物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向課程體系構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向課程體系構(gòu)建

一、物聯(lián)網(wǎng)用現(xiàn)狀及前景展望物聯(lián)網(wǎng)是信息交換設(shè)備，可以根據(jù)約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人類、人類、材料和材料的全面互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。它的主要特點(diǎn)是通過(guò)高頻傳感器和傳感器從物理世界接收各種信息，并將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行互動(dòng)。智能計(jì)算和信息分析采用先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)分析和處理信息，提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能決策和控制。物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)如今已從電力、交通、安保等公共服務(wù)領(lǐng)域逐步走入民用市場(chǎng),初步形成產(chǎn)業(yè)鏈。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,把感知模塊嵌入或裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái),實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制,在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的爆發(fā)性擴(kuò)張,預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),明年會(huì)有10萬(wàn)以上人才缺口,而且未來(lái)10年,每年會(huì)以20%的缺口遞增。物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用涉及電子、嵌入式開(kāi)發(fā)、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)等方向綜合應(yīng)用,大學(xué)本科階段將重點(diǎn)學(xué)習(xí)理論知識(shí)。需要進(jìn)一步掌握動(dòng)手實(shí)踐能力,才能適應(yīng)工作需要。高等職業(yè)院校則開(kāi)展以實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)為主的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)則。隨著感知中國(guó)戰(zhàn)略的啟動(dòng)及逐步展開(kāi),中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大機(jī)遇,擁有十分廣闊的就業(yè)市場(chǎng)。因此構(gòu)建高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)方向課程體系顯得勢(shì)在必行。二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,為高職院校的教育實(shí)踐提供了新的機(jī)會(huì)對(duì)于高職院校的學(xué)生而言,他們的理論知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,不愿意學(xué)習(xí)枯燥的概念和公式。高職學(xué)生思維很活躍,愿意接受新事物,在動(dòng)手實(shí)踐方面具備較強(qiáng)的能力。隨著溫總理“感知中國(guó)”的重要指示,感知中國(guó)戰(zhàn)略的啟動(dòng)已逐步展開(kāi),至2015年,物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7500億,物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楦呗氃盒５膶W(xué)生提供了廣闊的就業(yè)前景。物聯(lián)網(wǎng)的高端技術(shù)開(kāi)發(fā)有專門的行業(yè)人員進(jìn)行,恰恰缺少的就是直接可以上崗工作實(shí)踐的專業(yè)技術(shù)人員,而高職院校恰好提供了這樣一個(gè)平臺(tái)。所以對(duì)于高職院校而言,開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)方向課程體系完全具備前提條件。三、如何構(gòu)建相應(yīng)的課程體系1.嵌入式微處理節(jié)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)非常多,從傳感器技術(shù)到通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從嵌入式微處理節(jié)點(diǎn)到計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),包含了自動(dòng)控制、通信、計(jì)算機(jī)等不同領(lǐng)域,是跨學(xué)科的綜合應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)通常被公認(rèn)為有3個(gè)層次,從下到上依次是感知層、傳送層和應(yīng)用層,如圖1所示。1距離網(wǎng)絡(luò)的組成物聯(lián)網(wǎng)的感知層主要完成信息的采集、轉(zhuǎn)換和收集。感知層包含兩個(gè)部分:傳感器(或控制器)、短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳感器(或控制器)用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及實(shí)現(xiàn)控制,短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)將傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)或?qū)?yīng)用平臺(tái)控制指令發(fā)送到控制器。2網(wǎng)橋接入單元網(wǎng)絡(luò)改造物聯(lián)網(wǎng)的傳送層主要完成信息傳遞和處理,傳送層包括兩個(gè)部分:接入單元、接入網(wǎng)絡(luò)。接入單元是連接感知層的網(wǎng)橋,它匯聚從感知層獲得的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)發(fā)送到接入網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)絡(luò)即現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò),包括移動(dòng)通信網(wǎng)、有線電話網(wǎng)、有線寬帶網(wǎng)等。通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò),人們將數(shù)據(jù)最終傳入互聯(lián)網(wǎng)。3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能力拓展物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理,并將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合。應(yīng)用層包括兩部分:物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序。中間件將許多可以公用的能力進(jìn)行統(tǒng)一封裝,提供給豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。統(tǒng)一封裝的能力包括通信的管理能力、設(shè)備的控制能力、定位能力等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是用戶直接使用的各種應(yīng)用,種類非常多。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用既包括家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,如家電智能控制、家庭安防等,也包括很多企業(yè)和行業(yè)應(yīng)用,如石油監(jiān)控應(yīng)用、電力抄表、車載應(yīng)用、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的3個(gè)層次,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才培養(yǎng)劃分為:傳感采集控制方向、通訊網(wǎng)絡(luò)方向、系統(tǒng)應(yīng)用方向,如圖2所示。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用方向主要涉及軟件工程、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、Linux系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、Windows系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等課程。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向特點(diǎn),以“崗位驅(qū)動(dòng)”的模式建立相關(guān)的課程體系,建設(shè)優(yōu)質(zhì)的核心課程、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、教材和課件,整合出一系列的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)。以實(shí)訓(xùn)和項(xiàng)目入手,讓學(xué)生們快速地進(jìn)入角色,在與校企合作的實(shí)踐中可以直接進(jìn)入實(shí)踐崗位。2.語(yǔ)音提示設(shè)置建設(shè)公交車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程可控智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)等為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用核心課程。如圖3所示,完全模擬公交車計(jì)費(fèi)系統(tǒng),用戶可完成扣費(fèi)和充值操作,完成每項(xiàng)操作會(huì)產(chǎn)生語(yǔ)音提示。如圖4所示,用戶端通過(guò)電腦或者筆記本通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)web服務(wù)器,通過(guò)手機(jī)短信息或者Web服務(wù)器控制各個(gè)家居電器設(shè)備。核心課程的設(shè)置更可以加入學(xué)生們生活學(xué)習(xí)環(huán)境中熟悉的內(nèi)容,例如校園一卡通系統(tǒng)、基于標(biāo)簽的簽名系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。通過(guò)此類核心課程的學(xué)習(xí),學(xué)生們可以切實(shí)地體會(huì)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣泛,引發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性,極大地提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而為掌握物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.構(gòu)建課程體系,提高學(xué)生的實(shí)踐能力在教學(xué)中可以通過(guò)學(xué)生們走進(jìn)企業(yè)的方式來(lái)完善原有的課程體系,學(xué)到的知識(shí)在工作崗位中得到實(shí)踐,學(xué)生們可以在工作崗位上直接應(yīng)用學(xué)習(xí)的知識(shí),真正做到“校企結(jié)合”。在校園里學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過(guò)“輪換崗位分工”的方式,讓學(xué)生們?cè)谄髽I(yè)里體會(huì)不同崗位所應(yīng)用到的物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí),發(fā)現(xiàn)自己的不足,在結(jié)束企業(yè)實(shí)踐后,回到課堂,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),彌補(bǔ)不足,實(shí)現(xiàn)“工學(xué)交替”。通過(guò)高職院