《物联网数据处理》课程标准.docx
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《物联网数据处理》课程标准
中等职业学校物联网技术应用专业
核心课程标准
专业名称
：
物联网技术应用
课程名称
：
物联网数据处理
课程类型
：
□基础课■专业课
参考学时
：
72
制定时间
：
2021年3月
物联网技术应用专业
《物联网数据处理》核心课程标准
【课程名称】
物联网数据处理
【适用专业】
物联网技术应用
【建议学时】
72学时
一、前言
（一）课程性质
物联网数据处理是中等职业学校物联网技术应用专业的一门专业核心课程，也是本专业的一门必修课程。
其功能为使学生能利用数据库对物联网中的数据进行处理，能利用程序语言对数据库进行数据排查、修改等操作，能利用数据库进行简单的数据分析，能对数据进行备份以及恢复操作。
能通过云平台技术申请创建边缘计算节点，进行边缘数据处理。
（二）设计思路
本课程总体设计思路是遵循任务引领、做学一体的原则，根据物联网技术应用专业工作任务与职业能力分析，以物联网数据处理的工作任务和职业能力为依据设置本课程。
课程内容的选取紧紧围绕物联网数据处理应具备的职业能力要求，同时充分考虑本专业中职学生的认知能力，按照必须、够用的原则选用相关理论知识，并适当融入教育部1+X证书制度试点工作的相关要求。
课程内容的组织遵循学生学习认知规律，以数据处理工作项目为主线，由易到难，循序渐进。
设计有物联网数据模型分析与环境搭建、数据库的建立和数据约束、数据库语句和数据处理、数据库函数和数据视图、数据库安全管理、程序语言访问数据库、数据可视化、云平台技术数据处理、物联网数据的边缘计算等9个学习任务。
本课程建议72学时。
二、课程目标
通过本课程的学习，能够掌握物联网数据处理的基础知识和基本技能。
培养学生利用数据库系统进行数据处理的能力，使学生能使用所学的数据库知识，根据实际问题进行数据的保存、维护、检索与统计。
通过数据处理的系统架构及关键技术以及具体应用场景，并结合具体设计实例，培养学生创新意识和实践能力。
养成人际沟通与团队合作、安全操作等素养，并达成以下职业素养和职业能力目标：
（一）职业素养目标
逐渐养成认真负责、严谨细致、静心专注、精益求精的职业态度；养成良好的法规意识，自觉遵守网络与信息安全相关法律法规，不泄露企业与他人信息；增强规则意识和数据安全意识；养成良好的服务意识和服务态度，乐于听取顾客和用户的意见，服务周到，忠于职守；注重专业兴趣，在工作任务中培养对数据处理的爱岗敬业、乐观奉献的职业信念；关注行业新设备、新技术、新动态，勇于提出创新建议；养成良好的团队合作意识，服从团队分工，乐于倾听同伴意见和建议，主动协助同伴完成学习任务。
（二）职业能力目标
1.能搭建典型数据库环境
2.能创建数据库与表
3.能进行数据索引和数据约束
4.能编写数据库语句和数据处理
5.能使用运算符和函数进行数据分析
6.能创建和使用视图
7.能进行数据库用户和权限管理
8.能进行数据库备份和恢复
9.能使用JAVA程序语言访问数据库
10.能使用C#程序语言访问数据库
11.使用数据可视化软件进行数据可视化操作
12.能将物联网设备接入到云平台
13.能利用云平台收集设备数据
14.能利用云平台进行物联网设备管理
15.能连接边缘计算节点SDK进行数据处理
16.能建立物联网设备和云边缘节点间的加密传输通道
三、课程内容与要求
学习任务
技能与学习要求
知识与学习要求
参考学时
1．物联网数据模型分析与环境搭建
1.分析数据模型
●能根据物联网应用场景选择数据处理模型
●能根据案例绘制数据E-R图
2.搭建典型数据库环境
●能根据需要配置典型数据库服务
●能使用相应工具正确连接数据库本地服务
●能使用相应工具正确连接远程数据库服务器
●能根据不同信息选择使用合适数据类型
●能根据项目需求选择合适字符集
1.数据的概念及数据处理的意义
●了解数据相关基本概念
●简述数据处理在物联网系统中的必要性
●举例数据库在物联网环境下的基本应用
2.数据库的概念
●说出数据库相关概念
3.数据库的类型和特点
●列举数据库的类型
●简述关系型数据库特点
4.数据库的基本使用方法
●举例说明典型数据库的安装方式
●简述远程连接数据库服务器方法
5.数据库的数据类型
●列举常见的数据类型
●举例说明数据库字符集
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2.数据库的建立和数据约束
1.创建数据库与表
●能根据项目设计要求创建和管理数据库
●能根据数据模型设计数据表结构
●能根据数据表结构创建数据表
2.建立数据索引和数据约束
●能依据数据库管理模型建立索引
●能依据数据库管理模型管理索引
●能根据数据库管理模型选择合适的约束方式
1.数据库的设计规范
●简述数据库的设计原则
2.数据库与数据表的关系
●简述数据库与数据表之间关系
3.数据表的关系模型
●列举数据表与数据表之间的关系
●了解元组、字段的概念
4.数据索引的概念和作用
●了解索引相关概念
●简述索引的作用
5.数据索引的使用方法
●举例说明索引的分类
●简述索引设计原则
6.数据约束的概念和类型
●了解数据约束相关概念
●列举常用数据约束的类型
7.数据约束的作用和特点
●简述各种约束的作用
●简述各种约束的特点
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3.数据库语句和数据处理
1.操作数据表数据
●能使用数据库语言对数据表进行数据查询
●能使用数据库语言对数据表进行添加、修改及删除数据的操作
●能使用数据库语言修改数据库表结构
●能使用数据库语言进行多表数据联合查询
2.数据处理
●能使用数据库语言进行数据分组
●能使用数据库语言进行筛选
●能使用数据库语言进行排序
1.数据库语言的概念
●列举数据库使用的语言类型
●了解结构化查询语言（SQL语言）的概念
2.数据库语言的使用规范
●举例说明典型数据库语言语法结构特点
●简述常用数据库语句的功能和语法规范
3.处理数据的常用方法
●列举数据库语言对数据的处理方式
4.数据分组的操作方法
●简述数据分组的作用和方法
5.数据筛选的操作方法
●简述数据筛选的作用和方法
6.数据排序的操作方法
●简述数据排序的作用和方法
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4.数据库函数和数据视图
1.运算符和函数的使用
●能根据需要正确使用数据库语言运算符
●能使用数学函数分析数据
●能使用聚合函数分析数据
●能使用日期时间函数分析数据
●能使用判断函数分析数据
2.数据视图的使用
●能使用字符串函数分析数据创建和使用视图
●能依据数据库模型创建视图
●能依据数据分析需求查看和使用视图
●能依据数据分析需求修改和删除视图
1.数据库语言中运算符的使用规范
●说出数据库语言中运算符的作用
●简述常用运算符的作用和语法规范
2.数据库语言中函数的概念
●说出数据库语言中函数的作用
●列举数据库语言中函数的类型
3.数据库语言中常用数学函数的使用方法
●举例说明常见数学函数的作用
4.数据库语言中常用聚合函数的使用方法
●举例说明常见聚合函数的作用
5.数据库语言中常用日期时间函数的使用方法
●举例说明常用日期时间函数的作用
6.数据库语言中常用判断函数的使用方法
●举例说明常用判断函数的作用
7.数据库语言中常用字符串函数的使用方法
●举例说明常见字符串函数的作用
8.数据视图的概念
●了解数据库视图概念
●说出数据库中视图的作用
9.数据视图的使用方法
●简述视图的特点和应用场景
●举例说明创建数据视图的操作步骤
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5.数据库安全管理
1.用户和权限管理
●能依据项目需求创建用户账户
●能根据项目场景进行用户管理
●能根据项目安全性要求授予用户权限
●能根据项目安全性要求进行权限转移
2.数据库备份和恢复
●能使用数据库工具备份数据库数据
●能使用数据库工具恢复数据库数据
●能使用工具进行数据库日志备份
1.数据库中用户和权限的概念
●了解数据库权限的概念
●说出数据库用户账户的作用
2.数据库用户账户的管理方法
●列举数据库用户账户的类型
●简述用户管理的作用和方式
3.数据库权限的配置方法
●举例说明权限层级
●简述权限转移的作用
4.数据库的数据备份方法
●说出备份的意义和作用
●列举数据库备份的类型
5.数据库的数据恢复方法
●举例说明常见数据库恢复的步骤
●说出数据库恢复数据的注意事项
6.数据库的操作日志
●简述数据库日志的概念
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6.程序语言访问数据库
1.外部程序语言连接数据库
●能使用其它程序语言连接数据库
2.外部程序语言操作数据库
●能使用其它程序语言操作数据库
3.外部程序语言维护数据库
●能使用其它程序语言备份数据库
●能使用其它程序语言对数据库进行还原
1.程序语言访问数据库的工具
●列举外部程序语言访问数据库可使用的工具
2.程序语言访问数据库的方法
●说出外部程序语言连接数据库的步骤
●简述外部程序语言操作数据库的流程
3.程序语言操作数据库数据的方法
●举例说明程序语言操作数据库的常用函数
4.程序语言维护数据库数据的方法
●简述程序语言备份数据库的步骤
●简述程序语言还原数据库的步骤
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7.数据可视化
1.数据可视化处理
●能根据展示需求选择数据可视化工具
●能根据项目需求搭建数据可视化软件环境
●能使用数据可视化工具连接数据源获取数据
●能根据展示需求设计图表
●能根据展示需求创建单变量图表
●能根据展示需求创建多变量图表
2.数据输出
●能使用可视化工具对数据图表格式进行美化
●能使用数据可视化软件实现数据输出和分享
1.数据可视化的概念
●了解维度和度量的概念
2.可视化数据的类型
●简述连续数据和离散数据的区别
3.数据可视化软件的使用方法
●举例说明当前主流数据可视化软件
●简述数据可视化软件连接数据源的步骤和方法
4.生成的可视化数据图形类型与特点
●举例说明单变量图形的特点和区别
●举例说明多变量图形的特点和区别
5.可视化数据的输出方式
●列举数据可视化图表的类型
●举例说明不同类型的可视化数据图表的特点
6．制作数据可视化图表的方法
●简述数据可视化的输出步骤
●简述制作数据可视化图表的方法
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8.云平台技术数据处理
1.接入物联网云平台
●能使用正确的方法将物联网设备接入到云平台
●能使用云平台对接入的物联网设备权限进行鉴别
2.物联网云平台的数据传输
●能建立TLS等多种加密通道
●能利用云平台收集设备数据
●能利用云平台进行物联网设备管理
1.物联网云平台的概念与作用
●了解物联网支平台的概念
●说出物联网云平台的作用
2.物联网云平台的分类
●列举物联网云平台的类型
3.物联网云平台的数据加密技术
●列举物联网云平台的数据加密方法
●简述云平台数据加密技术的作用和意义
4.物联网云平台的数据处理流程
●简述物联网云平台数据处理的流程
5.物联网云平台数据处理的安全策略
●了解云平台环境下设备的信息安全需求
●说出云平台环境下设备管理方式
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9.物联网数据的边缘计算
1.搭建物联网边缘计算环境
●能根据项目需求正确搭建轻量版物联网边缘计算环境
2.利用边缘计算处理并传输数据
●能通过云平台申请并创建边缘计算节点
●能连接边缘计算节点SDK进行数据处理
●能建立物联网设备和云边缘节点间的加密传输通道
1.边缘计算的概念和特点
●了解边缘计算的概念
●简述物联网边缘计算的特点
2.物联网边缘计算的环境架构
●简述物联网边缘计算的网络架构
3.物联网边缘计算的原理和应用领域
●简述物联网数据边缘计算的原理
●了解边缘计算在物联网领域的应用
4.物联网数据边缘计算的安全策略
●理解边缘计算在数据传输时的安全需求
●了解边缘计算进行数据处理的方式
4
总课时
72
四、教学活动设计参考
教学活动名称
教学活动设计
教学活动一：
Mysql数据库的安装
1.教师引入活动主题并描述场景：
同学们是否知道在我们所使用的如：
QQ、邮箱、微博等网络工具中，用户的信息是如何得以保存的呢？
提出问题引出数据库的概念。
2.老师讲述MYSQL数据库概念和用途。
3.老师演示MYSQL的安装。
在windows系统中安装mysql服务。
4.学生进行mysql服安装操作，并相互验证。
教师巡回指导，并对个别学生进行辅导。
5.活动总结：
学生根据自己的操作情况进行归纳小结，老师进行点评与总结。
教学活动二：
聚合函数的使用
1.教师引入活动主题并描述场景：
我们通过物联网系统获取了大量温湿度数据，现在需要进行数据的分析，分析出一天中那个时间段的温度最高？
提出问题引出聚合函数的概念。
2.老师讲述COUNT、MAX、MIX函数的作用和语法规范。
3.老师结合案例演示使用MAX函数处理大量数据。
4.学生进行数据处理操作，并相互验证。
教师巡回指导，并对个别学生进行辅导。
5.活动总结：
学生根据自己的操作情况进行归纳小结，老师进行点评与总结。
五、实施建议
（一）教材编写建议
1.依据本课程标准编写教材或选用，教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。
2.以“工作任务”为主线来设计教材，结合职业技能鉴定要求，以岗位需要即“必需、够用”为原则来确定教学内容，根据完成专业教学任务的需要来组织教材内容。
3.教材应体现通用性、实用性、先进性，要反映短距离的新技术、新知识、新趋势，教学活动的选择和设计要科学、具体、可操作。
4.教材文字表述要精练、准确，体现物联网应用专业与行业特征，内容展现应做到图文并茂，力求易学、易懂。
（二）教学建议
1.在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用任务引领、项目教学的方法，提高学生的学习兴趣，激发学生的成就感。
2.在教学过程中，教师示范和学生分组操作训练、学生提问和教师解答有机结合，通过“教”与“学”的师生互动，使学生能定制各种短距离无线通信的方案，了解无线传感网应用。
3.在教学过程中，要创设工作情境，加强操作训练，使学生掌握网络管理与维护的知识与技能，提高学生的岗位适应能力。
4.在教学过程中，要充分运用实物、多媒体等教学手段直观演示教学内容。
5.在教学过程中，要及时关注物联网数据处理的发展趋势，贴近企业生产现场，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生的职业能力和创新精神。
（三）教学评价建议
教学评价贯彻“以职业活动为导向，以职业能力为核心”的思想。
1.以学习目标为评价标准，采用阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价模式。
2.关注评价的多元化，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训及考试情况，综合评定学生成绩。
3.教学评价中，要重视并加强对职业素养的评价，以评价促进学生职业素养的养成。
本课程重点关注学生认真负责、严谨细致、静心专注、精益求精的工作态度；关注学生遵守相关的法律、法规、职业道德、操作规范等职业准则意识的养成；关注学生诚实守信、吃苦耐劳职业品质的养成；关注学生口头与文字表达能力、人际交流能力、团队协作能力以及服务意识等职业沟通能力的养成。
注重培养学生仔细观察、深入分析的职业行为习惯的养成；注重学生形成工作任务总结、配置文档填写、工程资料归档保存等工作档案意识的养成；以及遇到问题时，能通过各种合理途径寻求解决问题完成任务的工作执行力的养成。
（四）资源利用建议
1.注重实训指导手册、课堂配套练习册和实训教材的开发和应用。
2.注重多媒体教学资源库、多媒体教学课件和多媒体仿真软件等现代化教学资源的开发和利用，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源的利用率。
3.积极开发和利用网络课程资源，充分利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网络信息资源。
4.充分利用学校的实训设施设备，将教学与实训合一，满足学生综合职业能力培养的要求。
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