《物聯網網關開發》課程標準課程代碼[110347]課程承擔單位[物聯網工程學院（信息安全學院）]制定人[平震宇]制定日期[2021.07.20]審核人[物聯網工程學院課程建設指導委員會]審核日期[2021.08.25]批準人[季云峰]批準日期[2020.08.30]一、適用對象高中畢業或者中職畢業后三年制學生。二、適用專業物聯網工程學院物聯網應用技術專業三、課程性質本課程是物聯網應用技術專業的崗位能力課程。本課程是依據物聯網應用技術專業人才培養目標和相關職業崗位（群）的能力要求而設置的，對本專業所面向的崗位群所需要的知識、技能和素質目標的達成起支撐作用。在課程設置上，前導課程有[110096]《物聯網節點開發》、[110119]《程序設計基礎》，后續課程有[110656]《物聯網規劃與組建》、[110314]《工業互聯網項目拓展》。課程目標《物聯網網關開發》是面向物聯網系統集成與維護崗位的學習領域課程，也是滿足職業崗位任職要求的基本能力課程。通過該課程的學習學生了解嵌入式系統的概念及開發方法，分析框架、企業應用場合和未來方向。通過課程學習，能熟練安裝和配置Linux操作系統，熟練使用Linux的常用命令，并能看懂在線幫助，熟練掌握Linux常用服務的配置方法。理解嵌入式系統基礎知識，要求學生掌握嵌入式系統程序設計的基本原理和設計方法，具備基本的嵌入式系統軟件開發能力，可熟練搭建嵌入式系統開發環境，嵌入式系統移植。1、知識目標主要介紹嵌入式系統概述，掌握Linux常用操作命令，與系統管理；理解嵌入式系統進程管理，文件管理，Linux內核；熟悉ARM在不同硬件平臺下的操作系統移植和設備驅動文件管理等相關知識，學習QT程序開發，進行嵌入式系統程序的調試。2、技能目標培養學生從“整體”的角度認識、研究和解決嵌入式產品開發，安裝調試與維護問題的方法和能力，為學生能適應物聯網系統集成與維護崗位打下相關基礎。具有物聯網網關開發的基本能力，能夠完成嵌入式系統與應用軟件的開發。3、素質目標通過專業知識和實踐的學習，培養學生積極、主動的探索精神和嚴謹、細致的工作態度；通過分組協作、參與討論等課程環節，培養學生團隊協作精神，鍛煉學生溝通交流、自我學習的能力。五、參考學時：64學分：4六、設計思路1、課程設計理念為學生的長遠發展著想，培養其物聯網系統集成與維護崗位基本工作技能、職業素養、社會適應能力、交流溝通能力、團隊協作能力、創新能力和自主學習能力。校企合作進行課程開發與設計，按軟件企業工作過程設計教學，工學結合，培養學生的軟件開發職業能力，充分體現職業性、實踐性和開放性。根據職業崗位工作任務和職業能力要求，以典型項目的實施過程為路徑，系統梳理實施階段以及每個階段的技術技能點，融入職業技能等級標準，一體化設計、結構化課程資源。引入新大陸公司“物聯網智慧城市”典型項目貫通核心課程模塊，把X證書“傳感網應用開發”的職業技能要求融入到課程模塊中。對應本課程核心崗位主要技術技能要求，細分了智慧城市網關系統設計、感知層協議轉換網關等5個項目。對典型項目、X證書進行解構，以項目、證書中每一環節所需的技術、知識為邏輯起點組織課程教學內容。課程內容盡可能多地融入行業企業的先進技術、企業文化、工程案例和崗位能力等職業技能證書標準要求,新增了“大智云物移”的相關內容，包括相關概念、技術簡介、應用案例等。結合本專業背景、發展狀況與趨勢，結合學生未來所從事崗位的職業素養，以思政目標為基礎，深入分析課程特點和課程知識與技能點，選取自帶思政的項目和任務作為教學載體，恰到好處地挖掘、提煉和梳理思政元素，將其融入課程內容。2、課程設計思路課程實施項目目標導向的混合式教學，充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性，發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用。混合式教學設計根本目的是促進學生的學，因此不僅需要課程內容設計與資源開發，更需要關注學生學習過程與效果以及對學習的支持。課程依據學生的認知規律和學習邏輯順序，由淺入深、由易到難、循序漸進地設計5個典型項目，每個項目進一步分解為具體的階段性項目目標與綜合性實踐項目。教學圍繞階段性任務的解決展開，學生通過階段性任務的解決，熟悉嵌入式系統與應用軟件的開發流程和規范，讓學生在“做中學”、“學中做”，真正掌握職業技能。通過綜合性實踐項目創設任務情景，實現知識和技能的有效遷移，在項目方案設計和實施環節強化學生對技術知識的理解和工作過程的體驗。在教學中可以為學生另外推薦參考書，授課可采用以任務為主線的教材，取其貼近學生接受、掌握知識的規律，入門容易的優點；另外選一本傳統性教材作為參考資料，供學生查閱，取其知識體系邏輯清楚、系統、完整的優點。把傳統的教學方法與任務式教學有機地結合起來，達到最好的教學效果。七、課程內容與教學要求1、課時分配表模塊（或工作情境）名稱序號單元（或項目）內容學時分配備注項目1認識嵌入式系統1嵌入式系統學習線路22什么是嵌入式系統3嵌入式處理器4嵌入式操作系統5嵌入式系統結構項目2體驗Linux系統1文件系統162Shell使用技巧3環境變量4管理Linux文件5內容管理6文件權限管理7壓縮與歸檔8磁盤分區9掛載磁盤10網絡管理11進程管理12編輯工具VI項目3配置嵌入式開發常用服務1NFS服務的配置與使用102Samba服務的配置與使用3TFTP服務的配置與使用4SSH服務的配置與使用項目4使用嵌入式開發常用開發工具1GCC安裝與編譯82編譯過程3編譯實例4GDB調試程序5遠程調試6工程管理項目5構建嵌入式Linux開發環境11.熟悉開發板硬件資源

822.熟悉開發板軟件資源33.Linux+Qtopia系統安裝與體驗-串口設置44.Linux+Qtopia系統安裝與體驗-下載系統55.minicom66.配置交叉編譯環境77.交叉編譯88.嵌入式開發過程舉例99.配置ARM虛擬機項目6嵌入式LinuxC應用程序開發11.管理Glibc庫文件822.Linux文件IO編程33.標準IO編程44.串口通訊編程55.網絡通訊編程項目7移植Bootloader11.BootLoader簡介322.U-Boot移植33.U-Boot常用命令44.vivi移植55.vivi常用命令項目8內核移植11.認識內核322.內核編譯33.內核配置選項44.移植內核項目9文件系統11.認識文件系統322.根文件系統33.制作根文件系統項目10嵌入式GUI應用開發與移植11.嵌入式GUI介紹322.Qt開發環境33.配置QtCreate44.HelloQt55.信號槽機制總學時642、單元（或項目、任務）設計項目1認識嵌入式系統學時理論實踐一體化2學習目標：掌握嵌入式式系統、操作系統、微處理器、設計流程。◆掌握嵌入式式系統；◆掌握操作系統、微處理器；◆掌握嵌入式設計流程；主要內容主要教學方法1.嵌入式系統學習線路2.什么是嵌入式系統3.嵌入式處理器4.嵌入式操作系統（重點）5.嵌入式系統結構（難點）理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。7%項目2體驗Linux系統學時理論實踐一體化16學習目標：掌握文件管理、內容管理、權限管理等相關linux命令。掌握常用的文件和目錄命令、顯示命令；掌握Linux下創建新用戶、修改用戶權限、停止用戶、默認用戶設置等用于用戶管理的命令；掌握進程管理和作業控制命令、文件壓縮與備份命令、網絡命令及其他命令掌握Linux下組管理的相關命令，Linux下掛載和卸載常用設備的命令vi編輯器的基本使用方法，vi的常用命令提高分析解決問題的能力，撰寫簡單科技文檔的能力。主要內容主要教學方法1.文件系統2.Shell使用技巧3.環境變量4.管理Linux文件5.內容管理6.文件權限管理7.壓縮與歸檔8.磁盤分區9.掛載磁盤10.網絡管理11.進程管理12.編輯工具VI理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。13%項目3配置嵌入式開發常用服務學時理論實踐一體化8學習目標：掌握nfs，tftp，ssh，smaba常用服務配置。了解nfs，tftp，ssh，smaba的基本原理；掌握服務配置方法掌握服務安全維護和故障排除方法提高分析解決問題的能力，撰寫簡單科技文檔的能力。主要內容主要教學方法1.NFS服務的配置與使用2.Samba服務的配置與使用3.TFTP服務的配置與使用4.SSH服務的配置與使用理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目4使用嵌入式開發常用開發工具學時理論實踐一體化6學習目標：掌握嵌入式開發常用開發工具GCC、GDB、Makefile工具使用。熟練使用GCC、GDB工具、了解Makefile文件；提高學習和創新的能力；提高團隊協作能力主要內容主要教學方法1.GCC安裝與編譯2.編譯過程3.編譯實例4.GDB調試程序5.遠程調試6.工程管理理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目5構建嵌入式Linux開發環境學時理論實踐一體化8學習目標：掌握ARM虛擬機配置、交叉工具鏈安裝，Linux+Qtopia系統安裝與體驗。熟練開發板軟硬件資源；Linux+Qtopia系統安裝與體驗掌握配置交叉編譯環境掌握配置ARM虛擬機；提高團隊協作能力主要內容主要教學方法1.熟悉開發板硬件資源

2.熟悉開發板軟件資源3.Linux+Qtopia系統安裝與體驗-串口設置4.Linux+Qtopia系統安裝與體驗-下載系統5.minicom6.配置交叉編譯環境7.交叉編譯8.嵌入式開發過程舉例9.配置ARM虛擬機理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目6嵌入式LinuxC應用程序開發學時理論實踐一體化8學習目標：掌握嵌入式LinuxC應用程序開發。掌握Glib；掌握文件IO、標準IO、串口通訊編程、網絡通訊編程；培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立思考的能力，培養協作和知識拓展的能力。主要內容主要教學方法1.管理Glibc庫文件2.Linux文件IO編程3.標準IO編程4.串口通訊編程5.網絡通訊編程理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目7移植Bootloader學時理論實踐一體化3學習目標：掌握嵌入式LinuxC應用程序開發。掌握bootloader啟動流程；vivi移植開發，u-boot移植開發，bootloader的燒寫，viiv與u-boot的使用培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立思考的能力，培養協作和知識拓展的能力。主要內容主要教學方法1.BootLoader簡介2.U-Boot移植3.U-Boot常用命令4.vivi移植5.vivi常用命令理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目8內核移植學時理論實踐一體化3學習目標：掌握內核配置與移植。掌握內核編譯、內核配置選項；移植內核培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立思考的能力，培養協作和知識拓展的能力。主要內容主要教學方法1.認識內核2.內核編譯3.內核配置選項4.移植內核理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目9文件系統學時理論實踐一體化3學習目標：掌握根文件系統制作。掌握根文件系統；制作根文件系統培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立思考的能力，培養協作和知識拓展的能力。主要內容主要教學方法1.認識文件系統2.根文件系統3.制作根文件系統理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%項目10嵌入式GUI應用開發與移植學時理論實踐一體化3學習目標：掌握嵌入式GUI應用開發與移植。掌握嵌入式GUI；配置QtCreate掌握信號槽機制培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立思考的能力，培養協作和知識拓展的能力。主要內容主要教學方法1.嵌入式GUI介紹2.Qt開發環境3.配置QtCreate4.HelloQt5.信號槽機制理實一體化教學、啟發引導法、遷移教學法教學地點一體化教室教學及參考資料練習與習題建議課后習題考核與評價方式說明權重分配完成本單元指定的任務，作業。10%課程實施1.教學方法建議根據本課程的教學目標要求和課程特點以及有關學情，選擇適合于本課程的最優化教學法。綜合考慮教學效果和教學可操作性等因素，本課程主要選用項目式教學法、混合式教學法和“行動導向教學法”。項目式教學法是：項目式教學法就是在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價,都由學生自己負責,學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。混合式教學法是：將在線教學和傳統教學的優勢結合起來的一種“線上”+“線下”的教學。課程教學實施分為三個階段，課前-學生線上自主學習階段，課中-協作探究學習階段，課后-拓展與應用階段。課前，教師通過公告等方式發布項目單元任務，學生在此階段了解項目單元任務需要掌握的知識、技能點，并通過MOOC線上自主學習,通過虛擬仿真平臺線上實踐操作。課中，教師應用導探練評四步法逐步推進教學實施，通過融入思政點保障素質目標實現，使用任務驅動法和問題導向法保障能力目標和知識目標順利達成。課后，學生圍繞綜合項目完成拓展學習，分享項目成果，技術資料，解題方法，進行學習評價。“過程導向”教學法是：在教學過程中充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，注重對學生分析問題，解決問題能力的培養，從完成某一方面的“任務”著手，通過引導學生完成“任務”，從而實現教學目標。從學生接受知識的過程看，知識來源于實踐，在實踐中得到感性認識，經過反復實踐才能上升到理性認識，并回到實踐中去。2.師資條件課程教學主要由具有企業實踐經歷的雙師型專任教師完成，教師應熟練掌握物聯網網關應用系統的基本知識結構和具備嵌入式軟件開發分析和設計的能力。3.教學條件基本要求教學條件：具備進行多媒體教學的多媒體教室、安裝有Linux與ARM仿真軟件的校內實訓室。4.教材選用教材：（1）《嵌入式Linux開發實踐教程》平震宇機械工業出版社（2）《QtCreator快速入門》霍亞飛北京航空航天大學出版社參考書：（1）《ARM11嵌入式Linux系統實踐與應用》馮新宇機械工業出版社（2）《Qt及QtQuick開發實戰精解》霍亞飛北京航空航天大學出版社5.教學資源開發與利用依托校企合作，與新大陸集團緊密深度合作，引進并轉化相關案例用于課程教學，完成了配套資源，包括課程標準、教學大綱、教學課件、視頻講解、教學題庫等反映教學活動必需的資源建設，本課程為江蘇省在線開放課程，在中國大學MOOC（愛課程）平臺運行。6.教學評價本課程采用過程性評價與總結性評價相結合的多元化考核評價模式（1）過程性評價針對每一個不同的工作項目，進行有針對性的實踐考核，對學生在實踐過程中的表現進行客觀記錄，可以表現為以下幾個方面：平時出勤、學習態度、學習表現、學習效果以及操作過程質量評價等。（2）總結性評價總結性評價為期末考試成績，依據課程知識點結構分布，建立統一、共用的課程考試題庫，以客觀性測試題為主，用以評價學習者是否達到課程目標。考核總成績=單