史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽師范學(xué)院 計算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037）

《射頻識別原理及應(yīng)用》實踐教學(xué)研究

史曉鳳，李 軍，韓 波，王中心

（阜陽師范學(xué)院 計算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037）

《射頻識別原理及應(yīng)用》是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程之一，也是物聯(lián)網(wǎng)公司對本專業(yè)大學(xué)生提出的基礎(chǔ)要求.為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向工程應(yīng)用的特點，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力為中心，對本課程教學(xué)實踐積極地進(jìn)行改革性探索.針對現(xiàn)有的《射頻識別原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中具有實驗多為驗證性、缺乏創(chuàng)新性等問題.本文提出采用項目驅(qū)動教學(xué)法、改進(jìn)考核機(jī)制，將理論知識和實踐相結(jié)合，有效培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力及創(chuàng)新能力，同時也極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

射頻識別；物聯(lián)網(wǎng)；實踐教學(xué)、教學(xué)研究

1 引言

近幾年，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息化產(chǎn)業(yè)成為我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，萬物互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)平臺是2016年的世界十大戰(zhàn)略科技趨勢，創(chuàng)新型技術(shù)人才也成為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo).

物聯(lián)網(wǎng)交叉了多種學(xué)科，聚合集成了各類信息技術(shù)，是計算機(jī)、通信、電子信息、密碼學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的融合創(chuàng)新應(yīng)用，社會需要從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的設(shè)計、綜合分析及系統(tǒng)開發(fā)方面的專業(yè)技術(shù)人才[1-3]，在學(xué)院成功轉(zhuǎn)型工科的契機(jī)下，如何在課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力是一個緊迫性的課題.

射頻識別（Radio Frequency Identification,RFID）原理及應(yīng)用實踐教學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)中起到舉足輕重的作用.現(xiàn)有的射頻識別技術(shù)實踐教學(xué)開設(shè)少量驗證性實驗，該實踐方式不利于培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力，解決問題能力，更不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏興趣，沒有積極性.這種教學(xué)方法在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的RFID實踐教學(xué)中明顯不足.

2 傳統(tǒng)教學(xué)方法

結(jié)合近幾年的該課程的教學(xué)效果及教學(xué)經(jīng)驗，對目前RFID課程教學(xué)不足分析如下.

2.1 RFID課程體系設(shè)計不合理

RFID原理及應(yīng)用課程內(nèi)容涵蓋無線通信、高頻電子線路、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)校驗和算法等多門學(xué)科和技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容范圍太廣、太泛、不深入，各個部分之間并沒有進(jìn)行有效的綜合起來，以達(dá)到學(xué)以致用的目的，致使學(xué)生產(chǎn)生理論知識學(xué)習(xí)過了但是并沒有什么用的感覺.理論課教學(xué)過于偏重理論化，沒有具體的應(yīng)用部分，比如，只是分章節(jié)介紹低頻、高頻和微波等RFID技術(shù)，并沒有給出如何通過軟件設(shè)計、C語言編程、結(jié)合單片機(jī)控制等一系列的設(shè)計和實現(xiàn)過程.

教學(xué)過程中仍然重理論輕實踐.具體主要表現(xiàn)在：（1）理論課學(xué)時多，實踐課學(xué)時相對較少；（2）該課程成績評定時，理論課分?jǐn)?shù)一般占70%以上，實踐部分不到30%；（3）實驗課通常只做一些簡單的驗證性實驗，缺乏創(chuàng)新性；（4）經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)校沒有廣泛的開展關(guān)于RFID的課程設(shè)計以及綜合性實驗.

2.3 實踐教學(xué)設(shè)計不合理

教學(xué)內(nèi)容開設(shè)少量的驗證性實驗，綜合實驗由于實際條件的限制無法完成.實踐教學(xué)中，沒有安排學(xué)生做針對性的訓(xùn)練，比如：仿真軟件的學(xué)習(xí)，編程語言的學(xué)習(xí)及案例應(yīng)用，閱讀器外圍電路的實際設(shè)計及硬件電路板的焊接等.因此，在實驗中，學(xué)生缺乏主動動手設(shè)計基礎(chǔ)，甚至最基本的驗證性實驗也很難單獨完成，更沒有充足的時間去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，也無法談及創(chuàng)新設(shè)計.

2.3 評價及考核標(biāo)準(zhǔn)不完善

實驗成績評價依據(jù)主要包括出勤，預(yù)習(xí)報告，實驗報告等.往往學(xué)生為了獲得高分，把功夫花在寫預(yù)習(xí)報告和實驗報告上，只是紙上談兵，對實際實踐卻很少花時間去作創(chuàng)作性設(shè)計.實驗過程中也是按照指導(dǎo)書或者教師的指導(dǎo)按部就班的完成實驗，實驗也許完成的很好，但對于學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)并沒有實質(zhì)性的幫助.這主要是由于沒有專門組織RFID的課程設(shè)計，沒有提供元器件，沒有給予學(xué)生充分的時間去做創(chuàng)新性的設(shè)計，讓學(xué)生自主的去動手完成某個實驗，設(shè)計成果的優(yōu)劣也沒有作為實踐考核的標(biāo)準(zhǔn).因此，現(xiàn)有的實驗成績并不能考核出學(xué)生的真實的實踐動手能力和解決問題的能力.

3 實踐教學(xué)探索

3.1 探索實踐教學(xué)，開辟興趣學(xué)堂

RFID原理及應(yīng)用課程的教學(xué)目的是使學(xué)生提高融合不同學(xué)科專業(yè)知識的連接能力、將知識應(yīng)用在各種社會需求的創(chuàng)新實踐能力.通過近三年RFID教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，RFID原理及應(yīng)用這門課的學(xué)習(xí)，僅靠理論課和實驗課是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而興趣是最好的老師，只有啟發(fā)了學(xué)生的興趣，調(diào)動了學(xué)生的積極性，讓學(xué)生自己動手去做一些小的硬件、軟件或者系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，在實踐中增進(jìn)了學(xué)生的自信心，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力.因此，平時應(yīng)鼓勵學(xué)生利用課余時間，利用我校省級大學(xué)生創(chuàng)新實驗室平臺，積極參加實踐學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)時間不足.

為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，組織RFID課程設(shè)計，主要是以基于嵌入式網(wǎng)關(guān)的RFID系統(tǒng)開發(fā)為重點.在整個學(xué)習(xí)周期里，讓學(xué)生理解并學(xué)會基于嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)RFID應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，提出了一個行之有效的設(shè)計模式.該模式具體流程及時間分配情況如表1所示.

表1 課程設(shè)計流程及時間分配

2 項目驅(qū)動教學(xué)

通過理論課、實驗課及精心準(zhǔn)備的課程設(shè)計的幾輪學(xué)習(xí)后，部分動手能力強(qiáng)、對RFID應(yīng)用系統(tǒng)有濃厚興趣的學(xué)生可以參與到項目實踐中.所謂項目驅(qū)動教學(xué)，是指教師根據(jù)學(xué)生前期知識儲備，針對實驗平臺的各種模塊，指導(dǎo)學(xué)生從應(yīng)用角度出發(fā)，收集相關(guān)資料，設(shè)計RFID應(yīng)用系統(tǒng)以及對現(xiàn)有系統(tǒng)的改進(jìn)，以解決問題實現(xiàn)功能需求，項目完成后，要求每組學(xué)生對項目進(jìn)行技術(shù)總結(jié)報告.在這個過程中，經(jīng)過提出問題、查資料討論、學(xué)生講解等方法靈活使用，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)能力、分析問題、解決問題的實踐能力.

此外，教師可以指導(dǎo)能力強(qiáng)的學(xué)生參加各級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目的申報，通過實際項目的鍛煉，讓學(xué)生體驗做科研的經(jīng)歷，拓展知識的廣度和深度.

3 改進(jìn)教學(xué)考核機(jī)制

在傳統(tǒng)的課程考核方式基礎(chǔ)上，綜合實踐教學(xué)過程進(jìn)行考核.總體上，考核機(jī)制應(yīng)該包括出勤、課堂討論及問答、課后作業(yè)、課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、參與實踐項目得分（20%）、期末理論考試.所以，該課程的考核貫穿整個學(xué)期，課內(nèi)實驗考核實驗包括預(yù)習(xí)、實驗操作過程、實驗代碼的編寫、實驗報告這幾部分，可以占總分的20%.平時成績包括出勤、課堂討論及問答、課后作業(yè)、占10%.參與實踐項目占20%.期末考核采用閉卷考試，考核內(nèi)容以基礎(chǔ)識記和拓展應(yīng)用為主，合理安排各部分的分值比例，期末考試占總成績的50%.該考核方式相比傳統(tǒng)方式，增加了實踐和課程設(shè)計比例，縮小期末考試比例，不僅避免了學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，一到期末就開始背題庫的壞習(xí)慣，也通過實踐項目和課程設(shè)計提高學(xué)生專業(yè)應(yīng)用水平.

4 競賽驅(qū)動教學(xué)

為培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力、團(tuán)隊協(xié)作能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，學(xué)校及其他教育部門、乃至一些大公司等都提倡依托學(xué)校資源，組織大學(xué)生參加專業(yè)競賽，加大對學(xué)生競賽的投入.結(jié)合我院實際情況，鼓勵、支持學(xué)生參加各種專業(yè)競賽，如：飛思卡爾智能車競賽、大學(xué)生電子設(shè)計大賽、全國物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽，“互聯(lián)網(wǎng)+”比賽等.近來年，結(jié)合往年就業(yè)情況發(fā)現(xiàn)，參與比賽學(xué)生工作就業(yè)質(zhì)量相對較好.

5 結(jié)束語

為提高學(xué)生對RFID課程的興趣和實踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，本文提出了有效地諸如開辟興趣課堂，組織課程設(shè)計，項目驅(qū)動教學(xué)法以及改進(jìn)考核標(biāo)準(zhǔn)等方法.依托2014級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科1班《RFID原理及應(yīng)用》實踐教學(xué)證明，學(xué)生在實踐中動手能力得到鍛煉，解決問題能力和創(chuàng)新思想意識得到了改善；教師積極參與到課程設(shè)計和項目開發(fā)等實踐活動中去，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果反映很好.教師也在實踐教學(xué)中去，使自身實踐能力得到了提高，積累了豐富實踐經(jīng)驗.但是創(chuàng)新能力和解決問題的能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成的，培養(yǎng)方法也不是一成不變的，關(guān)鍵需要教師長期的堅持和不斷的學(xué)習(xí)，因此，在以后的實踐教學(xué)過程中，仍需積累經(jīng)驗，不斷的改進(jìn)策略和方法，提高理論課堂和實驗教學(xué)質(zhì)量.

〔1〕趙月靜，陳繼榮，張永弟．單片機(jī)原理及應(yīng)用課程創(chuàng)新實踐教學(xué)改革[J]．實驗技術(shù)與管理，2013,30(1):176-179.

〔2〕李曙英，肖賢建．應(yīng)用型本科“ZigBee網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用開發(fā)”課程教學(xué)探索與實踐[J]．電腦知識與技術(shù)，2016，12 (29):153-155.

〔3〕尚麗平,秦明偉.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗室建設(shè)[J].計算機(jī)教育,2012（21）:23-25.

G642

A

1673-260X（2017）07-0211-02

2017-03-27

安徽省省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目(201510371044)；安徽省自然科學(xué)基金（608085QF159）；安徽省教育廳自然科學(xué)一般項目(2014KJ022)；安徽省教育廳教學(xué)研究項目（2016jyxm0756）；阜陽師范學(xué)院校級教學(xué)研究項目（2016PPJY32）；阜陽師范學(xué)院校級本科教學(xué)工程項目（2016SYZX01、2016PPJY34）；阜陽師范學(xué)院教研項目（2016PPJY30）