文章编号：1672-5913（2017）07-0073-04
中图分类号：G642
0 引 言
无线传感器网络是物联网工程专业的一门核心课程。目前，国内高校开设的这门课程具有内容多、难度大的特点[1]，并且重理论、轻实践。从培养学生的应用能力出发，笔者选择了典型的无线传感器网络技术ZigBee/Z-Stack技术作为该课程的主要教学内容。课程除了介?B无线传感器网络的基本概念（包括IEEE 802.15.4规范及ZigBee的相关概念）外，主要向学生讲授ZigBee编程技术。ZigBee编程以C语言编程、单片机编程为基础，但与一般的C语言编程或单片机编程不同。ZigBee编程是在某个ZigBee协议栈上的C语言编程，需要遵循相应的ZigBee协议栈的编程思想和编程方法。对初学者来说，ZigBee编程思想及编程方法是全新的，掌握它并不是一件容易的事，需要大量的实践和练习。为此，在无线传感器网络这门课程的教学中，应该采用“讲、演、练”相结合的教学方法，促进学生快速掌握ZigBee编程技术。具体来说，就是在每一次课上，教师首先介绍本次课的知识点，然后演示与本次知识点有关的项目，在演示过程中进一步阐述、解释有关概念，最后学生练习刚刚演示的内容。除此之外，学生还需独立完成几个实验项目，这也属于学生练习的内容。
1 课程内容及学时安排
无线传感器网络的先修课程包括单片机原理及应用、传感器原理及应用、计算机网络等。因此，在设计无线传感器网络教学时，可以少考虑单片机、传感器、网络通信等内容，紧紧围绕无线传感器网络的基本概念及ZigBee编程技术展开。无线传感器网络以ZigBee/Z-Stack编程技术为重点，采用由浅入深、循序渐进的方式安排教学内容。该课程共46学时，其中实验18学时。表1给出了本课程的教学内容及学时安排。
知识单元（1）是本课程第一次课讲授的内容，仅涉及无线传感器网络的基本概念，不涉及任何实际操练，因此没有安排演示和练习项目。
Z-Stack中的任务（即事件处理程序）概念以及任务的管理和调度，是理解ZigBee/ Z-Stack工作原理、掌握Z-Stack编程技术的基础和关键。学生必须理解这些内容，才能理解Z-Stack的流程，掌握Z-Stack项目开发技能。所以，知识单元（6）用了较多的学时，而6个实验项目中的5个也都安排在此后进行。
另外，讲、演通常是一体的，因此，表1中各知识单元中的讲、演部分的学时分配并不是严格的，而是视实际情况，有时候讲多一点，有时候演多一些。
2 演示及练习项目设计
表2列出了本课程的演示及练习项目。从知识单元（2）开始，表2中每一行的演示、练习项目分别与表1中的一个知识单元对应。也就是说，第一行的演示和练习项目对应于知识单元（2），第二行对应于知识单元（3），其他依次类推。
项目演示通常在讲解相关概念后进行。演示一方面是进一步阐述相关概念的含义，另一方面是讲解ZigBee编程技术规范和编程技巧。教师演示完毕，学生开始模仿练习。学生的练习项目，基本都在演示项目的基础上修改而成――修改了演示项目中少量关键代码。演示项目程序已事先准备好，可以直接编译、链接和运行。
要掌握ZigBee编程技术，仅靠简单模仿是不够的。为此，笔者设计了6个ZigBee实验项目，以巩固所学的内容。本质上，它们也是学生练习的一部分，见表3。
以上实验项目，项目①②基本上来自相应的演示或练习项目，目的是让刚刚接触Z-Stack编程的学生熟悉基本的Z-Stack编程思想及编程技巧。其他项目虽然与演示或练习项目有一定的关系，但需要学生进行一定的设计或者做较多的修改。这样做是有原因的：ZigBee网络的通信功能是由ZigBee协议栈软件（比如Z-Stack）维护的，因此ZigBee项目中包含了大量的协议栈代码，而不像单片机程序开发那样只有用户的代码。所以，ZigBee项目的开发基本上都是在已有项目的基础上进行的[3]。
为了促进学生深入理解和掌握Z-Stack编程思想及编程技术，笔者要求学生在实验报告中给出各个实验的实验原理说明及重要代码分析。
3 结 语
对国内许多高校来说，物联网工程专业是一个比较新的专业，其课程及教学内容的设置正逐步走向合理。许多应用型高校选择ZigBee技术作为无线传感器网络课程的教学内容，并积极探索合适的教学方法[4-6]，本文给出的教学设计也是一种探索。为了顺利实施“讲、演、练”相结合的教学方法，笔者把该课程的教学全部安排到实验室进行。由于该课程以实践教学为主，因此笔试考核的方式并不适用于该课程。笔者采用项目作业的方式作为期末考核方式。当然，学生的总成绩是平时成绩（包括实验项目的完成情况）和期末成绩的综合。湖北文理学院的无线传感器网络课程已经连续开设两届，与前一届学生相比，“讲、演、练”相结合的新教学方法大大激发了学生的学习热情，提高了学生的实践动手能力，加深了学生对无线传感器网络和ZigBee相关概念的理解，教学质量明显提高。
