RFID原理及应用课程教学改革探究
作者： 欧莉莉 吴文鹏
关键词：RFID；教学改革；考核方式
0 引言
射频识别（Radio Frequency Identification， RFID） 是一种非接触式的识别技术，它可以通过无线电信号传输信息，从而实现对物品的追踪和识别[1]。这种技术最初应用于物流管理，但在今天已经成为一种广泛使用的技术。它可以通过无线电信号在物品之间传递信息，从而实现快速、准确的物品管理和跟踪。此外，它还可以用于安全监控、身份认证和智能家居等领域。射频识别技术可以在短时间内完成大量的任务，并且可以有效地管理物品信息。
同时，射频识别技术还具有防水、防碰撞等特点，对于恶劣的环境也有很好的适应能力。随着RFID技术在生活中的广泛应用，对这门课程的教学也提出了新的要求。为了培养学生的实际应用能力和创新意识，提高学生对RFID技术的掌握程度，对该课程进行教学改革势在必行。为此，在分析RFID原理及应用课程特点的基础上，本文结合本课程的教学内容和教学目标，提出了转变教学观念、运用现代化的教学手段、改进教学方法、加强实践环节、注重多元化考核方式等一系列措施，从而进一步提高RFID原理及应用课程的教学质量和水平。
1 课程简介
RFID原理及应用课程是以物联网的发展和应用需要为依据，并与电子信息类专业的特征相结合而开设的一门具有较强实用性的专业课程，涉及通信原理、计算机网络、射频识别等多门课程知识，是物联网相关专业课程体系中的一门重要课程，是物联网技术及应用领域的一门重要学科[2]。RFID原理及应用课程内容涉及信号处理、无线通信、自动识别等多个领域，具有很强的理论性、抽象性和综合性。通过本课程的教学，使学生不仅能够掌握有关的理论知识，而且具有较强的实际操作能力。针对RFID原理及应用课程理论性强、概念抽象、实用性弱的特点，本文在分析传统教学现状的基础上，提出了相应的课程改革措施。
2 RFID 原理及应用传统的教学现状
RFID原理及应用是黄河交通学院物联网工程专业的核心必修课程之一[3]，在目前教学过程中主要存在以下问题：
1） 教学方法相对单一
传统的以教师为中心，以学生为主体的教学模式中，教师在课堂上对学生进行知识的“灌输”，学生通常是被动接受。传统的教学方式在一定程度上忽视了学生学习的主动性，不易激发他们学习的热情，造成学生在课堂上被动地接受知识，不利于学生创新能力的培养。
2） 实验课时相对较少
目前在RFID原理及应用课程中，实验课时相对较少，无法满足学生对知识的实际应用和实验开发的需求，学生无法做到将理论与实践相结合，从而影响了教学质量和效率。
3） 考核方式相对单一
传统的考核方式一般包括闭卷考试、课堂表现、课后作业、实验操作成绩和课程论文等几个方面。但在实际教学过程中，学生的基础参差不齐，一些学生学习主动性不强、自主学习能力差，不能按时完成学习任务。虽然教师也在积极探索和尝试各种教学方法，但由于考核方式相对单一，导致成绩不能准确反映学生的实际水平。
3 RFID 原理及应用课程教学改革探究
本课程的学习内容有：RFID 系统的基本组成、RFID系统架构、RFID中的天线技术、RFID的工作方式、数据的完整性和数据的安全性以及典型案例应用[4]。本课程的先修课程为电路、电磁场、线性代数、高等数学、大学物理。学生通过本课程的学习，同时也为后续的教学与研究奠定了理论与实验的基础。本课程中的许多内容都涉及信号与系统、自控原理、电磁场等方面知识，在与这些课程有关的内容进行衔接与铺垫时，应专门进行设计，以便为后续有关内容提供良好的先验知识，从而实现有效内化。RFID原理及应用课程是物联网工程专业的一门专业核心课程，它的内容包括了许多定理和方法，还包括了不同RFID的设计及应用。在学习的过程中，教师要让学生多加练习，掌握相关学习方法[5]。
3.1 教学内容
3.1.1 理论教学
在理论课上，教师将从三个层面来进行射频识别系统的基本构成与原理、射频识别系统的基础技术以及射频识别系统的集成开发与应用。
1） 使学生了解射频识别系统的组成，阅读器、电子标签、天线技术、射频前端等，并了解其工作原理和构成。
2） 介绍RFID的通信方法、信号编码与调制、防碰撞算法、数据传输完整性、数据安全等，使学生了解RFID的若干关键技术。
3） 对RFID系统进行实例化设计，并对系统进行检测与分析，以提高学生对RFID系统的综合应用能力。
3.1.2 实践教学
实践教学主要包括课内实验和课程设计。
1） 课内实验。实验课程是对理论课程的一种有效补充，它以与理论课配套的相关实验为主。在进行课内实验时，采用应用型RFID实验箱，由三部分组成，其课内实验教学方案如图1所示。
①RFID基础应用实验。主要演示RFID技术的基本结构，例如演示读写器如何对低频、高频、超高频、微波不同波段的电子标签读写信息，并播放相关视频，让学生对RFID技术有一个整体了解。
②网关RFID基础应用实验。通过网关RFID基础应用实验，加深学生对RFID技术的了解。
③RFID综合应用实验。根据不同频段的需要，进行相应的设计与研制，以14443A为基础[6]，在图书馆管理系统实验中实现相应的功能。通过简单的小项目开发，使学生更好地理解在实际RFID应用项目中遇到的问题及其解决方法，提高学生的综合应用能力和解决实际问题的能力。
2） 课程设计。课程设计是在课内实验教学的基础上，增设难度较大的实验，来突出学生的综合、设计能力。在课程设计中，可以利用一周的时间让学生去完成一项特定的课题，教师可以出题让学生选择，学生也可以进行自命题。课程设计采取分组方式，学生可以3到5人一题或一人一题，小组成员需相互配合完成[7]总体方案设计、各功能模块设计和计算、系统总体安装和调试、总结报告（一人一份）。
RFID课程设计是对已学过的理论知识进行巩固与深化，并使之系统地运用于实际工作中。通过对所学内容的分析，使学生能够独立地处理问题，对学生的创造性设计能力进行了初步的培养。通过本课程的学习，可以培养学生对电子产品的设计、仿真、调试的基本能力以及对系统的综合分析进行较为完整的培训。
3.2 教学方法和手段
在RFID原理及应用课程教学过程中，老师应积极改进教学方法，加强对学生实践能力和创新能力的培养，努力提高学生学习的主动性和积极性，例如采用案例式、项目驱动等多种教学方法和手段进行授课。通过这些教学方法和手段的应用，使学生对RFID技术有更加深入的理解。
1） 理论运用案例教学法。通过具体的应用场景来展开理论教学，让理论学习融入实际应用。这种教学方法可以帮助学生更好地掌握RFID相关技术，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。例如，RFID技术在商品溯源中的应用[8]，在商品生产过程中可以加入RFID标签并写入基本信息，这样就可以对商品进行跟踪、监测，确保商品的安全性。
2） 实践采用项目驱动法。在为期一周的课程设计中，采取了项目驱动的方式，以小组的形式，根据课程设计的标准来完成一个完整的开发项目。由各小组指导老师给出项目题目，并下发任务书，之后各组学生通过搜集材料完成实物制作，并递交RFID课程设计说明书。在此期间，学生在指导老师的指导下，按照任务书的要求，小组成员之间相互协作自主进行设计，独立完成设计任务[9]。最后，进行课程设计答辩，同时组内同学进行个人总结、小组总结、教师评价。
3） 运用现代的教学手段。在讲授RFID原理及应用课程理论的时候，教师不仅要将知识点引入课堂，还要运用现代的教学手段和信息资源，扩大学生的知识范围，提高学生的思考技巧。在教学过程中，可采用案例视频的播放和应用系统的展示等方式来激发学生的思维。在这个过程中，教师可以在播放前提出问题，在播放过程中，教师可以让学生展开思考；在播放之后，学生可以发表自己的看法；最后教师进行总结和分析，让学生积极地参与教学活动中，从而提高学生对学习内容的理解。也可以利用“超星”“钉钉”等方式，将讲授重点和难点事先发送给学生，在讲授的时候，教师着重于理论与实践的结合，从而提高学生在课余时间里学习的积极性。
3.3 考核方式的改革
为了有效地调动学生学习的积极性，RFID原理及应用课程考核方式也进行了一定的调整。该课程采用多元化的考核方式，对学生的学习过程和结果进行综合评价。在对黄河交通学院2020级大三学生进行考核的时候，将考勤成绩、作业成绩、课堂表现、随堂小测试、基础知识面试成绩、理论成绩等进行加权求和，得到学生在本课程的总评成绩，同时还可采用线上线下相结合等多种考核方式。将实验成绩与课程设计相结合，通过学生参与实验项目可以让他们对本门课程有更深一步的了解和掌握，并在其中学会团队合作、互相学习，激发他们学习的兴趣和热情[10]。
4 结束语
RFID技术是一个涉及多学科知识的交叉技术，具有较强的实用性和很高的研究价值。该课程是物联网工程专业必修的专业核心课，具有很强的理论性和实践性。该文针对该课程存在的问题进行了深入分析，并提出了相应的教学改革措施，在提高学生学习兴趣、培养学生实践能力和创新能力等方面取得了较好效果。随着物联网技术的发展，RFID技术必将在各行业得到广泛应用。该文所提出的教学改革措施将为其他相关课程教学改革提供参考，进一步推动物联网工程专业课程建设和人才培养。