重庆科创职业学院《物联网综合应用》实训课程标准.doc

物联网应用综合 实训课程标准实训课程编码XXS1222课程类型实训学 时合计48学时，其中理论：0学时，实践：48学时适用专业物联网应用及技术前导课程RFID应用、无线传感网数据采集、物联网应用软件开发1. 课程概述物联网应用综合实训采用无线传感技术，可通过中央控制器、WIFI和GPRS无线网络，或通过电脑模拟遥控，来实现家庭设备的智能控制和家庭环境的智能监控。使学生了解无线传感网在智能家居中的应用，通过家庭内熟悉的设施感受到物联网带来的新功能和便利，促进学生对物联网应用技术的学习兴趣。1.1课程的性质 本课程是物联网技术及其应用专业的一门极其重要的专业主干课程。是在无线传感网络、Zigbee、RFID应用开发之后开设的具有应用型特点（操作性很强）专业课程。其任务是让学生综合应用前面所学的相关专业基础知识，提高学生观察问题、分析问题及解决问题的能力。使学生掌握物联网技术的应用，具备基本专业技能，并为学生毕业后从事物联网等相关工作打下良好基础。1.2课程设计理念以培养物联网技术应用职业素养为重点，针对本课程实践性较强的特点基于工作过程的课程开发。包括家庭网关（控制中心）的设置、温度监控、湿度监控、光线监控、窗帘无线控制、门锁控制、无线远程监控、智能背景音乐、空调无线控制、窗口报警、烟雾报警监控、智能冰箱、用电监测共十二个学习情境。教师要力图将本课程的基本原理讲解得清晰透彻易懂，使学生通过理论教学，能够掌握本课程基本概念和操作原理的实质和要点，通过让学生实地观察、现场操作及参观学习，帮助学生进一步加深对所学内容的理解和巩固，以增强学生在具体实践中的基本技能，提高学生分析和解决实际问题的能力。1增强现代意识，培养专门人才学生通过对物联网综合应用课程的学习和实践后，能够从事物联网相关专业技术工作的基础操作。2围绕核心技术，培养创新精神通过学生亲自动手操作来完成物联网技术的相关应用，从而锻炼学生的应变能力、创新能力，这是本课程的宗旨。因此本课程的项目教学是以培养学生具有一定创新能力和创新精神、具备良好的发展潜力为主旨，以行业科技和社会发展的先进水平为标准，充分体现其规范性、先进性和实效性。3关注全体学生，营造自主学习氛围以学生为体位开展学习活动，创设易于调动学生学习积极性的环境，结合本学院学生特点引导学生主动学习，形成自主学习的氛围。由传统教学中的“授”转变为“导”；学生在课堂学习中的学习活动由传统的“接受”转变为“自学”。4融入“5S”工作理念在整个实践环节中我们严格按照工厂的生产工艺要求，将“5S”工作理念融入其中，紧贴“整理、整顿、清理、清洁、素养”五大要素，让学生在学习期间就养成良好的工作习惯，使学生毕业后能更快的融入社会。1.3课程开发思路根据“做中学、学中做”的高技能人才培养要求，校企共建集教学、讨论、实训为一体的新型实训室。本课程遵循由简到难、逐次深入的原则来确定教学项目，确定好教学项目以后，关键的任务是怎样使学生在教师指导下能自主学习，全面提高职业能力，实现人才培养与人才需求的无缝对接。在教学过程中我们结合职业学院的实际特点，将传统的以理论教学为主、实践教学为辅的教学模式，调整为以实践教学为主、理论教学为辅的全新教学模式。重点强调对学生动手能力的培养，以满足社会的需要。1 物联网典型应用展示直观形象地对物联网专业及其应用的整体认识，激发学生的学习兴趣2基础实验在教学实践过程中，掌握基础的射频技术、传感器、网络技术以及嵌入式开发，学生在收到下发的项目任务书后，每个小组都要经过自主学习、讨论，制定具体的工作计划。包括确定项目的目的、项目所涉及到的原理的分析、项目所需器材、项目实施内容及步骤、项目的注意事项等。3综合应用实验学生在实施教学项目时，进行一些模拟仿真实验，培养学生一定的物联网综合能力，掌握一些典型的综合应用，在工作过程进行中，指导教师可以进行随机提问，引导学生发现问题、提出问题，通过指导教师的提示及同学们的分组讨论找到问题的解决方法，从而让学生养成良好的学习习惯学到更多实用知识。4构成典型行业应用实践/创新活动面向行业的实践：物流应用、动物溯源系统、食品安全、电力监控、温室大棚、智能家居。2.课程目标本课程的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、美、体全面发展的，具有创新精神和较强实践能力，掌握本专业必须的专业能力、方法能力、社会能力，能够紧密配合专业课程体系，理论结合实践，实验课程要和物联网专业课程紧密配合；应该注重基础训练，掌握扎实的物联网基本技能和嵌入式开发技能；培养学生对实际物联网应用项目整体把握能力的同时，要求系统性的综合应用开发能力；为学生提供宽松的实验环境，鼓励学生创新。在具体的教学活动中，指导教师要引导学生在应用中去实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。让学生在学校就具备一定的职业素养，为毕业后尽快的融入社会提供有力的帮助。21知识目标1.家庭网关设置；2. 灯光无线控制；3. 窗帘无线控制；4. 温度监控；5. 无线远程视频监控；6. 门锁控制；7. 智能背景音乐；8. 窗口报警；9. 烟雾报警监控；10. 模拟智能冰箱控制；11. 远程设置；12. 用电监测22职业目标1. 拥护党的基本路线，具有坚定正确的政治方向，信仰马列主义，爱祖国，爱人民，有理想，懂政策，遵纪守法，文明礼貌，行为规范。2通过建立理论、实践一体化学习课堂，让学生拥有较强的实践动手能力，使学生具备物联网相关技术必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题、解决问题的能力。3通过本课程各项实践技能的综合训练，让学生物联网综合应用的基本工作过程，从而学会使用各种相关工具、设备从事生产实践，进而形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度。4通过对物联网应用实训方法的认识和深刻领会以及教学实践过程中创新方法的训练，培养学生独立分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法，在未来的工作中敢于创新、善于创新。5在技能训练过程中，注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯，严格执行操作规程，养成良好的工作作风和工作习惯。6在整个实践环节中严格按照工厂的生产工艺要求，将“5S”工作理念融入其中，紧贴“整理、整顿、清理、清洁、素养”五大要素，让学生在学习期间就养成良好的工作习惯，使学生毕业后能更快的融入社会。23技能目标1.家庭网关设置；2. 灯光无线控制；3. 窗帘无线控制；4. 温度监控；5. 无线远程视频监控；6. 门锁控制；7. 智能背景音乐；8. 窗口报警；9. 烟雾报警监控；10. 模拟智能冰箱控制；11. 远程设置；12. 用电监测3.课程内容标准本课程标准的制定是从实际应用的角度出发，通过对物联网应用开发这一完整工作过程的学习，让学生掌握物联网相关知识的综合应用，形成对物联网的完整框架概念。因此本课程共设置了十二个教学项目，每个项目均应从知识技能等方面达到教学的标准。学习情境工作任务知识要求职业要求技能要求1相关知识1.1 家庭网关设置了解Zigbee网络能够认识和设置家庭网关正确认识控制设备正确认识传感器正确分析Zigbee网络正确认识无线路由器1.2 灯光无线控制了解传感器能够认识传感器根据光照度传感器的采样结果，对室内的灯光照明进行无线控制1.3窗帘无线控制了解Zigbee节点学会应用Zigbee协议电动窗帘内置Zigbee节点，可通过网关和控制器对窗帘进行无线控制，手动和光学自动，可通过情景模式进行综合控制1.4 温度控制认识温度传感器认识温度传感器在整个网络中的应用根据温度传感器的值，监控房间内的温度，对空调进行无线控制，控制器通过红外控制设备控制空调的开、关、制冷、制热、调温等1.5无线远程视频监控 认识无线无线WIFI IP摄像头认识无线WIFI IP将无线WIFI IP摄像头放置在智能家居区内，通过智能家居内的PC，采用远程方式来实时监控，可通过手机WIFI看视频。如有物体移动，可发图片彩信报警。1.6门锁控制认识电动门锁认识和了解电动门锁的原理查看电动门锁的状态并进行控制过程，用物联网的相关技术来实现开关门锁2、基础应用试验2.1智能背景音乐认识智能音乐背景学会设置只能音乐背景控制背景音乐的播放2.2窗口报警认识红外感应红外感应的作用通过红外感应、门磁等方式进行窗口异动报警2.3烟雾报警监控认识感应器认识感应器设置烟雾报警监控，当有烟雾产生时，通过手机短信和email报警2.4模拟智能冰箱控制了解智能冰箱了解只能冰箱的作用和原理采用模拟的智能冰箱，其内部有RFID读卡设备；模拟食物上有RFID标签，PC软件可以随时看到冰箱内的食品种类、个数、保质期等信息。可以设置食品剩余数量报警、保质期报警。在食品剩余数量或保质期达到报警值后，通过手机短信和email进行通知。配置语音系统和屏幕提示3、扩展试验3.1远程设置认识远程设置方法认识远程设置方法通过手机、电脑等对家中的环境进行远程监控的设置。3.2用电监测认识监测系统认识检测系统以空调为例，配置用电监测设备，可以24小时无线采集空调用电量到电脑。在掌握用电数据后，进行分析并降低不合理用电，以达到节能减排、绿色低碳的生活4.课程实施标准4.1课程的重点、难点本课程的重点：物联网综合应用是一门比较综合性的实训课程，通过本课程的学习考察物联网专业的学生在三年内所学的无线传感技术、Zigbee、物联网软件开发等相关课程的应用，其中物联网传感技术、Zigbee协议教难，也是本课程的重点本课程的难点：本课程的难点就在于学生对物联网相关协议的认识和理解，本身计算机网络协议就只能通过学生抽象的理解，无法给学生一个真实的环境去验证协议，物联网是对计算机网络专业的更加深入的学习与研究，所以增加了学生学习的难度。 解决办法：采用以任务为导向，基于工作过程的任务驱动教学法，根据过程项目中组成系统及其组成元器件的选型、安装、调试、和检测作为工作任务划分依据进行学习情境教学，每个学习情境下任务教学的开展，都采用以学生为中心，教师辅助指导的项目式教学方法。1任务导入：在教学过程中，由教师下达学生的学习任务，实施教学项目。在任务的确定中，要遵循由简入难的原则，不再单独分章节讲授器件，而是用到时通过学生的练习更直观的学习。2信息收集：根据学习任务收集相关资料信息。教师可指导学生以小组为单位进行自学，必要时集中讲解。教师可向学生提出几个问题引导学生自我学习。信息收集的方法主要有：教材；套件自带资料；网络课程；实训指导书；互联网；专业参考书；3计划：在教师指导下学生自己制定计划。主要内容包括： 安全操作规定；操作步骤；检测数据与分析结果记录；场地整理。4决策：对所作计划进行讨论，确定最佳方案。5实施：根据制定的计划按照步骤进行实施，在教师指导下学生以小组为单位进行，必要时教师可先演示，学生再加以练习。6总结：学习任务完成后，学生要对所完成任务的情况进行总结，每组出1名学生代表所在小组发言，教师做最后总结。主要内容为自我学习及小组学习过程、遇到的困难及解决方法、团队合作、学习成果等经验交流分享。7拓展：对学习任务相关的一些知识如新技术、与以前所完成的任务之间的关联等在学生之间展开讨论。4.2实训方法和实训手段1.实训方法本课程在教学过程中主要采用了任务驱动法、问题导学法、小组讨论式教学法、演示和讲解法等多种教学方法。（1）任务驱动法任务驱动法是以任务为导向，基于工作过程的教学法，在授课过程中采取以学生为中心的教学组织形式，倡导“以人为本”的教学思想。将理论教学与实践活动结合起来，让学生在活动中自主学习，通过活动引导学生将书本知识与实践活动相结合，以加深对知识的理解和运用。在活动中培养学生的个性，使学生的创新意识和创新能力得到充分的发挥和提高。（2）问题导学法问题导学法的中心思想就是教师在课堂教学的过程中，不直接向学生转述知识，而是组织引导学生自学求知。在这里，教师在课堂教学中的职能由传统教学中的“授”转变为“导”；学生在课堂学习中的学习活动由传统的“接受”转变为“自学”。而这与“生本教育”的“要以学生为本，以生命为本，以生动为本，以生长为本”思想不谋而合。（3）小组讨论式教学法小组讨论式教学法则是以学生为主体将学生分成若干个小组，通过主讲教师的刻意引导，来充分发挥交流互动的作用，开展主题研讨，提高学生的学习兴趣，让学生产生学习的内在动力，使同学们主动参与、积极活动，通过相互提问、随机选定发言等形式在教学中创设有思考价值的问题情境，引导学生思维方向，激发认知动力。（4）演示和讲解法演示和讲解法就是借助实物来进行的边演示、边讲解的教学方法。对具有很高的抽象程度和复杂性及表面不易看透的工作原理内容，通过实物、课件、仿真软件等一些辅助手段补充信息源，通过感观刺激传递直观信息。2.实训手段本课程在教学过程中主要采用了实物教学、多媒体教学、软件模拟教学和网络教学等多种教学手段。（1）实物教学：将与本课程相关的各种工具、仪器仪表、元器件等实用物品一一为学生陈列出来，并让学生自己亲自动手操作，通过学生的亲身体验使学生能够将理论知识与实际相结合，加深学生的映象。（2）多媒体教学：利用计算机作为辅助教学手段，在教室或实验室设立了投影仪和大屏幕，通过图表绘画等资料显示，使学生能够获得大量直观、生动、形象的信息，将书本上干巴巴的文字描述用情景的模式反映出来，加深学生的认识。 （3）软件模拟教学：利用模拟软件先让学生在计算机上进行一个过程的操作，得到验证以后在利用实训的设备进行实物的操作。（4）网络教学：每位教师在学期初就确定与班级学生的联系方式，其中包括建立QQ群，公共信箱等。教师能够在网上与学生及时沟通、交流，这不仅是促进师生互动的一种手段，同时也能使学生的问题及时得到解决。4.3教学内容学习情境工作任务教学内容教学步骤及方法学时安排1、相关1.1 家庭网关设置正确认识控制设备正确认识传感器正确分析Zigbee网络正确认识无线路由器正确认识控制设备正确认识传感器正确分析Zigbee网络正确认识无线路由器441.2 灯光无线控制根据光照度传感器的采样结果，室内的灯光照明进行无线控制根据光照度传感器的采样结果，室内的灯光照明进行无线控制441.3窗帘无线控制电动窗帘内置Zigbee节点，可通过网关和控制器对窗帘进行无线控制，手动和光学自动，可通过情景模式进行综合控制电动窗帘内置Zigbee节点，可通过网关和控制器对窗帘进行无线控制，手动和光学自动，可通过情景模式进行综合控制441.4 温度控制根据温度传感器的值，监控房间内的温度，对空调进行无线控制，控制器通过红外控制设备控制空调的开、关、制冷、制热、调温等根据温度传感器的值，监控房间内的温度，对空调进行无线控制，控制器通过红外控制设备控制空调的开、关、制冷、制热、调温等441.5无线远程视频监控 将无线WIFI IP摄像头放置在智能家居区内，通过智能家居内的PC，采用远程方式来实时监控，可通过手机WIFI看视频。如有物体移动，可发图片彩信报警将无线WIFI IP摄像头放置在智能家居区内，通过智能家居内的PC，采用远程方式来实时监控，可通过手机WIFI看视频。如有物体移动，可发图片彩信报警441.6门锁控制查看电动门锁的状态并进行控制过程，用物联网的相关技术来实现开关门锁查看电动门锁的状态并进行控制过程，用物联网的相关技术来实现开关门锁442、基础应用试验2.1智能背景音乐控制背景音乐的播放控制背景音乐的播放442.2窗口报警通过红外感应、门磁等方式进行窗口异动报警通过红外感应、门磁等方式进行窗口异动报警442.3烟雾报警监控设置烟雾报警监控，当有烟雾产生时，通过手机短信和email报警设置烟雾报警监控，当有烟雾产生时，通过手机短信和email报警442.4模拟智能冰箱控制采用模拟的智能冰箱，其内部有RFID读卡设备；模拟食物上有RFID标签，PC软件可以随时看到冰箱内的食品种类、个数、保质期等信息。可以设置食品剩余数量报警、保质期报警。在食品剩余数量或保质期达到报警值后，通过手机短信和email进行通知。配置语音系统和屏幕提示采用模拟的智能冰箱，其内部有RFID读卡设备；模拟食物上有RFID标签，PC软件可以随时看到冰箱内的食品种类、个数、保质期等信息。可以设置食品剩余数量报警、保质期报警。在食品剩余数量或保质期达到报警值后，通过手机短信和email进行通知。配置语音系统和屏幕提示443、扩展试验3.1远程设置通过手机、电脑等对家中的环境进行远程监控的设置。通过手机、电脑等对家中的环境进行远程监控的设置。443.2用电监测以空调为例，配置用电监测设备，可以24小时无线采集空调用电量到电脑。在掌握用电数据后，进行分析并降低不合理用电，以达到节能减排、绿色低碳的生活以空调为例，配置用电监测设备，可以24小时无线采集空调用电量到电脑。在掌握用电数据后，进行分析并降低不合理用电，以达到节能减排、绿色低碳的生活22机动2合计48学时5课程考核标准5.1考核内容及标准学习情景工作任务考核内容及分值考核标准及评分考核方式1、相关知识1.1 家庭网关设置正确认识控制设备（2分）正确认识传感器（2分）正确分析Zigbee网络（2分）正确认识无线路由器（2分）81前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告1.2 灯光无线控制根据光照度传感器的采样结果，对室内的灯光照明进行无线控制（10分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告1.3窗帘无线控制电动窗帘内置Zigbee节点可通过网关和控制器对窗帘进行无线控制，手动和光学自动， 可通过情景模式进行综合控制（10分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告1.4 温度控制根据温度传感器的值，监控房间内的温度，对空调进行无线控制，控制器通过红外控制设备控制空调的开、关、制冷、制热、调温等（10分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告1.5无线远程视频监控 将无线WIFI IP摄像头放置在智能家居区内，通过智能家居内的PC，采用远程方式来实时监控，可通过手机WIFI看视频。（10分）如有物体移动，可发图片彩信报警。1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告1.6门锁控制查看电动门锁的状态并进行控制过程，用物联网的相关技术来实现开关门锁（10分）1前1道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告2、基础试验21智能背景音乐控制背景音乐的播放（5分）学生只要能够按照试验任务，作出音乐背景，并且能够播放就可以得分过程+实训报告2.2窗口报警通过红外感应、门磁等方式进行窗口异动报警（5分）1前1道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告2.3烟雾报警监控设置烟雾报警监控，当有烟雾产生时，通过手机短信和email报警（5分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告2.4模拟智能冰箱控制采用模拟的智能冰箱，其内部有RFID读卡设备；模拟食物上有RFID标签，PC软件可以随时看到冰箱内的食品种类、个数、保质期等信息。可以设置食品剩余数量报警、保质期报警。在食品剩余数量或保质期达到报警值后，通过手机短信和email进行通知。配置语音系统和屏幕提示（10分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告3、扩展试验3.1远程设置通过手机、电脑等对家中的环境进行远程监控的设置。（5分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核对学生对任务的操作情况，根据实际情况打分。过程+实训报告3.2用电监测以空调为例，配置用电监测设备，可以24小时无线采集空调用电量到电脑。在掌握用电数据后，进行分析并降低不合理用电，以达到节能减排、绿色低碳的生活（12分）1前三道是基本概念的任务，学生只要能够明白基本的原理即可以得满分2、后面的几道题是应用性的题目，需要教师核