《无线传感器网络》实验课程教学改革探析

1、无线传感器网络实验课程教学改革探析无线传感器网络试验课程教学改革探析2457202132-0058-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2021.32.024A Probe into the Teaching Reform of the Experimental Course of Wireless Sensor NetworksLIU Wei1 LIU Ya-rong1 LI Zhuo1 XU Dan-tong21.School of Information Science and Engineering， Guilin University of Techno

2、logy， Guilin Guangxi 541006， China;2.School of Art， Guilin University of Technology， Guilin Guangxi 541006， China【Abstract】With the rapid development of Internet of things technology， Wireless Sensor Network WSN， which is a compulsory course for undergraduate students majoring in the Internet of thi

3、ngs， is becoming more and more important. Wireless Sensor NetworkWSNis a complex interdisciplinary subject， involving computer， microelectronics， sensor， network， communication， signal processing and many other disciplines and fields. If its teaching content only depends on the teacher to explain th

4、e theoretical course in the classroom， it is very difficult for students to understand and accept the knowledge of this subject， which cannot arouse students' interest in learning. Therefore， the wireless sensor experiment course is an important part of its teaching content. This manuscript anal

5、yzes and discusses the teaching of wireless sensor network experiment course， and puts forward some views and suggestions. To strengthen students' understanding and practical ability of curriculum theory in order to improve the teaching effect of Wireless Sensor Network.【Key words】Wireless Senso

6、r Network;Teaching reform;Experimental teaching;Classroom teaching0 前言當前随着物联网产业的快速进展，社会上对物联网工程专业的人才需求量日益加大。无线传感器网络作为物联网技术的重要组成部分，也是物联网工程专业的必修课程。无线传感器网络是由大量分布式节点组成的面向任务型自组织网络1，融合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线通信技术以及分布式处理技术等多个技术领域，主要应用在一些人们力所不能及的领域，如战场，环境监测等。通过无线的传输形式将传感器感知到的数据进行简洁处理后传给网关或外部网络。无线传感器分为理论课和试验课两方面，由于在

7、教学上所涉及理论内容特别冗杂，单纯的讲解使学生理解和接受有很大的难度，所以试验课程是其教学的重要组成部分，使学生通过自己动手实践，加深对所学理论学问的理解。本文就通过试验器材的选用，试验内容的选择，接受的试验教学模式，和成果的评定等几方面内容对无线传感器网络的试验教学提出几点试验教学的改革措施，以提高试验的教学效果。1 无线传感器网络课程教学目前存在的问题1.1 理论课程教学内容与试验课程教学分别无线传感器网络课程的教学分为理论课程和试验课程两个方面，如今高校的教学模式是理论课与试验课分别由不同的教师进行教学，理论课程的老师只负责理论课程的教学，试验课程的教师只负责试验课程的教学。这样就会出现

8、理论课的教学内容与试验课的教学内容相分别，而且无线传感器网络是一门冗杂的交叉学科涉及计算机、传感器、信号与系统等多方面的内容，使学生不能完全地理解，很难消化，达不到相应的教学目标。在进行试验课程的教学时，试验课程的授课教师大多是应用试验配套软件和试验设备进行相应的演示或验证明验，使学生不能将所学的理论学问与相应的实践应用相联系，无法加深对理论学问的理解，对所做试验的目的也不明确。 1.2 试验课教学方式陈旧，内容单一在试验课程的教学上，相应的教学内容多年不变没有创新，大多是由相应的试验课教师带着学生应用相应的配套试验设备和软件进行相应的演示或验证明验。由教师给出相应的试验步骤和思路，对所涉及的

9、理论学问进行验证，这种教学方式缺乏对所涉及理论学问进行具体的说明和讲解，达不到相应的试验目标，使得学生做试验的主动性不高。另外，缺乏相应的综合性试验、开放性试验 ，没有拉开试验内容的层次，无法调动学生的制造主动性和挑战性。1.3 试验配套设备部完善，跟不上新技术的进展无线传感器网络是一门前沿技术学科，由于物联网技术的快速进展，新的技术和设备不断涌现和更新，试验室的试验环境应当跟上技术的进步，在试验内容和器材上不断更新。但是如今无线传感器网络的试验教学设备大多还是应用配备单一的物联网试验教学平台的软件和硬件进行教学。试验设施和器材品种单一、更新替代慢，试验内容简洁枯燥，跟不上最新技术的进展。在这

10、样的状况下，使得学生就业时不具备专业优势，以至于在参与工作之后不能将所学的学问直接应用在工作上，还要经过长时间的刻苦学习和适应，与最新的技术相连接。1.4 考核方式简洁，没有表达出层次性无线传感器网络课程内容十分广泛，是计算机网络、无线通信、传感器应用以及嵌入式设备等诸多课程综合在一起的交叉性学科2。作为工程性、实践性很强的课程，单纯的课堂教学和考核远远不能到达教学目的，要到达传授活学问、活技能、活思想的教学目标，需要依托优良的试验环境，通过完善的试验体系设计，使学生把握和理解无线传感器网络原理、协议等理论学问，并能够进行无线传感器网络的应用治理设计和开发3-5。但是大多数高校对无线传感器网络

11、课程的考核还局限在对理论学问的笔试考核，考试内容和重点多年不变，试题库多年不更新。学生只要通过对理论学问的内容进行死记硬背就能轻松通过考试，拉不开考核层次，缺乏对学生实践动手能力的考核，更是造成学生对实践动手能力的轻视，上试验课更加不用心。2 解决方法2.1 丰富理论课教学内容2.1.1 扩展教学内容，与实践相联系无线传感器网络是一门物联网学生所必修的专业课，也是一门与专业实践联系特别紧密的课程，所涉及多个学科的技术应用。所以在传授相关理论学问的同时，在课堂上也要把所涉及的相关仪器和试验环境引入到课堂教学，对相关技术进行操作和演示，给学生以直观的印象。通过理论内容和动手实践相结合，使学生对教师

12、讲解的内容理解的更加深入透彻，加强了课堂的教学效果。在演示的教学内容上，理论课教师也要准时地与试验课教师多沟通，不断地对相关内容进行更新，幸免课堂内容多年陈旧不变，枯燥乏味。2.1.2 教学内容要与学生日后生活和工作相联系无线传感器网络也是一门前沿学科，随着物联网技术的不断兴起和应用，它已经深入到我们日常生活的方方面面。所以授课教师在进行基础理论教学的同时也要准时了解物联网技术进展的最新成果，紧跟技术进展的前沿动态，进行科学讨论。把自己的科研方向和科研思路适时地传递给学生，培育学生的科研思维，做学生科研路上的领路人，引导有兴趣的学生加入自己的科研小组，为学生日后走上工作岗位以后，进行相关讨论和

13、学习打下坚实的基础。2.2 大力加强试验室建设，改良试验内容要大力加强物联网专业试验室的建设，跟上物联网最近技术的进展成果，不断地增加及更新试验室的试验设备，对学生所学的内容进行准时更新。对无线传感器网络的试验课内容，也要依据新技术和设备进行准时更新，同時也要与我们的日常生活相联系，增添学生的学习兴趣。将试验分成基础性试验、综合性试验以及制造性试验。把学生分成若干个项目小组，每个小组负责一个制造性试验项目进行讨论。也要依据物联网专业学生的需要，与多家与专业技术相关单位进行沟通合作，引导学生进行实习和现场实践，加强学生在思想上对实践课的重要性的认识。2.3 考核方式多样化对无线传感器网络进行课程考核，不应当仅仅局限于对理论内容进行笔试的单一形式。应当分出层次将试验课和课程实习的成果根据比例添加进来。依据学生的实际状况，布置出若干加分题目，提高学生的专业水平。也可以支配学生对自己负责讨论的小课题举办一个课题辩论会，让学生对自己的设计方法和设计思路进行讲解，同时对设计成果进行展示。对自己在讨论设计过程中遇到的问题和解决方法与教师进行准时的沟通，这对学生来说是独一无二的学习经受，体验到胜利的欢乐与自豪，将大大