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1、传感网应用开发课程标准一、课程定位(一)课程基本信息课程代码:1501030适用专业:物联网技术应用专业学时数:80学分:4先修课程:电工技术、物联网技术概论、计算机网络技术后续课程:物联网综合设计与施工、APPInventor局域网管理、网络服务器安装与配置(二)课程的性质传感网应用开发是我校物联网技术应用专业的专业核心课程之一,是该专业的一门必修课。它是电工技术、物联网技术概论、计算机网络技术的延仰;是物联网综合设计与施工等课程的基础;根据专业教学标准,列入专业考试科目,也是物联网专业证书必修的课程。(三)课程的理念本课程的基本价值取向是“为了每一个学生的发展”,以培养学生能力和素养为目标
2、;根据本课程在专业教学中的作用地位,以“就业为导向,能力为本位”,以学生将来从事的职业岗位必备的相关知识和技术为依据,兼顾了企业和个人两者的需求,着眼于人的全面发展,即以培养全面素质为基础,以提高综合职业能力为核心。转变教师的教学行为。把激发和保持学生的学习热情和获得学习能力放在教学首位,发挥教师主导,学生主体为中心,创新行动导向教学模式,改变教学方法,重点培养动口、动脑、动手的实践精神和合作意识,保护和培养学生的好奇心与发现欲,帮助学生学会学习。转变学生的学习方式。引导学生自主探究、合作交流、搜集信息,发现、探究、解决问题,在逼真的生产实践环境和生产过程中,掌握科学方法和职业技能,养成职业道
3、德和职业素养。转变师生关系。注重构建平等、民主的师生关系,营造和谐、宽松的课堂气氛。师生在平等的对话中进行活动,学生在愉悦的氛围中思考,获取知识。教师成为学习和发展的促进者,与学生积极互动、共同提高的协作者,组织学生合作学习、探究学习的引导者。发挥课程资源的作用。教材不是唯一的教学资源。积极开发和运用多元、立体、开放的教学资源,以其具体形象、生动活泼和学生能够亲自参与等特点,给学生多方面的信息刺激,调动学生多种感官参与活动,激发学生兴趣,使学生身临其境,在愉悦中增长知识、培养能力、陶冶情操。(四)设计思路本课程以中等职业学校物联网技术应用专业的学生就业为导向,将教学内容与工作岗位对专业人才的知
4、识要求与技能要求结合起来,将项目实践提升到一个较重要的位置,按照“理论一项目构建一项目实施”的组织结构进行课程设计。本课程共分5个项目,分别是数据采集、RS-485总线技术、CAN总线技术、ZigBee基础开发、NBTOT数据传输,通过5个实际项目,锻炼了学生在物联网相关岗位中的实际工作技能。1 .内容有机整合本课程是物联网专业的专业核心课程,主要提炼物联网专业传感网应用开发(初级)考证的相关知识和技术,熟悉数据采集基本知识,掌握RS485总线技术、CAN总线技术、ZigBee、NBToT数据传输基本理论,能用来构建物联网应用系统作为综合训练项目。着重培养学生的科学思维方法、分析与解决的能力,
5、使其成为具有创新精神和实践能力的高素质技术人才。2 .教学模式对应多元资源结合,加上项目/案例/任务等的可操作性、互动性、形象性等特点,提供课件、任务工单、视频、网络图片等资源供学生理解/思考/设计/操作/分析/测试;培养学生安装与调试能力、沟通与团队协作能力和坚毅的思想品质。3 .学时灵活安排。建议安排80课时。其中必选项目/任务/案例控制在70课时,自选项目/任务/案例大约10课时,可根据实际教学需要和工作安排灵活调整。二、课程目标(一)课程目标1 .总体目标本课程通过传感网应用开发理实一体化教学,培养学生具备中职物联网应用技术专业所需要的传感网应用开发所需的岗位技能。掌握传感器应用技术、
6、有线与无线组网技术的基本知识和技能,熟悉并能进行传感网络的技术选型与网络搭建、传感数据的采集、传输和应用,具备对传感器应用技术、传感网开发技术等在实际工作中的基本应用能力。能够在物联网相关科研机构及企事业单位,面向辅助研发、部品验证、品质检验、产品测试、技术服务等岗位,从事检验检测、安装调试、样机测试等基础技术工作。希望通过本课程的学习,加深对传感器应用技术和传感网应用开发的理解,为进一步研究和从事传感网络应用开发和工程实践提供良好的基础和参考。2 .专业能力目标指专业知识与技能、知识、技能的运用与创新能力、工作工具使用能力、与工作岗位相关的法规、条例运用能力。(1)应使学生根据所学习传感网应
7、用开发的基本知识,熟练掌握传感网应用开发中数据采集、有线组网通信、短距离无线通信、低功耗窄带组网通信等的基本技能。(2)学会所学的传感网应用开发的基本知识,具备一定对物联网系统构建的分析问题、解决问题的能力和动手实践能力。培养学生在物联网产品研发助理、部品开发、品质管理、产品测试、工程管理、工程实施、技术支持等岗位所涉及的工作领域和工作任务所需的职业技能要求。(3)掌握技术人员的基本实践技能,能从物联网系统构建的角度去考虑解决问题,提高职业基本素质,为以后进一步发展打下基础。3 .方法能力目标再学习能力、自我控制与管理能力、做决定和计划的能力、评价(自我、他人)能力、时间管理能力等等。(1)通
8、过物联网项目中小任务的学习,提高学生的学习能力;并对项目与小任务的关系有全面认识,把握全局能力。(2)在学习中,逐步提高自我控制与管理能力,能理解学校的教育指导思想与老师的训练安排。(3)通过小任务完成训练,逐步提升学生的自信能力,学会做出正确的决定,做到有计划有步骤的进行学习。(4)逐步适应学校的管理,并对时间观念有比较清晰的认识,能管理好自己的时间。4 .社会能力目标团队协作能力、人际交流能力、自信心、社会责任心、妥协能力、法律意识、职业道德等等。(1)通过学习情境分组学习,提升团队协作能力与人际交流能力;能准确理解别人的意图,学会妥协。(2)通过小任务完成训练,逐步提升学生的自信能力,提
9、高社会责任心。(3)树立良好的职业素养,学会利用法律为自己和他人争取利益。(二)职业范围主要面向工作岗位(群)为物联网相关科研机构及企事业单位,面向辅助研发、部品验证、品质检验、产品测试、技术服务等岗位,从事检验检测、安装调试、样机测试等基础技术工作。具体岗位如下:1 .传感网应用开发助理工程师2 .智能硬件安装与调试员3 .网络综合布线施工员(三)职业技能学习本课程以及电工技术、计算机网络技术、物联网技术概论、物联网综合设计与施工、APPInVentor、局域网管理、网络服务器安装与配置等专业课程后,可以参加传感网应用开发职业技能等级鉴定,获取相关证书。主要如下:序号职业技能名称颁证单位等级
10、备注1传感网应用开发初级选考三、内容标准(一)内容范围工作对象/题材工具工作要求学会使用传感网应用开发设备学会选取模块进行实训项目操作掌握查阅传感器等书籍的能力能进行基于ModBus串行通信协议软件的开发能搭建RS485总线并编程实现组网通信传感网应用开发考证实训室传感网应用开发考证设备及耗材配套电脑及教学资源任务的分配与实施记录工作进度及时间安排表组内成员之间、各调查小组成员之间、员工与完成任务涉及的其他部门相关人员之间进行熟练的专业沟通以经济、安全、实地的方式了解顾客的需求来完成调查满足企业对客户数据的要能进行基于CAN总线协议应用程序的开发能搭建CAN总线网络并编程实现组网通信能搭建IA
11、R开发环境、创建工程、编写简单代码并并使用仿真器进行调试下载会使用AT指令对NB-IoT模块进行状态查询、信号强度查询等;掌握FlashProgrammer代码烧写工具的使用方法;会使用NB-IoT模块进行数据传输;会使用物联网云平台创建NB-IoT项目进行数据显示。A4纸及签字笔若干分配各个小组的任务工单检查后领取以上工具及材料任务完成后小组内检查求设计、开展、整理、结论等工作标准规范对已完成的工作进行记录(二)学习情境设计1.内容与学时分配序号学习情境参考学时1数据采集182RS-485总线技术基础163CAN总线技术基础144ZigBee基础开发245NB-IOT数据传输8合计802.学
12、习情境设计(1)学习情境1:学习情境1数据采集教学时间18学习任务学生能够掌握模拟量、数字量和开关量传感数据采集方法。要求:1 .能够正确识别模拟量、数字量、开关量传感器;2 .能够在实际项目中综合运用各种传感器。3.结合新大陆与智嵌物联网综合实训教程,讲解传感器设备。学习目标掌握模拟量、数字量和开关量传感数据的基本概念;理解常用传感器的基本工作原理和基本参数;了解传感数据采集所需的信号处理知识;能够依据不同工作任务的特点选取常用传感器;能够将采样获得的数据换算成带单位的物理量。学习内容模拟量传感数据采集:光照度数据采集、气体浓度数据采集、模数转换方法;数字量传感数据采集:温湿度数据采集;开关
13、量传感数据采集:红外信号数据采集、烟雾传感器、门磁传感器。教学条件专业教室物联网专业教室实训设备、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教师物联网专业教师教学方法及组织形式采用演示教学法。播放视频,利用PPT课件介绍物联网传感层的基本作用等。采用项目教学法。给全体同学展示各种传感器实物,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取常用传感器,识读传感器电路原理图和技术手册,检测传感器输入输出信号,进行单位换算等任务;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行传感器探究自主学习。企业工作情境描述本工作领域是传感网应用开发中的数据采集,介绍了在完成模拟量、数字量和开关量传感数
14、据采集工作案例时所需的核心职业技能。首先,依据不同工作案例的特点选取了多种典型工作案例,讲解了与典型工作案例相关的常用传感器、传感器基本工作原理和基本参数、传感器选用方法。然后以典型器件为例,介绍了传感器电路原理图、传感器技术手册以及相关电路基础知识。最后简单介绍了传感数据采集所需的信号处理知识和方法。教学流程图教学设计建议:1.介绍传感网应用开发(初级)是考证专用教材,必须认真对待,加强实践操作训练。2 .资讯:接受工作任务一完成模拟量、数字量和开关量传感数据采集工作案例时所需的核心职业技能。3 .任务1模拟量传感数据采集。介绍模拟量概念、传感器定义、模拟量传感器输出信号类型、选取光照度采集
15、和气体浓度采集案例。光照度数据采集通常采用光敏传感器,重点讲清楚光电效应的三大分类,光敏电阻的主要参数,光敏传感器GB5-AlE与智嵌光照度传感器具体特性及典型应用。气体浓度数据采集通常采用气敏传感器,讲解其原理、选取参数及常见气敏传感器主要检测对象及其应用场所;TGS813可燃性气体传感器、MQ135空气质量传感器、智嵌PM2.5传感器。模数转换器介绍。完成任务工单。计划6节课。4 .任务2数字量传感数据采集。数字量概念、温度传感器依据工作原理分类、热敏电阻、SHTIl温湿度传感器原理、基本特性与典型应用;湿度传感数据单位表示及常见传感器简介;智嵌设备:数字温湿度传感器AM2305、温度变送
16、器、温湿度传感器(485通讯)、电流传感器等介绍及设备接线。计划6节课。5 .任务3开关量传感数据采集。开关量概念、红外传感器与声音传感器原理及类型;新大陆红外火焰传感器、人体感应红外传感器为例,介绍其具体特性;智嵌烟雾传感器、人体探测器、门磁传感器为例,介绍其参数、设备输出信号与接线。计划6节课。6 .教师指导学生安装传感器及接线,连接到采集模块或网关上。7 .展示成果,公布评价标准,师生评价,填写评价结果记录过程成绩。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写检测传感器并填写记录表、任务评价表等对各学习环
17、节的考核。教师评价为主考核学生掌握模拟量、数字量和开关量传感数据的基本概念、工作原理和基本参数的情况学习情境2RS-485总线技术基础教学时间16学习任务学生能够搭建RS485总线并能使用串口工具进行通信检测。要求:1.掌握RS-485标准的电气特性及其与RS-422、RS-232标准的区别;2.了解ModbUS协议的基础知识;3.能搭建RS485总线并能使用串口工具进行通信.学习目标掌握总线的基础知识掌握RS-485标准的电气特性及其与RS-422、RS-232标准的区别;掌握RS-485通信的收发器芯片的功能及其典型应用电路;了解ModbUS协议的基础知识;能搭建RS485总线并能使用串口
18、工具进行通信.学习内容总线概述串行通信的基础知识;RS-485与RS-422、RS-232通信标准;RS-485收发器;ModbUS通信协议;应用案例:智能安防系统构建.教学条件专业教室物联网专业教室实训设备、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教师物联网专业教师教学方法及组织形式采用演示教学法。利用PPT课件介绍总线与ModbUS协议的基础知识,讲解RS-485标准的电气特性及其与RS-422、RS-232标准的区别,RS-485通信的收发器芯片的功能及其典型应用电路。采用项目教学法。基于RS-485总线构建智能安防系统,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取常用实训模块,构建智能
19、安防系统;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行传感器探究自主学习。企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的RS-485总线通信应用,主要介绍在工业控制、智能仪表和嵌入式系统等领域常用的总线的基础知识,讲解RS-485标准的电气特性并将其与RS-422、RS-232标准进行对比。本单元还分析了RS-485收发器芯片的工作原理及其典型应用电路,并详细讲解了RS-485的应用层协议一一ModbUS通信协议。通过搭建智能安防系统、可掌握基于RS-485总线通信系统的构建与调试方法。教学流程图教学设计建议:1 .介绍总线的基础知识,重点掌握RS-485标准的
20、电气特性及其与RS-422、RS-232标准的区别;讲解了RS-485的应用层协议一一Modbus通信协议,计划6课时。2 .资讯:接受工作任务一搭建智能安防系统应用案例时所需的核心职业技能。3 .任务1案例分析。介绍智能安防系统的构成,通过拓扑图介绍形成图形化系统构建。讲解系统数据通信协议,通过描述RS485网络1的数据帧分析,掌握功能码、寄存器地址与传感器的对应关系,记住传感器类型代码定义。举例介绍几种常用的主机请求与从机响应的通信帧。计划4节课。4 .任务2系统搭建。硬件连线,参考教材连线图,选取正确模块搭建智能安防系统。配置系统内外网络,下载固件,配置串行通信与FIaSh参数。计划2节
21、课。5 .任务3在云平台上创建项目。登录新大陆云平台,单击开发者中心,新增项目,项目名称自定义,行业类别选择工业物联,联网方案用以太网;添加设备名称为485通信网络,通讯协议用TCP,设备标识自定义,但必须记住以备后用。配置网关管理界面,填写相关信息完成设置,自动重启20S后网关初始化完毕,刷新云平台网页,可以看到网关上线了,并自动识别到传感器设备通过Modbus总线上传到云平台的数据信息。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写检测传感器并填写记录表、任务评价表等对各学习环节的考核。教师评价为
22、主考核学生掌握基于RS-485总线通信系统的构建与调试方法。(3)学习情境3学习情境2CAN总线技术基础教学时间14学习任务学生掌握CAN总线的通信系统的构建与调试方法。要求:1.掌握CAN总线相关的基础知识;2,能搭建CAN总线网络并编程实现组网通信。学习目标掌握CAN总线相关的基础知识;理解CAN控制器与CAN收发器芯片的接口方式与典型应用电路;掌握CAN总线通信系统的接线方式;能搭建基于CAN总线的通信系统;会独立使用CAN总线调试工具实现上位机与CAN通信系统之间的通信;学习内容CAN总线基础知识;CAN控制器与收发器;CAN总线应用案例:生产线环境监测系统的搭建。教学条件专业教室物联
23、网专业教室实训设备:网关、M3主控模块、温湿度传感器、火焰传感器、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教师物联网专业教师教学方法及组织形式采用演示教学法。播放视频,利用PPT课件介绍CAN总线相关的基础知识。采用项目教学法。生产线环境监测系统的搭建,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取实训模块搭建生产线环境监测系统,掌握基于CAN总线的通信系统的构建与调试方法;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行传感器探究自主学习。企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的CAN总线技术基础,介绍了CAN总线相关的基础知识,其中包括CAN总线概述、CAN
24、技术规范与标准、CAN总线的报文信号电平、CAN总线的网络拓扑与节点硬件构成、CAN总线的传输介质、CAN通信帧等。本单元还讲解了CAN控制器与CAN收发器进行了简要介绍,并给出了CAN收发器的典型应用电路。通过实施本章节的案例一一生产线环境监测系统的搭建,可掌握基于CAN总线的通信系统的构建与调试方法。教学流程图教学设计建议:1.介绍CAN总线的相关知识,重点掌握介绍了CAN总线相关的基础知识,其中包括CAN总线概述、CAN技术规范与标准、CAN总线的报文信号电平、CAN总线的网络拓扑与节点硬件构成、CAN总线的传输介质;简单介绍CAN通信帧等,计划4课时。2 .资讯:接受工作任务一搭建生产
25、线环境监测系统应用案例时所需的核心职业技能。3 .任务1案例分析。根据图3-12系统拓扑图选取模块与传感器等物品构建生产线环境监测系统。计划2节课。4 .任务2硬件接线。参照图3-12所示的系统拓扑图,在上位机安装CAN调试软件和CH340驱动,分别连接调试硬件与CAN节点两个端子,使其构成一个CAN通信网络。下载固件,节点配置。系统搭建完毕后,通过电脑打开CAN调试助手工具进行通信数据的抓包与分析工作。计划4节课。5 .任务3在云平台上创建项目。登录新大陆云平台,单击开发者中心,新增项目,项目名称自定义,行业类别选择工业物联,联网方案用以太网;添加设备名称为CAN通信网络,通讯协议用TCP,
26、设备标识自定义,但必须记住以备后用。配置网关管理界面,刷新云平台网页,可以看到网关上线了,并自动识别到传感器设备通过CAN总线上传到云平台的数据信息。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项日异辐借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写检测传感器并填写记录表、任务评价表等对各学习环节的考核。教师评价为主考核基于CAN总线的通信系统的构建与调试方法。(4)学习情境4学习情境4ZigBee基础开发教学时间24学习任务学生能够搭建开发环境、创建工程、编写简单代码并使用仿真器进行调试下载,参数设置,操作GPIO口实现输入和输出,操作串口进行数据通信,进
27、行定时、计数编程;进行模数转换编程。要求:将CC2530基本组件的知识点和技能点融入若干个训练任务之中。学习目标了解CC2530单片机的基本概念和内部结构,理解外部引脚及功能;能操作CC2530单片机I/O的外设、GPIO.输入和输出等功能配置;掌握CC2530单片机中断的使能、响应与处理方法;掌握CC2530单片机定时器的定时模式和中断方式;能操作CC2530单片机串口通信引脚配置,发送与接收的工作方法;掌握CC2530单片机A-D、D-A转换方法;能搭建开发环境、创建工程、编写简单代码并使用仿真器进行调试下载。学习内容CC2530单片机的基础知识;任务1搭建开发环境;任务2控制LED交替闪
28、烁;任务3外部中断控制LED亮灭;任务4定时器1控制LED闪烁;任务5PC与ZigBee模块;任务6CC2530片内温度测量。教学条件专业教室物联网专业教室实训设备ZigBee模块、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教师物联网专业教师教学方法及组织形式采用演示教学法。播放视频,利用PPT课件介绍ZigBee基础开发应用案例,主要介绍CC2530单片机的基本知识。采用项目教学法。将本项目分解成六个子任务,逐步完成。每个子任务明确工作任务,让学生按任务来组织实施,搭建开发环境,编写程序,选取模块,实现任务功能;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式学习CC2530单片机的
29、内部结构和外设。企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的ZigBee基础开发,主要介绍主要介绍CC2530单片机的基本知识。首先介绍CC2530单片机的基本概念和IAR开发环境的运用方法,然后讲解CC2530单片机的基本组件:GPK)端口的输出控制和输入识别、中断系统和外部中断输入应用、定时/计数器的概念和运用方法、串口通信的实现以及A-D转换模块运用方法。教学流程图教学设计建议:1 .介绍ZigBee基础开发,重点掌握介绍了CC2530单片机的基本知识。计划2课时。2 .资讯:接受工作任务一搭建ZigBee开发所需的核心职业技能。3 .任务1搭建开发环境。IAR安装,新建
30、工作区,新建工程,新建文件,保存工作区,配置工程,编写、调试程序,IAR下载程序。计划2节课。4 .任务2控制LED交替闪烁。要求:把ZigBee模块固定在实训平台上,在IAR软件中新建工程和源文件,编写程序,控制ZigBee模块上LEDl和LED2交替闪烁。计划4节课。5 .任务3外部中断控制LED亮灭。发布任务要求并做分析,引出中断概念,介绍中断作用与中断系统中相关概念,中断嵌套和中断优先级,CC2530中断源,中断使能与中断响应,CC253O中断处理,CC2530中断优先级。重点完成任务实施。计划4节课。6 .任务4定时器1控制LED闪烁。发布任务要求并做分析,引出定时器,介绍定时/计数
31、器的概念,定时/计数器的作用与基本工作原理,CC2530的定时/计数器,CC2530定时器/计数器工作模式,Tl定时器相关寄存器。重点完成任务实施。计划4节课。7 .任务5PC与ZigBee模块串口通信。发布任务要求,引出数据通信的相关知识链接,介绍CC2530串行通信接口,串行通信接口寄存器,设置串行通信接口寄存器波特率,UART发送与接收,UART中断。重点完成任务实施。计划4节课。8 .任务6CC2530片内温度测量。发布任务要求,引出电信号的形式与转换,重点讲解CC253O的ADC模块与相关寄存器,ADC操作。重点完成任务实施。计划4节课。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组
32、或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写每个子任务的任务工单,完成各学习环节的考核。教师评价为主考核学生掌握ZigBee基础开发的能力,为进一步学习BasicRF和ZigBee协议栈打好基础。学习情境5NBToT数据传输教学时间8学习任务学生会使用NB-IoT技术进行数据传输,并使用AT指令对NB-IoT模块进行状态查询、信号强度查询;以及使用物联网云平台创建NBToT项目进行数据显示。要求:1.能够正确识别模拟量、数字量、开关量传感器;2.能够在实际项目中综合运用各种传感器。学习目标了解NB-IoT技术;掌握AT指令集;掌握FlashPrograni
33、iner代码烧写工具的使用方法;会使用AT指令对NB-IoT模块进行状态查询、信号强度查询等;会使用NB-IoT模块进行数据传输;会使用物联网云平台创建NB-IoT项目进行数据显示。学习内容NBToT技术简介;利尔达NBToT模组介绍;任务1使用AT指令调试NB-IoT模块;任务2烧写“智能路灯”程序;任务3NB-IoT接入云平台。教学条件专业教室物联网专业教室实训设备、配套耗材、工量具教材、任务工单、教学媒体教师物联网专业教师教学方法及组织形式采用演示教学法。演示NBToT技术应用领域视频,介绍LPWAN与NB-IoT、NBToT标准发展演进、NBToT网络体系架构与关键技术。采用项目教学法
34、。本项目分解成3个子任务,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取模块,使用AT指令调试NBToT模块,烧写“智能路灯”程序,接入云平台查看光照数据并控制灯的亮灭;最后评价与展示,教师点评与总结。自主探究法。以小组讨论方式进行NBTOT技术。企业工作情境描述本单元主要面向的工作领域是传感网应用开发中的低功耗窄带组网通信领域中的NBTOT通信技术,以“智能路灯”项目为案例介绍NBTOT数据通信的过程,项目中使用NB86-G模组将“NB-IoT模块”采集到的光照数据接入物联网云平台。本项目中包含在智能灯工程中添加AT指令代码、烧写NB-IoT模块程序和NB-IoT接入云平台三个任务。教学流程图
35、任务分析:1、介绍背景及解决问题;2、引导学生思考解决问题方法.学生了解项目背景和任务的fi的新 课 内 容理论,实操一方案设计:I、讲解任务书使用方法:2、明确以小组为单位开展:3.巡问指导, 协助学生完成;4,引导学生归纳小结。任务实施:1、明确实施方案: 小2、指导学生完成任务。利用教师提供的资料共 同完成任务书要求根据任务是的要求制作电路体化评价:教师根据 各组活动情况打分I、各小组汇报:2、学生回答 老加提出的问胭。1.NBToT技术简介。NBToT技术应用领域视频,介绍LPwAN与NB-IoT、NBToT标准发展演进、NBToT网络体系架构与关键技术。计划2课时。2 .利尔达NBT
36、oT模组介绍。NB86-G系列模块主要特性与工作模式。计划I课时。3 .采用项目教学法。本项目分解成3个子任务,并明确工作任务,让学生按任务来组织实施,选取模块,使用AT指令调试NBTOT模块,烧写“智能路灯”程序,接入云平台查看光照数据并控制灯的亮灭;最后评价与展示,教师点评与总结。4 .任务1使用AT指令调试NBToT模块。发布任务要求,引出AT命令知识链接。完成任务1。计划1课时。5 .任务2烧写“智能路灯”程序。发布任务要求,完成任务2,搭建硬件模块电路,烧写程序,启动NBToT模块。计划2课时。6 .任务3NB-IoT接入云平台。发布任务要求,完成任务3。新建项目行业类别选择智能家居
37、,联网方案用NBToT;通讯协议采用LWM2M,设备标识填写NBToT模块上的IMEL模块上电,连接状态显示“已连接,操作KEY2手动控制灯亮灭,KEY3切换控制模式。计划2课时。学业评价关注学生个体差异,可因材施教,给不同组或不同人以不同小任务为项目并考核。借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和方式,填写任务工单、任务评价表等对各学习环节的考核。教师评价为主考核学生使用NB-IoT模块进行数据传输的方法。(三)教学场所与设备要求1 .教学环境学习性工作任务的实施是在理实一体的教室进行。为保证课程实施的效果,理实一体教室应具有:多媒体教学区、讨论区、操作区、工具仪器区和教师工作区,多媒体教学区
38、是教师在资讯阶段进行必要理论讲授的场所;讨论区是学生在资讯、决策和计划阶段进行讨论的场所;操作区是学生在实施和检查阶段进行实际操作的场所;教师工作区是教师日常工作的办公场所。2.主要设备本课程教学需在物联网考证专用实训室进行,主要设备如下:序号实训室/教室名称主要设备及说明1物联网考证实训室投影仪一套、教师学生用机30套、1+X传感网应用开发套件30套、数字万用表10个、尖嘴钳30把、小螺丝刀30套(十字与一字);3.耗材预算计算办法:一是以小组(每组2人)为单位预算耗材,二是以组为单位预算耗材。(四)任教老师要求2 .教师数量1名专业专任教师负责指导学生开展教学活动,另需1名实习指导教师辅助
39、指导实操。3 .教师专业知识要求熟悉电工与电子技术、物联网技术概论、计算机网络技术、物联网综合设计与施工、APPInventor、局域网管理、网络服务器安装与配置等相关课程理论知识,善于结合工作过程中存在的问题,深入浅出的讲解。4 .教师专业技能要求具有传感网应用开发职业技能中级或高级证书,熟练掌握电工与电子技术、传感器技术、物联网综合设计与施工等相关技能,熟悉相关流程/工艺/工序/设计/编写/法律/规程/人才培养方案/教学大纲。5 .教师教研能力要求熟悉/编制课程标准,具有运用虚拟仿真软件、多媒体等现代信息化教学手段的能力,能开发教学课件/积件,能编写案例/手册/工单/教案。本课程实施由专业
40、教师共同完成。专业教师具有解决物联网设备模块选取、搭建系统与功能调试的能力,根据课程教学需要提供典型工作任务案例,制作与内容相对应的教学课件,提供课程网站、虚拟实训条件等。四、实施建议(一)教与学的建议1 .关于教学建议实施行动导向教学模式,以项目/任务为载体,开展分组教学,参照生产过程,设计资讯一计划一决策一实施一检查一展示一评价的教学流程。知识类问题的讲解要适时适量,学生可自己解决尽量不讲,但可以指导方法,技能类指导要精练、准确,可以示范。以鼓励为主。2 .关于学生学习建议以学生为中心,学生自主计划,自主决策,自主实施,自主评价。引导学生积极参与活动,动手动脑,互学互助。引入竞争,激发兴趣
41、,人人参与。(二)教辅编写建议1 .以集体备课形式完成教学设计、教学工单的制定,逐步编成教学讲义,不断结合教学实际,提出对原教材的修改建议,为后续开发新教材奠基。2 .陆续完成技能操作指导书(传感网应用开发手册),收集来自企业、出版社参考书籍,同时结合考证需求,不断丰富考试内容,建立题库。由物联网专业教师开发校本教材,包括:传感网应用开发讲义、任务工单、实践指导书等,为学生完成学习性工作任务提供参考。(三)考核评价建议1.建议采用过程考评(任务考评)与期末考评(课程考评)相结合的方法,强调过程考评的重要性。过程考评占70分,期末考评占30分。具体考核要求见表。考评方式过程考评(项目考评)70期
42、末考评(卷面考评)30素质考评工单考评实操考评10204030考评实施由指导教师根据学生表现集中考评由主讲教师根据学生完成的工单情况考评由实训指导教师对学生进行项目操作考评。按照课程知识点的要求进行理论考评。考评标准根据遵守设备安全、人身安全和生产纪律等情况进行打分10分预习内容10分;项目操作过程记录1()分任务方案正确10分工具使用正确5分操作过程正确20分任务完成良好5分建议题型不少于5种:填空、单向选择、多项选择、判断、名词解释、问答题、论述题注:造成设备损坏或人身伤害的本项目计。分(四)资源开发与利用建议1.利用学校校园网,建立专业教学资源网站,逐步建设精品课程。2.组建团队开发教学所需的教学设计、课件、视频、音频以及仿真软件,服务教育教学工作。3.建议与相关企业合作,共同开发教学资源。