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時(shí)間:2023-10-09 11:00:34
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);物流工程;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)
作者簡(jiǎn)介:趙剛(1965-),男,遼寧沈陽(yáng)人,北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院,副教授。(北京 100192)
基金項(xiàng)目:本文系北京信息科技大學(xué)教育提高項(xiàng)目、課程建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)08-0168-02
課程建設(shè)是一項(xiàng)綜合性的建設(shè),在我國(guó)高等教育課程結(jié)構(gòu)總體框架內(nèi)具有十分重要的意義。課程建設(shè)是連接教育宏觀(guān)和微觀(guān)兩方面的重要紐帶,是教學(xué)工作的基本細(xì)胞。實(shí)踐環(huán)節(jié)注重于所掌握知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,通過(guò)應(yīng)用實(shí)例加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí),鍛煉動(dòng)手能力,培養(yǎng)合格的專(zhuān)業(yè)人才。為了達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力尤為重要。[1-3]
北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院承擔(dān)物流工程專(zhuān)業(yè)工程碩士的培養(yǎng),所開(kāi)設(shè)的研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”屬于學(xué)位專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課,課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)物流工程碩士培養(yǎng)目標(biāo),急需建立“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程教學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以更好地培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用信息技術(shù)、獨(dú)立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的能力。物流產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大批物流工程技術(shù)人才,完善物流工程專(zhuān)業(yè)工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo),更側(cè)重對(duì)實(shí)踐能力培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為物流工程帶來(lái)巨大變革,數(shù)據(jù)感知與采集是物流工程智能決策的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),數(shù)據(jù)管理與集成是異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商務(wù)智能的信息條件。[4-5]本文主要介紹面向物流工程專(zhuān)業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的思考與探討。
一、物流工程專(zhuān)業(yè)工程碩士培養(yǎng)目標(biāo)與“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程
物流工程是以物流系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究物流系統(tǒng)的資源優(yōu)化配置、物流運(yùn)作過(guò)程控制、經(jīng)營(yíng)和管理的工程技術(shù)領(lǐng)域。北京信息科技大學(xué)物流工程全日制工程碩士專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是從我國(guó)物流產(chǎn)業(yè)的實(shí)際出發(fā),結(jié)合本校優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)具有物流領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí),富有創(chuàng)新意識(shí),能獨(dú)立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計(jì),能熟練運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行物流工程管理,具有良好的職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才。
在專(zhuān)業(yè)建設(shè)中,“物聯(lián)網(wǎng)概論”是全日制工程碩士物流工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課,本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本知識(shí),掌握物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),深入了解物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),使學(xué)生具有在物流系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本能力。其主要講授物聯(lián)網(wǎng)的基本原理及應(yīng)用知識(shí),包括物聯(lián)網(wǎng)的分類(lèi)、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)等內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)應(yīng)具備以下方面的知識(shí)體系并普遍理解基礎(chǔ)內(nèi)容,重點(diǎn)掌握應(yīng)用技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)、傳感與數(shù)據(jù)采集、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與挖掘、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)。
二、“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)
按照國(guó)家教育部對(duì)工程碩士的要求,在考察和培養(yǎng)工程碩士理論知識(shí)能力的前提下更側(cè)重對(duì)工程碩士實(shí)踐能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為物流工程帶來(lái)巨大變革,數(shù)據(jù)感知與采集是物流工程智能決策的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),數(shù)據(jù)管理與集成是異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商務(wù)智能的信息條件。數(shù)據(jù)管理與集成及數(shù)據(jù)感知與采集技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展受到了學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界的高度重視,已成為物流工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和關(guān)鍵性問(wèn)題。北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院承擔(dān)物流工程專(zhuān)業(yè)碩士的培養(yǎng),所開(kāi)設(shè)的研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”屬于學(xué)位必修、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)物流工程碩士培養(yǎng)目標(biāo),急需完善相關(guān)教學(xué)課程體系并且建立該課程教學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)?!拔锫?lián)網(wǎng)概論”課程建立以演示為主、調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)十分必要,以更好地培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用信息技術(shù)、獨(dú)立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的能力。
物聯(lián)網(wǎng)信息采集、加工是物聯(lián)網(wǎng)乃至物流工程中的重要知識(shí)內(nèi)容,建設(shè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的科學(xué)研究與實(shí)踐平臺(tái)不僅可以讓研究生鞏固理論知識(shí),加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的信息流的認(rèn)識(shí),提高實(shí)踐能力,而且將進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。[6-7]物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等感知層設(shè)備,按約定的協(xié)議,把物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換與通信,實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò),是“物物相連”的信息通信網(wǎng)絡(luò)。龐大復(fù)雜的前端傳感數(shù)據(jù)匯集后需要分類(lèi)分析甚至綜合協(xié)同處理,作為物聯(lián)網(wǎng)三個(gè)重要的特征之一,信息系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算能力對(duì)前端數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、整理、分析、判斷并給出結(jié)論,本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是建立基于RFID的商品供應(yīng)鏈智能管理系統(tǒng)的初步階段,其整體系統(tǒng)如圖1所示。
初步建成具有以下功能的小型物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng):以物流工程中庫(kù)存管理為基礎(chǔ),利用RFID技術(shù)建立感知層,運(yùn)用自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸層,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),重點(diǎn)發(fā)揮北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院優(yōu)勢(shì),從而進(jìn)一步建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的庫(kù)存管理信息系統(tǒng)。對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)工作原理進(jìn)行分析,安裝無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng),配置無(wú)線(xiàn)組網(wǎng),建立無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù);建立RFID工作場(chǎng)景,在完成對(duì)射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)基礎(chǔ)上利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行具體應(yīng)用案例開(kāi)發(fā)。
(1)模擬給每一庫(kù)位貼電子庫(kù)位標(biāo)簽,在進(jìn)行庫(kù)房管理作業(yè)時(shí)讀取該標(biāo)簽信息,從而判定當(dāng)前作業(yè)的位置是否正確。
(2)模擬為入庫(kù)物品貼上具有貨物標(biāo)識(shí)的電子標(biāo)簽,在實(shí)施庫(kù)房作業(yè)時(shí)讀取標(biāo)簽編號(hào)用以核定作業(yè)物品是否正確。
(3)讀取出庫(kù)物品標(biāo)簽,提高作業(yè)效率,降低錯(cuò)誤率。
(4)為了節(jié)省運(yùn)行成本,貨物出庫(kù)后可取下標(biāo)簽,送到入庫(kù)處根據(jù)需要設(shè)計(jì)重復(fù)使用貨物標(biāo)簽。
(5)架設(shè)具有模擬覆蓋整個(gè)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)區(qū)域的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
(6)模擬作業(yè)車(chē)并安裝無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)終端,作業(yè)者配置手持式無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)終端,利用指令實(shí)現(xiàn)作業(yè)位置與作業(yè)貨物的準(zhǔn)確性確認(rèn)等功能。
(7)模擬自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)平臺(tái)并配置RFID識(shí)讀器、無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備,實(shí)現(xiàn)周期性對(duì)庫(kù)房貨物的自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)并其結(jié)果傳輸給信息系統(tǒng)。
圍繞北京市物流產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的需求,為實(shí)現(xiàn)“物流工程”專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),初步建成小型物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以物流工程中庫(kù)存管理為基礎(chǔ),利用RFID技術(shù)建立感知層,運(yùn)用自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸層,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層業(yè)務(wù)系統(tǒng),重點(diǎn)發(fā)揮北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院優(yōu)勢(shì),建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的庫(kù)存管理信息系統(tǒng),用以支撐研究生課程“物聯(lián)網(wǎng)概論”的教學(xué)與實(shí)踐,為學(xué)生提供“數(shù)據(jù)感知與采集”的科研與創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。借助所建設(shè)的小型實(shí)踐平臺(tái)能夠幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí),進(jìn)一步接觸接近實(shí)際的數(shù)據(jù)感知與采集、數(shù)據(jù)管理與集成技術(shù),提高工程實(shí)踐能力。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文在介紹物流工程專(zhuān)業(yè)工程碩士培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了“物聯(lián)網(wǎng)概論”課程的主要教學(xué)內(nèi)容,在分析物流工程與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)系等方面的基礎(chǔ)上深入探討了“物聯(lián)網(wǎng)概論”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)方案和建設(shè)內(nèi)容?!拔锫?lián)網(wǎng)概論”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)不僅可以促進(jìn)學(xué)生鞏固理論知識(shí)、提高實(shí)踐能力,而且還將進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生畢業(yè)后在社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力。學(xué)生通過(guò)接觸到近于實(shí)際的數(shù)據(jù)感知與采集技術(shù),提高其自身的技術(shù)素養(yǎng)與工程實(shí)踐能力。因此,本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立可以提供“物流工程”專(zhuān)業(yè)碩士相關(guān)課程的教學(xué)與實(shí)踐,必將大力加快我校培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的高層次應(yīng)用型人才目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),面對(duì)社會(huì)人才需求,培養(yǎng)優(yōu)秀的高層次應(yīng)用型人才,更好地服務(wù)于社會(huì),滿(mǎn)足行業(yè)的需求。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)模式;空間課堂
doi:10.16083/ki.1671-1580.2017.03.015
中圖分類(lèi)號(hào):G710
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1671-1580(2017)03-051-03
隨著教育信息化的進(jìn)一步深化,特別是“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下,傳統(tǒng)的教育理念和思想受到越來(lái)越多的挑戰(zhàn),個(gè)人電腦、智能手機(jī)的廣泛使用,拉近了師生之間的距離,改進(jìn)了教學(xué)方法,促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展,這使得教學(xué)模式發(fā)生了重大變化,課堂上傳統(tǒng)的老師講授模式變成了師生互動(dòng)交流、學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的方向發(fā)展,這符合當(dāng)前信息化時(shí)展的教學(xué)模式。作為一線(xiàn)教師應(yīng)該要適應(yīng)這種新的形式,嘗試應(yīng)用多樣的信息化教學(xué)方法與手段進(jìn)行課堂教學(xué)的組織與管理,以提升高職學(xué)生綜合素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力。
一、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的特點(diǎn)
翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)的課堂不同,不僅僅在學(xué)習(xí)順序的變化,它還具有自身的特點(diǎn),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境
與傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)不同的是,翻轉(zhuǎn)課堂是課前對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí),課堂主要是解決問(wèn)題,將知識(shí)內(nèi)化,這樣可以讓學(xué)生以一種輕松的心態(tài)去完成師生之間的交流,提升教學(xué)效果。
(二)教學(xué)資源更加豐富
傳統(tǒng)的講授課堂由于時(shí)間有限,老師不可能給學(xué)生放映大量的相關(guān)視頻和學(xué)習(xí)資源,翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生在課前完成自主學(xué)習(xí),學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí),這樣,老師可以準(zhǔn)備盡可能豐富的教學(xué)資源以供學(xué)生學(xué)習(xí),可以包含微課視頻、PPT、教學(xué)設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)、知識(shí)小游戲等。
(三)師生角色發(fā)生變化
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以老師為主,課堂圍繞老師進(jìn)行,而翻轉(zhuǎn)課堂師生之間是以平等的地位在課堂上進(jìn)行討論,共同解決某一問(wèn)題。
(四)師生交流更加頻繁
網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展,使得師生之間可以通過(guò)虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界隨時(shí)隨地聯(lián)系,這使得知識(shí)的傳播更快捷,第一時(shí)間解決所授知識(shí)中的難點(diǎn)。
微課具有應(yīng)用廣泛、開(kāi)發(fā)便利、易上手的優(yōu)點(diǎn),作為支撐“翻轉(zhuǎn)課堂”有效的數(shù)字化資源,得到當(dāng)前教育工作者和學(xué)習(xí)人員越來(lái)越多的應(yīng)用。下面將以湖南省職業(yè)教育名師空間課堂《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論》為例,進(jìn)行分析探討基于空間的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)組織與實(shí)施。
二、基于空間的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐研究
(一)教學(xué)分析
在空間教學(xué)組織與實(shí)施前,首先進(jìn)行一系列的教學(xué)分析,主要對(duì)教學(xué)環(huán)境、學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分析。
1.教學(xué)環(huán)境分析。在教學(xué)環(huán)境中,由于學(xué)生是提前進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí),需要在教學(xué)上給學(xué)生提供相應(yīng)的軟硬件環(huán)境。在硬件環(huán)境方面,需要給每個(gè)學(xué)生提供一臺(tái)計(jì)算機(jī)或智能設(shè)備;在軟件方面,安裝相應(yīng)的可以支持相關(guān)資源播放或查看的軟件。
2.學(xué)習(xí)者分析?!段锫?lián)網(wǎng)技術(shù)概論》課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,也是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)選修課。在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由淺入深,按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體驗(yàn)――物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認(rèn)知――物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析三個(gè)不斷遞進(jìn)提升的層次來(lái)劃分知識(shí)技能點(diǎn),從而確定課程的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。
3.學(xué)習(xí)內(nèi)容分析。本課程首先讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的體驗(yàn),從物聯(lián)網(wǎng)的概念出發(fā),借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家居、物流、交通及城市中的應(yīng)用案例,深入剖析物聯(lián)網(wǎng)這一概念背景下所涵蓋的技術(shù)知識(shí)、發(fā)展現(xiàn)狀及所面臨的挑戰(zhàn)和技術(shù)突破點(diǎn),并詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的應(yīng)用狀況。
4.教學(xué)目標(biāo)分析。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念、結(jié)構(gòu)組成、相關(guān)技術(shù)、應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景等有本質(zhì)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和應(yīng)用信息技術(shù)的能力。
(二)教學(xué)模式的構(gòu)建
1.開(kāi)發(fā)教學(xué)資源。創(chuàng)新空間課堂資源建設(shè)方法,自主開(kāi)發(fā)完成《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論》空間課程全套的數(shù)字化教學(xué)資源:課程簡(jiǎn)介、課程標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)計(jì)、授課計(jì)劃、考核方案、微視頻、微設(shè)計(jì)、微課件、微素材、微案例、在線(xiàn)試題庫(kù)、技能抽測(cè)題庫(kù)等。建設(shè)空間特色資源:物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品認(rèn)知展廳和物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目解決方案展廳,通過(guò)兩個(gè)空間展廳資源的建設(shè),讓空間成為普及前沿技術(shù)的陣地,讓學(xué)習(xí)者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應(yīng)用有直觀(guān)的認(rèn)知。
2.設(shè)計(jì)教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式的改變,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),作業(yè)和習(xí)題由學(xué)生自主完成變成課堂協(xié)作完成,學(xué)生在課程開(kāi)課以前,就已經(jīng)比較清晰地了解該課堂的教學(xué)目標(biāo),學(xué)生已經(jīng)成為課堂的主體。對(duì)于基于“微課”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì),將其分為課前自主學(xué)、課中引導(dǎo)學(xué)和課后拓展學(xué)三部分,設(shè)計(jì)的空間教學(xué)模式如圖1所示。
課前自主學(xué):重點(diǎn)吸引學(xué)生興趣和注意力,提升學(xué)習(xí)熱情,凸現(xiàn)空間課堂的磁力;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)教師空間觀(guān)看微課視頻、學(xué)習(xí)視頻、學(xué)習(xí)指南和參考資源等內(nèi)容,了解對(duì)應(yīng)的授課內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo);發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題可以通過(guò)微信、QQ和空間留言等方式與教師或同學(xué)進(jìn)行在線(xiàn)交流與討論;教師通過(guò)學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況,提前了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)及對(duì)知識(shí)的掌握情況,能動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)診斷評(píng)價(jià)與反饋,做好相關(guān)的記錄與回復(fù),激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。
課中引導(dǎo)學(xué):教師采用多樣的信息化教學(xué)方法和工具手段進(jìn)行教學(xué)的有效組織與實(shí)施,重在有效解決學(xué)生提出的問(wèn)題;
激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生參與課堂討論、交流與展示,使學(xué)生思維發(fā)生碰撞,實(shí)現(xiàn)提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力提升,顯現(xiàn)課堂教學(xué)的活力;
利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果精準(zhǔn)測(cè)評(píng),讓教師能快速地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)全過(guò)程做出診斷評(píng)價(jià),以實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的個(gè)性張揚(yáng)、智能發(fā)展和健康成長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的效力。
課后拓展學(xué):充分拓展與提升學(xué)生的知識(shí)面,注重知識(shí)內(nèi)涵與外延的挖掘及與學(xué)過(guò)知識(shí)的聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)和反饋;學(xué)生還可有針對(duì)性地選擇在線(xiàn)作業(yè)、在線(xiàn)考試進(jìn)行自我檢測(cè),不斷進(jìn)行內(nèi)化與提升。
(三)教學(xué)實(shí)踐與應(yīng)用
1.資源開(kāi)放共享。將全套資源分門(mén)別類(lèi)、按開(kāi)放式上傳,并搭建空間課堂的學(xué)習(xí)地圖(圖2)和教學(xué)單元學(xué)習(xí)導(dǎo)航(圖3),保證資源訪(fǎng)問(wèn)高效,使用容易,貼近學(xué)習(xí)者使用的需求。
2.教學(xué)組織與實(shí)施。充分利用信息化空間平臺(tái)和信息化教學(xué)手段,創(chuàng)新空間“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式,優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,利用空間考勤、創(chuàng)建群組、下發(fā)與提交作業(yè)、交流討論和答疑、成績(jī)公示和空間教學(xué)數(shù)據(jù)分析與管理,實(shí)現(xiàn)空間教學(xué)管理常態(tài)化,推進(jìn)空間課堂教學(xué)改革,提高空間課堂的有效性。
利用微信鮮活立體的溝通方式、及時(shí)有效的信息推送、開(kāi)放平臺(tái)可拓展性強(qiáng)等特點(diǎn),在“翻轉(zhuǎn)課堂”的空間課堂教學(xué)實(shí)踐中申請(qǐng)“10T技術(shù)博覽館”微信公眾號(hào),利用它來(lái)輔助課堂教學(xué),進(jìn)行資源推送和學(xué)習(xí)交流討論;從微信公眾平臺(tái)系統(tǒng)自帶的統(tǒng)計(jì)板塊中,可進(jìn)行圖文分析,通過(guò)分析可以看出每天定時(shí)推送的微學(xué)習(xí)資源的查閱情況、每條學(xué)習(xí)資源的應(yīng)用情況及課中推送隨堂測(cè)驗(yàn)情況,進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和即時(shí)反饋,改進(jìn)教學(xué)策略,調(diào)整教學(xué)進(jìn)程;通過(guò)課后作業(yè)數(shù)據(jù)分析,實(shí)施針對(duì)性輔導(dǎo),為學(xué)習(xí)者即時(shí)推送合適的個(gè)性化學(xué)習(xí)資料,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。
三、結(jié)束語(yǔ)
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[6]秦毅,彭力.基于RFID的超市物聯(lián)網(wǎng)購(gòu)物引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2010.
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[8]胡清,詹宜巨,黃小虎.基于RFID企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及中間件技術(shù)研究[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009.
基金項(xiàng)目:2011年國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):61163063)資助;國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目階段性成果(編號(hào):201210694015);自治區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2012CX037)階段性成果。
作者簡(jiǎn)介:
邊巴旺堆,男,藏族,大學(xué)工學(xué)院電子信息系副教授,研究方向:藏文信息化、物聯(lián)網(wǎng)。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)體系 內(nèi)容安排 教學(xué)方法
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)01(a)-0162-03
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)概念最早于1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院提出,隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵不斷擴(kuò)展[1]。目前業(yè)界普遍認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘,實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫鏈接,達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策的目的[2-5]。
物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域,引發(fā)和帶動(dòng)生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革,成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎[6]。近年來(lái),在“兩化融合”和“感知中國(guó)”等國(guó)家戰(zhàn)略背景下,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展受到了我國(guó)政府、科研、教育、產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域蘊(yùn)含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用潛能,眾多行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才需求旺盛[7]。為此,中國(guó)傳媒大學(xué)于2012年通過(guò)教育部審批,依托理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系開(kāi)辦物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)方向,成為全國(guó)較早面向本科生開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)方向的高校之一。
1 課程教學(xué)目標(biāo)
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》是網(wǎng)絡(luò)工程系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)方向?qū)W生學(xué)習(xí)的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,其主要目的是使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和相關(guān)技術(shù),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用有所認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體框架,明確物聯(lián)網(wǎng)工程各個(gè)專(zhuān)業(yè)課程的意義和課程之間的關(guān)系,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[8]。因此,《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程的講授成功與否關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,進(jìn)而影響到我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程[9]。
2 課程知識(shí)體系及內(nèi)容安排
2.1 知識(shí)體系
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為3個(gè)層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示[1]。
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”和“五官”,用于識(shí)別物體、采集信息,是聯(lián)系物理世界與虛擬信息世界的紐帶。感知層中的自動(dòng)感知設(shè)備包括:RFID標(biāo)簽與讀寫(xiě)設(shè)備、傳感器、GPS、智能家用電器、智能測(cè)控設(shè)備等;感知層中的人工生成信息設(shè)備包括:智能手機(jī)、智能機(jī)器人等。
網(wǎng)絡(luò)層分為接入層、匯聚層與核心交換層。接入層通過(guò)各種接入技術(shù)連接最終的用戶(hù)設(shè)備。匯聚層的功能為:匯接接入層的用戶(hù)流量,進(jìn)行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換;根據(jù)接入層的用戶(hù)流量,進(jìn)行本地路由、過(guò)濾、流量均衡、優(yōu)先級(jí)管理,以及安全控制、地址轉(zhuǎn)換、流量整形等處理;根據(jù)處理結(jié)果把用戶(hù)流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進(jìn)行路由處理。核心交換層為物聯(lián)網(wǎng)提供一個(gè)高速、安全與保證服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。匯聚層與核心交換層的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備與通信線(xiàn)路構(gòu)成了傳輸網(wǎng)。
應(yīng)用層可以進(jìn)一步分為管理服務(wù)層和行業(yè)應(yīng)用層。管理服務(wù)層通過(guò)中間件軟件實(shí)現(xiàn)了感知硬件與應(yīng)用軟件物理的隔離與邏輯的無(wú)縫連接,提供海量數(shù)據(jù)的高效、可靠地匯聚、整合與存儲(chǔ),通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計(jì)算,為行業(yè)應(yīng)用層提供安全的網(wǎng)絡(luò)管理與智能服務(wù)。行業(yè)應(yīng)用層由多樣化、規(guī)?;男袠I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成,包括:智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能交通、智能醫(yī)療等。
此外,涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的共性技術(shù)包括信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理、對(duì)象名字服務(wù)與服務(wù)質(zhì)量保證等。
2.2 內(nèi)容安排
《物聯(lián)網(wǎng)技g與應(yīng)用》課程的內(nèi)容安排[10-12]如圖2所示,其中,各部分包含的主要內(nèi)容有[1-6]以下幾方面。
物聯(lián)網(wǎng)概論:物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會(huì)背景、技術(shù)背景;物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術(shù)特征;物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu);物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
RFID技術(shù):自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展背景、條形碼簡(jiǎn)介、磁卡與IC卡的應(yīng)用、RFID、RFID應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成、RFID標(biāo)簽編碼標(biāo)準(zhǔn)。
傳感器技術(shù):傳感器;智能傳感器與無(wú)線(xiàn)傳感器;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò);無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)。
嵌入式技術(shù):智能設(shè)備的研究與發(fā)展;集成電路;嵌入式技術(shù)的研究與發(fā)展;RFID讀寫(xiě)器與中間件軟件設(shè)計(jì);無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);可穿戴計(jì)算研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用;智能機(jī)器人研究及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
移動(dòng)通信技術(shù):通信技術(shù)的發(fā)展;移動(dòng)通信技術(shù)的研究與發(fā)展;3G技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。
定位技術(shù):位置信息與位置服務(wù);物聯(lián)網(wǎng)中的位置服務(wù);定位系統(tǒng);移動(dòng)通信定位技術(shù)、基于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的定位技術(shù)、基于RFID的定位技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。
數(shù)據(jù)處理技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念;海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與云計(jì)算;物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)中的智能決策。
信息安全技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個(gè)重要關(guān)系問(wèn)題;物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究;RFID安全與隱私保護(hù)研究。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用:智能電網(wǎng);智能交通;智能醫(yī)療;智能物流。
3 課程教學(xué)方法
自2014年春季學(xué)期《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課程首輪授課起至今,筆者已從以下幾方面做了有益嘗試,取得了良好的效果。
3.1 采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式將課堂內(nèi)外相結(jié)合
翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間,將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。該教學(xué)模式需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí),即自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識(shí)的方式,可以通過(guò)看視頻講座、聽(tīng)播客、廣泛閱讀各種書(shū)籍、與其他同學(xué)討論等方式進(jìn)行。教師則采用講授法和協(xié)作法來(lái)滿(mǎn)足學(xué)生的需要和促成他們的個(gè)性化學(xué)習(xí),其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐獲得更真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。翻轉(zhuǎn)課堂是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)流程的徹底顛覆。
在該課程的講授方式上,筆者嘗試引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,轉(zhuǎn)變以往授課過(guò)程中教師“滿(mǎn)堂灌”、學(xué)生只是被動(dòng)接受的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利用教學(xué)實(shí)踐中小班授課、學(xué)生人數(shù)較少的優(yōu)勢(shì),使每位同學(xué)都有機(jī)會(huì)走上講臺(tái),輪流充當(dāng)“教師”的角色,過(guò)一把“教師癮”,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。具體的實(shí)施過(guò)程為:首先,請(qǐng)每名學(xué)生選取物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科中自己較為感興趣的一項(xiàng)具體技術(shù)作為自己的講授對(duì)象,通過(guò)廣泛查閱書(shū)籍文獻(xiàn)資料、上網(wǎng)搜索最新科技資訊等方式了解該項(xiàng)技術(shù)的來(lái)龍去脈、前世今生及發(fā)展前沿。然后,請(qǐng)學(xué)生自制課件,通過(guò)文字、圖片、視頻等方式形象生動(dòng)地向大家講解艱澀枯燥的具體技術(shù)內(nèi)容。其間,其他同學(xué)可以隨時(shí)提問(wèn),形成良好的互動(dòng)效果,極大地活躍了課堂氣氛,同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。最后,由教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的表現(xiàn),指出其講解的優(yōu)缺點(diǎn),并補(bǔ)充完善知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生的個(gè)人表現(xiàn)很大程度上決定了該門(mén)課程的個(gè)人結(jié)課成績(jī)。通過(guò)3年來(lái)具體的實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們搜集資料的深度和廣度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了筆者的預(yù)期。作為老師,在授課的同時(shí)也收獲了很多新知識(shí),達(dá)到了教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
3.2 教學(xué)與科研相結(jié)合
教師授課過(guò)程中應(yīng)避免簡(jiǎn)單生硬地照本宣科,而應(yīng)以自身的科研經(jīng)歷和科研體會(huì)現(xiàn)身說(shuō)法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物聯(lián)網(wǎng)作為一門(mén)新興學(xué)科,發(fā)展日新月異。每輪備課時(shí)都要加入新的科技進(jìn)展,對(duì)于教師來(lái)講,在科研方面需要不斷地關(guān)注科技前沿動(dòng)態(tài),及時(shí)更新知識(shí),極具挑戰(zhàn)性。就筆者而言,由于一直從事數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的研究,在講授第八章《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)》時(shí),就結(jié)合目前正在進(jìn)行的有關(guān)電視節(jié)目受眾收視情況的數(shù)據(jù)挖掘研究課題,以實(shí)驗(yàn)中具體的數(shù)據(jù)、模型為例,為學(xué)生講解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的具體流程和其中的關(guān)鍵步驟,從而進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)該技術(shù)的理解程度。
3.3 “走出去”與“引進(jìn)來(lái)”相結(jié)合
“走出去”是指教師應(yīng)當(dāng)經(jīng)常參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)教研機(jī)構(gòu)組織的高校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的培訓(xùn)班、研討會(huì)等,廣結(jié)同行,吸取其他兄弟院校專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程改革的成功經(jīng)驗(yàn),達(dá)到“它山之石可以攻玉”的目的。此外,還可以與國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,建立學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地。學(xué)生可以到企業(yè)實(shí)地參觀(guān)相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn),以便與課堂中學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)概念、原理聯(lián)系起來(lái),獲得感性認(rèn)識(shí),從而加深理解。同時(shí),學(xué)生可以利用寒暑假時(shí)間到企業(yè)實(shí)習(xí)或選派學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),不但使學(xué)生掌握了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、熟悉了企業(yè)的運(yùn)行模式,還可以為企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)的人才,拓展學(xué)生的就業(yè)渠道[13]。
“引進(jìn)來(lái)”是指教師應(yīng)當(dāng)定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的權(quán)威教授、相關(guān)技術(shù)人員走進(jìn)課堂、走上講臺(tái),為學(xué)生帶來(lái)最新的行業(yè)發(fā)展信息。此外,在教材選擇方面,教師應(yīng)當(dāng)不局限于國(guó)內(nèi)出版的一些經(jīng)典教材,還應(yīng)當(dāng)廣泛引進(jìn)國(guó)外的外文教材,追蹤國(guó)際領(lǐng)先的前沿技術(shù)[14]。
綜上所述,文章從“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)、知識(shí)體系及內(nèi)容安排、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探討。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來(lái)的新興技術(shù),該課程也是中國(guó)傳媒大學(xué)理工學(xué)部信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程系自2014年首次引入的新課程,一切還在逐步摸索過(guò)程中,因此,探尋一套適合本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的課程教學(xué)方案任重道遠(yuǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
此文是筆者近3年來(lái)參加物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)研討班培訓(xùn)、備課、授課的心得體會(huì)。由于筆者的驗(yàn)有限,考慮問(wèn)題難免有失偏頗,望與各位讀者共同探討。作為一名青年教師,筆者未來(lái)仍然需要逐步沉淀,不斷思考、總結(jié)、實(shí)踐,為培養(yǎng)出社會(huì)需要的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才貢獻(xiàn)力量。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;人才培養(yǎng)方案; 課程體系設(shè)置
中圖分類(lèi)號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)26-0135-02
物聯(lián)網(wǎng)利用射頻識(shí)別、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)來(lái)感知數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù),它延伸了互聯(lián)網(wǎng)端系統(tǒng),擴(kuò)展了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能,是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。我國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)、教育界和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展:政府提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的“感知中國(guó)”的發(fā)展戰(zhàn)略;科研機(jī)構(gòu)展開(kāi)了物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究,取得了一定的話(huà)語(yǔ)權(quán);教育部在2010年3月,《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》,各高校積極響應(yīng),申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè),2010年全國(guó)有20多所不同層次的高校獲批物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)或物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)業(yè),隨后,不斷有高校獲批了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是新專(zhuān)業(yè),各高校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程本科專(zhuān)業(yè)時(shí),課程體系的設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外無(wú)先例可以借鑒,因此各個(gè)高校物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)模式有較大區(qū)別:有的依托學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科構(gòu)建人才培養(yǎng)模式;有的人才培養(yǎng)模式與行業(yè)相結(jié)合;有的是校企合作的卓越工程師人才培養(yǎng)模式。我校于2014年獲批物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè),并于2014年秋季開(kāi)始招生,如何制定符合我校特色的人才培養(yǎng)方案是個(gè)值得探究的問(wèn)題。
1 人才培養(yǎng)目標(biāo)
1.1 培養(yǎng)目標(biāo)定位
自2010年起至今,獲批物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的高校層次各不相同,有985、211研究性大
學(xué),也有科研教學(xué)并重型大學(xué),還有以職業(yè)教育為主的高職高專(zhuān)。不同層次的高校為市場(chǎng)培養(yǎng)不同層次的人才,這些人才大致可以分為三類(lèi):研究性、應(yīng)用型和技能型。研究型人才主要從事物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議研究和標(biāo)準(zhǔn)制定,應(yīng)用型人才主要從事與行業(yè)相關(guān)的系統(tǒng)集成等工作,技能型人才主要從事系統(tǒng)維護(hù)與運(yùn)營(yíng)等工作。我校作為地方院校,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主,將物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)定位為工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)。
1.2 人才培養(yǎng)目標(biāo)
本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和人文知識(shí)背景,較系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程的基本理論和基本知識(shí),具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力與知識(shí)創(chuàng)新能力,能夠從事智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)的系統(tǒng)集成與物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開(kāi)發(fā)工作,具有較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。
1.3 業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求
根據(jù)專(zhuān)業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求包括素質(zhì)、知識(shí)和能力三方面:
1)基本素質(zhì):具備良好的思想道德修養(yǎng)、健康的心理素質(zhì)和人文知識(shí)素養(yǎng),具有較強(qiáng)的自信心、進(jìn)取心、事業(yè)心和社會(huì)責(zé)任感,具備敬業(yè)精神、團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。
2)知識(shí)結(jié)構(gòu):具備一定的人文社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)等方面的基本知識(shí),較系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí),掌握C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)原理與應(yīng)用、操作系統(tǒng)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、密碼學(xué)基礎(chǔ)等基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,具有本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能,了解物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
3)能力結(jié)構(gòu):具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、溝通協(xié)調(diào)能力、社會(huì)適應(yīng)能力、語(yǔ)言和文字表達(dá)能力,掌握一門(mén)外語(yǔ),具備計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用能力和使用文獻(xiàn)檢索工具能力,具有較好的物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)分析、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)維護(hù)方面的工程能力,具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力、社會(huì)實(shí)踐能力,具有從事本專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)工作的能力和適應(yīng)相鄰專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)工作的基本能力。
2 課程體系設(shè)置
2.1 課程體系設(shè)置需要考慮的因素
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)置必須考慮其人才培養(yǎng)目標(biāo)、其隸屬的學(xué)科門(mén)類(lèi)、市場(chǎng)對(duì)人才的需求和結(jié)合本校實(shí)際形成的專(zhuān)業(yè)特色。
我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)定位為工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè),則課程體系設(shè)置時(shí)應(yīng)緊緊圍繞專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),從基本素質(zhì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)生進(jìn)行業(yè)務(wù)培養(yǎng),處理好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的關(guān)系,適度提高實(shí)踐教學(xué)比例,進(jìn)一步地提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
物聯(lián)網(wǎng)工程隸屬計(jì)算機(jī)學(xué)科門(mén)類(lèi),其課程體系設(shè)置要依托計(jì)算機(jī)類(lèi)的學(xué)科基礎(chǔ)。有人認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)等多項(xiàng)知識(shí)的交叉學(xué)科,在制定課程設(shè)置方案時(shí)面面俱到,過(guò)于求全,結(jié)果導(dǎo)致每門(mén)課程學(xué)時(shí)過(guò)少,知識(shí)雜亂,課程貌似全面,實(shí)則只能蜻蜓點(diǎn)水,這樣的課程體系培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生必定是博而不精,廣而不專(zhuān)。也有人認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是新技術(shù),在做課程體系設(shè)置時(shí)脫離計(jì)算機(jī)學(xué)科門(mén)類(lèi),弄出一套冠有物聯(lián)網(wǎng)名字的課程,結(jié)果導(dǎo)致在課程體系實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)師資跟不上,教材不配套,實(shí)踐課程開(kāi)設(shè)困難等問(wèn)題。
任何專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才最終是要面向市場(chǎng)的,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)也不例外。這就要求在課程體系設(shè)置之前,要深入企業(yè)、科研院所、產(chǎn)業(yè)部門(mén)做調(diào)研,充分了解市場(chǎng)需求,根據(jù)就業(yè)崗位的能力要求,設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足市場(chǎng)需求、貼合科研與行業(yè)實(shí)際的課程體系。
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是新專(zhuān)業(yè),也是與行業(yè)契合度很高的專(zhuān)業(yè),課程體系的設(shè)置可以根據(jù)各高校的實(shí)際情況,與高校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科相結(jié)合,設(shè)置具有本校特點(diǎn)的課程,培養(yǎng)在某一行業(yè)更專(zhuān)的物聯(lián)網(wǎng)人才。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系設(shè)置
根據(jù)課程體系設(shè)置需要考慮的幾個(gè)因素,結(jié)合我校的實(shí)際情況,我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)置以培養(yǎng)工程型應(yīng)用型人才為主,依托計(jì)算機(jī)學(xué)科門(mén)類(lèi),厚基礎(chǔ),重實(shí)踐,緊跟市場(chǎng),突出特色。
課程體系由通識(shí)教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)課程及實(shí)踐教學(xué)課程四個(gè)模塊構(gòu)成,課程學(xué)時(shí)學(xué)分統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。
通識(shí)教育課程主要有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語(yǔ)、體育、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、基本原理概論、形勢(shì)與政策、人文素質(zhì)教育、心理健康教育、職業(yè)發(fā)展規(guī)劃、大學(xué)藝術(shù)和就業(yè)指導(dǎo)等課程。
學(xué)科基礎(chǔ)課程主要有計(jì)算機(jī)學(xué)科概論、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、線(xiàn)性代數(shù)、面向?qū)ο罂梢暬幊?、離散數(shù)學(xué)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程。
專(zhuān)業(yè)必須課程有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、密碼學(xué)基礎(chǔ)、傳感器原理及應(yīng)用、傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、RFID原理及應(yīng)用、TCP/IP協(xié)議分析、物聯(lián)網(wǎng)原理與應(yīng)用等。
另外還開(kāi)設(shè)了12門(mén)集中教學(xué)實(shí)踐課程,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)占總學(xué)時(shí)比例為36.1%,可以很好地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
我校是學(xué)科門(mén)類(lèi)齊全的綜合性大學(xué),石油和農(nóng)學(xué)是我校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科,為了更好地將物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)與我校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科相結(jié)合,培養(yǎng)出具有我校特色的物聯(lián)網(wǎng)工程人才,在課程設(shè)置中,安排了行業(yè)知識(shí)講座,使物聯(lián)網(wǎng)工程的學(xué)生能夠了解石油行業(yè)和農(nóng)業(yè)的基本知識(shí)、為以后從事智慧石油和智能農(nóng)業(yè)打基礎(chǔ)。
3 結(jié)語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)業(yè),人才培養(yǎng)方案地制定是專(zhuān)業(yè)建設(shè)和發(fā)展的依據(jù),科學(xué)合理、切實(shí)可行的人才培養(yǎng)方案是為行業(yè)輸送可用人才的保障,探討物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案,以期與各兄弟院?;ハ鄬W(xué)習(xí),共同進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程 課程體系建設(shè) 技術(shù)體系結(jié)構(gòu) 知識(shí)體系結(jié)構(gòu)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.098
2005年11月17日,國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Things,IoT)概念[1]?!拔锫?lián)網(wǎng)”顛覆了人類(lèi)之前將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施截然分開(kāi)的傳統(tǒng)思維,將具有自我標(biāo)識(shí)、感知和智能的各種物理實(shí)體基于通信技術(shù)連接在一起,并使政府管理、生產(chǎn)制造、社會(huì)管理以及個(gè)人生活等實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮??紤]到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要影響,世界各科技強(qiáng)國(guó)都將物聯(lián)網(wǎng)放在未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要位置。我國(guó)“十二五”規(guī)劃中也將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)予以重點(diǎn)關(guān)注和推進(jìn)。
為滿(mǎn)足國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)高素質(zhì)人才的迫切需求,自2010年我國(guó)教育部首次批準(zhǔn)30余所高校設(shè)立“物聯(lián)網(wǎng)工程”本科專(zhuān)業(yè)以來(lái),發(fā)展至今全國(guó)共有100多所高校獲批開(kāi)設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)工程”本科專(zhuān)業(yè),并開(kāi)始陸續(xù)招生。目前,“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)在我國(guó)各高校的開(kāi)設(shè)處于剛剛起步的階段,有關(guān)“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系、課程體系、工程實(shí)踐、師資建設(shè)和人才培養(yǎng)等方面都還是一片空白。一些高校在“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)的建設(shè)上也存在著專(zhuān)業(yè)定位不明確、學(xué)科知識(shí)體系認(rèn)識(shí)模糊、專(zhuān)業(yè)特色不突出、實(shí)踐教學(xué)體系缺乏層次性和系統(tǒng)性等問(wèn)題。如何依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和特征,建立科學(xué)的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系,并使之能夠快速適應(yīng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需要,是近期教學(xué)研究任務(wù)中一個(gè)重要的課題。本文通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系及核心知識(shí)領(lǐng)域,力求歸納物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)的專(zhuān)業(yè)共性基礎(chǔ),提出構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系的主體思路,以期為兄弟高校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程規(guī)劃拋磚引玉。
1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)很多,包括自動(dòng)控制、通信、計(jì)算機(jī)、電子、測(cè)控等不同領(lǐng)域,是跨學(xué)科綜合應(yīng)用的典型代表。理解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)是搞清楚物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系的基礎(chǔ),也是建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)。
物聯(lián)網(wǎng)作為一種形式多樣的聚合性復(fù)雜系統(tǒng),涉及了信息技術(shù)的每一個(gè)層面。目前世界上還沒(méi)有形成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。從物聯(lián)網(wǎng)工程教學(xué)角度分析,本文更傾向于采取物聯(lián)網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)模型[2]。如圖1所示,物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)自下而上依次包括感知控制層、信息傳輸層、服務(wù)支撐層和應(yīng)用服務(wù)層四部分,此外還有物聯(lián)網(wǎng)的安全隱私保護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)管理兩大方面。
1.1 感知控制層
感知控制層包括數(shù)據(jù)采集子層、短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層。數(shù)據(jù)采集子層通過(guò)各種傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的感知和數(shù)據(jù)獲取,其中涉及傳感器、射頻識(shí)別(RFID)、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)。短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層將采集到的數(shù)據(jù)在局部范圍內(nèi)進(jìn)行協(xié)同處理,并通過(guò)具有自組織能力的短距離傳感網(wǎng)接入廣域承載網(wǎng)絡(luò)。在有些應(yīng)用中還需要通過(guò)執(zhí)行器或其他智能終端對(duì)感知結(jié)果做出響應(yīng),實(shí)現(xiàn)智能控制。
1.2 信息傳輸層
信息傳輸層將來(lái)自感知控制層的各類(lèi)信息通過(guò)基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)傳輸給上層,并提供透明的數(shù)據(jù)傳輸能力。其中,基礎(chǔ)承載網(wǎng)主要包括移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)及形成的融合網(wǎng)等。
1.3 服務(wù)支撐層
在高性能計(jì)算和海量存儲(chǔ)技術(shù)的支持下,服務(wù)支撐層對(duì)網(wǎng)絡(luò)獲取的大量不確定信息進(jìn)行重組、清洗、融合等處理,整合為相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)論,并為上層行業(yè)應(yīng)用提供智能的支撐平臺(tái)。本層的主要特點(diǎn)是智慧處理,運(yùn)用概率論、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別等理論,對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)元感知信息高效綜合,從而使物聯(lián)網(wǎng)能夠提供更加多樣化、人性化的服務(wù)。
1.4 應(yīng)用服務(wù)層
應(yīng)用服務(wù)層主要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)相結(jié)合,將信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)廣泛的物物互聯(lián)的應(yīng)用解決方案。
簡(jiǎn)單概括,物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、智能服務(wù)的綜合體。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)加進(jìn)了感知控制層以降低互聯(lián)門(mén)檻,實(shí)現(xiàn)非智能、弱智能設(shè)備的互聯(lián),同時(shí)這也給數(shù)據(jù)傳輸、信息處理、信息服務(wù)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),使網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是學(xué)科交叉度高、理論體系尚未完全成型、市場(chǎng)應(yīng)用又發(fā)展迅速的新興專(zhuān)業(yè),因此通過(guò)知識(shí)體系來(lái)梳理和指導(dǎo)課程體系的建設(shè)是非常必要的。按照一般工程專(zhuān)業(yè)劃分,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)可分為三大知識(shí)領(lǐng)域:通識(shí)基礎(chǔ)類(lèi)知識(shí)領(lǐng)域、綜合管理類(lèi)知識(shí)領(lǐng)域和專(zhuān)業(yè)技術(shù)類(lèi)知識(shí)領(lǐng)域,本文主要討論物聯(lián)網(wǎng)工程的專(zhuān)業(yè)技術(shù)類(lèi)知識(shí)領(lǐng)域所涉及的知識(shí)模塊、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)。依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求,物聯(lián)網(wǎng)工程知識(shí)結(jié)構(gòu)中的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)部分應(yīng)能夠覆蓋物聯(lián)網(wǎng)整體的結(jié)構(gòu)框架并體現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù),因此對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)類(lèi)知識(shí)領(lǐng)域主要涵蓋感知識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、智能信息處理和創(chuàng)新應(yīng)用等四個(gè)知識(shí)模塊[3]。其中,感知識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識(shí)模塊屬于物理基礎(chǔ)層次,偏重于硬件技術(shù);智能信息處理、創(chuàng)新應(yīng)用模塊則偏重軟件技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)模塊涵蓋的知識(shí)單元較多,其中感知識(shí)別模塊主要包括傳感與控制技術(shù)、短距離無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、閱讀器技術(shù)和智能終端設(shè)備等知識(shí)單元,涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)有EPC編碼技術(shù)、標(biāo)簽技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等;網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識(shí)模塊主要包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框架、通信協(xié)議、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、信息安全等知識(shí)單元,涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與路由交換技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理與安全技術(shù)等;智能信息處理模塊主要包括云計(jì)算系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、分布智能系統(tǒng)等知識(shí)單元,涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)有數(shù)據(jù)融合技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、智能中間件技術(shù)等;創(chuàng)新應(yīng)用模塊主要包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等知識(shí)單元,涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)等。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系的設(shè)置需要綜合考慮相關(guān)學(xué)科的交叉融合,盡可能多地覆蓋本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系,并將相關(guān)主干學(xué)科的核心課程和專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行通盤(pán)考慮。圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)涉及的學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系可由通識(shí)教育模塊、自然科學(xué)公共基礎(chǔ)模塊、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)模塊、專(zhuān)業(yè)必修模塊、專(zhuān)業(yè)選修模塊等五部分構(gòu)成。
3.1 通識(shí)教育模塊
通識(shí)教育是高等教育的組成部分,它是“非專(zhuān)業(yè)、非職業(yè)性”的教育, 是關(guān)注人的生活、道德、情感和理智和諧發(fā)展的教育。通過(guò)學(xué)習(xí)這部分知識(shí)可增強(qiáng)學(xué)生接觸知識(shí)的廣度與深度,拓展學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的政治思想素質(zhì)和職業(yè)道德,以使學(xué)生兼?zhèn)淙宋乃仞B(yǎng)與科學(xué)精神,從而把學(xué)生培養(yǎng)成為全面發(fā)展的人。各高校的通識(shí)教育課程通常會(huì)貫穿第一至第四學(xué)期,主要涉及思想、政治、心理健康、英語(yǔ)、體育、經(jīng)濟(jì)與管理等方面。
3.2 自然科學(xué)公共基礎(chǔ)模塊
自然科學(xué)公共基礎(chǔ)課是高等學(xué)校各專(zhuān)業(yè)學(xué)生共同必修的課程,通過(guò)學(xué)習(xí)這部分知識(shí)學(xué)生可以掌握作為一名大學(xué)生所要學(xué)習(xí)的源于中學(xué)又高于中學(xué)的理論性知識(shí),從而為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)提供方法論的基礎(chǔ)支持。作為工科專(zhuān)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的自然科學(xué)公共基礎(chǔ)模塊主要包括大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線(xiàn)性代數(shù)、計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、C/C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程。
3.3 專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)模塊
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是高等學(xué)校中設(shè)置的一種為專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)奠定必要基礎(chǔ)的課程,是學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能必修的重要課程。作為隸屬計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科下的工科專(zhuān)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課主要包括電路分析、工程制圖、電子技術(shù)、離散數(shù)學(xué)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、信號(hào)與系統(tǒng)概論、通信原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、傳感器原理與應(yīng)用等。
3.4 專(zhuān)業(yè)必修模塊
物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課是在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的體系框架以及主要原理技術(shù)進(jìn)行深入研究探討,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和發(fā)展打下基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課程主要包括[4]物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別技術(shù)、Zigbee原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及交換技術(shù)原理、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、大型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用等課程。
3.5 專(zhuān)業(yè)選修模塊
專(zhuān)業(yè)選修課程的設(shè)置體現(xiàn)了學(xué)科發(fā)展的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),同時(shí)也指明了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的職業(yè)之路。作為新設(shè)專(zhuān)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)走向一直引人注意;作為一門(mén)學(xué)科,物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)可以從學(xué)科發(fā)展角度劃分為三個(gè)方向:感知與控制方向、傳輸與網(wǎng)絡(luò)方向、軟件與服務(wù)方向;作為一門(mén)工程實(shí)踐,物聯(lián)網(wǎng)工程又可以從崗位需求角度劃分為三種工作:系統(tǒng)綜合工程師、產(chǎn)品研發(fā)工程師、設(shè)計(jì)規(guī)劃工程師。各個(gè)學(xué)??梢愿鶕?jù)本校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)、特色及所處行業(yè)背景,構(gòu)建有自己特色的可選專(zhuān)業(yè)課程,并將其融入到核心課程體系中。下面給出按照學(xué)科發(fā)展的方向設(shè)置的專(zhuān)業(yè)選修課參考內(nèi)容。
感知與控制方向主要設(shè)置單片機(jī)原理及應(yīng)用、DSP處理器及應(yīng)用、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、ARM結(jié)構(gòu)與編程等選修課程;傳輸與網(wǎng)絡(luò)方向主要設(shè)置下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、短距離無(wú)線(xiàn)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理與安全、網(wǎng)絡(luò)編程等選修課程;軟件與服務(wù)方向主要設(shè)置云計(jì)算與服務(wù)計(jì)算、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘與融合技術(shù)、Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等選修課程。
在具體設(shè)計(jì)課程體系時(shí),各高??筛鶕?jù)本校的專(zhuān)業(yè)背景和學(xué)科優(yōu)勢(shì),充分考慮物聯(lián)網(wǎng)工程知識(shí)體系各領(lǐng)域、各模塊、各單元的內(nèi)容,依照不同的學(xué)科方向靈活調(diào)整課程開(kāi)設(shè)時(shí)間和授課學(xué)時(shí),增加或刪減具體課程。
4 結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)工程是一個(gè)戰(zhàn)略性新興本科專(zhuān)業(yè),它不是以理論為主導(dǎo),重點(diǎn)在于工程應(yīng)用[5],這就決定了其課程體系具有發(fā)展變化的動(dòng)態(tài)特性。因此,在制定專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃時(shí),要以時(shí)刻服務(wù)于社會(huì)發(fā)展需要為根本依據(jù),緊密結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用的時(shí)代需求,依托學(xué)校自身的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和行業(yè)背景,設(shè)計(jì)出與時(shí)俱進(jìn)的、科學(xué)合理的、可持續(xù)發(fā)展的專(zhuān)業(yè)課程體系,只有這樣才能為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需高素質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才的培養(yǎng)做出更多貢獻(xiàn)。
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作者簡(jiǎn)介:姜穎(1971-),女,碩士,河北廊坊人,講師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息安全、圖像處理,河北工業(yè)大學(xué)廊坊分校,河北廊坊 065000
【關(guān)鍵詞】紫砂 物聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算
一、項(xiàng)目介紹
(一)行業(yè)背景
紫砂行業(yè)是宜興市具有地方特色的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)歷史個(gè)悠久,但行業(yè)中存在的問(wèn)題也是自古有之,一直沒(méi)有一種最好的方案杜絕其亂象,這些問(wèn)題一直限制著該行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著現(xiàn)代信息云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的推廣,將新興的技術(shù)運(yùn)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。
(二)平臺(tái)簡(jiǎn)介
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)張,由云計(jì)算硬件運(yùn)營(yíng)商提供硬件服務(wù),在這個(gè)服務(wù)的基礎(chǔ)上運(yùn)行各種云計(jì)算軟件。用戶(hù)只需一個(gè)帳號(hào)和一個(gè)PC終端或手持智能設(shè)備就可以使用各種云計(jì)算軟件。云計(jì)算的技術(shù)使得軟件使用成本大大降低,使軟件使用者能夠負(fù)擔(dān)得起軟件服務(wù)產(chǎn)品,借助現(xiàn)在信息化技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,應(yīng)用軟件的實(shí)施平均時(shí)間將大大縮短,用戶(hù)只需投入一些監(jiān)控及識(shí)別器件,就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追蹤溯源,并可以進(jìn)行網(wǎng)上電子商務(wù)交易。紫砂作為一個(gè)地方產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),從事生產(chǎn)和銷(xiāo)售的企業(yè)數(shù)量眾多,當(dāng)項(xiàng)目推廣并帶動(dòng)電子商務(wù)啟動(dòng)后,可達(dá)8000萬(wàn)以上規(guī)模,市場(chǎng)廣闊。
1.將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)衍生到地方特色的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。推廣云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí)為以為進(jìn)實(shí)現(xiàn)紫砂業(yè)電子商務(wù)的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
2.溯源打假、塑造宜興紫砂壺響亮品牌、保護(hù)宜興傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。采用全球唯一ID的RFID電子標(biāo)簽,無(wú)法造假,完整、精準(zhǔn)的紫砂行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)管理系統(tǒng),讓消費(fèi)者買(mǎi)到放心產(chǎn)品,產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題可以非常準(zhǔn)確確定責(zé)任人(生產(chǎn)者,銷(xiāo)售者)。電子標(biāo)簽(RFID標(biāo)簽)就是記載他們父子關(guān)系的DNA圖譜,有了這份DNA圖譜,假貨無(wú)處藏身。
3.保護(hù)消費(fèi)的權(quán)益。通過(guò)現(xiàn)代云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的手段讓消費(fèi)者看得明白,買(mǎi)得放心,用得安心。
4.保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。紫砂壺產(chǎn)品不同于一般商品,工藝師花費(fèi)大量時(shí)間精力設(shè)計(jì)出有較高藝術(shù)價(jià)值的產(chǎn)品,很快就被人仿制,侵犯他人的著作權(quán)、專(zhuān)利權(quán)和商標(biāo)權(quán)的事常有發(fā)生,仿冒的紫砂壺做出來(lái)了,也無(wú)處可查,不知道是誰(shuí)做的,同樣也打上了“宜興紫砂壺”的商標(biāo),有了RFID標(biāo)簽,侵權(quán)者有據(jù)可查,鼓勵(lì)紫砂從業(yè)者積極創(chuàng)新,做出更多更有藝術(shù)價(jià)值的紫砂壺來(lái)。
5.建立紫砂數(shù)據(jù)庫(kù),加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管力度。通過(guò)平臺(tái),建立宜興紫砂產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)信息眾多內(nèi)容,從業(yè)人員信息,企業(yè)信息,年產(chǎn)銷(xiāo)量,各地區(qū)銷(xiāo)量,專(zhuān)利情況,產(chǎn)品獲獎(jiǎng)情況等,為政府采集到眾多紫砂行業(yè)的數(shù)據(jù),為政府制定行業(yè)政策,扶持產(chǎn)業(yè)措施提供依據(jù),而這些數(shù)據(jù)依靠原有模式很難準(zhǔn)確采集到。把宜興紫砂行業(yè)擰成了一股繩,產(chǎn)銷(xiāo)存全程都得到監(jiān)控。對(duì)損害宜興紫砂形象者制定懲罰措施,讓宜興紫砂在全世界樹(shù)立誠(chéng)信的形象。建立從業(yè)者信用檔案,對(duì)違規(guī)者可執(zhí)行罰款和扣分制,滿(mǎn)分可以是12分,扣完吊銷(xiāo)執(zhí)照且不能補(bǔ)考。嚴(yán)格的制度是對(duì)這個(gè)行業(yè)最好的保護(hù)。并為以后進(jìn)一步發(fā)展紫砂電子商務(wù)打下基礎(chǔ)。
二、項(xiàng)目目標(biāo)
(一)能夠利用云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)紫砂產(chǎn)品進(jìn)行網(wǎng)上登記。(二)對(duì)登記的產(chǎn)品進(jìn)行防偽追溯、投訴。(三)紫砂行業(yè)可以進(jìn)行行業(yè)監(jiān)管,促使紫砂行業(yè)健康地發(fā)展。(四)利用登記的產(chǎn)品構(gòu)建電子商務(wù)交易平臺(tái)。
三、應(yīng)用技術(shù)
(一)整體技術(shù)概論。軟件開(kāi)發(fā)采用作為開(kāi)發(fā)平臺(tái),界面層采用ajax技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)使用sql2008和orcale9.2,新產(chǎn)品90%以上是B/S模式的軟件,采用saas模式開(kāi)發(fā)軟件,采用最新云計(jì)算技術(shù)開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。
(二)RFID技術(shù)。無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的應(yīng)用,一套完整的RFID系統(tǒng),由閱讀器(Reader)與應(yīng)答器(TAG)共同組成的。
應(yīng)答器的能量供應(yīng)以及應(yīng)答器與閱讀器之間的數(shù)據(jù)交換不是通過(guò)電流的觸點(diǎn)接通而是通過(guò)磁場(chǎng)或電磁場(chǎng),這方面采用了無(wú)線(xiàn)電和雷達(dá)技術(shù)。射頻識(shí)別是無(wú)線(xiàn)電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱(chēng),即通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行識(shí)別[1]。
(三)云計(jì)算技術(shù)。該軟件和系統(tǒng)管理軟件模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)可拆分到多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,依托計(jì)算機(jī)硬件云構(gòu)成我們的數(shù)據(jù)云,解決海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及存取速度問(wèn)題。各軟件模塊也分布部署到不同的服務(wù)器上,構(gòu)成應(yīng)用軟件云,系統(tǒng)整個(gè)設(shè)計(jì)采用分布式計(jì)算、并行計(jì)算來(lái)完成,各軟件模塊都通過(guò)系統(tǒng)管理中的單位和用戶(hù)聯(lián)結(jié)起來(lái)。這樣既分散又集中的軟件管理模式,既靈活方便組合功能,又提高各服務(wù)器的性能。
(四)新的架構(gòu)。采用最新的架構(gòu),我們稱(chēng)之為D/S架構(gòu),即桌面/服務(wù)器架構(gòu),它是B/S架構(gòu)的一種延續(xù)和提升。在D/S架構(gòu)里客戶(hù)端是一個(gè)“桌面”,數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器端,能夠使用本地的資源,能夠很好地解決現(xiàn)在的windows應(yīng)用的問(wèn)題(數(shù)據(jù),安全,部署),并且可以脫機(jī)工作,安全方面得到了一定的保證,容易部署和維護(hù)。
(五)新的模式。提供的不是一種產(chǎn)品,而是使用這個(gè)產(chǎn)品通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行軟件服務(wù),消費(fèi)者將從“購(gòu)買(mǎi)軟硬件產(chǎn)品”向“購(gòu)買(mǎi)信息服務(wù)”轉(zhuǎn)變。如同居民購(gòu)買(mǎi)“電”來(lái)使用一樣。
四、結(jié)語(yǔ)
云計(jì)算紫砂行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)軟件和系統(tǒng)管理軟件模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)可拆分到多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,依托計(jì)算機(jī)硬件云構(gòu)成我們的數(shù)據(jù)云,解決海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及存取速度問(wèn)題。這些數(shù)據(jù)庫(kù)分布到各個(gè)服務(wù)器上,既分散又集中,但這些數(shù)據(jù)庫(kù)之間又通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)互相關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián),以廠(chǎng)家、角色、權(quán)限貫穿各業(yè)務(wù)模塊。各軟件模塊也分布部署到不同的服務(wù)器上,構(gòu)成應(yīng)用軟件云,各軟件模塊都通過(guò)系統(tǒng)管理中的廠(chǎng)家和用戶(hù)聯(lián)結(jié)起來(lái)。
使用RFID移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端再配備其他類(lèi)型數(shù)據(jù)采集器把廠(chǎng)家商家、制作者、作品、作品狀態(tài)等信息采集到數(shù)據(jù)服務(wù)器中,通過(guò)云計(jì)算軟件對(duì)它進(jìn)行處理、分類(lèi)、查詢(xún)追溯、投訴、統(tǒng)計(jì)為生產(chǎn)用戶(hù)和消費(fèi)者服務(wù),也為監(jiān)管部門(mén)更方便、快捷地監(jiān)督規(guī)范市場(chǎng)服務(wù)。同時(shí)逐步形成網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售交易渠道,進(jìn)行在線(xiàn)紫砂商務(wù)交易。
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