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物联网实训教学范例

来源:豆掰娱乐

物联网实训教学范文1

关键词 互+;教育信息化;智慧教育;数字化学习

中图分类号:G434 文献标识码:B

文章编号:1671-4X(2017)01-0012-02

1 前言

当前,以云计算、物联网、大数据等为代表的新技术日新月异,全面深入推进智慧教育建设,构建“网络化、数字化、个性化、终身化”的教育体系已经成为“十三五”期间各地全面深入推进教育信息化工作的重要目标。教师是教育信息化的关键因素,教师教育是提升教师信息素养的必要途径,只有教师具备了“互联网+”时代所需的信息素养,才能把信息技术应用融合于日常的教育之中。“互联网+”时代的到来,教师教育信息化更应当超越技术本位而立足教师本位。

2014年底,宁波市镇海区与英特尔中国有限公司签订“一对一数字化学习骨干教师培养”协议,借助英特尔一对一数字化学习项目的全球资源整合优势,正式启动了“中小学一对一数字化学习骨干教师培养计划”。。通过骨干教师的教学变革与创新实践,推动、引领镇海区中小学数字化学习发展,促进镇海教育的信息化、国际化发展[1]。

如图1所示,经过三期“镇海区中小学教学创新与数字化学习骨干教师高级研修班”学习,镇海区的教师教育信息化区域推进策略,逐渐形成了“学习―作业―实践―反思―提升”的五环循环法。

2 学习

学习环节主要由“在线预习、理论培训、课堂观摩”三部分组成。在学习内容的选择上,结合数字化学习实践,目前以“基于项目的学习”“设计混合式学习”“数字化学习课堂的评价与分析”三门课为主。

理论培训,是指在面对面的集中培训时,学员系统地学习项目学习的概述、设计、评价与管理,基本掌握引导学生进行项目学习的方法。理解混合式学习的基本内涵,了解设计混合式学习的基本策略,并思考和体验如何利用恰当的技术工具支持混合式学习实践,以促进和发展学生的个性化学习,并在提升课堂教学有效性的同时进行教学创新。

课堂观摩,主要是指学习观摩培训所在地的数字化学习项目学校的课堂教学,并与有一定数字化学习实践经验的教师进行研讨与交流。

3 作业

作业环节主要由“预习作业、培训修改、讨论交流”三部分组成,主要目标是完成一份数字化学习教学设计。

预习作业,是指学员们完成在线预习后,结合所任教的学科完成一份“项目学习课题设计预选”,并在相应的教师专题论坛上递交预习作业。培训专家通过在线论坛等方式,反馈学员们的预习作业情况。

培训修改,是指在线下的集中培训过程中,在培训专家的指导下,通过各个小组组内与组外的合作与交流,学员们各自修改并完善了一份数字化教与学的学科教学设计。在第一期培训中,学员们的作业通过笔记本电脑“漂流”的方式,进行学员间作业的批注、修订,受到学员们的好评。

讨论交流,是指学员们围绕各自的数字化教学设计,经过学员之间的多次讨论与修改,每个小组选择一份有代表性的作业,进行全班的展示与交流,并由专家给予点评。

4 实践

实践环节主要由“检验作业、常态教学、常态教研”三部分组成,通过数字化课堂的教学实践,提升教师的信息素养,促进教师专业发展。

检验作业,是指教师在完成培训学员的角色,回到现实的课堂教学,在实践数字化课堂之前,自行检验作业的质量。

常态教学,就是指数字化学习的常态课。这也是数字化学习实验项目追求的目标之一。

常态教研,是指数字化教与学教研活动的常态化。宁波市镇海区自2013年以来,每年都举办一届“数字化教与学展示周”活动,但是能在数字化教与学展示周活动中执教的教师毕竟有限,教师的专业成长需要更多地通过常态教学、常态教研加以提升。2016年,镇海区新成立了“中小学数字化教与学骨干教师学科协作组”,首批成员由45位中小学学科教师组成,其主要目的也是促进区域数字化教与学教研活动常态化。

5 反思

反思环节主要由“反思学生、反思教法、专家点评”三部分组成。反思能力是现代教师能力结构中的一个基本要素[2]。数字化学习方式提倡个性化的学习方式,更能体现出以生为本的思想。

反思学生,就是要以学生学得怎样,来评价教师教得如何。反思学生,要从学生的课堂参与度、知识的掌握情况、高阶思维水平的激发等方面加以反思。

反思教法,从学生的学习掌握情况,根据教学目标的达成度,来反思教学方法的具体应用。反思学生、反思教法都是教师自我反思重要的组成部分。

专家点评,一般是邀请有一定影响力的教育教学专家给学科教师的数字化课堂予以点评。专家引领是教师专业成长必不可少的一环。当然,在数字化课堂的反思点评中,也要注重有一定数字化学习实践经验的本土“专家”的意见与建议。教师的信息化协作教学实现教师间的相互交流、相互促进、相互提高,有助于教学经验交流、教学资源共享,取长补短,以促进教师信息化教学能力的发展[3]。

6 提升

提升环节,主要是通过“展示课、u比课、论文与课题”等方面来提升自身的专业发展。

展示n,有了展示课活动,数字化学习实验项目就有了活力与生气。区域性的研讨交流活动,是参与一对一数字化学习实验项目的教师与学生展示成果的舞台,经常性地研讨交流活动,可及时交流经验,发现不足,不断将项目研究引向深入,有利于激发师生的使命感,有利于项目区域整体推进[4]。尤其是始于2013年的“宁波镇海・数字化教与学展示周”活动,每年举办一届,目前已经成为宁波市镇海区重要的展示课堂教学变革的区域性活动,成为引领教师专业成长的重要舞台。

评比课,就是积极组织数字化学习实验教师参加各级各类的教学信息化课例、现场教学评比等活动。

论文与课题,每一所参与数字化教与学实验的项目学校基本上都带着数字化学习课题研究任务。。参与数字化学习实验的教师则主要通过教学设计的实践与反思,完成教学论文的撰写,并积极参与各类投稿、评比活动。

在其中一次“镇海区中小学教学创新与数字化学习骨干教师高级研修班”培训项目结束后,有学员写下感言:“这是我从教以来第一次参加如此非同一般的一项培训,课前要预习、提交作业,课中要修改,课后要实践,非常有意义。在这样的培训中,我的教育理念得到极大的和提升。”[1]

7 结语

信息技术正在驱动教育变革。“学习―作业―实践―反思―提升”的五环循环法,这是宁波市镇海区在教师教育信息化区域推进工作过程中逐渐形成的策略,还在不断的完善过程中。每一位教师经过一轮以上的“学习―作业―实践―反思―提升”,那么其数字化教与学的设计能力一定能得到有效提升。

信息化教学能力的养成是一个系统的、复杂的、多因素多变量共同影响的动态过程,它的形成不仅需要知识、技能的习得,需要实践的参与,还需要教师个体的反思与领悟;不仅需要培训中的学习与反思,需要培训后的实践与体验,还需要相应的、环境与文化的支持[6]。教师教育信息化的区域性探索与实践,可以进一步推动区域性数字化学习的全面发展,促进信息技术与学科教学的深度融合,促进教师专业发展、推动教育教学改革、促进学生个性化发展。

参考文献

[1]尹恩德.改进专题培训方法 促进中小学教师专业发展:以宁波市镇海区数字化学习骨干教师高级研修班为例[J].中国教育技术装备,2015(17):23-24.

[2]喻平.论教师的反思能力结构[J].教育探索,2004(12):

116-117.

[3]王卫军.教师信息化教学能力发展策略研究[J].电化教育研究,2012(5):103-109.

[4]尹恩德.发挥教研大组在区域数字化教与学项目中的作用:宁波市镇海区中小学数字化教与学教研大组的实践[J].中国教育技术装备,2015(3):14-15.

物联网实训教学范文2

关键词:物联网;无线传感网络;射频识别;安卓平台

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)22-0011-02

物联网专业是一个新兴的、综合性很强的专业,涉及到微电子技术、控制工程、通信技术、计算机技术等多领域。2010年,教育部批准第一批40所高校开办物联网工程专业;2011年初,批准第二批27所高校开办物联网工程专业;2012年2月,再次批准80所高校开办物联网工程专业;教育部先后进行了3批物联网相关专业审批,约200所高职高专办“物联网应用技术”专业,我校也于2012年成功申报物联网应用技术专业。

教育部和天津市教委联合举办2012年、2013年、2015年3届全国高职物联网技能大赛,都由我校来承担此项赛事项目,对职业院校物联网专业教学改革起到巨大的引领和带动作用,促进专业体系建设、优化教学内容、改进教学手段、提高专业教学师资队伍素质、加强学院实训基地建设,构建以职业技能竞赛为平台、培养学生技能为核心的实践教学体系。

1 历届全国高职物联网技能大赛分析

1.1 2012年全国高职物联网技术应用赛项

。。

。可以说本届大赛促进社会对物联网应用技术相关职业岗位的了解,提高社会对高职专业人才的认可度,提高学生的就业能力水平。

1.2 2013年全国高职物联网技术应用赛项

2013年大赛内容模拟学生“e动校园生活”的一天,集物联网时代的移动支付、智慧生活等主题应用。从本届大赛内容上看,不仅包括对物联网基础技术考察,更多融合物联网工程专业的很多生活中应用,更加有深度和广度,具有很强的实用性和时代特征,本届大赛促进专业的教学改革与专业建设,展示物联网技术应用领域快速增长的人才需求;促进物联网技术(包括自动识别、网络传输、应用开发等)的普及。

1.3 2015年“物联网技术应用赛”赛项

2015年大赛内容对物联网工程应用实训系统的操作,涵括了智慧社区、智能环境监控、智能商业、智能农业等物联网主题应用。可以看出,本届大赛主要对物联网技术应用的范围进行很大扩展,从2013年的生活领域应用扩展到专业领域应用,包括商业、农业、环保领域等等。。

2 全国高职物联网技能大赛引领和带动物联网专业建设

传统物联网专业建设本着专业的知识体系来进行课程设置,物联网知识体系可分为感知层、传输层、应用层三层,针对三层设置了相关的教学课程。

通过对技能大赛使用设备进行认真分析、研究,了解物联网专业在当前社会各个领域的应用情况,物联网应用的前沿技术信息,感知未来的发展方向。对物联网专业建设指出明确的培养方向,经过3年的教学应具备哪些素质和技能。以本校为例,通过参加这3届全国物联网技能大赛促进物联网专业进行深入建设:

1)结合本校在电子专业优势和计算机专业特点进行深入分析,与物联网专业进行深度结合,利用电子系嵌入式实训室、传感器实训室等现有设备重点培养学生感知终端的操作和应用,包括各种传感器的使用,如温度传感器、压力传感器、光传感器等,嵌入式芯片开发和应用技术,要求学生掌握一定的电子设备知识、数字和模拟电子知识、嵌入式开发知识等内容。

2)结合计算机专业软件开发、网络技术的优势,重点培养学生在实训室物联网应用层的软件开发和设计能力,充分利用Android移动操作系统实训室、移动终端平台实验室,锻炼学生在Android移动终端的程序设计、开发能力,具备一定的开发水平。

3)基于物联网技能大赛背景,侧重物联网基本架构及应用架构,专业建设可容纳6个班的实验场地,随着专业规模的扩大,实验场地也将及时增加。实验室的建设将包含4个平台:基础实验平台,云信息处理平台,综合实训开发平台,创新实训平台。

3 全国高职物联网技能大赛改革专业课程和课程内容

全国物联网技能大赛对高职院校物联网专业课程建设,课程内容的设定有着深远而积极的影响。。

2013年物联网大赛内容有突破性进展,在硬件设备种类上有很多更贴近生活,例如:无线射频IC卡、RFID电子标签、智能电表、智能窗帘、感应式门禁、火焰探测器、烟感探测器等,这些设备都会在生活中的某个领域得到广泛使用,有了这些实际应用设备作为开发对象,再有2012年物联网中的部分设备让很多高职院校对物联网应用前景、应用领域都有深刻认知,在广大职业院校引起强烈反响。很多高职院校在大赛结束后,组建专门团队学习研究物联网专业的课程,对课程内容进行调整,转变教学方式。

2015年物联网大赛在2013年基础上有新的变化,把这2年来物联网应用领域进行大规模扩展,涵盖智能社区、智能环境监控、智能商业、智能农业、智能楼宇等物联网主题,对于物联网专业的人才需求有很大促进作用;同时,大赛上物联网设备种类进行一步扩展,出现Zigbee无线传感网络,智能网关、LED电子屏等,前2届物联网大赛设备也都出现,与计算机无线网络进行互连互通,桌面软件开发、移动终端软件开发的综合性、难度有很大提升,可以说是真正的实现多种设备的“物联网”,整合到统一的开发平台,成为一套综合性的物理网管理平台。

物联网技能大赛出现各类设备、仪器,考核的内容引领着专业课程建设,改变教学内容,在课程设置和课程内容上进行全面优化,围绕着物联网核心技术、重要知识点重新安排专业课程,尤其是安排大量的实验、实训环节,重点培养学生的实践动手能力,不再以“感知层”、“传输层”、“应用层”进行课程设置,而是以“核心技术课程实验实训”、“开发技术课程实验实训”、“物联网平台综合实训”为主。

1)核心技术课程实验实训,主要是传感器技术实验、RFID射频识别实验、Zigbee网络技术实验等物联网核心技术课程实验。

2)开发技术课程实验实训,Android移动终端技术实训、嵌入式技术实验、移动终端平台实训等。

3)物联网平台综合实训,智能社区实训、智能家居实训、智能温室控制实训、物联网RFID智能车辆管理实训等,既包括对核心技术的应用也包括对开发技术的使用。

例如,本校在举办物联网大赛后进行课程改革,设立物联网综合实训课程,主要采用技能大赛中的各种物联网设备,对竞赛试题进行改造进行实训。。。。

参考文献:

[1] 温显斌,肖迎元.物联网专业实验室建设初探以及注意的几个问题[J].物联网技术,2015(3).

[2] 孔锐,张冰.物联网工程专业实验课程设置探索[J].实验技术与管理,2014(2).

[3] 刘韬.物联网专业理论教学及实践教学研究[J].软件导刊,2014(1).

[4] 周亮,张克功.高职院校物联网技术专业建设研究[J].职教通讯,2015(6).

物联网实训教学范文3

关键词:物联网;实训室;高校建设;教学研究

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)07-0075-02

0 引 言

物联网是面向当前巨大的应用市场的综合技术,它是新一代信息技术的产物,对其的研发涉及计算机、自动化控制和网络通信等多学科的专业知识。物联网可以在各行业中得到广泛应用,而把基于物联网的实训室应用到高校和科研院所的研究,在国家中长期科学和技术发展的规划中占有重要的地位,因此,探讨基于物联网的实训室具有重大的意义。

1 物联网的内涵和发展技术背景

物联网是通过各种传感设备,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,可广泛应用于各行各业,通过无线信息的收发,便于通信和监管,不用数据线,成本低,使用便利[1]。根据这个定义,可从两个方面来分析。其一,互联网与物联网的关系密切,互联网是物联网的核心和基础,物联网就是在它的基础上衍生和扩展的一种网络。物联网的产生和发展首先离不开计算机网络技术。其次,物联网不同于互联网的一点是,其用户端已经延伸与扩展了,其不于任何物品和物品之间进行信息的交换。在这一过程中,需要用到红外感应器、激光扫描器及全球定位系统等信息传感设备。。在短短的几年时间里,各国都高度重视物联网的研究和应用。总而言之,新一代信息技术的重要组成部分就是物联网,人们相信随着它的迅速发展,人们的日常生活将会发生巨大的变化。

2 建设基于物联网实训室的重要性

2.1 有效培养物联网方面的高技术人才

通过建立基于物联网的实训室,以物联网为中心,兼顾当前的最新计算机网络技术,灵活应用和融合各种先进的技术,可实现集教学、实训和科研于一体的实训平台。。学生能够依据自身的独特设计,应用和融合各种技术,把创新实验和项目的实训有效地落到实处。以实训室为中心,能有效结合学生的理论和实践、动手和感知体验、方案设想和实际验证,从而使得学生的动手能力得到提高,可以有效培养有关物联网方面的高技术人才。

2.2 有效提升国家科研水平

物联网技术属于国家战略信息技术,对国家的战略和可持续发展具有重要意义[2]。物联网是继计算机网络和移动通信技术之后的一个全新的技术领域。物联网的核心技术有RFID技术、传感技术、无线网络和人工智能等。当前,国内外物联网主要是应用到保护和检测生态环境、检测和监控一些危险的工业环境、配送和管理物流方面。物联网具有非常广阔的发展和应用前景。通过射频识别设备和互联网连接起来的物联网实训室设备,有利于科研人员进行更好的科学研究和实践,从而提高整个国家在这个方面的科研水平和竞争能力。

3 建设物联网实训室的主要环节

3.1 确立建设实训室的基本思想

建立物联网实训室,一方面,可以建立一个随时随地的无线通信平台,而且在这样的平台基础上,能够组建多种异构网络,相互转换不同网络协议,可以配合网络控制的智能机器人的自动巡检技术,完成有关职能技术的研发试验,方便科研人员进行开发和应用。另外一个方面,实训室是根据不同的内容划分不同的区域,采用的是理论结合实践的教学模式,学生可以根据自己所学的模块,在实训室内结合理论知识模拟进行实际的训练,这能有效改变传统教学方式的局限性,从而培养学生的实践和创新能力,真正做到融会贯通,学以致用,满足社会的发展需求。这两大方面就是建立物联网实训室的主要指导思想。

3.2 合理布局实训室

对于实训室的布局,可以分为教学区和训练区两个部分。教学区主要是进行教学的地方,其配有有关的教材和开发案例,重在培养学生的基础知识与关于程序的基本操作。而训练区是进行实践的各种模拟环境,其配备有各种先进的设备和设施,为学生和科研者的试验提供硬件的支持。

3.3 科学架构实训室软件和硬件

物联网实训室需要软硬件的网络架构作为基础。物联网本身是由传感器和路由器、系统和能量控制模块及无线收发模块这几部分构成。各个传感器不仅要考虑传统网络终端与路由器的各种功能,还要注意搜集处理本地信息和数据,协作完成其他节点的某些特定任务。为了实现物联网节点互联和信息互通的有效进行,对于物联网实训室的软件和硬件就要根据不同的实际需要进行合理的架构。

3.4 集中精力克服物联网发展面临的问题

物联网虽然具有很好的发展势头,但是也存在一些问题。首先,我国在发展物联网产业的进程中,对于一些核心技术的掌握还较为缺乏。例如RFD技术、传感器技术以及智能嵌入技术等还比较薄弱,已经成为中国物联网发展的重要因素,对此,物联网实训室要着重发展这些核心技术。其次,解决好物联网标准的问题。物联网是新的事物,各国都在大力进行物联网产业的发展和研究,直到现在,物联网出现了大量诸如传感等各种技术,而对于这些技术标准却是还没有解决的问题。。其三,解决好安全问题,相比互联网,物联网的安全问题更加突出。。对于个人来讲,人们可能不知不觉被定位扫描和跟踪,其隐私必然很容易受到侵犯。对于国家和商业来说,国家和商业机密很难得到保护。所以,实训室在发展这方面技术的时候,也要兼顾各种可能出现的问题。

4 物联网实训室的发展趋势

物联网就其本身来说,代表了下一代信息发展技术。云计算技术的运用,使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能,使整个网络真正成了一台电脑;随着各方面的共同努力,物联网技术会对中国整个经济起到积极推动作用[3]。当前国内外的大学都在大量开展无线传感器网络方面的研究,为了研究出低耗能的无线传感器网络做了大量的工作。物联网发展普及后,传感器可以运用到动物和植物及机器等方面,届时就需要数量巨大的传感器和电子标签,这能拉动一个新的技术元件产业的产生和发展,增加很多的就业机会。当前,我国的无线网络遍及城乡的各个角落,这对物联网的进一步发展设立了基础设施,通过这些无线网络,放在动物、植物和机器物品上的电子介质能够随时随地地传送出去。总之,建立物联网实训室对整个中国的经济都能产生积极的作用。

5 结 语

总而言之,目前物联网正处在飞速发展的阶段,其研究理论也已经基本成熟,如何把这些理论技术更好地应用到实训室中来,不仅是为了促进该项技术在实践中的发展,同时对大力推动国家工业化和信息化的持续发展也具有重大意义。物联网技术将展示一场新的技术,它能促进一个国家和社会发展得更加高效和便利,极大推动经济的发展。中国也要建立物联网实训室,推动关键技术的研究和发展,从而带动整个产业的健康和持续发展。

参 考 文 献

[1] 高宇.物联网创新实训室建设思考[J].科技信息,2010(36):251,253.

[2] 李会平.物联网:实现中国飞跃的一次机会[J].创新科技,2010(5): 10-12.

[3] 龙妍,胡集仪.物联网技术及其发展趋势[J].科技信息,2010(35):86-87.

物联网实训教学范文4

关键词:设计方案;物联网实训系统;科研平台

中图分类号:TP393

1 物联网的背景

物联网通过各类感知信息传感设备,基于互联网、无线网按一定的通讯方式或传输协议实现物与物之间的信息交换。物联网可分成三个层次结构,感知传感层、网络通信层和计算应用层,感知传感层通过射频识别技术或传感器技术等来获得物质世界所体现的各类信息,并与移动互联网技术、移动通信技术等进行信息的传输与交换,并且采用智能终端等计算设备对所得到的各类信息进行处理与分析,从而提升对物理世界的感知,实现智能化的决策和系统控制。

物联网通过射频、红外感应、GPS、激光等信息传感设备,按预先设定的协议,把物与移动互联网进行连接,实现信息的交换与通信,达到对物体的智能定位识别、跟踪监控或管理的目标。物联网不仅仅提供了具有感知能力的传感器,其本身的核心控制部分一般都是具有智能处理的能力的CPU,能够对物体实施智能控制,充分利用云计算、模式识别等各种智能技术,将从感知端获得的海量数据信息进行分析、加工和处理,以适应不同客户的不同需求,应用于工农业、服务外包业、交通运输、家居等几乎所有的领域。

2 建设物联网实训系统的目标

2.1 教学目标

物联网技术面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高技能工程技术人才。可以培养学生合理的知识结构、具备扎实的专门知识和技能以及较强的创新实践能力。通过基础课程教学结合实训室的实验和实训,让学生充分动手,接触各种无线有线通讯技术和实际训练,提高学生的动手能力,积累实践经验,从而整体上提高水平。

2.2 科研目标

物联网把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理;是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域。物联网实训系统将构建射频识别、无线传感器网络、移动通信、嵌入式系统等多种技术平台,及针对智能家居、物流管理、智能农业等的融合应用,为科研人员进行底层的技术研究开发提供环境平台支持,并为开展具体行业应用及交叉学科的研究提供技术条件,进一步提高学校在物联网领域的科研水平。

2.3 提高竞争力的目标

培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能的高级工程技术人才。学生毕业后主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研机构从事科研和教学工作。

3 物联网实训系统的设计方案

3.1 设计思想

物联网实训室集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体,作为整个学校物联网的中心,亦可作为多个学科的实训基地。具有如下特色:

(1)满足基本的教学要求,通过教师指导,学生利用可用模块搭建自己的物联网硬件实训平台,提高学生的动手能力,搭建软件环境,了解Android和Linux系统环境下的程序设计与开发,建立嵌入式交叉编译环境,掌握Java、C等各种开发语言。物联网实训室将提供多种技术,以物联网体系结构来划分为传感器技术、RFID标签与读写技术、无线传感网、Zigbee、WiFi、GPRS、蓝牙等,以及各种技术间的综合应用。

(2)采用控制模块化的设计模式,可根据实际需求选配各种模块组建实训环境,采用模块化的设计,掌握简单的驱动加载过程,如红外感应驱动等模块的编写,提供多种模块化的配套模块。

(3)便于扩展与开放。各模块化的产品提供可融合的开放接口,各模块设备间可灵活组合,设计独特的开发式系统,可根据独特的设计及应用,融合各种技术,进行创新实践与教学,让学生具备综合扩展与使用能力。

(4)易操作性,方便教学与实验。物联网实训室采用一体化的操作平台,即采用工作台+模块化设备的方式,为教师教学以及学生实验提供方便的操作环境,而且提供集成监控屏幕、各种传感器、执行器件、跳线、开关、监控仪表、串口插槽等,对操作台上的所有元器件,均提供便利的插口,便于操作。

3.2 实训系统的组成

(1)物联网综合嵌入式教学科研平台。物联网综合嵌入式教学科研平台,整合近年来物联网技术方向总体软硬件的资源,面向高校物联网专业应用和物联网相关实验室建设的综合实验平台。系统以强大的ARM11网关为核心,板载丰富的主流物联网技术通讯模块资源,包括ZigBee无线传感器网络模块、RFID射频读卡模块、Bluetooth蓝牙通讯模块、GSM/GPRS通讯模块。扩展模块种类多样,涵盖了声、光、电、力、热、磁等各式各样的传感器和各种通讯技术。

(2)物联网智能泊车实训系统。物联网智能泊车实训系统结合RFID技术、zigbee技术、传感器网络技术、Android技术、数据库技术模拟实现实际停车场智能泊车系统。通过物联网智能泊车系统能够促使学生了解物联网在停车场等现实场所的应用,促进学生对物联网学习的兴趣。

系统采用模型化方式搭建,安装拆卸方便简洁,采用现场应用型RFID读写器、摄像头,配合缩小型闸机、停车位及仿真遥控车真实模拟从进入停车场自动打卡、拍照、开关闸机、停车到离开停车场打卡计费、拍照、开关闸机的一系列智能过程,采用zigbee控制闸机及停车位状态检测,避免了有线连接的繁琐,采用zigbee进行停车位状态检测,通过扩展zigbee的数量扩展停车位的数量。

(3)智能家居实训系统。智能家居系统包含智能安防和智能家居,智能家居系统把握物联网的本质通过对物体的控制最终实现物-物相连。智能家居系统配备ZigBee遥控套件+智能遥控开关的组合体。智能门禁系统,要求由门禁主机、电插锁、电源、按钮、卡片、钥匙扣等,支持指纹门禁功能以及支持远程控制等功能。智能开关利用遥控的方式控制家电和各种家用电器,并最终汇总到智能网关当中,进行总体控制和手机控制,完全满足智能家居的概念。

物联网智能网关完全的门禁、电源开关、温度监测、气体监测、家电控制、灯光控制等集中控制系统;控制端可多样化,支持android等手机操作系统对家具进行控制以及使用触控屏等终端连接到智能网关对家居进行控制。

4 结论

利用主控中心平台,能为构建真实物联网网络环境提供硬件与软件支撑,支持多台设备进行堆叠控制,满足学生并发做不同物联网层的物联网实验;是扩展物联网教学产品的必要硬件之一,可以后期扩展物联网安全、物联网网络技术、物联网传感技术、物联网接入技术的硬件设备。提供实验室内部网络访问和Internet访问两种访问方式,能够实现远程关闭各个设备的功能;平台必须提供信息管理采用冗余备份与还原技术,可随时对整个实验室的信息进行一键式备份、还原技术;支持系统参数、系统状态、系统服务的远程管理。实时监控设备的运行状态。

参考文献:

[1]刘向辉.基于物联网的实训室建设研究[J].物联网技术,2013,07.

[2]潘雷.高职物联网实训中心建设[J].电子商务,2013,08.

物联网实训教学范文5

Abstract: In this paper, we discussed some issues about college-enterprise cooperation, such as, experimental facilities construction, students engineering training, etc. And we also analyzed the reasons of this kind of cooperation and benifits for both college and enterprise.

关键词: 物联网;物联网工程专业;校企合作

Key words: intenet of thing;intenet of thing engineering major;college-enterprise cooperation

中图分类号:G2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)10-0250-03

0 引言

自2005年11月17日,在突尼斯召开的信息社会世界峰会上,国际电信联盟《ITU 互联网报告 2005:物联网》,正式提出“物联网”的概念以来,世界各国纷纷投入了大量的人力、物力、财力以发展物联网。2009年8月,总理在无锡考察时,提出了“感知中国”的概念,从而掀起了物联网在我国发展的热潮。2010年《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32号)中明确提出了以“新能源、新一代信息技术(物联息技术)、新材料、农业与生物、空间技术”为代表的国家战略性新兴产业发展规划。。

1 物联网工程专业特点

1.1 多学科交叉集成 从物联网技术框架看,比较普遍接受的观点是,物联网分为:感知层、网络层与应用层。其中各个层次所涉及的学科专业为:感知层:电子科学与技术、微电子科学与技术和计算机科学与技术等专业。网络层:网络工程、通信工程和计算机科学与技术等专业。应用层:软件工程、信息工程[1]、信息管理与信息系统、自动化和计算机科学与技术等专业。

与其他工程应用型专业一样,根据物联网在不同行业领域的具体应用,还涉及到其所应用到的各个行业领域的专业知识与技术。因此,多学科交叉是物联网的基本特点。

1.2 工程应用为目标 。在人才培养实践中,因学时和基础知识等方面的,我们不可能带领学生深入地学习各种理论知识,而是应该抓住相关技术的应用属性,并运用于物联网工程专业的实践教学中。因此,物联网工程专业的实践教学环节应该放在重点位置。突出实验实训环节,以便培养出掌握物联网核心知识框架与工程实践技术技能的工程应用型人才。

1.3 产业先于高教 物联网是传统互联网应用的一种延伸。IT产业应用推动了从“人联网”到“物联网”的拓展。在此过程中,与物联网相关的应用已经在国内外各行业逐渐开展。这些应用的实现,带动了物联网专业人才的需求,这在一定程度上推动了物联网工程专业的设置与发展。

1.4 摸索中的新专业 物联网属于发展中的集成创新型技术,知识体系不清晰;产业涵盖面宽,边界难以界定[1]。为了推进物联网及相关专业的建设与发展,在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会和教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会的共同指导和支持下,2010年8月29日成立了由全国首批批准设立物联网相关专业的高校相关专家组成的“全国高校物联网及相关专业教学指导小组”,针对有关物联网工程专业的课程设置、人才培养模式、教材选编等进行研究与指导工作。但时至今日,尚未出台国家统一的、规范性指导意见。因此,获得专业开设资格的各个高校往往根据自身资源与优势,结合所在区域的产业人才需求制定自己的物联网工程专业人才培养方案。

2 物联网工程专业培养模式

2.1 高校培养模式 目前,开设物联网工程专业的高校众多。这其中,公立大学基于自身的传统优势学科专业的物质和人力资源,对物联网工程专业的培养模式基本采用培养,即抽调相关学科专业人员,组建物联网工程专业的师资队伍;在实践教学方面,根据自身资源优势,设计和建设相关的实验/实训设施和内容;在技术方向上,则是依托已有的与物联网工程相关的优势专业方向,来制定物联网工程专业人才的培养方向。

这种模式有利于高校充分发挥既有资源优势,有利于物联网工程专业培养方案的顺利制定和实施,并通过教学与科研实践形成物联网工程专业的人才培养特色,进而带动物联网产业的技术发展趋势与方向。但是,这种模式并不适合所有高校,物联网毕竟是交叉型的全新专业,其所涉及的诸多技术领域并不是所有高校都有足够多的相关专业支持。因而,有的高校则把物联网工程专业变成了与之相关的传统专业在物联网领域的应用方向。

2.2 校企合作培养模式 高校与企业的合作一直以来成为各国高等教育与职业教育研究中一个热点问题。并通过这种合作实践,给高校、企业乃至国家带来了巨大的利益。关于校企合作,已有很多学者从不同的角度给予了界定:校企合作是指“大学与企业之间为达到一定目的,通过协调作用而形成的一种互动关系[2]”,“在人才培养、科学研究、技术开发、生产经营以及人员交流、资源共享、信息互通等方面所结成的互利互惠、互补互促的联合与协作[3]”。在物联网工程专业人才培养过程中,引进企业的资源和力量,对于一个新设立的专业十分必要。在校企合作办学模式下,企业会全程参与到学校的招生、教学、就业等三大环节中来,可以较好的帮助学校解决课程建设、师资建设、教材建设、实训室建设以及学生就业等一系列新专业亟需解决的难题,对专业建设产生了积极的影响[4]。

高校通过校企合作的这种模式有利于明确该专业人才的培养目标并能充分保证培养的人才与产业的需求有效对接,有利于高校对物联网工程专业实践教学环节的设计和实施,有利于学生学习过程中不断接触到行业发展的动态技术和信息,为学生未来的发展方向和就业提供指导性帮助;企业在这种合作中,有利于获得高校所具有的知识与智力方面的高级人力资源,有利于开拓设备设施的市场销售与推广,有利于为自身的发展储备“定制化”的人才。可以说是一种双赢的模式。

3 物联网工程专业校企合作动因

物联网工程是一个刚刚设立并集成了多种学科专业的应用型专业。。因此,与社会的相关行业内企业合作,将是各个高校或多或少绕不开的一个路径。那么,校企合作过程,都有哪些因素驱动着彼此合作?

3.1 高校的角度

3.1.1 培养方案 关于物联网工程专业的人才培养,有学者认为,从规避风险的角度,应从未来毕业生可能从事的就业岗位和就业的能力需求出发,反过来审定我们所设计的培养目标,对课程体系和内容进行取舍[1]。通过校企合作,能够使学校比较准确地掌握物联网产业的发展动向和人才市场的需求信息,并根据这些信息制定物联网工程专业人才的培养目标、规格以及知识结构。从而制定本专业的人才培养方案。

3.1.2 师资队伍 物联网工程专业涉及很多前沿信息技术,尤其在工程应用方面,这部分人力资源大多集中在物联网相关的行业一线,有的高校在这方面的师资力量相对来说比较薄弱。因此,在相关核心专业课程的理论教学和实践教学环节存在着师资短缺的问题。通过校企合作,一方面院校可以直接聘用企业的工程技术人员进入校园教学,另一方面,也可以将教师派到合作企业中,通过实际的工程项目培训和锻炼,提升教师队伍的工程技术能力,构建起“双师型”的专业师资队伍。

3.1.3 科研学术 校企之间通过合作,共享各自的资源优势,对提升院校的科研学术的能力有着积极的推动作用。物联网专业涉及多个学科的交叉集成,一般院校很难找到各个相关专业的师资组成物联网专业的科研队伍。与企业合作,通过行业工程项目合作以及各级科研项目的联合申报等形式,不仅能够解决多元化科研人员的问题,也能够带动院校科研学术活动的实用型和成果的转化效果。

3.1.4 实践教学 实践教学在任何应用型专业的建设中都是重要的培养环节。作为一个全新设置的专业,相关的实验/实训设备正在不断更新和发展中,因此高校想要获得代表物联网工程应用需求现状和发展趋势的实践教学设施,离不开这些企业的相关产品和服务。通过校企合作,有利于高校在有限的资金投入下,建设能使学生掌握物联网产业的核心知识、技术和工程技能的实验/实训环境和设施。

3.1.5 实训实习 通过校企合作建立起的实验实训设施,满足了人才培养过程中的一般性实验和实训需求。但这种实验实训毕竟是一种有预案的验证性实践教学为主,为了保证学生能够接触到物联网产业一线的工程应用项目实践,学生到校企合作建立的“校外实训基地”或者企业中体验和参与真实的工程应用项目的整个实施过程,对学生来说无疑是一种校园内的培养无法给予的收获。而校外实训/实习基地的建设也是近几年来国家和各个省市教育主管部门一直提倡的办学指标之一。

3.1.6 学生就业 院校毕业生的就业率一直是衡量人才培养效果的重要考核指标。物联网工程作为新设立的专业,社会对该专业的毕业生的要求和接纳程度到底如何,目前还无法知晓。因此,院校通过与物联网行业内的企业合作,可以实时掌握企业用人标准、岗位、知识技能要求等多方面的人才需求信息。据此及时调整和优化培养内容、方法和标准,使得毕业生能够及早适应行业发展的需求。

3.2 企业的角度

3.2.1 产品与服务 物联网产业的兴起,带动了一批传统IT产业的企业投入到物联网产品与服务的行业中。高等教育的人才培养过程中需要大量的实验实训设备和设施,通过与高等院校的合作,企业最直接的受益在于产品和服务的销售。在合作中,产品的先入为主效应会帮助企业快速稳定地获得这一新兴教学设备市场的份额。并在后续的更新换代中,获得优势地位。

3.2.2 知识资源 相比于企业来说,高校储备的知识技术资源是企业进一步升级创新的有利保障。。

3.2.3 定制化人才 物联网工程专业还没有一届毕业生走入这一新兴的产业,企业在未来的发展过程中所需要的物联网专业人才必将来自于各个高校培养出来的各个层次的学生。能否招聘到适合企业特色优势的后续人才,关系到企业的未来可持续发展。因此,通过及早介入高等教育阶段的人才培养,将有助于企业优先定制本企业所需的人才,避免高校人才培养与产业需求之间的脱节和错位。这也是校企合作对企业的一切吸引力所在。

3.2.4 品牌利益 高等教育培养的人才是未来行业的技术主干力量。企业通过有偿和无偿的方式,在人才的培养过程中使用自己的产品和服务,可以起到先入为主的效应。通过学生的使用和学习,形成对企业产品和服务的早起认知和体验,这必将影响到他们走进社会后对公司产品和服务的良好印象,进而影响到企业在行业内的品牌形象,带动市场份额的扩大和提高市场的影响力。这也是国内外知名企业通常的做法。

4 校企合作目前存在的问题

4.1 公司资源 抱有很强的合作愿望的企业多为实验实训仪器设备的研制公司。这些公司有的是传统的教学仪器供应商和制造商,有的是针对物联网工程专业的热潮而成立的新公司。这些公司在支持实践教学设施方面没问题,但在实习就业等方面缺乏支持资源和能力,也没有成熟的联合科研开发的思路和方案。

4.2 产品适用性 企业提供的产品与服务通常是根据其自身的技术与领域设计的,很少与高校一起合作共同开发。因此,院校对这类公司的产品均具有较强的陌生感,与院校所设计的课程体系、知识结构、技术特色没有形成有机的契合,因此需要院校调整相关课程的设置才能发挥其实验实训设备的效用。另外,物联网工程专业是高校开设的新专业,目前还缺乏公认的、系统的基础理论图书、技术普及图书,特别是适合物联网专业人才培养要求的系列教材[5]。一套实验/实训教学设施,除了硬件系统外,还需要配套的教材、软件及二次开发资源等,尤其是理论课与实验课理论与实验内容的有效衔接问题。

4.3 服务广泛性 在本院建设物联网实践教学设施的论证过程中,一些新兴的物联网实验设备公司过于专注仪器设备自身的性能指标参数的优劣,忽略了院校在承办全新的物联网工程专业所面临的一系列问题和不确定性。可以说,还是以往那种以产品销售为主的商业合作层面。实际上,院校更希望找到一个能够在实验/实训、实习、职业培训、师资、科研、就业等多方面的合作对象。

5 结束语

校企合作这种高等教育的办学模式在国内外已经被证明是非常有效的。我国社会各界对在高等职业教育方面进行了全面深入的研究和广泛的实践。随着我国高等教育的普及和国民经济产业结构的升级,本科阶段教育同样也需要进行各个层次的校企合作。尤其是对于物联网工程这类新设立的本科专业,通过有效整合企业资源,不仅能够帮助各个高校办好本专业,更有利于带动“产学研”纵向与横向的融合,共同促进。摆脱高等教育与产业脱节的问题,在这种有机组合的模式中,使得学生能够在理论与实践的双重学习与锻炼中,得到全面的发展。

参考文献:

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[3]王章豹,祝义才.产学合作:模式、走势、问题与对策[J].科技进步管理,2000,9.

物联网实训教学范文6

关键词 物联网;实验教学;实验设备;实验仪器

中图分类号:G482 文献标识码:A

文章编号:1671-4X(2015)10-0001-06

Abstract At present, China’s colleges and universities begin to set up engineering of Internet of Things (IoTs) or related professionals on the undergraduate or specialist stage. With respect to theoretical knowledge for learning of IoTs, practical operations are also very important, more intuitive, and easy to understand and grasp. With the rapid development of IoT technology, the experimental teaching instrument and equipment industry of IoTs has been rapidly developed. According to some research data, the instrument and equipment industrial chain, market and enterprises of IoTs are analyzed, some problems in the development process are found, and some solutions are proposed so that the instruments and equipment of IoTs can be scientifically chosen, designed and produced.

Key words internet of things; experimental teaching; experimental equipment; experimental instrument

1 前言

物联网掀起了第三代信息产业浪潮,它突破了传统的互联网,并在互联网的基础上,力求把人和物看成可以连接在网络中的结点,可以随时通信,达到高度智能化的互联时代。2009年8月,在时任总理“感知中国”的讲话后,物联网产业迅速发展,并在这几年有了长足的进步。中国科学院等科研院所、华为等通信运营商、清华大学等多所大学在无锡建立了物联网研究院。。物联网工程专业是教育部为适应教育改革和市场经济的需要而重新整合的一个新兴专业,自2010年在31所大学首批开设以来,在2010―2013年期间,教育部陆续批准在262所本科院校开设该专业,物联网技术相关人才成为高校人才培养和市场需求的新热点,在很多未专门开设物联网工程专业的高校也设置了物联网方向。

物联网涉及高频微波、通信工程、电子信息技术、计算机科学与技术、有线和无线网络技术、单片机和嵌入式技术、物流管理等多个领域。鉴于物联网工程专业的学科交叉性,其实验教学的目的是在学生学习抽象的专业理论知识的同时,通过教师演示、学生亲自动手实验,直观地验证和理解组成物联网系统的各类技术的基本原理和工作机制,培养学生在系统应用技能方面的实践创新能力。因此,实验教学在物联网工程专业教学中占据非常重要的位置。在物联网工程专业实验教学中,物联网实验教学仪器和设备是满足实验教学需求的物质基础。目前,各高校对物联网实验教学仪器和设备的需求大大推动了物联网实验教学仪器和设备产业的发展,相关的物联网实验教学仪器产业范围也在逐步扩大。

2 物联网实验教学仪器和设备的种类

物联网实验教学仪器和设备是指在教学活动中用于方便教学的器材,分为硬件设施和软件设施,在教学设备中运用了物联网相关理论和技术。

技术内涵 物联网专业是复合型的专业,其中涵盖了物联网的核心技术,如RFID射频识别、通信和网络传输、嵌入式系统、传感器的感知和识别检测、物联网数据的管理和信息处理等技术[1]。因此,物联网教学仪器技术体系主要由如下几部分组成。

2)控制技术,包括施动技术(如直流电机、步进电机、开关、继电器等技术)。

3)通信技术,包括有线通信和无线通信技术,以无线通信技术(如GSM/GPRS/3G/4G、WiFi、ZigBee、蓝牙等技术)为主。

4)系统开发技术,包括嵌入式应用系统开发平台(如数据库、开发集成环境等)和开发方法等。

产品种类 物联网的实验教学产品主要分为仪器仪表、实验箱、实训平台和创新套件[1]以及体验中心等形式。此外,物联网实验器材还包括钳、剪、镊、钻、烙等工具以及PCB板、面包板、焊锡、线缆等耗材。

1)实验仪器仪表。物联网实验采用的仪器仪表主要有示波器、频谱分析仪、信号发生器、万用表、电源装置等。而在示波器中,有触控式测量仪器平板示波器、液晶数位式示波器、数字示波器ODM和手持彩色液晶数字存储式示波器等示波器。其中比较典型的有上海泰克科技有限公司的数字示波器。该实验设备主要是通过数据采集、A/D转换、软件编程等一系列技术制造出来的高性能示波器,并且可以完整地解决测试、测量和监测解决方案相关技术。信号发生器中包括正弦信号发生器、低频信号发生器、高频信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器、函数发生器、脉冲信号发生器、随机信号发生器、噪声信号发生器和伪随机信号发生器。

2)实验箱。在实验箱形式产品中,有物联网综合实训平台箱、RF-USN V10、SP-WSNCE15A物联网教学实验箱、IPV6无线传感网络实验箱、嵌入式3G移动互联网、示波器、物联网综合实验系统和物联网云计算教学系统等设备。其中比较典型的有深圳无线龙科技公司推出的RF-USNV10。该实验设备能够较完整地完成最新一代USN网络相关传感器和射频识别、微功耗网状无线网络、无线互联和将采集数据送往互联网的全过程多种教学实验。另外还有凌阳公司研发的SP-WSNCE15A物联网教学实验箱,这是一款采用传感器、射频识别技术的物联网教学平台,应用范围较广,适用于物联网工程专业、通信、嵌入式、电子信息、计算机、自动化、机电一体化等专业的教学及科研。

3)实训平台和创新套件。在实训类设备中,有智慧交通物联网实训系统、智能电网实训系统、食品智能追溯实训系统、智能家居综合实训系统等设备。如北京新时代教育科技有限公司的物联网智能追溯实训系统、浙江求是科教设备有限公司的QS-iHome-I型物联网―智能家居综合实训系统。

4)体验中心。物联网体验中心是仿照实物系统构建的完整的物联网应用系统。国内已陆续出现一系列物联网体验中心平台,有广东顺德物联网体验馆(中国内地首个物联网新技术体验中心)、郑州物联智能家居体验中心、无锡感知中国博览馆、大连供热物联网体验中心等。广东顺德物联网体验馆于2012年2月16日开馆,由IBM软件集团、软通动力信息技术(集团)有限公司、广东物联天下科技集团三方合作建成,包括智能平台、珠三角产业物联网现状与未来、城域物联网、未来家具城、媒体流、家电产品生命周期管理、智能生活、智能市场、智能仓库及智能会议10个展区。同年,首家供热物联网体验中心在大连市高新区网络产业大厦成立。郑州物联智能家居体验中心,主要有智能照明、电器控制、安放监控、环境调节、健康报告、综合服务等模块。

3 物联网实验教学仪器和设备产业发展状况

物联网实验教学仪器和设备产业链 物联网实验教学系统主要有感知层、网络层、处理和应用层[2],构成从物体感知到实际应用的完整体系,如图1所示。

目前,在学术界还没有发现针对物联网实验教学仪器和设备产业链的研究成果,通过分析物联网体系结构,结合对物联网专业要求和产业链相关理论的理解,可得出物联网实验教学仪器和设备产业链的内涵、要素和技术等。

物联网教学仪器和设备产业正形成一条包括物体感知、识别、采集、传输、处理、应用等多个环节的多功能产业链,并且包括设备物质、相关技术、资金等链条。该产业链构成要素主要有设备提供商、网络提供商、应用与软件提供商、系统集成商、芯片与技术提供商、运营商及服务提供商等[3]。而物联网教学仪器和设备产业链支撑技术主要满足物联网专业学生的专业要求,由物联网的核心技术决定。由物联网教学仪器和设备产业链要素可知每个环节的关键技术都必须满足。例如,RFID至少应包含电子标签、阅读器、数据处理和存储的设备以及系统软件;传感器主要有温湿度传感器、光电传感器、红外传感器等;无线通信技术至少包括WiFi、Zigbee、蓝牙以及无线传感网络等。

市场发展状况 作为国家战略性新兴产业之一,物联网是近几年的热点话题,是当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,是全球各发达国家信息化社会建设的重要内容。物联网实验教学仪器和设备产业也同样迅速发展。国内大学紧跟产业发展,国家战略体系将物联网专业引入高校,而这些高校的发展也将进一步影响并促进物联网教学仪器和设备产业的发展,通过对开设物联网的高校地区分布,可分析物联网实验教学仪器和设备的产业市场发展情况。物联网工程本科专业开设情况如图2所示。

可见,江苏为我国开设物联网专业学校第一大省,占总数的10%;其次是河南、陕西、湖北和四川,各占约6%。也可以看到几乎在全国各省、市、区都有学校开设物联网专业,普及范围较为广泛。经济越发达的地区开设的物联网专业的院校基本越多,且主要集中在江苏、广东、辽宁、北京、山东、福建、浙江等东部沿海经济区以及河南、安徽、重庆、湖南、四川、陕西等中西部地区。而且,也可以发现,物联网发展不平衡,具有明显的层次特征,开设物联网专业院校多且发展较好的地区都集中在东部沿海,即长三角和珠三角省域分布较为集中。

企业发展状况 目前市场上生产物联网实验教学设备和仪器的企业众多,从中国教育装备采购网(http://.cn/z/wulianwang.shtml)获得的数据显示,具有代表性且成就显著的有北京联创中控、新公司旗下的新教育、杰创科技和深圳市海天雄电子有限公司等近300家企业,各企业发展及产业分布领域如图3所示。

图3(a)显示,绝大多数企业自产自销,随着市场和企业的成熟,也有近20%的企业专门从事营销,在生产企业和学校之间架起桥梁。图3(b)显示,企业相对集中于设置物联网专业较多、研发力量较为雄厚的京、沪、深、穗、宁、杭、苏、锡等城市。图3(c)显示,物联网实验教学设备和仪器主要分布在实验箱、通信与网络、单片机与嵌入式系统、传感与RFID等10多个种类中,较多的企业提供物联网实验箱,也有一些企业在实训设备和体验中心推出产品。

4 物联网教学仪器和设备产业发展中遇到的问题

调查显示,目前国内有很多大中型物联网企业已具有较为完善的技术,也有很多掌握核心技术的人才,但是由于物联网教学仪器和设备利润低、风险大、投入多、批量小,所以物联网实验教学设备多为不完善的设备[4],还存在一些问题亟待解决。

实验设备技术简单且重复 物联网是一个综合性很强的学科,涉及知识面非常广,应用领域也非常多。不同层次的学生对掌握物联网知识和技能的要求不一样。而目前市面上的物联网实验教学仪器和设备针对性不强,大都是依照原有学科理论培养体系而设计的,各实验项目主要完成对教材中相应知识点的验证演示,往往是含有一种或几种物联网技术的设备,很难通过对这种设备的运用达到物联网核心技术的掌握,这种模式对于学生能力的培养效果有待商榷。另外,产业出现大量的技术重入现象,导致市场价格偏低。面对物联网实验教学仪器和设备与物联网专业发展脱节等现象,市场亟需一种能全面、系统涵盖相关技术,满足物联网专业教学需要的实验设备[6-7]。

标准化统一问题 任何一种设备用于教学,都有对教学的适应性问题。物联网仪器和设备标准之争将体现新的特点,如何充分认识这个新兴产业和技术特征,走好标准之路,依赖标准在企业发展中起到无可替代的作用。现在物联网教学仪器和设备还仅是零星碎片应用,最大领域的技术标准化还处于幼年期或是呈碎片状的,标准先导、标准协调和标准创新是产业后期将要努力做到的。而服务标准化也是物联网教学仪器和设备的一个重大问题,没有广泛地为普通民众所能接受的服务,物联网只能是空中阁楼,所以伴随技术创新、系统集成创新而来的新应用和新商业模式的标准化问题也陆续出现[5]。因此,技术标准化、服务标准化、应用标准化和商业标准化是需要持续研发的聚焦点,将物联网技术纳入教育仪器和设备体系就必须考虑标准化问题。

设备的开放性不足 实验箱的系统结构开放性明显不足[6],严重了学生实践能力和创新能力的发挥。硬件都是设计调试好的,几乎无法进行更改和配置,不便于学生认识和理解其硬件组成。学生在现有的硬件条件下可以完成软件设计和实训,而到实际应用领域,换成一个全新的硬件平台和环境,可能会不知所措。

对物联网实验教学建设认识不足 我国的物联网进入高速发展时期,但是当前的物联网发展在我国的高等教育领域中所处的实际水平较低。建成完整物联网实验室并及时进行更新的院校只有十几所著名院校,多数学院的实验室还停留在互联网实验室的水平上,并且硬件设备老化比较严重。以上数据和我国院校的总数以及高等教育的规模相比可以发现,物联网这个新概念在高等教育领域还远远没有深入人心。

售后服务不完善 教学设备供应商的售后服务水平一直是学校采购者关心的重要话题,也是采购成交评定办法中所考虑的必备要素。如何提升售后服务能力,更是各供应商提升企业综合竞争力的重要课题。而目前市场中生产教学设备的公司售后服务尚不完全,主要表现有:学校设备损坏不能得到及时维修;售后服务时间在项目质保期过后,供应商的履行能力下降,供应商为学校维修时经常收各种费用,学校会因辨不清真伪而花费大量费用,造成资金浪费[7]。

5 物联网教学仪器和设备对策研究

全面涵盖物联网核心技术,按需定制 将物联网的相关核心技术(如物联网通信和网络、传感和控制、嵌入式系统工程开发、RFID和物联网数据融合及管理等技术)分散到不同物联网实验教学设备中,教师和学生可以根据自己需要,在设备上任意选择相关技术模块进行集成,实现自己的实验设计,从而解决内容分散的问题,同时降低设备成本。

加强标准化建设,促进企业进步 企业首先要根据自身优势和资源等情况,定位即将来临的物联网仪器和设备的目标市场。其次,企业要进行选择,确定企业战略,制定企业总的愿望和目标。然后,企业量身定制企业标准化战略。标准化工作应努力建立相关领域的全面视野,跟踪本企业领域相关的研发重点和进展,分析技术先进性和适用性,了解群众普遍接受的服务要求等,加快推进物联网实验教学仪器和设备标准体系的建设和相关国家标准制定,并积极参与相关国际标准的制定。

完善设备功能,促进教学发展 实验设备应该提供从底层核心部分到各模块、再到一个完整的模拟系统的一整套软硬件资源,给学生提供组成物联网系统的硬件和软件基础模块,让学生进行系统设计和模块组装训练;同时,还应该提供一个核心的系统开发平台和调试环境,提高学生的开发能力,这样才能使物联网教学仪器和设备具有较完善的功能。

加强联合实验室建设,加大实施 学校和企业要提高认识,积极推动物联网专业教育和物联网校企联合实验建设。学校需要科学制订学院的发展规划,统筹规划建设资金,积极争取企业支持,做好物联网联合教育和联合实验室建设。企业需要跟踪学校学科和专业建设需求,将成熟的技术产品化,为学校提供满足教学需要的实验教学设备。

改善服务质量,提高服务品质 服务需要付出人力物力以及财力,教育设备产业也是如此。当前,学校和企业应分别设立维护维修专项资金,提供订购维修等费用,使设备得到有效的保障与维护。同时也要尝试服务外包,企业将非核心业务发包给本企业以外的服务提供者,减少企业的产业链,提高竞争优势。除此之外,还可以选择战略合作供应商,让供应方与采购方达成一种长期互助合作关系,相应的,售后服务变得简单方便。

6 结束语

高校是培育物联网人才的集结地,是中国物联网未来的希望。高校对物联网实验教学仪器和设备的选择显得尤为重要,物联网教学仪器和设备的价格和性能也是很重要的因素。因此,研制和开发高性价比的物联网仪器和设备应是目前物联网研究的一个重要的研究方向。高校应加大对物联网设备的投资力度,国家也需要加强对物联网产业的投资和对物联企业的支持,以促进物联网实验教学设备产业的发展。

参考文献

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