互联网的科学原理
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互联网的科学原理范文第1篇
[关键词]“互联网+教育”；人力资源管理；教学设计；实践途径
[中图分类号]C642
[文献标识码]A
[文章编号]1671-5918（2018）05-0154-02
引 言
截止到2016年底，我国的移动互联网已经在社会中实现了普及化发展，我国的网民数已经高达8.67亿人左右，移动互联网的发展速度已经跻身世界前列。对于互联网的使用已经从PC端进步发展到移动终端，在线教育也实现了PC端到多媒体教学和移动教学的进步发展。将互联网技术与教育事业进行结合能够促进教育事业的改革发展，是提高教育效率的重要途径。
一、“互联网+教育”的创新内涵与变革趋势
（一）“互联网+教育”的创新内涵
随着信息技术和互联网平_的不断发展，互联网技术的出现促进了现代教育的事业的改革发展，“互联网+教育”是教育领域中出现的新的教育形式。“互联网+教育”的教育模式具有高效便捷、传播方便的特点，已经成为社会主义现代化教育的中要组成部分，并成为师生学习工作的好帮手。“互联网+教育”能够有效地提高学生使用现代信息技术的能力与创新思维能力，丰富学生的知识储备含量，并且能够激发学生的学习热情和求知欲望，从而培养学生的创新思维和勇于探索的行为习惯。作为互联网技术的发展产物，互联网教育能够推动传统教育制度的改革发展，其创新内涵是教育信息化与应用技术的两方面发展，因此“互联网+教育”的改革重点不是在于学习环境和技术环境的建设，而是如何彻底推动实现教育制度的改革。“互联网+教育”的创新发展主要主体不再是信息技术支持人员，而是学校中的教师和学生，因此这种现代产物和传统教育的结合体，不仅是对教育事业的推动发展，同时对互联网信息技术使某种意义上的颠覆。
（二）“互联网+教育”的变革趋势
现阶段互联网技术已经在社会的各个领域之中开始渗透发展，其中信息技术与教育事业的结合发展，促使教育领域发生了颠覆性的变革。在2016年我国政府的工作报告之中，明确指出“互联网+教育”的发展计划，并明确了该计划的主要内涵，即互联网+教育二智慧教育，从而实现全面教育和培养高素质的社会主义人才的重要目标。各级省市的学校单位应将“互联网+教育”计划作为学校发展的重点内容，推动智慧教育的发展，并通过信息科技带动教育事业的现代化发展，解决中国教育事业发展的难题，也是我国跻身世界教育强国行列的重要途径。再具体的结合途径中，政府要加大资金投入和政策支持的力度，帮助学校建设实现信息化教育的校园网络平台和网络学习平台，实现校园之中宽带网络普及覆盖，以及信息资源人人共享的良好学习氛围。与此同时要完善教育资源共享和公共管理服务平台的建设，实现教育的公平化和信息化发展。充分发挥现代信息技术的积极作用，将优质的信息资源共享发展，并加强师生之间的交流与沟通，培养良好优秀的社会主义发展事业的接班人。
二、基于“互联网+教育”人力资源管理课堂教学模式的研究
（一）基于认知主义的程序性教学模式
互联网背景下，程序性的教学模式奠定了计算机在教学领域中的重要地位以及发展模式。在传统的人力资源管理教学课堂中，实现程序性的教学模式是一件无法完成的事情。程序性的教学模式能够将人力资源管理教学活动中的中心内容从“教”转为“学”，充分发挥学的作用以及地位属性。在程序性的教学活动之中，学生能够通过计算机进行相互对话从而获得知识，因此计算机能够成为教学中的辅助教学工具。在程序性教学之中，人力资源管理教学中，教师的教学作用知识被部分替代，能够更好的帮助学习者进行知识的认知，通过新媒体技术刺激学习者的积极学习反应。但在程序性的人力资源管理教育中，应建立教学反馈机制，从而使教师更加了解学习者的学习状态和情况，帮助学习者建立适合和具有实效性的学习计划。人力资源管理的学习内容涉及范围较广、知识量较大，因此学生在学习之中会存在知识符合现象，而基于互联网技术发展的教学活动能够实现教学信息的结构优化分解，从而减少信息知识的超量负荷。
（二）基于建构主义的互联网教学模式
对着社会生产力和科学技术的不断发展，互联网络技术以及在社会之中开始了普遍化的发展趋势。在教育领域之中，新的教学模式也已经诞生，即基与互联网技术的多媒体教学模式。首先在我国人力资源管理教育工作之中，教师的教学任务内容量和教学难度较大，而将多媒体技术与教学活动相结合能都促进课堂教学的进步发展。其次，Web2.0信息技术的发展促进互联网教育方式的产生和发展，该学习模式能够对人力资源管理的教学问题作为知识构建核心，从而规划处更具层次和实效的教学内容和模式，从而切实培养学生解决问题的能力以及思维能力。相关教育学者将互联网教育还定义为虚拟焦旭方式，在这种虚拟的教学模式中，交换成为学习发展的关键所在。在本质属性中来看，虚拟教学空间中的教学模式是通过互联网技术和网络平台实现连接的学习交流过程，并且这些信息的交流和互换是由人力资源教师和学习者为主体。
（三）基于互联网技术的移动学习模式
随着社会的数字化普及发展和广泛应用，在教育领域中推起了在线学习的热潮。由于移动学习方便快捷以及内容丰富多样的特点，从而使移动学习成为现代化教育之中的全新数字学习模式。移动学习并不是数字化技术与教学活动相结合，对人力资源管理知识的简单延伸和扩展，而是将可移动性以及情境性教学在人力资源管理教学课堂中充分实现。而移动学习主要有三个发展阶段，首先是移动学习的初始阶段，在这个阶段之中教师可以利用移动学习的移动便捷性将人力资源管理学习内容推送给学生，并且是网络传递的方式到无线通讯的转变。第二阶段之中要重视在学生通过移动技术进行学习时，学习内容的实效性和自适应性，通过移动设备扩展学生的知识学习范围以及心智模型，从而实现个性化的学习。最后阶段是指对移动设备的智能化发展阶段，在这个学习阶段之中，学生通过生活实际环境以及社会实践进行学习，从而通过移动学习感受情景学习的效果。基于互联网技术的移动在线学习模式能够使人力资源管理教学更加符合现代化的教育需求。
三、基于“互联网+教育”人力资源管理课堂教学实践的基本途径
（一）利用网络资源丰富课堂教学内容
现阶段的人力资源管理课堂教学之中，教师的知识讲述不能做面面俱到。而在“互联网+教育”的背景下，教师可在把握教材中重点、难点内容的基础上，首先教师可以充分利用网络的丰富性和便捷性，将互联网中的人力资源管理优秀案例进行展示，帮助学习者真实的感受人力资源管理的工作内容和性质，从而更加深刻的体会工作主旨。其次，互联网平台之中内容丰富且样式较多，教师可将名家讲座、视频音频等内容通过对媒体技g在课堂上进行展示，从而丰富教学内容的多样性，并且实现教学理论和教学实践的密切结合。例如在学习面试的相关知识时，可以将张晓彤讲师关于面试知识和礼仪的相关讲座视频进行播放，从而更加吸引学生的学习兴趣和热情。互联网时代下的人力资源管理课堂教学活动，可以利用网络资源丰富教学的内容和环节，增强教学活动的趣味性和实效性，实现人力资源教育的创新发展。
（二）开发多媒体课件创建网络平台
在“互联网+教育”的发展战略之下，开发多媒体教学课件，并创建网络在线学习交流平台，能够切实地提高教学质量和效果。首先教师要按照国家新课程标准以及教学大纲的要求，明确人力资源管理教育的重点知识和难点知识，并通过多媒体教学技术将教学内容和练习题以及测试题放置在班级学习交流群之中，使学生的学习更加生动和全面，并且不再受时间和空间的限制。并且这种学习方式可以培养学生的自主学习能力和学习意识，培养学生的首创精神。其次，政府部门应加大对社会教育资源的投资发展，帮扶高校创建网络在线学习平台以及交流平台，使学生可以通过移动设备进行人力资源管理知识的学习，通过在线学习平台，学生可以课前复习、课后预习，从而提高学习的效率和效果。互联网平台之中还可以搭建师生交流平台，学生在学习之中遇见困难可以通过交流群向教师和其他学生求助，从而进行能力弥补和资源共享。
（三）运用实训软件和沙盘模拟补充实训
人力资源管理是一门实践能力要求较强的学科，而在传统的教学中，对于专业综合实践的环节涉及较少，实践教学施舍以及学生实训岗位设置不够完善。“互联网+教育”的发展背景下，通过实训软件的应用以及沙盘模拟训练能够有效的弥补实践教育不足的弊端。在引进人力资源管理实训软件时，要以具有趣味性和实效性的软件为主，其次要重视软件之中的具体内容设置安排。人力资源管理的主要内容应包括工作质量分析、职员招聘、职员素质测评、业绩考核以及职业生涯规划等内容，因此要培养学生对测评软件以及管理系统的使用能力。其次，人力资源管理沙盘模拟训练模式能够帮助学生更好地将理论知识转换为实践能力，为学生提供优良的实训平台，从而提高学生的专业素养以及实践能力，做到学以致用，为社会的发展培养出具有创新精神的人力资源管理适用性人才。
互联网的科学原理范文第2篇
伴随着信息技术和网络技术的不断发展，现代通讯技术在我国得到快速发展。特别是作为现代通讯技术的重要组成部分之一的基于单片机原理的互联网核心技术在我国得以迅猛发展。
就目前现代通讯技术而言，我国现代通讯技术逐渐向基于单片机原理的互联网核心技术方向发展，总体发展前景较为可观。比如，微型计算机是我国现代通讯技术得以不断发展的具体表现，并在一定程度上推动了我国现代网络通讯技术的发展与进步，为单片机与网路通讯技术的研发提供了坚实的理论基础与技术保障。
1 基于单片机原理的互联网核心技术概述
1.1 SOA构架模型
作为传统构架模型的重要组成部分之一的SOA模型，其研究原理主要依托于用户自身需求作为单片机与网络通讯应用研究的方向，将互联网分开部署，相关技术人员和研发人员对互联网进行调试，并将单片机开发原理应用于计算机通讯网络技术中。将SOA构架模型作为基于单片机原理的互联网核心技术领域，其目的是帮助用户保障网络安全与稳定运行。
SOA构架模型实施的目标是帮助研发人员解决互联网技术问题，比如无线信号传输问题、数据安全问题、数据信号连接网问题等。一旦互联网信号和数据安全问题得到保障，基于单片机原理的互联网核心技术的移动终端不仅可以满足用户的需求，保障用户电脑的安全，还可以为进一步解决单片机互联网研发技术中出现的问题提供更多的服务与帮助。
21世纪是一个全球化、信息化和经济化的时代，随着集成电路技术在单片机开发技术中的应用，基于单片机原理的互联网核心技术在我国的贸易、科技领域发展较为迅速。单片机仿真技术的开发原理是依托于集中解决机器和多类I/O暂停系统的技术原理，集中解决机器和多类I/O暂停系统的硅片，将仿真技术的数据存放在硅片上，进而建立一个系统化、全面化、层次化的仿真开发技术系统。而SOA构架模型正是利用了单片机仿真技术和通讯技术原理将基于单片机原理的互联网核心技术进行放大，从而促进单片机互联网技术的发展。
1.2 光纤通讯技术
光纤通讯技术始于20世纪70年代，并在之后得以迅速发展。相较于蓝牙技术而言，光纤通信技术的传播速度是蓝牙技术两倍，由最初的10Mb/s发展到现今的10Tb/s。由此可见，我国的光纤通信技术在近几年得到快速发展，其信息传输容量呈现翻倍增长。光纤通讯技术具有多方面的优势，比如重量轻、光纤尺寸小、信号强、干扰弱、保密功能强等等。光纤通讯技术使用的通讯设备材料来源较为丰富，主要采用有色金属铜体材质，便于工作人员进行铺设和运输工作。
除此之外，光纤通讯设备的光缆线使用寿命较长，并且适用于自然环境恶劣的地方，适应性强。实现全网光纤、用光节点代替电接点是我国光纤通信技术发展的方向和目标。用光节点代替电接点可以扩充宽带的最大化，以光节点作为通讯信息传输的有效载体，促使通信信息的高效传输功能的实现。以光节点作为通讯信息传输的有效载体是网络技术和信息化技术发展的趋势，也是实现基于单片机原理的互联网核心技术的途径之一。
2 单片机与网络的通讯应用研究中存在的问题
2.1 网络协议的处理较为复杂 在单片机技术理论进行研究的过程中，要运用任意存放机器设备的协调技术，保证单片机互联网构架模型在模拟平面得以正常施展，调节电能路径。单片机网络技术的应用不但可以减少单片机的成本，节约研发费用和时间成本，还可以减低生产单片机的设定风险。基于单片机原理的网络通讯技术设计原理主要依托于CPU外围设备放入统一芯片中，研发人员以缩小计算机庞大系统的手段达成集成网络系统的目的。
网络协议处理方式不恰当、网络协议的复杂性是单片机在与网络通讯技术进行结合的最大障碍问题。就单从单片机设计原理而言，单片机与网络通讯技术结合的协议主要包括网络物理层相关协议、数据链路层相关协议、物理层与数据链路层之间的协议等。单片机网络协议需要借助以太网RTL8019AS型号控制器实现，而以RTL8019AS型号的以太网作为单片机与网络结合的程序之一，其操作步骤较为复杂，技术性较强。因此就整个单片机技术而言，其操作程序要求较高。
就单片机与网络应用而言，需要研发人员在考虑程序问题的同时考虑TCP IP协议和ICMP协议的兼容性，防止研发人员在操作过程中由于重要问题的疏忽而耽搁时间，进而导致工作效率的低下以及网络生产技术的质量水平不高等现象。
2.2 网络通讯的安全性较差
就我国网络通讯分布和管理特带而言，具有分布不均匀、安全防范措施不当等劣势。比如我国大型通讯网络(电信、网通等)为保障用户安全以及信号传输的稳定性而采取一定的防范措施，如安全认证、防火墙设备等。但是咖啡馆、商场以及一些大型娱乐场所的热点网络没有配备专业的设备管理，并且由于管理人员管理素质水平低下导致网络的安全性和稳定性得不到有效保障，进一步阻碍了我国热点通讯网络的发展。
根据相关调查报告显示，我国网络通讯中一半以上的热点应用存在安全隐患因素，一小部分的网络应用没有进行身份认证，从而导致我国大部分网络处于一个“裸奔”状态。
而随着科学技术的不断发展以及网络信息技术脚步的加快，黑客掌握的计算机技术水平得以逐渐提升。因此大量黑客利用掌握的计算机技术不断破坏计算机网络系统，并采取非法手段以及不正当方式入侵用户电脑窃取用户数据信息资料以及个人隐私。从而严重的安全威胁计算机用户个人电脑，不利于计算机健康稳定运行。
3 优化单片机与网络通讯应用的解决途径
3.1 利用电子设备实施CP IP协议简化
简化协议作为优化单片机与网络通讯应用的途径之一，不仅可以起到降低中心电路的设计难度的作用，还可以达到提高网络运行速度的目的。以电子设备简化IP CP协议这种措施的实质是利用MCU内部芯片达到提高网络运行速度的目的。其实施途径主要依靠网络技术人员将单片机MCU内部芯片与互联网通讯设备进行有效衔接，使单片机应用系统实现互联网通讯光纤技术，并利用光纤技术实现单片机拨号的功能。
利用网络电子设备简化TCP IP 协议具有降低程序操作难度和提高芯片运行速度的等方面的优势。IP TCP协议与MCU内部芯片之间网络运行速度需要保持一致，以免出现单片机应用系统与网络应用系统不能有效统一的情况，进而影响单片机与网络应用的研究效果。
3.2 利用身份认证保护用户安全
就交互式和开放式网络系统而言，其网络数据资料需要管理人员提高自身管理意识，加强身份认证保护措施，提高用户网络的安全性和稳定性。比如采用802.1 X 标准认证或者EAP-FAST身份验证方式对用户计算机进行加密处理密匙和安全定位，为保障用户数据信息的安全与稳定提供保障。采用802.1 X 标准认证或者EAP-FAST身份验证内容主要包括用户信息访问权限、物理地址、标准802.H验证机制、木马软件截获等。
3.3 利用单片机控制网卡
加强单片机与网络通信应用安全防范技术的关键因素是利用单片机控制网卡实现数据交换。利用单片机控制网卡这种方式的目的是提高网络接口的稳定性和安全性，其实施流程主要依托于路由器找寻ISA接口，将网卡与ISA接口进行有效连接，防止网卡信号传输不稳定。比如远程客户端就是利用路由器原理实现计算机驱动程序与物理帧格式之间的自由转换，提高单片机与网络应用的时效性和针对性，促使网络通信数据相互交换的实现。
3.4 制定和实施网络安全制度
制定和实施网络安全制度是保障计算机单片机与网络通讯应用的前提条件。创新计算机病毒防范技术是提高单片机与网络通讯应用运转能力主要途径之一，积极引进国外先进的科学技术加强计算机网络安全防护技术的开发，并根据国内计算机信息管理技术的现状制定、实施相关网络安全制度，为确保单片机与网络通讯应用安全稳定运转提供制度保障。
4 结束语
随着科学技术的不断发展与信息网络技术的不断进步，单片机与网络通信的应用技术在我国得以普遍推广与发展。相比国外通讯技术而言，我国现代化通讯设备技术还不够成熟，还处于发展的初步阶段。因此国家需要引入国外先进技术，实现单片机与网络通信的应用融合。
互联网的科学原理范文第3篇
【关键词】：能源互联网；现状；发展趋势
1、导言
人类社会经济想要取得快速的发展，必须要借助能源的支撑，但大量运用化石能源导致的环境和资源问题，已经严重影响了人们的安全生存。全球能源互联网致力于解决能源环境、资源配置、能源供需等问题，以全球视角审视如何利用世界资源，进而促进各个国家友好和平相处。
2、能源互联网定义
能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，深入融合了新能源技术与互联网技术，将大量分布式能量采集装置和分布式能量储存装置互联起来，具有“横向多能源体互补，纵向源-网-荷-储协调”和能量流与信息流双向流动特性的显著特点，是实现能量和信息双向流动的能源对等交换和共享网络，以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络。能源互联网通过智能能量管理系统实现实时、高速和双向的电力数据读取和可再生能源的接入。
3、国内能源互联网研究现状
中国研究人员在国家电网的支持下，也对能源互联网这一新兴技术进行了研究及探索，纷纷成立了研究院及研究专题，如清华大学、浙江大学等均拟成立能源互联网研究院，国家电网发起了能源互联网研究专题等。但总体上我国的能源互联网研究相比于国外而言，起步稍晚，但势头很好。目前相关成果还较少，大多还处于起步、跟踪及相关概念的讨论阶段阶段。
开发和利用分布式可再生能源是解决能源紧张、环境污染及气候变暖的重要手段。作者在计及分布式电源的间歇性、随机性等特点的情境下，建立了适应高比例可再生能源发展的新型电力规划及生产模拟模型，并针对未来中国实现高比例再生能源的电源结构、跨区电力流动等开展了实证研究。
我们从不同的视角：政府管理者视角、运行者视角及消费者视角等讨论了能源互联网应具有的特征：可再生、分布式、联起来、开放式及融进去。进一步讨论了能源互联网的功能结构，同时分析了能源互联网与其他电力系统相比所具有的关键特征。
此外，从分布式可再生能源利用的角度阐述了能源互联网的内涵、特征等，并设计了基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统。讨论了能源互联网系统的组成部分未来能源互联网的主要研究方向：控制策略、电力电子变流技术和储能技术等；提出利用信息技术对传统电网加以改造，将分布式可再生能源网络、信息通信网络进行高度融合，构建可再生能源互联网，实现分布式可再生能源跨区域、大范围的优化配置和高效利用，最终实现电网和信息网的变革。可再生能源互联网是由各种规模不同的分布式局域网组成，局域网间可实现电能流动的双向性及电能配置的高效性。进一步设计了固态变压器原理图、超级电容电池原理图及射频充电自供能原理图等，最后阐述了微电子技术在可再生能源互联性化和系统安全运行等方面阐述了能源路由器的内涵，同时设计了两层架构的能源路由器结构.
4、能源互联网的实现手段及发展方向
4.1清洁能源开发
太阳能、风能、生物质能等作为清洁能源具有取之不尽、用之不竭或可循环利用的特点。结合现有的创新技术，如太阳能光伏发电、风力发电（包括陆地发电、海上发电等）、生物质发电等技术可以逐步用于替代化石燃料燃烧发电技术，实现电力生产的清洁化。以太阳能发电为例，随着互联网应用的逐步深入，我国分布式光伏电站已经呈现出快速互联网化的趋势，全国已经有200多个电站、千万数量级的电池组件接入网络，实现大数据实时采集和分析。
在能源消费环节要鼓励实施电能替代。相比于煤、石油、天然气等一次能源，电能更为高效、清洁。提高电能在终端能源消费中的比重，能够从根本上解决化石能源污染和温室气体排放问题。如鼓励电动汽车的使用，将减少对石油的消耗，可明显减少污染物排放。
4.2广泛应用智能电网
智能电网对太阳能发电、风电、海洋能发电等一些间歇式电源具有较强的符合性、适应性，进而能够确保各种类型资源的有序接入，同时也能保证各类设备直接使用。将智能电网与物联网、移动终端和互联网等多种技术相融合，进而满足广大用户的需求。将建设智能电网和能源再生发展、物联网和互联网紧密结合，从而推进能源的可持续发展和利用。
4.3特高压技术
特高压输电技术是实现全球能源互联网的重要手段和方法，其具有输送容量大、输送距离远、效率高的特点，并且具有抵制各种严重事故的能力，可以满足大容量、远距离的跨区输电要求，能够实现大型能源基地的集约开发和电力的可靠输送，为构建全球能源互联网提供了有力支撑。
特高压交直流将输电距离提升到2000～5000千米，赋予电网更大范围调配资源的能力，能够实现各种清洁能源在世界范围互联互通、优化配置。目前，我国已建成投运了3条特高压交流线路和6条特高压直流线路。我国特高压工程的成功，不仅解决了中国能源发展难题，而且对于解决世界能源可持续发展问题也具有重大意义。
4.4突破能源互联网中的关键性技术难题。
提高我国能源互联网发展所需要的技术能力，为我国能源互联网建设提供更为有力的技术支撑和储备是当前极为重要的事情。能源互联网由以“大数据”“云计算”为支撑的信息数据交换技术、分布式新能源发电控制技术等一系列尖端技术为依托，其中很多技术还远未成熟，需要国家集中一切科技力量去解决能源互联网建设中的技术障碍，这样才能早日实现能源互联网的构想。
结论
总而言之，各项能源资源在为推进人类发展中带来了很大的动力，但由于运用不合理、开采方式不科学等问题，也给人们的生活带来了很大的问题。在社会经济的快速发展下，人们逐渐对生态环境加以重视，各个国家都在着手恢复生态环境，力求能够充分运用能源互联网，进而解决在能源生产和消费中出现的各项问题，真正推进各个国家的可持续发展。
【参考文献】：
[1]王继业，孟坤，曹军威，程志华，高灵超，林闯.能源互联网信息技术研究综述[J].计算机研究与发展，2015，05：1109-1126.
互联网的科学原理范文第4篇
【关键词】机械设计;新工科;互联网+;混合式;教学方法
《机械设计》是研究机构及机械传动系统工作原理、性能特点、设计方法等方面的机械类理论课程，是一门涉及“理论力学”、“材料力学”、“工程材料”、“机械制造”等学科的综合性课程，是“中国制造2025”、工业4.0必不可少的专业知识之一。目前，以科学、技术、工程为融合的新业态、新产业、新行业为特点的“新工科”蓬勃发展，以“互联网+”、“中国制造2025”等国家战略的正式实施，使得《机械设计》的高等教育迎来了难得的发展时机且也面临着各种挑战［1］。主要表现在:一是传统的《机械设计》采用的是以教师授课为主的教育模式，分章节讲述各种常用传动机构的工作原理，性能参数及结构等，留给学生的是传动机构的“碎片”式记忆，不能形成满足工程应用需要的整体传动装置设计的要求。因此，难以满足新业态、新产业、新行业为特点的“新工科”下的工程意识的要求。二是传统的“机械设计”授课方式大都采用PPT+黑板板书的授课方式，在当今知识大爆炸和“新工科”对工程专业人才综合素质要求更高的背景下，更加凸显出课程内容多而教学学时少的特点。为此，开展基于“互联网+”的《机械设计》教学方法的探索，通过课上、课下互联网技术的应用，对学生进行头脑知识风暴的灌输和传授，以期培养出适应“新工科”发展的新一代机械工业专业人才具有重要的意义。
一、融合多学科知识，确定“新工科”背景下课程教学目标
《机械设计》中的设计理论除应用于以传统的机械制造行业外，还可以应用于以“人工智能”、“机器人”为代表的新型工业当中。但是，针对新工业、新行业的应用，机械设计必须朝着大型化、低能耗、高效率、高可靠性和长寿命周期方向发展。这就要求《机械设计》课程教学必须融入先进机械设计理论、先进机械制造、先进检测技术和可靠性设计理论;必须在《机械设计》课程理论学习中，加入自动控制、“互联网+”等多学科的知识。面对如此众多的交叉和融合的学科知识，需要在有限的授课学时中，培养满足“新工科”要求的工程人才，这对《机械设计》的教学方法提出了严峻的挑战。为此，必须确定“新工科”背景下课程教学目标。第一，必须引导学生科学地理解和掌握机械设计的工作原理和基本设计理论，培养学生在应用机械设计基本理论和设计选型中，融合多学科知识，初步建立工程思维和工程意识。第二，必须要求学生掌握常用传动机构的性能特点、主要零部件的结构、工作原理和作用，能够依据相关机械设计标准、工程应用需求进行分析和设计计算，以培养学生具有针对不同的工业应用要求完成专业设计的能力。第三，必须要求在专业理论学习时，充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求，培养新时代、新工科下的综合性专业人才。课程目标的制定，确定了教师的授课内容、课程重点以及工程案例的选用方向;并为教师的教研活动主题、课程教学内容的修订等指明了方向。这对培养新产业、新形势下的技术人才具有很好的指导意义。
二、基于“互联网+”确定《机械设计》课程混合式教学模式
随着第四次工业革命的到来，人工智能、大数据、云计算、互联网等新科技改变和颠覆了传统的产业。然而，长期以来的高等教育都是沿用以教师为中心，学生被动听课为主的教学模式，这在过去的人才培养中，确实取得了很好的效果。但是，面对当今以科学、技术、工程为融合的新技术和新科技的发展，开展以“成果为导向”，强调以“学生为中心的教学模式，将是“新工科”条件下的工程教育的必然模式［2］。为此，《机械设计》教学采用基于“互联网+”的混合式教学模式是目前最好的选择之一。《机械设计》课程混合式教学模式主要包括课上教学、课下学生自学和师生互动两部分。1．课上教学。课上教学主要以PPT+黑板板书为主的授课方式，同时采用课件动画、MOOC等为辅助，以期在有限的教学学时里完成以下教学重点:一是运用数学、自然科学和工程科学的思维掌握机械零件的设计原理、设计方法和机械传动机构设计的一般规律;培养综合应用机械零件和机械机构的设计准则，进行机械传动装置和通用机械零部件的设计能力。二是培养正确查阅机械设计标准、规范、设计手册和设计图册的能力;掌握应用相关设计规律和技术措施，初步建立机器、过程设备、流体机械中的机械传动系统等领域复杂工程问题的设计能力。课上教学重点的顺利实施，基本完成了课程的教学目标，但还需通过课下学习的补充，使学生获取对新型工业当中机械传动系统更高要求下的综合设计能力。2．课下学习。课下学习主要采用雨课堂、图书馆资料查找、图片和视频展示的方式，以机械传动系统成功和失败的案例，重点培养学生科学认识机械设计的基本原则和设计程序，了解影响设计目标和技术方案的影响因素;理解工程中机械设计的严谨性、复杂性。另外，通过雨课堂可以及时跟踪学生学习的进度，在线解答学生学习过程中的疑惑或难点。同时，也方便师生就实际的工程案例和工程设计开展线上互动讨论，并在这种讨论互动中，引导学生了解并掌握国家当前有关的技术经济政策，使学生在机械传动系统的工程设计中充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求，实现“新工科”要求的工程教育和新技术发展衔接的教学重点和课程教学目标［3］。另外，通过布置图书馆查找资料，查看视频和图片，督促和推动学生自觉地追踪国内外机械设计最新发展趋势，培养能够胜任“中国制造2025”等新业态、新形势下的工程人才。此外，采用基于“互联网+”的《机械设计》课程混合式教学模式，还可以培养学生查找中外文献资料的能力，在不断学习和强化专业外语的条件下，充分利用计算机辅助技术和“互联网+”，获得能够终身学习的能力，满足工程专业认证要求，以适应新技术迅猛发展的形势，成为国际需要的高级专业人才。
三、以“导向教育”为目标，改变课程考核与学生能力评价方式
基于“互联网+”的《机械设计》混合式教学模式，一方面要求教师必须充分了解和懂得机械设计的最新技术、最新发展等，另一方面也将促使授课教师必须同步学习和认真准备相关课程内容。但是，现代教学理论认为:教学过程既是学生在教师指导下的认知过程，又是学生能力的发展过程，学习更是一个学生必须主动参与的过程［4］。因此，要取得好的教学效果，必须激发学生主动学习的热情。所以，设计积极、有效的激励方式，促使学生主动积极参与教学的各个过程，是基于“互联网+”的《机械设计》混合式教学模式的重要内容之一。为此，《机械设计》课程分为课上考试和课下学生能力评价两种形式的结合考核方式。课上考试主要以闭卷的笔试试卷考试为主，依据课程教学目标，考察学生掌握机械设计基本设计理论和初步应用这些理论解决工程实际问题的能力。试卷可以采用选择题，简答题，计算题和工程应用题的形式。课下考核主要以评价学生再学习能力为主，考核学生追踪诸如控制技术、智能制造等新技术、新发展趋势，并用以融合众多学科进行初步机械设计计算的能力。这部分评价可以通过文献综述、研究报告和由多人组成的小组完成的机械传动机构工程化设计计算为评价依据。当然，课下的评价是根据课上课程进展，及时布置任务，并给学生一定时间在课下完成的。这些课下任务，可以通过图书馆、学生讨论、师生互动等等各种形式完成。教师只要设定合理的课上和课下考核分数占比，就能够促进学生自觉完成相关任务，达到“机械设计”混合式教学模式下设定的课程目标，实现以“导向教育”为目标，以工程专业认证为标准，培养出具备解决问题能力、研究问题能力、团队沟通能力和终身学习能力的“新工科”背景下的工程人才。
四、结语
科技的发展，离不开专业的人才，专业的人才，离不开高等教育的培养。在教育部“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”等一系列促进“新工科”计划实施的政策指引下，以工程专业认证为标准，探索和研究新形势、新业态和新技术环境下的《机械设计》课程教学方法，对迎接即将到来的第四次工业革命，培养胜任“新工科”要求的专业技术人才具有重要的意义。开展基于“互联网+”的《机械设计》课程教学模式，是以“导向教育”为目标，利用计算机及互联网技术，采用课上授课、课下学生自学和师生互动的教学模式，培养学生建立融合众多交叉学科条件下的工程意识和工程思维，培养学生在解决工程问题时，具有充分考虑经济、安全、环境、法律等方面的要求的能力。同时，通过改变课程考核与学生能力评价方式，激励学生自觉成为《机械设计》课程教学的主动参与者和践行者。
【参考文献】
［1］吴爱华等．加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济［J］．高等工程教育研究，2017，1:1～9
［2］姜晓坤，朱泓，李志义．新工科人才培养新模式［J］．高等教育与评估，2018，34(2):17～24
［3］陈建义．基于“新工科”的“过程流体机械”教学方法研究［J］．教育教学论坛，2017，48:154～156
［4］王升．主体参与型教学探索［M］．北京:教育科学出版社，2003
互联网的科学原理范文第5篇
关键词：物联网工程专业课课程体系；感知层；网络层；应用层；体系结构
中图分类号：TP391.44-4
1 物联网工程专业设置的必要性和可行性
“物联网”[1]的概念于1999年提出，本意是“物与物相连的互联网”，物联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术，依据通信协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神，为了加大新兴产业人才培养力度，加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新，大力培养新兴产业相关专业的人才，满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉，培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备，为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。
2 物联网工程专业知识体系架构
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。
2.1 感知层
感知层，也常称为感知控制层，解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3]，包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层，是物联网应用的基础，是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层，感知层具有十分重要的作用。
感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集，其中涉及射频识别（RFID）、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。
2.2 网络层
物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。
2.3 应用层
应用层主要将物联网技术与行业系统结合，将信息转化为内容，实现物物互联的应用解决方案。概括起来，物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比，物联网加进了感知层，降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。
在高性能计算和海量存储技术支持下，应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理，整合为相对准确的结论，并为行业应用提供智能的支撑平台。
3 物联网工程专业课课程体系设置
3.1 专业定位
本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科，面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要，突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础，面向物联网应用系统的程序设计技术，各种信息处理网络应用系统的工程实践能力，以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识，能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。
3.2 培养目标
物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求，建设创新型国家发展战略的需要，具有雄厚的基础，强大的综合实力和专业适应能力，具有社会责任感，具有信息采集和检索、分析和处理能力的，具备良好的动手实践能力和创新能力，能胜任通信，传感器网络及电子信息处理技术领域的研究，设计、开发、系统集成及管理与教学，并具有创新能力，能够在计算机和通信等领域起领军作用，具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。
3.3 课程体系结构设置
物联网工程专业是新兴专业，由于整个行业在我国都处于发展阶段，因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少，学生有可能对于专业的认知度不高，应当加强专业认知方面的教育，同时，通过实验演示等方式，让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新，是学生们对于专业有一个全方面的认知，从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。
我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展，物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习，同时，重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系，力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。
物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点，注重课程体系的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下，将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。
3.3.1 基础教育
在基础课程的教学中，尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习，使学生充分意识到学习这些知识的重要性，物联网专业在国内属于新兴专业，国内起步较晚，需要查阅大量的外文资料，因此，需要良好的英语水平，尤其是专业英语水平，在教学中，适当引入专业英语教学。同时，在基础课程的学习中，应该加强学生对于政策法规的学习，避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。
3.3.2 专业教育
专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节，共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节，高素质的人才需要有过硬的专业基础知识，通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识，能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。
（1）专业基础课课程结构设置及分析
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。
在专业基础课程的教学中，起步难度要适当，既不能难度过大而吓退学生，打消学习积极性，也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行，理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握，学生能通过现象看到本质，有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况，专业基础课程计划安排一定的课外上机学时，使学生巩固课堂学习的内容。
（2）专业课课程结构设置及分析
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。
专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重，严格实训内容的考试。在专业课程的学习中，增加项目实训，适当引入企业项目，在学习中就能体验到未来工作中的实际感受，通过亲身体验，寻找差距，弥补不足。学生在毕业之后，能够迅速适应工作岗位，拥有较高的起点。
（3）专业主干课课程
具体包括：物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。
（4）专业选修课课程
无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。
3.4.3 实践教育
实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）。其中部分科目为选修，学生可以根据自身发展进行选择。
3.4.4 素质拓展与自主实践
素质拓展与自主实践方面，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书，总学分不得低于10学分。
4 结束语
物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用，这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要时刻以服务于社会发展需要为根本依据，把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来，依托学校自身的行业背景和学科优势，设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系，为国家战略性新兴产业发展，培养高素质专门人才多做贡献，争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。
参考文献：
[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].
[2]教高厅函[2010]13号[Z].
[3]屈伟平.物联网掀起新的信息技术革命浪潮[J].物流技术与应用，2010（11）：23-25.
[4]马忠梅，孙娟.李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌八式系统应用，2011（11）：46-47.
[5]范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京大学学报，2009（06）：13-14.
[6]徐险峰.论以信息化带动工业化[M].成都：西南财经大学出版社，2006.
