彭維平　宋成　倪水平

【摘 要】針對(duì)碩士研究生《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》課程涉及的核心技術(shù)多、領(lǐng)域?qū)?、資源內(nèi)容差異化大等問題，提出了建設(shè)面向研究生教學(xué)的自主學(xué)習(xí)資源服務(wù)推薦平臺(tái)的思想，基于云服務(wù)平臺(tái)，運(yùn)用智能服務(wù)推薦算法，依據(jù)學(xué)習(xí)者的層次、專業(yè)技術(shù)水平和研究發(fā)展方向等信息進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)資源推薦服務(wù)以及定制化專業(yè)教學(xué)資源推薦服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】無線傳感網(wǎng)絡(luò);自主學(xué)習(xí);精準(zhǔn)資源推薦;定制化

中圖分類號(hào)： TP212.9-4;TN929.5-4;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）27-0148-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.27.065

【Abstract】Aiming at the problems of the core technology， wide field and different resource content of the masters “Wireless Sensor Network” course， the idea of building a self-learning resource service recommendation platform for postgraduate is proposed. According to the level of learners level， professional technology level and research development direction， the cloud service platform uses the intelligent service recommendation algorithm to realize the accurate resource recommendation service and the customized resource recommendation service.

【Key words】Wireless Sensor Network; Self-learning; Accurate resource recommendation; Customized

0 引言

面向研究生階段開設(shè)的《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》課程與本科生階段開設(shè)的《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》相比，不同的地方在于：前者是從無線通信和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的角度，分析無線傳感網(wǎng)從物理層到應(yīng)用層的技術(shù)原理，為研究生提供從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到每一層相關(guān)協(xié)議和算法設(shè)計(jì)的思路和方法，涵蓋了數(shù)字編碼、信道占用、路由、定位、時(shí)間同步、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)安全等多方向、多領(lǐng)域的內(nèi)容;后者更側(cè)重于相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用。而針對(duì)研究生的教學(xué)，僅僅通過有限的課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要研究生們通過自主學(xué)習(xí)去學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和思想，通過分析已有的協(xié)議和算法去發(fā)現(xiàn)問題，并通過自己的創(chuàng)新去解決問題。同時(shí)，由于信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，也要求學(xué)習(xí)者不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)、不斷更新知識(shí)和提高技能。因而，規(guī)劃和設(shè)計(jì)一個(gè)既能供物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)或研究方向的學(xué)生，也能供相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的專業(yè)教學(xué)資源服務(wù)推薦平臺(tái)具有重要的意義[1]。

1 課程資源現(xiàn)狀

目前，在《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》課程的研究生教學(xué)過程中存在較多問題[2]，單從課程學(xué)習(xí)資源方面來說，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）絕大多數(shù)教材和教學(xué)資源的課程體系偏重設(shè)計(jì)和開發(fā)，以技術(shù)應(yīng)用為主，不適合研究生教學(xué)。

（2）網(wǎng)絡(luò)資源較為分散，層次參差不齊。

（3）大多數(shù)經(jīng)典協(xié)議和算法只有理論部分，缺乏核心技術(shù)算法資源。

（4）注重理論、協(xié)議分析和算法設(shè)計(jì)的自主學(xué)習(xí)資源極少。

（5）對(duì)學(xué)科和方向前沿性的內(nèi)容涉及少，無法緊跟技術(shù)前沿，內(nèi)容更新慢。

2 服務(wù)推薦平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路

建設(shè)適合于研究生教學(xué)以及自主學(xué)習(xí)的資源推薦服務(wù)平臺(tái)其關(guān)鍵點(diǎn)在于：首先，要解決資源建設(shè)的問題，需要有更多更好的優(yōu)質(zhì)專業(yè)教學(xué)資源，除了教學(xué)課件，更重要的是該課程所涉及到的眾多協(xié)議原理和仿真算法;其次，要解決資源如何利用的問題，采用何種形式提高利用率，提高用戶體驗(yàn)?；谏鲜鲂枨螅灾鲗W(xué)習(xí)的資源推薦服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)擬采用以下思路：

2.1 整合優(yōu)質(zhì)專業(yè)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享

對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源進(jìn)行收集和整理，按照不同的技術(shù)水平進(jìn)行層次化分類，同時(shí)根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，按照不同的研究方向進(jìn)行資源聚合，將所有資源集中存儲(chǔ)在云平臺(tái)。通過云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源集中共享，并通過云服務(wù)提供按需服務(wù)。由此，可以實(shí)現(xiàn)跨地域的優(yōu)質(zhì)專業(yè)教學(xué)資源整合，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的共享[3-4]。

2.2 學(xué)習(xí)資源定制化服務(wù)

根據(jù)學(xué)員在基礎(chǔ)理論和研究方向上的個(gè)體特性，有針對(duì)性地為不同的學(xué)習(xí)者提供一種能滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源需求的定制服務(wù)。首先，抽取出一般性的需求要素，建立通用的用戶需求模型;然后，依據(jù)定制化需求，抽取個(gè)性化的服務(wù)需求要素，構(gòu)建出滿足其個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的用戶需求模型;最后，根據(jù)服務(wù)推薦與服務(wù)組合技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。

2.3 學(xué)習(xí)資源精準(zhǔn)推薦服務(wù)

除了為學(xué)習(xí)者提供資源定制服務(wù)外，更重要的一點(diǎn)是根據(jù)學(xué)習(xí)者的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)（學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)層次、知識(shí)背景、研究方向以及興趣點(diǎn)等），為其提供更加精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源推送服務(wù)。

3 服務(wù)推薦平臺(tái)實(shí)施方案

3.1 構(gòu)建層次化的課程體系

首先，進(jìn)行校企合作，充分利用物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源，服務(wù)于學(xué)生培養(yǎng)工作。以作者所在的河南理工大學(xué)為例，我們先后和焦作市神盾科技有限公司、北京聯(lián)創(chuàng)中控科技有限公司、深圳市神盾科技有限公司等建立了合作關(guān)系，通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的調(diào)研，了解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型工作流程、物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的主流技術(shù)、具體的崗位要求等，對(duì)企業(yè)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解，根據(jù)崗位要求設(shè)定合理的學(xué)生培養(yǎng)方案，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行課程體系的優(yōu)化。其次，引進(jìn)企業(yè)或高校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為我所用，緊跟技術(shù)前沿，加強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭力。

3.2 專業(yè)教學(xué)資源平臺(tái)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃

3.2.1 基于云計(jì)算的專業(yè)教學(xué)資源平臺(tái)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)采用模塊化和分層的設(shè)計(jì)理念，將數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯處理和資源服務(wù)與展現(xiàn)分三層實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

資源層用以存儲(chǔ)各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)、課程資源以及歷史訪問日志數(shù)據(jù)等信息。業(yè)務(wù)邏輯處理層實(shí)現(xiàn)兩大類處理邏輯功能，一是與管理相關(guān)，二是與資源定制與推薦相關(guān)。其中，與資源定制與推薦相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯包括通用用戶需求模型、個(gè)性化定制服務(wù)模型、精準(zhǔn)資源推薦服務(wù)模型以及資源服務(wù)匹配算法。應(yīng)用層將資源平臺(tái)中的資源及相關(guān)信息展示出來，并提供服務(wù)及管理接口。主要包括平臺(tái)管理功能，資源定制服務(wù)接口和資源精準(zhǔn)推薦服務(wù)接口。

3.2.2 專業(yè)教學(xué)資源平臺(tái)的功能模塊

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)緊密圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，根據(jù)“知識(shí)+技能+專業(yè)素質(zhì)”三位一體的能力基本框架，利用云計(jì)算平臺(tái)，構(gòu)建專業(yè)教學(xué)資源庫。其主要功能模塊包括個(gè)人管理、交互管理、教學(xué)管理、課程庫管理、資源庫管理、系統(tǒng)管理等六部分，通過專業(yè)教學(xué)資源庫各個(gè)模塊的建設(shè)，創(chuàng)造一個(gè)具有專業(yè)特色、具備共享性、互動(dòng)性和可擴(kuò)展性的教學(xué)資源庫。專業(yè)教學(xué)資源庫的框架如圖2所示。

3.3.3 定制化與智能服務(wù)推薦平臺(tái)滿足各層次需求

設(shè)計(jì)一套具備情景感知的學(xué)習(xí)資源服務(wù)智能推薦方法。該方法首先獲取學(xué)習(xí)者的用戶信息（主要包括行業(yè)背景、學(xué)歷背景、工作崗位、業(yè)務(wù)需求等），獲取學(xué)習(xí)者當(dāng)前所處的情景信息，準(zhǔn)確地確定學(xué)習(xí)者的需求，構(gòu)建出用戶需求模型;然后，根據(jù)所構(gòu)建的需求模型，依據(jù)服務(wù)推薦技術(shù)，從眾多的學(xué)習(xí)資源中，找出最能滿足該需求模型的學(xué)習(xí)資源，或者，通過對(duì)學(xué)習(xí)資源的整合，構(gòu)成最能滿足該需求模型的學(xué)習(xí)資源，智能地為用戶提供與之相匹配的學(xué)習(xí)資源。用戶登陸進(jìn)入資源庫后，針對(duì)不同類型的用戶，平臺(tái)將呈現(xiàn)不同的學(xué)習(xí)資源。

4 結(jié)束語

利用現(xiàn)有的云平臺(tái)技術(shù)建設(shè)《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》自主學(xué)習(xí)資源推薦服務(wù)平臺(tái)，為不同層次、不同背景、不同研究方向的學(xué)習(xí)者提供自主學(xué)習(xí)資源推薦服務(wù)以及定制化教學(xué)資源推送服務(wù)，可以滿足各種不同的個(gè)性化需求，有助于學(xué)生鍛煉和提高其獨(dú)立開展科研的能力和水平，為工科類研究生協(xié)議或算法類課程提供一定的教學(xué)改革參考。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]李小龍，黃廷磊.“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”研究生課程的教學(xué)改革與研究[J].成功（教育），2011（11）：13.

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[4]朱靜宜.新興產(chǎn)業(yè)下高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)共享型教學(xué)資源庫建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（9）：60-63.