第一篇：物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式研究

物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式研究

摘 要：文中介紹了側(cè)重不同學(xué)科建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)踐教學(xué)體系，提出了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)RFID課程實(shí)踐教學(xué)開展的創(chuàng)新模式，并以RFID基礎(chǔ)理論結(jié)合應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，從基礎(chǔ)理?驗證、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)集成方面對RFID事件教學(xué)體系進(jìn)行劃分，說明了該模式的思路和具體實(shí)踐內(nèi)容。該實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式的開展，提高了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力，奠定了物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；RFID；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新模式

中圖分類號：G451；TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）05-0-02

0 引 言

射頻識別（RFID）是一種自動識別技術(shù)，利用空間電磁場實(shí)現(xiàn)信號的非接觸傳遞，達(dá)到識別目標(biāo)信息的目的。隨著通信技術(shù)和半導(dǎo)體制作工藝的發(fā)展，微波領(lǐng)域的RFID應(yīng)用越來越廣，而作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程之一的RFID技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)感知層感知水平的提高起到關(guān)鍵作用，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)開展的質(zhì)量對培養(yǎng)復(fù)合型工程應(yīng)用人才質(zhì)量的影響至關(guān)重要。但大多院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)均圍繞傳感器、無線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分析和RFID基礎(chǔ)理論驗證開展，正確把握物聯(lián)網(wǎng)各專業(yè)課之間的聯(lián)系特點(diǎn)，同時設(shè)計好其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)已成為各高校需要關(guān)注的問題。RFID實(shí)踐教學(xué)體系

物聯(lián)網(wǎng)是一個涉及計算機(jī)軟件、電子信息、通信工程和信息安全等專業(yè)知識的學(xué)科，需要對以上各專業(yè)技術(shù)集成創(chuàng)新。RFID基礎(chǔ)理論包含了上述各專業(yè)知識，但又是一個獨(dú)立的完整體系架構(gòu)，其實(shí)踐教學(xué)是整個物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，由于各高校側(cè)重學(xué)科不同，RFID實(shí)踐教學(xué)的開展也不相同，大致可分為以下3類：

（1）通信類實(shí)踐。RFID實(shí)踐教學(xué)主要依托通信知識開展，包括電子標(biāo)簽和讀寫器通信編解碼方式的實(shí)驗、調(diào)制解調(diào)的實(shí)驗、無線傳感節(jié)點(diǎn)通信實(shí)驗等，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐也均圍繞通信技術(shù)開展。

（2）計算機(jī)軟件類實(shí)踐。RFID實(shí)踐教學(xué)以軟件類為主，主要包括通信協(xié)議分析實(shí)驗、防碰撞算法驗證實(shí)驗、編解碼算法編程實(shí)驗等，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計為中間件開發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計等。

（3）電子類實(shí)踐。RFID實(shí)踐教學(xué)主要以電子信息類為主，包括電子標(biāo)簽讀寫實(shí)驗、電子標(biāo)簽和讀寫器阻抗匹配實(shí)驗、射頻電路仿真實(shí)驗等，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計為RFID阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、讀寫器電源設(shè)計、讀寫器射頻電路設(shè)計、射頻頻率跟蹤系統(tǒng)設(shè)計等。RFID實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式

由于物聯(lián)網(wǎng)涉及多項專業(yè)知識，所以RFID實(shí)踐教學(xué)模式不應(yīng)是某一類專業(yè)的教學(xué)，應(yīng)當(dāng)綜合通信專業(yè)、計算機(jī)專業(yè)和電子專業(yè)的實(shí)踐，以通信專業(yè)知識理論驗證為基礎(chǔ)，電子專業(yè)硬件設(shè)計制作為平臺，計算機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計為目標(biāo)，貫穿RFID實(shí)踐教學(xué)體系，才能把眾多專業(yè)知識在RFID課程中融會貫通，達(dá)到比較全面的實(shí)踐目的。和以往依托院校特色專業(yè)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)開展模式不同，RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式體系構(gòu)建如圖2所示。

（1）基礎(chǔ)理論驗證，主要為RFID通信技術(shù)基礎(chǔ)理論的驗證實(shí)驗。包括RFID通信模型中的各種編碼解碼波形觀察分析對比，常用調(diào)制解調(diào)算法的實(shí)現(xiàn)和波形觀察，125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID標(biāo)簽內(nèi)容在不同標(biāo)準(zhǔn)體系下的讀寫實(shí)驗以及RFID天線頻率、方向性、阻抗和穩(wěn)定性仿真分析。其中編解碼、調(diào)制解調(diào)和電子標(biāo)簽讀寫實(shí)驗可由RFID綜合實(shí)驗平臺的試驗箱實(shí)現(xiàn)，天線特性仿真分析可由HFSS或者M(jìn)WS等仿真軟件實(shí)現(xiàn)。

（2）硬件設(shè)計，主要為RFID讀寫系統(tǒng)部件的設(shè)計。包括電子標(biāo)簽和讀寫器的設(shè)計，其中電子標(biāo)簽的設(shè)計主要為天線設(shè)計，讀寫器設(shè)計主要為射頻電路和天線的設(shè)計，可以按照模塊分次完成，也可以課程設(shè)計的形式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。

（3）軟件設(shè)計，主要為讀寫器讀寫程序的設(shè)計和防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)。包括低頻和高頻的讀寫器數(shù)據(jù)存取程序設(shè)計或者仿真，ALOHA及其改進(jìn)算法以及BTS算法的仿真和觀察。

（4）應(yīng)用系統(tǒng)集成，主要為RFID通信系統(tǒng)的綜合應(yīng)用設(shè)計。包括利用單片機(jī)或DSP實(shí)現(xiàn)抑或其他基于無線通信技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，如單片機(jī)控制的RFID標(biāo)簽汽車防盜系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)和一卡通信息讀取系統(tǒng)的設(shè)計?？梢砸哉n程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計的形式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。

RFID實(shí)踐教學(xué)體系基礎(chǔ)理論驗證實(shí)踐平臺如圖3所示。RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式實(shí)施應(yīng)注意的問題

RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式的實(shí)施應(yīng)注意以下幾個問題：

（1）理論教學(xué)相關(guān)知識的完善。為實(shí)現(xiàn)RFID實(shí)踐教學(xué)開展的有效性，與其相關(guān)專業(yè)知識的補(bǔ)充十分必要，主要包括通信基礎(chǔ)理論、無線通信技術(shù)、電磁場電磁波技術(shù)、微波技術(shù)和天線理論等基礎(chǔ)知識，而這在一定程度上取決于培養(yǎng)計劃的保障。

（2）實(shí)踐教學(xué)設(shè)備的配置。實(shí)踐教學(xué)開展的好壞直接受制于其配套設(shè)備，RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式實(shí)施的必要設(shè)備包括具有通信編解碼和調(diào)制解調(diào)功能的綜合開發(fā)平臺、RFID標(biāo)簽制作綜合試驗箱、電磁場電磁波或天線特性分析軟件和不同頻段的RFID讀寫器等硬件設(shè)備。

（3）實(shí)驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)RFID課程涉及多專業(yè)、多學(xué)科，單一學(xué)科的實(shí)驗室人員無法勝任學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)，因此應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗室?guī)熧Y隊伍的建設(shè)，由專業(yè)課老師來指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)。結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)RFID課程是一個涉及多專業(yè)知識的學(xué)科，本文分析了目前依托特色專業(yè)的RFID實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，提出了物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式，并說明了其實(shí)施應(yīng)注意的問題，為RFID實(shí)踐教學(xué)的有效開展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：物聯(lián)網(wǎng)RFID數(shù)字油田解決方案

1.1 應(yīng)用背景及需求分析

數(shù)字油田概述

石油是人類賴以生存的主要資源之一，影響著工農(nóng)業(yè)建設(shè)，關(guān)乎著一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。石油行業(yè)分為上中下三個產(chǎn)業(yè)鏈，其中上游由油氣勘探、開發(fā)及工程組成；中游主要指油氣儲運(yùn)及煉化，如管道輸送、油氣罐藏與運(yùn)輸、成品油煉化等；下游包括油氣銷售以及石油化工等油氣處理。

數(shù)字油田（digital oil field）的概念最早可追溯到1991年，在當(dāng)時的《Oil&Gas》雜志上就出現(xiàn)了智能油田的詞匯和論述。但是，當(dāng)時數(shù)字油田還是一個較為模糊的概念，尚處于構(gòu)想階段，不過，其基本思想得到了普遍認(rèn)可。國內(nèi)最早提出數(shù)字油田概念的是大慶油田，其將數(shù)字油田概念定義為：以油氣田為研究對象，以石油氣的整個生產(chǎn)流程為線索，建立勘探、開發(fā)、地面建設(shè)、儲運(yùn)銷售以及企業(yè)管理等多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系，并將各專業(yè)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行高度融合，在建立油氣田生產(chǎn)和管理流程優(yōu)化應(yīng)用模型的基礎(chǔ)上，利用可視化技術(shù)和模擬仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化和多維表達(dá)，并且通過智能化分析模型，為企業(yè)經(jīng)營管理提供輔助決策信息，進(jìn)一步挖掘生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)的潛力，使信息化建設(shè)更好地服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)和管理，為油氣田企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的信息支撐環(huán)境。

所以，從廣義角度看，數(shù)字油田可以說是油田信息化和自動化的代名詞，即以信息為手段全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采油、數(shù)字化集輸、數(shù)字化經(jīng)營、數(shù)字化管理。

1.2 數(shù)字油田RFID需求分析

隨著油田工業(yè)的發(fā)展以及自動化水平的提高，整個油田的生產(chǎn)、管理、銷售由傳統(tǒng)方式向數(shù)字化發(fā)展，而數(shù)字油田需要融合先進(jìn)的信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動識別技術(shù)、通信技術(shù)等，對油田作業(yè)及經(jīng)營實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理，其中，RFID技術(shù)作為先進(jìn)的自動識別技術(shù)，通過把物品與互聯(lián)網(wǎng)、物品與物品相連接，實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、監(jiān)控、管理，而應(yīng)用RFID技術(shù)打造數(shù)字油田已成為未來發(fā)展趨勢。

數(shù)字油田建設(shè)中使用RFID技術(shù)的兩大典型應(yīng)用場景是油田車輛出入管理以及地下管網(wǎng)定位管理。

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? 油田車輛出入管理需求分析

由于油田工作區(qū)域跨度大，關(guān)聯(lián)單位多，內(nèi)部車輛多，這就使得車輛出入管理面臨較大挑戰(zhàn)。而傳統(tǒng)的車輛出入管理多為人工核查放行，使得出入通行效率低，人工運(yùn)營管理成本高；加之油田作業(yè)區(qū)域及關(guān)鍵加工區(qū)對于車輛出入有極為嚴(yán)格的限制，只有內(nèi)部有通行權(quán)限的車輛方可進(jìn)出，而傳統(tǒng)紙質(zhì)通行證易偽造，人工檢查對其真?zhèn)螣o法辨別，極易出現(xiàn)錯放漏放的現(xiàn)象。

綜合分析油田車輛出入管理需求，需要實(shí)現(xiàn)自動、高效、精確的車輛出入核查及管理，需要智能化、自動化監(jiān)控車輛進(jìn)出各區(qū)域的信息。? 油田地下管網(wǎng)定位管理需求分析

由于地下油氣管網(wǎng)復(fù)雜多樣，這就使得對地下管道的定位帶來了困難，加之圖紙文檔等標(biāo)識不準(zhǔn)或缺失，使得很難準(zhǔn)確獲悉管道的位置，從而影響管道探測、巡檢及維修；另外，對于養(yǎng)護(hù)人員對油氣管道的巡檢情況，無有效手段監(jiān)督及跟蹤。綜合分析油田地下管網(wǎng)定位的需求，需要即時獲取地下管道的精確路徑、深度，掌握地下管線轉(zhuǎn)彎或穿越的情況，同時，快速定位地下目標(biāo)設(shè)施，加強(qiáng)智能化人員巡檢監(jiān)控。

針對以上需求，提出了基于RFID的數(shù)字油田系統(tǒng)解決方案，應(yīng)用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田車輛的智能化出入管理以及地下管網(wǎng)的智能化定位。

第2頁 2.1 數(shù)字油田系統(tǒng)解決方案

系統(tǒng)概述

數(shù)字油田系統(tǒng)解決方案針對油田各單位、作業(yè)區(qū)對于車輛出入管理以及對于地下管網(wǎng)定位的需求，應(yīng)用RFID技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)、GIS電子地圖、視頻監(jiān)控、移動無線通信、信息技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過在作業(yè)區(qū)、單位出入口部署RFID讀寫設(shè)備，實(shí)現(xiàn)車輛身份識別以及區(qū)域進(jìn)出管理；通過在地下管網(wǎng)安置電子標(biāo)識器，實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)的探測及定位，利于管道維護(hù)及管理。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

面向車輛出入管理及地下管網(wǎng)定位的RFID的數(shù)字油田系統(tǒng)解決方案。整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示。

圖2-1整體架構(gòu)圖

數(shù)字油田系統(tǒng)秉承了物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。1)感知層

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車輛出入管理應(yīng)用的感知層設(shè)備主要包括RFID設(shè)備以及其他車輛出入管理外設(shè)。其中，RFID設(shè)備主要包括粘貼在車輛擋風(fēng)玻璃上的電子標(biāo)簽（即電子車牌）、閱讀器以及人員IC卡；車輛出入管理外設(shè)包括聲光報警顯示設(shè)備、道閘、抓拍設(shè)備、顯示屏等。

地下管網(wǎng)地位應(yīng)用的感知層設(shè)備包括電子標(biāo)識器和探測儀，其中電子標(biāo)識器埋設(shè)在地下管線附近，探測儀通過查找電子標(biāo)識器來準(zhǔn)確定位地下管線。2)網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是依托現(xiàn)有成熟的無線、有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為信息傳輸提供通道，將感知層所采集的信息高效、實(shí)時的傳輸?shù)綉?yīng)用層。3)應(yīng)用層

應(yīng)用層主要包括車輛出入管理應(yīng)用子系統(tǒng)及地下管網(wǎng)定位應(yīng)用子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛出入管理控制功能以及地下管網(wǎng)定位管理的功能。

2.3 系統(tǒng)組成

數(shù)字油田系統(tǒng)按照應(yīng)用又可以分為數(shù)字油田車輛管理子系統(tǒng)以及地下管網(wǎng)定位子系統(tǒng)。

2.3.1 車輛出入管理子系統(tǒng)

數(shù)字油田車輛出入管理系統(tǒng)使用電子標(biāo)簽替代傳統(tǒng)通行證，根據(jù)車輛進(jìn)出區(qū)域權(quán)限，實(shí)現(xiàn)油田作業(yè)區(qū)及各單位的車輛出入管理，同時實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)出時間、進(jìn)出區(qū)域的信息監(jiān)控，也可擴(kuò)展應(yīng)用到為駕駛員發(fā)放人員卡，從而實(shí)現(xiàn)駕駛員身份的聯(lián)動檢測，另外，也可在油田住宅區(qū)等地實(shí)現(xiàn)停車場管理等擴(kuò)展應(yīng)用。

車輛出入管理子系統(tǒng)由車輛管理入口子系統(tǒng)、車輛管理出口子系統(tǒng)、發(fā)卡子系統(tǒng)、管理中心組成。

? 車輛管理入口子系統(tǒng)

車輛管理入口子系統(tǒng)主要由RFID閱讀器、視頻識別及抓拍設(shè)備、控制器以及道閘、聲光告警指示等設(shè)備，完成車輛自動識別、設(shè)備控制、信息提示、告警以及與管理中心進(jìn)行信息傳輸，入口管理子系統(tǒng)以控制器作為系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)對入口外設(shè)的控制以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備的接入。

入口車輛管理具體流程：地感線圈檢測到有車輛駛?cè)?，觸發(fā)閱讀器讀取車輛電子標(biāo)

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簽信息，同時觸發(fā)攝像機(jī)對車輛車牌進(jìn)行拍照，通過讀取標(biāo)簽信息判斷車輛是否具有進(jìn)入該區(qū)域權(quán)限，以控制道閘是否開啟，同時在顯示屏上顯示車輛信息、入口時間等，如車輛不具備進(jìn)入權(quán)限或未安裝電子標(biāo)簽，會觸發(fā)聲光報警設(shè)備進(jìn)行指示，予以禁入。

如進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用，需對駕駛員進(jìn)行進(jìn)出權(quán)限識別，車輛駛進(jìn)閱讀器讀取權(quán)限范圍內(nèi)，駕駛員將人員卡伸出車外，以便閱讀器同時讀取駕駛員進(jìn)出權(quán)限信息，同時，匹配車輛進(jìn)去權(quán)限，予以放行或禁入。

圖2-2車輛管理入口系統(tǒng)工作流程示意圖

? 車輛管理出口子系統(tǒng)

車輛管理出口子系統(tǒng)同入口子系統(tǒng)組成及工作流程基本相同，在出口閱讀器讀取車輛進(jìn)出權(quán)限，予以放行，對于無權(quán)限車輛，進(jìn)行黑名單記錄，同時記錄車輛出口時間，用以計算車輛在區(qū)域逗留時間。? 發(fā)卡子系統(tǒng)

發(fā)卡子系統(tǒng)可根據(jù)需要，布置在車場、單位入口處等地方，由發(fā)卡器、電子標(biāo)簽、電腦、服務(wù)器組成，主要實(shí)現(xiàn)對油田廠區(qū)內(nèi)部車輛卡發(fā)行、外來車輛臨時卡的發(fā)行，如有對人員管理的需求，也可實(shí)現(xiàn)對駕駛員卡的發(fā)行。

具體工作流程：選用陶瓷電子標(biāo)簽作為內(nèi)部車輛卡，通過發(fā)卡器向標(biāo)簽寫入車牌號、第5頁

檔案號、所屬單位及車隊、進(jìn)出各區(qū)域權(quán)限、車輛養(yǎng)護(hù)信息等，然后將發(fā)行過的電子標(biāo)簽粘貼在車輛上，由于采用防拆卸技術(shù)，電子標(biāo)簽一經(jīng)粘貼無法進(jìn)行復(fù)用。對于外來臨時車輛，為其發(fā)放PVC臨時卡，寫入車輛信息；如擴(kuò)展到人員權(quán)限管理，可引入人員卡的發(fā)放。

油田內(nèi)部車輛進(jìn)出區(qū)域權(quán)限可能會不定期變化，針對此情況，可以使用手持機(jī)完成標(biāo)簽信息的更改，修改車輛的通行權(quán)限。? 管理中心子系統(tǒng)

管理中心子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器以及監(jiān)控計算機(jī)，管理軟件，主要完成系統(tǒng)的實(shí)時顯示、人員管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)庫管理、卡管理、設(shè)備管理、日志管理以及查詢統(tǒng)計等功能。? 泊位引導(dǎo)子系統(tǒng)（可選）

泊位引導(dǎo)子系統(tǒng)主要應(yīng)用于區(qū)域停車場等環(huán)境，由監(jiān)控計算機(jī)、車位控制器、車位傳感器、系統(tǒng)引導(dǎo)屏及場內(nèi)提示牌組成，可以實(shí)時檢測停車場內(nèi)車位占用狀況，并對車位狀況進(jìn)行統(tǒng)計，實(shí)時提示場內(nèi)車位狀況，指引駕駛員快速停放車輛。

2.3.2 地下管網(wǎng)定位子系統(tǒng)

地下管網(wǎng)定位子系統(tǒng)，可以對密集的地下管線（油氣管道等）和重要設(shè)施進(jìn)行標(biāo)識，從而準(zhǔn)確、安全、快速的進(jìn)行定位，提高了管理水平和工作效率，同時也避免了使用和維護(hù)工作中潛在的危險。該系統(tǒng)無縫集成GPS，可方便快捷的幫助工程人員找到目標(biāo)地點(diǎn)，同時記錄巡檢路徑。系統(tǒng)由前端采集及識別設(shè)備—電子標(biāo)識器、標(biāo)識器探測設(shè)備，后端管理中心—管理軟件、管理主機(jī)、服務(wù)器等組成。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

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圖2-3地下管網(wǎng)定位子系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

其中，地下電子標(biāo)識器埋設(shè)在地下管線拐點(diǎn)處，埋設(shè)時存儲了埋設(shè)地點(diǎn)和地下管線的詳細(xì)資料；標(biāo)識器探測設(shè)備用來識讀地下電子標(biāo)識器獲取地下管線詳細(xì)資料，內(nèi)置的GPS模塊，可導(dǎo)航查找地下管線。后端管理主機(jī)安裝管理軟件，與探測設(shè)備通訊交換地下管線的資料和日常管理信息，同時供查閱。

具體工作流程：首先在設(shè)計圖紙上選擇電子標(biāo)識器安防的位置，將所需信息寫入電子標(biāo)識器中，然后將電子標(biāo)識器掩埋在地下管線附近，通過探測設(shè)備可以快速查找。通過數(shù)字油田地下管線定位管理系統(tǒng)，可以即時獲取地下管線精確路徑及深度，快速定位地下目標(biāo)設(shè)施，如閥門、T形分支、中間接頭，快速識別和定位地下不同管線，快速掌握地下管線轉(zhuǎn)彎或穿越等復(fù)雜情況，有效避免誤開挖，提高施工速度，同時提供更為準(zhǔn)確高效的地下管線信息實(shí)現(xiàn)管理。

2.4 2.4.1 相關(guān)產(chǎn)品介紹

電子標(biāo)簽

專門針對車載擋風(fēng)玻璃設(shè)計的、具有高速高性能的UHF RFID可讀寫無源陶瓷標(biāo)簽，符合ISO 18000-6B/6C協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

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? 產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 讀取距離遠(yuǎn)：貼在擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)后有25m以上的讀取距離，讀取成功率高

? 性價比高：性能穩(wěn)定，價格適中 ? 安裝方便，安全性高，防揭型設(shè)計 ? 抗干擾，防靜電，使用壽命長 ? 符合RoHS要求

2.4.2 閱讀器

專為室外環(huán)境設(shè)計的高性能無源UHF RFID電子標(biāo)簽閱讀器，支持EPC C1 G2和ISO18000-6B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并可通過升級支持新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

? 產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 高接收靈敏度，專利技術(shù)保證有效提高識別率

? 高速運(yùn)動識別，專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽移動識別速度可達(dá)300km/h ? 自動定標(biāo)專利技術(shù)，可遠(yuǎn)程、大動態(tài)、高精度調(diào)整輸出功率，便于網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化

? 專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)天線應(yīng)用模式收發(fā)分離/收發(fā)共用（可配置）? 超強(qiáng)的處理能力，空口速率最高：前向160kbps，反向640kbps ? 快速標(biāo)簽識別，每秒可清點(diǎn)200個以上標(biāo)簽

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? 高抗干擾性，支持閱讀器密集工作模式

? 高可靠性，在室外無需任何防雨、防塵設(shè)施，防護(hù)等級達(dá)到IP65 ? 接口豐富，提供FE、RS232、RS485以及各類無線接口（選配），組網(wǎng)靈活

? 提供7路輸入/輸出雙向開關(guān)量接口 ? 內(nèi)置電源適配器，支持交流直接輸入 ? 內(nèi)置標(biāo)簽過濾功能，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬需求

? 內(nèi)置信息緩存功能，在系統(tǒng)通訊異常時仍能為用戶保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)

2.4.3 發(fā)卡器

專為配合用戶在后臺或者管理中心進(jìn)行發(fā)卡管理所設(shè)計的無源UHF、HF多功能電子標(biāo)簽發(fā)卡器，支持EPC C1 G2、ISO18000-6B、ISO14443A協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并可通過升級支持新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

? 產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 外形小巧、美觀，有操作提示指示燈

? 適應(yīng)頻段廣：既可用于UHF或HF單頻標(biāo)簽的發(fā)放與管理，也適用于UHF與HF雙頻標(biāo)簽的發(fā)放與管理

? 協(xié)議兼容性好：支持EPC C1 G2、ISO 18000-6B、ISO14443A協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) ? 支持以太網(wǎng)組網(wǎng)：支持標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)網(wǎng)口協(xié)議，多個ZXRIS 6602可同時并行發(fā)卡業(yè)務(wù)，從而有效提高工作效率

? 操作維護(hù)方便：提供豐富的PC機(jī)動態(tài)鏈接庫（DLL），支持二次開發(fā)

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2.4.4 手持機(jī)

專為移動環(huán)境設(shè)計的便攜式無源UHF RFID電子標(biāo)簽閱讀器，支持EPC C1 G2、ISO18000-6B和ISO14443協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并可通過升級支持新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

? 產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶 ? 集成PDA，界面友好，同時提供二次開發(fā)功能 ? 功耗低，省電，不用時自動處于休眠模式 ? 讀寫距離遠(yuǎn)，識別率高

? 輸出功率可控，便于覆蓋區(qū)域調(diào)整

? 支持一維、二維條碼識讀，支持一維、二維條碼全協(xié)議

? 實(shí)時數(shù)據(jù)保存，既可保存在系統(tǒng)的存儲卡中，也可通過無線方式與后臺進(jìn)行實(shí)時通訊

? 支持外擴(kuò)T-Flash卡，容量可達(dá)4G ? 支持GPS定位功能 ? 支持聲光指示工作狀態(tài)

? 設(shè)備操作簡單，提供手寫、觸摸、按鍵等多種方式 ? 人性化設(shè)計，充分考慮用戶使用便捷性、舒適性和實(shí)用性 ? 提供故障診斷與管理功能，方便用戶、技術(shù)支持人員更好解決問題

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2.4.5 標(biāo)識器探測設(shè)備

標(biāo)識器探測設(shè)備可以適度地下電子標(biāo)簽和電子標(biāo)簽，管理時刻獲取地下管線的詳細(xì)資料，并生成管理信息。此外，探測設(shè)備還帶有GPS模塊可以導(dǎo)航查找地下管線。

? 產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 顯示屏：2.8寸，帶按鍵操作 ? 識讀媒介：

地下電子標(biāo)識器、普通電子標(biāo)簽 ? 讀寫距離：

識讀電子標(biāo)識器：0.6-0.7m、1.4-1.5m、1.7-1.8m 識讀電子標(biāo)簽：4-5cm ? 讀卡方式：按鈕觸發(fā) ? CPU：ARM7內(nèi)核

? 內(nèi)存：64M位FLASH，可記錄30000條記錄 ? 通訊方式：USB接口

? 帶GPS定位導(dǎo)航，GPS查找精度：<5米

? 電源：3.6V/4500mAH高容量可充電鋰電池（帶充電保護(hù)，充電進(jìn)度顯示）? 功耗：靜態(tài)小于250uA；讀卡時最大500mA ? 電池待機(jī)時間：3個月

2.4.6 電子標(biāo)識器

電子標(biāo)識器采用先進(jìn)的RFID技術(shù)，內(nèi)置全球唯一的識別碼，不需要電源。外部采用密封防水的高密度聚乙烯材料，能防潮、防酸堿、防腐蝕及充分抵抗外界環(huán)境影

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響的劇烈變化，低頻工作頻段，不易受外界環(huán)境影響。只要根據(jù)施工要求，將電子標(biāo)識器安裝在地下設(shè)施的重要位置上，然后隨地下設(shè)施一同掩埋，不論地下設(shè)施材質(zhì)和地表參照物如何變化均能發(fā)揮查找地下設(shè)施的作用，使用壽命長達(dá)50年。目前，可提供下圖三款電子標(biāo)識器。

第12頁 3.1 基于RFID的數(shù)字油田解決方案優(yōu)勢

卓越的產(chǎn)品優(yōu)勢

擁有物聯(lián)網(wǎng)全套產(chǎn)品，并秉承關(guān)鍵產(chǎn)品自研，邊緣設(shè)備選擇國內(nèi)最有競爭力廠家的卓越產(chǎn)品原則，致力于為客戶提供完善的解決方案、一攬子的服務(wù)。

依托多年的設(shè)備開發(fā)經(jīng)驗，領(lǐng)先的設(shè)計理念，多項專利技術(shù)，保證了自研設(shè)備的先進(jìn)性，同時秉承執(zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系，始終堅持“質(zhì)量第一”和“預(yù)防為主”的指導(dǎo)思想，在設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)、安裝和服務(wù)等過程中實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的管理和控制，保證了設(shè)備質(zhì)量，致力于向客戶提供“零缺陷”的產(chǎn)品與服務(wù)。

3.2 先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計能力

在系統(tǒng)設(shè)計方面，融入了云架構(gòu)設(shè)計理念，通過運(yùn)用模塊化設(shè)計理念，可分可和的系統(tǒng)架構(gòu)，提高了系統(tǒng)可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)了開放的系統(tǒng)構(gòu)架；通過對信息的統(tǒng)一、集中的管理及共享，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)共享；通過云平臺海量信息收集存儲能力，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析。

3.3 完善的交付及服務(wù)保障

具有一套高效的售后服務(wù)機(jī)制，從而保障項目的順利執(zhí)行及提供售后服務(wù)保障。提供本地化的技術(shù)支撐和運(yùn)維保障，建立本地備件庫，提供系統(tǒng)的售后技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，提供7x24小時的技術(shù)支持和快速響應(yīng)的現(xiàn)場排障服務(wù)，有利保障客戶實(shí)時、方便、快捷地享受優(yōu)質(zhì)高效的技術(shù)支持服務(wù)，以及穩(wěn)定可靠的售后保障。

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第三篇：基于物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)驗室的智慧教學(xué)模式的探索與研究

基于物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)驗室的智慧教學(xué)模式的探索與研究

一、智慧教學(xué)的背景與設(shè)想

1、中國教學(xué)的大背景

2、學(xué)校承辦的背景

二、智慧教學(xué)的內(nèi)涵思考

1、智慧教學(xué)的界定：智慧教學(xué)就是使學(xué)生獲得終身發(fā)展智慧的教學(xué)。

2、智慧教學(xué)的宗旨：

讓每位學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考、學(xué)會創(chuàng)新、學(xué)會修身、學(xué)會生活。

三、智慧教學(xué)的策略與原則

1、智慧教學(xué)的基本策略（20字方針）

學(xué)案導(dǎo)學(xué)、小組互動、多元展示、反饋鞏固、適度擴(kuò)展

2、智慧教學(xué)的核心理念：學(xué)案導(dǎo)學(xué)

3、智慧教學(xué)的原則（八字方針）：賞識激勵、自主建構(gòu)

4、評價標(biāo)準(zhǔn)“五度”：參與度、熱烈度、精彩度、達(dá)成度、專注度。

5、智慧教學(xué)的目標(biāo)：輕負(fù)高質(zhì)，智慧發(fā)展。

6、智慧教學(xué)的理論：建構(gòu)主義理論；潛能開發(fā)理論；人本主義理論；最近發(fā)展區(qū)理論。

四、智慧教學(xué)實(shí)踐中遇到課題

1、怎樣學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗？ 批評性吸收 科學(xué)性結(jié)合 靈活性應(yīng)用 創(chuàng)造性發(fā)揮

2、怎樣認(rèn)識學(xué)案這根拐杖？

（質(zhì)疑：學(xué)案涉及如何分層？低、中、高年級要求應(yīng)有區(qū)別，不要變成模式，不是每一課內(nèi)容都適合采用這種教學(xué)模式的。）

3、怎樣防止預(yù)習(xí)后的課堂滯效現(xiàn)象的發(fā)生？

要為學(xué)困生再顯知識形成過程，為優(yōu)生提供認(rèn)知新突破的機(jī)會。

4、預(yù)習(xí)后應(yīng)該教什么？怎么教？怎樣在熱烈的背后防止走過場？怎樣防止以輔代教？（1）預(yù)習(xí)后應(yīng)該教什么？怎么教？

（2）怎樣在熱烈的背后防止走過場？小號在前，關(guān)注學(xué)困生。

（3）怎樣防止以輔代教？預(yù)習(xí)三回歸：回歸課本、回歸基礎(chǔ)、回歸課標(biāo)。

5、展示時間長，學(xué)生講的多練得少，心理浮躁，靜不下心去思考，訓(xùn)練主線被淡化，怎么辦？

“教學(xué)的真理在兩個極端中間” 課堂回歸“三主”：教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，訓(xùn)練為主線。

6、怎樣減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的后勁？訓(xùn)練策略：低起點(diǎn)，小步子、勤反饋、多面批。

7、怎樣在共性課堂教學(xué)模式下張揚(yáng)教師的個性特色，造就一批具有獨(dú)特風(fēng)格的教學(xué)專家？

8、預(yù)學(xué)案把學(xué)習(xí)過程前移后，怎樣保證三維目標(biāo)中的“過程與方法”這個目標(biāo)不被弱化？ 情景還要不要？

9、學(xué)生課堂展示時間難以控制，在四十分鐘課堂里怎樣把握時間，完成教學(xué)任務(wù)？

10、怎樣使教師教得智慧，學(xué)生學(xué)得主動愉悅？

五、智慧教學(xué)深入發(fā)展的策略

1、學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣規(guī)范化

2、學(xué)案設(shè)計的校本化

3、課堂教學(xué)的科研化

第四篇：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式綜述

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式綜述

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式綜述

陳春梅，郭明明

（西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，四川綿陽621000）

摘要：近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，市場人才需求正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)必將帶動通信行業(yè)的又一次革命浪潮。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)為高校新辦專業(yè)，有關(guān)教學(xué)設(shè)置和教學(xué)模式都還在摸索當(dāng)中。為了盡快滿足教學(xué)需求，各高校必須結(jié)合自身特點(diǎn)，努力建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程以及相關(guān)專業(yè)實(shí)驗室。本文在探討物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程體系的同時，研究了其實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)模式，分析了它們各自的特點(diǎn)，為此給出了一些建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)模式

資助項目：西南科技大學(xué)教學(xué)改革項目“物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式創(chuàng)新研究”

一、概述

物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)今社會已成為一個熱點(diǎn)話題，它正不斷應(yīng)用到我們生活中。物聯(lián)網(wǎng)是指通過裝置在物體上的各種傳感設(shè)備，如射頻識別RFID裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)GPS、激光掃描器等，按照約定的協(xié)議，通過相應(yīng)的接口把物體與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種巨型網(wǎng)絡(luò)[1-2]。2010年，教育部開始將物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)，開始鼓勵各大高校申報相關(guān)專業(yè)。作為培養(yǎng)市場所需人才的高校來說，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)顯得尤為重要，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗室也成為當(dāng)務(wù)之急。高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)該注重培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)

基礎(chǔ)知識和具有較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐能力的全方位人才[3-4]。因此，這就要求高等院校在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)方面建立和完善適應(yīng)于學(xué)生發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)體系。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)研究，按照自底向上的方法，物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)從技術(shù)和功能角度可以分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

感知層主要是前端信息采集以及控制終端，要求能夠全面感知物理世界的各種信息。感知層主要是由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)絡(luò)組成，是物聯(lián)網(wǎng)信息的源頭。用于物聯(lián)網(wǎng)信息感知的傳感器主要有溫濕度傳感器、氣體傳感器、水質(zhì)傳感器等。它利用射頻識別（RFID）器件、嵌入式設(shè)備、無線傳感網(wǎng)等全面感知物體的各種信息，具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、成本低等特點(diǎn)[5]?？梢姡兄獙邮俏锫?lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的底層技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵

技術(shù)之一。

網(wǎng)絡(luò)層由光載無線交換系統(tǒng)（主要包括光載無線交換機(jī)、遠(yuǎn)端射頻單元、模擬光纖、WIFI設(shè)備服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機(jī)）和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同組成，是各種信息與互聯(lián)網(wǎng)的融合、傳輸和接入層，是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平臺[6]。

應(yīng)用層的主要作用是支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中各類平臺技術(shù)的運(yùn)行，這些技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)信息存儲技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息共享和交互技術(shù)以及各行業(yè)末端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)等，主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)技術(shù)的深度融合和無處不在的智能化功能[7]。應(yīng)用層是由后臺數(shù)據(jù)中心、遠(yuǎn)程客戶端以及裝載在其中的各種應(yīng)用程序共同組成的，實(shí)現(xiàn)對前端信息和控制終端的管理和應(yīng)用。

這三個層次基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)主要的核心知識和應(yīng)用范圍，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)指出了明確的方向。

三、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)典型解決方案

我國高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是近五年的事，由于整個專業(yè)起步比較晚，相對來說，實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的配備更遲一步，不管是各大高校還是服務(wù)于高校的企業(yè)單位，對該專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)配套設(shè)施都還處于起步階段，如何定位高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)，如何確定相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)模式，對此，本文進(jìn)行了相關(guān)分析和總結(jié)。

1.體驗實(shí)踐的廣泛感知模式。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本身與電子、通信、計算機(jī)領(lǐng)域密切相關(guān)，但它也應(yīng)該有自己明顯的特性。據(jù)了解，各大高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基本都設(shè)置在計算機(jī)學(xué)院或信息學(xué)院，如何把物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與同學(xué)院其他專業(yè)區(qū)分開來？基于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐特性，一些大學(xué)從實(shí)踐環(huán)節(jié)入手，針對物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)和專業(yè)實(shí)驗內(nèi)容給出了解決方案。

該方案認(rèn)為實(shí)驗室建設(shè)應(yīng)該重視基本應(yīng)用開發(fā)能力的培養(yǎng)、應(yīng)該建立寬泛的可操作環(huán)境，讓學(xué)生在實(shí)驗時有可

選性，鼓勵創(chuàng)新精神。從而培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目的整體把握能力。

方案中指出對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)該從專業(yè)認(rèn)識、畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、競賽活動等方面進(jìn)行改進(jìn)。據(jù)調(diào)查，新生專業(yè)認(rèn)識一般是統(tǒng)一參觀專業(yè)實(shí)驗室或某個網(wǎng)絡(luò)公司或以講座形式向?qū)W生展示專業(yè)的發(fā)展，使學(xué)生獲得對自己專業(yè)的初步認(rèn)識。新的解決方案是建立特定行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)“綜合演示實(shí)訓(xùn)中心”。

通過參觀該實(shí)訓(xùn)中心，讓學(xué)生從整體上認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)及其應(yīng)用場合，從而激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的理解和興趣。生產(chǎn)實(shí)習(xí)方面通常是帶領(lǐng)學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，由于物聯(lián)網(wǎng)是一個新興行業(yè)，可供學(xué)生進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場比較少，因此需要重新制定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)習(xí)解決方案。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，建立“物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實(shí)訓(xùn)中心”供學(xué)生感性體驗，或者利用學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合共建的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)示范基地以及學(xué)校自建的實(shí)

訓(xùn)中心。專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，應(yīng)做到學(xué)與做同行。為滿足多樣化需求，應(yīng)完善豐富專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗室，從而豐富課程設(shè)計的綜合實(shí)驗內(nèi)容。如果教師時間緊，可以采用第三方提供的產(chǎn)品方案。通過學(xué)科競賽，讓學(xué)生可以在創(chuàng)新、理論付諸實(shí)踐、團(tuán)隊合作三個方面促進(jìn)增長。

對高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗內(nèi)容拓展方面，方案給出了三步走策略：綜合演示實(shí)訓(xùn)類、應(yīng)用實(shí)訓(xùn)類以及基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗類。對于綜合演示實(shí)訓(xùn)類，針對高校的行業(yè)特點(diǎn)，建立其相應(yīng)的應(yīng)用型實(shí)訓(xùn)中心。比如智能家居系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)等。提供專業(yè)認(rèn)識、科技創(chuàng)新、科研、畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容。對于應(yīng)用實(shí)訓(xùn)類，構(gòu)建通用典型的物聯(lián)網(wǎng)小型系統(tǒng)以及中規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)。比如智能停車管理實(shí)訓(xùn)室、智能農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)室等。提供專業(yè)認(rèn)識、課程設(shè)計、科技競賽及創(chuàng)新相關(guān)的實(shí)驗服務(wù)。對于基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗類，進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)、課程設(shè)計等專業(yè)基本能力培養(yǎng)。比如傳感器、單片機(jī)、FPGA實(shí)驗室等。

2.精品案例教學(xué)模式。對于概念和應(yīng)用寬泛的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)來說，與其面面俱到廣而不精，一些高校提出并采用精品案例教學(xué)模式。學(xué)校結(jié)合自身的長處，選擇適合自己的培養(yǎng)方向，這不僅可以充分利用現(xiàn)有資源，更能體現(xiàn)針對性，且學(xué)生容易入門。為此，一些企業(yè)隨之打造類似產(chǎn)品，以求能夠通過某個具體精品案例，同樣能把物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)得淋漓盡致。在追求精品的同時，不失整體的實(shí)踐教學(xué)模式。

方案中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域教學(xué)選取了典型的案例———智能家居，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。智能家居融合自動化控制系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)于一體，形成智能化、網(wǎng)絡(luò)化的家居控制系統(tǒng)，將家中的各種設(shè)備（如照明系統(tǒng)、音視頻設(shè)備、窗簾控制、安防系統(tǒng)、空調(diào)控制、數(shù)字影院系統(tǒng)等）通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而實(shí)現(xiàn)全方位的信息交互、保持信息交流暢通、環(huán)保節(jié)能，節(jié)約資金、增強(qiáng)家居安全。智能家居系統(tǒng)可提供實(shí)驗為智能移動視頻監(jiān)控實(shí)驗、智能門禁實(shí)驗、智能電燈控制實(shí)驗、智能窗簾控制實(shí)驗、家居環(huán)境參數(shù)采集實(shí)驗。通過這些實(shí)驗，可以使學(xué)生更好地鍛煉動手能力。

該方案中通過智能家居系統(tǒng)引出物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)主要分為物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入教育、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)可提供多款CPU，例如8051核CPU、cortex m3核CPU和FPGA等，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)不同復(fù)雜度、不同成本的CPU連接傳感器進(jìn)行信號采集的流程。同時可以提供多款傳感器。物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)實(shí)驗的核心思想是提供一套可以更換CPU芯片的、能夠連接多種傳感器的試驗教學(xué)裝置，目的是讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)各種傳感器的應(yīng)用，包括傳感器信息采集、傳感器信號分析和接口電路設(shè)計。

其優(yōu)勢特點(diǎn)是提供一套能夠使用

不同類型CPU實(shí)現(xiàn)傳感器信息采集與處理的實(shí)踐教學(xué)裝置、提供多種傳感器應(yīng)用，包括聲音、電磁、溫度、濕度、氣體、紅外、光照、機(jī)械動作等多種感知信號。提供多樣的傳感器接口，包括模擬接口、數(shù)字接口和開關(guān)量接口。物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的核心思想是提供這樣一套實(shí)驗裝置：在完成無線網(wǎng)絡(luò)管理和射頻識別信息處理的同時，可以將數(shù)據(jù)通過不同網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中心。目的是讓學(xué)生掌握WIFI、GPRS、3G網(wǎng)絡(luò)組成，信息傳輸過程中的關(guān)鍵性參數(shù)配置，傳輸性能分析等內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)核心思想是提供一套能夠涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵性技術(shù)，即軟交換技術(shù)和IPv6技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)裝置和教學(xué)資源。目的是讓學(xué)生能夠掌握主流的網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)。

3.二次研發(fā)實(shí)踐模式。對于體系比較龐大、涉及知識比較繁多的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)來說，讓學(xué)生親自動手實(shí)踐從底層到頂層完整走一遍的思路或許是一條學(xué)習(xí)

捷徑。二次研發(fā)教學(xué)模式即是讓學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗箱的基礎(chǔ)上完成個性設(shè)置和修改部分功能模塊的方式體驗物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作流程，從而學(xué)習(xí)相關(guān)知識。一些公司推出了二次開發(fā)實(shí)驗平臺，如基于WSN（WirelessSensor Network）的物聯(lián)網(wǎng)解決方案體系架構(gòu)ATOS平臺，該平臺框架如圖3所示。ATOS物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺采用一套設(shè)備兩套協(xié)議的方式。這兩套協(xié)議包括標(biāo)準(zhǔn)的Zigbee協(xié)議和基于TinyOS的開源自主協(xié)議。TOS系統(tǒng)采用開源TinyOS操作系統(tǒng)，向用戶公開了路由協(xié)議和上層軟件源代碼，用戶可以根據(jù)各種應(yīng)用需求對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，包括傳感器設(shè)置，數(shù)據(jù)采集、存儲、訪問等環(huán)節(jié)均提供二次開發(fā)接口，用戶可以修改和設(shè)計自己所關(guān)注的部分，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工作，這給高校初學(xué)物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生提供了簡單易行的軟硬件開發(fā)機(jī)會。

ATOS平臺主要設(shè)計了傳感器數(shù)

據(jù)采集、基站數(shù)據(jù)匯聚、網(wǎng)關(guān)對外發(fā)送、采集系統(tǒng)解析以及遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)接收和存儲等功能，因此，它從整體上為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生提供了從傳感數(shù)據(jù)到終端用戶的各個流程，讓實(shí)踐過的學(xué)生能夠徹底理解物聯(lián)網(wǎng)從底層到應(yīng)用層再到終端的基本架構(gòu)。

該方案不同于其他實(shí)訓(xùn)模式，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式多為“現(xiàn)場觀摩為主、基本不予參與”。在本方案中，學(xué)生可以根據(jù)系統(tǒng)提供的二次開發(fā)平臺，重現(xiàn)上述具備的所有功能，或根據(jù)自己的需求改寫新的控制邏輯，因此具備較好的學(xué)習(xí)參與度；另外，該方案還可采用硬件組態(tài)的設(shè)計模式，根據(jù)不同的需求選配不同模塊組建自己的試驗平臺，以適應(yīng)實(shí)驗教學(xué)的需要；而且，系統(tǒng)中絕大部分設(shè)備和器件如傳感器、氣動部件等都是工業(yè)現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級元件，學(xué)生如同實(shí)踐在一個真實(shí)生產(chǎn)的過程中，從而學(xué)到真正實(shí)用的專業(yè)知識和操作技能。

另外，ATOS平臺中的實(shí)訓(xùn)定位功

能，也能更好地全面地鍛煉物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生。該功能體現(xiàn)為室內(nèi)人員精確定位技術(shù)的演示與測試。它采用基站定位技術(shù)，即利用已知基站來定位移動點(diǎn)的位置。在對信息進(jìn)行收集與統(tǒng)計之后，實(shí)現(xiàn)軌跡與區(qū)域的實(shí)時定位等功能。與傳統(tǒng)的RFID刷卡式人員定位不同，它可靈活地實(shí)現(xiàn)人員隨時隨地定位。

四、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的興起，為高校學(xué)生提供了廣闊的就業(yè)前景。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所涉及的硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)大多是現(xiàn)有技術(shù)的綜合應(yīng)用。因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是工程實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，若要培養(yǎng)出理論知識與動手能力于一身的綜合型人才，就需要高校制定出一套完善的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)體系。由于物聯(lián)網(wǎng)的提出本身涉及多門學(xué)科，故其課程體系具有一定的交叉性和動態(tài)發(fā)展特性。因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)面臨新模式的挑戰(zhàn)，這也給各高校根據(jù)自身優(yōu)勢摸索出新專業(yè)辦學(xué)特色提供了良好機(jī)遇。

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第五篇：教學(xué)模式創(chuàng)新研究

課堂教學(xué)模式創(chuàng)新研究

【摘要】：是教學(xué)模式的創(chuàng)新和探索高校教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)之一。教學(xué)模式創(chuàng)新是實(shí)行創(chuàng)新教育的重要環(huán)節(jié)。文章從原有教學(xué)模式和高校現(xiàn)代教學(xué)模式的特征作簡要比較，討論了建立現(xiàn)代教學(xué)模式所要解決的各種問題。在創(chuàng)新教育的大背景下，現(xiàn)代教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，因材施教，依景激情，重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代教育手段與傳統(tǒng)的“ 黑板 ” 教學(xué)的辯證統(tǒng)一。同時從教學(xué)階段、教師行為、教學(xué)策略和適用范圍及其預(yù)期效果等角度進(jìn)行了探討，從而對高校課堂教學(xué)模式創(chuàng)新作出積極思考?！娟P(guān)鍵詞】: 創(chuàng)新教育；教學(xué)模式；教學(xué)改革；教學(xué)策略

一、教學(xué)模式的嘗試性界定與當(dāng)代國內(nèi)外教學(xué)模式舉隅

（一）教學(xué)模式的嘗試性界定

教學(xué)模式是建立在一定的教學(xué)理論指導(dǎo)下和豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，為設(shè)計和組織教學(xué)而形成的一套較為穩(wěn)定的教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序。國內(nèi)較為有影響的是張武升《關(guān)于教學(xué)模式的探討》中的定義：教學(xué)模式是在教學(xué)實(shí)踐中形成的一種設(shè)計和組織教學(xué)的理論，這種理論以簡約化的形式表達(dá)出來。另外還有戚建莊、王北生主編《教學(xué)藝術(shù)新論》中的定義：教學(xué)模式是在教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上建立起來的一整套用于組織和設(shè)計教學(xué)活動、再現(xiàn)和調(diào)節(jié)教學(xué)功能的教育策略體系。它由教育哲學(xué)主題、功能目標(biāo)、結(jié)構(gòu)程序及操作要領(lǐng)等部分構(gòu)成。在國外較有影響的是喬以斯（B.Joyce）的定義：“教學(xué)模式是構(gòu)成課程和課業(yè)，選擇教材，提供教師活動的一種范型或計劃?！?因此，教學(xué)模式可以理解為在教學(xué)過程中，教學(xué)主體有意識地將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)理念、教學(xué)方法和策略組合起來綜合運(yùn)用，以達(dá)到特定教學(xué)效果的行為模式。

（二）當(dāng)代國內(nèi)外教學(xué)模式舉隅

從理論流派上看，國際范圍內(nèi)較為有影響的教學(xué)模式主要有：

1．美國學(xué)者布盧姆和卡羅爾的掌握教學(xué)模式?！罢莆諏W(xué)習(xí)”教學(xué)模式，采取班級教學(xué)和個別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式，以班級教學(xué)為基礎(chǔ)，輔之以經(jīng)常、及時的反饋，提供學(xué)生所需要的個別幫助和所需額外的學(xué)習(xí)時間。對學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性分類，強(qiáng)調(diào)掌握學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)，以新的教學(xué)模式需要高素質(zhì)的科研型教師來實(shí)施，因此，加強(qiáng)師德建設(shè)、更新教師知識結(jié)構(gòu)、提高教師的業(yè)務(wù)水平和科研能力是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代創(chuàng)新教學(xué)的關(guān)鍵。其主要特征是形成性測驗對學(xué)生開展評估，及時提供反饋和矯正。

2．美國學(xué)者羅杰斯的非指導(dǎo)性教學(xué)模式。羅杰斯把他的心理咨詢、心理治療理論和實(shí)踐運(yùn)用于教學(xué)中形成的一種獨(dú)特的教學(xué)模式。以人本主義心理學(xué)為理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)變教師角色，創(chuàng)設(shè)接受性的學(xué)習(xí)氛圍，促使學(xué)生有意義學(xué)習(xí)行為模式的形成。這種教學(xué)模式的基本要求是需要建立真誠的人際關(guān)系，此外教師只是促進(jìn)者，只做非指導(dǎo)性應(yīng)答。

3．前蘇聯(lián)學(xué)者阿莫納什維利的合作教學(xué)模式。注重構(gòu)建真誠合作、相互信任的師生關(guān)系，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的顧問、指導(dǎo)者和促進(jìn)者，引導(dǎo)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)。

3．美國學(xué)者布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)模式。美國認(rèn)知學(xué)派心理學(xué)家布魯納（J·S·Brunner）提出來的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式，要求學(xué)生利用教師和教材提供的某些材料，去發(fā)現(xiàn)應(yīng)得的結(jié)論或規(guī)律。以樂觀主義的態(tài)度相信任何人都是可教之才，認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，即基本概念、基本原則以及相互之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)過程，激勵內(nèi)部動機(jī)，注意及時反饋。

4．德國學(xué)者瓦根舍因的范例教學(xué)模式。強(qiáng)調(diào)從基本性、基礎(chǔ)性和范例性的標(biāo)準(zhǔn)來選擇典型的事例和關(guān)鍵問題，通過講授和探討，帶動學(xué)生理解普遍性的理論知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

二、新課程背景下的教學(xué)模式的改革創(chuàng)新

（一）當(dāng)前的教育改革背景 1.教育方式的轉(zhuǎn)變

當(dāng)前的教育改革正由封閉型教育轉(zhuǎn)向為開放型教育，繼承型教育轉(zhuǎn)向為創(chuàng)新型教育，精英教育轉(zhuǎn)向大眾教育，整齊劃一的教育轉(zhuǎn)向為個性化教育。在此教育改革的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)多元化、崇尚差異、主張開放、重視平等、推崇創(chuàng)造的教育思想成為現(xiàn)代教育之主流。在這種教育改革的大背景下，教師要與時俱進(jìn)，轉(zhuǎn)變教育思想。教學(xué)思想的更新是教學(xué)模式創(chuàng)新的靈魂。教學(xué)模式創(chuàng)新應(yīng)注意的問題是：不能為創(chuàng)新而創(chuàng)新；不能夸大模式的適應(yīng)性；要注意傳統(tǒng)與創(chuàng)新的結(jié)合。同時，當(dāng)前終身教育和通才教育思潮蓬勃興起，邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科和新興學(xué)科不斷崛起 ,迫切要求新時期的教師具備一種更新知識結(jié)構(gòu)、補(bǔ)充學(xué)術(shù)養(yǎng)料、拓展教育視野的能力。教師只有具備了這種汲取新知的能力，才能立足講壇，培養(yǎng)出大量的創(chuàng)新人才。

2.教師和學(xué)生角色的變化 在平時的課堂教學(xué)中，教師在創(chuàng)新教育中起到了關(guān)鍵性的作用，而學(xué)生是創(chuàng)新教育實(shí)施的主體。然而，現(xiàn)在的許多課堂教學(xué)模式過于死板，老師講課方式墨守陳規(guī)，老師一直教，學(xué)生一直學(xué)，不管接受的效果如何。這種以教師“灌輸式教學(xué)”和學(xué)生“接受式學(xué)習(xí)”為突出特點(diǎn)的我國傳統(tǒng)課堂，其教學(xué)模式始終制約和束縛著學(xué)生創(chuàng)新意識的激發(fā)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，阻礙著我國創(chuàng)新教育的開展。創(chuàng)新教學(xué)模式是提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的真正而有效的措施。國內(nèi)外教育家都在不斷嘗試、探索和實(shí)踐適合自己的創(chuàng)新教育模式：即在創(chuàng)新教育理念下，通過課堂教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新化、課堂教學(xué)氣氛生活化、課堂教學(xué)方式靈活化,使得學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能和自身素質(zhì)在課堂教學(xué)中最大程度激發(fā)和全面發(fā)展起來。

一個教師，若要使自己成為一個高素質(zhì)的科研型教師就必須搞科研，苦練內(nèi)功，掌握教育研究的理論和方法，及時更新自己的觀念和知識。教師不能只滿足于依照一成不變的教材，一般化地完成教學(xué)任務(wù)，而要通過繼續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的途徑，不斷更新自己的知識結(jié)構(gòu)，使自己處于學(xué)科的前沿。

大學(xué)本科教育作為高等教育的一個主要分支 ,在教學(xué)改革中，注重能力培養(yǎng)，著力提高大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，全面推進(jìn)素質(zhì)教育，與現(xiàn)代教育的主流思想相一致，是本科教學(xué)深化改革的發(fā)展方向。深化教學(xué)改革、創(chuàng)新教學(xué)模式是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的系統(tǒng)化措施。

（二）教學(xué)模式的創(chuàng)新 1.建立課程設(shè)計的教學(xué)平臺

主要是選擇合適的教學(xué)用具，為學(xué)生提供一個良好地軟硬件環(huán)境。過去，學(xué)生課程設(shè)計的多數(shù)課題為軟件設(shè)計型 ,在本機(jī)上實(shí)現(xiàn)算法設(shè)計、分析誤差、校正 ??，很少有一個實(shí)際的系統(tǒng)去測試；受現(xiàn)有實(shí)驗設(shè)備或科研設(shè)備的局限，少數(shù)硬件課題只能在現(xiàn)有設(shè)備上做設(shè)計好的實(shí)驗，很難讓學(xué)生真正參與、改變它。理論與實(shí)踐的矛盾在課程設(shè)計教學(xué)中仍無法得到真正地解決。現(xiàn)在隨著科技 的發(fā)展，大型科技教學(xué)設(shè)備相繼出來，為學(xué)生進(jìn)行反復(fù)性、實(shí)踐性、參與性的課程設(shè)計提供了很大的方便。比如現(xiàn)在實(shí)驗室有很便利性的大型實(shí)驗設(shè)備供同學(xué)們使用，這就增加了實(shí)驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性權(quán)威性。同時，這種軟硬件教學(xué)平臺對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為能力、逐步地完成由學(xué)習(xí)者到實(shí)踐者的轉(zhuǎn)化，具有不可替代的特殊作用。

2.創(chuàng)立開放式實(shí)驗教學(xué)模式

開放式的實(shí)驗教學(xué)模式的內(nèi)涵特征就是實(shí)驗教學(xué)的開放性，即：實(shí)驗教學(xué)的目標(biāo)是開放的、實(shí)驗教學(xué)的主體是開放的、實(shí)驗教學(xué)的方式是開放的、實(shí)驗教學(xué)的內(nèi)容是開放的、實(shí)驗教學(xué)的資源是開放的。這種開放性的特征是基于實(shí)驗教學(xué)過程和能力培養(yǎng)過程的復(fù)雜性、培養(yǎng)模式以及教學(xué)方式的多樣性、人才的個性化和發(fā)展目標(biāo)的多元化等因素。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中自主參與的機(jī)會不是很多，要創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生親身實(shí)踐，參與其中，這樣獲得知識的方式更加自由化，學(xué)生記憶的時間也會加長，不會出現(xiàn)知識到耳邊這邊進(jìn)那邊出的情況。學(xué)生獲得知識及記憶知識過程中會具有較強(qiáng)的選擇性，目的性。開放式實(shí)驗教學(xué)模式提供了這種探究的、自主的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)環(huán)境。學(xué)生運(yùn)用所掌握的知識選擇或提出實(shí)驗項目、設(shè)計實(shí)驗方案、組織實(shí)驗儀器等觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、獲得結(jié)論。學(xué)生在實(shí)驗過程中得到的訓(xùn)練是多方面的: 比如要查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實(shí)驗方案。這一過程增強(qiáng)了學(xué)生自我汲取知識的能力和科學(xué)思維能力；要選擇儀器和方法。這一過程就必須經(jīng)過分析、比較、總結(jié)、歸納等積極的思維活動；要對安裝調(diào)試、實(shí)驗和操作，這一過程訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)際動手能力；可以通過討論鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)和思辯能力；可以通過觀察分析現(xiàn)象、排除實(shí)驗故障、處理實(shí)驗數(shù)據(jù)，提高分析問題和解決問題的能力；這種開放式實(shí)驗教學(xué)對于學(xué)生開闊視野、拓寬思路、激發(fā)靈感、提高綜合素質(zhì)具有特殊作用。

3.教學(xué)組織形式中教師和學(xué)生角色的調(diào)整

適合創(chuàng)新教育要求的現(xiàn)代教學(xué)模式，應(yīng)當(dāng)是整合以往教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，弘揚(yáng)創(chuàng)新精神，體現(xiàn)現(xiàn)代教育理念的新型教學(xué)模式。一方面，現(xiàn)代化的課堂要求體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生要自主性學(xué)習(xí)，教師成為學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的設(shè)計者、組織者、指導(dǎo)者。學(xué)生具有更大的獨(dú)立性、自主性、探索性，更能充分體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。學(xué)生從“封閉的束縛態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_放的自由態(tài)”，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，較大程度地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另一方面，我國傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通常是教師的“一言堂”、“滿堂灌”或者“滿屏灌”由于課堂紀(jì)律的要求，學(xué)生在課堂上很受拘束，課堂氣氛缺乏活力，學(xué)生不能自由大膽地、隨時表達(dá)自己的不同想法與見解。這樣的課堂無疑將學(xué)生的求異思維、批判思維和創(chuàng)新思維扼殺在搖籃中。學(xué)生的主體作用難以發(fā)揮，學(xué)校實(shí)際培養(yǎng)出大量的在教師和家長看來是傳統(tǒng)意義上的“好孩子”和“乖孩子”。

在教師和學(xué)生的角色關(guān)系方面，教師是絕對的權(quán)威，神圣不可侵犯，學(xué)生畏懼教師，害怕在教師面前犯錯誤，很難實(shí)現(xiàn)平等和友好。至于培養(yǎng)目標(biāo)，我國的教育是將學(xué)生都當(dāng)成科學(xué)家來培養(yǎng)，層層選拔式教育，重理論輕實(shí)踐。絕大多數(shù)學(xué)生無疑都成了 “陪讀者”、“失敗者”或稱“犧牲品”。由于大多數(shù)學(xué)生在學(xué)校沒有受到良好的通識教育，學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入社會后表現(xiàn)出社會生存技能缺乏和素質(zhì)能力偏低,無法適應(yīng)社會的發(fā)展，難以在社會上立足。但是這并不等于對傳統(tǒng)課堂的全盤否定。統(tǒng)課堂也有自己的優(yōu)勢。

4.傳統(tǒng)與創(chuàng)新相結(jié)合，善于借鑒成功的教學(xué)模式 教學(xué)的改革與發(fā)展應(yīng)該有自己的繼承性。教學(xué)內(nèi)容、方法、組織形式等都有相對的穩(wěn)定性，即使有些方面發(fā)生了變革,，也并不是對傳統(tǒng)的完全否定，而是表現(xiàn)為批判的繼承和更高層次的綜合等多種形式。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)該綜合運(yùn)用多種教學(xué)模式，包括傳統(tǒng)的教學(xué)模式。有些國際一流大學(xué)的課堂教學(xué)模式、師生關(guān)系與角色扮演及教學(xué)理念、教學(xué)經(jīng)驗和方法對我國當(dāng)前創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有很重要的參考價值。但是在借鑒別國經(jīng)驗時，要根據(jù)我國的國情和具體情況進(jìn)行分析權(quán)衡。借鑒國外課堂教學(xué)模式的時候一方面要保持“取其精華，去其糟柏”的態(tài)度和做法，因地制宜的進(jìn)行具體分析，確定行之有效的課堂教學(xué)模式和教學(xué)方法。那種生搬硬套，將他國教學(xué)經(jīng)驗囫固吞棗地直接應(yīng)用于我國課堂的觀點(diǎn)是不可取的。

三、教學(xué)模式創(chuàng)新案例及啟示

例如在英語課堂上，很多老師采用“小組互動競爭型”教學(xué)模式，一個unit中的關(guān)鍵詞（key words）和語法要點(diǎn)（grammar focus）老師不再一一講解，只把重要用法簡單介紹一下，之后給15分鐘時間準(zhǔn)備，分組鼓勵學(xué)生把所有key words一一串起來，語法要點(diǎn)要運(yùn)用到其中，組成一個小文章，題材范式不限，只要學(xué)生敢于說出來，敢于想象，發(fā)散思維，用口語表達(dá)出來，就會取得不錯的效果。學(xué)生用這樣方法記憶單詞會更深刻，容易些。相比較，老師整堂灌的效果就不太理想，學(xué)生只是簡單的記憶或者說是超短時記憶，離開了黑板馬上就會忘記?！靶〗M互動競爭型”的英語教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)很多：

（一）課堂氣氛更活躍有趣 雖然在競爭的過程中，學(xué)生常常會有壓力和緊張感，但這種氣氛同樣也是對學(xué)生的一種積極刺激，每個人都想贏得比賽，每個組都在抓緊時間、爭分奪秒的思考討論正確答案，使得每個人都行動起來，真正參與到課堂活動中，不僅僅是做老師講課的聽眾，更像是課堂上的主人，而他們也都很享受這種通過競爭主動學(xué)習(xí)的方式，這樣就讓課堂氣氛變得活躍。此外，在這個過程中，因為脫離了老師為主循規(guī)蹈矩的教學(xué)方式，會發(fā)生很多有趣的場景，如像學(xué)生偶爾在討論的過程中聯(lián)想到的笑話和結(jié)束后學(xué)生之間輕松地聊天，還有懲罰環(huán)節(jié)學(xué)生的表演，都讓英語課堂變得更生動有趣，而這些恰恰也從某種程度上很好地緩解了學(xué)生的尷尬緊張情緒。

（二）更高效地學(xué)習(xí)和記憶知識

很多學(xué)生都認(rèn)為運(yùn)用此種教學(xué)模式可以幫助自己更快更好地記住所學(xué)單詞和語法知識。因為在競爭的過程中，常常會反復(fù)出現(xiàn)某個知識點(diǎn)；也因為競爭比賽的這種形式使得學(xué)生在較有壓力的情況下記憶知識，會更有效果。據(jù)調(diào)查報告顯示，百分之九十二點(diǎn)三的學(xué)生都認(rèn)為這種教學(xué)模式可以更有效快速的復(fù)習(xí)舊知識或?qū)W習(xí)新知識。而且往往比老師直接教或者是自己獨(dú)立思考有更深的印象，因而記憶持續(xù)的時間也比較長。

（三）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望

因為競爭是一種激發(fā)人勝負(fù)欲和表現(xiàn)欲的形式，且實(shí)踐證明競爭的緊張壓力和結(jié)果的影響會讓學(xué)生對英語課堂變得更重視。對于學(xué)習(xí)較好的學(xué)生，他希望在這個過程中檢驗自己，增加信心，是對學(xué)習(xí)效果的肯定和鼓勵。對于學(xué)習(xí)較差的學(xué)生，對于因為對輸贏的在意和不想因

為自己而影響全組成績的意識會讓他們比一般情況下更積極應(yīng)對挑戰(zhàn)，而且在競爭進(jìn)行的各個階段精神都高度集中，哪怕是老師在講解規(guī)則和說明復(fù)習(xí)內(nèi)容的時 候也不例外。所以整節(jié)課都能感受到學(xué)生們非常強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望和積極學(xué)習(xí)的態(tài)度。

四、結(jié)束語

創(chuàng)新教育背景下需要創(chuàng)新型的教學(xué)模式，現(xiàn)代各種有效的教學(xué)模式給學(xué)生營造了一個良好的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生不僅能夠獲取課內(nèi)外的知識，還可以獲得高度求知的自覺性和獨(dú)立性，得到創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，學(xué)會分析批判地學(xué)習(xí)，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、捕捉問題、解決問題的方法。只要師生努力，積累資料，總結(jié)經(jīng)驗，并不斷豐富、改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)模式，那么我們所期待的培養(yǎng)具有“知識面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高”，有應(yīng)變能力，富于創(chuàng)新的人才將會越來越多，也為以后教學(xué)模式創(chuàng)新提供更多經(jīng)典素材。

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