物联网专业基础课程设置探讨

2014-04-24马宝英刘志宇李力力范书平

物流科技 2014年1期

马宝英，刘志宇，李力力，张丹，范书平，邢军

（1.牡丹江医学院，黑龙江牡丹江 157011；2.牡丹江师范学院工学院，黑龙江牡丹江 157012）

物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，将催生一个巨大的新兴产业。目前，国内大约有20家本科院校开设了物联网专业或物联网工程专业，国内学校开设的物联网专业通常包括传感器原理、近距离无线传输技术、二维条码技术、物联网安全技术和物联网组网技术等相关教学课程。

1 物联网专业基础课体系

由于物联网专业是新兴学科，所以各个学校所设置的课程也是千差万别。在经过充分的调研和分析基础上，形成了物联网专业基础课体系。该体系分成两大模块：理论基础、实践基础。其中理论基础模块分成公共基础和学科基础；实践基础模块分成硬件基础和软件基础。

1.1 公共基础模块

对于该模块，不同的学校差别不是很大，最主要的分歧是在高等数学和工科数学分析这两门课程的选择上。一般情况下，工科数学分析不仅包含了一般理工科“高等数学”的全部内容，通常还会加强和拓宽微积分的理论基础，注重无穷小分析思想的应用，在数学逻辑性、严谨性及抽象性方面也有一定的要求和训练。各个学校可以根据本校的实际情况进行选择。

由于线性代数在科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型，使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。线性代数一般是理工类专业必学的数学基础课程。概率论与数理统计课程对于无线传感器网络的路由、定位等技术的研究中有很多应用。大学物理课程是大学理工科类的一门基础课程，通过课程的学习为后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。该模块的所有课程及课时安排可以用表1来描述。

1.2 学科基础模块

对于该模块，不同的学校差别较大，在课程的种类、数量以及相同课程的课时安排上不尽相同。该模块的所有课程及课时安排可以用表2来描述。

表1 公共基础模块课程

表2 学科基础模块课程

物联网专业是基于计算机科学和其它相关学科发展而来，而数据结构课程在计算机科学中是一门综合性的专业基础课，数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计（特别是非数值性程序设计）的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。

计算机组成原理课程是计算机专业中必修的一门专业基础课程,本课程系统地介绍计算机的组成结构及各组成部分的工作原理，培养学生硬件分析和设计的基本技能和方法。计算机网络课程对于物联网专业尤为重要，计算机网络是物联网存在和发展的基础，该课程主要介绍计算机网络的基础知识，从计算机网络的基本概念入手，介绍通信的基本原理，计算机网络的基本概念及组成，体系结构，网络设计与组网技术，Internet技术及TCP/IP协议，网络操作系统的使用，计算机网络安全及应用等方面的知识。操作系统课程是在物联网中应用非常广泛的嵌入式操作系统的前导课程，操作系统决定着物联网工作的效率。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。数字逻辑电路课程是计算机科学与技术专业及相关本科专业必修课程，属于专业基础课。其目的是使学生掌握数字电路与系统的工作原理，学会使用标准的集成电路和高密度可编程逻辑器件，掌握数字逻辑系统的基本分析与设计方法，为进一步学习计算机组成与体系结构原理、嵌入式应用系统开发等课程打下良好基础。电子线路基础课程主要的授课对象是电子信息、通信类及其它相近专业本科生。

1.3 硬件基础模块

在现有的高校物联网课程设置中，对于该模块的课程要求是差别最大的。我们是以偏计算机方向为基础进行研究设置的，本模块可用表3来描述。

表3 硬件基础模块课程

工科物理实验课程的目的是使学生具有正确处理实验数据的初步能力；了解常用仪器的性能，并学会使用方法。针对物联网专业的特点应在试验中结合计算机技术、光纤技术、传感器技术、光谱技术、扫描隧道显微技术、X射线衍射技术和超声探伤技术等和物联网关联密切的技术。电路分析基础课程是测控、电子、通讯、电气信息类等各专业的一门主干专业基础课。通过本课程学习，使学生掌握电路分析的基本理论和基本分析方法，具备必要的实验技能。嵌入式系统与单片机课程是一门应用设计类课，也是一门工程实践性很强的课；必须设置实验课，加强实践环节。如果有条件的话，可以做到开放实验室，还应做出课程设计，给学生以实际题目让学生完成，从而真正做到学以致用。提高学生的实际设计和动手能力，以满足社会对学生在单片机知识和实际设计能力方面的需求。

1.4 软件基础模块

本模块的课程主要是为了培养学生以后的编程和制图习惯。本模块可用表4来描述。

表4 软件基础模块课程

数字系统设计与硬件描述语言课程就是介绍如何利用VHDL等硬件描述语言来设计和验证一个复杂的数字系统的方法。C语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。数学实验，就是利用计算机系统作为实验工具，将数学基本理论运用到实际生活中的重要基础课程，对于培养学生的编程能力，提高数学建模水平起着至关重要的作用，可见数学实验课程是非常重要的一门数学应用基础课程。工程制图基础课程的目的是使学生掌握制图的基本原理和方法，培养学生的绘图和读图能力，为进一步学习专业课及毕业后从事专业工作打下必要的基础。