《基于物联网的智能中药管理系统》课程标准
课程性质与任务
本课程“基于物联网的智能中药管理系统”是高职院校电子信息类专业一门个性化课程,目的是使学生在掌握了电路分析与设计、传感器应用、微控制技术、网络通信等方面的基础知识和技能,综合运用,结合实际项目进行能力拓展。
本课程是一门实践性和综合性很强的课程,是基于物联网、嵌入式、大数据技术,以嵌入式传感器应用、物联网数据分析为核心的智能中药管理系统。通过中药材管理相关知识的学习,以及对某些药店进行实地调查,结合药店对药材管理体系和药店的具体情况进行分析,通过和实际应用中的智能中药柜进行对比得出本系统的服务需求和独特之处。然后首先采用嵌入式系统、语音识别技术等知识,设计一种语音查找药品的方案,医生说完药材名称后,系统自动定位中药材所在的位置,提升人工捡药效率;然后使用微控制器、传感器技术,设计一种自动统计柜门开关次数和药材重量的方案,定量运营管理;接着利用物联网、web开发、数据库技术,将药材的位置、销售、库存等数据上传至云端,方便部署和统一管理。
在本课程设计中,将理论和实践相融合,将学生所学知识转化为技能,将技能用于实践,注重学生把技能应用于实践的能力培养。从理论与实践相结合的角度讲解智能中药管理系统基本理论知识,重点讲解系统硬件设计、系统软件设计、物联网服务器的结构、原理、系统集成和工程应用,通过一个成体系的中药管理系统讲解进一步加深对嵌入式传感器和物联网的认知。本课程适于电子信息类在校大学生、社会初级工程技术人员等,用生动的案例、通俗易懂的语言讲解了智能中药管理系统的基本理论和解决方案。课程团队本着精益求精的探究精神,切实提升学员的工作技能和职业素养。
(二)课程教学目标
1、知识目标
(1)了解智能中药管理系统的设计背景。
(2)掌握智能中药管理系统的各项主要功能模块组成,掌握主要传感器选型及原理、特点。了解智能中药管理硬件系统设计方法。
(3)学习Node-RED的使用方法,了解通信协议,学习MQTT 物联网协议。学习主流语音识别器件及语音识别方法,重点掌握天文ASRPRO语音识别芯片。
(4)了解智能中药管理系统的主要应用场景系统设计方法。
2、能力目标
(1)在本课程设计中,要提升学生的需求分析能力、电路分析与设计能力、电路图识图和绘图能力、电子仪器仪表的使用能力。
(2)会选择、安装、调试智能中药管理系统的主要元器件,培养学生微控制器选型和开发能力、智能终端产品的整机制作、调试、测试能力。
(3)根据不同项目场景的应用需求,设计项目方案,培养学生智能终端产品相关文档制作能力、阅读和翻译本专业英文资料的能力。
3、素质目标
(1)培养学生分析实际问题、解决实际问题的能力。
(2)培养学生对真实项目的设计中综合分析能力。
(3)培养学生质量意识、安全意识、经济意识。
(三)参考学时
10学时。
(四)课程学分
1个学分。
(五)课程内容和要求
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序号 | 教学项目 | 教学内容与教学要求 | 活动设计建议 | 参考课时 |
1 | 中药管理系统设计介绍 | 教学内容: 1、设计背景 2、系统介绍 3、系统设计方案 教学要求: 1、掌握智能中药管理系统的设计背景。 2、了解系统的设计思路及方案。 | 1、教学活动在实训室进行; 2、教师利用多媒体课件讲解演示,使学生对知识加深印象; 3、以学生的自主学习为主体教师的引领为主导。 | 1 |
2 | 系统硬件设备概述 | 教学内容: 1、主控模块介绍; 2、环境采集模块介绍; 3、 语音识别播放模块介绍; 4、执行模块介绍; 5、触摸屏模块介绍; 教学要求: 1、智能中药管理系统的各项主要功能模块组成; 2、掌握系统设计方法; | 1、教学活动在实训室进行; 2、学生采用项目小组形式开展学习 3、教师利用多媒体课件讲解演示,让学生了解项目的各因素; 4、学生的课前、课后进行线上学习。 | 3 |
3 | 数据通信 | 教学内容: 1、数据通讯概述; 2、MQTT通信; 教学要求: 1、学习主流通讯协议原理和方法; 2、掌握MQTT通信方法; | 1、教学活动在实训室进行; 2、学生采用项目小组形式开展学习 3、教师利用多媒体课件讲解演示,让学生了解项目的各因素; 4、学生的课前、课后进行线上学习。 | 2 |
4 | 管理系统开发 | 教学内容: 1、Node-RED介绍; 2、数据库介绍; 3、云服务器介绍; 教学要求: 1、掌握Node-RED的设计方法; 2、掌握系数据库和云服务器相关知识; | 1、教学活动在教学做一体化教室进行; 2、教师利用多媒体课件讲解演示,使学生对知识加深印象; 3、以学生的自主学习为主体教师的引领为主导; 4、学生边学边实验。 | 3 |
5 | 系统调试与运行 | 教学内容: 1、调试方法; 2、系统展示; 教学要求: 1、掌握调试工具的使用方法以及调试方法; 2、搭建智能中药管理系统; | 1、教学活动在教学做一体化教室进行; 2、教师利用多媒体课件讲解演示,使学生对知识加深印象; 3、以学生的自主学习为主体教师的引领为主导; 4、学生边学边实验。 | 1 |
(六)教学建议
1、教学方法
本课程从实际项目出发,培养学生的专业综合能力。在进行教学时,注重全方面的分析问题及团队合作能力,建议综合采用多种教学方法开展教学。
(1)讲授法
整个的教学活动将以讲授法为主。
(2)项目教学法
课程中的项目来各个器件的应用实例,教学环节要求学生在了解原理的基础上通过任务驱动,实训项目的设计和实现。
(3)演示法
在教学中,应采用多媒体、图片、动画、模型为学生不同场景的智能中药管理系统,学生具体问题具体分析。
(4)企业参观、实习
本课程有两家合作企业,均是我校的校企合作企业,并建设有校企合作基地。学习期间带领学生到相关企业参观,了解企业产品的开发流程、生产流程、应用环境、企业文化,拓展学生知识面。
2、评价方法
以具体任务为主线的安排教学内容的过程,使学习和实际工作岗位和工作过程充分融合,传统的考核方法必须改革。将课程考核分散在整个学习过程中,能更真实的反映学生的学习效果和实际水平。
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考核项目 | 所占比例 | 备注 |
期中考试 | 20% | |
实验成绩 | 30% | 包括平时表现 |
期末成绩 | 50% | |
总成绩 | 100分 |
3、教学条件
(1)我校实训中心目前建设有嵌入式实训室、多功能计算机实验室等先进实训室。充分利用我校实训中心的优势,在真实的工作情境中突出工学结合,选择典型的工作为实训任务,实现实训与生产相结合;
(2)完善多媒体教学课件;
(3)建立便于学生查找和参考的教学资源库。
4、教材编选
教材的编写要体现课程的性质、课程内容标准,用浅显易懂的方法进行内容讲解。在使学生掌握了电路分析与设计、传感器应用、微控制技术、网络通信等方面先修课程基础上综合运用,结合实际项目进行能力拓展。
如果采用自编教材,教学内容按课程标准进行整合。若采用参考教材,教学过程中可挑选教材中的相关内容教学,同时添加智能中药管理系统的相关知识。