引言

傳感器網(wǎng)絡(luò)（通常指無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）是涉及多學(xué)科高度交叉、知識高度集成的前沿和熱點研究領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種新型架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，裝置使用傳感器協(xié)作地感知不同位置的物理或環(huán)境狀況（如溫濕度、振動、壓力、運動等），通過自身配置的微處理單元進(jìn)行感知信息初步提取，借助通信模塊進(jìn)行信息傳輸，然后在控制中心進(jìn)行詳細(xì)分析處理（數(shù)據(jù)挖掘），進(jìn)而獲得用戶關(guān)心的有用信息?？梢?，傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與傳感器技術(shù)、MEMS技術(shù)、通信技術(shù)以及信號處理技術(shù)的進(jìn)步是密不可分的，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由最初的戰(zhàn)場監(jiān)測等軍事應(yīng)用，逐漸拓展到如環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測、健康監(jiān)護(hù)、家庭自動化、以及交通控制等民用領(lǐng)域［七特別是近年來物聯(lián)網(wǎng)概念的提出和發(fā)展，使得作為物聯(lián)網(wǎng)重要支撐技術(shù)的“傳感器網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)引起了世界各國學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，被認(rèn)為是對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮，有望成為后金融危機時代經(jīng)濟增長的引擎。目前，全球互聯(lián)網(wǎng)正處于逐步升級階段，傳感物聯(lián)網(wǎng)方興未艾,著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，做好核心技術(shù)培訓(xùn)和教育、及早部署后IP時代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的“發(fā)動機”，這些都成為科技時代發(fā)展的必然和趨勢。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已與計算機技術(shù)一樣，成為人們在日常生活、工作和科學(xué)研究中接觸最廣的技術(shù)之一。

高校特別是研究生的教育對于普及傳感器網(wǎng)絡(luò)的知識、增強學(xué)生技術(shù)積累和開發(fā)創(chuàng)新意識非常重要，而國家對研究生課程體系的改革也提出了要求和建議。2012年2月28日，原國務(wù)院學(xué)位委員會主任委員劉延?xùn)|在召開的國務(wù)院學(xué)位委員會第二十九次會議上指出，要全面提升學(xué)位與研究生教育水平。教育部隨后也出臺了關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見。不論從實施人才強國戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國家需要，還是從凈化人才培養(yǎng)環(huán)境、防止學(xué)術(shù)失范等要求看，都必須提高研究生教育質(zhì)量，這也是社會對高等學(xué)校和科研院所的期待。我校也進(jìn)行了“新一輪研究生培養(yǎng)方案特別是課程體系的修訂工作”，并于2012年9月在入學(xué)的研究生中開始實施。

本項目組負(fù)責(zé)的課程“傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”于2008年開課,是國內(nèi)最早開設(shè)此類課程的單位之一，該課程于2013年成為公共研究生課程，供全校的研究生選擇，并已經(jīng)成為多個學(xué)科的必修課。2013年選課人數(shù)達(dá)145人、2014年180人，量大面廣，涉及到我校電信學(xué)部各專業(yè)、物理學(xué)院、機械學(xué)院、土木學(xué)院、創(chuàng)新實驗學(xué)院、材料學(xué)院等多個院系。根據(jù)項目組調(diào)研，目前還沒有一本針對如此多學(xué)科的研究生傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教案，國內(nèi)外所出版技術(shù)書籍均是側(cè)重理論研究，進(jìn)一步制定合適的教學(xué)課程教案、改進(jìn)教學(xué)方法和考核方式等,讓學(xué)生了解最先進(jìn)的技術(shù)水平和應(yīng)用案例，開拓學(xué)生的視野,這對學(xué)生業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高、學(xué)科體系建設(shè)具有重要意義。

1傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的教學(xué)與考核探索

基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究生教學(xué)體系的改進(jìn)，項目組主要開展了以下工作。

1.1教學(xué)過程中的學(xué)生問卷調(diào)查

傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程課題組自2008年開課以來，每年堅持給學(xué)生發(fā)布自行設(shè)計的調(diào)查問卷。課題組設(shè)計的課程調(diào)查表如圖1所示，同時課題組結(jié)合問卷等信息，不斷調(diào)整課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核考試等，力圖在課程全過程中做到有理論、有案例、有實驗、人人參與課堂，使廣大同學(xué)真正從課堂學(xué)到知識、讓自己受益。

圖1課題組設(shè)計的課程調(diào)查表

1.2教學(xué)內(nèi)容的更新和完善

目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)沒有成型的教學(xué)方案。筆者從2000年開展無線傳感網(wǎng)科學(xué)研究以來，閱讀了大部分相關(guān)方面的專業(yè)書籍，但此類書籍主要是面向科研人員的，生澀難懂。同時，針對本門課程面向多個學(xué)科的研究生，學(xué)生基礎(chǔ)差異大、各方獲取知識角度和深度不同，制定合理的教案，對各學(xué)科研究生理解、掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)方向知識是非常必要的。本研究擬采取如下措施開展工作：利用項目組掌握的專業(yè)書籍和科研文章，進(jìn)行歸納和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，補充一些相關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本概念，形成該課程內(nèi)容的新體系；結(jié)合項目組科研成果及近年研究生對課程內(nèi)容的反饋要求，通過增加應(yīng)用案例提升學(xué)生對專業(yè)知識的理解；利用網(wǎng)絡(luò)，了解行業(yè)最新信息，進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)知識的補充和添加。

電子課件的合理制定，對體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容以及增強學(xué)生的理解非常重要?；诖?，項目組采取以下措施來豐富電子課件:項目組利用訪問國內(nèi)外多所著名大學(xué)和參加傳感器網(wǎng)絡(luò)國際會議的機會，捜集了豐富的多媒體以及PPT課件的素材，并不斷及時更新到電子課件中；結(jié)合項目組科研的應(yīng)用案例和實驗數(shù)據(jù)圖片，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理、應(yīng)用等教案內(nèi)容，用多媒體虛擬實驗形式展現(xiàn)出來；通過聲情并茂的電子課件制作,讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境中體驗到傳感器網(wǎng)絡(luò)的各類信息，使學(xué)生能夠更好地理解該課程內(nèi)容。

通過上述教學(xué)內(nèi)容以及電子課件的改善，各個學(xué)科的學(xué)生均表示能夠按照切身需要學(xué)到想學(xué)的知識。

1.3搭建演示實驗平臺

實驗平臺對開闊學(xué)生視野、通過實踐鞏固理論知識、提高系統(tǒng)分析能力和工程實踐能力起到積極作用叫項目組利用科研項目的成果，完成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺的搭建工作。以該平臺為基礎(chǔ)，面向“傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程，建立了快速無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接平臺、無線加速度測試平臺、智能材料無線采集系統(tǒng)、無線傾角測量系統(tǒng)、無線應(yīng)變測量系統(tǒng)，讓學(xué)生有機會參與搭建或觀看平臺演示，進(jìn)一步加深對該課程的理解和興趣。圖2所示是一個無線加速度節(jié)點的實物圖。

圖2無線加速度節(jié)點

2新型教學(xué)與考核模式探索

項目組成員近年訪問了斯坦福、UCBerkley,UCDavis、加州理工學(xué)院等世界名校，并對他們的一些課程教學(xué)方式與考核模式進(jìn)行調(diào)研，上述學(xué)校對學(xué)生的考核側(cè)重強調(diào)學(xué)生的課堂參與情況、動手能力，而不是僅僅用一張期末試卷定成績,上述模式可以有效地激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)課程的各個階段的積極性，利于學(xué)生掌握課程。

基于上述調(diào)研以及項目組對歷年來上課學(xué)生的調(diào)查問卷,本課程采取了以下教學(xué)方式：主講教師授課為主，并邀請行業(yè)學(xué)者或工程師結(jié)合自身經(jīng)驗講述傳感器網(wǎng)絡(luò)特定應(yīng)用；結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點進(jìn)行分組，課后預(yù)留作業(yè)，然后以Workshop形式進(jìn)行匯報，將此作為課程環(huán)節(jié)的重要部分；每1~2次課對一個專題進(jìn)行講授，各個專題有聯(lián)系但又相互獨立，更利于學(xué)生側(cè)重學(xué)習(xí)和聽講。

對于考核方式：課堂表現(xiàn)10%，學(xué)生小組Workshop報告20%,課堂作業(yè)10%，期末考試60%。上述模式已經(jīng)初步在本人研究生課程考核推進(jìn)實施了，盡管無形中增加了教師的工作量，但大部分學(xué)生認(rèn)同該種模式，學(xué)習(xí)效果反應(yīng)較好。同時，在教學(xué)實踐過程中，應(yīng)調(diào)整上述各部分權(quán)重和增刪相關(guān)考核環(huán)節(jié)，最后設(shè)計出更合理的研究生教學(xué)考核模式。

3總結(jié)

總之，傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的支撐技術(shù)，目前已經(jīng)貫穿于人們的生產(chǎn)生活中?？梢哉f，anytime、anywhere都存在著傳感網(wǎng)，它已經(jīng)成為科技時代發(fā)展的重要技術(shù)標(biāo)志。在高校為相關(guān)專業(yè)的研究生以及本科生開設(shè)“傳感器網(wǎng)絡(luò)”課程，對普及傳感器網(wǎng)絡(luò)知識、提升學(xué)生創(chuàng)新意識甚至促進(jìn)社會進(jìn)步，都是具有重要意義的。本文結(jié)合項目組多年講授“傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程經(jīng)驗，對教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方式、考核模式等加以總結(jié)，希望為相關(guān)課程的講授起到借鑒作用。

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