物联网教学改革实践能力培养论文

2024-06-28

物联网教学改革实践能力培养论文（通用8篇）

物联网教学改革实践能力培养论文篇1

物联网教学改革实践能力培养论文

摘要：在物联网教学中，存在诸多不足，如知识点繁琐、教学模式单一、教学经验不足等。物联网教学的这些缺陷使得教学面临改革，需要探索新的教学方法和模式，从而提高教学水平，增强学生的实践能力。只有不断改革物联网教学，才能提升学生素质，为国家培养更多的优秀人才。

关键词：物联网教学；实践能力；改革；探索

物联网教学对培养学生的能力起到了非常大的作用，但是，在不断发展过程中，也呈现了很多不足，需要对其金改革，丰富教学模式和方法，实现教学改革新突破。

1.物联网概述

所谓的物联网，就是借助无线或者有线，按照一定的规则，把各类信息、设备与互联网有机连接起来，从而实现管理。物联网是一种高科技技术，在各个国家广泛运用。物联网专业在各个高校开设，处于一个摸索阶段，在经验上还不足。物联网不仅需要相应的技术知识，更是以实践为基础的学科。所以，在物联网教学中要突破理论教学，要以实践教学为主，使物联网教学更加具有实践性，培养更多的实践性强的学生。

2.对现状进行分析

对于物联网技术来说讲，包括四个层次。第一个层次是感知层，第二个层次是传输层，第三个层次是处理层，第四个层次是应用层。这四个层次相互独立，而又紧密联系，成为一个有机统一体。物联网技术涵盖的范围非常广，包括很多方面，比如计算机、通讯等很多的专业课程。因此，就使得物联网课程知识点众多，而且非常枯燥和抽象。第一，在应用型高校中，如果一味按照传统教学模式，虽然学生的理论性非常强，但是学生动手操作能力就明显不足，学生就会走入理论学习的圈子，这样，当学生走入社会的时候，就会造成与社会的脱节，使学生空有理论，而没有用武之地。第二，物联网专业是新生的专业，因此，在很多的地方都还不完善。在实验中，一般都是老师演示和验证，学生不去动手，这样，学生的实践能力就不能提高，就不能使学生主动探索，兴趣毫无。虽然高校组织学生到企业实习物联网，但是，学生只是寥寥草草看看，而不动手去操作，与企业缺少沟通。第三，高校老师实践经验缺乏。受到职称评审影响，很多的老师知识丰富，但是，在实践中的经验缺乏。第四，对教学效果考核中，形式单一。一般，学生成绩由三部分组成，第一部分是考勤，第二部分是作业和实验，第三部分是期末考试。如果实验成绩不好，可以由期末考试来弥补，这样，学生即使实践操作不强，也无关紧要，通过期末考试就能弥补。

3.改革探索

随着新的课改的推动，教育部门对教育进行改革。在物联网专业中，不能单纯的教授理论，而是要重点培养学生的实践能力。当前人才既要理论，又要实践，要使学生集理论和实践为一体。这是物联网教学改革的方向和目标。

3.1通过学科竞赛驱动

所谓的学科竞赛，就是在指导老师的引领之下，让学生对所学的知识进行综合运用，对所选的问题亲自论证和分析，最后的得出结论。这种竞赛，可以让学生把学到的知识运用到实践中，使理论进一步深入，让学生对理论活学活用，真正把理论融入到实践中，强化了学生动手操作能力。学科竞赛可以是校外的，也可以是校内的。通过参加竞赛，燃放了学生的主动性，让学生主动性大大增强，思维能力进一步深化，让学生在竞赛中学到了知识，掌握了知识，学生就会有一种成就感，这种成就感就更加能够激发出学生兴趣，实现了良性循环。另外，学科竞赛也能提升学生的协调和表达能力，让学生能够从容的待人处事，实现了学校和社会的接轨。

3.2开设第二课堂

学生在学习中不能仅仅局限于课堂，要向外拓展，要开设第二课堂。在第二课堂中，学校可以给学生配置电脑、网络和实验器材。当老师上完课之后，学习积极的投入到第二课堂中。学生在第二课堂就会积极投入到自主学习中，在第二课堂学生就会如鱼得水，把上课讲到的知识进一步系统化，并自己动手进行操作，把上课学到的知识进一步融入进去，实现了理论和实践的提升。学生的时间在第二课堂被占用，这样就能减少学生在宿舍打游戏的时间。在第二课堂，每个年级的学生都集中到此，这样，就能做到取长补短，在探讨中去享受知识，在享受中去领悟知识，使每个学生的思维得到巨大调动，使思维碰撞出火花。在第二课堂，学生把零散的知识串起来，使知识更加系统，而且知识变成了实践产品。

3.3不断拓宽交流平台

物联网专业的知识点非常多，单纯的.依靠课堂很难把知识讲授完。可以建立教学网站，老师把物联网的一些知识点做成小专辑，放到网站中去，让学生自主去学习。另外，老师可以通过教学网，和学生进行沟通，了解学生的想法，彼此加深了解。学生遇到不懂的问题，可以在教学网进行交流和探讨，通过讨论，可以加深对知识的理解，其他学生也可以从中加深对知识的了解。还有，QQ、微信平台等都可以成为师生交流的方式，这样，就能够实现学生和老师零距离沟通，走进了彼此的心灵。还可以分享网络资源，让学对前沿的知识和技术更加全面了解。

3.4让学生参加老师的科研项目

老师的科研项目一般都代表科技的发展方向，让学生积极参与进来，做一些力所能及的事情，这样，就打开了学生的思路，让学生的实践能力进一步加强。

3.5完善评价和激励机制

在课堂教学评价上，要抛弃传统模式，要从教学的过程中去评价。还要完善激励机制，比如在竞赛中获奖可以加分等。总之，在物联网教学中，要突破传统教学方法和模式，要探讨新的教学模式，使物联网教学更加有效，从实践基础上去思考问题，实现学生实践和理论的融合，为社会培养全面型人才。

参考文献：

[1]吴志刚，张书钦，王海龙.基于工程实践能力培养的物联网综合实训教学模式研究[J].物联网技术，2017，7（10）:118-120.

[2]罗高峰，石子娟.物联网教学实践模式研究一一以基于开放平台的网络类课程实践教学为例[J].物联网技术，2016，6（07）:108-109.

[3]何凤梅，于慧芳，范一鸣.技师学院物联网导论课程的实践教学探索——以温州技师学院物联网技术应用专业教学实践为例[J].中国培训，（10）:215-215.

物联网教学改革实践能力培养论文篇2

物联网 (Internet of Things) 指通过无线或有线连接, 按照预先规定好的协议或规则, 将各类信息采集、传感设备 (如传感器、定位系统、射频识别等) 和各种物体与互联网连接起来, 以实现智能化的识别、监控、定位、预警、预测、管理等功能。物联网技术被认为是继计算机技术、互联网技术和通信技术之后信息产业界的又一次产业革命, 因此, 物联网技术的发展和运用已经引起了世界各国的广泛关注。从一开始, 物联网就受到我国政府、科研教育机构、产业界的高度关注, 可以说在物联网的发展上, 我国同国外处于同一起跑线上, 甚至在基础建设某些方面还处于领先地位。美国公司IBM提出建设“智慧的地球”概念得到奥巴马政府的极大支持, 企图在这次新的产业革命中再次占领高端, 重整美国经济。2009 年, 温总理在考察无锡物联网产业研究院成立时提出“感知中国”概念, 2010 年初, 政府工作报告中明确将“加快物联网的研发应用”纳入战略性新兴产业发展的任务。同年, 教育部下达高校申报物联网工程专业, 众多高校争相申报。作为一个新设置的跨学科专业, 在专业课开设、实验教学、学生实践等教学模式上还处于探索阶段, 没有太好的经验可以直接借鉴。物联网专业自产生起就是一门以实践为基础的学科, 因此, 如何有效地进行实践教学显得愈加迫切和十分重要。

2 现状分析

总体来讲, 物联网技术由感知层、传输层、处理层和应用层4 个层次构成, 物联网技术涵盖了计算机、通讯、网络、控制等众多专业课程。这样, 就形成了物联网工程专业知识繁杂课程枯燥的特点。

第一, 作为应用型本科院校, 如果依然按照传统教学模式培养重理论的科学家型人才思路, 势必会造成陷入过多学时用于理论教学的怪圈, 使培养出来的人才与社会需求脱节。

第二, 作为新开设的专业, 高校在实践教学方面还十分薄弱, 安排的实验大多是演示型、验证型, 缺少动手实际操作的过程, 不能激发学生学习的主动性和创造性。即使组织学生到企业实习物联网应用, 大多也是走马观花式的见习, 缺乏与企业之间的进一步沟通。

第三, 高校教师缺乏工程经验。在当前的职称评审指挥棒下, 造就的高校教师大多是科学家型, 缺少企业中的实际工程经验, “双师型”教师严重缺乏。

第四, 教学效果考核单一。当前的学生成绩一般由考勤、作业、实验、课程设计、期末考试等组成。如果实验不能很好地锻炼学生的实践能力, 在期末考试时又是唯试卷分数第一, 这样的考核方法简单、容易却达不到培养良好实践能力教学目标的要求。

3 改革探索

教育部提出的“卓越工程师培养计划”是未来较长时期内我国高等工程教育改革的重大举措。因此, 培养学生实践能力, 锻造工程型、复合型的适应社会需求的物联网人才是教学改革的必由之路。

(1) 学科竞赛驱动

学科竞赛是一个在指导教师的带领下, 组织学生综合运用所学知识, 对所选项目亲自论证、分析、设计、实现的过程。学科竞赛可以是国家级、省级的, 也可以是学校自己定期组织的。参加学科竞赛能够提高学习学习的自主性, 提升学生的思维能力, 使学生在做中学、赛中学, 学中体会到知识应用于实际的成就感。同时, 参加学科竞赛是一个团体活动, 能锻炼学生的组织协调能力、表达能力。

(2) 开设第二课堂

给学生开设固定的第二课堂活动室, 配置良好的电脑、网络、打印、实验器材等硬件设施。教师授课完毕后应该积极参与第二课程活动, 将学生引流至此, 增加第二课堂的粘性, 较少学生在宿舍上网打游戏的时间。在这里, 使学生课上学习的知识能在有机会在这里和不同年级、不同层次的学生在思想上碰撞。第二课堂同样也是参加学科竞赛学生的“孵化园”, 在这里他们将知识串联起来并转化为能实际应用的产品。

(3) 拓宽交流平台

物联网专业知识点繁杂, 如果仅靠理论课时很难教授完。可以建立教学网站, 教师将一些零碎的、或引申型的知识点进行录课, 放到教学网站上让学生自主学习。同时教学网站也是学生之间以及和教师之间的一个交流平台, 学生不会的知识点可以在平台上讨论, 讨论的记录还能成为其他和以后学生学习的一种社区资源。其次, 当前QQ、微信平台、技术博客都是很好的交流方式, 这些方式可以直接拉近教师与学生的距离。分享相关网络资源是一个很好的方式, 可以是学生了解更多前沿的知识和技术。

(4) 引导学生参加教师科研项目

教师科研项目一般能够体现本学科当前最前沿的科技动态, 从某种程度上说科研项目是教师实践教学的源泉。教师带领学生加入自己的科研团队, 做一些力所能及的工作, 能开拓学生的思路, 锻炼理论转化为实践的能力。作者经过初步尝试, 在校级科研项目上加入学生参与, 学生很好地完成了交给的任务, 并拿自己的作品在竞赛上获得奖励。

(5) 构建合理评价机制和激励措施

在教学效果评价上摒弃一贯的传统评价方法, 注重教学过程评价, 比如最终成绩由各次实验过程、课程设计 (一般来源于第二课堂成果) 答辩过程、期末考试 (最多占40%) 等组成。如果学生在竞赛中获奖可以给予一定程度的加分, 同时竞赛获奖的同学在评奖评优方面优先考虑。

4 总结

经过两个学期的教学过程, 学生的学习积极性明显提高, 在ITAT、中国软件杯、齐鲁软件设计大赛、“誉金杯”全国高校物联网软件应用创新大赛等竞赛中均有获奖, 并且报名参与人数越来越多, 学生的实践能力得到了较好地提高, 教学效果得到改进。但是一些问题也是存在的, 比如教学评价措施还不够完善, 需要进一步改进。同时, 物联网教学需要多课程教学联动才能起到起到更好的效果, 我们将在这些方面做更深入的探索。

摘要：针对物联网教学知识点繁杂, 教学模式单一, 实践教学经验不足等特点, 提出了竞赛驱动、开设第二课堂、拓宽交流平台、引导学生参与教师科研、改善评价机制和激励措施的教学改革方法。经过初步教学实验, 学生的实践能力得到了锻炼, 教学效果得到明显提升。

关键词：物联网教学改革,竞赛驱动,第二课堂,实践能力

参考文献

[1]吴治海.“物联网技术导论”课程的教学内容探讨[J].中国电力教育, 2013 (31)

[2]黄伟, 徐新黎.开放式教学法在物联网导论教学中的运用[J].计算机教育, 2015.2

物联网教学改革实践能力培养论文篇3

【关键词】物联网工程数学线性代数概率统计

【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0090-02

一、引言

物联网专业是国家新设置的学科专业方向，由于物联网涉及检测、计算机、网络通信、操作系统、电子技术、控制等多领域的知识，而且每个学校对物联网的切入点也不一样，都处于探索阶段.物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。代表了未来网络的发展趋势与方向，政府大力支持物联网的发展，企业和教育界、科技界共同推动，物联网产业已经成为国家战略性新兴产业，需要大量熟悉和精通物联网的专业人才.

目前物联网专业课程的覆盖面较窄，偏重于系统前端的硬件采集原理，系统的概念较为薄弱，从人才培养的角度来看，已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求，学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容，又要为课程体系增加新的特色和先进内容，将传统的专业方向赋予时代意义，使学生们真正学以致用，课程改革已经迫在眉睫，其中包括《工程数学》课程教学改革。

工科数学（包括高等数学、工程数学）是工科大学生重要的基础理论课，它作为高等工程教育中的一个重要内容，其目的在于培养工程技术人才所必须具备的基本的数学素质.长期以来，传统的教学思想、教学观念一直占主导地位，片面地认为，工科数学仅仅是为大学生学习后继课程提供知识储备与工具.因而，从教学内容到教学方法基本上以灌输知识为主要目的，教学内容陈旧（三十年不变），教学手段落后（一块黑板、一只粉笔），教学方法多采用保姆式、注入式.在21世纪到来之际，人类已经进入了知识、信息大爆炸的时代，面对科学技术的加速发展和急剧变革，高等教育必须改变以传授已有知识为中心的状况，把培养学生获取知识的能力作为重点，而提高学生素质，培养创新能力是其核心，也是教学改革的根本目的.

就工科数学而言，如何提高工程技术人员的数学素质，培养他们创造性的应用能力，亦即应用数学知识创造性地解决实际问题的能力应是教学改革的方向与目的.素质与创造能力不仅仅必须通过有效知识特别是基础知识的传授来培养，更重要的是要引导学生应用所学的知识创造性地解决实际问题.

基于上述认识，工科数学的教学改革的指导思想应该是，教学内容应在精讲经典内容的同时，渗透现代数学观念、概念、方法、术语和符号，为现代数学适当提供内容展示的窗口和延伸发展的接口，培养学生获取现代数学知识的能力.其次要淡化运算技巧训练，加强应用，增加工程中常用的数学思想和方法.加强学生数值计算和数据处理的能力的培养，将计算机技术引入数学教学之中.

二、预备

互联网+时代到来的中国，包括政府在内都在推动互联网与各传统行业结合创新。教育行业作为中国传统行业之一，与互联网的有效结合必定能促进双方的发展，达成双赢。物联网专业课程的覆盖面较窄，偏重于系统前端的硬件采集原理，系统的概念较为薄弱，从人才培养的角度来看，已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求，学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容，又要为课程体系增加新的特色和先进内容，将传统的专业方向赋予时代意义，使学生们真正学以致用，课程改革已经迫在眉睫，其中包括《工程数学》课程教学改革

三、改革与实践

1、课程体系、教学内容方面的探索与改革

《线性代数》、《概率论与数理统计》是高等工科院校普遍开设的两门工科数学课程. 前国家教委“九五”立项课题《工科数学教学内容和课程体系改革的研究与实践》课题组提出了工科大学生必备的四个方面的数学基础，其中包括《线性代数》（离散量的基础）和《概率论与数理统计》（随机量的基础），占了两个方面，由此可见，这两门课程在大学生数学基础知识构成中的份量. 《线性代数》亦是我院确定的十二门重点基础课程之一.

《线性代数》课程，目前国内工科院校普遍使用同济大学编写的教材，该教材自1982年首次出版以来，虽再版多次，体系、内容基本未变，仍沿用五十年代前苏联的模式，存在诸多弊端.在新形势面前，这些弊端愈发显得突出. 具体表现为，过分拘泥于严密的理论推导，忽视了概念、原理和模型的实际背景，缺乏解决实际问题的训练.如：向量组的线性相关和秩的内容过分讲究体系的完整，从理论到理论，没有相应的具体模型，从教与学两方面都是难点，虽课时用了很多，但效果不好，并且这部分内容对完整了解线性科学理论体系也帮助不大；矩阵作为现代数学理论和方法的强有力的工具，在科学研究和工程技术中的作用举足轻重，而在目前的教学内容中，仅就其运算作了简单介绍，显得不足；线性方程组部分缺少实际求解的训练；相似变换和二次型的标准形应增加一些工程方面的内容，以利于学生能力的培养。

近年来，我们教研室部分教师在《线性代数》课程的教学改革中做了大胆地探索.张兆宁副教授在教学中摒弃了传统的过于严密、抽象深奥的理论推证方法，采用独创的流程式论证方法，适应了现代思维方式的训练要求，得到了学生们的认同.增加了计算机实践的内容，即将一些证明题、计算题编寫成算法，由学生上机求得结果. 其经验和体会写成《当代线性代数》一书，由南开大学出版社出版.牟德一副教授在讲授《线性代数》时，尽量简化理论性较强的内容，对于基本概念的引入都以实际问题作为引例，对重要的理论结果都有工程背景方面的知识介绍，并且对于一些理论结果的实现方法都作了简单交代.这样，使得学生在学习这门理论课程时，不至于感到过于抽象，在掌握有关知识的同时，也得到了分析问题、解决问题的能力的培养.

《概率论与数理统计》课程，国内工科院校普遍使用浙江大学的教材，与目前的教学改革的需要有不相适应之处，表现在概率论理论部分相对较多. 而工程技术中需要的数理统计方法较少，由于学时有限，教学大纲只对简单情况下的参数估计、假设检验两种方法作了要求，而对在实际问题中研究和处理随机现象问题的常用方法，如方差分析、回归分析等未能涉及.而这些原理和方法对于工程技术人员分析问题、解决问题的能力培养、知识面的拓宽都是至关重要的. 针对这种状况，我们在教学中，对教材内容作了适当地调整，具体做法是，尽量压缩概率论部分的内容，以搞清随机变量及其分布的概念与方法为原则，将连续型、离散型随机变量放在一起讲以节省学时，减少概率性质、计算特别是古典概型的内容，这样可将数理统计内容的课时由16增至22左右，不但使得较全面地介绍各种数理统计方法成为可能，还可针对不同的专业，增加一些内容以开阔学生的视野，如对电子系的学生，可講一点随机过程在信号处理中的应用，对经管系的学生，讲一点数理统计方法在经营管理和经营决策中的应用实例。

2.教学方式和教学手段的探索与改革

在目前高新技术、信息技术尤其计算机技术日益发展、普及的今天，传统以传授知识为中心的教学方式与手段显得如此不合时宜，以至于改革的呼唤比以往任何时候都要强烈.注入式、保姆式的教学方法是传统教学思想指导下的产物，即以教师为中心，学生成为被灌输知识的对象.教师试图在课堂上把所有问题讲细、讲透、讲全，学生盲目、被动地记忆所谓知识，课后机械地套用公式解题以完成作业. 这一做法，不但无法扩大课堂信息量而且必然助长学生产生依赖心理、养成思想懒惰的习惯，不能激发学生学习的主动性，严重妨碍学生的创新意识和创新能力的培养.

我们在教学中，一直注意用教师的主导作用调动学生的主观能动性，充分发挥学生的主体作用.课堂上以讲清主干概念为原则，枝节问题留给学生去思考、归纳.加入相关背景知识以增加课堂信息量.比如，张国强副教授在每次课上都要提问学生，启发学生对一些问题提出见解，然后加以分析、综合，进而引入新的概念和方法. 既吸引了学生的注意力，活跃了课堂气氛，又使得学生始终处于主动地位，深刻领会所学内容.

在教学手段方面，为力争早日改变一本教材、一只粉笔、一块黑板从教一辈子的传统数学教师的形象，着手将现代科技手段尤其多媒体计算机技术引入数学教学中来. 如测试系统，为教考分离、教学评估提供必要的手段；辅导答疑系统，可减轻教师的负担，增强学生自学能力的培养；演示系统，可将抽象的数学原理、方法、模型以较直观、生动的方式展示给学生.

四、主要应用

1.明确该课程的目的和定位

《工程数学》课程不是《高等数学》的浓缩，也不再是简单传授某些知识，而是要求在数学知识和软件实现的结合上下工夫，培养学生解决实际问题的兴趣和能力。

2.教学中注意激发学生的兴趣

物联网教学改革实践能力培养论文篇4

1、概述

油田涉及各种设备和系统，油井数量多且分布范围由几十至上百平方公里，分布比较零散，目前大多采用人工巡井方式，由人工每日定时检查各设备运行情况并记录各相关数据。这种方式必然增加工人劳动强度，并且影响了设备监控与采油数据的实时性和准确性。并且当抽油机、电泵、油压、油温等出现异常时不能及时发现，得不到有效监控、防患和控制。为此，油田急需建设一套基于物联网的油田智能信息监控系统。以实现智能的监测和控制油田的油井、计量站、联合站、油品集输、油罐、天燃气站等各种重要设施和油田安全生产场所，监测、采集和汇集生产各环节的数据，并进行相应的分析、定位、处理和控制。

该系统采用以ZigBee为无线通信技术和传感器技术组建无线传感器通信网络，并运用计算机技术、自动控制技术、嵌入式开发技术、现代通信技术、组态技术、音视频监控技术、GIS、GPS以及现代软件工程理论和软件编程方法等技术来解决行业信息化中生产信息的智能监测与控制，还可应用于各相关行业的各种信息化监测与控制领域。

2、应用背景

随着世界科技和经济的高速发展，人们对生产现场各种资源信息的获取和控制倾向于自动化、智能化，特别是具有危险性、人力不方便触及、数量巨大的设备参数控制等方面。例如：人们对石油的需求日益增大，石油资源又是一种不可再生的天然资源，加之油田企业各岗位原则上不增编的用人机制，在此种条件下如何确保油田企业安全、高效稳产是油田企业所面临的严峻现实。油田采油通常由油井、计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施组成，整个采油厂、矿、站各种生产设施的工作状态及其产品（如水、油、气等）的相应数据（如温度、压力、流量等）就直接关系到油田生产的稳定及安全，而这些重要数据目前大多由人工方式每日定时检查设备运行情况并测量、统计相关各生产数据，这种客观条件必然使工人劳动强度加重，并且影响了设备监控与生产数据的实时性，甚至准确性，同时存在疏漏、笔误和作假等隐患。目前，我国一些油田企业也采取一些通过诸如RS485总线形式的局域有线网、便携式采集设备的方式或以GSM短信息的方式达到对油井部分生产数据监测和统计智能监控/专业服务

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之目的，一定程度上解决了上述问题，但这些技术有较大的局限性。首先，油田各采油厂、矿、站需要监测的设备量较大，并相对分散，有线组网方式布线困难，灵活性差，建设成本高，而且出现网络故障时，短时间内很难定位和排除故障点；其次，油田各采油厂、矿、站内通常都有大功率的电机、泵机甚至变电站，这些设备工作时所产生的干扰可直接侵入网络而导致有线网络瘫痪，严重时周边设备都不能正常工作；第三，有线网络对油田各设备的检修产生一定程度的障碍，一旦维修人员维修时不小心可能导致有线网络的物理连接失效，使有线网络不能正常工作。至于便携式采集设备，其只能解决部分生产设备或数据的采集和监测问题，而且由于其采集时需要人工安装到相应生产设备上，将相应数据采集到便携式设备中，需要经常拆装，其与生产设备的接口部分磨损严重，常出现接触不良或无法连接的问题，并且将采集来的生产数据需要人工方式再上传至生产监测分析系统，仍然存在数据的实时性差和便携式设备丢失等问题；采用短消息的方式也存在上述问题，即基于（GSM）的短消息（SMS）或无线分组网（GPRS）通信方式实现了仅是对油井设备的监控，虽然解决了油田井口一些设备的监控问题，但仍然存在短消息滞后、丢失、GPRS掉线等通信受阻问题，其通信设备相对于ZigBee模块成本高、还需长期缴纳信息服务费，该系统的实时性、可靠性和控制的安全性差。

传感器技术是一种自动检测技术，被广泛应用于工业自动检测领域；ZigBee（802.15.4协议）技术是一种新一代的短距离双向无线通信技术，具有低成本（免执照频段、免专利协议）、低功耗（省电）、网络容量大、安全性高、抗干扰力强、网络自愈力强的特点，二者融合并辅以相应控制器可克服以上组网方式或系统的局限性，彻底实现油田信息的智能化监测和控制。

3、系统建设目的

本系统是以克服上述缺失和局限性为基础，结合并推广了现有油田生产设备监控管理系统应用的设计思路，将油田的采油厂、矿、站中的计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施的生产工况、工作状态等监测数据或信息，利用传感器技术和ZigBee技术构建无线传感器网络，并实时、安全、低成本地将监测和控制信息通过本地监控中心的油田信息监控管理系统软件接入油田企业现有的各级网络中，实现对油田企业各相关生产设备、生智能监控/专业服务

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产数据、安全指标等信息的监测、定位、分析处理、显示、警示和控制。

4、系统实施原理

本系统采用基于ZigBee通信与传感器组网的行业信息监控系统及其监控方法。以无线ZigBee技术为实现方式之一，其中基于ZigBee与传感器组网的油田信息监控系统包括如下单元：

监控对象N：指油田的各采油厂、矿、站生产中所关注的各种生产设备、生产状态、生产参数等信息，监控对象的编号N（以下同）可以取1，2，3，……，n（n<65000以下同）的整数。如各管线（水、气、油）的压力、温度、流速流量等；电机的工作电压、电流和功率等。

传感器模块N：对应于被监控对象从1——n整数编号，用于检测和识别被监控对象的状态，并将识别到的各信息转换为可识别的电信号（称数据信息）；

执行器模块N：对应于被监控对象从1——n整数编号，用于执行ZigBee终端节点模块发来的控制指令，对被监控对象的状态施加影响，使被监控对象的状态保持在系统预设的正常状态下；

ZigBee终端节点模块N：用于将传感器模块传来的数据信息发送给ZigBee路由节点模块（X或Y），并接收来自ZigBee路由节点模块（X或Y），经串行接口发给执行器模块, 同一网段的ZigBee路由节点模块的编号X和Y可分别是1，2，3，……，n的整数，n通常小于65000；

ZigBee路由节点模块（X或Y）：用于将来ZigBee终端节点模块或邻近ZigBee路由节点模块的数据信息发送给就近的ZigBee路由节点模块或ZigBee协调器节点模块，并将来自ZigBee协调器节点模块或ZigBee路由节点模块的控制信息发送给ZigBee路由节点模块或ZigBee终端节点模块；

ZigBee协调器节点模块：用于将来自ZigBee路由节点模块的数据信息通过串行接口或以太网接口传至本地监控中心，并将本地监控中心发出的控制信息发送给ZigBee路由节点模块；

本地监控中心：与ZigBee协调器节点模块直接相连接点监控服务器或服务器群所构成的局域网络称本地监控中心，其通过监控服务器或服务器群内的监控系统软件，处理和分析ZigBee协调器节点模块发来的油田生产信息，将相应的控制信息再下达给ZigBee协调器节点模块，运用组态技术、自动控制技术以及中间件智能监控/专业服务

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技术实现系统融合并直观地实时在大屏幕上显示和配以声光警示，必要时，将必要的相关信息通报异地或上级监控中心；

异地监控中心：油田网络信息系统中，除本地监控中心以外的其他网络均称异地监控中心，必要时其可通过油田现有的光纤网络，与本地监控中心联网，实现油田各生产信息的共享和交互。

传感器模块与ZigBee终端节点模块可组成一体或分体来监测，通过串行接口连接对被监控对象进行监测，按需将多个ZigBee终端节点模块、多个ZigBee路由节点模块和ZigBee协调器节点模块组成星形网、树形网、网状网以及它们间的组合网络，构建无线传感器网络的；以本地监控中心为组网参考点，由就近的协调器节点模块通过串口或以太网接口与本地监控中心的油田信息监控系统服务器或服务器群相连，通过监控系统软件（含数据库）对油田信息进行监测、定位和监控，遇突发事件时立即定位事件点并警示，对警示若无人工处置，则系统在一定时限内适时自动启动本地相应应急预案对事件进行处置；重大突发事件自动上报上级监控中心并根据事件优先级启动相应预案；本地监控中心通过已有的网络与异地监控中心相连，必要时与上级油田信息系统监控中心进行信息交互，重大突发事件可启动上级应急预案数据库中的相应应急预案，形成油田信息点、线、面相结合的智能化立体监控体系。

5、系统实施方法

该系统涉及基于ZigBee的水、气和油相关的温度、压力、流量等各类传感器，为表述表述方便将其定义为监控对象，具体实施方法如图1系统组成结构示意图。

监控对象1：指油田的各采油厂、矿、站等油田生产所关心的包括但不限于诸如油井、计量站、中转站、联合站、原油外输系统、油罐、天燃气罐以及油田的其它设施。具体例如各种生产设施的工作状态及其产品（如水、油、气等）的相应数据（如温度、压力、流量、流速等）；各电机的工作电压、电流和功率、温度等；各种重点安全设备或设施的安全警戒等；

传感器模块2：安装于监控对象1上，用于检测和识别被监控对象1的状态，并将识别到的各信息转换为数据信息；

ZigBee终端节点模块4：通过数据总线或RS232串口接收传感器模块2监测到的数据信息，将收到的数据信息发送给ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点智能监控/专业服务

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模块6，并接收来自ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6的控制信息，同时将该控制信息发送给执行器模块3，通过执行器模块3对被监控对象1施加影响，使被监控对象1的各状态保持在系统预设的正常状态下；

ZigBee路由节点模块5和ZigBee路由节点模块6：分别接收来自ZigBee终端节点模块4发来的数据信息并转发给ZigBee协调器节点模块7，同时接收ZigBee协调器节点模块7发出的控制信息并转发给ZigBee终端节点模块4；

ZigBee协调器节点模块7：接收ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6发来的数据信息，通过串口或以太网接口将该数据信息发送给本地监控中心8的工控机或服务器或服务器群，同时将监控中心发出的控制信息发送给ZigBee路由节点模块5或ZigBee路由节点模块6；

本地监控中心8：由至少1台工控机或服务器或服务器群以及其他设备搭建的局域网络，其通过串口或以太网口与ZigBee协调器节点模块7相连，接收来自ZigBee协调器节点模块7的数据信息，进入系统监控软件数据库进行数据监测、分析、处理和定位，并将处置的结果以控制信息的方式发出给协调器节点模块7；

异地监控中心9：油田网络信息系统中，除本地监控中心8以外的其他网络均称异地监控中心9，其通过油田现有的光纤网络，与本地监控中心8联网，实现油田各生产信息的共享和交互。所有ZigBee模块中由 CC2431芯片及其外围电路构成，用汇编和C语言编程实现各模块的功能。在实际应用中，为实现油田各相关信息的共享，将搭建的无线传感器网络与油田现有的信息网络相连，通过各监控中心B/S架构、C/S架构或二架构相结合的系统监控软件，用逐级授权的方式安全实现油田信息的实时共享和交互，系统总体通信网络结构拓扑示意图见图2，部分油田报表实例间附表1。

需明确的是ZigBee模块无线通信的有效通信半径是100米左右，在实施中的经验是ZigBee各模块间的最远布设距离应小于45米，在实际复杂的工业环境中一旦相邻的一个ZigBee模块失效，则相隔此失效模块的两个ZigBee模块仍能通过自动搜寻而进行通信，从而实现网络的自愈和自恢复，确保了系统的稳定性和可靠性。

监控中心平台软件的具体实施方式是运用组态技术、计算机自控技术、GIS技术、GPS技术、三维浏览技术、中间件技术，以当前主流的B/S和C/S相结合的智能监控/专业服务

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混合架构实现，集信息采集、监视、监测、控制、指挥（调度）为一体的软件平台。

6、结束语

通过各种传感器技术实现对油田工业生产各重要设备或环节的监测与感知，结合ZigBee技术组建无线通信网络，建立物联网感知体系，利用本地和异地监控中心的油田生产信息监控系统软件，实现对油田各生产信息的实时、自动监测与控制。具有低成本（ZigBee免执照频段且免专利协议）、工作时间长（两节5号电池能工作6——24个月）、安全性高、抗干扰力强、组网灵活（拆装方便）、网络容量大、网络自愈力强的特点，并通过监控中心管理系统软件，本系统可有效降低油田工人的劳动强度，彻底解决了人工巡检方式、短消息方式以及其他方式采集和监控油田生产数据的不足和局限性。本系统的监控方法可最大限度地利用油田现有的系统或网络，变革油田信息系统原有分散、独立的集合式监管为以各级监控中心为核心的集成式监管，真正做到油田信息的智能化、实时化、网络化、系统化，特别是对重大突发事件的实时分析、决策和解决发挥不可替代的作用。本系统还可应用于市政、军事、电力、水利、能源矿业、家庭自动化、监狱、交通、汽车自动化、农业自动化、物流管理和医疗护理等领域，另外随着ZigBee芯片技术的完善，其还可以对局部区域内的移动目标例如车辆、监狱的服刑人员等进行跟踪和高精度定位。智能监控/专业服务

物联网教学评价方案篇5

教学评价

教学评价一般包括对教学过程中教师、学生、教学内容、教学方法手段、教学环境、教学管理诸因素的评价，但主要是对学生学习效果的评价和教师教学工作过程的评价。教学评价的两个核心环节：对教师教学工作（教学设计、组织、实施等）的评价——教师教学评估（课堂、课外）、对学生学习效果的评价 ——即考试与测验。评价的方法主要有量化评价和质性评价。教学评价是对教学工作质量所作的测量、分析和评定。它包括对学生学业成绩的评价，对教师教学质量的评价和进行课程评价。

教学评价有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力。

学业评价是运用恰当的、有效的工具和途径，系统地收集学生在各门学科教学和自学的影响下认知行为上的变化信息和证据，并对学生的知识和能力水平进行价值判断的过程。

以工作过程为导向的专业核心课程的设计与实施是理论实践一体化的课堂教学，在学习的内容、学习方法、达到的学习目标等方面较传统课堂教学提出了更高的要求。研究探索工作过程导向专业核心课程学生学业评价，明确规定学生学业考评的原则、依据、方法等，有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力，以学业评价为教学设计与教学实施出发点和归宿，提高教学质量；有助于促进学生学习能力、实践能力、创新能力的形成与提高，进而成长为适应社会主义经济建设，适应首都社会经济发展的专业技能型人才；有助于促进我校教学管理的科学性，形成我校人才培养的比较优势，提升我校为经济社会发展服务的能力有着重大的意义。

通过评价展示学生的进步和达到的学业水平以及创新的成果，促进学生的反思和进步。引导学生不断增强达成专业学习目标的信心，积极、主动地学习，实现职业理想，引导学生注重过程性学习、方法能力的学习，为学生的长足发展打下基础，引导学生逐步提高专业能力，完成课程标准，激发潜能，探索创新，为学生职业成长奠定下坚实的基础；引导学生不断增强社会责任感，诚实守信、遵纪有礼，勤劳勇敢、团结协作、积极进取，促进学生成长为具有社会主义优秀品质，适应社会经济发展的技能型人才，全面地，最大可能促进每个学生的发展。教学评价有反馈功能。通过教学评价，能使教师和学生知道教学过程的结果，及时地提供反馈信息。反馈信息在教学中具有重要的调节作用。信息工程学表明，只有通过反馈信息来调节行为，才有可能达到一定的目标。教师获得评价的反馈信息，能及时地调节自己的教学工作，能使教师了解自己的教学方法和教学过程组织中的某些不足，诊断出学生在学习上存在的问题与困难；可使教师明确教学目标的和实现程度，明确教学活动中所采取的形式和方法是否有利于促进教学目标的实现，从而为改进教学提供依据。学生获得反馈信息，能加深对自己当前学习状况的了解，确定适合自己的学习目标，从而调整自己的学习。此外，还能起到激发学生学习动机的作用。研究表明，经常对学生进行记录成绩的测验，并加以适当的评定，可以有效地激发并调动学生的学习兴趣，推动课堂学习。

教学评价可以起到强化功能。教学评价可以调动教师教学工作的积极性，激起学生学习的内部动因，维持教学过程中师生适度的紧张状态，可以使教师和学生把注意力集中在教学任务的某些重要部分。实验证明，适时地、客观地对教师教学工作做出评价，可使教师明确教学中取得的成就和需要努力的方向，可促使教师进一步地研究教学内容、教学方法，以提高自己的教学水平。

对于学生来说，教师的表扬、鼓励、学习成绩测验等，可以提高学习的积极性和学习效果。同时，评价能促进学生根据外部获得的经验，学会独立地评价自己的学习结果，即自我评价。自我评价有助于学生成绩的提高。

师范生教学评价能力实践培养论文篇6

师范教学评价能力是师范生教育能力的重要组成部分，是师范生教学监控能力的基础，是反映师范生教学水平的一个标志。因此，应当关注师范生教学评价能力实践培养的质量保障问题。本文从建设师范生教学评价能力实践培养保障体系的重要性出发，思考了如何建立更行之有效的师范生教学评价能力实践培养的保障体系。

加强师范生教学实践能力培养对提高师范生的教学质量有重要影响，教学评价能力是师范生教学实践能力的重要构成部分。师范院校作为教师培养的摇篮，在增强学科教学能力培养的同时，通过一定的培养策略和方法训炼和培养师范生的教学评价能力显得尤为重要，为其将来走上教师岗位打好坚实的基础。

一、优化师范生教学评价能力实践培养保障体系的重要性

1.提高师范生培养质量的现实需求。

师范院校承担着预备教师培养的任务，提高师范生的培养质量是师范院校工作的重要使命，其中良好的职业能力是师范生的质量表现之一，教学评价能力则是师范生职业能力的构成要素。从其培养角度上说，在实践活动中培养是有效的方式，师范生在实践中运用、体会，更容易实现教学评价能力的积累和升华，这个过程既离不开师范生自己的努力，更离不开师范院校为之创造的良好保障条件，使师范生的教学评价实践活动得到真正的落实。

2.推进教师教育改革的需求。

当前，教师教育改革的重点之一在于突出师范生实践能力的培养，为师范生更好地从事教师职业奠定良好基础。“加强师范生教学实践能力的培养是现代教育发展以及基础课程改革的需要，它对于提高师范生的整体素质起着举足轻重的作用”[1]。国家提出了强化教育实习，提高实践能力培养的要求。然而，要真正落到实处，还需要师范院校做更多的工作，包括课程体系、师范院校教学模式等方面的改革。构建师范生教学评价能力实践培养的保障体系是从职业能力的实践培养角度进行的探讨，是推进我国教师教育改革所需要的。

二、师范生教学评价能力实践培养保障体系的问题

1.教育实践经费投入不足。

通过实践培养师范生的教学评价能力是培养方式的变革，需要师范生参与实践，投入实践，在实践中去感悟，去体会，去内化。要做到这一点，首先就是要保证师范生有足够的实践机会。实习、见习和研讨会等相关实践途径都需要经费的投入，只有拥有一定的资金，才能更好地保障教育实践活动的开展，还是师范生培养质量的主要保障措施之一。“教育经费的投入是保障师范生教学评价能力实践培养的最主要的外部条件，同时也是最需要的条件”[2]。

然而，当前师范高校却存在着教育实践经费短缺，投入不够的问题，直接反映在教育实习上面，有的学校学生教育实习补贴、给实习学校的指导费用还是参照上世纪90年代的标准。这导致联系实习学习难度大，学生与实习学校指导教师积极性低，实习有时候变成完成任务，通过实习培养师范生教学能力的效果很差，更别说教学评价能力。

2.校内实践活动实效低下。

所谓实践，就是要让师范生有亲身体验，有自身感受。实践途径并不仅仅是指教育实习与见习。事实上，师范生在大学里亲身参与的各种活动都可以是培养其教学评价能力的实践，包括课程学习中的观摩，讨论与评价，学校组织的各种教学竞赛、模拟教学，等等。

然而，大学课堂中教师教学模式较陈旧，偏重教师讲授，教学内容理论性过强，实践性知识欠缺，课堂中学生听得比较多，似乎听得很明白，却又感觉难以运用，这导致学生参与和动手机会少，很难获得对教学的感悟，难以有效转化为学生内在的职业能力。这不是大学教学应有的却又是普遍存在的现象，导致师范生在未来的职业活动中，难以有效地实现理论性知识与实践性知识的有效结合。

师范院校内组织的一些教学竞赛是培养师范生感悟教学、在课堂教学中实践评价、培养评价能力的一种有效方式。然后，目前，这种教学竞赛往往是作为学生工作部门开展的活动形式而存在，范围小，频次少，参与者少，没有成为全体师范生共同参与的实践活动，导致了少数人表演，大部分人旁观的状态。微格教学是培养师范生教学能力较成功的模式，曾经在世界上产生较大影响。然而，当前很多大学微格教室少，微格教室的配套措施不够先进，不注重师范生在微格教室中的实践锻炼，单纯地把微格教室当做师范生实习前的演练场所，没有发挥微格教室的实效性。

3.教育见习与实习设置与配套设施不合理。

教育实习是师范生教学评价能力实践培养的主要途径。在教育实习过程中，师范生能将自己所学的知识、技能进行实地演练，是其理论联系实际的重要过程，也是提升自己教学能力的必经之路。通过教育实习，师范生能更好地审视自己，反思自己的不足，有针对性地提升自己的素养，从而为成为合格的教师打好基础。

但是，目前高师院校教育实习实效一般，没有发挥出锻炼师范生进行教学评价主要方式的作用。导致这一问题的主要原因是师范院校教学计划安排不合理，方式单一，教育实习一般采取集中实习的方式，整体安排在大学四年级，时间短，仅仅为期两个月左右;没有充分合理运用见习这一实践途径，见习时间短，仅仅为期一周;实习基地积极性差，没有与师范院校形成良性互动;师范院校带队教师与实习基地指导教师指导力度弱，没有真正发挥指导者的作用。

三、优化师范生教学评价能力培养保障体系的措施

由于教学评价能力本身的实践性和操作性倾向，要提高师范生的教学评价能力，必须创造出更多的实践机会，这需要师范院校从制度到实施给予诸多保障。

1.完善课程计划，丰富师范生实践活动形式。

师范生教学实践能力并不是凭空产生的，需要相应的课程学习，也需要师范生自身的实践转化。因此，课程计划的完善是保障师范生实践能力提升的基础。

为了师范生能够在未来教学岗位上更好地实施教学评价工作，师范院校应在课程计划中为教师教育专业开设培养教学评价能力的相关课程，使师范生掌握相应的评价理论与技术，从而在教学实践时面对不同的学生、不同的教学状况进行合理的教学评价。调整教育实习的时间安排，加大教育实习力度，这既是教育部教师教育改革的要求，又是师范生教学能力形成与培育的要求，通过较为长期的实践训练，依靠实习小组中各实习教师相互观摩学习、评课反思提升教学评价能力，解决实习教师中存在的比较突出的问题。

除此之外，笔者认为，还应该注重见习的`作用，这是过去被忽视的一种实践形式。见习对于师范生来说是非常重要的。从师范生教学评价能力培养来说，见习就是师范生观摩在职教师在课堂中评价学生的方法、语言、时机。通过对榜样行为的学习，实现从理论到实践的转化，同时培养评价他人教学的能力。笔者认为，师范院校应该在课程计划中增加见习时间，次数，从大学二年级开始就实行分学期见习，从而增加师范生接触教学实践的机会。

在学校中创建多种实践活动的环境。师范生通过参加教学技能大赛可以积累教学实践经验，在说课、授课、评课的环节可以提升自己的教学评价能力。

目前，师范院校教学技能竞赛最大的问题在于参与者少，变成少数人表演，大部分人旁观的状态。因此，笔者认为师范院校应举办以团体参赛为主、环节多样的教学技能大赛。学生以团队形式参加，可以扩大教学技能大赛的影响范围，设置说课、即兴演讲、授课、评课、问答等环节，增强比赛趣味性，在备赛过程中团队成员相互观摩学习有助其教学评价能力的提升。

2.增加投入，完善教学评价能力培养的管理制度。

师范生教学评价能力的培养需要学校加大对师范生从事实践活动的经费投入，从而支撑师范生的实践活动，加大对微格教室的创建力度，完善学校图书及各类数据库等学习资源的投入。

完善管理制度主要指完善各种教学实践活动的管理与奖惩制度，如对教育实习、见习、校内外各种教学实践的管理与奖惩，良好的奖惩制度可以激发师范生参与实践的积极性。应开发新的教学实践评价指标体系。当前，对于师范生参与实践往往停留在频次管理上面，包括师范生上了多少节课、试讲了几次、听了多少节课、写了几个教案等。

就教学实习与见习来说，笔者认为还需要考察师范生对于教学中评价学生的案例的剖析、团队交流报告、自我反思报告等质性材料，在此基础上进行评优奖励。对于指导教师来说，应建立师范院校带队教师与实习基地指导教师的奖惩体系，包括量化的指标与质性指标，结合学生评价与自我评价实施奖励。

3.改革课堂教学模式，培育课堂中学生参与评价氛围。

当前，师范院校课堂教学改革已经成为高校教学研究的一个重点，如何在理论性与实践性之间实现有效结合，既培养师范生的学理水平，又提高他们的实践运用能力是一个难题。

培养师范生在课堂教学中评价教学和评价学生的能力必须改革各门课程的教学模式，融师范生教学评价能力培养于各门课程教学活动之中，这是当前师范院校教学改革需要着力探讨的。事实上，课堂就是师范生最便利、最有效的实践阵地。需要从三个方面入手：

首先，要增加专业课程与教师教育课程中的评价学知识和实际操作的内容，并与中小学教学实践紧密结合，改变过于注重理论知识学习的状态，如教育测量与评价、教育统计与测评等课程关注的重点集中在标准化测验的测验理论，与教学实践中的评价活动存在一定脱节，没有体现出这些课程的应有价值。

其次，注重案例教学模式的运用，赋予学生更多的活动空间与时间。师范院校各门课程都应该推行案例教学模式，这种教学模式具有更强的实践性，更贴近实际的教学情境，更好地帮助学生针对性地提升教学评价能力。

学习过程中，师范生接触的是以实际的课堂教学作为教学案例的材料，这些材料可以通过视频或文字资料的方式呈现，让学生身临其境，通过在课堂上分析和讨论教学案例，课后写反思心得，让师范生成为分析这些教学案例的主体而不是旁观者。同时，真实、生动的教学案例更能激发师范生的学习兴趣，帮助学生在情景中主动建构知识。另外，可以让师范生登台试讲，让其他学生对其教案、教学导入、教学方法、教学过程等进行分析评价。看看哪些是值得借鉴的，哪些是不足的，有兴趣的学生还可以自己课后再重新设计这堂课，这对其教学评价能力的提升必然大有裨益。

再次，提升师范院校教师自身的教学评价能力。在师范生教学评价能力的实践培养中，教师发挥着关键的作用。因此，师范院校应通过各种培训与学习，提高教师的教学评价水平，特别是教学评价专职授课教师的水平。

4.发挥师范学校微格教室的实用性。

微格教室是锻炼和培养师范生各项教学能力的最佳场所。在微格教室中，师范生进行模拟教学实践，把课堂中所获得的专业理论、教师教育原理和技能运行于微格教学之中，学习评价学生及对其他师范生的教学进行评价。但是，微格教学没有常规化是师范院校教师培养工作的常见现象。“当前师范院校的微格教室教学并没有很好的发挥微格教室的实用性，微格教室单纯应用于教育实习前的教学演练”[3]。

物联网专业的实践教学方法研究篇7

实践教学环节是高职类院校的教学特色体现。在2010~2020国家中长期教育改革和发展纲要中指出, 要创新人才培养模式, 创新教学方法。在高职院校的物联网专业培养高素质的技能型应用人才, 在很大程度上依赖于教学课程的实践环节。

在高职院校课程教学中, 老师常常会有这样的体会:学生整体素质降低, 理解能力相对较差;教师努力讲课, 学生却在课堂上玩手机、开小差;考试难度不大, 学生却考不出较为满意的成绩。反过来, 学生也会有这样的想法:开始对课程很感兴趣, 但是随着课堂上理论内容讲解, 慢慢失去了兴趣。就算课程中开展了实验等环节, 也很难独立解决问题, 久而久之, 就对学习失去了信心。

针对上面存在的这些问题, 结合高职院校学生培养目标, 以物联网的某些专业课程为例, 对实践教学环节教学方法进行探究。

2 实践环节教学方法

2.1 项目教学法

项目教学法来源于Project-based Learning, 即基于项目的学习。项目教学法通过一个实际的项目展开, 将理论教学和实践教学结合起来, 注重培养学生的解决问题的能力。

项目教学中, 教师为学生提供项目和实际的情境。学生是项目的主导者, 通过团队协作, 共同解决问题。项目教学法区别于传统的教学, 它通过学生自主学习来锻炼和提高学生的能力。

2.2 情境教学法

情境教学法是教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景, 以引起学生一定的态度体验, 从而帮助学生理解教材, 并使学生的心理机能能得到发展的教学方法。教师通过情境教学在课堂上将学生调动起来, 让学生成为课堂的主角。在所设计的情境中注重培养学生的学习能力和素质, 让学生在将来的工作岗位得心应手。

3 实践教学环节的研究

3.1 课程实践教学环节

在“网络基础”等课程教学中, 理论知识的学习是必不可少的。理论的学习是实践的基础。因此在课程实践改革中, 不能忽略理论的教学, 也不能完全用实践去替换理论教学。针对高职院校学生的特点, 可以将理论和实践结合起来。一个知识点对应相关的实践, 逐步消化。“组建局域网”的知识点, 可以如表1进行设置。同时也要注意知识点的难度的控制, 主要是以实际够用为原则, 注重知识点的应用。

3.2 实训课程环节

在实训环节中, 学生在专业实训教室, 有较为完善的实训设备。在实训中通常是小组合作, 有的小组中个别学生起到了主导作用, 其他学生只是在边上观看, 或者干脆完全不干。最后实训达不到预期的效果。

1) 教师任务设定

教师合理利用实训室, 在课程之前有针对性地根据情境设计一个较为完整的、具体的项目实训任务。这个任务将涵盖了整个实训课程的所有知识点, 同时包含了学生需要自己学习的任务。改革就需要从教师任务设定开始。教师要注重实训前的准备工作。比如将实训任务细化成章节要点。任务分工明确, 要每个小组成员各自负责相关要点。这样避免了部分学生在实训中成为旁观者。

2) 实训任务实施

实训任务需要学生通过小组成员协同工作, 共同完成。教师对最后的完成效果要有具体要求。整个任务的完成中, 学生通过自主的学习、分析问题、解决问题等环节, 锻炼了自主学习的能力, 掌握了相关知识。

3) 实训成绩评定

完成实训后, 除了提交任务报告, 还要求同组成员能够对其他成员进行评分。教师通过课堂的指导, 加上各方面的反馈, 最后对学生进行评定。

3.3 顶岗实习

在即将毕业的最后一年, 学生有了顶岗实习的机会。虽然实习机会多种多样, 但是很多学生找到的工作并不能完全和专业所对口。在学生提交的顶岗实习的总结报告中, 很少有同学对自己学到的新技能进行描述。这些报告对学校指导老师并没有太多的参考价值。

如何帮助学生在合适的岗位锻炼自己, 而不是仅仅出去工作。学生在选择顶岗的岗位时, 需要进行专业的指导和规划。首先让学生对所应聘的岗位进行概括性的描述。比如学生可以将一个网络管理员的岗位工作内容整理成下表2。在完成顶岗过程中, 学生必须有针对性地完成自己在这几个方面的能力的培养。在顶岗实习结束后, 需要对自己的各方面的工作和收获进行总结, 并对自己进行自评式打分。结合企业顶岗实习指导教师的评分, 就可以较为客观地对顶岗实习进行评分了。顶岗实习将企业中的资源得以充分利用, 实现学生和企业双赢的局面。

3.4 毕业设计

毕业设计是学习、研究与实践结合的深化, 是三年学习中综合素质与创新能力培养的关键。教师给予学生基于实际项目任务的课题。毕业设计中有的同学在校内实训基地完成项目研究, 有的则在实习单位借助企业真实的工作环境资源完成工作。结合自己的实践, 完成论文写作。学生在项目中, 接触了最前沿的知识和技能, 将来在工作中也可以更加得心应手地进入角色。

4 总结

在高职院校学生实践能力培养中, 充分利用学校现有的实验实训环境和设备, 使用基于项目的实验或实训培养学生的实际操作能力。教师要让学生成为课堂的主导者, 让学生在分工合作、自主学习中提高对学习的兴趣, 在项目中掌握解决问题的能力。

摘要：通过分析高职院校课程中实践教学环节存在的问题, 本文对课程、实训、顶岗实习、毕业设计中的实践教学环节方法进行研究, 旨在加强学生学习能力的培养, 提高实践教学环节的教学效果, 实现人才培养目标。

关键词：实践教学,项目教学,分组教学

参考文献

[1]张于思, 赵英华.校企深度合作下的高职实践教学的推进研究[J].现代阅读, 2013 (2) :45.

[2]蔡巍.浅谈高职院校物流管理专业实践教学中存在的问题与对策[J].职业教育, 2011 (7) :229.

[3]马春红.校企合作助力高职院校实践教学研究[J].中国电力教育, 2014 (32) :139-140.

[4]李亮亮.实践教学体系改革与学生职业精神养成[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2014, 15 (4) :72-75.

物联网教学改革实践能力培养论文篇8

摘要：按照物联网工程专业教学的要求，该专业学生既要精通理论又要具有工程实践能力。作者引入CDIO工程教育理念，重点在物联网课程实践教学改革及其相应的实践教育思路等方面进行了深入探讨，对提高高校物联网工程专业教学水平，提升学生综合素质和工程能力，具有一定的实际指导意义。

关键词：CDIO；物联网；教学改革；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）22-0065-03

一、引言

随着电子信息技术的进步和全球工业化的迅猛发展，物联网等信息技术的第三次革命将给人们的生活带来重大的改变。而物联网工程技术人才匮乏的现象日益突出，业内急需物联网技术专业人才。

如何结合高校学生学习实际情况和认知规律，培养适应市场的物联网技术人才，成为物联网专业教育改革发展的当务之急。

本文借鉴发达国家高校工程人才培养模式的成功经验，参照《高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》[1]的相关理念与指标，提出了在工程教育能力结构上，高校的物联网人才培养模式应注重理论与实践的紧密结合，以生产第一线的实际需要为目标，注重面向实践科研，增强学生的综合素质，突出“产学研”互相结合，使学生循环渐进地掌握物联网技术和解决实际问题的方法。

二、CDIO理念的引入

高校开展的物联网课程是为计算机、电子信息类本科学生开设的专业课程，课程的目的是使学生掌握物联网技术的基本理论，培养学生运用物联网技术分析问题和解决实际问题的能力，能够对整合网络内的人机交互设施进行实时管理和控制，具备解决实际问题的工程素质和创新能力，达到物联网工程技术对人才的要求。

CDIO 培养体系是21世纪提出的先进教育理念，其体系和评价标准面向产业对工程人才的需求，把构思—设计—实现—运行（CDIO）作为工程教育的环境背景，由此获得一系列详细而合理的教学目标。[2]

CDIO教学计划的制订是以技术应用能力和工程素质培养为主线，其核心定位在于掌握基础理论知识的基础上，着力培养学生从事专业实际工作并能直接参与到应用系统开发过程中的实际能力。强调实践能力与工程素质，这是物联网课程引入CDIO实践教学计划相结合的关键点。CDIO教学计划强化了学生的理论基础，并能进行技术创新，体现了物联网专业学生实践能力的核心素质培养。

三、物联网课程CDIO实践教学改革的要求

物联网CDIO教学实践要求学生既要精通物联网理论，又强调工程实践，更加强调注重创新精神和工程实施。因此根据物联网课程设置和课时安排，要求学生掌握开发环境的建立、程序的开发、软件的调试、通信接入与处理原理等基础理论。在初步具备基础知识后，通过项目的开发掌握应用于实践工程的综合能力。教学与实践有机结合，实现从事物联网工程及应用技术研究的应用型高级专门人才的教学要求。

物联网课程CDIO实践教学具体教学基本要求如下：

1.物联网概论的了解

物联网产业链广，因此需要掌握物联网的发展趋势，对物联网体系架构要全面了解，并熟悉物联网的应用层、网络层及感知层的功能、关键技术及技术分析，在教学过程中加强学生对物联网领域的思维和更多的感性认识。

2.熟悉物联网开发环境的构建

物联网学习者需要熟悉掌握IAR Embedded Workbench集成环境，使用该IT开发工具可以有效提高联网工程项目开发效率，如功能强大的编辑器、便捷的中断处理和模拟等，符合不同层次用户的开发需求。

学生能应用相关原理和技能通过物联网教学实验平台系统的Linux开发环境进行实验模拟和仿真，根据应用项目的需要进行硬件和软件的配置，这是物联网CDIO实践教学中必不可少的一项内容。

3.对传感器的分类、组成的掌握

传感器是物联网工程信息采集的基础，种类繁多，因此只需要掌握典型的传感器的系统构成，包括作用、原理图及电路图，在此基础上能学会根据传感器原理特征和目标程序的诊断，排除故障和满足项目的信息传输处理要求。

4.掌握物联网关键技术

掌握射频识别技术、物联网通信技术与无线传感器网络技术以及RFID关键技术的基本原理及其应用，此外要求掌握ZigBee网络原理及其应用方法，能通过RFID技术、ZigBee网络技术及无线传感器组建物联网，熟悉人机交互、物机交互原理。

5.物联网系统设计方法的掌握

了解人工智能的算法、智能系统的设计方法，并掌握物联网开发环境下的编程与硬件调试知识，特别是传感器信息采集所涉及的接口设计和编程设计，掌握运用ZigBee无线组网和无线安全设计技术进行创新性的系统开发应用。

四、开展CDIO物联网实践教学改革的尝试

1.构建科学的CDIO物联网课程体系

根据物联网专业学科的特点，结合学校实际情况，在构建CDIO物联网实践体系时，将实践教学融入理论教学过程中，各个教学环节强调教学内容与实践教学互相渗透，并按照能力为本位，侧重物联网技术的整体训练。

课程的安排以项目开发及应用为主要实训、实习内容，通过校内实训和企业实习方式进行。以物联网技术实验室和CDIO科技创新实验室为依托，只有构建适合物联网发展的实验教学体系，才能真正达到强化学生实践能力的效果。

2.建立健全开放型物联网工程实验室

由于CDIO物联网实践教学以学生实践为主导，因此，物联网工程实验室建设需把教学和实践相结合，课堂内外实验、技术竞赛、项目实践以及校内与校企实训的教学与实践相融入，创建“产学研”开放型一体化实验室。[3]

这种实验室模式的特点是物联网工程专业学生专用的开放型实验室，教学与实践开发相结合，课程的开展和项目开发指导可以同步进行，有利于师生的学习交流，有利于课程设计改革的具体实施，充分体现了CDIO实践教学的指导思想。

3.选择物联网综合实践教学平台

实践教学平台是培养物联网工程专业技术人才的必备实验设备，用户在学习物联网基础理论知识后，通过实践教学平台进一步理解和掌握物联网软件开发工具与实际硬件环境的调试，提高相关技术的应用能力，在此基础上，用户也容易理解和学习物联网的应用和分析案例。

因此，一个好的物联网实践教学平台可以帮助学生系统地掌握物联网技术与方法，培养学生运用物联网技术分析和开发应用项目的能力。

一般来说，具备最基本的ZigBee无线网络实验实训与RFID技术综合训练的开发环境是物联网CDIO实践教学必不可少的。至于Android开发环境搭建、内核实验及控制扩展模块等其他开发实验平台工具，则可以根据实际的应用软件和开发计划来选用。

在软件方面，选取IAR Embedded workbench集成开发环境，该开发环境的交叉编译器和调试器是比较完整和容易使用的专业嵌入式应用开发工具，具有代码紧凑、硬件资源的节省、支持扩展工具、瓶颈性能分析等特点，[4]可以满足开发用户的不同需求。

4.校企实训、校外实习模式开展产学研合作

CDIO教学模式提倡实践教学与科研课题结合，通过CDIO教学模式强化所学知识点，培养技能，充分提高物联网课程的教学质量。我校计算机学院与软件企业共同合作，探索出了一种“产学研”相结合的软件，运用于开发校企联合培养的应用型实践人才的实训模式。

该模式分为校内实训和校外实习两个阶段：

在校内实训阶段，由企业安排具体物联网项目进行学习，授课地点安排在校内物联网实验室，让学生在真实的开发环境中理解、验证及掌握知识，企业导师通过物联网实验教学平台及实训课题，把课堂上难以理解的学科知识在真实的项目开发过程得到展示，让学生身临其境，最大限度地开发学生的潜能，使学生获得物联网工程师的技能，并在实践中积累相关的实际项目经验，为下一步去企业实习打下扎实的基础。

通过前期校内实训后，学生进入企业实习时，企业为学生提供一个真实的项目课题，学生参与到其项目开发中，一方面学习物联网前沿的实际应用方法与技巧，另一方面培养学生的企业素质、群体协作技巧等综合素质，取得实际项目开发经验，提高其适应社会工作的能力。

实训是课堂学习的补充，校外实习是实训的延伸，二者有机结合，能够有效地提高学生的知识应用能力和实践能力，使学生成为开拓创新的实践应用人才。

5.建立有效的实践教学管理措施

实践教学管理是将实践教学过程的教学计划、教学质量进行规范化、标准化，建立一套完整的实践教学管理措施。能起到对学校的实训实验室与校外实训基地进行有效的配制使用，并对实践教学过程质量进行有效监控的作用。管理措施不仅贯穿于实践教学过程中，同时监测学生在实训实验室及企业实习基地的学习情况，并根据人才培养方案的目标和定位，及时调整监测中发现的问题，不断提高实践教学质量和水平。

五、CDIO教学效果的评价

通过对我校2013届、2014届物联网专业实施CDIO实践教学模式，近两年来，按照CDIO能力大纲[5]进行综合分析，结果表明（见表1）。

这种实践教学模式，学生高度参与，不再被动地接收理论知识，而是主动、灵活地运用各种物联网知识解决实际应用问题。

师生之间互相启发，完整地参与项目的开发过程，这种“做中学、学中做”的实践教学模式，既能促进教学，有利于学生物联网知识的学习，另一方面，物联网应用知识传授得到了深化和升华。

校内实训和企业实习可以帮助学生及早地了解和接触物联网知识的运用方法与技巧，为物联网专业学生创造了接触物联网新观点和实践经验的机会。

对学生来说，参加物联网项目研发，不仅提高了实践能力，而且学生从事物联网科学研究的能力也得到很好的锻炼，更能将所学奉献社会、产生效益，达到了“学以致用”的功效。

近两年来，我院学生在国际竞赛活动中频频获奖，其他省级竞赛也获得不错的成绩。同时学生也积累了一定的项目成果，当展示这些作品给用人单位看时，这些毕业生往往更受用人单位的青睐，从而达成就业协议，无形中提高了我校学生的就业竞争力。

六、结束语

物联网工程专业人才培养质量是一项复杂的系统工程，我校开设物联网工程专业时间比较短，应用CDIO实践教学模式改革的效果也只能从近年专业学生的综合素质上检验。

如何有效地将创新与实践更好地相结合，更好地通过CDIO进行实践教学，需要探索的东西还有很多，现在CDIO实践教学模式的引入只是进一步改革的起点，愿本文能为物联网工程及其他理工科专业提供有益借鉴。

参考文献：

[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京：机械工业出版社，2010.