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關鍵詞:實踐能力培養;科技社團;物聯網工程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)29-0157-02
一、引言
在大學生實踐動手能力培養亟待加強的背景下,各高校均在積極探索提高學生動手能力的方式與方法。本文以成都信息工程大學物聯網工程專業為例,探討以學生課外科技社團為平臺培養學生實踐動手能力的經驗與措施。第二章首先介紹目前學生動手能力培養面臨的問題,第三章討論學生課外科技社團在學生動手能力培養過程中的作用與優勢,第四章對學生課外科技社團運行過程中的措施與經驗進行總結,第五章介紹開展學生課外科技社團活動以來所取得的成果。
二、當前實踐動手能力培養面臨的問題
目前,本科生培養,特別是地方高校在應用型、工程型人才培養中,普遍存在下問題:
1.專業課學時受限。由于總學分限制,加之各類公共基礎課對學分的擠占,各類專業課學時相對有限。對于物聯網工程專業而言,由于涉及多學科、知識龐雜,該問題更為突出。上述問題,使得對學生動手實踐能力進行鍛煉的課程非常有限。因此,僅僅通過課堂教學難以完成對學生實踐能力培養的任務。
2.學生學習主動性差。在課外自主學習中,由于目前學生學習主動性普遍較差,故若對其放任自流,最終結果便是學業荒廢。另外由于目前高校教師科研、教學等考核壓力普遍較重,通過教師對學生進行課外監管、指導也存在一定難度。當然,學生也可以通過各類開發技能培訓、企業實習來提高實踐能力,但上述方法也存在一定問題。各類培訓往往會加重學生的經濟負擔,且各類培訓質量參差不齊,培訓內容也不一定與專業方向相符。企業實習是鍛煉學生實踐能力的非常好的手段,但是好的實習崗位一般又競爭較為激烈,且對競聘學生基礎、能力有一定要求。
3.獲取指導較困難。在自學過程中,學生可通過請教老師、自行查閱資料和咨詢高年級同學等幾種方式獲取幫助、指導。請教老師雖有其他兩種方式不可比擬的優勢,但學生與老師相處時間畢竟有限。自行查閱資料在學生基礎較弱時往往難以取得較好效果。因此,請教朝夕相處的同學往往是最佳選擇。如何給學生營造一個相互學習交流的氛圍、環境是實現高年級同學向低年級同學傳幫帶的重要問題。
4.缺少實驗環境支持。雖然不少學校都通過開放實驗室等方式給予學生場地、器材的支持,但開放實驗室畢竟不是學生工作室,在開放時間及器材借用上都存在一定的約束。上述問題對學生在課后自學帶來了一定障礙。
上述問題,會影響學生的學習興趣、自學效果,并最終將對學生的就業率、就業質量產生不良影響,因此迫切需要通過學生課外科技社團等課外方式來強化學生動手能力培養。
三、學生課外科技社團在學生實踐能力培養中的作用
學生課外科技社團在動手能力培養中具備導師制、教師科研等所不具備的一些優勢,具體如下:
1.相比導師制。學生和教師在教學中所處地位不對等,所處角度不同,難免出現溝通障礙。學生與學生相處機會更多,時間更長,溝通障礙更少,通過高年級、低年級同學之間的傳幫帶,往往能夠實現更好的效果。除此之外,通過學生之間的相互監督、督促,還有利于培養學習興趣,樹立良好的學習風氣。
2.相比教師科研。雖然教師科研給了同學在學校內進行實際項目訓練的機會,但是教師科研往往無法適應每位同學的偏好、興趣,所受訓練也受到項目內容的約束、限制,不利于學生的個性化發展。
3.相比各類就業培訓。目前,也有不少同學為了提高就業質量,通過參與各類程序開發類培訓班,突擊提高動手實踐能力,例如:iOS應用開發、Android應用開發和J2EE程序開發等。但上述各類培訓往往價格高昂,培訓內容單一,且不適合低年級學生參加。
除此之外,學生課外科技社團還能夠促進不同專業、不同學校之間學生的交流,有利于開闊學生的視野,培養復合型人才。以物聯網工程為例,其涉及通信工程、電子工程、計算機科學與技術等多個一級學科,物聯網工程的學生課外科技社團可以吸納上述多個學科、專業的學生,不同學科、專業學生間的交流,有利于學生深入了解其他學科知識,彌補其知識短板,激發其創新、創意的靈感。最后,不同專業特長的學生組成學生團隊,除有利于提高學生溝通能力、團隊協作能力外,還可以為其組建創新、創業團隊提供便利。
四、組織學生課外科技社團的措施與經驗
學生課外科技社團在運作過程中,必須要樹立一定的目標,否則也是無的之矢。在我們的實踐過程中,以項目為載體,以各類科技競賽為目標,能夠實現學生動手能力的鍛煉、開拓學生的眼界。雖不以最終獲得獎項為目標,但若在比賽中取得一定的成績,能夠讓學生產生成就感,進一步促進其學習興趣,也能為其他同學樹立榜樣。另外,在社團的運作過程中,學校還需要提供各類軟硬件支持,具體包括:
1.場地。社團在運作過程中,不論是小組討論、新成員培訓、設計開發競賽作品都需要有專門的場地,避免“打游擊”,在尋找場地過程中浪費時間。
2.設備。與純粹的計算機軟件開發不同,物聯網應用往往同時涉及硬件、軟件,故其運作過程中,給予其設備支持也是必要的,比如:各類傳感器、RFID芯片、Zigbee芯片及開發板等。
3.經費。在參加各類科技競賽過程中,不可避免的會產生報名費、差旅費等費用。在我們的實踐過程中,每年會根據去年的科技競賽參賽情況,編列本年度參賽計劃及預算,由學校教務處統一進行經費支持。
4.教師指導。學生課外科技社團雖是以學生為主,但在社團管理、參加科技競賽過程中,由教師給予適當的指導也是十分必要的。比如:社團招新過程中,有教師參與,提高社團宣傳的可信度;在社團管理人員的選定上,教師適當參與,保證管理人員的責任心、素質;在完成競賽作品過程中,對于技術難點,教師給予必要的指導,對于避免走歪路,提高作品質量有極大幫助。同時,還通過競賽指導獎勵等配套政策鼓勵教師對學生進行指導,提高教師積極性。
5.目標考核。每學期,社團骨干和指導教師共同商議確定當年度的工作重點,如:目標科技競賽、培訓工作次數等,期末根據期初制定的目標對社團工作進行考核。在場地、設備等資源的分配中,將根據考核結果調整對各社團的支持力度,在社團間形成適當競爭,避免社團在運作中出現惰性、怠工。
除上述支持措施外,在社團運作中還有幾點是值得注意的:①保證社團人員的連貫性,避免出現斷檔;②要求社團定期面向專業所有學生組織講座、培訓,以保證能夠讓大多數學生都能從中受益,而非僅僅是科技社團成員。
五、開展學生課外科技社團以來的成果
成都信息工程大學物聯網工程專業2011年成立,專業招生當年,即組織骨干教師、學生積極分子成立了“易控”學生社團,后續又成立“IoTU(Internet of Things Unit)”社團。四年來,兩社團開展了各類技術講座、培訓,組織參加了多項科技競賽。各類日常培訓活動,如:C語言程序設計基礎、嵌入式軟件開發等,成為了課堂學習的有益補充,也獲得了廣大學生的一致好評。除講座、培訓外,兩社團還獲得了一系列科技競賽獎勵,包括:2012年第八屆“博創?恩智浦”杯全國大學生嵌入式物聯網設計大賽三等獎、2012年第二屆“TI.無線龍杯”全國大學生物聯網和嵌入式設計大賽一等獎、2013年“賽佰特杯”第三屆全國大學生物聯網創新應用設計大賽三等獎等。除此之外,還于2012年承辦了“TI?無線龍”杯大學生嵌入式設計大賽成都信息工程學院校內選拔賽,2014年承辦了“南博杯”成都信息工程大學物聯網應用大賽。在教室、社團骨干學生的共同努力下,學生參加課外科技活動的積極性逐年升高,社團人數不斷增加,易控、IOTU兩科技社團人員總數從2011年的5人,上升到2014年的近70人。除本專業參加社團的學生人數不斷增加外,雖然人員仍以物聯網工程專業學生為主(物聯網工程專業學生比例約為75%),兩科技社團還吸納了電子工程、通信工程、自動化等外專業的學生參加,促進了不同專業、不同學院的學生之間的交流。
六、結束語
在學生實踐動手能力培養過程中,僅僅依賴C語言程序設計、WEB應用開發等課程難以滿足就業市場、用人單位的要求。因此必須調動起學生的學習積極性,讓其主動的利用課外時間提升其實踐動手能力。各類課外科技社團無疑是實現上述目標的有效手段,但在社團的運作過程中,也須給予必要的支持與指導,才能保證其實現良性運作。本文以成都信息工程大學物聯網類科技社團為例,討論了學院、教師在其運作過程中應起的作用,說明了科技社團對于提高學生動手能力的有效性。
參考文獻:
[1]羅正祥.組織開展學生課外科技活動提高工程實踐能力[J].中國高等教育,1997,(1).
[2]張志華,王鎖萍.以課外科技活動為依托構建電子信息類創新人才培養的新平臺[J].黑龍江高教研究,2004,(1).
[3]邢旭峰,呂顯強,程羅德,等.大學生課外科技活動實踐模式探討[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版),2012,(5).
現以山東省淄博市某生態農業園為例,剖析物聯網技術在蔬菜大棚中應用的點滴體會:此生態農業園現有員工120余人,公司積極探索物聯網技術在蔬菜大棚中的應用?,F擁有現代化高標準示范種植園區基地53萬余平方米,年產蔬菜近萬噸。
1.此生態農業園的種植特色
(1)檢測體系完善。公司為每個大棚安裝監控系統,全程監控蔬菜的種植情況,形成了純自然的生態資源。同時,公司完善了硬件基礎設施建設,新建了蔬菜檢測中心、配送中心、農資配送中心,發揮了監控和檢測的物聯網初級功能,保障了消費者的利益。
(2)控制功能健全。雨簾和風扇隨溫度的變化自動感應運行,將室內溫度保持在25攝氏度左右;大棚頂部采用避光板遮擋光線,下方懸掛多層大棚膜,使大棚蔬菜免受雨水的影響,避免了肥料流失,有利于棚內保濕、保暖。
(3)蔬菜身份明朗。此生態農業園的蔬菜從種子入土的那一刻就開始有了自己的編號和身份,就算是走出大棚來到人們的餐桌上,市民也能通過包裝標簽對應聯系到種植人。
2.物聯網技術在蔬菜大棚應用中的瓶頸
(1)物聯網的經費投入高昂。安裝一套較為完備的物聯網設備至少要5~6萬,一般農戶承受不了;即使是農業園,經濟上也難以承擔,需要國家補貼。
(2)物聯網的建設投入貧乏。蔬菜產品的競爭力強弱,最終取決于蔬菜產業科學技術水平的高低。沒有國際先進的產業技術裝備,沒有健全的科技服務體系,沒有生產者素質的提高,蔬菜產業就無力參與國內外的競爭。長期以來,由于經濟不發達,農村對蔬菜產品的生產基礎設施建設投入極少。
(3)物聯網的技術投入落后。在種苗研發培育、栽培技術、種植現代化設備的研發與應用、病蟲害防治等農業技術的投入方面,我國部分蔬菜大棚還遠遠不夠。大部分菜農的蔬菜生產仍以傳統耕作為主,蔬菜栽培管理技術較為落后,且由于農民觀念的轉變很難突破,懂技術會操作的農民很少,部分農民種植盲目性大,導致市場競爭力不強,經濟效益不夠穩定。
二、物聯網技術在蔬菜大棚中的應用對策
1.加強物聯網技術應用的普及培訓
科學技術是第一生產力,“互聯網+”時代呼喚更多的物聯網專家投身到農業建設的服務中去,倡導專家們走入大棚,有針對性地開展培訓和幫扶,普及物聯網技術,讓更多的菜農成為物聯網技術應用的行家。
2.構建完整的物聯網控制系統
一個完整的蔬菜溫室大棚自動控制系統應該包括數據的采集、傳輸、分析三個環節,技術人員直接通過有線網絡或無線網絡平臺,實時監測大棚現場的傳感器參數,控制大棚現場的相關設備,從而實現遠程自動灌溉或自動啟動風機降溫系統、水暖加溫系統、空氣內循環系統等,以進行環境溫濕度的調節。
3.發揮物聯網控制系統的功能
利用物聯網技術搭建溫室大棚來控制蔬菜的生長環境,發揮監測和報警功能、病蟲害預警功能、遠程設施控制功能、遠程生產指導功能、植物成熟狀況預報功能、遠程生產活動跟蹤功能等,使蔬菜獲得最佳的生長環境并增加產量,以實現跨季節的蔬菜培育。
4.探索物聯網技術階段性的應用方案
根據不同蔬菜品種的生長特性和規律,制訂與之相適應的蔬菜種植方案,分階段利用物聯網技術來調節控制土壤酸堿度、溫度、濕度等,自動化管理蔬菜,提高蔬菜種植的效益,實現蔬菜種植的精細化管理。
5.改變物聯網技術的應用現狀
應用物聯網技術能夠高效可靠地獲取信息,從而借助智能決策系統實現傳統農業向現代農業的轉變;應用物聯網技術能夠改變我國蔬菜大棚生產成本高、效率低、生產經營模式粗放等傳統農業現狀,提升大棚管理規?;a業化、智能化水平。
6.大力推廣物聯網技術的服務功能
【關鍵詞】物聯網;實踐教學;創新實踐;綜合實驗室
1引言
我國“十三五”規劃指出,要積極推進物聯網發展,加快物聯網感知設施規劃布局,發展物聯網開環應用。作為物聯網人才培養主體的高等院校,更要積極推進物聯網及相關專業的建設與發展,主動探索物聯網人才的培養模式、課程設置和實踐教學體系,創新培養方式與思路,加強產學研合作培養,不斷提高物聯網專業人才的創新創業能力和動手實踐能力,為我國物聯網行業的蓬勃發展提供合格與優秀的物聯網人才。實踐教學作為高校教學的重要組成部分,是培養物聯網創新研究和工程技術人才的關鍵環節,如何創造性地開展物聯網專業的實驗實踐教學成為各高校積極研究的熱點。其中,建設以物聯網項目開發與實踐為導向的物聯網創新實驗室平臺,集中物聯網相關專業的優勢設備和技術并高度融合,打通物聯網感知層、網絡層和應用層,做出綜合性設計性的項目,以培養復合型的物聯網創新實踐技術人才,逐漸成為眾多高校的共同做法。本文結合物聯網行業的發展和社會對物聯網人才的需求,分析了物聯網專業實踐教學存在的問題,就如何進行高校物聯網專業創新型實踐教學建設與管理進行了深入思考,探討了高素質綜合性物聯網創新研究與工程實踐人才的合理培養方法與建議。
2物聯網實踐教學存在的主要問題
物聯網專業是一個新興的工程實踐性很強的復合型專業,涉及學科與專業知識較復雜,目前許多高校的物聯網專業正處在由規模擴張轉向內涵建設的探索階段,普遍存在著對物聯網實踐教學定位不清楚、實踐教學師資與經驗不足、缺乏專業綜合實踐課程、綜合性實驗場所與設備短缺等問題。
2.1定位不清楚
許多高校由于師資或對物聯網認識的不足,對物聯網專業實踐教學定位不清楚,不了解企業對物聯網工程實踐人才的實際需求,重理論講解,輕實驗實踐,導致學生專業技能不強,動手能力差,創新實踐能力不足。
2.2實踐教學師資與經驗不足
長期以來,由于設備場所不足、工作繁瑣不受重視、缺乏專業技能培訓或與企業需求脫節等方面的原因,實踐教學師資不足問題一直是困擾高校實驗實踐類教學的難題。尤其是對于物聯網專業,由于物聯網項目跨專業較分散,能指導物聯網綜合實驗實訓的綜合型教師更是緊缺。實驗實踐項目大多是各專業方向的傳統基礎項目的簡單疊加,開設時間短,缺乏實踐經驗,不能與時俱進,與實際物聯網項目開發相脫離,實踐方式方法缺乏創新。
2.3缺乏專業綜合實踐課程
物聯網專業涉及電子、通信、計算機、自動化、網絡、軟件等多個專業內容。大部分高校物聯網專業相關課程的實驗室都是獨立設置,相互割裂的,涉及多個課程的物聯網項目綜合實踐類實驗課程太少或者是幾個課程的簡單拼湊,缺乏物聯網綜合設計與實踐項目,使得物聯網專業學生對物聯網缺乏整體的認識,對個人今后想要從事的專業方向拿捏不準,不利于高素質綜合性物聯網人才的培養。
2.4綜合性實驗場所與設備短缺
物聯網專業綜合性或設計性實踐實驗課程與活動要依托專門的物聯網綜合創新實驗室才能正常開展,然而大多高校的物聯網綜合性實驗室只是相關專業方向實驗室場所與設備的簡單拼湊,缺少專門的場所與綜合型的物聯網實驗與開發平臺,難以開展物聯網綜合開發與設計項目的實驗實踐活動,使得培養具有高素質綜合型的物聯網科技創新與實踐人才更加困難。
3物聯網實踐教學的建議
物聯網專業實踐教學上的種種不足總結起來就是教學軟件和硬件平臺的問題。面對物聯網飛速發展和社會對物聯網專業技術人才的迫切需求,要立足高校自身現實,建議重點從以下幾個方面著手加強物聯網專業創新型實踐教學。
3.1明確物聯網實踐教學的目的
物聯網專業工程實踐性很強,要充分認識到物聯網實踐教學是整個物聯網專業教學體系中的重中之重。高校要認真調研企業對物聯網工程實踐人才的需求,產學研融合,使學生在專業實踐過程中深入理解鞏固所學的理論知識,并學以致用,將知識轉化成技能。培養學生發現問題解決問題的能力,進一步培養物聯網項目綜合開發與創新創業能力。
3.2建設完善物聯網實踐教學師資隊伍
大多數高校的物聯網教研室的教師是從電子、通信、計算機、自動化、網絡、軟件等已有專業教師組成的,面對物聯網涉及學科的復雜性和物聯網技術高速融合發展的大趨勢,要積極完善物聯網教師培訓與引進機制,保持物聯網教師隊伍的知識與能力的先進性。加強師資培訓,保證物聯網專業的教師能夠及時了解掌握物聯網最新技術動態;調研企業實際需求,與企業形成長期有效的合作機制;積極聘任企業專家授課,建立產學研相結合的師資培訓體制。
3.3搭建物聯網創新型實踐教育平臺
搭建物聯網創新型實踐教育培養平臺,是進行物聯網綜合能力培養和提高學生創新實踐能力的重要手段,包括硬件建設和軟件建設兩方面。3.3.1建設物聯網綜合創新實驗室建設物聯網綜合創新實驗室,配置綜合型集成化的物聯網實驗與開發平臺,向學生開放,構建以學生為中心的創新實踐教育平臺,為物聯網專業學生進行科研訓練、科技創新創業比賽、職業技能大賽、專業社團活動等提供良好的開發實踐環境和條件。3.3.2制定科學合理的實驗室管理制度“無規矩不成方圓”,要制定科學合理的規章制度,以及采用先進的信息化手段輔助,來保證物聯網綜合創新實驗室的安全高效地開放運行,更好地為培養大學生的創新實踐能力服務。
3.4完善物聯網實踐教學體系設計
在物聯網專業實踐教學體系設計中要以企業級的實際物聯網項目設計開發為導向,力求貼近實際,在完成基礎教學實踐的前提下,重點突出綜合性、設計性、創新性實驗實踐課程的設計與實施;建立物聯網項目綜合實踐類實驗課程,提高學生項目實踐能力。如圖1所示,物聯網專業實踐教學體系中包括:基礎課程實驗、綜合設計實驗、科技創新比賽與科研訓練、畢業設計等實踐教學方式,由基礎實驗實訓技能的培養到綜合項目設計的引導,由簡單到復雜,由認知到創新,逐步提升學生的專業能力。
3.5創新評價與激勵機制
為加強高校學生的創新創業教育工作,教育部2017年新修訂的《普通高等學校學生管理規定》規定學生參加創新創業等活動,可折算為學分,計入學業成績。高??梢栽O置物聯網專業創新創業學分,設置對應的獎學金或優惠政策,用來激勵物聯網專業學生積極參與創新創業實踐的熱情,學以致用,帶動學生職業素質與專業技能的提高,為物聯網行業提供更多的應用型創新實踐人才。
4結語
本文反思了高校物聯網專業創新型實踐教學存在的問題,分別從明確物聯網實踐教學的目的,建設完善物聯網實踐教學師資隊伍,搭建物聯網創新實踐教育培養平臺,完善物聯網實踐教學體系設計,創新評價與激勵機制幾個方面有針對性地提出了一系列合理化建議,以期建立產學研結合的物聯網專業培養體系,不斷提高物聯網專業創新型實踐教學的水準。基金項目:濰坊市軟科學研究計劃項目(2015RKX023)資助。
作者:昌厚峰 張寶華 單位:濰坊職業學院
參考文獻
物聯網是我國的一個戰略性新興產業,為了促進物聯網產業的良性發展,我國大力培養戰略性新興產業人才,鼓勵和支持高校改革和創新戰略性新興產業相關專業的運行機制、管理體制、教學方法、課程體系和教學內容,滿足戰略性新興產業對專業人才的需求。因此建設物聯網實驗教學中心勢在必行,其有利于提高高校物聯網專業的教學水平和教學質量,提高物聯網專業學生的實踐能力,推動我國物聯網專業的可持續發展。
1 建設物聯網實驗教學中心的必要性
為了使國家戰略性新興產業發展的人才需求得到滿足,2010年教育部辦公廳鼓勵有條件的高校積極成立相關專業,并提高相應的辦學水平。在此背景下,一批高校開始成立物聯網學院,以及測繪工程和物聯網工程專業。
物聯網專業涉及到的學科包括電子、計算機、通信等等,是一門典型的交叉學科,具有很強的應用性,以工程應用學科為基礎,對現有的信息技術進行了綜合化集成。物聯網依托計算機關鍵技術、感知關鍵技術、互聯網關鍵技術等技術的信息傳感設備,以互聯網設施為依據來實現信息的處理、協同和傳輸,能夠在大范圍或廣域內實現物與物和物與人之間的信息交換。物聯網產業是一門新興產業,也是一門交叉學科,當前各高校都根據自身的行業應用背景優勢,積極建設物聯網工程專業應用方向的實訓和課程。
在培養物聯網專業人才時不僅要傳授相應的理論知識,更重要的是提高物聯網專業人才的工程技能,加強實驗教學。物聯網專業要求相關人才要能夠掌握系統工程、計算機技術、信息處理、無線網絡通信理論方面的理論知識,同時具備物聯網系統的應用層、感知層的關鍵涉及技能。因此高校積極建設物聯網實驗教學中心是非常有必要的,其可以使物聯網專業的科學研究和實驗教學的需要得到滿足,切實提高高校物聯網專業的辦學質量,積極推進物聯網專業的校企合作和科研工作。
2 物聯網實驗教學中心的建設規劃
為了順應國家戰略性新興產業的發展要求,2014年7月電子與信息工程學院成立了物聯網工程系,并對其進行重點扶持,將打造完備的人才培養體系,物聯網專業的培養目標是培養應用型專業技術人才,應用型專業技術人才必須具備一定的分析問題和解決問題的能力、創業創新能力。物聯網的實驗教學中心應該成為物聯網專業的技能培訓、產品測試、科研、創業訓練、學生創新能力培養、實驗教學改革的基地,同時支持校企合作開發、科學研究和實驗教學[1]。
物聯網實驗教學中心的建設應該滿足物聯網工程的人才培養和發展的需求,在滿足電子與工程學院相關專業研究生和本科生的實驗教學需要的基礎上,還能夠為師生科研項目、研究生科研創新、大學生創新提供相應的平臺。以此為基礎確定本校物聯網實驗教學中心的建設思路:將培養和提高學生的科研創新能力和實踐能力作為建設目標,在科學布局和合理規劃的前提下,兼顧技術應用和科技創新,側重于實驗教學。有步驟、有順序的建設高內涵、多層次的創新實訓平臺和實驗教學平臺,包括應用示范、研究實驗、綜合實驗和基礎實驗。基礎實驗平臺主要用于開放性實驗、驗證性實驗和專業基礎實驗等,綜合實驗平臺主要用于大學生科技創新、畢業設計、課程設計、綜合設計性實驗等,研究實驗平臺主要用于社會服務、校企合作、大學生科技創新、科研項目支撐等,應用示范平臺主要用于社會服務、校企合作、成果轉化、應用示范等[2]。
業務聯網的實驗教學大綱和培養大綱為基礎,優先滿足實驗教學的需求,進而再建設相關應用構成、相關技術和相關學科的專業實驗室、應用示范系統、實驗教學中心,打造綜合型物聯網實驗教學中心。
3 建設物聯網實驗教學中心的具體實踐
根據物聯網實驗教學中心的建設思路,物聯網實驗教學中心的建設過程中應該整合各方面的資源,并其申請當地和中央的專項基金項目,獲得財政支持。
3.1物聯網實驗教學中心的內涵建設
內涵建設是物聯網實驗教學中心的建設重點,關系到物聯網實驗教學中心是否能夠實現可持續發展。以后勤管理處、實驗室建設與設備管理的安排部署為依據,將全校統一的大型設備儀器監管與共享系統、固定資產管理平臺建立起來,并申請規劃,實驗室建設項目和實驗室信息統計項目,開展全校性的軟環境建設、實驗室建設項目檢查、實驗儀器設備使用效益統計、實驗室績效考評等工作。全面審查實驗室建設項目,以實驗室建設制度和實驗室設備購置制度為依據,定期召開會議,討論全校實驗室管理和建設工作。特別是要對全校各實驗教學中心進行對比和考評,從而加強對物聯網實驗教學中心的內涵建設,這樣也可以保障各類型科研項目、設備管理項目和實驗室建設的順利進行[3]。
3.2多層次完備的實驗平臺的建設
以物聯網學院的教學與發展需要為根據,在當前的建設思路基礎上,積極申報各類實驗室的建設項目,有步驟的對多層次完備的實驗平臺進行建設。物聯網實驗教學中心前期的建設工作主要是建設基礎實驗平臺,經費來源為中央與地方共建高等學校專項基金項目的劃撥。物聯網技術基礎實驗平臺應該囊括物聯網專業基礎課的各類課程,包括電信業務開發、網絡管理、嵌入式系統開發、無線傳感器網絡、ZigBee、RFID等。
與此同時,物聯網實驗教學中心不僅要滿足基本的實驗教學需求,還應該參照我國對物聯網行業發展的具體規劃,積極推進物聯網技術應用示范、物聯網技術研究、物聯網技術綜合平臺。為了滿足物聯網實驗教學中心的建設需要,保障充分的資金來源,應該積極申請中央財政支持地方高校發展專項基金,并與中國電信公司開展校企合作,共建實驗室的儀器工程項目[4]。
3.3建設高素質的實驗室技術隊伍
為了保障物聯網實驗教學中心的良性發展,高校在建設物聯網實驗教學中心的過程中還應該積極建設一支素質高、穩定性強的實驗室技術隊伍,保障物聯網實驗教學中心建成之后能夠實現正常的實驗教學。根據學校和學院的統籌安排,在物聯網實驗教學中心建設的過程中,要組織實驗室技術人員和任課教師參加實驗儀器設備廠商組織的相關培訓,使其掌握實驗室儀器設備的基本操作技術。同時學校也要積極申報大學生科技創新訓練計劃STITP項目、實驗室開放項目、實驗室建設項目等等。為了進一步激發實驗室技術人員的工作積極性,應該定期針對全校實驗室技術人員、實驗室管理人員和實驗教師開展相應的評比活動,對于,表現優秀的人員給予相應的獎勵。學校要加強對全校實驗室技術人員、實驗室管理人員和實驗教師開展相應的綜合培訓和技術考核,要求實驗室技術人員、實驗室管理人員和實驗教師能夠掌握基本的,物聯網實驗式設備使用規則,能夠科學地開展物聯網各項相關實驗和教學活動[5]。
4 物聯網實驗教學中心的建設成果
本校物聯網實驗教學中心的建設共經歷了將近一年的時間,雖然還處在建設的初級階段,但也取得了良好的建設效果,為嵌入式系統開發實驗提供了較好的平臺。當前本校物聯網實驗教學中心已經初具規模,具備了一定的社會影響力和教學成效。為促進建設廣東省高水平理工科大學,省市兩級政府大力支持佛山科學技術學院的發展,使物聯網實驗室建設獲得了比較充足的建設經費支持,保障了物聯網實驗教學中心建設工作順利進行。在物聯網實驗室建設期間,實驗室主管領導帶領實驗人員參觀了佛山職業技術學院的物聯網實驗中心,認真汲取了物聯網建設的寶貴經驗,提高了本校實驗人員的業務水平,為建設較高層次的物聯網實驗室打下了良好的基礎。使本校不同層次的學生和教師對物聯網,專業的科研需求和實驗教學需求基本能夠得到滿足。
關鍵詞:物聯網;課程體系;能力;人才培養
作者簡介:胡中棟(1958-),男,江西婺源人,江西理工大學信息工程學院,教授;曾傳璜(1964-),男,江西吉安人,江西理工大學信息工程學院,副教授。(江西贛州341000)
基金項目:本文系江西省教育廳教改資助課題(編號:JXJG-10-6-33)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)12-0071-02
2009年1月美國IBM首席執行官彭明盛首次提出了“智慧地球”這一概念。[1-2]奧巴馬政府希望通過物聯網技術能掀起像當年“信息高速公路”戰略一樣的科技和經濟浪潮,繼續成為管理全球的戰略工具。[3]同年,歐洲制訂了《物聯網戰略研究路線圖》等意見書,日本也制定了i-Japan計劃。[4-5]我國也已將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業之一。物聯網技術已成為各國競爭的焦點和制高點。
培養物聯網工程技術人才對于增強國家的核心競爭力具有重要意義。2010年教育部《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》。我國有幾百所大學申報新建物聯網工程專業。[6]全國有幾十所高校自2011年率先開始招收培養“物聯網工程”專業本科生。
物聯網的研究開發涉及多個學科,是一門新興的綜合學科。物聯網研究開發人員必須掌握交叉多學科專門知識。物聯網工程技術人才的培養有其特殊性。建設物聯網工程專業在國內外無先例可以借鑒。因此,開展對物聯網工程技術人才培養的研究是必要的,而且具有重要的現實意義。
一、確立物聯網人才培養目標
目標定位是人才培養方案設計的基本指導思想。培養目標明確就有了方向。目標定位以市場需求為導向。物聯網技術及相關產業正處于迅猛發展中,物聯網的體系結構目前還未完全形成。物聯網技術的不斷更新,對物聯網技術人才的需求也將不斷發展變化,需要培養基礎扎實、適應面廣、具有較強創新能力的物聯網工程技術人才。
物聯網專業培養學生掌握扎實的電子技術、無線傳感器網絡技術、計算機技術等基礎理論,掌握物聯網系統的信息感知層、匯聚層、傳輸層與應用層關鍵設計等專門知識和技能,培養從事物聯網領域的系統設計、系統集成、系統應用等方面的物聯網工程技術人才。
二、設計“厚基礎、模塊化”的課程體系
培養目標在方案設計方面起了宏觀指導作用,而課程體系是人才培養的基礎。構成人才的素質、能力和競爭力都是通過課程學習逐步形成的。物聯網是典型的交叉學科,涉及到計算機、網絡工程、通信工程、自動化、電子工程、信息安全等,如圖1所示。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以要求物聯網工程專業必須培養寬口徑人才。課程體系設計以“厚基礎、模塊化”為基本原則。設計公共基礎模塊課、專業基礎模塊課、專業方向特色模塊選修課與實踐課程等四大體系。
厚基礎:包括公共基礎模塊課與專業基礎模塊課,強調基礎面寬而且扎實。主要專業基礎模塊課有:離散數學、數據結構、操作系統、程序設計、信號與系統、通信原理、計算機網絡、無線傳感器網絡、嵌入式系統、射頻識別技術等。
模塊化:專業方向特色模塊選修課。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,物聯網專業應設置不同的培養方向,根據不同的專業方向設置不同的專業選修課程模塊。學生可靈活選擇不同的選修課程模塊學習。
主要專業實踐課程:高級語言程序設計、基于Web的數據庫設計、嵌入式系統設計、無線傳感器網絡設計、RFID系統設計、物聯網綜合設計與實現等。
三、建立以能力為中心的人才培養模式
物聯網新理論、新技術層出不窮,涉及的行業眾多,應用廣泛。因此,必須建立以“學習新理論、新技術的能力,實踐能力,創新能力”為中心的物聯網專業技術人才培養模式。
1.建立優良的物聯網實踐教學環境
(1)完善物聯網基礎實驗室。對已有的計算機、網絡與通信等相關專業實驗室進一步完善和發展,主要包括:計算機應用實驗室(C/C++語言、JAVA、數據庫等)、無線傳感器網絡實驗室、嵌入式系統實驗室、RFID實驗室等。
(2)建立物聯網綜合實訓室。由于物聯網技術涉及領域廣泛,應根據專業方向與行業特色建立若干個物聯網綜合實訓室。如建立物聯網智能家居綜合實訓室、物聯網定位控制實訓室等。
(3)建立校外實習基地。物聯網應用遍及智能交通、環境保護、智能家居與軍事領域等很多領域。學校沒有資金建設這么多實驗室,實驗室設備更新更無法及時跟上物聯網技術的發展。所以,必須在物聯網技術發展較好的行業和企業建立實習基地,使學生能學習到最新的物聯網技術,提高實踐能手能力和創新能力。
2.課內與課外相結合的教學方式
在課堂教學中,教師充分利用現代教育技術,采用雙語、啟發式、案例法和項目驅動下互動式等先進的教學方法,結合自己的研究方向和課題向學生傳授最新的、實用的專業知識。
重視實踐教學,增加設計型和綜合型實驗的比例,充分利用課程設計、生產實習、畢業設計等環節,讓學生將所學知識連貫起來,獲得實際工程項目從分析、設計到實現的完整過程的訓練,激發學生的學習興趣,提高動手能力。
課外教學采用豐富多彩的互動式科研活動和創業演練活動等方法,以培養學生的自主學習與創新能力。具體課外教學活動有:建立程序設計、無線傳感器網絡設計等學習興趣小組;結合專業方向,鼓勵學生自選課題進行研究與開發或參與老師的科研項目;向學生開放實驗室,進行各種綜合設計性實驗和科技制作發明;鼓勵有專業特色的社團活動;鼓勵學生參與社會實踐,積極參加各種類型的技能競賽;鼓勵學生參加高級程序員、網絡工程師等IT認證培訓與考試,取得相應的資格證書等。
3.建立新型校企合作模式
(1)與企業共同研究、制訂人才培養方案。目前全球物聯網狀況尚處于概念、論證與試驗階段,處于攻克關鍵技術、制定標準規范與研發應用的初級階段。[7]物聯網技術的應用首先在企業實現。高校與物聯網及相關企業合作,共同制訂人才培養目標、教學計劃,可以使高校培養的人才更符合實際的需求。
(2)與企業合作培養教師。物聯網專業師資需要“從零開始”培養。物聯網是典型的交叉學科,涉及到多方面專業知識,學校中精通物聯網技術的科研人才很少。隨著大專院校中物聯網專業的迅速發展,物聯網專業師資將嚴重不足。學校必須與物聯網相關企業建立教師培訓、交流和深造的長效機制,指派專業教師定期到企業進行學習交流,加強工程訓練,參與科技開發等。
(3)與企業聯合開發專業教材。目前,物聯網的教材很少,可選擇的范圍非常小。而最新的物聯網技術往往是先在企業中應用,高校教材中介紹的技術一般相對要滯后一段時間。與物聯網企業聯合開發教材可以使學生更好更快地掌握物聯網的最新技術。
(4)共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。企業與學校共建技術水平先進的實驗室,使人員培訓、教學實驗、科學研究及服務運營融為一體。共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。使學生盡早了解企業文化,熟悉企業規章制度,加強學生對企業的認同,培養學生的主人翁責任感和敬業精神,培養學生的實踐動手能力與創新能力。[8]
四、結束語
物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的。物聯網技術正在迅猛發展,要著眼于未來,前瞻性地培養物聯網工程技術人才。由于物聯網體系結構目前還未完全形成,物聯網工程專業的人才培養體系還需要隨著物聯網技術的發展而不斷調整。本文對物聯網專業人才培養進行了探討,期望對高校物聯網專業建設與物聯網工程技術人才培養有所幫助。
參考文獻:
[1]彭明盛.智慧的地球[N].人民日報,2009-07-24(9).
[2]邢書編譯.各國“物聯網”戰略部署及技術應用[J].信息化建設,2010,
(1):49-51.
[3]寧煥生,徐群玉.全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思考[J].電子學報,2010,38(11):2590-2598.
[4]封松林,葉甜春.物聯網/傳感網發展之路初探[J].中國科學院院刊,2010,25(1):50-54.
[5]鄧趙紅,桑慶兵.物聯網在教育中的應用與思考[J].無錫職業技術學院學報,2010,9(4):48-51.
[6]劉忠寶.物聯網工程專業人才培養體系研究[J].辦公自動化,2011,
(20):4-6.
[7]朱仲英.傳感網與物聯網的進展與趨勢[J].微型電腦應用,2010,
企業物聯網應用和管理分析
1.研發和應用企業物聯網核心技術。物聯網是一種集成性創新技術,其目標是任何人任何對象、任何時間、任何地點可以進行信息的交換。廣西制糖企業除鞏固企業現有信息網絡系統之外,要重點研發適合企業物聯網建設的感知層、網絡層和應用層技術,結合實際,應用物聯網的核心技術。
2.建立物聯網數據庫。廣西制糖企業物聯網數據庫主要包括原料供應、生產、運輸、倉儲、客戶服務和質量安全監測系統,形成以企業為中心,覆蓋食糖產業鏈的立體物聯網管理網絡。數據庫要保持與各方聯系,具備監控、查詢、統計、報表和計劃功能。廣西制糖企業物聯網數據庫的建立,可以加強企業食糖產業鏈的實時監控,對食糖供應鏈進行監督,信息共享,同時加強了對上下游企業和國內外市場的反應能力。
3.物聯網技術運用與業務管理平臺建設分析。廣西制糖企業物聯網技術的運用和數據庫的建立,應在現有的企業信息化管理平臺上,建設企業物聯網業務管理平臺。廣西制糖企業物聯網業務管理平臺應分為供應管理、生產管理、銷售管理三個業務部分,而其技術運用由物聯網感知層、網絡層和應用層支持。(1)對監控對象的感知。感知過程是對物理實體的感知和數據獲取。物聯網的非接觸識別信息、遠距離讀取數據、可識別高速運動物體、保密性好、安全可靠無法偽造等技術特性,決定它能夠為建設一套完善的農產品物流實時定位系統提供技術服務支持。廣西制糖企業物聯網通過對食糖產供銷相關信息資源的搜集、檢測和分析,使整個管理過程精細化、遠程化、虛擬化、自動化成為可能。以對供應管理感知為例,廣西制糖企業可在甘蔗地和甘蔗物體上設置感知技術,收集、整理和分析影響甘蔗生長的相關因素,掌握甘蔗的生長情況和綜合環境控制,并轉化為信號,實時傳輸至物聯網管理終端,以便公司對原材料甘蔗的生長和收成有全面了解,合理利用資源,提高產品產量和質量。(2)數據管理網絡化。業務管理網絡化是實現將感知的信息,通過分析、匯總后,傳輸至應用層的唯一途徑,數據管理網絡化必須具有物聯網系統功能和信息處理能力。廣西制糖企業在食糖生產設備中安置有線或無線的傳感設備,對生產白砂糖的整合過程進行監測,對在把甘蔗壓榨出來的蔗汁經過亞硫酸法清凈、預灰和加熱、蔗汁硫熏中和、蔗汁沉降、蔗汁過濾等多道工序收集的數據進行動態或靜態綜合分析,并將數據反饋數據庫和相關管理部門。(3)業務管理的應用。在物聯網的信息系統中,強調的是數據的綜合或整合,并為企業服務。廣西制糖企業物聯網業務管理的應用在建立在對實體的感知和數據網絡化基礎之上,滿足食糖產品生產和對產品的自動識別、跟蹤和查詢,滿足產品生產信息、監控和管理服務的要求。廣西制糖企業應采用EPC對每一個產品進行日常管理、流向管理、質量安全管理,以視頻、語音、數據等模式,實現多級、分層、實時以及任意位置的監控與管理。
實現企業物聯網的對策和建議
1.樹立現代物流管理意識,充分認識物聯網的重要性。物聯網是加強農產品質量安全的有效舉措,是發展現代農業的重要支撐,提提升農業決策指揮水平的重要手段。第一,企業物聯網的建設,是面對市場競爭加強企業管理信息化的需要,是現代物流信息技術發展的必然趨勢。廣西制糖企業要認識到企業物聯網建設是一項系統工程,需要全體員工、各個部門和各公司的集體智慧和辛勤工作。第二,必須從企業整體利益出發,對管理業務流程進行整合、重組,加強與上下游企業的聯系配合,整合各方資源,增強抵御市場風險能力。第三,物聯網的發展需要有良好的社會和經濟環境。廣西制糖企業要加大科技投入,爭取農業、商務、金融、交通等政府部門支持,多渠道籌集資金,爭取企業物聯網建設項目的政府立項。
2.夯實技術基礎,倡導科技創新。廣西制糖企業一是根據企業物聯網發展特征和要求,因地制宜地開展物聯網關鍵技術的開發,針對甘蔗生產、食糖制造和營銷特點,充分利用現有資源,實施企業技術創新。二是高標準建設企業物聯網平臺。為保證農產品的質量安全,要求給農產品整個產供銷各環節提供實時、全面與詳盡的電子化信息。三是建立企業物聯網標準體系?,F階段的物聯網建設仍未形成社會化、規?;l展格局,在國家網絡標準化工作基礎上.加強對農業物聯網感知層相關技術標準體系研究.實現關鍵技術、標準化、應用示范、產業化、商用化的漸進發展道路。廣西制糖企業要從自身企業的情況出發,形成生產經營、技術研發、標準制定的物聯網發展機制,爭取在物聯網的發明專利上有所突破,為物聯網標準體系社會化建設做出貢獻。
關鍵詞:現代學徒制;專業應用平臺;Web服務;B/S體系結構
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2016)06-0-03
0 引 言
“現代學徒制”以企業用人需求與崗位資格標準為服務目標,以校企合作為基礎,以學生(學徒)的培養為核心,以課程為紐帶,以工學結合、半工半讀為形式,以學校、行業、企業的深度參與和教師、師傅的深入指導為支撐的人才培養模式,強調“做中學、學中做”[1]。而專業應用技術平臺建設通過信息技術實現教學資源的共享,方便教師和學生的學習與工作,便于開展教學過程控制[2]。
在研究國內外專業應用技術平臺應用方面所取得的理論和實踐成果的基礎上[3-6],對工學結合校企合作“現代學徒制”培養模式與課程體系及實施過程進行系統的整理與重構,為學生、教師、企業提供一個無縫連接的開放的柔性平臺,不斷推進教學資源的共建共享,提高優質教學資源的使用效率,擴大受益面。
1 現代學徒制平臺的設計方案
1.1 現代學徒制平臺的設計目標
基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺是一個基于Internet的網絡教學應用系統。本平臺的建設不僅針對高校物聯網應用技術專業的在校生自主學習,還可以滿足物聯網相關服務類企業人員、社會學習者學習咨詢及培訓和開展科技服務工作的需要。從在校生學習的角度,物聯網應用技術專業資源庫提供給學生豐富的學習資料,拓展了學習空間,培養學生自主學習協作學習探究學習的能力;從教師教學的角度,通過資源平臺可以進行課程開發和課程教學,為教學提供了豐富優質的教學資源;從物聯網相關和社會人員使用的角度,物聯網應用技術專業資源平臺項目為企業和社會人員提供了資源檢索、信息查詢、資料下載、教學指導、學習咨詢、人員培訓等功能。
1.2 平臺的運行環境
(1)服務端
一臺用于提供Web服務運行的Web服務器,可以安裝Windows Server 2012操作系統+IIS7.0+。
一臺用于管理數據庫空間并提供數據讀寫操作的數據庫服務器,應當安裝Windows Server 2012操作系統+SQL Server 2012。
一臺用于提供文件共享的文件服務器,主要安裝Windows Server 2012操作系統。
一臺專門處理流媒體文件的流媒體服務器,可以安裝Windows Server 2003操作系統+Windows Media Encoder 7.1+H264編碼器+數碼攝像機。
(2)客戶端
普通PC機或智能終端,可以安裝Windows操作系統或其他操作系統+瀏覽器+VLC多媒體播放器。
1.3 平臺的組成及其功能模塊
根據文獻[7]與文獻[8]的闡述,綜合考慮系統設計的實用性和經濟性,確定采用B/S模式下Web訪問的網絡教育和交流環境。平臺的網絡拓撲如圖1所示。
基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺不僅能為在校學生提供學習和企業員工再學習的機會,還能為在校老師和企業導師提供交流的平臺。因此該平臺主要涉及的三類用戶分別為教員、學員和系統管理員。平臺的頂層用例圖如圖2所示。其中學員包含了在校學生和企業員工兩類用戶,而教師和企業導師都可以視為教員。
平臺三類用戶的需求是構建一個現代學徒制下物聯網應用技術專業知識的學習和交流平臺。針對三類用戶的需求分析,該平臺由在線實時學習、離線學習、崗位技能培訓、項目工作室、互動交流等應用子系統組成,平臺功能模塊圖如圖3所示。
教員利用該平臺可以完成對教學資源的組織和管理工作,包括教學資源的增刪改操作等。教員可以通過專用攝像機將其講課過程實時傳輸到服務器或者經錄制處理后上傳到服務器,供學員在客戶端在線或離線學習。同時,作為教員的企業導師可以依據企業崗位需求在平臺上制定崗位技能培訓計劃和任務,供學員進行技能培訓。該平臺提供了一個學員和教員二者之間項目合作交流的平臺,從而提高高校和企業的產學研合作。在該平臺上教員可以依據學員的綜合表現做出綜合性評價。各應用子系統的功能簡要說明如下:
(1)在線實時學習子系統
該子系統主要用來實現學習的實時直播功能,滿足學員線上實時學習的需求。在服務端,利用數字攝像機將教員的講課過程實時傳輸到服務器,然后通過視頻直播模塊將音視頻信號采集編碼壓縮生成ASF流媒體文件,并經服務器傳送到網絡上??蛻舳?,學員只需在瀏覽器上通過視頻直播連接就可以實時接收到教員講課的過程。
(2)離線學習子系統
該子系統主要實現的是學習的點播功能,滿足學員線下自學的需求。在服務端,利用數字攝像機將教員的講課過程進行錄制處理,通過專業的視頻處理軟件生成ASF流媒體文件后上傳到服務器的指定目錄下。客戶端,學員只需在瀏覽器上選擇教學視頻點播就可以進行學習。
(3)崗位技能培訓子系統
該子系統主要實現的是學員企業崗位技能的培訓。其主要參與者為企業導師與學員。企業導師根據實際企業崗位的技能需求指定培訓計劃,并給學員安排日常的工作和學習培訓任務。學員根據企業導師的任務安排按時按量完成任務,并通過該系統上傳任務成果。企業導師可以實時跟蹤學員的動態,并依據學員的成果進行相應的評價。
(4)項目工作室
教員通過公告欄可以在網上項目招募信息。線下學員與教員之間可以通過各種形式完成項目,并上傳項目成果供其他成員參考使用。學員或教員也可以自己完成的研究成果,供其他成員參考使用與評價。
(5)資源共享平臺
提供一個基于Web的資源上傳下載平臺。教員可以上傳教學資源或相關優質資源到服務器的指定目錄下。學員可以通過下載鏈接下載相關教學資源。
(6)互動交流平臺
提供一個在線師徒交流、討論場所。學員可以向教員提問,教員進行實時解答,也可以對某個問題或某個領域的典型解答。
(7)考核評價子系統
該系統用于教員對學員的考核評價。主要包含崗位技能認證子系統、網上作業評價子系統、網上考試子系統和項目成果效益評價子系統。具體如下:
a.崗位技能認證子系統是對學員日常任務完成效果和崗位技能證書的綜合評價;
b.網上作業評價子系統在日常作業后,學員完成作業后對作業效果的綜合評價;
c.網上考試子系統通過在線考試題目,學員完成在線考試后進行的考核評價;
d.項目成果效益評價子系統對學員在項目工作室中參與的程度以及完成項目的社會效益等進行綜合評價。
2 平臺實現的主要關鍵技術
2.1 基于Web服務的五層軟件體系結構
采用基于Web服務的五層軟件體系結構,分為數據層、數據服務層、業務邏輯層、業務接口層和業務表示層。其五層結構如圖4所示。
(1)數據層。主要實現數據存儲、數據間的聯系等邏輯關系。該層采用SQL Server 2012以及XML來完成;
(2)數據服務層。該層起中介作用,是承接業務邏輯層對數據層的數據調用。將后臺數據庫表的操作封裝于該層,即DAO組件都放在該層;
(3)業務邏輯層。該層主要將各種業務功能邏輯組件以Web服務組件進行封裝,比如用戶登錄、視頻播放、文件上傳下載等功能;
(4)業務接口層。該層主要對業務邏輯層封裝的Web服務組件進行描述和組合,并將Web服務組件注冊到IIS上,實現各個服務之間的交互;
(5)業務表示層。該層主要為用戶提供輸入/輸出交互界面,通過調用業務接口層上的Web服務將系統的各個功能在瀏覽器上輸出。
2.2 基于RTP/RTSP協議的視頻直播
提供教學視頻直播是基于現代學徒制的物聯網應用技術專業平臺的主要功能之一。目前流媒體技術的成熟發展為實現教學視頻直播提供了有效的技術支持。由于移動終端的普及,根據文獻[9]與文獻[10]的描述,該平臺使用基于RTP/RTSP協議的視頻直播技術,主要解決客戶端在不同應用平臺(PC機或智能終端)上視頻的實時播放問題。工作流程如圖5所示,采集端將采集到的音視頻信號進行處理,并用H264編碼,經RTP和UDP封裝后上傳至流媒體服務器。流媒體服務器根據客戶端發送的RTSP交互協議發起或終結流媒體處理,并將經過UDP、RTP拆包后的數據通過VLC編碼后在客戶端播放。
3 關于系統進一步完善與應用的思考
本文提出的基于現代學徒制的物聯網應用專業平臺只是網絡教學和專業交流平臺的一個基本雛形,平臺現有的基本功能可以進一步完善和擴充。目前可以從以下幾方面考慮:
(1)優化考核評價標準,需要研究現代學徒制下考核評價的標準化和評價分析功能;
(2)完善開發更為友好的交互界面,繼續研究更為有效的視頻直播技術;
(3)在資源共享模塊方面,考慮采用Hadoop云平臺解決文件服務器資源不足的問題;
(4)在項目工作室方面,考慮引進O2O模式來提高共同合作開發項目的服務。
4 結 語
本文給出了現代學徒制下物聯網應用專業平臺的設計方案,該平臺包含了在線實時學習子系統、離線學習子系統、崗位技能培訓子系統、考核評價子系統、項目工作室、互動交流平臺和資源共享平臺等功能模塊,并提出了該平臺的基于Web服務的五層軟件體系結構。針對實時視頻播放問題,給出一個基于RTP/RTSP協議的視頻直播工作流程。平臺部署和實施工作成為后期研究的重點。
參考文獻
[1]熊蘋.走進現代學徒制[D].上海:華東師范大學,2004.
[2]劉艷莉,孫雨耕,程鵬,等.數字化教學資源共享信息平臺建設研究[J].現代遠距離教育,2011(2):39-42.
[3]郜激揚,劉鳳偉.基于校園網的教學資源平臺設計[J].中山大學學報(自然科學版),2009,48(S1):213-214.
[4]李健,譚愛平,劉曼春.基于Web 2.0的網絡教學資源平臺的構建[J].計算機與現代化,2012(5):141-143,148.
[5]陳浩.基于AJAX的教學資源平臺的設計與實現[D].上海:華中師范大學,2009.
[6]呂元海.基于Native XML數據庫的視頻教學資源平臺構建[D].西安:西安電子科技大學,2011.
[7]劉柏洋.流媒體系統架構的技術分析[J].四川理工學院學報(自然科學版),2006,19(5):51-54.
[8]潘捷.基于開源架構的校園流媒體系統的設計與實現[D].上海:復旦大學,2009.