一👩‍👧‍👦、課程基本概況

課程名稱🧜：無線傳感器網絡原理       課程負責人👨‍🎨🦴：陳年生、姜楚喬

學分學時🐺：3學分👩🏼‍🎤，48學時            所屬學院👩🏻‍💼： 電子信息學院

教學對象：物聯網工程專業本科生     課程類別：專業必修課

二、課程思政典型案例

案例名稱: 企業案例育工程素養：無線傳感器網絡應用案例分析

1.課程章節及名稱🥕： 第十章 無線傳感器網絡應用案例分析

2.教學目標

知識目標：

1）  了解無線傳感器網絡的應用領域和典型應用案例；

2）  了解無線傳感器網絡應用系統基本設計框架👩‍🦽‍➡️；

3）  掌握根據應用需求選擇傳感器節點、無線通信技術的方法。

能力目標:

1）  通過對無線傳感器網絡應用領域的學習🙋‍♀️，開拓行業知識📶、拓展視野；

2）  通過對無線傳感器網絡應用系統設計框架的學習，提高認知能力和解決復雜工程問題的能力🙋🏽‍♀️；

3）  通過對傳感器節點和無線通信技術選擇方法的學習👩🏽‍🍳，提高問題分析能力。

育人目標:

1）  通過介紹國產品牌在行業領域的應用👨‍⚕️，增強民族自信🛅，培養愛國精神；

2）  通過應用舉例，感受到科學技術對社會生活方方面面帶來的巨大變化，對社會高速發展做出的貢獻。鼓勵新時代下的大學生樹立理想、勇擔使命💇🏿，為建設科技強國做出貢獻🧘🏽‍♂️；

3）  通過產教融合企業案例講座👌🏿，培養學生工程素養，引導其在專業知識追求上向精益求精的“工匠精神”看齊。

3.教學思想

1）  價值塑造👩🏼‍🏫：本案例將愛國精神9️⃣、社會責任感🤹🏽‍♂️👨🏼‍🎨、工匠精神等思政元素融入教學內容中✈️。通過對國產技術的全面介紹🍖，激勵學生的愛國情懷🏋🏽；幫助學生直觀認識了行業技術對社會發展的巨大貢獻😡，增強學生的社會責任感；通過企業講座的形式🥞💁🏼，以產教融合的教學思路⌨️🏝，培養學生的工程素養，引導學生學習工匠精神。

2）  知識傳授：教材中對於本教學案例內容的介紹是較為單薄的🖖🏿。本案例結合學科發展前沿😆、熱點事件，豐富了教學內容，開闊了學生的視野🎲。將知識培養目標⛹🏿‍♂️，融匯於各個案例之中🚍，增加了學習的趣味性。根據學生的課堂反饋，對於應用設計框架的總體把握有較大的差異☝🏼，有些學生可以舉一反三👨‍🦯‍➡️，有些學生的理解局限於具體的應用🔳。後續的教學中🎠，應該更加註意教學方法👮🏼‍♀️，更加擅於總結知識點，幫助不同層次的學生學習。

3）  能力培養：本案例采用了多種教學方式🤽🏽，真正體現學生是課堂的主體，充分調動學生的積極性♿，培養自主學習的能力。但是📥，考核方式過於單一，後續教學中將增加小組討論🤷🏻‍♂️、課堂展示的形式👶🏿，加大學生之間的學習交流🚶🏻。

4.課程思政教學實施

本次教學劃分為兩部分，第一部分產教融合企業案例講座，第二部分為課堂教學。

第一部分🧎🏻‍♂️‍➡️：產教融合企業案例講座

講座主題《生化實驗基地電參數無線傳感網絡》🤛🏿。

1)  企業案例講座知識準備

提前告知學生企業案例講座的內容🚴🏽‍♂️，接受學生的提問🏬，幫助企業項目負責人更好的調整講座內容。

2)  企業案例講座

項目背景：為企業研發的生化實驗基地電參數信息采集無線網絡，應用在生化實驗基地🦆。

解決以下問題：電參數數據采集、無線數據傳輸。

采用的技術：Lora無線通信技術、傳感器源碼采用C語言編寫、客戶端軟件采用Java編寫🤚🏿。

講座內容包含🪹💈：項目簡介、總體網絡結構、硬件設計、協議層次結構、協議實現、客戶端示例六個部分。

【思政元素】通過項目負責人的講解，深刻體會物聯網工程師必須具備的嚴謹工作態度🧴，以及在設計和現場實施過程中應該遵循的行業規範，培養學生的工程素養、工匠精神。

項目負責人在摩臣5以講座形式對企業案例進行分享🧑🏼‍🍳。以下為2022-2023-2學期講座的活動圖片👩🏼‍🎤🈳。

圖1 項目負責人向學生展示所用硬件設備

圖2 學生參加企業講座

第二部分🔃：課堂教學

1)  背景知識導入

提問學生身邊隨處可見的智能家居產品，如小愛音箱➡️、家庭廚房一氧化碳報警器等🦜🫕，引入無線傳感器網絡的典型應用：智能家居✧。無線傳感器網絡作為信息科學領域中一個全新的發展方向，同時也是創新學科與傳統學科進行領域間學術交叉的結果，將會對人類為了來的日常生活和社會生產活動的各個領域產生深遠影響。

【思政元素】無線傳感器網絡作為信息科學領域中一個全新的發展方向，將會對人類未來的日常生活和社會生產活動的各個領域產生深遠影響🐫。培養學生的科學精神👨🏻‍🏫。

2)  連續設疑，引入案例

提問1🤪：同學們日常中有沒有使用智能家具產品🤸‍♂️？請舉例。

設計意圖：引出本節課主題🏇🏼，無線傳感器網絡的應用。

提問2🌲：同學們有沒有發現，在使用不同的硬件產品時👺，比如蘋果手機和windows操作系統通過藍牙互傳文件、手機投屏到電視機🧑🏼‍⚖️，時常出現傳輸不穩定甚至不能傳輸的情況𓀔？

設計意圖🙄：引出harmonyOS操作系統多終端互聯的優點。

華為鴻蒙操作系統自從2022年8月正式對外公布後🏒，它的1.0版本用在了智慧屏上，現在已經發布了HarmonyOS 2.0版本，並且針對128KB~128MB的設備進行了開源🧑‍🌾🎫，開源項目名稱為🤵🏿：OpenHarmonyOS。鴻蒙是一款面向全場景的分布式系統，它憑借分布式能力造就新硬件🪖、新交互、新服務🩲👱‍♀️，打開煥然一新的全場景世界👨🏻‍🍳。

HarmonyOS是面向萬物互聯而誕生的系統🍾🤨，它不僅可以運行在手機上，也可以運行在較小型設備上，比如智能手環🪼、安防報警器等。HarmonyOS具有多終端適用的特性，有利於打破傳統終端設備間的壁壘💪🏿。

智能家庭安防的出現讓家庭的安全和舒適格外提升🤰。智能家庭安防不僅可以幫助預防盜竊行為，還可以自動檢測火災，提前發出警報👩🏻‍🚀，保護家庭的安全。智能家居、智能安防是非常經典的無線傳感器網絡應用領域🧎。

【思政元素】華為一直製造使用安卓系統的移動設備💃🏼，在近年來高端技術對我國進行封鎖的大背景下，華為作為民族企業的重要代表，自主研發了HarmonyOS操作系統，這個操作系統不止應用在手機上🔬，在各種智能終端上都可以使用。對於打破西方的技術壁壘有重要的意義，對於行業來說是一件振奮人心的事情🏋️‍♂️。該項技術充分展現了我國在信息科技領域的自主研發能力，鼓舞學生愛國情懷🎶。

提問3：同學們是否設想過無線傳感器網絡在更宏大的應用👩‍🍼，比如橋梁監測、森林監測等領域🗑？

設計意圖✍️：引出礦井監測系統🧑🏻。

礦山井下環境特殊⚔️，且開采過程常伴隨有毒有害氣體，在對此類環境參數進行采集與傳輸時，常用無線通信技術存在通信距離短和抗幹擾差的弊端😞。為解決此問題，設計基於LoRa和物聯網技術的礦井環境監測系統，對井下環境進行實時監測，並通過LoRa模塊進行傳輸。

監測系統包括數據采集端🙅🏻、匯總終端和數據監測平臺3個部分，數據監測平臺包括雲平臺和微信小程序。系統能夠實現井下的環境監測功能，易於安裝、便於二次開發且井下無需排線。

【思政元素】礦場工作環境特殊👩🏿‍🎨，保障生產安全是重中之重👨🏻‍🦼‍➡️。礦山安全監測系統，增強了礦山災害防治能力與應急救援能力，有效避免悲劇事故的發生。這對於社會和家庭來說都是一項非常有益的應用，引導學生努力學習技術知識，勇於承擔社會責任#️⃣。

3)  自主選擇案例分析

指導學生選擇一個應用案例，從案例需求、框架結構、節點硬件設計、組網通信技術選擇幾個方面進行分析。在期末考試中進行考核🔈。