馬寶英,劉志宇,李力力,張 丹,范書平,邢 軍
(1.牡丹江醫(yī)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011;2.牡丹江師范學(xué)院 工學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157012)
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮,將催生一個巨大的新興產(chǎn)業(yè)。目前,國內(nèi)大約有20家本科院校開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)或物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),國內(nèi)學(xué)校開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通常包括傳感器原理、近距離無線傳輸技術(shù)、二維條碼技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)教學(xué)課程。
由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新興學(xué)科,所以各個學(xué)校所設(shè)置的課程也是千差萬別。在經(jīng)過充分的調(diào)研和分析基礎(chǔ)上,形成了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)課體系。該體系分成兩大模塊:理論基礎(chǔ)、實踐基礎(chǔ)。其中理論基礎(chǔ)模塊分成公共基礎(chǔ)和學(xué)科基礎(chǔ);實踐基礎(chǔ)模塊分成硬件基礎(chǔ)和軟件基礎(chǔ)。
對于該模塊,不同的學(xué)校差別不是很大,最主要的分歧是在高等數(shù)學(xué)和工科數(shù)學(xué)分析這兩門課程的選擇上。一般情況下,工科數(shù)學(xué)分析不僅包含了一般理工科“高等數(shù)學(xué)”的全部內(nèi)容,通常還會加強和拓寬微積分的理論基礎(chǔ),注重?zé)o窮小分析思想的應(yīng)用,在數(shù)學(xué)邏輯性、嚴謹性及抽象性方面也有一定的要求和訓(xùn)練。各個學(xué)??梢愿鶕?jù)本校的實際情況進行選擇。
由于線性代數(shù)在科學(xué)研究中的非線性模型通??梢员唤茷榫€性模型,使得線性代數(shù)被廣泛地應(yīng)用于自然科學(xué)和社會科學(xué)中。線性代數(shù)一般是理工類專業(yè)必學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程。概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由、定位等技術(shù)的研究中有很多應(yīng)用。大學(xué)物理課程是大學(xué)理工科類的一門基礎(chǔ)課程,通過課程的學(xué)習(xí)為后繼專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進一步獲取有關(guān)知識奠定必要的物理基礎(chǔ)。該模塊的所有課程及課時安排可以用表1來描述。
對于該模塊,不同的學(xué)校差別較大,在課程的種類、數(shù)量以及相同課程的課時安排上不盡相同。該模塊的所有課程及課時安排可以用表2來描述。
表1 公共基礎(chǔ)模塊課程
表2 學(xué)科基礎(chǔ)模塊課程
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是基于計算機科學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科發(fā)展而來,而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在計算機科學(xué)中是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是介于數(shù)學(xué)、計算機軟件和計算機硬件三者之間的一門核心課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一門課的內(nèi)容不僅是一般程序設(shè)計(特別是非數(shù)值性程序設(shè)計)的基礎(chǔ),而且是設(shè)計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序的重要基礎(chǔ)。
計算機組成原理課程是計算機專業(yè)中必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,本課程系統(tǒng)地介紹計算機的組成結(jié)構(gòu)及各組成部分的工作原理,培養(yǎng)學(xué)生硬件分析和設(shè)計的基本技能和方法。計算機網(wǎng)絡(luò)課程對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)尤為重要,計算機網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ),該課程主要介紹計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識,從計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念入手,介紹通信的基本原理,計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念及組成,體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與組網(wǎng)技術(shù),Internet技術(shù)及TCP/IP協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的使用,計算機網(wǎng)絡(luò)安全及應(yīng)用等方面的知識。操作系統(tǒng)課程是在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛的嵌入式操作系統(tǒng)的前導(dǎo)課程,操作系統(tǒng)決定著物聯(lián)網(wǎng)工作的效率。操作系統(tǒng)是用戶和計算機的接口,同時也是計算機硬件和其他軟件的接口。數(shù)字邏輯電路課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及相關(guān)本科專業(yè)必修課程,屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。其目的是使學(xué)生掌握數(shù)字電路與系統(tǒng)的工作原理,學(xué)會使用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路和高密度可編程邏輯器件,掌握數(shù)字邏輯系統(tǒng)的基本分析與設(shè)計方法,為進一步學(xué)習(xí)計算機組成與體系結(jié)構(gòu)原理、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等課程打下良好基礎(chǔ)。電子線路基礎(chǔ)課程主要的授課對象是電子信息、通信類及其它相近專業(yè)本科生。
在現(xiàn)有的高校物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)置中,對于該模塊的課程要求是差別最大的。我們是以偏計算機方向為基礎(chǔ)進行研究設(shè)置的,本模塊可用表3來描述。
表3 硬件基礎(chǔ)模塊課程
工科物理實驗課程的目的是使學(xué)生具有正確處理實驗數(shù)據(jù)的初步能力;了解常用儀器的性能,并學(xué)會使用方法。針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點應(yīng)在試驗中結(jié)合計算機技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感器技術(shù)、光譜技術(shù)、掃描隧道顯微技術(shù)、X射線衍射技術(shù)和超聲探傷技術(shù)等和物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)密切的技術(shù)。電路分析基礎(chǔ)課程是測控、電子、通訊、電氣信息類等各專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握電路分析的基本理論和基本分析方法,具備必要的實驗技能。嵌入式系統(tǒng)與單片機課程是一門應(yīng)用設(shè)計類課,也是一門工程實踐性很強的課;必須設(shè)置實驗課,加強實踐環(huán)節(jié)。如果有條件的話,可以做到開放實驗室,還應(yīng)做出課程設(shè)計,給學(xué)生以實際題目讓學(xué)生完成,從而真正做到學(xué)以致用。提高學(xué)生的實際設(shè)計和動手能力,以滿足社會對學(xué)生在單片機知識和實際設(shè)計能力方面的需求。
本模塊的課程主要是為了培養(yǎng)學(xué)生以后的編程和制圖習(xí)慣。本模塊可用表4來描述。
表4 軟件基礎(chǔ)模塊課程
數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與硬件描述語言課程就是介紹如何利用VHDL等硬件描述語言來設(shè)計和驗證一個復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)的方法。C語言是一種計算機程序設(shè)計語言。它既有高級語言的特點,又具有匯編語言的特點。它可以作為系統(tǒng)設(shè)計語言,編寫工作系統(tǒng)應(yīng)用程序,也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言,編寫不依賴計算機硬件的應(yīng)用程序。數(shù)學(xué)實驗,就是利用計算機系統(tǒng)作為實驗工具,將數(shù)學(xué)基本理論運用到實際生活中的重要基礎(chǔ)課程,對于培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,提高數(shù)學(xué)建模水平起著至關(guān)重要的作用,可見數(shù)學(xué)實驗課程是非常重要的一門數(shù)學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)課程。工程制圖基礎(chǔ)課程的目的是使學(xué)生掌握制圖的基本原理和方法,培養(yǎng)學(xué)生的繪圖和讀圖能力,為進一步學(xué)習(xí)專業(yè)課及畢業(yè)后從事專業(yè)工作打下必要的基礎(chǔ)。
本文所探討的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置主要是在計算機專業(yè)的基礎(chǔ)之上結(jié)合電子、通信等專業(yè)進行的分析;不同的學(xué)??梢曰谧约翰煌膶I(yè)特點、專業(yè)儲備來進行調(diào)整,在這里希望能起到拋磚引玉的作用。
[1]劉海濤,馬建,熊永平.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.
[2]王汝林,王小寧,陳曙光,等.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.
[3]張鴻濤,徐連明,張一文,等.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.
[4]吳功宜.對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考[J].計算機教育,2010,21(10):26-29.