生团队自主完成查阅资料与分析任务。

第二，教师在课堂上对作务进行分析，引导学生探索新知识，学生团队接到任务后，讨论并制定出任务完成方案。

第三，教师在课堂上做示范操作并讲解新知识，学生团队按教师的示范进行小组进行团队实验，在边做边学中掌握新知识。教师通过现场指导学生实验，使学生加深理解新知识。

第四，学生完成实验后，进行成果展示，教师对团队的任务成果进行评价，使学生进一步巩固新知识。

最后，教师对本次任务进行总结，并将任务拓展到实际产品应用中，由学生自主思考创新，继续对任务进行拓展。

3.4课程考核

（1）关注评价的多元性，结合考勤、课堂提问、课堂讨论、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。

（2）注重项目阶段性考核评价（三情境三阶段考核），注重学生职业素质、岗位技能和专业知识的综合性评价，着重培养学生的综合素质。

（3）规范化项目现场答辩考核模式，组建校企评委组。模拟公司开发团队最后汇报仿真项目实训成果的展示平台，组建由中兴工程师、校内教师组成的评委组。

结语

物联网专业是新兴专业,物联网课程的教学应该有其独特性和创新性,无线传感器网络课程作为物联网专业的一门重点专业课程，为了让学生掌握专业知识，也为了提高学生就业能力，授课模式必须要改革与创新，让学生能在学过程中体验到学习的乐趣，提高就业竞争力^[2]。通过课程改革，相信可以取得良好的教学效果。

参考文献

[1]姜仲、刘丹. ZigBee技术与实训教程-基于CC2530的无线传感网技术.北京：清华大学出版社,2018.

[2]徐勇军.物联网关键技术.北京：电子工业出版社, 2012.

[3]薛燕红.物联网组网技术及案例分析.北京：清华大学出版社,2013.

[4]无线传感器网络研究进展[J]. 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽.计算机研究与发展.2005(01).