物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)論文范文
1物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程內容設計
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養的是工程應用型人才，必須高度重視與理論教學(xué)相輔相成的實(shí)驗教學(xué)環(huán)境建設。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)核心課程RFID的實(shí)踐教學(xué)是掌握RFID系統設計和開(kāi)發(fā)的保證。我們在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，本課程的教學(xué)難度較大且不易達到良好的教學(xué)效果，尤其是在課程內容的選擇上，存在兩方面的問(wèn)題，一是課程內容較多地涉及電子學(xué)科的內容，專(zhuān)業(yè)跨度較大，而目前本三批次計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生硬件基礎較為薄弱，導致學(xué)生學(xué)習困難。針對這個(gè)問(wèn)題，教師應首先明確RFID應用系統的本質(zhì)是一個(gè)嵌入式系統，是軟件與硬件的綜合體，是軟件、硬件協(xié)同設計的工程，應該在一個(gè)整體的框架內協(xié)調工作，同時(shí)認識到計算機硬件研究與開(kāi)發(fā)也是本專(zhuān)業(yè)不可或缺的組成部分，具有軟件開(kāi)發(fā)不可替代的地位和廣闊的應用前景；其次，應根據物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)適當刪減部分偏電子的內容，突出課程重點(diǎn)。射頻識別技術(shù)本身類(lèi)型很多，實(shí)驗內容幾乎涉及所有類(lèi)型的RFID技術(shù)，而實(shí)驗課時(shí)偏少，導致學(xué)生無(wú)法抓住重點(diǎn)，不能深入學(xué)習。針對這一問(wèn)題，課程教學(xué)應選擇當前應用最普遍的高頻ISO14443協(xié)議下的RFID技術(shù)為對象，力求通過(guò)對該類(lèi)RFID系統的學(xué)習設計，使學(xué)生掌握RFID技術(shù)的基本概念、理論、方法，從而對RFID技術(shù)有一個(gè)總體、系統的了解和掌握。同時(shí)，教師可結合學(xué)習方法論進(jìn)行教學(xué)，培養學(xué)生舉一反三、靈活運用知識的'能力，鼓勵學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習了解和掌握其他類(lèi)的RFID技術(shù)。
2物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐硬件平臺
目前，市場(chǎng)上的RFID實(shí)驗設備都比較封閉，大多僅能完成驗證性實(shí)驗。為滿(mǎn)足實(shí)踐教學(xué)的需要，我們設計了專(zhuān)業(yè)實(shí)驗平臺，在設計硬件時(shí)遵循模塊化的設計思想，以保證系統的通用性和可擴展性。實(shí)驗平臺設計為三大部分：主控MCU、射頻控制模塊、天線(xiàn)及匹配電路。主控MCU模塊是整個(gè)系統的核心，采用蘇州大學(xué)飛思卡爾嵌入式中心開(kāi)發(fā)的SD-FSL-KL25-EVB開(kāi)發(fā)板，MCU采用MKL25Z128VLK4芯片，其工作頻率為48MHz，性能達到0.93DMIPS/MHz。該板是KL25MCU的最小系統，所有I/O引腳引出，可外擴多種外設并提供豐富的再擴展接口，為接入超高頻及低頻RFID電路提供便利。射頻控制模塊主要提供對射頻讀寫(xiě)芯片的控制操作，天線(xiàn)及匹配電路為RFID卡提供電源并在讀寫(xiě)模塊與RFID卡之間傳送信息。采用模塊化設計為系統保留了較多的操作空間，學(xué)生通過(guò)查看原理圖可以快速掌握各模塊的功能和原理，對射頻控制模塊及天線(xiàn)電路進(jìn)行電路焊接并方便地完成讀寫(xiě)器的制作與調試。
3物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng )新
1）實(shí)踐平臺創(chuàng )新。為提供系統可擴展的創(chuàng )新實(shí)驗環(huán)境，減少重復的開(kāi)發(fā)勞動(dòng)，我們針對實(shí)驗平臺設計了在線(xiàn)編程功能，可將用戶(hù)的應用程序在線(xiàn)寫(xiě)入MCU的Flash存儲區的用戶(hù)程序空間，支持用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)。Flash存儲空間就被分成了兩個(gè)部分，平臺在首次使用時(shí)，將讀寫(xiě)模塊軟件燒寫(xiě)并駐留在MCU的Flash存儲區中。駐留的讀寫(xiě)模塊軟件占用部分存儲空間，剩余的存儲空間可供用戶(hù)的應用程序使用。讀寫(xiě)模塊軟件由3部分組成：MCU監控程序、讀寫(xiě)卡操作API接口以及與標簽通信的底層通信函數。監控程序可以實(shí)現用戶(hù)應用程序的在線(xiàn)寫(xiě)入，每次系統復位后首先運行駐留的監控程序，判斷用戶(hù)存儲空間是否有用戶(hù)程序，若有則轉入用戶(hù)程序執行，否則等待。按照與標簽的通信流程，將底層通信操作使用函數的形式封裝起來(lái)，就形成了讀寫(xiě)模塊的底層通信函數（或稱(chēng)低級函數）。在此基礎上，將對標簽的操作按統一的接口形式封裝起來(lái)，構成高級函數，作為API接口提供給用戶(hù)，形成應用系統與標簽之間數據交換的接口。應用系統只需要向讀寫(xiě)模塊發(fā)送操作命令，由讀寫(xiě)模塊完成對標簽的讀、寫(xiě)等操作。非接觸通信的所有具體操作細節則由底層通信函數完成。平臺支持學(xué)生模塊化地完成各類(lèi)實(shí)驗，最終實(shí)現并部署一個(gè)實(shí)際的應用系統。
2）實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng )新。創(chuàng )新性實(shí)踐活動(dòng)是培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的基礎。學(xué)校鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行與物聯(lián)網(wǎng)RFID相關(guān)的應用系統開(kāi)發(fā)，鍛煉其對相關(guān)知識與技能的綜合運用能力。學(xué)生可自主選擇實(shí)踐活動(dòng)或參加教師的工程項目、科研課題，指導教師則為學(xué)生提供良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)實(shí)踐，學(xué)生能夠逐步實(shí)現從應用模擬到創(chuàng )新設計的轉變。
4物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)校外實(shí)訓基地建設
隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已形成了龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。有針對性地培養具有不同專(zhuān)業(yè)背景和實(shí)踐技能的高素質(zhì)人才，對行業(yè)發(fā)展具有重要意義，也是應用型本科院校教學(xué)培養的重要目標，為此，學(xué)校應主動(dòng)與物聯(lián)網(wǎng)、RFID相關(guān)企業(yè)共建校外實(shí)訓基地，為物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生提供實(shí)習機會(huì )。學(xué)校應結合企業(yè)的實(shí)際需求，協(xié)商制訂相應的實(shí)習計劃與方案，使學(xué)生將理論知識與具體項目實(shí)踐相結合，在實(shí)習中掌握最新的物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)，深入體會(huì )企業(yè)文化，獲得相應的工程和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，提高自身的就業(yè)競爭力。蘇州是經(jīng)濟發(fā)達地區，相關(guān)企業(yè)眾多，目前蘇州大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院已與多家企業(yè)合作建立了實(shí)訓基地，且這些基地已投入使用。為建立穩定長(cháng)效的合作關(guān)系，蘇州大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院制定了比較完善的合作方案。首先，校外實(shí)訓工作在學(xué)院直屬的對外合作辦公室領(lǐng)導下統一進(jìn)行，既有利于學(xué)生的組織與管理，又有利于加強與企業(yè)的溝通，及時(shí)發(fā)現并解決合作中出現的矛盾與問(wèn)題。其次，關(guān)心企業(yè)需求，將企業(yè)需求融入學(xué)生培養過(guò)程。實(shí)訓一般由企業(yè)提供項目課題，以企業(yè)技術(shù)人員為主導、以學(xué)生為主體完成項目開(kāi)發(fā)，所得成果為企業(yè)與學(xué)生共有；同時(shí)積極吸引企業(yè)參與學(xué)生培養過(guò)程，通過(guò)講座、就業(yè)培訓等活動(dòng)，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)，培養其溝通交流和團隊合作精神，使學(xué)生更好地滿(mǎn)足企業(yè)的人才需求。再次，加強實(shí)訓期的教學(xué)管理。校外實(shí)訓一般都在最后1~2個(gè)學(xué)期進(jìn)行，對學(xué)生教學(xué)管理較為松散，為此，學(xué)院推行全員導師制，由一名教師指導幾個(gè)學(xué)生共同參與實(shí)訓，加強對學(xué)生的教學(xué)管理。教師在對學(xué)生實(shí)習活動(dòng)進(jìn)行管理的同時(shí)，還需熟悉企業(yè)的運作模式與前沿技術(shù)的應用情況，了解企業(yè)實(shí)際需求，通過(guò)反饋總結，調整教學(xué)內容與方式，從而提高教學(xué)的針對性和教學(xué)質(zhì)量。
5結語(yǔ)
RFID技術(shù)是目前最具發(fā)展前景的自動(dòng)識別技術(shù)之一，是物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術(shù)，RFID課程的實(shí)踐教學(xué)也是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，因此建立較為完善的RFID課程實(shí)踐教學(xué)模式，提高實(shí)踐教學(xué)效果，對物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的創(chuàng )新人才培養具有重要意義。筆者指出和分析了目前RFID教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，從實(shí)驗內容選擇、實(shí)踐平臺建設、實(shí)踐教學(xué)實(shí)施等方面提出具體的教學(xué)實(shí)施方案，為應用型本科人才培養環(huán)境下的RFID課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。
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