基于物联网和云计算的计算机教学研究

臧丽 郑帅 李梦竹

摘要：在目前的教学体系中，教师必须对学生的计算机能力进行培养，使学生能够更好地基于物联网以及云计算的特性，学习全新的知识体系。在计算机专业教学中，教师对学生进行实践培养，使学生能够融合我国目前的课程标准，根据全新的创新精神以及实践能力，将其作为后续的教导方针并分析物联网的特性。围绕目前高校计算机的实践教学实际情况，对整个物联网中心建设完成研究并符合其专业优势。在教学中，通过全新且多层次的教学体系，更好地培养学生实践能力，确保学生理论以及实践的双重结合。因此，文章将基于物联网和云计算的计算机教学研究展开讨论。

关键词：物联网;云计算;计算机教学;研究分析

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）14-0148-02

物联网是我国新一代的信息技术，其定义即物联网形成网络，通过全新的核心内容，将其作为互联网的延伸。此外，物联网应用无线感知节点，可以在任意维度内实现物品与物品之间的通信交流以及资源共享，并通过其智能感知识别，完成信息通融，广泛地用于网络融合中。因此，物联网是继计算机、互联网之后的第三次信息产业发展。在教学过程中，教师必须认识到目前物联网以及云计算教学体系高层次人才较为短缺的现状。这种现状是导致其在后续发展中一直受到制约的直接原因。因此，必须培养符合现代发展需要的物联网技术人才。但由于高校物联网专业开始时间不长，且通常物联网体系较为注重理论培养，忽略了对于实践教学的重视。在后续成长中，需要更好地就其整个教学内容、教学模式进行构建思考，以取得良好的教学效果，获得全新的培养模式，以夯实学生的专业基础。培养学生的实践能力，以全新的实践课程为主，构建多样性的教学体系。

1 实践教学体系设计现状

1.1 课程内容缺乏设计感

计算机网络的普及对于我国居民的日常生活、工作产生非常大的影响，涉及各个领域。因此，在教育领域，需要更好地确保计算机网络人才培养能够提升对于人才质量的要求。计算机网络是一种通信技术，二者之间的融合可以对后续学科交叉信息体系提供更加全面的科技基础，是一门理论性、实践性、综合性均较强的专业课程。该课程不仅是整个工科专业学生的必修课，同时也是学生在进入物联网体系后的核心知识点。整个课程的教学效果对于学生的未来成长具有关键性的指导作用[1]。但在该课程的教学中，由于该课程具有较多的基础概念、原理等，这就使得课程的抽象体系较强，因此学生在学习中很难全面吸收知识点，导致学生的学习出现明显的差异性。因此，为了更好地培养高素质物联网人才，本文首先着重分析计算机网络教学存在的问题，并明确物联网时代教育目标基础。对整个计算机网络教学方法进行深度优化，但需要对目前存在的问题进行分析。例如，计算机教学中整个课程内容缺乏明显的设计感。随着物联网体系的发展，技术应用不断出现，这就需要计算机网络教材提高自身的更新速度。但网络教材的更新速度与新技术的研发速度相对比较慢，存在课程滞后的现象。且物联网技术主要以无线网络为载体，而教材中的无线网络体系较为薄弱。教师在教学时，针对部分网络知识，无法有效充实，教学模式单一。每节课的课时固定，这就使学生在学习时授课时间较为紧张。而教师为了压缩时间，采用传统的讲授结合的模式，以PPT单纯地呈现讲课方法，无法对学生进行有效的培养，不易激发学生的学习兴趣[2]。学生的学习架构无法有效形成，降低了课程质量，对于物联网应用型人才的培养也产生了严重的阻碍。

1.2 实训条件严重滞后

对于学生而言，基于物联网以及云计算的计算机教学体系，除教师的教学模式需要集中更新外，充足的實训条件也非常必要。实训条件可以保障学生能够得到全面成长，以保障学生能够在现有基础上了解物联网的特性，以便能够完成理论以及实践的双结合[3]。但在网络实训中，网络实训室的建设成本较高，很多学校的网络实训建设经费具有一定的限制，这就导致了很多学校在建设网络实训室时出现建设不完善，甚至建设半完工状态，无法有效使用，在开展网络实训课程中，受到明显阻碍，很多学校在建设时虽然是新校区，但其使用的硬件设备较为落后，无法满足目前的建设需要。因此，实训课程开展效率不足，整个理论以及实践呈现脱节现象，对于培养全方面人才产生极大的阻碍。计算机网络与物联网具有密切关联，二者是彼此的拓展以及延伸。物联网的基本体系包含了感知层、网络层、应用层等，因此在后续学习中，必须对应相应的特点完成网络管理以及智能处理，为整个计算机网络课程提供全新的改进目标[4]。对于计算机网络的基础理论课程，在实训条件中需要加强学生的资源，确保学生能够有效地完成学习以及实训训练，并根据在实训过程中出现的问题，调节自身的理论基础以及实践能力，完成教学改革。

2 实践教学体系设计要素

对整个实践教学体系设计要素进行分析，可以得知其包含以下几点：

第一，教师必须了解目前的教学现状。为了更好地贴合物联网的发展机遇，在计算机教学中结合云计算优势，教师需要认知计算机实践教学目前尚处于理论的辅助阶段。教师在教学中，以教师为主完成单向传输，整体的模式较为单一，且未能够主动贴合学生的兴趣爱好。此种教学方式较为落后，已然不能满足现代化的信息发展需求。

第二，要进行改进，融合实践教学体系架构。在改进过程中，依据实践创新，构建整个实践教学体系框架，根据其培养目标，将实践课程分为基础实验、技能实验以及科研创新型实验。整个教学体系采用学生为主、教师为辅的理念，以提升学生自身的分析以及解决问题能力，引导学生能够参与教师的科研工作，解决学生目前出现的学习难题。在基础性实验中，学生可以加深对于专业基础知识理论的理解，为后续进一步应用创新打下坚实基础。整个实践课程包含但不限于信息系统设计、数据结构设计、计算机导论等，实验过程在于培养学生的计算机知识技能，并结合全新的教学方法对学生的知识点能够进行进一步延伸，使学生可以根据教学目标以及自己的兴趣选择学习方向[5]。教师对学生进行辅助指导以进一步提升学生的实践技能。在创新实践中，学生的应用创新能力可以目前的集中教学模式为依托，鼓励学生主动参与，并将相关的项目进行分解，且分解后的每一模块均可由学生负责。教师给予必要的指导后，给予学生充足的自由性，实现移动系统、网络系统等平台开发，掌握全新的专业知识架构，培养学生对于软件设计的兴趣，以保障课程能够面向学生，培养学生整个职业技能的培训。平台可以专业课程教学实践为目的进行设计，在物联网以及云计算中，通过实验课开发课题的方法，学生可以完成产学研合作，将实践创新平台作为一个开放式平台[6]。教学内容完全开放，学生可通过申请项目或立项方式参与到实践工程应用中。实现实验室资源的全面利用，建立更好的实践教学评价制度，为学生的后续创新素质培养提供全新的考核方向。

3 实践教学内容设计

在实践内容教学设计中，教师需要更好地注重对于学生综合能力的培养，使学生的团队创新以及协作能力能够更好发展。在实践教学内容中，包含基础实验、专业技能实验以及创新实验，根据全新的架构，将其作为实验体系的重要组成部分，以保障能够对学生进行全面培养。在实验过程中，学生的实践结果可以更侧重于理论以及经验的结合，保障学生能够从事软件开发与物联网设计，将其作为工作的必备技能[7]。在软件系统设计上，也可以基于目前的培训课程，使学生能够在网络互联方面实现全面成长，完成数据结构的全面结合。并基于网络优化算法进行设计训练，专业设计实验包含了互联网应用实验、嵌入式开发实验以及物流网络工程体系实验。整个物联网应用实验包含了传感器实验以及物联网设计实验，例如，在传感器实验中，学生可以加强自身对于传感器的识别与应用能力，以便能够更好地利用传感器，基于ARM网关，对网络流量、感知节点等进行设计。在此基础上，还可以利用PC实现数据库管理以及网络维护，以满足全新用户的需求。而物联网工程实验可以利用传感网络控制系统，实现对于网络架构的模拟以及应用。在创新过程中，基于整个学生的创新项目以及其科技创新体系，可以使学生能够与其他企业进行合作。通过校企结合，对学校产生全新的科研成果，实现双方利益的最大化处理。同时，也可以指导教师为主，自主设置相关项目，针对学生在学习中出现的薄弱点进行进一步巩固[8]。

4 物联网以及云计算教学改革措施

4.1 完成教学内容的筛选

在教学内容筛选中，计算机网络课程涵盖了大量的网络基础知识以及经典协议。因此，其整个知识点较为烦琐。在教学过程中，教师必须保持适当筛选，以剔除陈旧知识，增加全新知识体系，帮助学生能够掌握计算机网络的整体架构，拓展学生的知识面，使学生能够全面适应互联网环境要求，在教学方法选择与结合中，教学方法的选取对于课堂兴趣培养具有极大关系。整个课堂教学并非以被动教学为主，而是应当以引导式教学为主。为同学选取全新的新颖讨论方案，调动学生的学习积极性，搜集相关的研究课题资料，以便能够增加学习知识点，培养学生能够主动吸收知识、学习知识。在实践中，加强学生的实践操作经验。同时，也可选择任务驱动法，对学生进行分组处理。随后，小组同学完成模拟，均可有效提高学生的学习积极性以及实践能力，保障学生能够有效贴合教师的教学方案，完成全新的教学规划[9]。

4.2 教学实践体系

针对目前的教学实践体系，首先分析在实训室建设方面出现的不足，以便能够更好地提升学生的学习效率。在实训室建设中，其实训室建设的完善与否，直接影响了学生的实践动手能力。借助物联网体系的发展，学生必须具备扎实的动手实践能力。在网络模拟软件开发中，其模拟软件的发展削弱了整个网络实践环境所带来的缺陷。借助网络模拟软件的优势，在机房可以采用虚实结合的训练方法，更新全新的设备，并就网络协议的传输流程采用网络模拟软件进行模拟。运行目前较为流行的模拟软件，包含了模擬路由器以及交换机。二者的应用特性将在后续的实训教学中发挥优势，进行融合，起到非常有效的辅助效果。既可增加实训分数，又可以达到理论结合[10]。

5 结束语

综上所述，在物联网以及云计算的计算教学研究中，为了更好地探究在教学中出现的弊端，分析现状并提出行之有效的改进方法，需要分析目前出现的不足，融合全新的教学建议，对整个教学内容进行整合。根据实际情况，进行针对性的集中调整，以确保整个教学体系能够更好地完成实践、理论的配比，提升课堂效率以及学生的积极性。促使社会物联网人才体系的全面成长，在后续的应用中，结合物联网的计算机专业实践教学，可以以创新教学实践为核心，提出“学生为主、教师为辅”的多层次教育体系。通过全新的教育机制，调节知识体系，完成训练结合，培养学生的创新意识，以使学校能够更好地培养出适应IT行业发展的高素质人才。

参考文献：

[1] 杨天龙，吴海军，周岗，等.基于物联网及云计算平台的智能停车系统的设计[J].电子世界，2020（7）：128-129.

[2] 张磊，吴颖.基于物联网及云计算的人工智能锁无线通信技术研究[J].通信电源技术，2020，37（12）：192-194.

[3] 张尚峰.基于物联网和云计算技术的电力工程智慧安全工地研究[J].智能城市，2020，6（21）：110-111.

[4] 韩克仁.基于物联网与云计算技术的综合智慧消防系统综述[J].科学与信息化，2020（8）：55.

[5] 杨尚瑜，张笑.基于阿里云物联网平台的智慧校园系统设计与实现[J].计算机产品与流通，2020（3）：82.

[6] 朱静宜.基于云计算的高职物联网应用技术专业教学资源平台构建研究[J].中国教育信息化，2012（17）：33-35.

[7] 万红生，孟源.基于物联网技术的智慧空压机应用研究[J].物联网技术，2020，10（11）：99-101.

[8] 陈瑾瑾.基于无线通信技术的物联网技术分析[J].信息与电脑（理论版），2020，32（14）：172-173.

[9] 辛伯宇，贺然.基于物联网相关技术的公路交通运输的应用前景研究[J].山西交通科技，2020（1）：98-103.

[10] 程德昊，何元清，蔡春昊.基于阿里云物联网平台的数据可视化[J].电脑知识与技术，2020，16（22）：50-51，53.