教育部产学合作协同育人项目教学内容与课程体系改革项目申报书模板（新工科背景下无线传感器网络课程教学改革与实践）.docx

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1、2022年软件科技有限公司教育部产学合作协同育人项目申请书项目名称：新工科背景下无线传感器网络课程教学改革与实践负责人：联系电话：工作邮箱：学校名称：通信地址：申请时间：二C）二二年五月制填表说明1 .申报资格：(1)全日制本科高校在职教师或在校学生；(2)原则上不接受之前已获得过同类项目资助的重复 申报。2 .有关项目内容、具体要求和说明请参考项目申报指南。3 .项目负责人填写的内容由所在单位负责审核，所填内 容必须真实、可靠。4 .申请书由项目负责人填写并手写签名，报送所在高校 主管部门审查、签署意见并盖章后，将扫描文件上传到项目 平台 (http：/cxhz. hep. com. cn)

2、 o项 S 概 况项目名称新工科背景下无线传感器网络课程教学改革与实践项目类型 （单选） 新工科、新医科、新农科、新文科建设项目0教学内容与课程体系改革项目 师资培训项目口实践条件和实践基地建设项目 创新创业教育改革项目 创新创业联合基金项目起止年月2022年7月-2024年7月项 目 负 责 人姓名性别女出生年月1987-05职务/职称讲师最终学位硕士所在学校及院系邮政编码电话1教学研究 工作情况 （限3项）起止时间项目名称项目级别2019. 6-2020.6新工科背景下大学生创新创业教育改革与研 究省部级2019. 11-2021. 11物联网工程实验课程体系建设与实践教学研 究院级目要员

3、不项负。人 项主成 含目责姓名职称主要任务签名副教授课程实践教学改革与资源建设副教授课程实验平台建设讲师课程教材资源建设助教项目实施中资料的收集整理项目相关背景和基础介绍新工科建设号角的吹响，指明了现阶段工科类课程教学改革的目标和方向。太原 工业学院是一所以工为主的应用型本科院校，为山西省高校新工科建设联盟7所理事 单位之一，坚持质量优先的工程教育改革，统筹考虑“新的工科专业、工科的新要求”， 打造系统完整、科学有效的教学质量保障体系。无线传感器网络是近来备受关注的、多学科交叉、理论与实践并重的前沿技术研 究领域。它融合了传感器技术、嵌入式技术、通信原理等学科，通过各种各样的传感 器实时监控、

4、感知和采集周围环境和被检测对象的信息，通过无线方式发送给协调器， 然后以自组织多跳的网络方式发送给客户端，实现物与物之间、物与人之间的互通互联，把信息的采集、分析、传送与处理融合为一体，从而将传感器、通信原理和分步 式信息处理等技术的融会贯通。无线传感器网络作为一门典型的多学科交叉课程，具有特色鲜明的应用性， 但现有教学模式忽视社会需求和能力培养，在课程内容优化、实践教学强化、教学资 源建设、教学方法改革和信息技术应用等诸多方面存在不足，迫切需要革新。针对物 联网专业，电子工程系已专门建立了物联网基础实验室、物联网实训室，为项目的完 成提供了硬件支撑，为推进实践教学改革奠定基础。目前已有实验设

5、备：物联网综合 实训台、物联网综合实验箱、物联网传感器创新实验平台、RFlD实验箱、物联网模块 化教学科研平台、物联网智慧医疗养老实训系统、物联网多路视频监控实训系统、物 联网智能家居实训系统、物联网大数据云联系统。依托这些实验设备完成“无线传感 器网络”课程实验教学和开放性实验项目以及相关学科竞赛、毕业设计等实践环节。项目研究人员都是专业学科建设和教学过程的直接组织者、参与者，多年来一直 从事教学研究，始终工作在教学第一线，经历过教学评估和独立设置评估，亲历过专 业建设和人才培养的全过程，具有丰富教学实践经验，为项目的开展和顺利完成奠定 坚实基础。项目的特色和亮点本项目采取整体优化的方法，逐

6、步递进、不断探索与实践，注重学生能力提升，优 化无线传感器网络课程内容与实践教学体系，通过优化理论课程教学内容、改进教学方 法、强化实践环节、完善考核方式、制作教学讲义及课件等，达到提高学生的实践动手 能力、工程应用能力及创新能力的目的。研究“无线传感器网络”课程相关的实验教学情况，结合无线传感技术发展新 趋势，合理取舍、去粗取精，整合优化理论与实践环节教学内容，将学科竞赛与实践相 结合，对历届物联网大赛获奖参赛作品进行总结凝练，拓宽实践教学素材范围，编写并 完善理论与实践教学大纲；鼓励教师科研的反哺教学，将科研内容进行转化，凝练创新性、开放性实验；依托物联网实验箱，拓展实验手段，利用实验箱与

7、实训台开发实验；项目建设目标总体思路：明确“面向实际应用，注重学以致用，以练促教，提高应用型人才创新能力”的指 导思想，树立“教学促进实践，实践反哺教学”的育人理念，以突出实践创新能力、科 学研究能力培养为核心，通过多渠道的实践训练，强化理论知识与应用创新能力深度融 合，实现“学中做、做中学；真学、真做；理实一体“，提高实践教学水平和人才培养 质量，实现人才培养和社会需求的紧密对接。建设目标：在全面优化理论教学内容的前提下，依托昆山美丽软件科技有限公司优秀工程师和 本项目组成员，构建突出能力导向的无线传感器网络课程教学体系，实现学生“打好专 业基础一增强应用能力一提升专业综合训练能力”的目标，

8、使学生获得更宽厚扎实的无 线传感器网络基本理论和分析方法，使理论与实践教学内容更加新颖、强化学生的基本 技能和综合素质，培养动手能力，提高创新意识，注重能力培养与工程应用，培养具有 创新意识的应用型工程技术人才，使学生能够尽快地适应社会。项目建设内容和实施路径项目建设内容和实施路径如下：（一）优化理论课程教学内容（1）在绪论课中以专题的形式讲述无线传感器网络在工农业生产、环境监测、国 防建设、科学研究以及日常生活中的大量应用实例让同学们树立起“无线网络无处不 在“、“本门课非常有用”的观念，并因此产生“我要学好这一门课”的强烈愿望。（2）补充新型传感器的内容近年来，随着传感器技术、微电子技术和

9、计算机技术的飞速发展，各种新型传感器 不断涌现，并得到了广泛应用。及时补充一些新型传感器的内容，对于学生了解和掌握 无线传感器技术的发展趋势和最新进展，拓展就业范围都是大有好处的。（3）将无线传感器网络设计实例带进课堂为了进一步培养学生从系统的角度和应用的角度看问题，提高学生理论联系实际的 水平、分析解决实际问题的能力，搜集整理一些与无线传感器网络相关的设计，并补充 到相应的章节中，激发学生的学习兴趣，提高教学效果和教学质量。（二）改进教学方法针对“无线传感器网络”课程面向工程实践应用的特点，只有增强学生的参与意识 才能调动学生的学习兴趣与学习自觉性。教学过程中，采用递进式立体教学方法，改变

10、以教师为中心的教学方式，重视课堂交流，调动学生的学习热情和积极性。递进式教学 主要分为以下三大阶段：（1）以教师引导为主的初级阶段在该阶段中，以教师的教授为主，重点解决学生“为什么学”、“学什么”和“怎 么学”的问题，教授学生具体的学习方法，建立他们的学习自信。该阶段的教学主要内 容包括：无线传感器网络基本知识的引入、IAR集成开发环境。（2）引入初级项目化作业的中级阶段教学中级阶段中，教师逐渐摆脱主导地位，学习中逐步突出学生的主体作用，教学 内容向科学发展和工程应用类逐步扩展，并通过初级项目化作业的引入，锻炼学生“发 现问题”和“分析问题”的能力。该阶段的教学主要内容包括：CC2530开发板

11、硬件资 源、Zigbee无线传感器网络入门及提高。（3）完成综合式项目化作业的高级阶段在此阶段中，课堂时间主要用于测试、讨论和解惑，学生需高度调动其学习主动性， 并在教师指导下完成给定的或自创的综合类项目作业。该阶段的重点在于进一步锻炼学 生的自学能力，培养学生系统观的思想，培养他们“解决问题”的能力以及工程应用能 力。该阶段的学习内容为Zigbee无线传感器网络管理及综合实战。具体可通过下面几方面来调动学生的学习热情：（1）实物展示当讲到某种具体的无线传感器网络设计时，给学生展示相应的设备，这样可以让学 生对该网络设计有个直观的认识，印象能更深刻。（2）发挥多媒体课件的作用生动的电子教案是提

12、高课堂教学、激发学生学习兴趣的关键所在。要充分利用声音、 图像、视频和动画等多种形式进行互动教学，对于“无线传感器网络”课程，传感器网 络设计的原理都是教学的重点及重要考核内容，所以对于这部分，可以借助Flash动 画把传感器网络设计的原理生动形象地展示出来，使抽象的概念得到形象的解释。（3）重视无线传感器网络应用部分的教学在以往的课堂教学中，教师总是强调传感器网络设计的原理，而将应用部分一带而 过，甚至当学时安排紧张时，完全忽略掉。很多学生学完这门课，甚至不清楚传感器网 络的用途，这样的教学不可能达到该课程教学的目的。对于应用部分，结合多媒体课件 详细讲解，从而使学生将理论知识与实际应用联系

13、起来。（三）强化实践环节1、将验证性实验转变成综合设计性实验。通过添加内容、变更实验目的、调整实 验步骤、更改实验类型，或者重新设计实验方案等方式以将传统的验证性实验转变成综 合性或者设计性实验。2、加强无线传感器网络实训环节，整个教学模式阐述如下：（1）教师向学生详细讲解此实训环节所用到无线传感器网络相关理论及相关实验 设备使用方法。（2）学生们被分成若干组做实训I。为确保每个学生完成一些功能模块，要求每个 模块由指定学生负责，并在随后的教学过程中详细讨论每个部分，包括设计要求，工作 原理，设备需求，以及核心知识点。因此，每个学生都有一个任务和目标。相互配合、 完成实训的学生可以得到实训的基

14、本分数。（3）进行阶段性学习成果展示和交流，并进行系统联调，形成相关文档。当学生 需要帮助时，教师及时指导帮助学生找到问题的关键，实现师生之间的良好互动，提高 实践教学效果，激发学生对专业课程学习的热情。（4）进行实训总结，汇报系统设计和实现方案。实训环节体现了对WSN知识的综合应用与融汇贯通。在实训中，教师按照软件工程 的方法一步步指导学生进行系统概要设计、详细设计直至系统调试完成。不仅可以让学 生学习到科研的思想与方法，提高科研能力，而且使学生具备了开发一个小型项目的经 验。该方式改变了 “教师授课+学生验证”的传授式教学模式，而是采用“教师导学+ 学生自学+合作研讨”的研究型教学模式，以

15、达到培养应用型人才的目标。（四）完善考核方式为注重学生能力培养，对该门课程的成绩评定也做了相应的改革：降低期末考试成 绩比例，融入过程考核。该课程总评成绩二平时成绩40%+期末考试成绩*60乐 主 要依据以下几个方面：（1）期末考试成绩：期末理论考试采用闭卷形式，考核学生对无线传感器网络所需 知识的理解和领悟，并将期末考试成绩占总评成绩的比例降低到60机（2）平时成绩：包括随堂提问成绩、随堂测验成绩、阶段项目作业成绩以及综合 项目作业成绩等。项目预期成果项目研发周期结束后，取得的预期成果如下：1、理论教学大纲1份；2、实验教学大纲1份；3、物联网工程实训指导书一份；4、实验项目指导书一份，实验教案（讲义、PPT等）；5、理论课程PPT与线上习题库；6、教改或教学研究论文1篇以上。项目实施计划项目的实施包括方案论证、教学改革、教学试运行、改进优化等几个环节，具体按时间节点的安排如下：2022.07-2022.09查阅相关文献资料，初步确定教改的实施方案；2022. 10-2022.122023. 01-2023. 07参加调研培训，充实和改进教学内