基础课程的教学工作是高校学科建设的重要组成部分,是学好一门学科的必经之路,是学生学习理论和实践知识的主要途径,也是培养学生创新能力和意识的必要环节。对基础性课程的要求越高,就越有利于高校人才培养中有关基本素养和能力方面目标的实现,也更能体现课程基础知识的宽泛性要求。高校基础课程质量的高低对整体教育质量的评价有着重要的作用。
一、物联网基础课程的结构
物联网专业应用性较强,还处于探索发展阶段,不同的高校课程结构的设置会有所不同。但总体而言,可以分为两大部分。
1.理论基础类课程
理论基础课程可以分为公共基础和学科基础两个部分。
公共基础课程主要有数学、英语、物理等,是进一步学习的基础。物联网在国外发展相对成熟,需要学生有良好的英语阅读能力,能够更好地阅读学习国外最新的资料。高等数学尤其是微积分部分,对培养学生的思维逻辑性、严谨性和抽象性非常重要;线性代数可以提供建立线性和非线性模型的方法;概率与数理统计在以后传感器网络和定位技术两大核心技术的学习过程中会经常用到;物理则是硬件学习的必备基础。
学科基础主要有计算机软硬件基础类课程、信息与通信基础、模拟与数字电路、物联网导论、网络技术与安全等。例如:数据结构是程序设计和编译的基础;计算机组成原理为物联网硬件的学习提供了技术原理和方法;操作系统是后续学习嵌入式系统的基础,对物联网设计与运行的高效性提供了保障;通信和电路类课程则帮助学生了解电路和原器件的组成和工作原理,为电路分析和设计打下良好的根基;计算机网络与安全更是重中之重,是物联网产生和发展的基础,全面地展示了物联网的由来和基本组成。
2.实践基础类课程
实践基础课程可以总结为硬件基础和软件基础两个部分。
硬件基础课程,不同的物联网研究方向所设置的课程内容有较大的差别,以物联网(计算机方向)为例,主要有三大组成部分:一是物理实验部分,以电学内容为主;二是电路分析实验部分,结合物理电学实验,帮助学生掌握分析电路的理论和方法;三是嵌入式系统和单片机实验部分,与课程设计相结合,提高学生应用设计的实践能力,为后续物联网实际应用的硬件实现,打下良好的基础。
软件基础课程,主要以计算机编程语言的学习为主,是物联网应用程序实现必不可少的软件基础。如:C语言程序设计,Java语言程序设计等。此外,条件允许,还可以开设数学建模实验课程,对物联网系统的模型建立会有非常大的帮助。
二、物联网基础课程教学存在的问题
1.授课教师知识结构不全面
目前,物联网基础课的授课教师还存在很多不足,需要不断地改进。例如:如何使学生对课程结构有全面的认识,并将专业知识内容巧妙地融入基础课程的授课中,;如何提高逻辑处理能力,采用科学的方法建立知识结构模型;如何提高自身的教学能力,合理地组织授课内容,激发学生的学习兴趣并建立学习的信心。
2.学生对课程的重视程度不足
在学习过程中,大多数学生对物联网基础课程往往存在着两种误区:一是认为内容很多很杂,不是专业类课程,重要性也就大打折扣;二是认为与后续专业课学习关系不大,用不着深入学习,大致了解就可以。这些误区会影响学生对基础知识的掌握,更会错失调动学习积极性的良机。
三、解决方法及创新
学习物联网专业知识之前,大多数学生有很高的学习热情和兴趣。如何将这些转化为继续学习的动力,需要教师和学生共同配合和努力,需要有科学的方法和创新点。
1.教师要有较高的知识水平和组织教学能力
物联网最近几年发展非常迅速,在各行各业应用很广泛。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆学生日后从事的工作可能是与物联网相关的非计算机方向。授课教师一定要有较高的理论水平,要不断学习相关专业领域最新的理论,及时更新自己的知识结构,这样才能达到良好的教学效果。比如,在讲授图像数据融合技术时,可以多了解国内外最新的技术,如多传感器图像融合技术、纹理与图像融合技术等方面。
在教学中,对实例的选择也很重要。比如:以前,物联网的应用有限,成熟的案例也不多,多数案例是从交通、医疗、物流、电力、零售等领域进行选择。随着国家对物联网的全面推广和应用,食品溯源、智能家居、智慧教室等的应用已很普遍。选择案例时可由浅入深,有利于学生理解基础知识,为专业学习打好基础,也会调动起学习的积极性。
2.教师教学要遵循教学大纲并有所创新
教师教学能力的一个重要考核内容就是能否准确深入地把握教学大纲的内容和要求,并在教学中贯彻执行,并完成预定的教学目标和任务。教学大纲对物联网基础课程的教学工作同样有着指导作用,是高质量完成教学任务的必要条件。但教师在教学大纲的指导下可以引导学生规划长期的学习。比如:物联网专业的学生毕业设计的选题之一是物联网技术在某一应用领域的应用。在教学中,可以多讲授实例,推荐经典的参考文献和优秀的毕业设计论文。引导选取一个研究方向,为自己的学习进行长期规划。通过不断扩展创新,持续研究,最终可以成为一个很好的毕业设计课题甚至是研究项目。
3.根据课程特点采用多种教学方法
在教学中可以采用多种教学方式,如视频、展览、文献资料等,使学生产生感性认识,能更好地理解知识点。比如,在讲解全球定位系统时,由于内容涉及地理及空间立体几何等知识,较抽象,可以借助Flash动画演示卫星定位过程,就可以将知识直观化,学生更易理解。另外,可以尝试让年轻的辅导员或高年级学生参与部分授课与讨论,他们刚从学校毕业不久或刚完成基础课程的学习,更有切身体会,可以将自己的学习经验与同学们分享。
4.引导学生树立学习信念,明确学习目标和方向
物联网基础课程的学习有利于培养专业热情,建立专业感情和责任心,更好地计划学习和规划职业。
比如:由教育部主办的中国"互联网+"大学生创新创业大赛,至2018年已举办了四界,旨在激发大学生的创造力,培养造就"大众创业、万众创新"的生力军,。另外,由共青团中央主办的"创青春"全国大学生创业大赛,特别强调了全社会都应当重视和支持青年创新创业。这些举措都是对大学生学习生活的激励,物联网工程专业的学生属于参赛的主力。教师在物联网基础课程授课过程中,可利用这些引导学生设立学习目标,并为之努力。鼓励学生参加此类比赛,树立学习和创业的信心。
四、结束语
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段,其本身可以是一个"专业",但不一定是一个单纯的"学科"。物联网基础课程直接关系到后续很多专业课程的学习效果,可见其重要性不可小觑。我们探讨物联网基础课程教学体系及教学中的问题和解决方法是非常必要和及时的。
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论文作者:1要丽娟,2郭银芳
论文发表刊物:《中国教工》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/14
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