22、物联网概念引入的多阶段原型设计案例研究

物联网概念引入的多阶段原型设计案例研究

1. 多阶段原型设计流程

设计物联网（IoT）原型是一个复杂的多阶段过程。首先是节点的结构和功能实现、测试与改进（步骤1.3），此过程与之前工作中的SLOs开发过程类似。

在开发节点间通信的网络层时，需先明确需求（步骤2.1），此步骤可借助一些虚拟建模工具，如IOTIFY（https://iotify.io/）和Node - RED（https://nodered.org/）。虚拟建模能让学生管理数十个相互连接的虚拟物联网节点，并通过实验找到最佳解决方案，之后将合适的虚拟模型转化为物理模型（步骤2.3）。

第三（3）和第四（4）阶段主要是为物联网原型开发测试、制定测试程序，并根据测试结果改进物联网的结构、功能和通信能力。最后阶段（5），学生展示物联网原型以进行综合STEM技能评估。

2. 基于探究和设计导向的协作学习解决物联网原型设计任务

将物联网原型设计视为复杂任务，可通过协作学习解决。协作学习的原则基于Salmon的协作分类法，该分类法包含从低到高的六个层次：
1. 反思 ：个人使自己的知识、态度和技能与团队努力保持一致。
2. 对话 ：参与者就团队的沟通期望、时间表、流程和工具达成一致并开展工作。
3. 评审 ：参与者交换工作以进行建设性的相互批评，并纳入其他观点。
4. 并行协作 ：参与者通过将各个组件组合成一个集体最终产品来完成项目的每个组件，或者过程进入另一个协作层次。
5.