情境教学法在数据处理与智能决策中的应用范文

摘要

物联网的核心是对信息数据的采集和处理，数据处理和智能决策是物联网技术的最终目标，所以“数据处理与智能决策”的教学更加需要采用丰富的教学手段和教学方法，做到点面结合、理论与实践相融、突出对学生专业知识的培养。本文通过分析“数据处理与智能决策”课程的现状、学科定位和培养目标，总结并提出了情境教学法在教学改革中的具体实现方法，注重培养学生的实践能力和创新能力，以此推动物联网工程专业的快速发展。

关键词

数据处理与智能决策；物联网；情境教学法

1引言

北京信息科技大学的物联网专业创办于2013年，是建立以提升工程素质为根本、以培养物联网工程能力为核心、以掌握物联网工程学科知识要求为目标的课程体系，相关课程的建设也力求结合实际工程应用要求，加强学生实际应用能力的培养。我校的物联网专业重点突出我校在可靠通信传输与智能信息处理方面的技术优势，本专业开设的核心课程有：物联网工程导论、通信原理、自动控制基础、RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、数据处理与智能决策、物联网工程设计与实施、信息安全等。我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。

2“数据处理与智能决策”课程特色

当前社会对物联网行业智能信息处理方面人才培养的需求越来越旺盛，人才培养的任务日益紧迫。而我系开设的“数据处理与智能决策”课程，所要达到的目的就是使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论，并能够用课程中学到的知识，对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发；课程的社会需求也要求在教学的内容、方法、手段上做出相应的调整与改革,在理论教学上探索新的考核方法。“数据处理与智能决策”是物联网工程专业最重要的主干课程之一，开设在大三第二学期，是一门专业必修课，教学中全面地讲述了数据处理基本知识、数据分析体系以及相关理论，对数据处理的关键技术，如数据挖掘、数据处理模型、数据分析算法等进行了详细讲解，同时对智能决策技术也进行了深入的论述。“数据处理与智能决策”同物联网专业内容的关系如图2所示。

课程教学所要达到的目的是：使学生掌握“数据处理与智能决策”的相关技术体系以及相关理论，并能够用课程中学到的知识，对数据处理与智能决策应用系统进行初步设计、开发；课程同时安排有相应的实践教学环节。我校物联网工程专业实践教学体系结构如图3所示。为了更合理地安排课程的教学内容，特别是为“数据处理与智能决策”这门课程积累更多的经验，笔者进一步对多所高校物联网专业相关课程进行了调研，北京科技大学相近的课程有“物联网与信息服务”，讲述的内容主要是物联网信息处理过程及信息服务模式；北京邮电大学相近的课程有云计算与物联网，主要以云计算和信息技术为主要内容进行授课；电子科技大学通信与信息工程学院物联网系主要以大数据为切入点，进行大数据理论和实践教学的安排；四川大学计算机学院物联网专业数据处理方面的课程主要以数据挖掘和算法应用为主；成都理工大学电子系安排有实践教学环节进行数据处理和传感感知的融合。

3情境教学法的具体应用

3.1研究内容和目标研究方法如图4所示，具体的研究内容和目标包括：

3.1.1精心设计，在教学中采用启发式教学一切教学活动都必须以调动学生的积极性、主动性、创造性为出发点，引导学生主动探索，积极思维。应用启发式教学方法，将以学生为本的思想始终贯穿于教学中的每一个过程，可以充分发挥学生的主观能动性，激发学生的积极内因，将新的教育理念融于教学的全过程，达到使学生掌握知识培养能力和思想教育的目的。在教学过程中，精心安排提问的时机，鼓励学生大胆发言，并及时点拨和引导。例如，在讨论数据处理具体算法K-means的用法时，通过国足排名进行计算，并提供多个数据的比较和验证，激发学生学习的兴趣。

3.1.2应用情境教学方法，通过联系生活和设置疑问创设情境在本课程的教学中从学生生活经验和已有知识背景出发，联系生活讲授物联网，将“数据处理与智能决策”对应的知识点同实际生活中的问题关联起来，使学生感到平时生活中充满着物联网应用的种种奥妙，使他们倍感亲切，内心感到课程技术的应用原来离我们这么近：比如今天需要去商城采购点日常用品，于是在手机中设定了目的地；路上怕堵车，于是设定路径选择为“时间最短”。出门后，手机上的导航软件自动根据最新的路况情况修正路径信息，从而避开了车辆拥堵端，这其中所用的就是典型的最优分析理论和路径优化算法，正是我们这门课所学内容之一。这种情境的创设，能极大地调动学生学习的主动性。

3.1.3引导学生参与互动，主动分析问题在教学过程中，鼓励学生提问，营造良好的课堂氛围。通过事先做好课堂教学设计，引导学生积极思考，分析问题，帮助他们解决问题。

3.1.4引入合作式教学，建立自学汇报答辩机制根据“授人以渔”的教学思路，培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。针对技术专题中感兴趣的具体技术，将学生分组，确定组内的明确分工，分头查阅资料、参考书、网络搜索等收集信息，撰写研究报告，内容要求包括专题技术背景、主要技术方法、研究思路等，课堂抽出时间进行答辩。这样可以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

3.1.5改革考核方式，注重过程评价考试作为教学评价的重要手段，对学生学习和教师教学有着重要的导向作用。传统考试的主要形式是一次性定时闭卷笔试，这种考试会造成学生考试前临时突击现象，放松平时学习，也不利于全面考查学生综合运用所学知识解决问题的能力，难以发挥创造性思维能力。因此，本课程将改革考核制度。加大课堂互动、综合问题的讨论、专题小论文、作业质量的成绩比例，引导学生创新意识方面的培养，提高学生解决问题的能力。

4结论

本文总结了“数据处理与智能决策”课程的特点，提出了具体教学方法在“数据处理与智能决策”课程应用的模式和具体实例，在教学方法改革中贯彻卓越工程师培养———注重实训基本观念，教学方法注重启发学生掌握物联网基本概念和一般方法，结合实际问题，引导学生关注物联网的发展趋势，培养学生关注物联网领域的新知识和新技术。对现有的考核方式进行丰富，增加课题小组案例分析、模拟答辩等环节，提高学生自学参与的成绩比例。本文通过讨论情境教学法在“数据处理与智能决策”实现的具体内容和方法，形成具有北京信息科技大学特色的“数据处理与智能决策”专业课程教学方法，并具有借鉴意义，以期对物联网专业的发展起到一定的促进作用。

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作者：解迎刚 苏中 吴韶波 单位：北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网系