学习物联网的技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇学习物联网的技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：移动学习；物联网；RFID；模型

作者简介：吴怀广（1976-），男，山东聊城人，郑州轻工业学院计算机与通信工程学院，讲师；赵家明（1985-），男，河南淮滨人，郑州轻工业学院计算机与通信工程学院硕士研究生。（河南 郑州 450002）

基金项目：本文系郑州轻工业学院博士科研基金（项目编号：2011BSJJ015）、河南省教育厅科学技术研究重点项目（项目编号：13A520373）、国家自然科学基金项目（项目编号：61201447）的研究成果。

中图分类号：G645 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0223-02

对于移动学习的论述，不同的研究者从不同的角度出发提出了自己的观点。[1]近年来，移动技术的优势已为高校教育模式的新一轮变革创造了条件，移动学习已经成为继远程学习和数字化学习之后教育发展的新阶段。随着科技信息化的进一步发展，移动学习必将对教育领域带来巨大影响。

物联网（Internet of Things，简称IOT）又称为传感网，是互联网从人向物的延伸，是指在真实物理世界中部署具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片与软件系统，通过网络设施实现信息传输和实时处理，从而实现物与物、物与人之间的通信。[2，3]RFID作为构建物联网的“皮肤”，本质上是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，从而实现对各类物体在不同状态（移动、静止、恶劣环境）下的自动识别和管理。通过在移动学习者的手机SIM卡上贴上RFID电子标签，当移动学习者携带具有RFID电子标签的手机SIM卡通过标签识别器时，电子标签被标签识别器自动感应并通过无线网络将电子标签中的信息传送到信息处理中心，经过处理之后再将处理结果发送到标签识别器上，从而实现灵活、高效的自动身份识别和信息管理。

一、移动学习模型设计原则

移动学习是信息技术发展的产物，但归根结底，移动学习的落脚点仍然是学习。一种学习方式要选取与之适应的学习理论基础，因此对移动学习的运用和研究需要学习理论的指导，文献[4、5]对此进行了详细的论述。

通过分析后发现，学习方式现已明显地从传输及行为主义范式转向建构主义和社会认知范式，并将主动的学习者置于学习活动的中心。因此，学习不仅是学习者掌握学习内容的过程，本质上更是一种通信交流的过程。鉴于这些特点，在构建移动学习模型时要着重关注以下几方面：

（1）构建的移动学习模型不仅要多鼓励学习者之间的协作交流，还要鼓励他们积极参与和特定社会群体的讨论、交流。在讨论中学习，并最终达到获取知识的目的。

（2）在学习模型设计中要以学习者为主体，学习内容和活动的组织安排要与学习者的具体社会实践相关联。同时把知识的获得与学习者的发展、身份建构等统合在一起，学习者能根据自己的需求选择自己的学习内容，以自己喜欢的方式进行移动学习，在自己想要学习的任何时间、任何地点进行学习。从学习开始到结束，该模型都要给予学习者最大的主动权。

（3）结合物联网技术，使后台能实时感知、追踪移动学习者所处的环境，根据相关情境向移动学习者推送相关知识，提供必要服务。或可根据情境呈现相应问题，营造问题解决环境，建立移动探究式的学习模式，营造参与式模拟的学习体验。

（4）该模型能够对移动学习者的学习过程进行跟踪，分析归纳出学习者的行为偏好、知识结构、学习习惯等，并记录到相关数据库中。

（5）该模型能为用户提供友好的人机界面、良好的使用体验、便捷的知识获取、新奇的探索应用、简单方便的沟通交流以及强大的服务支持。从而改善学习者的学习体验，降低学习者在使用该模型学习时出现的挫折感（挫折感能够导致学习者对该移动学习模型的信任度下降并随之减少在该模型下的学习）。

二、移动学习模型的构建

1.移动学习模型基本框架

通过具体分析上文中论述的移动学习模型设计原则，结合物联网技术，利用现有的无线通信网和校园WIFI网，并把相关需求映射到具体功能模块，下文构建了一个基于物联网技术的分层移动学习结构模型，其基本框架如图1所示。

2.该模型功能概述

该模型主要分为两个逻辑部分，从下而上依次为移动学习端和综合支持平台端。两个部分及其内部模块各自分工并相互协作，共同为移动学习者进行移动学习提供技术支撑。另外，移动学习者可以使用移动设备随时访问远程物联网实验室。各模块的功能描述如下：

（1）移动学习端。

1）移动学习设备：包括智能手机、平板电脑、PDA等学习者手持式移动设备，并已运用RFID技术对其进行过标记。这些设备是进行移动学习的载体和必要前提。

2）跨平台智能客户端：学习者进行移动学习的人机接口，移动学习相关的应用、服务集，并可添加智能秘书，为用户提供智能、新奇、类人的亲切服务。并通过开发出针对不同移动设备系统的客户端，实现设备端异架构平台的接入。

（2）综合支持平台。

1）平台接入模块：实现移动学习信息流的接入汇总和分发，移动接入网通信协议的解包和封包等。

2）信息综合分析处理系统：实现移动端的接入身份识别，信息传输的加、解密，为移动端的智能提供后台技术支撑，处理移动端推送的信息和反向信息分发，相关信息流的综合处理、分流、复用等。

3）后台支持子系统。

环境监控和对象跟踪模块：结合移动端设备上的RFID标签、GPS芯片和手机地图，此模块可实现对移动学习者的校园监控、学习环境识别、移动学习者周边环境的实时感知等功能，并在适当的时间和地点给予学习者以学习提醒，将学习资源主动推送给移动中的学习者。

虚拟社区交互平台：集成实现基于语音、视频、文字等多种信息媒介的通信和交流互动功能，为移动学习者提供方便快捷的通信链接，强大的群组间问题讨论，信息交流共享支持，在线虚拟团队功能。

用户信息统计分析系统：结合a子系统，通过跟踪移动学习者的学习时间、学习过程、学习活动范围、访问过的网站和阅览过的相关内容等，运用数据挖掘技术对学习者的行为和偏好进行采集、分析，以便系统能够对不同的学习者推送其可能感兴趣的学习资源，提供更有针对性的学习建议和个性化的学习服务。

教学管理模块：实现移动学习者的培养流程和课程进度跟踪、实施双向教学评价考核、相关课程和扩展知识推荐、学习辅助工具集成和成绩查询等功能。并集成了学习评价系统，通过对学习者的学习时间、阅览和创建学习对象的数量、参与交流与协作的频率指标等进行统计分析，得出关于学习者的学习积极度、学习深度和学习效果的综合评定，连同换算后的学分一并记录到后台相关数据库中。

考试系统：通过调用后台数据库的试题库，根据移动学习者的学习进度，可满足学习者的不确定性随时主动测验，完成整个系统对学习者近段学习效果和知识掌握情况的跟踪评定。

4）后台数据库。

用户信息数据库：记录移动学习者的唯一识别信息及其基本信息、考试成绩、能力增长以及其他成就、兴趣偏好等用户信息。

线上学习资源数据库：存放专门针对移动学习优化过的大量课件资源、考试试题库、知识库、新闻消息库和有关系统运行的数据等。

3.远端物联网实验室

允许移动学习者利用移动终端远程接入实验室，并操作物联网实验设备，远端完成实验，以便随时捕捉移动学习者的瞬间灵感，并为其提供实验支持。

三、总结

上述模型注重移动学习者在学习过程中与人交流的重要性，避免了移动学习时由人—机对话所导致的情感交流缺失。通过对学习者学习过程的全程跟踪，及时对学习者的能力成长和学习进步进行肯定与鼓励，最大限度的降低了学习者的学习挫折感。根据后台数据库记录的学习者的兴趣偏好信息，并利用物联网技术打造的情境感知能力，可以为学习者推送更适合、更有针对性的知识，从而为每个在线用户打造量身定制的培养模式和全方位的服务支持体系，体现了“因材施教”的教育理念。

总之，该模型围绕着“为移动学习者打造成功的学习体验”这一中心，为学习者提供了友好的人机界面、高效的无线网络、丰富的学习资源、有效的交流与协作及个性化需求，可在很大程度上提高移动学习的效果。

参考文献：

[1]叶成林，徐福荫.移动学习研究综述[J].电化教育研究，2004，

131（3）.

[2]李俊华.基于物联网的智能数字校园研究与设计[J].梧桐学院学报，2010，20（3）.

[3]张豪锋，王春丽.基于RFID的移动学习资源推送系统设计[J].中国电化教育，2012，（2）.

[4]叶成林，徐福荫.移动学习及其理论基础[J].开放教育研究，

2004，49（3）.

篇2

关键词：实验教学；RFID；物联网技术

DOIDOI：10.11907/rjdk.162593

中图分类号：G434

文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）012-0182-03

0 引言

近几年来，物联网技术研究的热点问题包括射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。在物联网技术中，各设备按约定的协议都可以与互联网相连接，并且所有联网的物品可以进行信息交换，也可以进行通信，这样就可以实现对物品的智能化识别、跟踪、定位、监控和管理。所有技术的研发都是为了更好地服务于人类社会，作为一项高新技术，只有将其应用到合适的场景才能最大化其价值。将物联网技术应用于教育教学领域，即是体现其价值的一个方面[1-2]。

实验教学是现代高等教育的重点，其教学模式也在不断发展和改进。为了满足学生在学习时间和学习内容上的选择自由性[3]，提出了开放式实验教学模式。然而在开放式教学模式下，教学对象、内容、时间等因素的不确定性以及教学计划的个性化使实验教学管理的难度骤增，同时导致大量的实验教学管理信息及处理任务量[4]产生。为了保证开放式教学模式的顺利推进，可以利用物联网技术对现有的实验教学管理体系进行改革，为师生提供更为便利的开放式实验教学环境，这样不仅能够锻炼学生的实际动手能力，培养学生的创新精神，更有利于学生专业综合素质和工程实践能力的培养与提高[5]。

1 相关工作

在已有的一些研究中，物联网技术被应用于学校中的一些场景，研究提出了基于物联网的智慧教室[6-7]、基于物联网的图书馆设计[8]、物联网技术在校园安全中的应用[9]、基于物联网的实验室管理[10-12]等概念。

物联网教室和传统教室的功能相似――为学生提供舒适的学习环境，以提高学生的学习效率[6]。由于传感器节点对于环境温湿度的精确感应，使得物联网教室可以高效、精确地为学生提供学习舒适性。通过物联网所提供的大量的传感技术、无线通信技术，以及微处理控制系统，使智能照明系统能够“感知”环境，根据外界情况的变化作出相应的应对策略，还可以避免能源浪费。相比人工控制教学楼照明灯，物联网控制实时性强，而且可以全天候工作[7]。

图书馆管理系统[8]通过RFID标签获得对图书的感知，并通过读者随身携带的智能手机对读者进行感知。同时，师生还可以通过手机对借阅情况进行查询，当所借阅书本快要到期时，可以发送信息进行提醒。通过在学校图书馆应用物联网技术，可以有效提高管理效率，提高自动化程度，降低人力成本，并大大方便师生的借阅活动。

基于物联网的校园安保措施主要有以下几种：在宿舍物品安全系统中添加报警装置，构成宿舍安全系统以防宿舍发生意外事件，从而保护学生的人身财产安全；在每栋公寓入口处安装RFID门禁系统；在教学区域设置门禁系统，并将门禁系统分为安全通道和普通通道两类，携带物品上贴有RFID标签，可实现物品的安全检测[9]。

随着技术的发展，物联网专业也急需大量专业人才，对人才的需求上，要求其具有一定的理论基础及动手能力，这对实验室的要求也有所提高[10]。物联网实验室需要将光载无线通信、WiFi 无线局域网、移动通信、嵌入式设备服务器和射频识别几种前沿技术融为一体，构建基于移动通信的无线信息网络系统[11]。将RFID技术系统应用到实验设备的管理上，不仅使设备的统计效率大大提高，而且能实现实验设备资源的合理统筹[12]。传统的对于物联网实验室特别是实验设备的管理成本高而效率低，这给实验室的使用带来了一定的影响，目前我国大部分学校的实验室管理普遍存在计算机系统的自动化程度低，实验室管理不严、监管不力等问题，因而，实验室管理在学校管理和教学环节具有重要的意义[13]。

在文献[14]中，作者通过对物联网系统构架与关键技术的分析，利用Zigbee短距离无线通信技术、无线传感器网络智能组网技术，结合物联网视频网关、多种传感器采集、控制节点与现有Internet网络、3G网络，构建了物联网系统。传统的实验室存在工作繁琐、效率低下等弊端，如学生不能及时了解实验内容，必须到实验室去预约并由教师登记等。随着技术的发展，针对智能化管理实验室的需求，提出了基于物联网的智慧实验室，如机房自动管理系统等，这些方案在实验室信息管理、人员管理、设备管理等方面展示了优势[15-16]。

2 基于物联网技术的实验教学体系

本文将物联网和互联网结合起来，充分发挥两者优势，提出了一种基于物联网技术的实验教学体系。该体系服务于实验教学和管理工作， 在开放的网络环境下促进教学手段改革和保证教学、管理质量的督导体系建设，既满足了学生个性化需求，也充分合理地利用了实验室资源，实现了教学管理的自动化。该体系的构建包括软件系统建设和硬件系统建设两个方面。

2.1 基于物联网技术的实验教学软件系统

基于物联网技术的实验教学软件系统建设主要以校园网为依托，以实验教学管理区块为核心，实验课堂教学区块为主体，实验室课外辅助区块和实验室网络管理区块为辅助，构建立体化的开放式教学环境。该系统同时面向教师和学生这两类有着不同需求的用户对象，将在功能实现的基础上提供一个友好的操作界面，采用实名注册登录制。该软件系统的具体结构如图1示，下面将对其包含的各个区块进行详细的功能介绍：

（1）实验教学管理区块。该区块不仅可以方便学生进行网上选课，参与网上评教，也可以方便教师在线实验考试成绩。学生在预约实验课时需要对实验设备进行预约，做到每位学生对应一台实验设备，学生完成实验后，设备会对学生的实验结果进行记录，也可以避免实验设备的损坏。另外，该区块还对教师和学生的个人信息以及实验教学数据进行存储和维护。

（2）实验课堂教学区块。该区块包括5个主要功能：①为学生提供在线实验预习服务，也即学生可以通过该区块在网上提前熟悉实验内容和实验仪器的操作方法；②该区块将实时监控学生的课堂实验操作，确保学生能够安全和规范地使用实验仪器；③该区块可以将学生课程的实际测量数据根据教学时间、地点和内容存入其个人信息库，以供学生课后登录个人系统进行查看和下载；④该区块在线为学生提供虚拟仪器和仿真平台服务，并且可以将学生的课堂仿真结果存入其个人信息库；⑤学生可以通过该区块提交电子实验报告。

（3）实验课外辅助区块。为了促进学生的课后学习，为学生答疑解惑，该区块可以方便教师上传课件和教学演示视频、提供师生交流论坛，以及在线答疑辅导网上应用空间。此外，可以进一步利用物联网技术实现课堂互动的智能化。

（4）实验室管理区块。一方面为了实验教学的正常开展，该区块可以为师生提供在线预约实验室和实验仪器的服务，并在线管理实验仪器的使用记录；另一方面，为了保障实验室的安全运行，该区块对实验环境进行监控，实时显示实验室的环境数据（例如温湿度、有害气体指标等），并带有安全报警功能。另外，该区块可以在线维护实验仪器的故障信息，以方便实验仪器的维修和整理。物联网技术的应用使得实验室的管理更加科学规范。

2.2 基于物联网技术的实验教学硬件系统

硬件建设需要对原有实验室基础设施（主要为强电、弱电、网络改造）进行基本改造，然后增加监控、门禁、物联网终端等硬件设备，整合原有教学系统软件，进行软硬件系统集成。①利用RFID，实现教室门锁、控制台锁的定时关闭和开启，为防止锁人现象出现，需在锁关闭前进行声音提示；②利用传感器节点，采集教室内温度、湿度等指标，由中控计算机进行数据搜集处理，并根据预设标准触发报警装置；③利用虚拟终端技术，实现教室中控台的网络远程控制，所有控制台操作均可通过虚拟控制台实现；④利用Telnet技术，可实现对联网试验仪器的远程管理，解决计算机软件故障；⑤利用监控摄像头，实现远程视频图像同步传输，并利用室内音箱，实现远程音频同步传输。当遇到设备死机、线路故障、物理连接问题等导致远程控制失效时，可通过音频远程指导任课教师进行操作。

基于物联网技术的实验教学硬件系统将使用互联网技术中的BSDA （Browser/Sever/Database/Application）结构，即客户端/服务器/数据库/应用程序结构，网络通信方面采用C/S（客户端/服务器）和B/S（浏览器/服务器）模式相结合的方式，包括服务器、联网的实验仪器以及网络监控系统，其系统结构如图2所示。

（1）应用服务器。服务器主要提供3类服务：①支持实验教学管理数据交互与存储，主要包括学生和教师的注册登录信息管理以及与实验教学管理相关的教师教学计划录入、学生选课信息、学生评教信息、实验报告以及实验考试数据的管理；②提供实验教学资源数据库服务，存储教学课件、演示视频，预习内容、虚拟平台以及实验仪器介绍等教学资源；③与实验教学服务相关的应用服务，例如提供师生交流论坛、QQ以及微信平台相关的应用服务，以供师生随时随地进行实验教学交流。

（2）联网的实验仪器。为了构建基于物联网的实验教学硬件系统，所有实验仪器也将进行相应的更新换代，均带有网络通信功能，其更新主要从3个方面进行：①测量仪器带有联网功能，例如带有无线通信功能的示波器和万用表能够实时地将测量数据上传网络，以供学生课后进行在线分析；②仿真和虚拟仪器平网，以供学生能够提前进行实验预习；③为了保证学生的用电安全，所有实验仪器的电源都可以进行网络在线控制。

（3）网络监控系统。为了保证学生安全和实验室的正常运行，构建实验室监控系统。该系统将由传感器、摄像头、无线插座等监控终端设备组成，实现如下功能：①实现对实验室环境的监控，杜绝实验室火灾、有害物质泄漏、仪器丢失等状况发生；②对学生实验操作进行实时监控，确保学生的操作规范和用电安全；③对实验室仪器的使用状态进行在线监控，以配合实验室和实验仪器的外借预约服务以及实验设备的故障维护工作。

3 教学评价

传统的实验教学模式是：授课教师先讲，讲完之后学生做实验，实验内容和实验模式是固定的，学生在课堂上学习的知识是有限的，时间被限制在课堂上的短暂时间内，对知识点的掌握和利用很有限[17]。基于物联网技术的实验教学模式从传统的以教为主发展转变为以学生动手为主，更加注重学生在实验中学到了什么，并注重培养学生的创新能力。

现代教育理论认为[18]，在教学中要以学生为主体，在教师的引导下，提高学生的独立思考能力，多开设计性课程，让学生主动去探索新知识。采用基于物联网技术的实验教学体系，不仅可以使学生扎实地掌握基础知识，锻炼动手能力，开阔视野，而且在减轻教师管理工作的前提下提高了实验室利用率。

基于物联网技术的实验教学软件系统非常适合学生的学习，学生可以在网上在线选择实验课程，查看考试成绩，并对教师进行评教。学习过程中，可以在线预习，使用虚拟仪器存储实验数据，并在线提交报告。系统对于课外辅助也有很好的帮助，比如课件阅读、经验交流、在线答疑。系统的实验室管理模块能够实现管理员对实验室的科学规范管理。基于物联网技术的实验教学硬件系统非常高效，实验仪器都支持联网，便于在线操作，极大提高了实验仪器的利用率。网络监控系统不仅可以保证学生实验操作的安全性，而且可以避免实验器材丢失。

总体而言，基于物联网的实验教学系统根据现有的物联网技术，改善了传统的实验室管理方法，极大地方便了使用者，又体现了物联网技术所带来的优势，是典型的物联网技术的应用范例，对于实验教学的改革提供了指导方向，具有重要意义，值得推广。

4 结语

本文将物联网技术和互联网技术相结合提出了一种新型的实验教学体系。该体系由软件系统和硬件系统组成，以学生为主体，通过教师的引导，激发学生探索新知识的热情，在提高实验器材管理效率的同时，还保证了学生的人身安全及仪器设备使用安全。同时，通过利用物联网技术，方便了实验室实验仪器的管理与维护，使实验室的管理更加科学规范和高效。

参考文献：

[1] 曲娜，盛桂珍，杨海波.基于物联网技术的智慧开放实验室管理系统设计[J].实验技术与管理，2015，32（12） ：140-142.

[2] 张海江.物联网情境下的开放型实验室智能安全管理系统设计[D].天津：河北工业大学，2015.

[3] 彭小容.浅谈基于物联网的高校实训室的管理[J].科技展望，2015，25（34）：160.

[4] 安静宇，尚长春，柴钰.物联网实验教学研究[J].教育教学论坛，2014（37）：224-224.

[5] 孔祥光.物联网教育应用初探[J].动动画世界・教育技术研究，2012（3）：233-234.

[6] 王琴，郑敏.基于物联网技术的智慧多媒体教室设计[J].实验室研究与探索，2014，33（3）：127-130.

[7] 刘谋黎.基于物联网的高校教室照明节能方案研究[J].物联网技术，2014（12）：77-78.

[8] 董晓霞，龚向阳，张若林，等.基于物联网的智能图书馆设计与实现[J].图书馆杂志，2011（3）：65-68..

[9] 李冬月，贾宇琛.物联网在校园安全中的应用[J].无线互联科技，2015（13）：37-38.

[10] 李仲生，黄同成，刘锦江.物联网工程专业“起承转合”式实验教学探讨[J].中国电力教育，2014（5）：124-125.

[11] 刘霞.物联网与移动通信平台在电信实验教学中的应用[J].物联网技术，2015，5（8）：96-98.

[12] 黄伟源.基于物联网技术的高校实验室开放管理[J].科教导刊：电子版，2014（19）：126-126.

[13] 雷莹.基于物联网技术的高校实验室管理模式初探[J].科技视界，2014（9）：190-190.

[14] 肖毅.基于物联网技术高校智能实训室的建设研究[D].天津：南开大学，2015.

[15] 吴萍，高兴茹.基于物联网技术的开放式物理实验室建设[J].科技视界，2016（9）：89-89.

[16] 郝志琦，杨乾坤.基于物联网的高校教学一体化管理[J].中国科教创新导刊，2013（31）：165-165.

篇3

关键词：物联网技术；RFID技术；Wi-Fi技术

引言

物联网一词已渗透到我们的日常生活之中，行业都能看到物联网的踪影，如智能家居、智能交通、智能城市、智能校园等等。随着科学技术及信息化的不断革新，不可否认其很大程度上改变了人们的生活和学习方式，目前校园网在物联网技术的支撑下更是对教育管理模式提出挑战。

1 物联网技术

1.1 物联网的定义

物联网是在RFID无线射频识别技术、传感器、二维码技术等感知技术的基础上，通过有线或无线网络进行信息交换和通信，对物品实现智能化识别、定位、跟踪和管理的一种网络。通过物联网技术可以随时随地对信息和物品进行采集，实现对实体物品的全面感知，再利用无线网络将信息进行实时传输，在信息处理层对接收到的信息进行智能处理，实现人与物时时刻刻的沟通和控制。

1.2 物联网的基本架构

（1）信息感知层，是物联网的基础，处于物联网的最底层，该层包括传感器、电子标签、阅读器和摄像头等数据采集设备，使用的技术主要有射频识别技术RFID，短距离无线通信技术等，主要功能是获取世界中的信息和自动识别监测对象。（2）信息传输层，是物联网的中间层，主要工作是将感知层获取的数据传输到应用层，该层是在基于现有互联网之上，负责感知层和信息层之间数据可靠安全的传输和信息的控制。（3）信息应用层，包含物联网的中间件、云计算和应用设备。中间件是硬件和软件之间的计算机软件，通过标准接口和协议把通用的服务封装起来。该层的主要功能是对数据进行融合、分析和处理，并通过各种终端移动设备与用户进行交互，实现智能化和自动控制化。

2 基于物联网的智慧校园

基于物联网技术的智慧校园建设，原理是通过RFID技术、无线传感技术、定位等，对校园里需要感知的对象进行识别；接着再用标签读写器、智能终端设备接收对象的信息，通过有线或无线网络将信息精准的传送到信息处理层，信息处理层将数据进行汇总和融合后，传输到校园的各个指挥中心系统，指挥中心系统通过对得到的信息进行智能分析后，校园管理部门能够实时掌握各个对象的详细信息，从而给校园提供一个安全决策的依据。

3 物联网技术在智慧校园的应用实例

3.1 实例概述

目前，学校在实现智能校园时，最基础就是要先建立学生考勤管理系统。传统的学校考勤制度是通过人工登记考勤，这种模式效率低下、速度慢，数据统计起来费时费力，但学生的考勤是学校一直以来最重要的一个管理环节，因此，在现代科技信息时代，建立学生考勤管理系统是每个学校首先考虑到的。文章将物联网技术应用到实现学生考勤管理系统中，分析物联网技术在考生考勤管理系统中的智能性及自动化，让学生在携带一个含有RFID芯片的学生卡的情况下实现考勤的管理，同时解决人工考勤系统遇到的难题。

3.2 系统功能

该考勤系统实现的功能有校门口安全管理、自动识别身份、违规进入报警和考勤数据处理，具体如下：（1）考勤登记：读取学生卡芯片中的电子标签信息，并将数据实时传输到后台管理系统，并能够在终端系统显示出学生的相关信息，如学生资料、门点的方位等，如果遇到没携带卡却进入感应区域，还能够及时自动发出警报信息。（2）查询信息：可以利用终端对学生的信息进行查询，如所在班级、专业、考勤记录和报警记录等。（3）统计功能：系统可以生成一些报表，还可以按照自定义条件对数据进行统计。报表可以按照用户需求导出相应的文件格式，为其他应用软件或管理系统使用。（4）系统管理：学校系统管理员可以登录系统管理后台对系统的参数进行初始化设置和修改，对其他非管理员用户设置应有的权限，还可以设置硬件设备的参数等。

3.3 系统流程

学生在入学注册后，学校需将学生的相关信息录入到考勤管理系统中，与电子标签绑定后制作学生卡，学校大门口会安装摄像感应器，学生携带学生卡在进入学校大门时，阅读器将读取学生卡信息，通过RFID中间件进行数据过滤，有效的数据通过网络会上传到数据库与信息进行核对，如果能够匹配，登记出勤并放行；如无法匹配，则提示报警信息，由保安人员进行处理。文章的学生考勤管理系统流程图如1所示。

图1 学生考勤管理系统流程图

3.4 关键技术

3.4.1 系统运行环境

操作系统：Windows 2003以上操作系统。

软件框架： framework 3.5以上，支持XML标准数据交换格式

数据库：采用Sql Server 2008

开发软件： Visual Studio 2008编程工具

3.4.2 物联网关键技术。文章的物联网设计使用RFID标签、传感器等设备，一般情况下，这些处于信息最底层的设备都会24小时全天候保持启用状态，这就要求数据传输网络必须具有成本低和耗能低的特点。因此，文章选用具有该特点的Wi-Fi短距离传输通讯技术，这也是目前大多数物联网构建所使用的通讯技术之一。（1）Wi-Fi技术。Wi-Fi是在IEEE802.11系列协议的无线网络的基础上制定的标准。目前，智能手机、电脑、相机等有数据传输功能的电子设备几乎都支持Wi-Fi连接，它的信号源由ADSL等有线网络提供，通过具有无线功能的路由器发射信号，它使用开放的2.4GHz微波频段，最高速率可达到54Mbps，传输距离在100到300m之间。（2）射频识别技术（RFID）。RFID系统由电子标签、阅读器、天线和后台数据管理系统组成，是Radio Frequency Identification的缩写。本学生考勤管理系统中，将RFID系统应用到校门口的感应区域中获取学生进入学校的信息。

4 结束语

文章在介绍物联网技术和智慧校园概念的基础上，通过一个实例分析物联网技术应用到实际校园的学生考勤管理系统中，给校园管理带来的便捷性，可以很明显的看出，与传统的人力考勤系统相比，体现出很大的优越性和智能性。随着信息化和科技化的深入发展，物联网技术还将会得到更进一步的应用，势必会渗透到我们的日常生活之中。

参考文献

[1]徐鲁宁，郭晓功.基于物联网技术的学生智能考勤系统设计与实现[J].九江职业技术学院学报，2014（3）.

[2]王霏.基于物联网技术的智能校园应用的可行性分析[J].计算机光盘软件与应用，2014（18）.

篇4

关键词：现代学徒制；专业应用平台；Web服务；B/S体系结构

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）06-0-03

0 引 言

“现代学徒制”以企业用人需求与岗位资格标准为服务目标，以校企合作为基础，以学生（学徒）的培养为核心，以课程为纽带，以工学结合、半工半读为形式，以学校、行业、企业的深度参与和教师、师傅的深入指导为支撑的人才培养模式，强调“做中学、学中做”[1]。而专业应用技术平台建设通过信息技术实现教学资源的共享，方便教师和学生的学习与工作，便于开展教学过程控制[2]。

在研究国内外专业应用技术平台应用方面所取得的理论和实践成果的基础上[3-6]，对工学结合校企合作“现代学徒制”培养模式与课程体系及实施过程进行系统的整理与重构，为学生、教师、企业提供一个无缝连接的开放的柔性平台，不断推进教学资源的共建共享，提高优质教学资源的使用效率，扩大受益面。

1 现代学徒制平台的设计方案

1.1 现代学徒制平台的设计目标

基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台是一个基于Internet的网络教学应用系统。本平台的建设不仅针对高校物联网应用技术专业的在校生自主学习，还可以满足物联网相关服务类企业人员、社会学习者学习咨询及培训和开展科技服务工作的需要。从在校生学习的角度，物联网应用技术专业资源库提供给学生丰富的学习资料，拓展了学习空间，培养学生自主学习协作学习探究学习的能力；从教师教学的角度，通过资源平台可以进行课程开发和课程教学，为教学提供了丰富优质的教学资源；从物联网相关和社会人员使用的角度，物联网应用技术专业资源平台项目为企业和社会人员提供了资源检索、信息查询、资料下载、教学指导、学习咨询、人员培训等功能。

1.2 平台的运行环境

（1）服务端

一台用于提供Web服务运行的Web服务器，可以安装Windows Server 2012操作系统+IIS7.0+。

一台用于管理数据库空间并提供数据读写操作的数据库服务器，应当安装Windows Server 2012操作系统+SQL Server 2012。

一台用于提供文件共享的文件服务器，主要安装Windows Server 2012操作系统。

一台专门处理流媒体文件的流媒体服务器，可以安装Windows Server 2003操作系统+Windows Media Encoder 7.1+H264编码器+数码摄像机。

（2）客户端

普通PC机或智能终端，可以安装Windows操作系统或其他操作系统+浏览器+VLC多媒体播放器。

1.3 平台的组成及其功能模块

根据文献[7]与文献[8]的阐述，综合考虑系统设计的实用性和经济性，确定采用B/S模式下Web访问的网络教育和交流环境。平台的网络拓扑如图1所示。

基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台不仅能为在校学生提供学习和企业员工再学习的机会，还能为在校老师和企业导师提供交流的平台。因此该平台主要涉及的三类用户分别为教员、学员和系统管理员。平台的顶层用例图如图2所示。其中学员包含了在校学生和企业员工两类用户，而教师和企业导师都可以视为教员。

平台三类用户的需求是构建一个现代学徒制下物联网应用技术专业知识的学习和交流平台。针对三类用户的需求分析，该平台由在线实时学习、离线学习、岗位技能培训、项目工作室、互动交流等应用子系统组成，平台功能模块图如图3所示。

教员利用该平台可以完成对教学资源的组织和管理工作，包括教学资源的增删改操作等。教员可以通过专用摄像机将其讲课过程实时传输到服务器或者经录制处理后上传到服务器，供学员在客户端在线或离线学习。同时，作为教员的企业导师可以依据企业岗位需求在平台上制定岗位技能培训计划和任务，供学员进行技能培训。该平台提供了一个学员和教员二者之间项目合作交流的平台，从而提高高校和企业的产学研合作。在该平台上教员可以依据学员的综合表现做出综合性评价。各应用子系统的功能简要说明如下：

（1）在线实时学习子系统

该子系统主要用来实现学习的实时直播功能，满足学员线上实时学习的需求。在服务端，利用数字摄像机将教员的讲课过程实时传输到服务器，然后通过视频直播模块将音视频信号采集编码压缩生成ASF流媒体文件，并经服务器传送到网络上。客户端，学员只需在浏览器上通过视频直播连接就可以实时接收到教员讲课的过程。

（2）离线学习子系统

该子系统主要实现的是学习的点播功能，满足学员线下自学的需求。在服务端，利用数字摄像机将教员的讲课过程进行录制处理，通过专业的视频处理软件生成ASF流媒体文件后上传到服务器的指定目录下。客户端，学员只需在浏览器上选择教学视频点播就可以进行学习。

（3）岗位技能培训子系统

该子系统主要实现的是学员企业岗位技能的培训。其主要参与者为企业导师与学员。企业导师根据实际企业岗位的技能需求指定培训计划，并给学员安排日常的工作和学习培训任务。学员根据企业导师的任务安排按时按量完成任务，并通过该系统上传任务成果。企业导师可以实时跟踪学员的动态，并依据学员的成果进行相应的评价。

（4）项目工作室

教员通过公告栏可以在网上项目招募信息。线下学员与教员之间可以通过各种形式完成项目，并上传项目成果供其他成员参考使用。学员或教员也可以自己完成的研究成果，供其他成员参考使用与评价。

（5）资源共享平台

提供一个基于Web的资源上传下载平台。教员可以上传教学资源或相关优质资源到服务器的指定目录下。学员可以通过下载链接下载相关教学资源。

（6）互动交流平台

提供一个在线师徒交流、讨论场所。学员可以向教员提问，教员进行实时解答，也可以对某个问题或某个领域的典型解答。

（7）考核评价子系统

该系统用于教员对学员的考核评价。主要包含岗位技能认证子系统、网上作业评价子系统、网上考试子系统和项目成果效益评价子系统。具体如下：

a.岗位技能认证子系统是对学员日常任务完成效果和岗位技能证书的综合评价；

b.网上作业评价子系统在日常作业后，学员完成作业后对作业效果的综合评价；

c.网上考试子系统通过在线考试题目，学员完成在线考试后进行的考核评价；

d.项目成果效益评价子系统对学员在项目工作室中参与的程度以及完成项目的社会效益等进行综合评价。

2 平台实现的主要关键技术

2.1 基于Web服务的五层软件体系结构

采用基于Web服务的五层软件体系结构，分为数据层、数据服务层、业务逻辑层、业务接口层和业务表示层。其五层结构如图4所示。

（1）数据层。主要实现数据存储、数据间的联系等逻辑关系。该层采用SQL Server 2012以及XML来完成；

（2）数据服务层。该层起中介作用，是承接业务逻辑层对数据层的数据调用。将后台数据库表的操作封装于该层，即DAO组件都放在该层；

（3）业务逻辑层。该层主要将各种业务功能逻辑组件以Web服务组件进行封装，比如用户登录、视频播放、文件上传下载等功能；

（4）业务接口层。该层主要对业务逻辑层封装的Web服务组件进行描述和组合，并将Web服务组件注册到IIS上，实现各个服务之间的交互；

（5）业务表示层。该层主要为用户提供输入/输出交互界面，通过调用业务接口层上的Web服务将系统的各个功能在浏览器上输出。

2.2 基于RTP/RTSP协议的视频直播

提供教学视频直播是基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台的主要功能之一。目前流媒体技术的成熟发展为实现教学视频直播提供了有效的技术支持。由于移动终端的普及，根据文献[9]与文献[10]的描述，该平台使用基于RTP/RTSP协议的视频直播技术，主要解决客户端在不同应用平台（PC机或智能终端）上视频的实时播放问题。工作流程如图5所示，采集端将采集到的音视频信号进行处理，并用H264编码，经RTP和UDP封装后上传至流媒体服务器。流媒体服务器根据客户端发送的RTSP交互协议发起或终结流媒体处理，并将经过UDP、RTP拆包后的数据通过VLC编码后在客户端播放。

3 关于系统进一步完善与应用的思考

本文提出的基于现代学徒制的物联网应用专业平台只是网络教学和专业交流平台的一个基本雏形，平台现有的基本功能可以进一步完善和扩充。目前可以从以下几方面考虑：

（1）优化考核评价标准，需要研究现代学徒制下考核评价的标准化和评价分析功能；

（2）完善开发更为友好的交互界面，继续研究更为有效的视频直播技术；

（3）在资源共享模块方面，考虑采用Hadoop云平台解决文件服务器资源不足的问题；

（4）在项目工作室方面，考虑引进O2O模式来提高共同合作开发项目的服务。

4 结 语

本文给出了现代学徒制下物联网应用专业平台的设计方案，该平台包含了在线实时学习子系统、离线学习子系统、岗位技能培训子系统、考核评价子系统、项目工作室、互动交流平台和资源共享平台等功能模块，并提出了该平台的基于Web服务的五层软件体系结构。针对实时视频播放问题，给出一个基于RTP/RTSP协议的视频直播工作流程。平台部署和实施工作成为后期研究的重点。

参考文献

[1]熊苹.走进现代学徒制[D].上海：华东师范大学，2004.

[2]刘艳莉，孙雨耕，程鹏，等.数字化教学资源共享信息平台建设研究[J].现代远距离教育，2011（2）：39-42.

[3]郜激扬，刘凤伟.基于校园网的教学资源平台设计[J].中山大学学报（自然科学版），2009，48（S1）：213-214.

[4]李健，谭爱平，刘曼春.基于Web 2.0的网络教学资源平台的构建[J].计算机与现代化，2012（5）：141-143，148.

[5]陈浩.基于AJAX的教学资源平台的设计与实现[D].上海：华中师范大学，2009.

[6]吕元海.基于Native XML数据库的视频教学资源平台构建[D].西安：西安电子科技大学，2011.

[7]刘柏洋.流媒体系统架构的技术分析[J].四川理工学院学报（自然科学版），2006，19（5）：51-54.

[8]潘捷.基于开源架构的校园流媒体系统的设计与实现[D].上海：复旦大学，2009.

篇5

[关键词]物联网技术；血站；信息化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.102

[中图分类号]R197.6 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）06-0-01

目前，我国物联网技术在关键技术和应用上都还存在明显的不足之处，同世界先进技术水平还有较大的差距，作为未来国际竞争的关键技术之一，其能够有力地推动产业结构的升级和变革。因此，利用物联网技术加强血站信息化管理，提高血站工作质量和效率，是我国血站行业发展的重要方向。

1 物网技术的基本概述

近年来，随着信息化的发展，物联网技术也有了很大程度的进步，其作为现代智能系统的重要部分，是新一轮技术革命的重点，也是学术界研究和国家战略规划的重点内容。2009年，在摆脱金融危机的战略时，美国便将物联网技术作为刺激经济复苏的关键，并摆在重要的战略位置。同时将物联网列为对美国利益有潜在影响的关键技术之一。面对物联网技术掀起的全球技术革命，我国也将物联网作为重点发展对象，并上升到国家战略层面。还出台了《物联网“十二五”发展规划》。目前，我国物联网技术还处于发展的初级阶段，同世界先进水平还有较大的差距，无论是在关键技术的研发方面还是在规模化的应用方面，都需要做出进一步的突破和发展。物联网技术的发展，采用了创新性的设计理念，融合了存储、计算、传感、应用等多种技术，能够广泛地应用于工业生产、商业流通以及医疗卫生等各个领域。在互联网的平台上，物联网以信息技术为支持，建立了物品之间的联系，形成了一个交互性的立体网络。在这种技术下，虚拟世界和现实世界能够建立起密切的联系，能够有效地改变传统产业发展的结构和模式，提高信息交互的效率、反应速度和灵活程度。在物联网技术的分类上，根据其特征，我国将物联网划分为感知层、网络层以及服务层。感知层主要是指信息采集技术，用于现实世界中的信息识别和感知。例如，传感器、RFID、地理识别、定位、二维码技术等。网络层主要是建立互联网络进行信息的传送，例如，认知无线电、环境感知、物物增强等技术。服务层是指通过应用平台实现信息共享和协同功能，包括云计算、SOA技术等。

2 物联网技术在血站信息化管理中的应用

2.1 利用RFID技术进行血液信息化管理

血站的主要业务流程包括招募、信息登记、体检、采血、血液初检、复检、入库和临床使用等。在这个过程中，需要录入、匹配和管理大量的数据，包括献血者的档案和血液成分等，大量的数据给血液信息管理造成了极大的困难，例如，血液的存储、运输、监控等。在临床使用时，血液匹配、出库的效率较低，影响了医疗活动的顺利进行。针对这种情况，RFID技术能够极大程度地解决血液的信息化管理问题。在RFID技术下，每袋血液都能形成唯一的电子标签，与数据库进行互联。在血液采集、存储、运输的各个环节，实现全程跟踪和监控，极大地简化了血液的出、入库程序。此外，利用RFID技术进行血液管理还具有几个优势：一方面，RFID技术能够实现大量数据的处理，有利于减少人力成本，同时能有效地避免人为操作失误；另一方面，RFID技术的识别是非接触性的，能够降低血液在识别和检测过程中造成血液污染的风险。

2.2 通过应用平台实现血站信息共享

随着血站规模的不断扩大，血站的数据量也变得更加庞大，血站之间的业务联系也越来越多，迫切需要进行信息分享，开展系统合作。传统血站工作模式由于信息分散，已经不能适应当前社会对血站工作的新要求，且出现了严重的资源浪费、效率低下以及重复投资等现象。通过物联网技术，建立应用平台进行信息的分享和交互，打破了传统血站工作的信息限制，能够极大地提高血站的工作效率，在应对突发事件时，能够提高反应速度和灵活程度，对于不宜献血以及高危献血人群，能够通过信息共享实现各个血站、各个区域的屏蔽，避免了大量重复的工作。同时，在检测信息的传递和献血间隔期的控制上，信息共享平台也能实现良好的管控效果。可见，加大资源投入和发展力度，建立血站行业的信息互联平台，对血站信息进行数据化管理，对提高我国血站工作质量和效率具有重要的意义。因此，我国要按照国际主流血站信息化建设标准，加强我国血站信息标准体系建设，进一步推动区域内信息共享工作。例如，利用物联网技术开发云模式，建立各个血站系统之间的协同工作网络，实现血站系统之间的数据传递和交换。

2.3 通过物联网技术强化后勤服务和管理

血站的后勤管理和服务工作是血站正常运行的基础和支撑，是血站工作的重要内容。完善的后勤管理和服务，也体现了血站的工作态度、精神风貌和管理水平。利用物联网技术等现代化信息技术手段，在库存管理、设备管理、消毒供应、资源采购等各个方面，提高服务质量和管理效率，推动和谐血站建设。物联网技术的应用，是对现有设备、物资管理体系变革的重要基础，能够在安全保障和工作效率上，都有显著的提高。通过对后勤工作智能化、动态化的管理和监控，能够为血站创造一个稳定、安全的工作环境，为血站的发展提供强大的后勤保障。

3 结 语

随着我国物联网技术中核心技术能力的不断增强，进一步深化技术改革，能够提高我国在国际市场中的竞争能力。在血站的信息化管理中，我国应积极发挥物联网技术的优势，利用物联网技术进行血液信息化管理，强化后勤服务，建设应用平台，实现血站信息共享，推动血站信息化建设发展。

主要参考文献

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[关键词] 心肌缺血/再灌注损伤；细胞凋亡；依达拉奉；乌司他丁

[中图分类号] R541[文献标识码] A[文章编号] 1674-4721（2014）04（c）-0018-04

The influence of edaravone combined with ulinastatin on ischemia/reperfusion myocardial cell apoptosis in rats

WANG Yuan-yuan1 CAO Jian2 DENG Li1 CHEN Qin1 OUYANG Xian-guo1

1.Department of Cardiology,the Third Hospital of Nanchang City,Nanchang 330009,China;2.Department of Anesthesiology,the Second Affiliated Hospital to Nanchang University,Nanchang 330006,China

[Abstract] Objective To explore the influence of edaravone combined with ulinastatin on ischemia/reperfusion myocardial cell apoptosis in rats.Methods 50 cases of experimental rats were randomly divided into sham group,ischemia/reperfusion (I/R) group,I/R+edaravon group,I/R+ulinastatin group and I/R+edaravon+ulinastatin group.The experimental model of myocardial ischemia/reperfusion in rats was established by ligating coronary artery with capsule.The content of myocardial tissue glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) were determined.The cell apoptosis was detected by TUNEL and the expression of apoptosis factors Caspase-3 and Caspase-9 were determined by Western-blot.Results Compared with sham group,GSH in I/R group reduced remarkably (P

[Key words] Myocardial ischemia/reperfusion injury;Apoptosis;Edaravone;Ulinastatin

心肌缺血/再灌注损伤（myocardial ischemia/reperfusion injury，MIRI）指短时间心肌血供中断，一定时间内恢复血供，原缺血心肌发生较血供恢复前更严重的损伤。研究表明氧自由基、钙超载、心肌纤维能量代谢障碍、血管内皮细胞、细胞凋亡等因素均可能参与MIRI的发病过程[1-3]。本研究在冠状动脉再灌注前给予注射依达拉奉、乌司他丁、依达拉奉联合乌司他丁进行药物后处理，与缺血后处理对照，观察其对大鼠MIRI的作用效果，并探讨其机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及材料

取10周左右雄性SD大鼠50只，体重（200±20） g，由南昌大学动物实验中心提供。依达拉奉注射液（南京先声药业有限公司生产，国药准字20031342）10 mg/支，乌司他丁（广东天普生化医药股份有限公司生产，批号03080806）100 000 U/瓶，谷胱甘肽（GSH）和丙二醛（MDA）检测试剂盒购自武汉亚法生物制品有限公司，Caspase-3、Caspase-9多克隆抗体购自美国Bioworld生物技术公司，碱性磷酸酶（AP）显色底物，anti-NF-κB，小鼠单抗辣根酶标记兔抗山羊IgG；anti-β-actin山羊单抗（SantaCruz 产品）。

1.2 模型制作及分组

将实验动物50只随机分为5组，假手术组（n=10），丝线穿过冠状动脉左室支但不结扎，经尾静脉注射生理盐水。其余4组参考赵秀梅等[4]的垫扎球囊法制作大鼠体心肌缺血/再灌注模型。将充盈的球囊（215 mm×10 mm）垫于冠状动脉前降支与结扎线之间，用力结扎，观察结扎区域变白，局部心肌运动减弱，两个以上导联上出现ST段明显上抬，提示结扎成功，45 min后将球囊快速抽空便可即刻实现前降支血流再灌注（以心电图相关导联ST段明显回落为标准），并持续再灌注3 h。缺血/再灌注组（n=10），结扎冠状动脉后5 min分别通过尾静脉接受静脉注射生理盐水，45 min后放松扎线使冠状动脉再通形成再灌注3 h至实验结束；缺血/再灌注+依达拉奉组（n=10），结扎冠状动脉后5 min通过尾静脉接受静脉注射依达拉奉1.5 ml/（kg・h），其余同缺血/再灌注组；缺血/再灌注+乌司他丁组（n=10），结扎左冠状动脉左室支前30 min静脉注射乌司他丁（50 000 U/kg），其余同缺血/再灌注组；缺血/再灌注+依达拉奉+乌司他丁组（n=10），结扎左冠状动脉左室支前30 min静脉注射乌司他丁（50 000 U/kg），结扎冠状动脉后5 min通过尾静脉接受静脉注射依达拉奉1.5 ml/（kg・h），其余同缺血/再灌注组。实验结束后取大鼠左心室游离壁心肌组织迅速置液氮中冷却并于-80℃冻存。

1.3 GSH、MDA含量测定

实验结束后即刻分别取缺血区及正常供血区左心室心肌组织1.0 g，低温状态下生理盐水冲洗干净，制成心肌匀浆液，离心后取上清液，按GSH、MDA试剂盒说明书操作，检测GSH、MDA的含量。

1.4 细胞凋亡的检测（TUNEL法）

心脏标本用中性甲醛溶液固定，石蜡包埋，制片，切片按试剂盒进行细胞凋亡检测。凋亡指数为计数1000个心肌细胞中染色阳性的凋亡细胞。

1.5 Western-blot法检测Caspase-3、Caspase-9蛋白水平

分别取5组心肌组织，提取总蛋白，收集上清液，考马斯亮蓝法进行蛋白定量。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分离样品后电泳转移至硝酸纤维膜上，TBST常温下封闭过夜后，分别加入anti-NF-κB小鼠单抗（一抗）、室温下免疫沉淀1 h，加入辣根酶标记兔抗山羊IgG（二抗）2 h。洗膜，显色。用Gel-ProAnalyzer分析软件分析通道蛋白的灰度值。

1.6 统计学分析

采用SPSS 16.0统计软件对实验数据进行分析，计量资料用x±s表示，多组间比较应用单因素方差分析，组间两两比较应用q检验，以P

2 结果

2.1 各实验组GSH、MDA水平的比较

与假手术组比较，缺血/再灌注组的GSH含量明显降低，差异有统计学意义（P

表1各实验组GSH、MDA水平的比较（x±s，n=10）

与假手术组比较，*P

2.2 缺血/再灌注心肌凋亡细胞TUNEL法染色结果

凋亡的细胞核呈现为黄色、棕黄色或棕褐色，主要是心肌细胞，少数为浸润的淋巴细胞和血管内皮细胞。假手术组仅见极少数散在的凋亡细胞；缺血/再灌注组凋亡细胞明显增加，凋亡细胞多位于心肌梗死区与非梗死区交界处，它主要来自于心肌细胞；缺血/再灌注+依达拉奉组、缺血/再灌注+乌司他丁组及缺血/再灌注+依达拉奉+乌司他丁组与缺血/再灌注组比较，凋亡细胞明显减少。与假手术组比较，缺血/再灌注组心肌凋亡指数明显增加（P

表2 各实验组心肌细胞凋亡指数的比较（x±s，n=10）

与假手术组比较，*P

2.3 各实验组Caspase-3、Caspase-9蛋白表达水平的比较

采用Western-blot法检测Caspase-3、Caspase-9蛋白水平，用Gel-ProAnalyzer分析软件分析通道蛋白的灰度值。与假手术组比较，缺血/再灌注组Caspase-3、Caspase-9蛋白增加，差异有统计学意义（P

表3 各实验组Caspase-3、Caspase-9蛋白表达水平的比较（x±s，10）

与假手术组比较，*P

3 讨论

MIRI患者心肌再灌注过程中细胞凋亡及氧自由基爆发性产生是造成再灌注损伤的主要因素之一，也是内皮细胞损伤的主要机制[5-6]。本实验制作大鼠缺血/再灌注模型，并给予依达拉奉、乌司他丁干预处理，发现药物处理后，可以减轻氧化应激、降低心肌细胞凋亡指数，联合治疗组优于单独药物治疗组。

心肌缺血/再灌注时随着大量氧的涌入，致使氧自由基大量产生，使膜电位不稳定，触发严重的心律失常[7-8]。缺血心肌再灌注时产生的大量氧自由基是导致心肌缺血/再灌注的主要因素。缺血/再灌注后由于氧自由基、髓过氧化物酶及弹性蛋白酶的大量产生和许多炎症介质如激活的补体C5a、白介素、肿瘤坏死因子（TNF）等大量释放[9-10]，产生炎症反应，诱导中性粒细胞穿内皮迁移以及对缺血心肌的浸润及损伤。依达拉奉是自由基最强的清除剂[11]，通过清除自由基起到抑制细胞膜过氧化作用[11-12]。乌司他丁是从健康人尿中提取精制的糖蛋白，研究表明乌司他丁对于降低炎性介质白细胞介素-6和白细胞介素-8有明显的作用[13]，能减轻炎症反应。

本实验发现依达拉奉、乌司他丁及联合干预处理后，心肌细胞凋亡指数下降，同时凋亡因子Caspase-3、Caspase-9蛋白表达下降。Caspase-3是凋亡发生过程中所需要的一种重要的蛋白酶，也是介导细胞凋亡的核心蛋白酶。在某些应激损伤因素下，可激活Caspases的启动子，主要是Caspase-9，Caspase-9接受到凋亡活化信号后通过被酶催化或自剪接而激活然后引起Caspase级联反应。Caspase-9在级联反应的上游，活化的Caspase-9进一步激活其下游的Caspase-3促使细胞发生凋亡[14]。通过GSH、MDA的检测，提示依达拉奉及乌司他丁均具有抗氧化损伤的作用，并且两药合用具有协同作用。凋亡因子Caspase-3、Caspase-9蛋白表达下降，心肌细胞凋亡指数降低，两药均可以通过抗氧化损伤，减少细胞凋亡的途径，对大鼠缺血/再灌注心肌起到保护作用。联合药物治疗组优于单独药物治疗组，合用可以同时发挥依达拉奉清除氧自由基的能力及乌司他丁改善炎症反应的作用，更好地改善MIRI，值得进一步研究，并应用于临床。

[参考文献]

[1]刘胜中.心肌缺血/再灌注损伤机制研究进展[J].实用医院临床杂志，2007，4（1）：88-90.

[2]李凯.心肌缺血/再灌注损伤与心肌细胞凋亡的研究进展[J].医学综述，2008，14（1）：6-8.

[3]Ito T，Muraoka S，Takahashi K，et al.Beneficial effet of taurine treatment against doxorubic induced cardiotoxicity mice[J].Adv Exp Med Biol，2009，12（7）：65-74.

[4]赵秀梅，孙胜，刘秀华.垫扎球囊法复制大鼠在体心肌缺血/再灌注模型[J].中国微循环，2006，10（3）：206-208.

[5]Chen JX，Zhao T，Huang DX.Protective effects of edaravone against cobalt chloride induced apoptosis in PC12 cells[J].Neurosci Bull，2009，25（2）：67-74.

[6]Isotani E.Pathophysiology of acute respiratory distress syndrome[J].Crit Care Med，2012，40（7）：2233-2234.

[7]Koid SS，Ziogas J，Campbell DJ.Aliskiren reduces myocardial ischemia-reperfusion injury by a bradykinin B2 receptor-and angiotensin AT2 receptor-mediated mechanism[J].Hypertension，2014，63（4）：768-773.

[8]Cao L，Huang C，Wang N，et al.ET-1/NO：a controversial target for myocardial ischemia-reperfusion injury[J].Cardiology，2014，127（2）：140.

[9]Hadi NR，Al-Amran F，Yousif M，et al.Antiapoptotic effect of simvastatin ameliorates myocardial ischemia/reperfusion injury[J].ISRN Pharmacol，2013，2013：815094.

[10]Poh KK，Xu X，Chan MY，et al.Safety of combination therapy with milrinone and esmolol for heart protection during percutaneous coronary intervention in acute myocardial infarction[J].Eur J Clin Pharmacol，2014，70（5）：527-530.

[11]Yang T，Zhang J，Sun L，et bined effects of a neutrophil elastase inhibitor （sivelestat sodium）and a free radical scavenger （edaravone） on lipopolysaccharide-induced acute lung injury inrats[J].Inflamm Res，2012，61（6）：563-573.

[12]Kawasaki T，Ishihara K，Ago Y，et al.Edaravone （3-methyl-1-phenyl-2-pyra-zolin-5-one），a radical scavenger，prevents 1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrah-ydropyridine-induced neurotoxicity in the substantia nigra but not the striatum[J].J Pharmacol Exp Ther，2007， 322（4）：274-282.

[13]Song JE，Kang WS，Kim DK，et al.The effect of ulinastatin on postoperative blood loss in patients undergoing open heart surgery with cardiopulmonary bypass[J].J Int Med Res，2011，39（4）：1201-1202.

[14]Martin JG，Jo T.Genetic differences in airway smooth muscle function[J].Proc Am Thorac Soc，2008，5（1）：73-79.

（收稿日期：2014-03-03本文编辑：郭静娟）

篇7

关键词：高等院校；物联网；专业教育；普及教育；网络科普

基金项目：2013年保定市社科基金项目“高等院校物联网教育探究”（项目编号：201301039）

中图分类号：G64文献标识码：A

收录日期：2014年4月30日

一、简介

物联网的概念最早于1999年由麻省理工学院的Ashton教授提出，是指利用传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术等，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是将所有物品都与网络连接在一起以用于识别和管理。物联网应用广泛，遍布智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业检测等多个领域。近年来，美国已将物联网上升为国家创新战略重点之一，欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动计划，日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一，韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一，发达国家紧紧抓住稍纵即逝的发展机遇，积极提升物联网的战略地位，在物联网领域取得了令人瞩目的研究成果和技术运用，物联网在世界范围内的发展可以说是一日千里。

我国于2009年8月提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注。据预测，2020年前全球物联网产值将是因特网的30倍，仅中国物联网产业的整体产值将超过5万亿元，目前我国已经形成拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链，物联网产业规模已经达到数千亿的规模。物联网已经成为政府积极研究与推进的产业，工信部有关人士表示，因各地政府均需开展物联网项目，物联网人才非常缺乏。

二、物联网教育现状

物联网相关产业的飞速发展以及其所带来的信息产业化革命已经越来越多地被人们所了解，但是高等院校物联网教育却非常混乱。一部分学者认为物联网产业虽然已经提升到了国家发展的高度，但也只是属于交叉学科，可利用多学科融合实现，没有必要形成专门的专业。另有持不同观点的学者认为，应随着国家产业结构的调整，根据社会对人才的需求来设置新的专业，不必拘泥于传统的专业结构。

在高等教育领域，国内多所知名高校、沿海经济发达地区的高等院校和具有战略眼光的个别高等院校都适时地抓住了这个时机，纷纷研究、筹备、申请开设物联网教学，推进在我国高等教学领域的物联网研究。2010年7月9日，教育部公布了新一批大学专业，其中就包括物联网工程。据统计，2010年共有700多所本科院校申报物联网相关专业，最终30所获批；2011年又增加30多所高校。

尽管高等院校开办物联网相关专业的热情高涨，但是目前大多数高校的物联网专业不但课程未形成体系，师资力量比较匮乏，实验条件建设也需要进一步规范。

并且，物联网这个早已经诞生并走过17年历程的“旧的新概念”在高等教育领域还远远没有深入人心。我国物联网普及教育水平目前处于初级阶段，只限于政府的相关部门、物联网相关的企业、部分知名院校和开设物联网专业的院校、沿海发达地区和为数不多的学者中间。这种物联网教育力度必然导致我国物联网人才教育培训的滞后，导致我国在今后国际间物联网领域的激烈竞争中后劲不足甚至明显下降，进而影响到全国经济发展的后劲。

三、物联网专业教育

物联网在我国发展时间不长，涉及电子信息、通信、自动控制、计算机等学科，大量高等院校盲目开设物联网工程专业，目的性和社会导向性都还不是很清晰，无论从实践还是理论研究上，物联网专业目前都还处于探索阶段。

我学院结合专业特色，考虑多年教育教学实际情况，在进行物联网专业教育时，重点会考虑以下三个问题：第一，平衡人才培养目标与人才培养需求之间的关系：物联网属于交叉学科，知识体系还不清晰，边界难以界定，社会对该类人才知识技能的需求也不甚明确，因此必须谦虚谨慎的开展物联网教育，从社会需求的体系结构和专业技能出发，仔细审定培养计划和方案，使毕业生能和社会接轨；第二，平衡学生书面学习和学生个人发展的问题：物联网知识面宽、跨学科广，在构建物联网教学知识体系和培养学生个人能力的同时，不能只考虑知识的宽度，还要考虑到专业知识的深度，根据区域定位、行业发展、企业需求来分方向、有重点的培养人才；第三，平衡原有学科与物联网教育的关系：高等院校在进行物联网教育时，不能仅仅追求潮流，要结合原有学科办学基础，充分发挥原有学科办学优势。在计算机科学与技术、电子信息等原有学科的基础上，深入开展物联网专业教学。所以，我学院根据未来物联网的发展趋势，整合校内现有的师资和实验设备，在日常的教学活动中，融入进了物联网相关教学科目，为区域物联网产业发展提供了人才支持。为了使学生能系统的掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等专业知识，我院在发展初期，开展了网络工程、软件工程相关专业，开设程序设计语言、数据结构、操作系统、数据库系统、电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、计算机网络、嵌入式系统、计算机控制系统、单片机等课程。学生毕业之后，可以就业于与物联网相关的企业，从事物联网网络协议、通信架构、信息安全等方向的设计、开发、管理维护工作，也可以在高校或者科研机构从事科研和教学工作。

四、物联网网络科普探究

高等院校的大学生是将来国家发展的主要力量和动力源泉，除了在高等院校中开展物联网专业教育外，还要大力推进物联网网络科普教育。通过网络科普促进学生主动的去了解物联网，提升广大学生对物联网的兴趣，帮助学生认识到物联网在身边的应用，从而促使物联网在学生中的推广和普及，使更多的学生投入到物联网的建设和发展中，从而有效促进各个行业的物联网发展，进而促进中国科技、经济、政治、社会、文化的发展，提高人民的生活水平。

在互联网技术飞速发展的今天，以科普网站的形式对大众进行物联网应用的普及更具有广阔性和灵活性。因此，为大众提供一个具有时效性并能呈现出个性化的物联网网络体验成为对物联网科普体验的一个挑战，同时对提升大众对物联网的认识和了解具有非常重要的时代意义。传统的科普模式对物联网普及来说具有很大的局限性，缺乏时效性，所以在新一代物联网普及的体验中，需采用一系列物联网体验新形式，如视频纪录片、趣味实验室、交互体验馆、发展时间轴等。

面对高等校园的物联网普及教育，我们主要通过以下四个方面进行物联网的网络普及工作：通过建立网站进行了视频纪录片、趣味实验室、交互体验馆、发展时间轴，将物联网的发展历史、目前发展状况、将来应用前景全面的展现出来，普及给高等院校的广大学生群体，使高校学生的素质得到全面提高。

（一）物联网科普认知形式――视频纪录片。视频纪录片，顾名思义是指通过动态视频的方式对所需内容进行写实记录，纪录片的核心为真实，力求以真实事件为落脚点，并进行适当的艺术加工，以展现真实为本质，并以此增加人们的相应知识，引发其思考。

在物联网科普网站增加视频纪录片的科普形式，主要依赖于现有的物联网知识。首先，整理互联网中现有的物联网技术相关知识的视频，对其进行细致的分类整理，以“树”图的形式将相应知识视频归类放置。这将极大地增加网站知识划分的清晰度，同时相较于以时间顺序放置相应视频纪录片，“树”图的形式更有利于学习者对知识的分块学习，使其能够轻松找到自己所需知识，并发现自己的知识漏洞；其次，整理理论知识库中相关零散内容，制作成视频上传，并将其补充到相关模块中。

通过视频纪录片的形式增加学习者对于物联网技术相关知识的视觉认知，可以帮助学习者增加对于视频中相应知识的记忆程度，有效的帮助其培养良好的记忆能力。而相较于一般文字内容，视频纪录片包含了图像、声音、文字等多重内容，能够使学习者大脑的视觉、听觉等中枢都处于记忆的兴奋状态，这样，相关知识在大脑中就会留下更加深刻的印象。同时，视频纪录片能够引起学习者对于新知识的兴趣，有效增加其好奇度，从而产生主动学习的渴望，并能够很好地避免传统学习过程中的单一、无趣。

由此可见，视频纪录片的科普形式将有效并极大地促进人们对于相关知识的学习能力，在物联网技术科普网站中是必要，也是必然包含的。

（二）物联网科普体验形式――趣味实验室。在传统的物联网普及过程中，我们往往过于重视知识的给予量，而忽视学习者对于所学知识的掌握程度。浇灌式的普及方式虽然能在一定程度上增加学习者所得知识的宽度及广度，但盲目地增加量，只能让知识如云烟，一瞬即逝，根本无法达到学习的目的。既是物联网科普知识，就应更加注重知识的学习成果，只有真正帮助学习者记住知识，了解其内容及原理，体会其本质，才能使学习者真正记住所学，并将其应用到日后的学习生活中。

在物联网技术科普网站增加趣味实验室的科普形式，主要是通过对一些简单的知识提供一些相应的实验方法、环境与成果，向学习者展示相应知识的应用方法与结果，同时鼓励其亲自动手尝试，在此，可以通过增加学习者在网站中的经验值等方式达到鼓励其参与趣味实验室的目的。此外，趣味实验室还着重于实验的趣味性，所提供的实验在保证对物联网体验的练习与体会的基础上，适当增加了与实际生活的联系，以及与时下热点元素的融合，增加了学习者的学习兴趣。

（三）物联网科普交流形式――交互体验馆。网站的交互性是网站与用户交流互动的关键所在，对于物联网技术科普网站，交互体验更是重中之重。

物联网的交互体验是形式多样的，主要设计为：（1）科普互动游戏，提升公众对科学的兴趣；（2）虚拟现实技术，带给人直观的体验感受；（3）远程观测技术，拉近用户与科学的距离。以此为基础，并结合物联网技术的特性，推陈出新，才能够让用户对物联网的体验效果更好。

交互体验馆的设计在物联网技术中最热门、最具前景、最前沿三个方向上开展，让大众在交流与互动中体验物联网技术为生活提供的方便，并在接近真实的体验中学习、理解科普知识。

除此之外，交互体验馆设计是在以下几点基础之上进行的：（1）专业人员对相关技术进行实现。制作人员的技术水平决定了交互体验馆的效果，所以专业的技术人员进行视频、flash、3D动画的制作将交互体验馆的创意发挥到了极致；（2）物联网技术相关内容的正确性。科普网站保证了物联网知识的专业性和正确性，没有出现专业性的错误，给大众传播错误的科普信息，达到了科普工作的基本要求；（3）人性化的设计。交互体验馆以人性化的设计完成物联网技术的宣传，大众在人性化的交互体验中，更加轻松地体验到了物联网技术在生活中具有的重要意义。

（四）物联网科普记录形式――发展时间轴。物联网技术是一门新兴的科学，它兴起时间不长，却以惊人的速度发展,网站以时间作为轴线，进行物联网知识的普及，以此提出并设计了发展时间轴的概念，为科普知识的记录与传播带来新的色彩。

1、形式的简述。以时间轴为主线，以物联网技术发展的重大变革时间为分割点，进行重大事件标注，点击查看物联网技术发展详情，为大众带来按时间顺序排列信息技术发展史的全新体验。

2、展现形式。以3D动画+flash形式制作时间轴，炫丽的动画、新颖独特的3D效果，使大众得到全新的感官体验，在这种多层次的体验中了解物联网技术发展过程中的伟人和重大变革实践，体会一种全新的物联网技术科普盛宴。

3、内容的设计形式。发展时间轴汇集了大量物联网技术科普内容，囊括了物联网技术发展史中所有重大事件，将物联网发展过程中的各类信息传播给大众，使大众对物联网技术有一个全面且详细的认识，克服了发展内容与时间上联系的障碍。

综上所述，新时期的物联网网站科普工作将以新的形式展开，如果一直沿袭科普网站的传统形式，则大众在浏览网站的过程中得不到深刻的印象，那么他们的科学素养就得不到真正的提高。因此，广大科普工作者在新时期的科普工作中应当以创新的形式、开放的内容以及特色的人性化体验来促进大众进入一个全新的科普新环境，全面提升大众对物联网的科学文化素养。

五、总结与展望

物联网目前发展势头强劲，有着良好的发展趋势，受到国家高度重视。虽然物联网产业有着庞大的发展空间，但是就目前而言物联网还是一个处于研究发展的概念产品，属于交叉学科，在高等院校中物联网教育混乱，没有形成自己的知识体系与结构。我院根据多年教育教学工作经验，融合全校师资力量，在学生中开展了物联网专业教育与物联网普及教育，得到了良好的效果。在今后的教育教学实践工作中，应更加用心的探索物联网教育的方法与对策，加大力度在高等院校中进行物联网教育，推进高等院校中物联网教育的发展。

主要参考文献：

［1］王红旭，孙玉宝.论物联网在高校的发展前景［J］.现代计算机，2011.1.

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关键词：物联网；高校；灰色预测模型

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0040-01

物联网出现在一个信息爆炸化的时代，其发展的速度相当迅猛，而这样一种基于互联网产生的物联网技术已经进入了人们的生活，逐渐为人们的生活带来许多意想不到的便利。但是一些专家学者在讨论物联网的应用之时，也对其概念的定义下了一番功夫，但是现在依然没有比较权威的概念来解释物联网这一新名词。鉴于物联网的应用领域暂时比较狭窄，仅仅就其在高校教育中应用做一些讨论，并提供了一些粗浅的见解，希望物联网日后的发展能够更加快速准确，并帮助丰富我国对物联网技术研究方面的理论。

1 物联网在高校教育中应用面临的挑战

1.1 物联网应用面临着IP地址被耗尽的问题

每一项技术都隐藏着一个具有其特征的隐患，这种隐患若是在短时间内没有研究出一种解决的方法，将会直接导致这项技术的发展停滞，甚至消失。而物联网这一项技术在高校教育中应用时存在的一个非常重要的问题就是其可能会面临IP地址被耗尽的问题。原因是物联网最主要的是通过物与物之间，物与人之间的各种联系实现技术的应用，然而这种联系都需要依靠IP地址实现，意味着这些物在校园中都要有一个不同于其他物的地址。物联网技术会寻找这些地址，所以一旦“物”越来越多，地址就会越来越多，将会面临着被耗尽的危险，目前仅有一种IPV6技术可以支撑。

1.2 对信息安全系统完善提出更高的要求

学生在应用物联网学习时，会将自己的名字、学号、账号以及其他一些隐私信息留下，这些个人隐私信息会被物联网追踪并记录。因此若是学生长期使用这样一种技术，⒁嘤锌赡苁挂恍┪シǚ缸锓肿游了谋取不正当利益利用物联网追踪到的这些信息，这将对学生的安全造成威胁。所以一所高校如果已经考虑要引进物联网平台帮助教学，那么就应当在引进之前完善学生的信息安全系统，但是不得不承认，一个信息系统再怎么完善，都始终存在着某些潜在的漏洞。

1.3 应用成本非常高

校园物联网中的核心部分是RFID标签中的芯片，一所高校为了让物联网在教学中的作用发挥到最大的话，就需要将这种芯片植入各种教学工具当中。但是值得注意的是，植入芯片不仅需要专业的人员采取专业工具才能完成，而且这种芯片的价格也是相当高的，由此可见高校应用物联网的成本相当高。

2 物联网在高校教育中的应用

2.1 提供一个智能的学习环境

环境能够影响一个人的状态，学校的环境自然可能影响学生的学习状态。物联网的出现可以将学生的学习环境改善到一个足够舒服的状态。它改善学习环境的主要方式是在教室里面合适的位置安置数个传感器的节点，这些传感器节点的主要作用是监测整间教室内部的温度、光线、光照等，而且还包括监测二氧化碳的浓度。通过统计分析这些监测得来的数据，通过已经植入的最佳值自动将这些数据调整到最适合学生学习的状态，这就为学生的环境变得可控提供了方便。

2.2 智能管理教学工具

一些高校有许多技术性的设备，例如一些生物化学类的实验器材。这些器材通常的管理方法都是放置在一般的实验室中，并没有特别的管理方式，长期下来许多器材质量因为阳光、空气、温度以及人为因素等外界因素的影响下降特别快。使用物联网则可以帮助调整这些状态到最佳，帮助延长器材适用寿命。另外根据物联网具有追踪功能这一点，还可以将它使用到防止器材被盗这一方面。

2.3 提供智能化图书馆

图书馆可以说是一所大学的心脏，学生可以从这里自主学习获得大量的知识。利用物联网构建一个智能化的图书馆再好不过。物联网技术中的核心部分RFID标签在学校图书馆中可以充当图书上条形码的作用，帮助学生快速搜查到需要的图书信息。由此可以在图书馆内部安置数个读取器和定位器，通过两者之间的信息传输来帮助学生完成查阅图书、借还图书等，这样可以减少图书馆管理人员的工作量和工作效率。

2.4 提供快捷的采集实验数据的途径

一般高校中都设有各个专业需要的实验室，学生需要通过实验完成课程的学习。但是一些课程实验需要的时间非常长，需要一定的观察时间，比如一些生物实验，但是仅仅依靠学生以及老师的肉眼观察可能会造成实验数据不准确的现象。利用物联网则可以通过先进的技术弥补这一不足之处。依然是在实验器材上安装定位器、传感器这一类的装置对实验过程进行全程掌控完成监测，收集提供准确的数据用以辅佐学生专业课程的学习。

2.5 实现学生随时随地学习的愿望

随着经济的发展和进步，许多学习工具都让学生学习变得便利快捷了。物联网在此基础上又有了新的发展，物联网可以让学生在学校内部各个地方完成专业学习课程。仅仅需要手边的一些类似于平板电脑、手机这一类的智能电子产品就可以实现泛在学习。而且学生还可以在各个地方与同时学习的同学进行讨论、交流。

3 结语

从我国物联网的发展来看主要是有以下几个领域应用这方面的技术，如智能物流、交通、家居、电力，以及精细农业、环境保护和军事、城市管理等公共安全领域。但由于物联网的分类按照不同的标准也有所区别，应用的类型也有所不同。因此为了保障物联网这一新型技术的优点可以用到实际生活中，我国相关部门及专家学者要承担起责任，尽快寻找出一条物联网最合适的发展道路。

参考文献

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关键词：物联网工程专业课课程体系；感知层；网络层；应用层；体系结构

中图分类号：TP391.44-4

1 物联网工程专业设置的必要性和可行性

“物联网”[1]的概念于1999年提出，本意是“物与物相连的互联网”，物联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术，依据通信协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神，为了加大新兴产业人才培养力度，加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新，大力培养新兴产业相关专业的人才，满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉，培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备，为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。

2 物联网工程专业知识体系架构

物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。

2.1 感知层

感知层，也常称为感知控制层，解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3]，包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层，是物联网应用的基础，是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层，感知层具有十分重要的作用。

感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集，其中涉及射频识别（RFID）、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。

2.2 网络层

物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。

2.3 应用层

应用层主要将物联网技术与行业系统结合，将信息转化为内容，实现物物互联的应用解决方案。概括起来，物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比，物联网加进了感知层，降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。

在高性能计算和海量存储技术支持下，应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理，整合为相对准确的结论，并为行业应用提供智能的支撑平台。

3 物联网工程专业课课程体系设置

3.1 专业定位

本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科，面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要，突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础，面向物联网应用系统的程序设计技术，各种信息处理网络应用系统的工程实践能力，以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识，能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。

3.2 培养目标

物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求，建设创新型国家发展战略的需要，具有雄厚的基础，强大的综合实力和专业适应能力，具有社会责任感，具有信息采集和检索、分析和处理能力的，具备良好的动手实践能力和创新能力，能胜任通信，传感器网络及电子信息处理技术领域的研究，设计、开发、系统集成及管理与教学，并具有创新能力，能够在计算机和通信等领域起领军作用，具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。

3.3 课程体系结构设置

物联网工程专业是新兴专业，由于整个行业在我国都处于发展阶段，因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少，学生有可能对于专业的认知度不高，应当加强专业认知方面的教育，同时，通过实验演示等方式，让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新，是学生们对于专业有一个全方面的认知，从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。

我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展，物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习，同时，重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系，力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。

物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点，注重课程体系的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下，将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。

3.3.1 基础教育

在基础课程的教学中，尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习，使学生充分意识到学习这些知识的重要性，物联网专业在国内属于新兴专业，国内起步较晚，需要查阅大量的外文资料，因此，需要良好的英语水平，尤其是专业英语水平，在教学中，适当引入专业英语教学。同时，在基础课程的学习中，应该加强学生对于政策法规的学习，避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。

3.3.2 专业教育

专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节，共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节，高素质的人才需要有过硬的专业基础知识，通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识，能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。

（1）专业基础课课程结构设置及分析

专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。

在专业基础课程的教学中，起步难度要适当，既不能难度过大而吓退学生，打消学习积极性，也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行，理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握，学生能通过现象看到本质，有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况，专业基础课程计划安排一定的课外上机学时，使学生巩固课堂学习的内容。

（2）专业课课程结构设置及分析

专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。

专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重，严格实训内容的考试。在专业课程的学习中，增加项目实训，适当引入企业项目，在学习中就能体验到未来工作中的实际感受，通过亲身体验，寻找差距，弥补不足。学生在毕业之后，能够迅速适应工作岗位，拥有较高的起点。

（3）专业主干课课程

具体包括：物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。

（4）专业选修课课程

无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。

3.4.3 实践教育

实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）。其中部分科目为选修，学生可以根据自身发展进行选择。

3.4.4 素质拓展与自主实践

素质拓展与自主实践方面，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书，总学分不得低于10学分。

4 结束语

物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用，这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要时刻以服务于社会发展需要为根本依据，把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来，依托学校自身的行业背景和学科优势，设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系，为国家战略性新兴产业发展，培养高素质专门人才多做贡献，争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。

参考文献：

[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].

[2]教高厅函[2010]13号[Z].

[3]屈伟平.物联网掀起新的信息技术革命浪潮[J].物流技术与应用，2010（11）：23-25.

[4]马忠梅，孙娟.李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌八式系统应用，2011（11）：46-47.

[5]范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京大学学报，2009（06）：13-14.

[6]徐险峰.论以信息化带动工业化[M].成都：西南财经大学出版社，2006.

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［关键词］运输管理实务;课程设计;物联网;物流管理

物流运输领域是物联网技术应用较早的领域之一，主要应用在特种货物运输领域。物联网技术的发展和应用，对物流运输管理将产生巨大影响。基于物联网的运输人才与岗位需求也会发生变化，“运输管理实务”课程作为高职物流管理专业最重要的核心技术课程，物联网背景下的课程设计也将随之调整。

1物联网技术对物流运输管理的影响

RFID技术、GPS技术、智能机器人等较成熟的物联网技术在五种传统的运输方式中都有应用，特种货物运输中应用最多。物联网技术的应用会产生积极的影响。例如:从整体上优化运输管理的流程，提高运输环节的自动化程度;改善运输信息的传递，实现运输管理的透明化，提高货物运输效率;实时监控和跟踪车辆与货物信息，确保车货安全，降低运输风险;提高资源利用率，实现规模效益，降低运输成本。当然，物联网技术的应用也会产生一些负面影响，比如物联网设备和技术需要大量的资金投入，企业信息和网络的安全问题，物联网技术的标准问题等。

2基于物联网的物流运输人才和岗位能力需求

传统的运输操作和管理流程、方法、操作要点等将不能适应物联网背景下物流运输行业的发展。现有的物流运输人才和岗位能力需求也会发生相应的变化。经过笔者大量调查，我国高职高专物流运输人才大致包括基础操作岗位(业务员层次)、基础管理岗位(项目经理层次)、运输管理岗位(高级项目经理层次)三个不同层级的岗位需求。这些不同层次的岗位能力需求和传统的岗位能力需求大致相当，但需要融入物联网的元素进来。简单地说，基于物联网的物流运输人才和岗位能力要求，就是在传统的运输操作和管理能力的基础上，还需具备物联网和互联网的思维，了解物联网、大数据、云计算等最新技术的发展状况，以及思考如何在自己工作的领域上应用，具备物联网技术相关知识和技能。例如:了解运输领域常用的物联网感知技术(如RFID技术)、网络通信与网络技术(如3G技术)和智能技术(如数据挖掘技术);能够在确保物联网相关设施和设备正常使用的情况下，对物联网背景下的运输作业流程进行管理和优化，顺利高效完成运输管理各环节任务。

3基于物联网的“运输管理实务”课程设计

3.1校企融合的“运输管理实务”的系统化课程模式

北京信息职业技术学院物流管理专业“运输管理实务”课程一直采用的是基于校企融合的系统化课程模式。该模式有两个关键点:第一，校企融合。包括课程定位与企业岗位融合、课程内容与工作内容融合、学校教师与企业教师融合、课程的评价与企业标准融合。第二，系统化课程模式。根据运输领域中各种运输业务之间的难易程度和递进关系，打破传统按照运输方式划分教学模块的思路，按照一个运输人员从初学者—能手—专家的认知规律和成长规律，在学习任务的难度、复杂度、广度和深度方面逐渐递增，体现从由易到难、由浅入深、循序渐进的一种课程模式。在物联网背景下，该课程模式保持不变，结合“运输管理实务”课程的主要学习任务，将物联网技术的简单认知和基本应用知识等系统化融入课程项目任务学习中去。

3.2基于物联网的“运输管理实务”课程定位

北京信息职业技术学院物流管理专业经过企业调研、实践专家研讨和往届毕业生访谈，结合高职学生的性格、基础、特点、就业规律和学院所处的区位特征，结合北京信息职业技术学院物流管理专业基于物流职业岗位层级的校企融合三环渐进模式专业人才培养模式，将“运输管理实务”定位课程定位于培养在物联网背景下，在第一线从事运输调配(运输调度及运输主管)的高技能人才。该岗位的主要工作包括:第一，了解基于物联网背景的运输行业的总体情况;第二，进行物联网环境下具体运输业务的操作;第三，进行简单的基于物联网的运输决策与规划。

3.3基于物联网的“运输管理实务”课程目标和设计思路

本课程目标的确定遵循三个原则:课程目标结合专业体系的定位与企业要求;课程目标的描述上要体现综合职业能力;课程目标适当高于企业要求，以培养可持续发展能力。基于物联网的“运输管理实务”课程目标除了该课程原有的保证货物安全、选择合理运输方式、运输工具、运输路线、处理各种具体运输业务、正确核算运费、处理运输事故与纠纷、统计运输数据、设计运输方案等11个能力目标外，还要求学生掌握物联网背景下各种运输流程的变化和处理办法，结合物联网技术进行最优运输方案的设计，运用物联网技术进行各种运输操作和管理，运输物联网技术来保证货物安全。在课程设计时，严格遵循“调研典型工作岗位的要求和内容—根据岗位要求确定课程学习目标—对岗位工作内容进行由简单到复杂进行排序—将工作内容整合成学习内容”的过程。

3.4基于物联网的“运输管理实务”课程内容

物联网背景下“运输管理实务”课程内容以完整的工作过程为载体、遵循学习者的认知规律、学习内容适当高于工作内容、理论与实践相结合、每个完整的学习任务具有共同的业务流程、注意与其他课程的衔接、课程目标与学习内容的融合等原则来确定。将典型的工作内容转化为学习任务。如下表所示。在进行具体学习任务设计时要考虑学生的基础、每个任务的学习目标、需要的知识含量。

3.5基于物联网的“运输管理实务”教学方法与手段

在教学方法与手段方面，“运输管理实务”课程为了实现实践与理论融合，真正提高学生分析问题和解决问题的能力，采取了项目任务驱动模式，从任务导入(采用问题引导法、角色扮演法、影视放映法、案例导入法等)—知识点输入(采用教师讲授法、问题引导法、伙伴学习法等)—解决项目任务问题(采用小组讨论法、头脑风暴法、模拟实践法、辩论法等)—师生检查(采用伙伴学习法、教师讲授法、小组展示法等)—师生评价(采用小组讨论法、教师讲授法、问卷调查法、闪光灯法)—师生反思(采用教师讲授法、自我总结法)。反思环节尤为重要，让学生通过深入的反思和总结，掌握每一个学习任务的关键点，掌握该课程学习的重点，把握学习和认知的规律，让学生获得学习过程的迁移。

3.6基于物联网的“运输管理实务”课程评价

本课程结合物联网背景下运输管理实际工作的要求进行课程评价，评价方案体现评价内容结合课程目标、评价主体多样化、评价对象可视化、评价内容综合化、评价标准企业化、课程考核方法过程化。“运输管理实务”总成绩包括三部分:第一，项目成绩(主要包括出勤成绩、平时表现、调研报告、模拟操作记录、学习工作页、运输方案、汇报材料等)占60%。其中，六个学习任务按照难易程度，比例分别为10%、10%、20%、10%、20%、30%。每个学习任务的成绩按照组间评价、组内评价、教师评价及通用能力评价四个方面进行评分。第二，期中考核(采用期中课业或期中考试的方式)占10%。第三，期末考核(采用期末课业或期末考试的方式)占30%。

4结论

物联网技术在物流运输领域的应用将会越来越广泛，物流运输人才需求和岗位能力要求也将发生巨大的变化，“运输管理实务”作为高职物流管理专业最重要的核心课程，其课程模式、课程定位、课程目标和设计思路、课程内容、课程评价等都应该结合物联网技术应用这个大背景，本文只是初步探讨，在具体内容设计和课堂实施上还需要进行深入探讨和完善。

参考文献:

［1］阙丽娟.物联网技术在物流运输领域的应用及对策分析［J］．现代商业，2016(9):14－16.

［2］阙丽娟.基于校企融合的《运输管理实务》系统化课程设计与评价研究［J］．物流技术，2012(11):472－474.

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【关键词】物联网；云计算；教育信息化

【中图分类号】TP393

【文献标识码】A

【文章编号】1672-5158（2012）12-0262-02

1 引言

由于我国教育资源不均衡，在区域之间、城乡之间以及学校之间，教育息化建设存在巨大的差距。一方面，较发达的沿海地区，引进了大量的设备和软件，但事后设备能真正投入使用率却不足60%。另一方面，很多学校尚未具备基本的信息技术条件，延续以往信息化建设思路，大量重复建设、应用系统极度“异构”、重复部署、缺乏统一管理的体系设计，需要大量繁琐且低价值的工作。

物联网和云计算技术的发展使“教育信息化服务”的概念应运而生，它是支撑学校发展的智慧化环境，是一种全新的校园信息化形态。它运用物联网、云计算、移动互联网、应用集成、应用层数据交换等前沿信息技术手段，把学校里分散的、各自为政的信鼠化系统整合为一个具有高度感知能力、协同能力和服务能力的有机整体，对校园管理、教学科研、校园生活等活动提供智能支撑。

2 物联网在教育信息化平台建设中的应用

基于物联网的教育信息化有三大建设目标：为教师和学生提供环境智能感知和综合信息服务平台；利用网络信息服务实现学校各服务领域的互联和协作；提供学校与外部世界相互交流和感知的接口。本研究认为物联网在教育信息化中的应用包括以下几点：

2.1 建立全面和主动的教学管理体系

在建立教学管理运行体系方面，利用现有物联网的核心技术有利于完善教学管理的组织系统、评价和考核系统，从而为教学的质量建立保障和监控体系。通过RFID标签和校园智能卡系统的结合，教师可利用物联网系统，对学生的学习情况进行自动统计。例如：在分组实验教学中，可以对学生的出席和对应的实验器材建立联系，通过RFID系统建立实验室教学管理系统。院校各教学管理部门也可利用RFID技术对学生学习情况、到课晴况进行分析，从而有利于学生工作部门有针对性地开展思想政治工作。建立基于物联网的弹性修学模式，利用物联网信.鼠完整和可追述的特征，学生可以根据本人的兴趣特长，随时修改或完成某一课程的学习，随时选择某一心仪教师的教学，在需要考试时，随时连接到试题库系统并完成考试，从而真正实现学分制。

2.2 构建完全交互与智能的教研环境

利用传感网络，可实现教学环境的实时信息反馈。目前，多数高校已经实施多媒体教学设施进课堂，利用物联网，可对课堂教学设备实现智能控制。例如：在教学楼里安装上万个传感器并用IPV6网络进行连接，可根据教室光线强弱自动调节教室光源和投影机的流明度；也可根据教室环境温湿度，通过红外感应设备自动控制教室空气的更换率；更可利用物联网识别技术，建立教师和对应授课教室的关联授权，智能控制教学仪器的使用等。

2.3 构建交互型虚拟学习社区

基于物联网教学环境下的教学模式相比于以往的各种教学模式，具有更加开放和创新的特征。可以依托物联网强大的物质和信息资源优势来建立基于物联网的科学探究模式。例如：在虚拟社区的学习交互模型中，基于物联网的模式要比给予互联网的模式更能激发出学习者的深层思考，并产生交互。该模式更能引导学习者在每次知识建构、剖析、探讨和问题解决户进行反思、总结和提炼有价值的内容，并在物联网上与其他学习者共享。

2.4 提供个性化学习的支撑环境

物联网能为学习者的常规学习、课后学习、区域合作学习提供支撑环境，拓展学习空间，有利于学习者的自主学习和满足个性化学习需要。学习者可以通过物联网，探究任何感兴趣的问题并及时地得到解决。例如：中国电信的全球眼技术，其实就是远程监控的物联网应用。与传感系统相结合，学习者就可以利用它完成诸如材料学、气象学、生物学等集成应用领域内的多种科学探究。

3 云计算在教育信息化平台建设中的作用

教育云是云计算技术在教育领域的迁移，是未来教育信息化的基础架构，包含了教育信.鼠化所必须的一切软硬件计算资源，这些计算资源虚拟化之后，向教育机构、教育从业人员和学生提供以计算资源为形式的服务。笔者认为云计算在教育信息化平台建设中有以下几点：

3.1 利用虚拟化技术进行基础设施架构

教育信息化平台建设分为基础设施层和应用接口层。基础设施层为高层提供计算、数据存储和网络通讯等资源，即提供IaaS，分为物理硬件子层和虚拟化子层。其中，物理硬件子层由各种真实的物理硬件组成，包括服务器、存储器和网络设备。应用接口层，构建在基础设施层之上，面向开发人员，为开发各类基于云计算的教育应用软件提供开发环境和公用API等，即提供PaaS。公用API可以以Web Service的形式提供给开发人员。

3.2 利用云存储支持海量教育资源

规模巨大的云平台为云端提供云内部资源存储、处理和传输服务，而且还使进入云平台的各个云端可以即时的对学习资源进行更新、补充和修改，使云资源库更加完善，内容更加丰富。云计算在现代教育技术中的应用，是将学习资源由静态激活，使其在云中动态的交互和共享，实现了教学环境的动态变幻和教学媒体的多样化。

3.3 构建智能化教学平台

云计算将学习过程迁移到云中，云计算所构建的虚拟化和智能化教学平台为学习过程提供各项服务。学习过程所涉及的是教学模式中教师（教授者）教学组织和教学评价与学生（学习者）学习活动和认知过程，并且整个学习过程的设计、开发、利用、管理和评价都是动态的。云计算提供的服务规模可以动态伸缩，以满足学习过程变化的需要，可以随时随地根据应用的需求动态地增减IT资源。由于应用运行在虚拟平台上，云计算服务的需求和使用与具体的物理资源无关，各项服务运行在虚拟平台之上.云计算为学习过程构建高可扩展行、可用性和虚拟化的设计、开发、利用、管理和评价环境，支持学习过程的双方（教授者与学习者）在任何有互联网的地方、任何时间使用任何上网终端获取应用服务。

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关键词:物联网;物联网工程导论;教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 13-0000-02

一、引言

物联网(InternetofThings)是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网络结合起来而形成的一个巨大网络。物体通过智能感应装置,再经过传输网络到达指定的信息载体,再经过全面感知、可靠传送和智能处理,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与智能处理[1]。2011年,在工业和信息化部出台的“物联网十二五发展规划”中,明确指出,物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。2010年,教育部公布了140个高校新设本科专业,重点培养与国家确定的战略性新兴产业相关的专业。其中,“物联网”专业排名居首,国内许多高校纷纷开设或准备开设物联网专业。

二、物联网工程专业的课程体系

从物联网的技术构成上来看,主要包含感知层、网络层、服务层和应用层。[2][3]因此,物联网专业涉及多个专业方向,其基础教学体系的建立也需要多个专业的汇聚。对于不同的大专院校,由于自身的情况、特点以及优势不同,可以建立不同的具有各自特点的理论课程以及实训课程。物联网工程专业面向现代信息处理技术,以培养从事物联网专业领域的研发、设计、工程及制造等方面的高级工程技术人才。因此,物联网工程专业或方向应建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系。[4]

如图1所示。

图1物联网工程专业的课程体系

三、物联网工程导论实践教学

物联网工程导论是物联网工程专业的核心课程之一,同时也是本专业的入门课程。对于刚刚进入大学的本科新生来说,这是他们进入大学后学习的第一门专业课程。新入学的学生对物联网这一新生事物了解的程度较差,头脑中没有相关的概念。因此,物联网工程导论课程授课的主要内容应以介绍物联网基本原理及知识和物联网的一些常见应用为主,在教学中以建立完整的知识框架结构作为中心点。通过教学活动,使学生能够对整个物联网专业的内容有一个较为清晰的认识,对整个学科的课程体系有一个初步了解,包括核心课程的简要内容和在专业中的作用和地位、相互关系等。这样可以尽量减少他们在今后四年学习中的迷茫和困扰,因此,在教学过程中需要注意以下几点:

(一)适当增删教学内容,讲授内容忌深、忌细

在教学内容的选择上应以面向应用为指导思想对教学内容进行适当的补充或删减。教学过程中切忌讲的过深过细,要让学生了解并掌握本学科的基本内容和研究方法。本课程作为物联网工程专业的引导性课程,基本上涵盖了物联网这一学科知识体系的各个主要方面。因此,在授课过程中,在介绍每一方面内容时,应从宏观层面入手,对学生做一个较高层次的高级科普。讲课内容要能反映物联网科学技术和产品的最新发展,在使学生了解相关概念和术语的基本含义的基础上,同时更多的了解最新流行电子产品的功能和基本原理;这些内容比较适合一年级大学生的思维方式和知识背景,有利于提高他们对物联网知识的理解能力;通过本课程的讲授,引导学生思考物联网在发展和应用中存在的问题,从而培养学生对物联网工程专业的兴趣,为更好的学习相关的其他课程奠定一个良好的基础。

(二)引导学生转变学习方法,促进良好习惯的养成

大学新生入学后,学校一般会安排入学后的专业教育,但是由于时间较短,效果有限。很多学生仍然不太适应大学的学习生活方式。因此,物联网工程导论作为新生入学后学习的第一门专业核心课程,教师在授课中不仅要介绍物联网的基本知识,还要着重引导学生的学习方法,促进学生养成良好的学习习惯。使学生能够很快适应大学的学习方式。

中学阶段,学习的主要方式就是大量而紧凑的课堂教学。学生的学习时间由学校安排,老师实施灌输式教学。老师教学生是“手拉手”领着教,老师对于课程的安排非常详细和周到,使得同学们养成了依赖老师的习惯,在学习过程中只会去被动的记忆和背诵。到了大学,老师的课堂讲授相对减少了很多,在课堂上的不会讲授全部的教学内容,而是以自学为主。课外时间都是自己安排,自己找老师讨论问题,自己去图书馆看书,自己找志同道合的人研究问题。学习过程中也不再采用题海战术和死记硬背的方法,需要学生勤于思考,勇于实践,尤其对于物联网专业而言,很多知识需要通过实践才能真正理解和掌握。

根据中学和大学学习特点的不同,在本课程的教学中,教师在授课过程中,要结合本专业的基础知识去引导学生转变学习方法。一方面,要和学生一起分析中学和大学的学习特点,使学生明白二者的不同,从而主动的去适应大学的学习方式;另一方面,通过读书报告、专题讨论、课程实践等方式,训练学生适应新的学习方式。要使同学们明白,除了要认真听老师的讲课,认真阅读教材和参考书,加强实践环节的学习,除此之外,更重要的是还要有个人的独立思考和积极探索的精神。

(三)教学的重点在于学生能力的培养

教育部在教高[2007]2号文件中明确提出要求:努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力[5]。众所周知,我国的高考竞争非常激烈,因此在中学阶段,对于绝大多数学生而言,把时间全部用在了知识学习和完成各种各样的作业题、模拟题和考试题上是唯一的选择,而对于自身综合素质与能力的培养无暇顾及。从中学进入大学,学生的学习方式有了根本的变化,因此学生要利用好业余时间,有意识地培养和提高自身的综合能力与素质,主要包括以下几个方面:

学习能力:即自学的能力。对中学生来说,学习就是按照学校的安排,在课堂上接受教师的知识传授,课下完成老师布置的作业。而在大学中,需要学生自主地安排学习计划、主动地获取知识,不仅仅在课堂上进行知识的学习,在课下的时间还要去读书、去思考、去实践,逐步的提高自己的自学能力。

创新能力:所谓创新,就是用新思想、新方法和新技术解决工作中遇到的各种问题。作为大学生,只有具有良好的创新意识和能力,才能面对在未来学习和工作中面临的各种挑战,有效的解决遇到的各种问题。

实践能力:实践能力是指在工作当中运用自身的知识去分析问题和解决问题的能力。对于工科专业的本科学生,实践能力的强弱尤为重要,因此,在大学阶段,应该着重加强诸如课程设计、实验、实习、大学生科技竞赛等环节的学习和训练,以提高自身的实践能力。

交流能力:交流能力指一个人与他人有效地进行信息交流的能力。在现代社会,交流能力是个人素质的重要体现,它代表了一个人的知识、能力和品德。本科学生无论毕业后无论进入那一个行业,都是在一个团队进行自己的工作,因此,如何与团队内外人员的进行良好的交流对于自己的研究和工作是至关重要的。

四、结语

综上所述,物联网导论课程在本科教学的整个过程中有着重要的作用。通过本课程的教学,使学生对物联网专业的基本知识有了一个初步的认识,并在学习的过程中逐步去适应大学的学习方法,为后续专业课程的学习也打下了一个良好的基础。同时,在学生的思想当中逐步树立起培养自身综合素质的意识,最终成长为一个高素质的大学本科毕业生。

参考文献:

[1]张小平.物联网知识讲座(一)[J].物联网技术,2011,1(5):91-92

[2]沈苏彬,范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2009,29(6):1-11

[3]袁静.物联业务的发展及网络融合趋势[J].电信技术,2010,1:10-12

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【关键词】物联网；嵌入式系统；实验教学改革

前言：所谓的物联网就是将所有信息通过信息传感器等设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的一种概念。通过物联网的结合，各学校中的嵌入式系统教学有了更广阔的发展空间，同时各界也对此提出了更高的要求。

一、物联网概念及与嵌入式系统教学的关系

（一）物联网概念

物联网是基于互联网与传统电信网之上的信息承载体。我国在上世纪末开始了物联网的研究与开发，属于世界前列的研究国家。物联网的开发，为传统思维开辟了一条新道路，传统的思维是将物理基础设施和IT基础设施分开，而在物联网中，会将物理基础设施与计算机设备技术整合连接。物联网也是一种网络概念，是与互联网相互依存的一种网络事物，没有互联网的依托，物联网无从谈起。

（二）物联网与嵌入式系统教学的关系

学校开设的物联网课程，是为满足社会对物联网专业人才的需要。计算机专业的嵌入式系统是一门重要的专业课程，随着物联网技术的发展，嵌入式系统融入了物联网中，并且成为了物联网用中可实现感知和控制所不可缺少的平台。

二、物联网对嵌入式系统课程教学的影响

现在高校中的嵌入式系统教学并不是一个基础教学，而是需要建立在数字电子技术、计算机程序设计、计算机组成原理、微机接口等其他课程基础之上的一门学科。目前我国大部分院校中嵌入式系统教学大体分为两大类：硬件类与软件类。随着嵌入式系统的应用范围逐渐扩大，软硬件程序也相对复杂化。由于高校中设计的课程是根据学生的专业方向来考虑，因此，计算机专业中的嵌入式系统课程受到了课时的限制，然而嵌入式系统的设计知识更新迅速，与各种高科技都有相同性，需要紧跟产业的发展，不断的更新教学内容，提升学生的技术。但由于受到了课时的限制，嵌入式系统教学并没有及时根据应用发展来改变教学内容及教学思路。嵌入式系统是计算机技术、控制技术和单片机技术等技术相结合的一个综合系统，特点是其体积小、集成功能强、外接口多，在工业、通信、电子、便携设备等领域都得到了广泛的应用。高校中的嵌入式系统课程主要是培养学生嵌入式系统软件开发的初级能力，随着物联网的发展，物联网进入到了嵌入式系统学习中，让学生从“单机”转变成“互联”，从“个体智能”转变到“群体智能”。因此，嵌入式系统专业的学生或设计人员，基础知识非常重要，但同样重要的是，必须通过基础知识不断的学习新技术、新挑战、新要求，这便需要物联网应用系统，对于高校来说，面向物联网的嵌入式系统教学是种发展趋势，需要对嵌入式系统教学的教学内容和方式及时做出适当调整，提高课堂效率，提升学生技术水平，使课程应用性更强。

三、嵌入式系统课程实验教学方法的改革

随着嵌入式计算技术的发展，硬件成本逐渐降低，软件成本逐渐提高，而软件的应用作用与地位也非常重要。

（一）理论性教学意义

高校中的嵌入式系统理论教学的目标是对嵌入式微处理器、嵌入式操作系统和嵌入式系统的应用、方法，加入到嵌入式系统的基础开发技术。一般课程布置在15课时左右。嵌入式教学的主要课程内容有：嵌入式系统理论概述、ARM内核嵌入微处理器、嵌入式操作系统、嵌入式系统应用。

（二）面向物联网的嵌入式系统实验教学

1.层次化实验

嵌入式教学明确了教学方向，通过理论学习的基础，进一步提升动手实践能力。一般的嵌入式实验开发平台都包括以太网接口、GPS算逑定位系统接口、CAN总线接口等。通过这几个接口和物联网的应用背景，可以设计出三种不同层次的设计。这三种实验层次由浅入深，分别应对不同的实验项目，其组织形式也不同。如表1所示。

2.项目实践环节

项目实践环节能够提高学生的动手操作能力，通过课堂分组教学，将物联网网关设置成不同题目，分别交给各个小组进行模拟实践开发。比如“GPS数据采集与处理”的实践，需要通过将nC/OS操作系统移植，将多重任务从GPS接口中读取数据，并制成UDP数据包，通过网络进行传送。这期间，学生分别负责各部分，不仅在实践中学习技术，还能够提升学生的合作性。物联网网关硬件如图2所示。

学生通过物联网项目的实践模拟活动，开阔了学习的视野、扩展了学习内容，在学习与实践中，能够更好的运用，并且提升了学生的兴趣爱好及团队合作精神。在学生毕业设计或结课设计中也布置相关实践内容，让学生能够自主学习、自主探索，为日后的就业打好基础。

结论：物联网的发展与嵌入式教学的相结合，将嵌入式教学的内容更加完善、实验更加具体，扩展了学生的知识面，教师在理论授课中加入物联网技术知识，让学生充分了解物联网的嵌入式系统知识，并通过实验课程进行层次化设计实验，实验课程需要循序渐进，由浅入深，先扩充基础，在激发兴趣，最后实现高层次的实践技术，为学生的学习与就业作出相应贡献。

参考文献：

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随着我国经济水平的不断提升，教育事业也在不断进步。近几年，我国越来越重视物联网产业的发展，随之加大了对物联网专业的关注。受经济形势的影响，物联网的发展极大的带动了我国经济的进步，之后我国多所院校积极开展物联网专业课程，为社会培养了广大的专业人才，同时，为我国物联网产业的发展注入了新的活力。

【关键词】

物联网；经济形势；专业课程；专业人才；产业

引言

受国家政策的影响，近几年我国在努力开展物联网专业的学习，开设了全面的专业课程，把对基础知识的学习当作教学重点，在打下良好基础的前提下进行适当的实训，全面提升物联网专业人才的水平，培养大量的物联网专业人才，带动我国物联网产业健康发展。

1物联网专业的现状

自进入新世纪以来，社会发展速度逐渐放缓，尤其在2008年金融危机之后，全球经济陷入停滞不前的状态，我国的的经济需要新的增长点来带动。由此，物联网专业应运而生，打开了我国经济发展的新局面，带领我国平稳度过了经济危机。在这样的时代背景之下，我国教育事业开始重视物联网专业发展，积极培养物联网专业人才，在国家政策的支持之下，多所院校开设了物联网专业，培养了大批优秀的专业人才，受到社会各界的广泛好评。

2物联网学科的培养目标

物联网作为一种新兴产业，其成长和发展需要大量的相关技术人才。随着信息技术的不断更新进步，我国也越来越重视物联网的发展情况，一些城市将物联网产业的发展作为经济增长的重要组成部分。物联网产业的发展可以在一定程度上带动其它相关行业的发展，极大的增加了就业率，对如今严峻的就业形势有很大的帮助。物联网这一专业针对现代化信息处理技术进行研究和探讨，根据当今社会发展的需要对学生进行定向培养。在这一专业的学习中要求学生学习好计算机科学技术、现代传感器和无线网络技术、信息处理、系统工程等基础的相关理论与技术，可以全面的熟悉物联网的专业理论，掌握科学的方法和技术成为实践操作能力较强的复合型人才。物联网专业是一门实践性较强的科目，针对这一学科的特点，要采取有针对性的培养方式，不将专业培养的方向过度细化，而是考虑专业方向课程的分类设置，使得毕业生在具备扎实专业知识的同时能够拓宽知识面，对相关的专业知识能够有更深层次的理解和应用。本专业的学习范围是十分宽泛的，其中较为重要的科目有通信技术、计算机网络和无线传感器网络，通过对传感器技术和计算机通信网方面重要内容的理论和实践的学习掌握物联网设计、开发、调试和应用的基本技能。

3物联网学科的建设

我国的高校物联网学科的开展最早是在2011年。这一专业的建立需要以计算机专业为基础，并且需要开展计算机技术等相关的基础性学科，比如软件工程、电子工程、通信工程等都是发展多年的学科，物联网学科的建立和发展都需要以这些科目为基础进行建设。如今，我国的教育十分中重视对学生能力的的培养，并且这一学科的实践性、工程性和综合性都较强，其涉及的内容和范围、接触的产业都是十分广泛的。学校为了更好的培养物联网专业的学生：①要开展好专业课程，做好基础课程的学习；②培养学生的实践动手能力，在实践过程中提倡团队合作的学习模式，在具体的实际操作中锻炼动手能力和团队合作意识，使得学生能够积极主动的思考问题，培养自主创新和开发的能力。

4物联网课程的教学实践

4.1培养学生实践能力的教学设计

就目前而言，我国的物联网教学基本都是建立在计算机教学的基础上的，所以，计算的一些基础课程比如程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络以及组成原理等也成为了物联网专业的必修课程。物联网专业核心课程还包括物联网导论，无线传感器网络，射频与无线通信等。相关的实践课程要安排在基础理论的学习之后，应该在二年级的时候再开展实践操作的专业学习课程，之后，将实际生活中的物联网与实践操作相结合，在实际操作过程中，通过借鉴从事相关工作企业的物联网实例来对学生进行实际演练，提高学生的实践操作能力。物联网作为一项技术难度较大的科目，其涵盖的范围也是十分广泛的，这一学科综合了计算机、微电子、通信等多个领域的内容。在实践操作的过程中要求学生要首先深入理解具体的专业知识，并能够在此基础上进行开发和研究，并且，在实践的过程中重视与物联网的联系，通过具体的实例来深入对物联网的理解程度，提升学生的动手能力等多方面能力的综合发展。根据实践教学内容采用课程实践和项目实训相结合的方式帮助学生更好的理解和研究。对重点学习的实践课程可以和相应的基础理论课程同时进行，在学习基础理论的同时通过实践操作予以证实，强化对基础理论的理解，大大提升学习效率。并且，在实践的过程中以团队合作的形式进行操作，提高学生的团队合作能力，相互学习和借鉴，从多方面提升自己的整体水平。

4.2选取合适的实践课程教学方法

物联网作为实践性较强的学科，其人才的培养应当与实际工作紧密结合。就目前来看，校企物联网正在大力推进，学校正在积极与企业合作，相互帮助，共同培养出优秀的物联网专业人才，同时，学校与企业也有很多项目正在推行当中，比如校园一卡通、校园百事通等等都是物联网建设项目。这些实践操作对学生的影响是无处不在的，对学生创新能力和实践能力的培养都是大有裨益的。目前，我国的物联网教学可以采用的教学方法有以下两种：

4.2.1通过实例进行教学

物联网工程专业是一门专业性较强的学科，其教学内容需要与实际生活紧密相连，同时，着眼于当今社会发展形势的需求，在实践中进行教学。针对专业课程的基础知识进行相应的实践课程学习，并将实践课程进行分类，帮助学生系统的梳理知识。将物联网企业的具体项目带到课堂中来，引导学生自主分析和研究具体案例，在分析问题的过程中以学生的实际能力为基础设置题目，让学生们自由结合成小组讨论和分析实例，加深同学们对实例的理解，提高同学们的团队合作意识，增加学生对实际操作的兴趣。

4.2.2跨年级结合小组创新实践教学模式

物联网专业的综合性较强，其中涉及的内容和环节也十分复杂，对于其中难度较大的部分可以通过跨年级结合小组的方式共同学习，让高年级的同学能够适当帮助低年级完成学习任务，高年级同学在这一过程中完成较难的部分，低年级同学完成较容易的部分，让低年级同学能够亲身体验完整的实践操作过程，积极参与到具体项目中。通过不断的实际操作提升学生的动手能力，让各个年级的同学互相帮助共同进步，从整体上提升物联网专业的学习水平。

5结束语

近几年，随着我国对物联网产业的重视，多所院校开设了物联网专业课程，不断健全物联网教学模式，树立正确的培养目标，帮助学生学习基础专业知识，并开设相关的实训课程，积极与相关企业合作，开展实训课程将企业项目引进到课堂之中，同时，跨年级结合小组共同讨论学习，提升学生的自主学习能力，鼓励同学们自己动手操作，提升学生的实际操作能力，为我国物联网产业的发展培养更多优秀的人才。

作者：佟冬 单位：吉林建筑大学城建学院

参考文献

[1]黄仁根.物联网实验教学中心建设与实践[J].电脑知识与技术，2015，34：147~148.

[2]黄旭，蒋云良，顾永跟.物联网工程专业建设中多学科融合的探索与实践[J].高等工程教育研究，2016，02：86~90.

[3]余琍，赵健，黄传河，徐霜.物联网工程专业建设与实践教学研究[J].计算机教育，2013，15：94~97.