| 标题 | 公安院校物联网概论教学设计初探 |
| 范文 | 董齐芬+蔡永新 摘 要： 根据公安院校物联网概论课程的教学目标与要求进行教学设计。以“RFID原理与应用”为例，采用悬念教学、课堂互动、案例讨论等多种教学方法，在新课引入、RFID基本知识学习、公安应用案例等三个阶段对教学内容进行精心设计。实践证明，这种教学设计能够吸引学生注意力与兴趣，激发学生思考和提升学生课堂参与热情，引导学生发现并探讨物联网技术在具体公安工作中的应用。 关键词： 物联网概论； RFID； 教学设计； 教学方法 中图分类号：TP309 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）06-90-03 Exploration on the teaching design for “Introduction to Internet of Things” in public security colleges Dong Qifen1， Cai Yongxin2 （1. Department of Computer and Information technology， Zhejiang Police College， Hangzhou， Zhejiang 310053， China； 2. Information and Communication Section of Wenling Public Security Bureau） Abstract： Teaching designed according to the teaching objectives and requirements of the "Introduction to Internet of Things" course in public security colleges. Taking the “RFID Principle and Application” as an example， using a variety of teaching methods such as suspense teaching， classroom interaction and case discussion， the teaching contents are carefully designed in three teaching stages of the introduction of new lessons， the RFID basic knowledge learning and the application case in public security. Practice has proved that this teaching design can attract students' attention and interest， stimulate students' thinking and improve students' classroom participation enthusiasm， guide students to discover and explore the application of Internet of Things technology in public security work. Key words： Introduction to Internet of Things； RFID； teaching design； teaching methods 0 引言 物联网是互联网概念的延伸和扩展，指凡是由传感器和传感技术而感知物体的特性来按照固定的协议实现任何时候物与物之间、人和物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别定位跟踪管理的网络[1]。特别地，将涉及到公安工作的“人员”、“车辆”及“物品”纳入到物联网，可以实现警察与各种“物”的交互，从而构成全方位、立体化的打、防、管、控作战体系，实现警务资源的优化配置，实现协同、高效、创新的新型警务模式[2-3]。可见，物联网技术对实现公安部提出的“科技强警”战略具有重要意义。为使学生将来开展物联网在公安工作中的应用打下基础，能在“科技强警”战略实现过程中有所作为，浙江警察学院率先在公安院校中开设了物联网概论专业选修课程。教学对象是网络安全与执法专业的大二学生。每个教学班的选修人数控制在30人以内。 目前很多普通高校已开设了物联网概论课程，也有教师对开展这一新兴课程的教学进行了有益探索[4-5]。但公安高等教育属于警察职业，其教育人才模式具有特殊性，故不能拿普通院校的物联网概论教学模式直接套用。对于公安院校网络安全与执法专业而言，其整体目标就是培养学术成为一名合格的网络警察。通过物联网概论的学习，要求学生掌握物联网的基本知識和关键技术的基本原理，培养学生应用物联网技术解决公安工作实际需求的能力。因此，在公安院校的物联网概论课程教学过程中，应特别注意如何引导学生发现并探讨物联网技术在具体的公安工作中的应用。RFID是物联网中的关键技术之一，在公安工作中刚崭露头角，比如交通管理[6]、电动车防盗[7]、物证管理、套牌车辆自动识别等，其应用潜力不可估量。因此我们选择该教学内容进行公安院校物联网概论教学设计的探索，以期达到抛砖引玉之效。 1 “RFID原理与应用”为例的教学设计 “RFID原理与应用”一节的主要教学目标是：掌握RFID的基本原理，探究RFID在公安中的应用。针对该教学目标，我们将本节教学内容划分为新课引入、RFID基本知识学习、公安应用案例等三个阶段进行。每个阶段的教学设计均注重吸引学生兴趣、激发学生在课堂上的参与热情。下面谈谈如何精心设计每个阶段的教学过程。 1.1 新课引入 为尽可能地吸引学生的注意力，在课程的开始，组织学生带着以下两个问题观看一段两分钟的“智能小区一卡通应用”视频：①视频中有哪些超酷的智能自动化场景？②实现这些智能自动化场景的“道具”是什么？ 通过和学生互动讨论，总结出：受害女子手上的万能卡，以及车库门、停车位、受害女子附近的墙上、抢劫犯抢到的包里的“道具”共同实现了车库门的自动打开、停车位的寻找与打开、受害人报警与定位、抢劫犯的定位等这些超酷的智能自动化场景。 进一步，为激发学生们对新知识的渴望，教师可采用自问自答的方式引出新课内容：但是，大家应该已经观察到，这些“道具”之间根本没有直接接触，为什么会有这么神奇的功能呢？实际上，这就是通过RFID技术实现的！ 1.2 RFID的基本知识 首先，介绍RFID是什么：RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即无线射频识别，俗称电子标签。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 接着，讲授构成RFID系统的三大组件，即标签、阅读器、天线。在讲授过程中，①通过实物展示来增强学生对RFID系统的直观认识，从而避免出现由于太过抽象使学生昏昏欲睡的尴尬局面；②在讲授三种类型的标签（主动式、被动式、半主动式）时，故意不提及半主动式标签完成通信和被动式标签完成计算、通信等工作的驱动力来源，而是让学生来发现这个问题。接着，老师会再给学生先留个悬念，只是告诉学生讲到RFID工作原理的时候会得到答案。这有助于吸引学生对下一步教学内容的兴趣。 然后，结合图1所示经典示意图分析RFID系统的工作原理。为便于理解，将RFID系统的工作原理以图2流程图形式展示给学生。利用这种方法，学生不但掌握了RFID系统的原理，而且不少学生能够主动解答之前留下的悬念，即半主动式标签完成通信和被动式标签完成计算、通信等工作的驱动力来源于标签进入阅读器电磁场后产生的感应电流。 为培养学生理论应用于实践的能力，回到卡通视频，邀请一位同学与大家分享其中的智能自动化场景是如何实现的，并鼓励其他同学作补充。经过三至四位同学的分析，可以得到比较完美的答案。教师再作补充点评。 为使学生更深入理解RFID技术，还需对RFID与条形码进行比较分析。但我们并不直接讲授这两者之间的区别，而是进行如下的教学步骤： 教师：大家还有什么疑问吗？ 学生：就前面讲授的内容而言，我都能听懂，但是总感觉RFID技术和超市结算时接触到的条形码技术有点相似，它们之间有区别吗？（所授过课的教学班中总有不少学生会提出类似疑问） 教师：这是一个非常好的问题。回想平时超市结算时接触到的条形码和刚才所学习的内容，大家发现了哪些区别呢？ 学生交流讨论，自由发言。根据学生的发言，教师写好板书。最后，教师总结概括RFID技术相比条形码技术的特点，并重点阐述学生未提到的区别，如可重复使用性、安全性等。 1.3 公安应用案例 学生掌握RFID的系统构成、工作原理等基本知识后，还需将RFID技术应用于实践尤其是公安实际工作。通过与基层民警交流，选择如下案例进行分组讨论：当前车辆交通管理中套牌的现象日益猖獗。由于套假牌车辆违章后，其司机和车主得不到惩治，使这类车辆超速行驶和闯红灯变的肆无忌惮。套牌车辆肇事逃逸后，案件难以侦破，造成了恶劣的社会影响。因此，如何自动识别这些套牌车辆一直是公安机关在努力解决的问题。 为使分组讨论收到实效，我们采取如下措施。 ⑴ 给出提示性问题：车辆套牌的具体表现是什么？结合基层公安实习经历，目前的车牌识别存在什么问题？如何将RFID技术与已有的车牌识别方式结合起来？ ⑵ 制定激励人人参与的机制：根据学生的座位，将学生分组，每组人数是3～4人。教师指定一位能力较强的学生担任组长和一位平时表现欠缺的学生在讨论结束后到讲台上讲述交流。要求组长不得过多发言，而是要协调组内成员积极发言。教师应及时发现并指出“一言堂”的情况。讨论完成后，由教师对每组表达的优劣进行点评总结，给出每组的总成绩（满分为每组人数乘以100），再由组长根据组员表现分配分值。该成绩作为平时考核的组成部分。 为进一步加深学生对RFID技术的理解，布置课后作业：查阅与思考RFID在公安工作中的其他应用，如物证管理系统、枪械管理系统。 2 结束语 我们根据公安院校网络安全与执法专业的课程设置、培养目标以及学生的学习特点，以RFID原理与应用为例，初探了公安院校物联网概论的教学设计。在教学设计中，采用了悬念教学、课堂互动、案例讨论等多种教学方法，吸引了学生的学习兴趣，取得了较好的效果。然而，在实际教学中，我们也注意到，尽管制定了激励人人参与互动的机制，但还是有部分学生表现出“事不关己”的态度。因此，如何鼓励学生参与课堂互动、探讨物联网技术在公安工作中的应用是进一步的教学设计中需要重点考虑的问题。 参考文献（References）： [1] 燕晓波，熊伟晴.物联网綜述[J].电光系统，2016.3：17-23 [2] 李冬静.物联网技术在公安工作中的应用研究[J].福建电脑， 2016.1：42-43 [3] 王祥生.公安物联网应用前景展望[J].公安研究，2012.3： 43-47 [4] 周新丽，李萌.面向多层次学生《物联网概论》课程的模块化 教学设计[J].物联网技术，2015.7：105-106 [5] 张乐.基于工程实践的《物联网导论》课程教学改革探索[J]. 教育界：高等教育研究，2016.18：126-127 [6] 刘东波，胡家彬，邓毅萍.RFID技术在公安交通管理中应用的 可行性研究[J].道路交通管理，2013.2：40-41 [7] 陆海云，杨绍周.RFID在公安打击盗抢摩托车犯罪中的应用[J]. 电子质量，2016.11：37-40 |
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