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工程实践与科技创新的物联网开放实验室建设
资料介绍
针对传统物联网实验教学在学生思维自主能力的培养、课程体系衔接、设备实用性等方面的不足,以学生工程实践和科技创新为立足点,介绍了物联网开放实验室的建设情况,通过构建软硬件一体化的实践创新平台、开设基于专业融合和系统能力培养的开放课题、建立大学生科技创新培养基金、探讨多元化的人才培养模式和科学有效的管理机制等措施,实现以专业融合为特征、工程实践和科技创新为目标、创新能力培养为导向的新型实践教学模式。
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p
验
技
术
与
gy
管
理
ꢀ
g
第
卷
第
期
年
月
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ISSN 1002-495 6
33
ꢀ
10 ꢀ201 6 10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ ꢀꢀꢀ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Ex erimental Technolo and Mana ement
/
CN1 1-2034 T
Vol.33ꢀNo.10ꢀOct.201 6
:
/
j
DOI 10.1 6791 .cnki.s .201 6.10.061
jg
实验室建设与管理
工程实践与科技创新的物联网开放实验室建设
, ,
健 桂小林 杨麦顺
安
ꢀ
(
,
)
ꢀ710049
西安交通大学 电子与信息工程学院 陕西 西安
: 、 、 ,
针对传统物联网实验教学在学生思维自主能力的培养 课程体系衔接 设备实用性等方面的不足 以
摘
要
ꢀ
,
,
学生工程实践和科技创新为立足点 介绍了物联网开放实验室的建设情况 通过构建软硬件一体化的实践创
、
、
、
新平台 开设基于专业融合和系统能力培养的开放课题 建立大学生科技创新培养基金 探讨多元化的人才
,
、
、
培养模式和科学有效的管理机制等措施 实现以专业融合为特征 工程实践和科技创新为目标 创新能力培
.
养为导向的新型实践教学模式
:
;
;
;
关键词 物联网 开放实验室 工程实践 科技创新
:
:
:
文章编号
Aꢀꢀ
( )
1002-4956 201 6 10-0245-04
中图分类号
文献标识码
TP393ꢀꢀ
Construction of o en laborator of Internet of thin s for en ineerin
g
p
y
g
g
ractice and technolo ical innovation
p
g
,
,
An Jian Gui Xiaolin Yan Maishun
g
(
, ’ )
, ’
y
,
School of Electronics and Information En ineerin Xi an Jiaoton Universit Xi an 710049 China
g
g
g
:
Abstract Re ardin the deficiencies in the traditional ex erimental teachin of Internet of thin s such as less
g
g
p
g
g
,
,
efficient trainin of inde endent thinkin oor linkin of curriculum and im racticabilit of e ui ment and
g p q p
g
p
g
p
y
,
based on the needs for en ineerin ractice and technolo ical innovation as a core ob ective the construction
g p
g
g
j
situation on an o en laborator of Internet of thin s is introduced.Throu h buildin a ractical innovative
p
y
g
g
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p
,
latform for inte ration of software and hardware offerin o en ro ects based on rofessional inte ration and
g p p j
p
g
p
g
,
,
s stematic abilit cultivation establishin the science and technolo innovation fund for colle e students and
gy
y
y
g
g
,
ex lorin the diversified talent trainin mode and scientific and effective mana ement mechanism the
p
g
g
g
,
innovation-oriented ractical teachin mode is com leted which is characterized b takin the rofessional
p
g
p
y
g
p
inte ration of the en ineerin ractice and technolo ical innovation as the oal and innovation abilit trainin as
g p
g
g
g
g
y
g
the uidance.
g
:
;
;
;
Ke words Internet of thin s o en laborator en ineerin ractice technolo ical innovation
g p
g
p
y
g
g
y
,
“
”,
工程实践与科技创新是物联网专业人才应具备的
的一项重要内容 也是践行 双实双创 推动人才应用
ꢀꢀ
.
.
基本能力 面向物联网专业学生开展的系统能力训练
能力提升与就业保障的重要手段
与工程实践活动将成为该专业人才培养和学科建设中
,
物联网专业是近几年为响应国家号召 实现复合型
,
.
人才培养理念 在国内多所高校设立的一个新兴专业
、
、
无论从专业教师 课程体系 知识架构等方面还处于起
:
:
修改日期
收稿日期
201 6-05-1 6ꢀ
201 6-06-12
,
步阶段 而如何提高专业学生的实践和动手能力等更是
:
( );
基金项目 国家自然科学基金项目
陕西省自然科学基金项
6 1 502380
陕 西 省 科 技 统 筹 创 新 工 程 项 目
);
处于探索阶段[
]
1-2
.
,
当前 专题实验课程是物联网专业
(
);
目
2014JQ8322
(
中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 项 目
201 3SZS1 6-K01
,
学生实现工程实践和科技创新的主要方法之一 而常规
(
)
x 2014049
jj
的实验教学内容设置都是基于特定的知识单元和专业
:
(
1 983
—),
, , , ,
作者简介 安健
男 山西晋中 博士 工程师 主要研究方向为
,
,
领域 具有一定的封闭性和独立性 往往不能充分提高
、
物联网实验教学 服务计算与群智计算
.
学生的创新能力和解决问题的系统思维能力[] 物联
3
.
:
E-mail an ian@mail.x tu.edu.cn
j
j
万方数据
实
验
技
术
与
管
理
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
246
、
,
、
网开放实验室的建设有助于培养学生工程意识 创新精
的关联性 使学生无法系统地 整体地去提升自己的动
手创新能力[] 例如 嵌入式接口技术和自动检测技术
4
.
、
. ,
神
通过开设以专业知识融合为特征 综合系统设计为
、
,
, 、
是掌握物联网感知技术的核心课程 两者相辅相成 联
任务 创新能力培养为导向的系列开放实验课题 达到
、
、
,
系紧密 但是在具体的实践训练环节中又将其分为不同
激发学生实践创新兴趣 提高工程实践能力 增加工程
.
,
、
,
部分 这将导致学生在使用传感器过程中无法彻底了解
实践经验的目标 在实验中 让学生理解工程问题 解
、
,
、
,
.
决实际问题 体验成功乐趣 培养学生查阅资料能力 综
其技术原理和使用方法 无法系统地提升自己的水平
、
,
, 、
因此 突破传统实验课程之间的隔阂 建立一种加强课
合设计能力 科技论文写作能力 培养学生理论联系实
]
程间关联度的开放实验室则显得至关重要[
5-6
、
,
.
际能力 团结协作精神和创新意识 并为拔尖创新人才
.
,
的培养打好坚实的基础 因此 培养具有创新精神和创
实验设备与实际应用脱节问题
1.3ꢀ
现有物联网实验设备都是采用集成度较高的一体
、
、
新能力的高素质人才 充分利用实验室资源 建立除传
、
,
化实训装置 学生在工程实践过程中更多的是按步骤
统实验教学以外的第二实践平台 积极发挥学生的主观
,
.
,
能动性 是开放实验室建设的核心目标
完成一些基础性和验证性实验 对其实验现象和实验
结果的产生原理往往是一知半解[] 此外 物联网实
7
.
,
目前存在的主要问题
1ꢀ
,
验设备通常都是面向特定的知识单元设计 很难真正
、 、
体现物联网专业所具有的系统性 工程性 先进性和实
缺乏学生自主思维能力的锻炼
1.1ꢀ
. , ,
用性等需求 例如 在物体感知与标志实验课程中 绝
物联网专业的实践训练目标是培养学生的分析问
.
,
大部分高校都是采用封装度较高的实验箱 通过不同
题和解决问题能力 虽然传统实验教学能够锻炼学生
,
,
.
的实验技能 但是学生只是被动地操作 往往缺少 自
传感模块和通信协议的组合来达到工程训练的目的
`
,
、
己的思考 无法充分发挥学生的主观能动性 积极参与
这种固有和特定的实验装置不仅会限制学生的思维创
,
, ,
新 同时也与实际接触的真正设备有较大差异性 会产
性 不利于对学生科研好奇心的引导和科研灵感的激
.
,
.
生教学与实际脱节的现象 当学生在有思维灵感时却
发
而常规死板地按照书本知识的实验教学体系 容
、
,
,
无法及时使用有效的实验设备进行操作 阻碍了学生
易割裂实验的整体性 系统性和关联性 无法满足学生
,
,
科研创新的积极性 这不仅给学生造成了不必要的损
对于先进知识的渴求和创新性人才培养的要求 极大
、
, ,
失 而且造成了教育资源的浪费 从而影响了高校整体
地限制了学生独立发现问题 分析问题和解决问题的
[]
能力[] 因此在着力提高设计性 综合性物联网实验
4
8
.
、
、
的教学 科研进展
.
,
、
比重的同时 允许学生根据个人兴趣 爱好和特长自主
物联网开放实验室的建设
2ꢀ
,
,
、
设计 增加个性化内容 建设开放式 创新性的实验教
,
、
.
“
西安交通大学是国内最早开设物联网专业的
985
学模式 给学生提供独立实验 实践的机会
”
,
、
不同课程之间的关联性问题
工程 高校之一 在物联网课程体系设置 人才培养理
1.2ꢀ
物联网专业是一门涉及知识面较广的学科 包含了
,
.
念和工程实践训练方面都进行了大量的探索和研究
、
、
.
, ,
如图 所示 以物联网专业为背景 以实践教学和科技
1
计算机 自动化 通信等方向 一个方向都有许多各自
.
,
创新为立足点 通过介绍学校在物联网开放实验室建
独立的课程体系 传统专题实验采取的是一课一实验
,
,
设方面的一些想法和措施 希望能达到抛砖引玉和举
制度 学生根据所学的知识在固定时间内进行实践训
.
.
一反三的效果
练
这种单一的教学模式必然使得课程之间失去相应
图
多元化培养模式的物联网开放实验室
1ꢀ
万方数据
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