鄭秋貞

（桂林電子科技大學(xué)北海校區(qū)，廣西 北海 536000）

0 引言

2013 年2 月，國(guó)務(wù)院頒布《國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家支持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。 在2013 年到2019 年之間國(guó)務(wù)院和工信部一共頒布了12 個(gè)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。 由此可見(jiàn)，我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視。 為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，國(guó)內(nèi)很多大學(xué)申請(qǐng)開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)或者增加物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程[1]。

1 現(xiàn)狀分析

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)包含信息技術(shù)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)及控制的多學(xué)科交叉的技術(shù)課程[2]。 我校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)概論課程，大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程。 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)概論課程為2 個(gè)學(xué)分， 培養(yǎng)的主要目的是了解聯(lián)網(wǎng)的基本概念，了解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生具有交叉學(xué)科的應(yīng)用知識(shí)的能力。 物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課為2.5 個(gè)學(xué)分， 課程培養(yǎng)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)理論和實(shí)踐分析解決實(shí)踐問(wèn)題的能力，使學(xué)生能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行管理與維護(hù)等方面的工作。

我校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大一上學(xué)期開(kāi)設(shè)了C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程、電路分析課程，大二上學(xué)期開(kāi)設(shè)了模擬電子技術(shù)課程， 大二下學(xué)期開(kāi)設(shè)了數(shù)字邏輯電路課程， 大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)單片機(jī)原理與接口技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)概論課程， 這些課程都為物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程開(kāi)設(shè)提供了必備的基礎(chǔ)知識(shí)。 由于基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的時(shí)間跨度較大，且課程都是由不同的任教老師擔(dān)任，如果老師只是局限于本學(xué)科的知識(shí)， 而沒(méi)有進(jìn)行應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候就會(huì)覺(jué)得課程是脫節(jié)的。學(xué)完一門(mén)課程， 就是一個(gè)知識(shí)的結(jié)束， 而不會(huì)進(jìn)行交叉學(xué)習(xí)，不會(huì)把各學(xué)科知識(shí)結(jié)合起來(lái)聯(lián)合應(yīng)用[3]。 電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，前期學(xué)習(xí)了大量的電子類(lèi)知識(shí)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)知識(shí)涉及比較少[4]，由于學(xué)時(shí)有限，并且在學(xué)習(xí)本課之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了Labview 及其應(yīng)用課程，因此，在做綜合設(shè)計(jì)的時(shí)候把Labview 引入物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課中，并使用Labview 軟件作為物聯(lián)網(wǎng)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

2 基于學(xué)科融合的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)方案設(shè)計(jì)

為了幫助學(xué)生順利完成物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)在做教學(xué)計(jì)劃的時(shí)候把幾個(gè)學(xué)科的知識(shí)融合起來(lái)并以理論教學(xué)的方式在課堂上講解， 講解的課時(shí)為4 個(gè)課時(shí)，然后通過(guò)案例教學(xué)的方式把傳感器、 單片機(jī)、ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Labview 等知識(shí)融合到2 個(gè)案例中，并通過(guò)案例教學(xué)的方式把物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體方法和流程傳授給學(xué)生。 接著以小組合作的方式完成物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)的實(shí)操。 物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃如表1 所示。

分組實(shí)操時(shí)要求學(xué)生利用ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的星形組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)多對(duì)一的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。 每個(gè)小組由3 部分組成，每組3 人，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)完成一部的設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)課本知識(shí)和查找網(wǎng)絡(luò)完成一個(gè)完整的具有ZigBee 組網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

分組驗(yàn)收制作的作品和完成的設(shè)計(jì)報(bào)告以并PPT 匯報(bào)設(shè)計(jì)過(guò)程和原理。 驗(yàn)收包含作品演示、設(shè)計(jì)報(bào)告批閱以及提問(wèn)環(huán)節(jié)。 其中作品驗(yàn)收占60%，設(shè)計(jì)報(bào)告占20%，問(wèn)題回答占20%，使用5 分制評(píng)分，A 優(yōu)秀（90~100 分），B 良好（80~89 分），C 中等（70~79 分），D 及格（60~69 分），E 不及格（0~59 分）。

教學(xué)效果分析：無(wú)線通信算法是本設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，完成效果一般，能做到無(wú)線通信無(wú)誤碼率占全小組的10%，80%的小組都能基本完成硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)Labview 設(shè)計(jì)，因此，每一組都能完成Labview 界面設(shè)計(jì)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

3 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)是一門(mén)綜合性非常高的課程。 學(xué)生必須打好基礎(chǔ)，把各學(xué)科的知識(shí)融合在一起才能較好地完成物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)的要求。 隨著科學(xué)的發(fā)展社會(huì)上對(duì)綜合型人才需求越來(lái)越多，只有把各學(xué)科的知識(shí)融合起來(lái)才能完成比較大型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 因此可見(jiàn)，學(xué)科融合在大學(xué)教學(xué)中的重要性。 大學(xué)老師在教學(xué)的過(guò)程，不要把本門(mén)作為一門(mén)孤立的學(xué)科，在教學(xué)過(guò)程中一定要將知識(shí)擴(kuò)展到實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，只有這樣學(xué)生才能縱向和橫向全面了解各學(xué)科的作用，從而學(xué)以致用。