物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。随着物联网技术和产业的发展,以及第四次工业革命的加速到来,物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”。具有巨大的经济效益和社会效益。
随着国家对物联网产业的重视,物联网相关人才的培养显得日益紧迫。物联网创新实验室的建设对于提高学生综合素质、促进学生就业,改善物联网研究环境、提升科研实力等方面具有重要意义。
实验、实训、创新、科研相结合,学校、老师、学生、企业有机整体,校企合作,满足学校需求,共建一流实验室。
(1) 建立完善的物联网知识体系,根据专业的物联网知识图谱搭建物联网实验室软、硬件环境,学生将课堂知识点与对应实践项目课题对接,通过创新实验室实现“学生”到“工程师”的人才角色培养,实现“作品”到“产品”的转化,达到创新能力的锻炼与培养。
(2) 采用引导式的实验课程体系,引导团队的组建、协作与分享,按项目技能知识点、团队协作难易度设计实验内容,强化学生工作角色能力和岗位职业素质,以提升学生的学习兴趣和成就感,激发学生的创新思维和意识。
(3) 学校可以安排教师到企业考察学习,企业可以安排行业专家、工程师到学校,给予学生相关技术指导。学生与企业和其他学校可无缝对接,实时交流互通,知识共享。
(4) 通过企业搭建的优质平台资源,广泛开展创新创业实践活动,通过举办竞赛、讲座、论坛和模拟实践等多种方式,丰富学生的创新创业知识和体验,提升学生的创新精神与能力。
物联网创新实验室以物联网技术为核心,兼顾当前流行技术的发展趋势,注重各技术之间的融合与灵活应用,理论联系实验,实验联系应用项目,既可满足日常教学要求,同时注重创新实验及项目实践,能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。
物联网创新实验室集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体,可作为多个学科的实训基地。具有如下特色:
(1)兴趣为向导,零门槛入门:以最前沿的应用技术为课题引出教学,跟上时代步伐,解决为何而学。
(2)培养学习及动手能力:学习内容体现企业研发过程,包括背景、需求、软硬件设计、编码、测试、生产等环节,过程中会遇到大量问题需要自己或协作解决。
(3)建立系统架构意识:每一个实验项目都有专门章节,结合了需求、成本、应用环境(供电、通信)等因素,详述系统架构及技术路线,熟悉系统架构,为学习进阶指明道路。
(4)用模块化的设计模式,可根据实际需求选配各种模块组建实训环境。
(5)扩展性与灵活性。各模块化的产品提供可融合的开放接口,各模块设备间可灵活组合,可根据独特的设计及应用,融合各种技术,进行创新教学与实验,以及综合性的应用。
我们拟将实训室划分为两个部分,创新实验室和基础实验室。
基础实验室包含教师教学区、学生实验区;创新实验室包含创新创意设计开发区、测试维护工作区、应用演示区、作品展示区。通过区域规划,能将教学与实训、创新与应用很好地融合在一起,既能方便教师教学,又有利于学生进行独立实验,以及学生间的分组创新实验,同时又使得学生能够了解物联网的实际应用,以及物联网的相关产品。
2.1教师教学区
该区域供教师进行教学演示使用,提供物联网实训操作台,面向学生摆放,以大屏幕投影的方式,清晰地展现教师教学过程。
2.2学生实验区
作为学生基础知识学习及能力培养区域,包含开发板、实验箱等,完成上课学习、实验及项目训练,集中式授课、讨论区。
2.3创新创意设计开发区
包括STM32智能车、STM32四轴飞行器、Led旋转套件、光立方套件、蓝牙台灯套件、蓝牙音箱套件、STM32桌面监测仪等。
2.4物联网行业应用演示区
包括智能家居、智慧农业、智能交通、冷链物流等典型物联网行业应用系统沙盘,表现形式可以以展板形式,让学生了解物联网相关应用的系统架构;也可以以沙盘、体验间的形式,既可以满足智慧展示、实验、实训、科研等多种需要,也可以成为智慧校园元素的一部分。
智能家居体验
智慧农业沙盘
智能交通沙盘
2.5测试与维护工作区
配备常用测量仪器仪表,提供焊接工具、维护工具,用于实验室内的产品开发、测试等相关内容。
2.6作品展示与储物区
需要配备一个展示架,作为优秀作品展示展览功能区,同时可作为电子开发套件,备品备件库、和耗材存放区域。
2.7展板形式(以农业为例):
【教学套件】
(一)电子创意套件
(二)单片机实验箱
具有基本的串口通信、数码管、流水灯、温度采集、液晶显示以及开关量控制和蜂鸣器驱动,提供多种
(三)51单片机创意套件
(四)STM32创意套件
(三)窄带物联网实训套件
包含1套NBIOT开发套件、2个LORA节点、1个LORA网关、1套传感器、1套配件。
(四)物联网综合实验箱