浅谈物联网相关专业中通信技术类课程建设
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引言
从IBM的智慧地球到智慧中国,物联网在今年兴起。针 对国家战略导向和市场需求,许多学校都成立了电信信息工程 物联网方向相关专业,如何建设好物联网专业成为一个重要 课题。
物联网技术是一种通过红外感应器、射频识别等信息传 感设备,按照约定的协议,将物理世界信息化、网络化,再把 物品与互联网进行连接,进行信息交换和通信,以实现智能化 识别、跟踪、监控和管理的一种网络技术。从技术体系上分, 物联网包括感知层、网络层、应用层等。感知层通过传感器、 射频识别等信息采集手段,感知物理世界中的数据;网络层 将采集的数据通过无线网络高效、安全地传送,实现互联功能; 应用层通过中间件、信息开放平台、云计算平台等,实现跨系 统、跨行业间的信息协同、共享、互通等。
通信技术类课程是针对物联网专业建设的一门专业核心课程,是物联网结构中感知层过渡到应用层的重要课程,以 培养学生具备通信技术必要的理论知识,分析与应用能力和 职业素养。
1高职物联网通信人才培养要求
物联网技术专业以通信工程、电子信息、计算机科学等 相关专业为背景,培养德、智、体全面发展,掌握通信系统理 论和物联网工程领域的专门知识与关键技术,具备综合运用 现代传感器、信息处理、嵌入式和网络通信等技术进行信息 标识、获取、处理、传输和控制等物联网工程的实践能力,能 够在国防工业和国民经济与物联网应用相关的各行业中从事系 统集成及关键技术与产品研发和应用推广等工作,成为服务于 社会和经济发展需要的高素质应用型复合人才。
1.1社会对高职物联网人才的需求
通过对河源、珠三角(以上两个地方是河源职业技术学 院人才主要输送的地方)地区的物联网应用企业进行人才需 求调研显示,社会对高职物联网人才的需求越来越大,需求 大于供给成为一个突出的矛盾。需求主要集中在物联网技术 感知层中的芯片设计与制作人员、电子设备技术人员;网络层 中的网络组建人员、网络管理和维护人员;应用层中的具体数 据处理,软件系统设计人员、软件开发人员、系统维护人员等。 涉及计算机网络和通讯技术的人才缺口较大。
1.2高职物联网对学生的能力和知识要求
通过实践调研,明确作为物联网专业基础核心课程的通 信技术类课,其对应的岗位群是网络层中的网络组建人员、网 络管理和维护人员,岗位要求学生在通信技术类课程的学习中 锻炼的能力目标和素质目标如下:
能力目标主要体现四个方面:
通过技能训练,了解通信协议分概念,理解通信相 关原理,掌握通信电路单元的实验测试方法、组装与配置技能, 能够进行无线设备的调试,能做好维修维护前的准备工作;
熟悉常用基本测试仪器,能够对无线通信设备技术 指标进行测试,能够正确操作无线通信产品;
能正确处理无线通信设备相关部件及设备的保养, 能独立完成故障初查和故障判断;
能进行同类产品的剖析,具备现场组织管理与协调 能力,以及解决实际问题的初步能力。
素质目标主要体现五个方面:
守时、踏实、耐心;
适应能力、学习能力、抗压能力;
规范意识、合作意识、沟通意识;
培养规范化、标准化的电路应用与设计习惯;
培养良好的系统集成能力和技术管理能力。
2对物联网专业通信类课程建设的思考
2.1明确专业知识体系
通信技术类课程是物联网专业基础核心课程。通过课程 的学习,可以有力地提高学生通信协议的理解,信号处理的流 程,射频电路测试、分析、维护、设计的能力,为将来课程 学习和就业打下坚实的基础。通信技术在物联网三层架构中 属于网络层,该课程应该在专业知识体系的框架下,让学生在 实训中加深理论理解,提高动手能力。强调通信协议概念、理 论,调制解调原理,信号处理流程,实训以及电路测试、分 析与应用设计,培养学生主动学习能力。
2.2注意课程的发展与整合
现在的专业都向着综合化的道路发展,物联网专业更具 代表性。在构建课程体系中,要加强交流合作,突出综合能力 的培养,根据行业、职业要求,对课程进行整合并注重课程 的发展性。课程作为承载教育信息的载体,在设计课程体系时, 应该综合每个岗位群的职责要求严谨制定,注重人才的全面 发展。课程体系的构建要符合学生认知的规律,给学生提供 知识、技能拓展的空间,实现学生的素质拓展。
2.3选择合适的项目载体
在应用导向上,应当选择合适的项目载体,重视通信技 术在物联网中的应用来构建课程项目内容。主要包括两个方面: 2.3.1项目的合理选择
考虑到通信技术中的发射与接收技术是重中之中,无线 接收和无线发射系统对课程知识的重构和整合性良好,以及 目前社会背景下,人们对智能化的产品越来越向往,以无线智 能家居控制系统的设计为例组织教学。项目式教学借助老师指 导和同学之间的相互帮助,利用相关的学习资料,通过项目实 践的方式而获得。所以,项目教学采用教师指导和同学讨论、 查找资料、动手操作,综合运用各种手段,掌握所学的知识。 构建课程项目。图1所示是课程内容中的无线通信收发系统。
图1 课程设计内容中的无线通信收发系统
2.3.2突出课程内容的可操作性
课程内容不但要实用,具有先进性,也要可操作性强。 通信技术发展迅速,先进性在教学内容上强调基础概念,注 重通信基本协议、基本电路、信号的基本特征及其传输特征; 强调基本原理,但要结合市场需求应用,合理拓展实用理论 和技能,体现实用性和可操作性。
3对物联网专业通信类课程建设的建议
3.1强调通信技术课程的基础核心作用
物联网课程体系的三层架构(即感知层、网络层、应用 层)为业内所接受,越来越成为主流意识。通信技术作为网络 层中的重要技术具有重要意义,关系到数据的正确、稳定传 输,承接感知层,上达应用层。在物联网相关专业建设中强调 通信技术课程的核心作用,主要涉及物联网中数据的传输知识, 包括Wi-Fi、ZigBee和3G等无线网络的相关协议的基础知识,
理解信号调制解调相关原理,注重信号处理流程,使学生胜 任物联网系统应用、网络管理、维护以及设备的安装、调试 和故障排除等工作。
3.2 发挥优势,结合实际构建课程体系
应当发挥学院优势,结合河源职业技术学院的实际情况来构建课程体系。
河源职业技术学院电子类专业包含应用电子技术、移动通信技术、电子信息工程技术等相关专业,由于成立时间、历史等原因,专业发展有一定差别。在专业课程建设方面如何实现师资、设备专业群辐射、共享是一个重要课题。鉴于河源职业技术学院电子学科和通信学科建制较早,配套相对完善,具有一定优势,加之物联网专业的综合性、多学科性,在构建物联网专业课程体系时,可以从通信网络层和感知层入手,再扩展到应用层,最终形成专业知识体系。
3.3 加强校企合作,服务地方经济
河源地处广东的东北部,近年经济发展迅速,高新区的建设更是需要动手能力强、博学强技的高质量人才。但后发河源,基础较差,相对研发综合实力较弱,可以考虑先从系统集成下手,找到突破口,加强校企合作,使学生掌握社会实用的通信系统理论和物联网工程领域的专门知识与关键技术,打造服务于社会和经济发展需要的高素质应用型复合人才。
4结语
通信技术类课程的建设需要工学结合,培养出来的高技 能人才要求其既掌握必须的理论基础知识,又有较强的实践 动手能力。要达到这一教学目标,需要强调,明确课程体系, 注意课程的发展与整合,应用导向,选择合适的项目载体,重 视通信技术在物联网中的应用。