劉偉　劉亞榮　李卓　徐丹彤

【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展使得《無線傳感器網(wǎng)絡》這一物聯(lián)網(wǎng)本科專業(yè)學生必修的專業(yè)課程的重要性日漸突出?！稛o線傳感器網(wǎng)絡》是一門復雜的交叉學科，涉及計算機、微電子，傳感器、網(wǎng)絡、通信、信號處理等諸多學科和領域，其教學內(nèi)容如果僅僅依靠授課教師在課堂上進行理論課程的講解，學生對本學科知識的理解和接受存在很大困難，無法調(diào)動學生的學習興趣。所以無線傳感器實驗課程是其教學內(nèi)容的重要組成部分。本文對無線傳感器網(wǎng)絡實驗課程的教學進行分析和探討，提出了幾點意見和建議。加強學生對課程理論的理解和實踐能力，以提高《無線傳感器網(wǎng)絡》的教學效果。

【關鍵詞】無線傳感器;教學改革;實驗教學;課堂教學

中圖分類號： G712;TN929.5-4;TP212.9-4文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）32-0058-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.024

A Probe into the Teaching Reform of the Experimental Course of Wireless Sensor Networks

LIU Wei1 LIU Ya-rong1 LI Zhuo1 XU Dan-tong2

（1.School of Information Science and Engineering， Guilin University of Technology， Guilin Guangxi 541006， China;

2.School of Art， Guilin University of Technology， Guilin Guangxi 541006， China）

【Abstract】With the rapid development of Internet of things technology， Wireless Sensor Network （WSN）， which is a compulsory course for undergraduate students majoring in the Internet of things， is becoming more and more important. Wireless Sensor Network（WSN）is a complex interdisciplinary subject， involving computer， microelectronics， sensor， network， communication， signal processing and many other disciplines and fields. If its teaching content only depends on the teacher to explain the theoretical course in the classroom， it is very difficult for students to understand and accept the knowledge of this subject， which cannot arouse students' interest in learning. Therefore， the wireless sensor experiment course is an important part of its teaching content. This manuscript analyzes and discusses the teaching of wireless sensor network experiment course， and puts forward some views and suggestions. To strengthen students' understanding and practical ability of curriculum theory in order to improve the teaching effect of Wireless Sensor Network.

【Key words】Wireless Sensor Network;Teaching reform;Experimental teaching;Classroom teaching

0 前言

當前隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，社會上對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才需求量日益加大。《無線傳感器網(wǎng)絡》作為物聯(lián)網(wǎng)技術的重要組成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的必修課程。無線傳感器網(wǎng)絡是由大量分布式節(jié)點組成的面向任務型自組織網(wǎng)絡[1]，融合了傳感器技術、嵌入式計算技術、無線通信技術以及分布式處理技術等多個技術領域，主要應用在一些人們力所不能及的領域，如戰(zhàn)場，環(huán)境監(jiān)測等。通過無線的傳輸形式將傳感器感知到的數(shù)據(jù)進行簡單處理后傳給網(wǎng)關或外部網(wǎng)絡。

《無線傳感器》分為理論課和實驗課兩方面，由于在教學上所涉及理論內(nèi)容非常復雜，單純的講解使學生理解和接受有很大的難度，所以實驗課程是其教學的重要組成部分，使學生通過自己動手實踐，加深對所學理論知識的理解。本文就通過實驗器材的選用，實驗內(nèi)容的選擇，采用的實驗教學模式，和成績的評定等幾方面內(nèi)容對無線傳感器網(wǎng)絡的試驗教學提出幾點實驗教學的改革措施，以提高實驗的教學效果。

1 無線傳感器網(wǎng)絡課程教學目前存在的問題

1.1 理論課程教學內(nèi)容與實驗課程教學分離

《無線傳感器網(wǎng)絡》課程的教學分為理論課程和實驗課程兩個方面，現(xiàn)在高校的教學模式是理論課與實驗課分別由不同的教師進行教學，理論課程的老師只負責理論課程的教學，實驗課程的教師只負責實驗課程的教學。這樣就會出現(xiàn)理論課的教學內(nèi)容與實驗課的教學內(nèi)容相分離，而且《無線傳感器網(wǎng)絡》是一門復雜的交叉學科涉及計算機、傳感器、信號與系統(tǒng)等多方面的內(nèi)容，使學生不能完全地理解，很難消化，達不到相應的教學目標。在進行實驗課程的教學時，實驗課程的授課教師大多是應用實驗配套軟件和實驗設備進行相應的演示或驗證實驗，使學生不能將所學的理論知識與相應的實踐應用相聯(lián)系，無法加深對理論知識的理解，對所做實驗的目的也不明確。

1.2 實驗課教學方式陳舊，內(nèi)容單一

在實驗課程的教學上，相應的教學內(nèi)容多年不變沒有創(chuàng)新，大多是由相應的實驗課教師帶領學生應用相應的配套實驗設備和軟件進行相應的演示或驗證實驗。由教師給出相應的實驗步驟和思路，對所涉及的理論知識進行驗證，這種教學方式缺乏對所涉及理論知識進行詳細的說明和講解，達不到相應的實驗目標，使得學生做實驗的積極性不高。另外，缺乏相應的綜合性實驗、開放性試驗 ，沒有拉開實驗內(nèi)容的層次，無法調(diào)動學生的創(chuàng)造積極性和挑戰(zhàn)性。

1.3 實驗配套設備部完善，跟不上新技術的發(fā)展

《無線傳感器網(wǎng)絡》是一門前沿技術學科，由于物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，新的技術和設備不斷涌現(xiàn)和更新，實驗室的實驗環(huán)境應該跟上技術的進步，在實驗內(nèi)容和器材上不斷更新。但是現(xiàn)在《無線傳感器網(wǎng)絡》的實驗教學設備大多還是應用配備單一的物聯(lián)網(wǎng)實驗教學平臺的軟件和硬件進行教學。實驗設施和器材品種單一、更新替代慢，實驗內(nèi)容簡單枯燥，跟不上最新技術的發(fā)展。在這樣的情況下，使得學生就業(yè)時不具備專業(yè)優(yōu)勢，以至于在參加工作之后不能將所學的知識直接應用在工作上，還要經(jīng)過長時間的刻苦學習和適應，與最新的技術相銜接。

1.4 考核方式簡單，沒有體現(xiàn)出層次性

《無線傳感器網(wǎng)絡》課程內(nèi)容十分廣泛，是計算機網(wǎng)絡、無線通信、傳感器應用以及嵌入式設備等諸多課程綜合在一起的交叉性學科[2]。作為工程性、實踐性很強的課程，單純的課堂教學和考核遠遠不能達到教學目的，要達到傳授活知識、活技能、活思想的教學目標，需要依托優(yōu)良的實驗環(huán)境，通過完善的實驗體系設計，使學生掌握和理解無線傳感器網(wǎng)絡原理、協(xié)議等理論知識，并能夠進行無線傳感器網(wǎng)絡的應用管理設計和開發(fā)[3-5]。但是大多數(shù)高校對《無線傳感器網(wǎng)絡》課程的考核還局限在對理論知識的筆試考核，考試內(nèi)容和重點多年不變，試題庫多年不更新。學生只要通過對理論知識的內(nèi)容進行死記硬背就能輕松通過考試，拉不開考核層次，缺乏對學生實踐動手能力的考核，更是造成學生對實踐動手能力的輕視，上實驗課更加不專心。

2 解決方法

2.1 豐富理論課教學內(nèi)容

2.1.1 擴展教學內(nèi)容，與實踐相聯(lián)系

《無線傳感器網(wǎng)絡》是一門物聯(lián)網(wǎng)學生所必修的專業(yè)課，也是一門與專業(yè)實踐聯(lián)系非常緊密的課程，所涉及多個學科的技術應用。所以在傳授相關理論知識的同時，在課堂上也要把所涉及的相關儀器和實驗環(huán)境引入到課堂教學，對相關技術進行操作和演示，給學生以直觀的印象。通過理論內(nèi)容和動手實踐相結合，使學生對教師講解的內(nèi)容理解的更加深入透徹，加強了課堂的教學效果。

在演示的教學內(nèi)容上，理論課教師也要及時地與實驗課教師多溝通，不斷地對相關內(nèi)容進行更新，避免課堂內(nèi)容多年陳舊不變，枯燥乏味。

2.1.2 教學內(nèi)容要與學生日后生活和工作相聯(lián)系

《無線傳感器網(wǎng)絡》也是一門前沿學科，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷興起和應用，它已經(jīng)深入到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｋ允谡n教師在進行基礎理論教學的同時也要及時了解物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的最新成果，緊跟技術發(fā)展的前沿動態(tài)，進行科學研究。把自己的科研方向和科研思路適時地傳遞給學生，培養(yǎng)學生的科研思維，做學生科研路上的領路人，引導有興趣的學生加入自己的科研小組，為學生日后走上工作崗位以后，進行相關研究和學習打下堅實的基礎。

2.2 大力加強實驗室建設，改進實驗內(nèi)容

要大力加強物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的建設，跟上物聯(lián)網(wǎng)最近技術的發(fā)展成果，不斷地增加及更新實驗室的實驗設備，對學生所學的內(nèi)容進行及時更新。對《無線傳感器網(wǎng)絡》的實驗課內(nèi)容，也要根據(jù)新技術和設備進行及時更新，同時也要與我們的日常生活相聯(lián)系，增強學生的學習興趣。將實驗分成基礎性實驗、綜合性實驗以及創(chuàng)造性實驗。把學生分成若干個項目小組，每個小組負責一個創(chuàng)造性實驗項目進行研究。也要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的需要，與多家與專業(yè)技術相關單位進行溝通合作，引導學生進行實習和現(xiàn)場實踐，加強學生在思想上對實踐課的重要性的認識。

2.3 考核方式多樣化

對《無線傳感器網(wǎng)絡》進行課程考核，不應該僅僅局限于對理論內(nèi)容進行筆試的單一形式。應該分出層次將實驗課和課程實習的成績按照比例添加進來。根據(jù)學生的實際情況，布置出若干加分題目，提高學生的專業(yè)水平。也可以安排學生對自己負責研究的小課題舉辦一個課題答辯會，讓學生對自己的設計方法和設計思路進行講解，同時對設計成果進行展示。對自己在研究設計過程中遇到的問題和解決方法與教師進行及時的溝通，這對學生來說是獨一無二的學習經(jīng)歷，體驗到成功的快樂與自豪，將大大加強學生的學習積極性，也拉開了課程考核的層次。

3 結語

《無線傳感器網(wǎng)絡》是一門集理論性和實踐性為一體的專業(yè)學科，通過在課堂上引入實驗設備和實驗環(huán)境的演示，培養(yǎng)學生的科研思維和方法，激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神和探索欲，提高了學生的學習興趣。使教師和學生在教與學的過程中相互促進，共同進步，不僅使學生對所學知識成功進行轉(zhuǎn)化和應用，成為教師進行研究的小助手，也加強了教師的科研水平。通過我們的實踐，這種教學手法的教學反應良好，效果明顯。

【參考文獻】

[1]張志海，沈連豐，葉芝慧，等.一種基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡教學實驗系統(tǒng)[J].電氣電子教學學報，2006，28（5）：76-78.

[2]徐勇軍，安竹林，蔣文豐，等.無線傳感器網(wǎng)絡實驗教程[M].北京：北京理工大學出版社，2007.

[3]宋勝女.計算機網(wǎng)絡專業(yè)實驗教學研究[J].科技資訊，2009（9）：172-172.

[4]吳孫昭.基于NS-2的《網(wǎng)絡原理》教學演示仿真平臺設計[J].商丘職業(yè)技術學院學報，2010，9（2）：130-131.

[5]方蕓，等.計算機網(wǎng)絡實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2008，27（6）：91-93.