《物联网设计与创新》教学大纲

《物联网设计与创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：08170091课程性质：专业创新课学分：2学分学时：32学时（理论16学时，实践16学时）先修课程：大学生创新基础、创新思维训练、嵌入式系统原理及应用、C程序设计、传感器原理与应用后续课程：无适用专业：物联网工程开课单位：计算机科学与技术学院一、课程说明本课程是物联网工程专业本科学生的专业创新必修课，同时适合弱电类相近专业。通过模块化教学，注重物联网知识的综合应用，让学生“在解决问题中学习”，使学生全面掌握物联网四个领域的技术原理和应用，对物联网的应用有较为全面的认识，使学生具备运用物联网技术与各种现实环境结合，提高工作效率的能力，最终培养能够运用物联网技术进行综合创新的复合型人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：使学生了解物联网行业的基础知识，熟悉物联网开发主流技术，掌握物联网开发创新技术，为成为复合型人才打下坚实的基础。课程目标2：使学生掌握物联网系统创新设计和开发的基本知识，通过实际项目提高解决问题的能力。通过训练，锻炼学生的科研能力、写作能力、创新能力和创新意识。课程目标3：培养学生对于现代化开发工具、主流物联网平台熟练应用和综合创新能力，提高综合创新素质，增强学生对我国物联网技术发展责任感。三、课程目标与毕业要求《物联网设计与创新》课程教学目标对物联网工程专业毕业要求的支撑见下表。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度4.研究4.1能够基于科学原理，运用文献研究等相关方法，调研和分析物联网领域复杂工程问题的解决方案。课程目标1：使学生了解物联网行业的基础知识，熟悉物联网开发主流技术，掌握物联网开发创新技术，为成为复合型人才打下坚实的基础。H5.使用现代工具5.3能够针对特定的复杂工程问题，开发或选用满足特定需求的现代工具，完成工程问题的模拟与预测，并能够分析其局限性。课程目标2：使学生掌握物联网系统创新设计和开发的基本知识，通过实际项目提高解决问题的能力。通过训练，锻炼学生的科研能力、写作能力、创新能力和创新意识。M9.个人与团队9.2能够在团队中担任负责人，具有组织和协调团队开展工作的能力，并有效实现目标。课程目标3：培养学生对于现代化开发工具、主流物联网平台熟练应用和综合创新能力，提高综合创新素质。M11.项目管理11.2能够在多学科背景下，把工程管理、经济决策方法应用于物联网系统项目的开发、设计与实践过程中。课程目标3：培养学生对于现代化开发工具、主流物联网平台熟练应用和综合创新能力，提高综合创新素质。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见下表。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实践学时对应的课程目标模块一：标签的魔力（RFID的应用）教学要求：使学生熟悉RFID原理，掌握RFID应用及创新方法。重点:RFID原理和RFID应用方法。难点:RFID创新方法。441，2，3模块二：待感知的世界（传感器与传感网络）教学要求：使学生熟悉传感器和传感网络原理，掌握传感器和传感网络应用及创新方法。重点:传感器和传感网络原理和应用方法。难点:传感器和传感网络原理和应用方法。441，2，3模块三：云深也知处（物联网与云平台的结合）教学要求：使学生熟悉物联网云平台原理，掌握物联网云平台应用及创新方法。重点:物联网云平台原理和应用方法。难点:物联网云平台创新方法。441、2，3模块四：运动中感知（小车机器人应用）教学要求：使学生熟悉小车机器人原理，掌握小车机器人应用及创新方法。重点:小车机器人应用方法。难点:小车机器人创新方法。441，2，3合计16162.实践部分实践部分的教学内容、基本要求与学时分配见下表。表3实践项目、实践内容与学时实践项目实践内容和要求实践学时对应的课程目标模块一：标签的魔力（RFID的应用）实践内容：设计基于RFID技术的物联网应用系统，针对功能进行创新。实践要求：应用系统完整，体现创新方法设计。41，2，3模块二：待感知的世界（传感器与传感网络）实践内容：设计基于感知技术的物联网应用系统，针对功能进行创新。实践要求：应用系统完整，体现创新方法设计。41，2，3模块三：云深也知处（物联网与云平台的结合）实践内容：设计基于物联网平台的应用系统，针对功能进行创新。实践要求：应用系统完整，体现创新方法设计。41，2，3模块四：运动中感知（小车机器人应用）实践内容：设计基于小车机器人的应用系统，针对功能进行创新。实践要求：应用系统完整，体现创新方法设计。41，2，3合计16五、教学方法及手段本课程以物联网设计与创新为核心，以项目为驱动，以教师引导为原则，以学生自我创新为主线，结合讨论、调研案例和视频资源共享等教学手段完成对学生综合创新能力的培养。六、课程资源推荐教材程志强,李文亮.物联网创新项目开发与实践(嵌入式篇)[M].北京:清华大学出版社.2020.程志强,李文亮.物联网创新项目开发与实践(嵌入式篇)[M].北京:清华大学出版社.2020.支丽平.物联网产业专利数据挖掘与企业技术创新研究[M].北京：科学技术文献出版社.2021.参考书彭杰纲.传感器原理及应用（第2版）[M].北京:电子工业出版社.2022．范茂军.物联网与传感器技术[M].北京:机械工业出版社.2021．宁焕生.RFID与物联网射频、中间件、解析与服务[M].北京:电子工业出版社,2017.期刊胡飞虎,郭建文,吴阿丹等.基于Python的生态监测物联网数据自动采汇中间件应用研究[J].遥感技术与应用.2020,35(02):478-483.宋璐,左小磊,李敏.柔性可穿戴传感器及其应用研究[J].物联网应用,2022,50(11):12-24.汤明珍,任建宁,伍丽青,等.移动式空气质量传感器的研究与应用进展[J].环境科学研究,2022,35(4):8-22.武晓钊.物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望[J].中国流通经济编辑部,2021(2011-6):36-39.ZaidiSYA,ShahMA,KhattakHA,etal.AnAttribute-BasedAccessControlforIoTUsingBlockchainandSmartContracts[J].Sustainability,2021,45(1):45-56.网络资源（1）网易公开课.创新思维与现代设计[EB/OL]./newview/movie/free?pid=HHFSLP85Q&mid=EHFSLPALD,2022-03-1/2022-6-7.（2）网易公开课.机器学习[EB/OL]./newview/movie/free?pid=IEU2H8NIJ&mid=VEU2H8NKA,2022-03-1/2022-6-7.（3）网易公开课.机器视觉导论[EB/OL]./newview/movie/free?pid=BGV0G316O&mid=UGV0G337L,2022-03-1/2022-6-7.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由课堂表现、分组任务、作业和设计创新等过程性考核成绩构成，具体考核评价细则及对课程目标的支撑关系见下表。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程考核课堂表现10（1）根据课堂考勤、课堂回答问题和小组讨论等情况进行考核，满分100分。（2）以课堂表现成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√343作业评价15（1）主要考核学生对模块知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业评价成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√555课内实践25（1）根据每个实践的实践情况和实践报告质量单独评分；（2）取各次实践成绩的平均值作为此环节的最终成绩。√√√8107期末考核50（1）期末大作业考试卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要通过创新设计考核学生对物联网设计与创新方法掌握程度。（3）考试题型为：设计题。√√√20255合计：100分364420八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、课内实践、期末大作业考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末大作业考试成绩为100分（权重50%），试题类型为设计题，主要通过物联网相关的创新设计考核学生对各模块设计与创新方法掌握程度。课堂表现、作业、课内实践等过程性评价成绩为100分（权重50%）。过程性评价和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见下表。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20上课全勤，积极参加互动，学习认真，态度端正，遵守纪律上课基本全勤，参加互动较为较为积极，学习认真、态度端正，遵守纪律上课全勤率一般，参加互动一般，遵守纪律，学习态度良好上课全勤率较低，参加互动不积极，学习态度一般上课全勤率较差，很少参加互动，学习纪律较差作业30作业完整，基础知识掌握程度好，准确率大于90%作业完整，基础知识掌握程度好，准确率大