李媛　杨加　林泳免

摘 要：本文根据C语言、Java、C#和Android等技工院校信息类专业常开设的程序设计课程，探讨研发基于物联网技术的教学设备、应用于程序设计的教学课程，让学生轻松学习计算机编程语言，享受学习编程语言的乐趣，从而提高学生的编程能力水平，挖掘学生的内在潜力。

关键词：物联网技术 编程教学 创新

计算机程序设计课程是技工院校信息类专业的核心课程，通过程序设计课程的教学，能够让学生掌握一门或者多门程序设计语言，养成分析问题、解决问题的基本能力，并且加深对计算机系统结构的理解。

程序设计课程逻辑性较强，内容枯燥，艰涩难懂，技工院校的学生在学习编程时，常常处于一种机械、被动、不自信的状态，程序设计水平长期徘徊不前，进而失去学习的兴趣，教学效果很不理想。

探索新的教学方法，为技工院校信息类专业学生解决编程学习难的问题，已迫在眉睫。

一、物联网技术在编程教学中的创新应用

结合笔者学校学生特点和当前开设的程序设计课程，笔者通过大量实验，测试市面上各种相关物联网芯片和电子零件的功能和稳定性，选取符合技工院校程序设计教学特点的零件，进行硬件组装和软件加工设计，研发基于物联网技术的教学设备，将其应用于程序设计课程教学，让枯燥乏味的编程课程变得轻松有趣。具体步骤如下。

第一，基于物联网技术研发教学设备，选择合适的主控芯片和网络芯片来控制设备和接入网络，为硬件编写一套代码，实现通过网络传输的形式来发送参数和解析外部传入的命令，内部封装严谨，外部交互接口参数丰富，操作直观易用，学生无须学习额外的知识就可以快速入门，有助于学生对物联网技术的理解和认识，同时提升教师的专业能力。

第二，通过采取软硬件结合的编程学习方法，可以很好地锻炼学生的思维能力、动手能力以及创造创新能力，对个人专业技能提升有很大帮助。

第三，物联网技术的编程教学方法可运用于C语言、Java、C#和Android等多种编程语言的教学，有助于学生从基础编程课程向进阶课程的学习升级。

第四，搭建实验教学环境——物联网平台。设计开发基于MQTT协议及WebSocket协议的物联网云平台，下面以“基于物联网技术编程读取温湿度的实验”为例进行分析。

（一）实验目的

本实验主要通过物联网技术，让学生通过编写简单的程序远程读取硬件模块温湿度的值。实验采用团队自行设计的软硬件平台，简化复杂的编程过程，而且支持多个编程环境平台。传统的编程学习主要是使用显示屏幕进行互动，而本實验能让学生在编程入门学习中直接与硬件模块互动，从而培养其学习的兴趣，掌握编程的技巧。

（二）物联网云平台软硬件介绍（见图1）

1.学生编程环境工具

Visual Studio   AndroidStudio   Dreamweaver.

2.实验使用自行设计的温湿度模块（见图2、图3）。

（三）实验过程

1.准备工作

（1）先打开物联网平台，在平台上注册一个用户名，并设置好密码。

（2）在物联网平台登录用户后台，创建一个温湿度设备，设置好设备ID。

（3）使用已经编写好的设备固件源代码，修改设备要接入的Wifi信号和密码，再修改设备ID、用户名和密码等内容，使其与物联网平台注册的用户及设备ID一致（见图4、图5）。

（4）为设备接入供电电源，设备启动并自动联网，接入物联网平台。

2.不同编程课程的学习及代码

以《C#.Net程序设计》代码读取显示温湿度为例。

（1）先导入命名空间。

using MyWlw.User; //导入会员操作命名空间

using MyWlw.Devices.Wsd; //导入设备命名空间

（2）拖放三个Label控件，分别命名为label1，label2，label3。

（3）在窗口加载时编写以下代码：

声明对象变量：

User usr;

Wsd w1;

Form_Load事件中：

usr=new User（“用户名”，“密码”）; //使用在平台注册的会员创建一个用户对象

w1=new Wsd（usr ， “设备ID”）; //使用用户对象和设备ID创建一个温湿度设备

w1.SetCallBack（GetData）;  //设置好数据返回的回调函数

w1.Connect（）; //连接物联网平台

用于返回数据的回调函数：

Private void GetData（string type， string data）  //当平台有数据返回时，自动调用该函数

{

//判断每次返回的数据类型，显示数据到窗体上

if （type==”ds18b20”）  label1.Text=”温度1：”+data+”度”;

if （type==”dht11_wd”）  label2.Text=”温度2：”+data+”度”;

if （type==”dht11_sd”）  label3.Text=”湿度：”+data+”%”;

}

在窗体上拖放一个定时器，设置每隔3秒执行以下代码：

private void timer1_Tick（object sender， EventArgs e）

{

w1.Get （）; //每隔3秒向物联网平台发送一个获取温湿度数据的指令。

}

（4）运行效果（见图6）。

二、取得的效果

一是近几年信息类专业招生率逐年上升。2018年笔者学校计划招生200人，实际招生220人，比原计划提高10%;2019年计划招生250人，实际招生280人，比原计划提高12%;2020年计划招生 250人，实际招生 300人，比原计划提高20%。

二是近几年参加校内集训的人数逐年递增，学生参加省级比赛取得的名次逐年靠前。2018年笔者学校选手参加第45届世界技能大赛省属技工院校选拔赛，1人获得了三等奖;2019年笔者学校参加第四届广东省技工院校职业技能大赛，获得了总分第3名;2020年笔者学校选手参加第46届世界技能大赛广东省选手选拔赛，有两名学生分别获得了二等奖和三等奖。

三是自主创业的学生逐年增多。自2017年以来自主创业人数每年都在递增，公司业务类型越来越多样化，公司员工人数逐年增多。

三、小结

在程序设计课程教学中运用物联网技术，采用一体化的教学手段，使学生在课堂上体验如何拼装程序小车、组装智能机器人、安装各类灯组模块和传感器，通过远程录入指令，完成特定功能，以多元化的方式来直观展示程序运行结果，改变了以往程序设计课堂严肃、乏味的现状，为学生进一步学习打下坚实的基础。

参考文献：

[1]丁晓波，蔡政英.物联网专业人才培养实践体系探索与实践[J]. 物联网技术，2020（4）.

[2]陈崎峙.经济发展中物联网的意义与作用[J].环渤海经济瞭望，2020（2）.

[3]赵宏林，廉小亲，郝宝智，罗旭，龚永罡.基于物联网云平台的空调远程控制系统[J].计算机工程与设计，2017（8）.

[4]肖清旺，王锦华，朱易翔. 物联网智能终端设备识别方法[J].电信科学，2017（8）.

（作者单位：广东省粤东技师学院）