物联网专业培养方案范文

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物联网专业培养方案

篇1

关键词:物联网工程;人才培养方案; 课程体系设置

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)26-0135-02

物联网利用射频识别、无线传感器网络等技术来感知数据、传输数据并处理数据,它延伸了互联网端系统,扩展了互联网服务功能,是战略性新兴产业。我国政府、科研机构、教育界和产业界高度关注物联网技术的发展:政府提出了基于物联网的“感知中国”的发展战略;科研机构展开了物联网协议标准研究,取得了一定的话语权;教育部在2010年3月,《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,各高校积极响应,申报物联网相关专业,2010年全国有20多所不同层次的高校获批物联网工程专业或物联网技术专业,随后,不断有高校获批了物联网工程专业。

物联网工程专业是新专业,各高校在建设物联网工程本科专业时,课程体系的设计在国内外无先例可以借鉴,因此各个高校物联网工程人才培养模式有较大区别:有的依托学校优势学科构建人才培养模式;有的人才培养模式与行业相结合;有的是校企合作的卓越工程师人才培养模式。我校于2014年获批物联网工程专业,并于2014年秋季开始招生,如何制定符合我校特色的人才培养方案是个值得探究的问题。

1 人才培养目标

1.1 培养目标定位

自2010年起至今,获批物联网工程专业的高校层次各不相同,有985、211研究性大

学,也有科研教学并重型大学,还有以职业教育为主的高职高专。不同层次的高校为市场培养不同层次的人才,这些人才大致可以分为三类:研究性、应用型和技能型。研究型人才主要从事物联网协议研究和标准制定,应用型人才主要从事与行业相关的系统集成等工作,技能型人才主要从事系统维护与运营等工作。我校作为地方院校,以培养应用型人才为主,将物联网工程专业定位为工程应用型专业。

1.2 人才培养目标

本专业培养德、智、体全面发展,具有良好的科学素养和人文知识背景,较系统地掌握计算机科学与技术、物联网工程的基本理论和基本知识,具有较强的实践应用能力与知识创新能力,能够从事智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业的系统集成与物联网协议开发工作,具有较强实践动手能力的应用型高级工程技术人才。

1.3 业务培养要求

根据专业定位和人才培养目标,业务培养要求包括素质、知识和能力三方面:

1)基本素质:具备良好的思想道德修养、健康的心理素质和人文知识素养,具有较强的自信心、进取心、事业心和社会责任感,具备敬业精神、团队精神、创新创业精神。

2)知识结构:具备一定的人文社会科学与自然科学等方面的基本知识,较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,掌握C语言程序设计、数据结构、计算机网络、射频识别技术、嵌入式系统、无线传感器网络、物联网原理与应用、操作系统、传感器与检测技术、密码学基础等基本理论、基础知识和实验技能,具有本专业领域内物联网工程专业知识与技能,了解物联网工程相关学科和技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态。

3)能力结构:具有较强的学习能力、沟通协调能力、社会适应能力、语言和文字表达能力,掌握一门外语,具备计算机基础应用能力和使用文献检索工具能力,具有较好的物联网工程系统分析、系统集成、系统设计及系统维护方面的工程能力,具有较强的动手能力、社会实践能力,具有从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本能力。

2 课程体系设置

2.1 课程体系设置需要考虑的因素

物联网工程专业课程体系设置必须考虑其人才培养目标、其隶属的学科门类、市场对人才的需求和结合本校实际形成的专业特色。

我校物联网工程专业定位为工程应用型专业,则课程体系设置时应紧紧围绕专业人才培养目标,从基本素质、知识结构和能力结构对学生进行业务培养,处理好理论教学与实践教学之间的关系,适度提高实践教学比例,进一步地提高学生的动手能力。

物联网工程隶属计算机学科门类,其课程体系设置要依托计算机类的学科基础。有人认为物联网是涉及计算机技术、通信技术、传感技术、网络技术、电子技术等多项知识的交叉学科,在制定课程设置方案时面面俱到,过于求全,结果导致每门课程学时过少,知识杂乱,课程貌似全面,实则只能蜻蜓点水,这样的课程体系培养出来的学生必定是博而不精,广而不专。也有人认为物联网是新技术,在做课程体系设置时脱离计算机学科门类,弄出一套冠有物联网名字的课程,结果导致在课程体系实施过程中出现师资跟不上,教材不配套,实践课程开设困难等问题。

任何专业培养的人才最终是要面向市场的,物联网工程专业也不例外。这就要求在课程体系设置之前,要深入企业、科研院所、产业部门做调研,充分了解市场需求,根据就业岗位的能力要求,设计出满足市场需求、贴合科研与行业实际的课程体系。

物联网工程专业是新专业,也是与行业契合度很高的专业,课程体系的设置可以根据各高校的实际情况,与高校的优势学科相结合,设置具有本校特点的课程,培养在某一行业更专的物联网人才。

2.2 物联网工程课程体系设置

根据课程体系设置需要考虑的几个因素,结合我校的实际情况,我校物联网工程专业课程体系设置以培养工程型应用型人才为主,依托计算机学科门类,厚基础,重实践,紧跟市场,突出特色。

课程体系由通识教育课程、学科基础课程、专业课程及实践教学课程四个模块构成,课程学时学分统计见表1。

通识教育课程主要有高等数学、大学英语、体育、思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、基本原理概论、形势与政策、人文素质教育、心理健康教育、职业发展规划、大学艺术和就业指导等课程。

学科基础课程主要有计算机学科概论、C语言程序设计、大学物理、大学物理实验、线性代数、面向对象可视化编程、离散数学、电子技术基础、电子技术基础实验、概率论与数理统计、算法与数据结构等课程。

专业必须课程有计算机网络、操作系统原理、计算机组成与系统结构、密码学基础、传感器原理及应用、传感器网络、嵌入式系统设计与应用、RFID原理及应用、TCP/IP协议分析、物联网原理与应用等。

另外还开设了12门集中教学实践课程,实践教学环节占总学时比例为36.1%,可以很好地提高学生的实践动手能力。

我校是学科门类齐全的综合性大学,石油和农学是我校的优势学科,为了更好地将物联网工程专业与我校的优势学科相结合,培养出具有我校特色的物联网工程人才,在课程设置中,安排了行业知识讲座,使物联网工程的学生能够了解石油行业和农业的基本知识、为以后从事智慧石油和智能农业打基础。

3 结语

物联网工程专业是战略性新兴产业相关专业,人才培养方案地制定是专业建设和发展的依据,科学合理、切实可行的人才培养方案是为行业输送可用人才的保障,探讨物联网工程专业人才培养方案,以期与各兄弟院校互相学习,共同进步。

参考文献:

[1] 吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J]. 计算机教育, 2010,10(21) :26-28.

篇2

关键词:物联网;实训室;建设方案

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)27-6782-02

2009年11月13日,国务院批复同意在无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)揭开了国家重点进行物联网研究、发展和建设的面纱;2010年公布的国家“十二五”发展规划,物联网与新能源、新材料等一起被列为重点战略性新兴产业,则可以说是揭开了国家物联网发展和建设的大幕。产业勃兴,人才先行。作为一项战略性新兴产业,物联网的繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的人才生力军。2010年8月以来,教育部公布的高等学校战略性新兴产业相关本科新专业,在新增本科专业名单中,“物联网”成为最大热门,各高校纷纷申报物联网相关专业,目前共有64所高校获批、江苏占了14个。 本科以上高校在纷纷申报、建设物联网相关专业的同时,越来越多的高职院校也紧随其后开拓建设物联网应用相关专业。按理说“兵马未动,粮草先行”,比如今年有高职院校已经开始招收、培养物联网相关专业的学生,与人才培养方案对应的物联网实验、实训场地(以下简称为“物联网应用实训室”)应该在专业开设之前同步规划建设,但事实并非如此――虽然有些高职院校的物联网应用实训室已经建成启用,但多数学校的物联网实训室建设还处在调研、论证中。另外,高校与高职院校培养的物联网人才属于不同层次,即使同属高职院校的物联网相关专业定位也会有差异,相应实验室的建设定位势必有差异,少数已经建成的实验室并不具备普及性、无法直接照搬照抄。因此,探讨物联网应用实训室的建设就有很强的实践指导意义,其关键问题是“物联网应用实训室”怎样建?

1 物联网专业的建设和发展

物联网专业的建设和发展必不可少的需要建设物联网应用的实验实训场所,高职院校“物联网应用实训室”的建设是物联网应用相关专业建设发展的必然。

因此,高职院校物联网应用实训室的建设应该与本校物联网应用相关专业的人才培养方案紧密相扣、与本专业人才培养的定位直接相联。要实现物联网应用实训室的建设与本校物联网应用相关专业的人才培养方案有效互动,分析科学、定位准确、适合校情的人才培养方案是前提。我校物联网应用性人才的定位是――物联网的安装、维护和调试,该人才定位是基于我校五年制高职计算机网络技术专业(物联网应用技术专业方向)的人才培养方案,其核心职业岗位,如表1所示。

2 准确定位建设“物联网应用实训室”的具体目标

我校建设“物联网应用实训室”的具体目标是:真实应用项目展示、体验与项目实验、实训融合;物联网应用实训室的设备配置、功能定位符合课程需要――满足计算机网络技术专业(物联网应用技术)方向专业课程如物联网基础网络技术、感知器件功能与应用、物联网组建与管理、物联网应用系统开发、物联网工程综合实训等的教学需要;满足物联网应用技术专业定位的安装、维护和调试的人才培养目标的需要;便于实施基于“做中学”理念的理实一体化、分组教学和项目工作任务教学等物联网课程的实验实训;能提供现有环境下的教师对物联网应用技术的自学、培训、创新研究,成为产学研开发的阵地。

3 “物联网应用实训室”的建设方案。

经过广泛的调研、校内论证、专家论证,我们提出了物联网应用实训室的建设方案(分为室内和室外、一期和二期)。一期实训室建设(室内)含智能家居系统、智能书架系统、智能超市系统三个体验与应用项目及实训室四部分组成;二期将智能路灯、智能车辆进出管理、实训室功能完善等。我校物联网应用实训室建设(一期)方案简介,如表2,建设面积约200平方米,平面图如图1。

4 我校“物联网应用实训室”建设方案的基本依据

1)满足“物联网”行业相关企业的岗位需要。

我们根据企业调研要符合企业岗位对应用型物联网人才的需求及我校在物联网应用技术专业人才――安装、维护和调试的培养目标的定位。

2)选择智能家居、智能书架、智能超市的原因分析

2010年公布的国家“十二五”发展规划,智能家居是我国物联网建设将重点投资的十大领域之一;智能家居与生活紧密联系将普及到我们的日常生活。物联网在智能家居方面的应用投入少,技术相对成熟;目前物联网在其他领域的应用主要以政府建设的示范工程为主,且投资较大;虽然物联网的应用研究方向很多,但就其技术而言异曲同工;智能书架和智能超市也是物联网在图书管理和超市管理中两个可推广的应用项目,其采用的RFID技术更可以广泛应用于校内车辆管理、师生出勤及考勤管理等。

5 “物联网应用实训室”建设和发展方向

物联网是一个未来发展的愿景,能够实现人在任何时间、任何地点、使用任何网络、联系任何人或物,以达到信息交换的自由。标准制定问题、隐私和安全问题 、有关物联网的政策与法规、管理平台的建立和完善及物联网的应用开发等问题都是物联网发展亟待解决的问题 。

因此,“物联网应用实训室”的建设不可能一步到位,必然要留有升级和改造的空间。短期内我校主要加快物联网应用实训室一期建设,努力引进物联网行业内领先的企业共同建设,吸纳省教育厅批复的计算机网络技术专业(物联网应用技术方向)的建设性建议,努力打造成五年制高职层次当前背景下的物联网标准化实训室、样板实训室;二期建设及时跟进,不断完善物联网应用实训室功能促进良性发展、紧跟物联网发展的步伐、保持不偏离物联网行业的发展方向和趋势。

建设好“物联网应用实训室”,更要用好“物联网应用实训室”,物联网专业师资是关键。因此,需要同步加快物联网专业师资的培养,紧密联系物联网相关企业,鼓励教师下企业锻炼、到院校学习,为师资培养、教师学习、产学研开发提供政策和资金保障。

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关键词:专业建设;物联网;课程体系;实践体系

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0166-02

自2001年开始,我国高校开始开设网络工程专业,其专业定位、培养目标、课程体系等均处于发展中,各学校对网络工程专业的发展进行了有关研究[1,2]。许多高校在计算机科学与技术、软件工程等专业的办学基础上新开办了网络工程专业,为社会输送大量精通计算机技术和网络技术的人才。长沙理工大学于2003年申请了此专业,虽然在制定培养方案之前做了大量调研,也借鉴了不少其他院校的办学经验,但是网络工程毕竟是一个开办时间不久的专业,最早开办此专业的院校时间也不长,大家都还处于研究和发展阶段,因此,在最初的培养方案制定过程难免会考虑不完善,在随后的教学和培养过程中需要不断根据实际发展来进行调整。

以射频识别、无线传感器网络等技术为核心的物联网是互联网基础上的延伸,是一种实现物物相连的互联网,被认为是新一代信息技术的领跑者。物联网是多学科交叉的新兴学科,国内的物联网热推动了物联网专业人才培养模式方面的研究。随着物联网技术的快速发展,网络工程专业如何适应新技术的要求,设置良好课程体系,满足社会需求,成为一项紧迫而重要的任务。高等院校是培养人才的基地,必须时刻把握时展的脉搏,及时调整培养方案,合理设置课程体系,培养掌握网络及其相关技术的高素质人才,满足不同行业对网络工程专业人才的需求。

为了专业发展的需要,如何根据学校和学生的实际情况制定合理的培养方案,成为一个需要迫切解决和值得探讨的问题。我们已经在网络工程专业的培养方案、方向课程等方面进行了较为深入的研究[3,4]。但以上研究从学科建设角度关注网络工程专业人才培养模式,并没有针对学生的实际需求来开展具有行业特色的应用型人才培养模式的研究。本文对网络工程专业的发展进行了大一到大四四个年级的调研,提出了加强网络工程专业物联网技能训练、增加实验室实践机会等新思路,探讨了在新技术条件下,如何将网络工程专业改造成适合社会需要和学生需求的优势专业。

一、专业调研目的

由于物联网技术的快速发展,网络工程专业的建设受到新的挑战,本次调研的目的是了解网络工程专业的学生对专业课程体系与所想掌握的知识及技能需求,同时了解学生的就业预期,收集在校生对工作单位、岗位、薪资水平的实际想法,旨在为本专业课程体系设计、课程设计和课程改革获取第一手资料,也为人才培养提供真实有效的反馈信息。

二、调研对象及内容

调研对象为长沙理工大学网络工程专业2009—2012级在校学生,约230位。因为新生2012级学生刚入校,所以设计的调查问卷有所区分。在发给学生调查问卷的同时,通过当面交流了解学生对网络工程专业的建议。此外,通过和学校的招生就业等职能部门了解本专业的招生就业情况。调研内容设计围绕调研目的进行,以专业技能、专业课程体系、就业意愿为调研主体,为了后期分析统计的需要,调研表采用问卷调查形式,辅助当面调研了解。调研问卷设计主要包括三个主要内容。1.学生急需了解的专业技能;2.学生在校期间学习的反馈;3.学生对就业的意愿和期待。

三、调研结果分析

经过对四个年级网络工程专业学生的调研,与学校就业职能部门联系,学生对这次调研表现出极大的支持,网络工程专业学生根据自己的学习情况与所学课程在应用程度方面进行填写调查表,同时将学生对专业技能各方面重视程度反馈给学校。许多同学根据自己的实际情况、专业技能和课程结构方面进行了答复。而且,学生大都在教育教学等方面给学校和老师留言,对教学的肯定、建议,这些对老师启发很大。本次调研,我们发放调研表230份,收到有效调研反馈表共计217份,对反馈信息进行分析。

1.物联网技术课程的开设。针对物联网技术的迅速发展,而我校尚没有开设物联网专业的情况下,网络工程专业的学生对物联网技术的了解情况以及希望掌握的技能情况,进行了相关调查。得到了有关的反馈数据。反映目前网络工程专业的学生对物联网知识的了解程度,在哪个方面的技能最重要的选项中近一半的学生选择物联网方向,而在最希望参加哪方面的培训的选题中43%的同学选择了物联网方向的知识,远远超过其它选项,说明我校网络工程专业的学生在没有开设物联网专业的情况下,对物联网知识是比较期望学习的。

2.实践动手能力的需求。在对课程设计如何完成的问题中,51%的同学是独立完成的,并且剩余的中有39%是自己在同学的帮助下完成,只有一成的同学没有自己去实现,说明同学对于动手实践的机会比较珍惜,希望能提高自己的实际动手能力,在期望学校改善哪方面的条件时,有45%的同学选择了开放实验室和提高实验室条件,比奖学金(7%)、自主研究性课题(17%)、专家讲座(5%)、的比率都高表明学生希望能提高自己的实践能力。

3.就业岗位、地域及薪资分析。针对学生比较关心网络工程专业的学生就业率和预想的就业薪资和就业区域问题进行了调查。以下是调查结果的情况。在和学校就业职能部门的帮助下,本文得到了近五年网络工程专业毕业生的实际就业率,网络工程专业的毕业生就业率一直保持在80%以上,尤其是近两年不断攀升,在今年更是达到了98.48%,相对其它专业,具有较明显的就业优势。而关于在校学生对就业后的薪资和地域分布,可以得到学生对就业后的刚开始薪资还是有比较理性的看待,将近70%的同学把起始薪资定位在4000元以下,而有近80%的同学讲就业地域定位在省会以上城市,可能和IT行业的发展机会有关。

四、调研结果应用

根据调研结果的分析,我们在专业建设方向调整和实验室建设等方面进行了改进。将原来的网络工程培养人才方向由四个方向网络管理与安全、网络软件开发、网络工程与设计、物联网集中调整为两个方向,即网络安全与管理和物联网方向。在相应的课程设置上,增加网络防护技术、数字认证技术、操作系统安全等课程,而在物联网方向上增加传感器网络、RFID、云计算等课程。更加明确学生所需要掌握的专业技能。

加快建设物联网实验室,目前我们学校已经决定利用省部共建实验室资金建设物联网实验室,满足学生对物联网知识的需求,增加其动手实践能力。同时,尽可能开放现有的实验室,开展远程实验等研究。

而关于学生的就业预期要求,学校可以有针对性的指导,更好的满足学生就业愿望,实现更好的就业。

五、结语

在物联网等新技术迅速发展的背景下,调整网络工程专业的培养方案、课程设置、实验室建设已经成为其适应社会需求的一种有效途径。在本校2009级到2012级两百多名学生中开展了新技术条件下,学生对专业建设的需求调研。本文对调研结果进行了分析和应用,论证了在网络工程专业建设中增设相关物联网技术课程的必要性,并提出进一步建设和开放物联网实验室满足学生的需求,了解了学生的就业预期期望,将有利于针对性的开展就业指导。更大地促进了本校网络工程专业发展同时对高校计算机网络专业设置物联网方向有一定借鉴价值。

参考文献:

[1]田生文,邹海林,杨洪勇,网络工程本科专业课程体系的探讨与实践[J].计算机教育,2012,(5):101-105.

[2]王春枝,李红,熊才权,网络工程专业培养方案探索与实践[J].计算机教育,2012,(23):86-89.

[3]姜腊林,易建勋,陈倩诒,网络工程专业培养方案的研究和实践[J].高等教育研究学报,2005,28(3):67-69.

篇4

关键词:物联网;人才培养;教学资源;专业建设

1 背景

随着计算机技术、互联网技术、无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术等飞速发展,物联网的研究和应用也得到快速发展,并越来越引起各国的高度重视。物联网甚至被称为继计算机和互联网之后的又一次信息产业革命。美国于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多个典型智能解决方案已经在全球推广;欧盟于2009年6月了全球首个国家级物联网发展战略规划;韩国和日本等发达国家也都分别提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化战略,其核心内容都是利用无所不在的泛在网络技术实现人与人、物与物、人与物之间连接,让民众可以随时随地享有科技智慧服务。我国政府于2009年8月提出“感知中国”的战略构想,并由政府、科研院所和企业建立相关研究基地和成立物联网产业联盟。可见物联网技术以及相关产业已经成为各国下一个必争的战略制高点。而任何一个新兴产业和行业的发展,都需要大量的专门技术人才,物联网的发展同样也不例外。目前,我国物联网专业人才还非常紧缺,人才的培养还处于起步阶段,而大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担。在这样一个大的环境和背景下,国家教育部于2010年批准在35所高校设立物联网工程和传感网技术本科专业,并于2011年开始招生。另外,全国有将近20所高职高专院校以及独立学院开设了物联网工程专业。物联网工程专业是一个多学科高度交叉的新兴专业,如何培养出合格的、符合市场需求的物联网专业人才是高校面临的一个主要问题。南于物联网本身技术复杂、牵涉面广,涉及多学科的交叉,这就必然对人才的培养和专业建设都需要进行全新的考虑。笔者结合安徽理工大学物联网工程专业建设和实践,对物联网丁程专业人才培养和教学资源建设进行了一些初步的探索,为高校物联网工程专业人才培养和专业建设提供指导和参考

2 物联网工程专业的研究内容

2.1 物联网的体系结构

物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的,最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知,借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输,以及数据的智能处理,进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为4个层次:感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源,包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等;网络层实现数据的传输,包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层;管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等,包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等;综合应用层实现不同行业的综合应用,包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。

2.2 物联网关键技术和研究内容

由物联网的4层体系结构图可以看出:感知层是物联网应用的基础,位于物联网应用的最底层,也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异,需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。

由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉,开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同,因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构,可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向,如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用,计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层,网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层,还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案,各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景,设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校,目前设有相关的专业有:计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工程、通信工程、电气工程及其自动化等,具有较好的相关专业建设基础,尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此,基于学校的行业背景和专业基础现状,物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用,兼顾管理服务层的相关技术研究,如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗,结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业,制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。

3 物联网工程专业培养目标和课程设置

3.1 物联网工程专业培养目标

在高等学校本科人才培养目标的前提下,根据物联网专业的研究内容和市场需求定位,物联网工程专业培养目标是:具有宽厚扎实的基础知识,系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识,具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力,能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工作。

通过相关课程的学习,掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能;掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈,有线和无线网络技术原理,无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术;熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等,具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力,包括:工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力;掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识,具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力;熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术,并能够进行系统设计和开发;熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术,并在现有医院信息系统的基础上,进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外,还应具有较强的创新意识、创造性思维能力,能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具,将所学内容应用到其他行业和应用领域。

3.2 物联网工程专业课程设置

由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业,在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定,还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况,不断地调整和优化课程的设置。目前,物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上,增加与物联网相关的核心课程,但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状,物联网专业课程分为以下几个主要模块:(1)公共基础模块;(2)专业必修课程模块:(3)专业核心课程模块;(4)专业任选课程模块;(5)跨学科课程模块;(6)实践课程模块;(7)素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。

在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色,同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业,还没有专门的硕士和博士学位点,目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向,而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题,因此,在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接,使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状,学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程,同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用,能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识,在专业任选课程模块中开设了大量与物联网和计算机相关和当前最为热门的课程,充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面,了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备,为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节,是达到学以致用的主要途径,是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动,以培养学生创新精神和实践能力,促进个性发展,提高综合素质。

4 人才培养和教学资源建设

4.1 物联网工程专业人才培养

高等学校的使命是培养人才,高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此,对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学,学校人才培养目标是:结合煤炭行业特色,培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式,同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求,努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下,借助现有相关专业的培养模式和经验,并结合物联网工程专业的特点,对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。

安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校,目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验,其核心培养方式是采取的3+X培养模式,主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习,至少1年时间采取校企联合培养模式,通过将企业纳入到人才培养主体地位,可以进行订单式培养,大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点,即行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才,可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上,加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学,另一方面加强实践教学环节,尤其是引入相关企业的参与。目前,我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议,联合培养物联网专业人才,由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台,并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外,安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议,共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会,同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外,安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系,有着很好的合作基础,双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才,进行校企深度合作,为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外,学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地,如上海、深圳、无锡、芜湖等,为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会,为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果,校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。

4.2 物联网工程专业教学资源建设

物联网专业人才的培养,除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外,还需要有配套的软硬件教学资源的支撑,教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业,面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中,相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。

(1)物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分,没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此,学校和学院都非常重视教师的培养,培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队,通过申请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究,目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目,5项省部级物联网应用课题,多项企业物联网应用横向课题,通过科研课题工作的深入展开和研究,大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平,对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外,学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训,通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能,然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。

(2)教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业,虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书,但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角,而且大多是技术类或普及类。因此,在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状,挑选出相对较好的基本教材和参考书,通过大家阅读讨论,然后根据制定的教学计划,来确定讲授的内容和学生需要自学的内容,并整理教学讲义和课件,为后续教材建设做好准备。通过这一环节,充分提高了对教学内容细节的掌握和理解,也对物联网技术掌握得更为全面。

(3)实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求,学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费,实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统,并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中,物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程,对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握;并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座,进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设,目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源,完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然,任何一个新的专业的开设,都需要一定时间的建设和完善,在建设的过程中要不断探索和完善,并借鉴其他高校的成功经验,及时修正不合理的方面。

5 结语

物联网工程专业的人才培养和教学资源建设,是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题,而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提,因此,各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点,着眼于市场需求和自身的办学优势,在体现物联网工程专业共同特点的基础上,要突出物联网工程专业的行业特色,这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。

参考文献:

[1]吴功宜,吴英.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012:1-5.

[2]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011:3-6.

[3]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21):26-29.

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关键词 物联网 实践能力 就业

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.020

Abstract The Internet of things (IOT) technology has been widely used in many industries. IoT talent demand is growing. Students with strong practice ability are very popular with the market. There are problems while cultivating the students' practical ability of IOT engineering program in application-oriented institutes. In order to deal with the problems and foster outstanding IoT talents for the society, three kinds of effective countermeasures are put forward.

Keywords the things of Internet; practical ability; careers

物联网、云计算、大数据作为当前信息技术领域的热点,吸引了行业和研究机构的关注。物联网已广泛应用于智能农业、智能家居、智能交通、智慧城市、智慧工业等多个领域,给人们的生活带来便利,改善了企业管理,提高了生产效益。随着物联网应用的蓬勃发展,对物联网人才的需求量剧增。社会对物联网人才的需求不再局限于懂得物联网理论知识,社会欢迎能够将理论应用于实践以及能够快速上手的人才。

物联网工程专业学生实践能力的培养依然处于探索阶段。①由于自身的特点,完全参照成熟的计算机科学与技术专业、软件工程专业的实践能力的培养方式并不可行。有必要根据专业自身特点形成有特色的实践能力培养方式。

下面我们先分析物联网工程专业对学生实践能力培养的不足之处,然后提出一些行之有效的对策。

1 学生实践能力培养存在的问题

物联网体系从技术角度可以划分为感知层、网络层、处理层和应用层。感知层应用传感器技术、RFID技术将物理世界和信息世界连通起来,侧重于信息的采集。网络层结合无线传感网技术、互联网技术、现代通信等技术,侧重于信息的传递。处理层负责信息的存储和聚合以及价值的挖掘,常用技术包括机器学习、数据库等。应用层面向用户,将数据以友好的方式呈现给用户。物联网从工程角度可划分为设计、研发、工程实施和管理。②可以看到,由于物联网工程涉及的技术比较多,需要培养学生的综合技术应用能力。

目前在实践能力培养方面,存在下面三个不足之处。

(1)学生接触实验设备的时间少。实验一般分为验证型、设计型和综合型,其中验证型实验要求学生按部就班重现实验现象,所花时间一般比较少,对学生能力培养的效果有限;设计型实验是围绕一个小目标进行设计,而综合型实验需要学生结合多种技术来完成一个应用。设计型和综合型实验能够很好地提高学生的实践能力,但需要学生花费较多的时间,在正常的课内时间很难完成。现有实验设备通常以实验箱的形式存在,一套设备2万以上,在正常实验也很难保证学生每人一套,多数情况下是以小组的方式提供。为了实验设备的安全,实验设备一般不允许学生带到实验室外面。由于在指定的时间很难完成设计型的实验,所以实验多数以验证型实验为主,限制了学生能力的发挥。

(2)学生没有全流程实验环境。通常物理网应用都涉及感知层、网络层、处理层和应用层。现有实验设备往往局限在某一层次,比如传感器实验侧重于数据采集;通信实验侧重于物体之间的自主连接;数据处理实验侧重于数据的分析与呈现。现有的实验呈现离散化的状态,缺乏将完整应用全流程实验环境,使得学生只能看到某一个方面。然而在实际环境中构建一个使用环境存在一定的困难,一是空间和费用问题,比如构建物流系统不仅需要大的实验室安装空间,同时需要很大的经费投入,在缺乏良好的产学研环境情况下,③很有可能造成资源的浪费;其次是物联网应用很多,要完成实际系统的改造往往比较困难。因此,有必要引入虚拟仿真环境,为学生提供全流程物联网应用实现环境。

(3)学生实践能力培养与社会需求脱节。学生的培养方案在学生入学前就已制定,而且方案在该年级学生整个学习过程一般不会变动。如果存在问题,一般会在下一次人才培养方案作出修正。所以经常有高年级学生羡慕低年级学生享受人才方案修改带来的便利。人才培养方案也考虑了学生实践能力的培养问题。现有的培养方式主要包括课后作业、课程论文、课内实验、专周课程设计。这些培养方式的共同特征是围绕着所讲授课程来设计的。一般教材上的内容都是比较成熟,意味着这些都是几年前的知识,在物联网技术日新月异的时代,教材所讲授知识往往存在一定的滞后性。这也是毕业生抱怨学校所学知识在工作后往往用不上的原因。企业为了生存和占领市场,往往想方设法用先进的技术去实现具有强大竞争力的产品。学生毕业后多数进入企业,所以有必要提前让学生了解企业现在需要什么样的人才,需要学生掌握什么样的技术。

2 实践能力培养的对策

物联网专业学生的实践能力培养方式需要改进。下面是四个行之有效的对策。

(1)实验设备化整为零。做化学和物理必须到专业实验室里面完成,因为化学实验в幸欢ǖ奈O招裕物理实验需要借助于精密的仪器。然而物联网的实验并不需要一定在专业实验室完成。学生领取实验设备,可以在学校安排的上课时间在实验室接受实验课程教师的指导以及验收实验成果,上课时间结束后,可以将实验设备带离专业实验室,自主确定实验时间。这种方式结合了专业实验室的教师指导和课后时间的灵活性。为保障学生人手一套实验设备,需要实验设备小型化以及充足的数量,另外是单套价格不能太昂贵。比如采用树莓派或Arduino开发板进行实验,单块开发板价格200元左右,学生可以在上面自主完成多数物联网实验。

(2)引入云平台。由于物联网专业人才培养方案中总学时的限制,在正常的教学中只会安排几门很重要的基础课和专业课,但物联网整个体系涉及多个方面的内容,很难在正常的教学中都得到安排。因此,需要扩展学习的途径。通过慕课可以重要课程的理论知识,但慕课往往对实践内容讲得较少或者不方便安排实践内容。云平台是一个很好的学习平台。云平台可以提供物联网工程从传感层到应用层多门实验课程。实验主要以虚拟仿真的形式完成。④3D虚拟仿真提供很真实的场景,让学生能够直接对传感器、驱动器进行控制,形成感性认识。虚拟仿真不仅节省了成本,而且让学生可以在仿真环境下实现从数据采集到数据呈现的完整的应用,对于培养学生的系统观很有好处。

(3)参与竞赛提升能力。在没有外界压力时,学生往往会按部就班和夸大面临的困难,延误完成物联网产品或应用的时间。竞赛的鲜明特点是在指定的时间范围内完成具有一定功能的物联网应用。由于时间的原因,参加竞赛的学生需要在很短的时间确定自己的选题,避免在茫茫大海中漫无目的地寻找;确定选题后,需要集中精力去完善物联网应用的整体设计;设计完成后,需要编码实现设想的功能。竞赛期间,学生往往觉得很辛苦,但完成竞赛后,无论名次如何,学生往往会有很大收获。学生不仅可以培养团队合作精神,还可以培养决策能力,以及设计和编码实现能力。

(4)企业实习。社会上有很多优秀的物联网企业,向社会提供丰富的物联网应用。到企业实习直接接触原汁原味的物联网产品,能够触发学生动手实践和不断创新的欲望。学生到物联网企业实习主要包括两个时间点。⑤一是在入学第一年进行物联网专业认识实习教育的时候。学校一般会安排一到两周的时间。学生到达企业,通过参观企业展厅,动手安装APP,真实体验物联网的应用,应用包括智能家居、智能物流等多个方面。丰富的应用在学生脑袋里面形成感性的认识,引导学生对未来四年进行学习规划。二是在最后一年。学生主要任务是完成毕业设计。一般情况下学校都会允许和鼓励学生在企业中结合自身项目来完成。学生可以选择多个岗位进行实习。比如研发岗位,侧重于物联网软和硬件的研发;网络设计岗位,侧重于在特定的环境下合理选择物联网设备完成满足一定要求的物联网网络;工程实施岗位,侧重于根据设计图纸完成物联网设备的安装和调试。这些岗位都需要将理论知识应用于工程实践,能够极大地提高学生的动手实践能力。

3 结语

为社会培养实践能力强的学生有着重要的意义,也是国家对应用型本科院校的殷殷期待。现有物联网工程专业学生的实践培养方式主要参照计算机科学与技术、软件工程的实践方式,没有很好结合物联网工程专业自身的特点。在分析现有实践能力培B方式的不足后,提出了几种创新培养方式,旨在为社会输送高质量的物联网人才。

注释

① 张明华,董新龙,陈江瑛.工程材料实验教学中开展设计性实验的探索与实践[J].科教导刊(上旬刊),2016.1:104-105.

② 文毅,胡云峰.独立学院“集成电路工艺基础”实验教学研究[J].科教导刊(中旬刊),2016.1:99-100.

③ 王伟.职业院校搭建产学研平台实现协同创新研究[J].科教导刊(上旬刊),2016.1:5-6.

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[关键词]物联网专业 教学模式 支柱产业 适应性

中图分类号:H195.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0071-02

专业教学模式改革及设置应与区域经济及社会发展密切相关,更是当前高职教育进一步提高质量的要求。杭州作为全国唯一的集国家电子信息产业基地、服务外包基地、高技术产业基地、电子商务之都等称号于一体的城市,拥有国家电子信息产业基地、国家软件产业基地、国家集成电路设计产业化基地、国家高技术产业基地等物联网基础产业基地等,物联网产业已形成为区域经济中支柱产业。物联网产业的快速发展需要大量专业技术人员的支撑,更需要学校教育教学工作主动去适应其发展需求,例如办学理念、专业建设、校企合作等方面,其中通过专业教学模式改革来适应地方支柱产业发展是途径之一。

一、杭州市物联网产业发展情况及产业人才需求分析

杭州市是国内物联网技术研发和产业化应用研究的先行地区之一,处于全国物联网产业发展的“第一方阵”,在产业基础、技术研发与应用以及网络资源等方面已形成一定领先优势,特点是企业起步早,产业发展基础好,当前物联网产业已发展为地方支柱产业。

1.1 物联网产业发展情况

目前产业规模不断壮大。据不完全统计,目前我市物联网企业主营业务收入超亿元的企业近40家,拥有物联网相关业务的上市公司20余家。如大华股份、银江股份、三维通信、聚光科技、汉鼎股份等上市重点企业也都保持了快较的增长速度。

应用领域不断扩大。市场应用也从交通、环保、安防、医疗等领域向传统产业领域不断扩大。浙江天马轴承股份有限公司与浙江力太科技公司合作,对车间进行物联网技术改造,提高设备的利用率和产品数量,降低生产成本。创新能力不断增强。企业的技术创新力度也在日趋加大,浙大网新、维尔科技、聚光科技等企业的3个项目分别获国家发改委物联网技术研发及产业化专项资助。

特别是中小微企业异军突起。它们在仓储物流、城市管网监测、智慧校园管理、工程车监管、工厂物联网、智能停车、芯片研发等多个领域已经形成了自己的技术优势和应用市场,对杭州市物联网产业发展起到了不可或缺的作用。

1.2 产业人才需求分析

物联网技术涉及范围很大,形成庞大的物联网产业。人才需求方面主要是两方面,其一是涉及物联网技术的各类企业,物联网产业发展壮大必须储备物联网专业方面的专业技术人才。其二是各级地方政府的扶持,当年温总理提出物联网概念后,无锡以国内的感知中心形成物联网产业发展龙头。目前全国百分之九十以上省份都把物联网作为自己的产业支柱之一,许多城市都在建设或筹建物联网产业园,可见政府对物联网产业发展的支持力度,必然物联网技术方面的人才的需求产生重大影响。杭州市政府同样对物联网技术发展给予极大的扶持和政策支撑,如杭州滨江高新产业区以软件产业和芯片制造业为核心。

若从技术层面来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;当物的信息被感知到,就要求进行数据的传输,需要掌握通讯和计算机网络知识的技术人员;数据处理环节需要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,需要系统设计、系统应用和系统管理人员。故物联网人才需求可以概况为三类:电子设备技术和芯片设计技术人才;计算机网络和通讯人才;系统集成和应用人才。

二、专业教学模式改革以适应地方支柱产业发展

教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)提出“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式。”由于物联网专业是一个多学科交叉、应用复杂的工程技术领域,因此在物联网专业人才培养过程中,要积极应用各种教学模式以适应地方支柱产业发展和利于学生职业素养职业能力的培养。

2.1 紧密结合地方支柱产业发展调整培养方案

了解社会发展背景和经济结构调整的动向,特别是对地方支柱产业的深入调研,把握社会、经济及学生发展三者与高职教育之间的结合点,是高职教育发展的基础。坚持专业调研,关注地方支柱产业发展趋势。随着产业结构的调整优化,互联网信息技术是杭州经济发展重点,物联网专业也属紧缺人才。

依托市物联网行业协会专业团队积极探索,明确专业设置调整其培养方案,以利于进行课程体系的建立,使其真正实现专业人才培养目标。按照专业特点围绕学生道德品质、职业素养、职业核心能力的培养,并兼顾知识面拓展、专业延伸和学生后继发展,构建物联网专业培养方案。根据现状确立培养方向,明确核心课程、实践平台和专业模块,三年的培养方案以职业能力发展为导向,实施“双循环提升式”模式提高学生职业素养和职业技能。

2.2 深度校企合作加强高职物联网专业建设

经济的持续发展离不开高职教育培养的人才支撑。专业建设必须有明确的职业定向性,物联网专业就是培养既懂得物联网知识又拥有物联网相应技术的综合人才,物联网专业建设应当根据物联网产业发展的实际情况做出相应专业交叉调整,因为这种方式既可以利用现有的教学、产业资源来实施物联网专业的建设, 同时也可以边发展专业, 边根据行业企业需求调整专业导向,不断更新专业内涵。

密切校企合作坚持产学研将强化物联网专业建设。构建特色实训基地是高职办学方向之一,学院的基础实践教学部分采用了无锡江南大学“无线龙”开发实验箱。比较突出的是与利尔达科技集团共同研发的智能家居实训室,它既有实际项目可展示,同时含有多媒体传感节点、温度传感器节点、RFID节点以及多种传感器节点,有助于学生身临其境又培养动手能力。另有智能车库、物联网通信等实训室建设。利尔达科技集团等多个企业的工程师,参与专业建设活动,提供企业岗位需求,与学院教师共同开发课程,以满足企业对人才素质和知识结构的要求。共同开发的教材强调“职业”又突出“能力”,满足学生职业能力提升。

作为市物联网行业协会成员与不同行业的相关企业合作建立校外实训基地,利用企业资源为学生提供实习平台来弥补学校没有相应领域实训条件的不足。

2.3 利用各种教学模式强化专业人才培养

高职物联网专业培养具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有较强的物联网岗位操作能力,能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技能应用型专门人才。但由于物联网是一个多学科交叉的专业领域,因此在物联网专业人才培养过程中,需要充分利用各种教学模式进行人才培养。

根据物联网产业特征,面向的职业岗位主要有:感知设备或芯片设计、IT网络管理和应用、系统集成与开发、物联网管理与应用等岗位。高职物联网专业人才培养可以根据岗位目标定位,选择方向性培养。学院培养目标主要以感知层为主,涉及感知终端的设计和应用,包括各种传感器应用,以及芯片的应用技术,如射频标签以及嵌入式芯片开发应用等,要求学生掌握相应理论知识和实践能力,如模数电知识、传感器、无射频线及嵌入式开发等内容。

目前专业采用以典型物联网应用为载体的“任务驱动”和“项目导向”模式为主,如《嵌入式系统应用》、《物联网应用系统设计》及《无射频线技术应用》等核心课程,密切杭州物联网发展趋势,收集地方企业典型车联网技术、智能家居、智能物流等实际应用案例,进行分解细化工作,形成与课程相匹配的工作任务或大小项目,以任务驱动和项目导向教学模式实施教学,取得良好效果。

同时深化校企合作,逐步完善“工学交替”和“顶岗实习”教学模式的开展。以校企合作为平台,采用“多次交替”通过两次及以上的工学交替,顶岗实习安排在不同的学期,每次实习内容及要求均不同,即“双循环提升式”,是逐步提高的过程,更有利学生职业能力提高,更适应地方支柱产业快速发展需求。

进一步依托学院物联网应用技术研究所走产学研道路,积极争取各类课题,加入各类学会及行业协会并参加活动,承担研究任务;对教研课题进行专题研讨,培育高职研究氛围;脱产进入企业锻炼,参加各类培训,以提升教师教学科研能力,保证各种教学模式的应用。

三、结语

基于物联网专业固有的庞大知识体系造就了其产业覆盖面广,且专业方向多元化的特点。目前全国高职院校相继开设物联网专业,但专业建设和教学模式改革必须充分考虑到专业建设的层次和方向,以深化校企合作来实现与产业发展同步, 并不断加深专业的实用性,延续性。当前物联网学科的课程未形成完善体系,师资力量缺乏,实验室建设标准等相关问题也有待进一步规范。高职院校应面对现状积极利用其优势和特点,及时跟踪物联网可能发展的就业空间,找准物联网行业企业动向,更多地从物联网基础模块方向着手,改革教学模式以服务地方支柱产业发展,完善人才培养机制, 培养以应用型、维护型, 具备二次辅助开发设计的高素质技能型人才为目标,这更符合高职办学宗旨。

参考文献

[1] 戴勇.办好高职紧缺专业服务地方支柱产业[J].中国高等教育,2005(8) .

[2] 谢华.高职工学交替与顶岗实习教学模式的应用研究[J].武汉交通职业学院学报,2010 (6).

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【关键词】物联网;方案设计;任务驱动

0 引言

物联网技术发展迅速,预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力,经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面,企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息,为全球的采购、生产制定合理的计划,为了提高企业的核心竞争力,需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业,以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。

当前,世界各国的物联网基本都处于起步阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。在中国,工信部于2012年2月正式了《物联网“十二五”发展规划》,规划的为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出,“十二五”期间,我国将攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;培育和发展10个产业聚集区,100家以上骨干企业,一批“专、精、特、新”的中小企业,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台,初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。

物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用,目前,物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看,据工信部预测,2015年我国物联网市场规模将超过5000亿元,2020年将达到万亿元级,预计未来5年复合年均增长率超过30%。

物联网“十二五”规划的颁布,中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面,物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养,没有人才的支撑,这个行业就不能兴旺繁荣,人才的培养是产业发展的基石。

物联网领域人才需求的大量增长,给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。

2011年,在《教育部关于公布2010年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知》(教高[2010]4号)中,新增批准的物联网工程专业25所,传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个,涉及高等院校59所。

除了本科院校设置物联网专业外,目前,多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高职学生除了在研发、设计、测试岗位中,从事测试与辅助设计工作外,可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。

1 增设物联网课程的可行性分析

物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势,又立足于传统的学科之上,物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域,其中,物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。

物联网的技术架构被公认有三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID,传感器,二维码等及时地获取物体的信息;网络层则通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;应用层是利用云计算,数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。

由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批,而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求,优化并调整现有计算机网络技术专业课程,适当地增加物联网方向的专业课程,既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能,又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。

目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有:计算机网络技术,网络服务器的配置与管理,网络设备安装与调试,局域网组建与管理,网络安全与维护,网络综合布线与工程实施,C语言软件开发,网络存储规划与实施,网络数据库管理与应用等,这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点,但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张,建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程,一方面用来拓宽学生的专业知识,另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。

2 物联网课程建设的构想

2.1 课程定位

根据调研,目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成,产品设计、研发和测试,物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息(表2)。

在计算机网络专业增设《物联网技术》课程,该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程,是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求,培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力,使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务,维护网络安全,监控网络性能,具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。

表2 物联网方向就业企业及工作岗位职责描述

2.2 课程内容开发

《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程,又是一门涵盖内容广,技术综合性强的课程,它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域,采用工学结合模式的项目教学法进行设计,课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习,又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。

《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目,18个任务,56个子任务,涵盖了物联网中的关键技术,主要包括:物联网的概念与应用,物联网的架构与技术体验,基于无线射频识别RFID的应用,无线传感网的组建与维护,现场总线网络的组建与维护,远程网络传输与多网络融合,小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务,例如在无线传感网的组建与维护项目中,包含了:感受短距离通信网和无线传感网,基于WiFi技术的传感网络,基于ZigBee的自组织网络,基于蓝牙技术的传输网络,无线传感网应用等任务,基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务,其中项目6中的四个任务为任选其一即可。

2.3 教材开发

在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上,准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能,由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。

2.4 师资培养

由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广,涉及到无线传感网络(WSN)、传感器的应用与检测、无线射频技术(RFID)、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术,教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵,可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程,来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。

学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发,做到教学信息和市场同步。

2.5 实训室建设

物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式,根据教学项目模块,采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。

3 结论及展望

本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生,通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握,为学生从事相关领域的工作奠定基础。

随着物联网技术课程的开设,学生将进一步掌握信息技术的前沿知识,拓宽学生的就业市场,也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。

【参考文献】

[1]物联网“十二五”发展规划,工信部[Z].2012.

[2]周志德.物联网专业的人才需求分析与课程体系构建[J].中国职业技术教育,2011(36):39-43.

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关键词:物联网工程;实践教学体系;模块化;课程群

中图分类号:G642;TP39 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)01-0-03

0 引 言

物联网工程专业是教育部为服务国家战略性新兴产业而开办的新型专业[1],自2010年起,国内已先后有700多所高校开设了物联网相关专业[2]。经过6年的教学实践,物联网工程专业在课程设置和人才培养模式上取得了很大进步,但现阶段物联网工程专业的毕业生还无法满足物联网产业的发展需求,大部分毕业生只能支持产业的初级工作,而能够胜任物联网规划设计、开发和管理等方面的创新型工程应用人才十分紧缺。高校仍然处在物联网教育的初级阶段,人才培养体系不够完善,特别是实践教学环节还比较薄弱。本文针对物联网工程专业教学中存在的问题,根据物联网的知识体系结构和信阳师范学院物联网工程专业培养方案,以培养满足物联网产业发展所需要的创新型应用人才为目标,提出一套基于模块化的物联网工程专业的实践教学体系。

1 物联网工程专业教学存在的问题

目前物联网工程专业教学主要存在以下问题:

(1)没有形成系统化的课程设置体系,课程多而不精。由于物联网工程专业是一门多学科交叉专业,很多高校在课程设置上求全不求精,学生毕业后尽管知识面较广但无一技之长。

(2)各课程自成体系,教师只注重相关知识。

(3)实验教学模式单一,大部分实验还只停留在单门课程的验证性实验上,缺少本门课程内容的讲解,很少涉及课程间的相互联系,学生很难全面、系统的掌握与物联网相关课程相互融合的综合性实验,学生综合知识运用能力差。

(4)缺乏有实际开发经验的教师。高校教师的来源主要是高校应届毕业生,缺乏企业工作验和工程实践开发经历。

2 物联网工程专业实践教学体系模块化的意义

教学模块是围绕特定主题、特定技能训练所开展教学活动的组合[3,4]。模块化根据专业知识体系结构和人才培养目标,把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同一技能范畴的课程作为一个模块来开展教学。对物联网工程专业的学生而言,实践教学体系模块化具有十分重要的现实意义。

2.1 优化课程体系结构,提高实验课程教学质量

由于物联网工程专业是一个多学科交叉专业,涉及计算机、电子、通信、自动化等学科[5],目前专业指导思想不明确,课程规划繁杂,很多课程之间教学内容重复,课程特色不够鲜明,开课次序不合理,导致课堂效率低下,实验内容单一,部分内容重复,达不到通过实验提高学生知识运用能力、动手能力和创新能力的目的。而模块化实践教学将针对某一特定主题、技能开展教学活动,同一模块内任课教师构建教学团队,明确各门课程的教学任务,体现课程特色,整体优化教学体系,避免课程之间开课次序不合理、前后不衔接、内容重复等问题,提高实验课程教学质量。

2.2 口径宽与能力专相结合,培养个性化人才

从物联网工程专业培养目标来看,要求学生掌握电子技术、传感器技术、网络通信技术、计算机技术等众多实用技术,但受到教学总课时与学生精力、兴趣爱好等方面的限制,学生很难全面掌握物联网相关技术。而模块化实践教学可以根据学生的兴趣爱好、就业方向,提供个性化实践教学,着重培养学生在某一方面的实践能力和创新能力,使学生毕业后有一技之长,提高学生的就业竞争力。

2.3 促进教师从“单师型”向“双师型”转变

目前高校教师主要来源于高校应届毕业生,尽管这些教师具有较高的学历,理论基础扎实,但缺乏企业工作经验,实践操作能力相对薄弱,大部分老师只有教师资格证,没有工程师资质。而开展模块化实践教学,教师必须提高自身的实践操作能力和项目开发能力,促使教师到企业学习、进修,促进教师从“单师型”向“双师型”转变。

3 物联网工程专业实践教学体系模块划分的依据和原则

实践教学体系模块化并不是把物联网工程专业的课程按照相近程度进行简单划分,这是一项系统的工程,必须遵循一定的原则才能制定系统、科学、可操作的实践教学体系。在划分模块时,要遵循以下原则:

(1)系统性原则。系统研究物联网知识体系架构,从“物联网”系统的角度来划分模块。

(2)实用性原则。制定出的实践教学体系要具有实用性、针对性和高效性。在划分模块时,要分析每门实验课程的特色及实验应达到的目的和要求,注重同一模块内课程间知识的渗透、融合与前后衔接关系,强化学生的知识综合运用能力、实践能力和创新能力。

(3)遵循教育教学规律。实践教学要符合教育教学规律,循序渐进,从认知实践教学到专业技能实践教学,再到综合性创新性实践教学,逐步提高学生的动手能力。

(4)符合学校实际情况。要根据学校师资力量和学校实验室条件来制定切实可行的实践教学体系。

4 实践教学模块的划分

在划分模块时,必须深入研究物联网体系结构,理清各层所包含的主要技术及各层之间的关系。物联网是指通过传感器、射频识别等信息传感设备,按约定的协议把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、监控和管理的一种网络,其主要特征是通过传感器、射频识别等方式获取物质世界的信息,通过互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,提高对物质世界的感知能力,实现智能化决策和控制[6]。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为感知层、网络层、数据处理层和应用层[7,8]。依据物联网知识体系结构、信阳师范学院物联网工程专业培养方案和教育教学规律,把物联网工程专业的实践教学体系分为认知实践教学模块、程序设计与算法分析实践教学模块、感知层实践教学模块、网络层实践教学模块、数据处理层实践教学模块和应用层实践教学模块。

4.1 认知实践教学模块

认知实践教学模块主要包括计算机引论和物联网导论这两门课程的实践教学。该模块实践教学的目的是让学生掌握计算机硬件、软件、计算机网络、物联网的组成及相关技术,明确各专业课程的意义和相互联系,为后续学习打下坚实基础。实践教学主要将教师演示与学生操作相结合,让抽象的理论通过实验演示变得形象,让学生动手操作以激发学生的求知欲。计算机技术是物联网技术的基础,在讲授计算机引论时,应增加物联网的相关知识,既完善了计算机引论的知识体系,又为学生学习物联网导论打下坚实的基础。例如在演示计算机硬件组成时,可以增加对单片机、ARM芯片的讲解和演示;在做操作系统实验时,增加嵌入式操作系统的实验。物联网是计算机技术的一个典型应用,在讲授物联网导论时,要复习计算机引论相关内容,把两门课程中的相关内容进行分析、对比,不仅可以加深学生对知识的理解,而还以激发学生思考问题。通过这两门课程的学习,让学生明白计算机科学与技术专业和物联网工程专业的联系与差别,有利于学生的学业规划和职业规划。

4.2 程序设计与算法分析实践教学模块

程序O计与算法分析实践教学模块主要包括C语言程序设计和数据结构这两门课程的实践教学。该模块的实践教学目的是让学生掌握C语言、数据结构和算法设计等知识,着重提高编程能力和算法分析与设计能力。C语言程序设计实践教学从基础语法知识开始,逐步引入经典、有趣且与日常生活联系紧密的案例,引导学生从解决问题出发,学习编程知识,并培养学生的编程思维,提高学生的编程兴趣和编程能力。数据结构主要让学生掌握经典数据结构的逻辑结构、物理结构及相关算法实现,重点是数据的组织结构和算法实现。

4.3 感知层实践教学模块

感知层主要负责信息的采集和短距离传送,是物联网系统的核心层。我校针对感知层开设的课程有电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口、嵌入式系统、信号系统、传感器技术、无线传感网络、数据采集技术、射频识别技术、ZigBee技术等课程。本模块实践教学课程多,开课时间跨度大,且课程间知识联系紧密,所以实验教学内容一定要注意课程间的联系。依据课程间的相互关系,该模块实践教学可以细分为硬件课程群和数据采集课程群。

4.3.1 硬件课程群

该课程群包括电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口和嵌入式系统5门课程,主要使学生掌握计算机硬件系统的结构和工作原理,使学生具有计算机系统硬件开发能力和针对具体硬件进行软件开发的能力。该课程群的实验教学不仅加深了学生对理论知识的理解和巩固,还能激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,培养学生的创新意识,为以后的学习和工作打下坚实基础。目前,我校该课程群的实验采用“软件设计与仿真”和真实的硬件开发平台相结合的方式。软件设计与仿真实验主要是加深学生对理论知识的理解和运用,真实的硬件开发平台主要提高学生的动手能力和调试能力,这两种形式虚实结合,相辅相成,各有优势。

4.3.2 数据采集课程群

该课程群包括传感器技术、信号与系统、RFID技术、ZigBee技术、无线传感网络技术、数据采集技术等课程,主要让学生掌握传感器的基本原理、信号处理、数据采集、无线通信及组网技术等,使学生具有设计和开发数据采集系统的能力。目前,我校以北京奥尔斯科技股份有限公司开发的物联网创新实验箱为平台,依次开设有CC2530基础实验、传感器及控制器模块实验、ZigBee无线网络通信实验和嵌入式网关实验,通过这4部分的实验,逐步提高学生的动手能力和创新能力。

4.4 网络层实践教学模块

网络层主要负责信息的传输。该模块的内容使学生能够清晰地认识信息传输的过程、原理和应用,从而使学生能根据实际需要选择合适的通信方式构建物联网网络。我校针对网络层开设的课程有通信原理、计算机网络原理、TCP/IP协议分析、物联网组网技术和网络信息安全技术等课程。首先需要学习通信原理课程,主要内容有与信号相关的基础知识、模拟传输、数字基带传输、基本的数字频带传输、模拟信号数字化与PCM、信号空间分析与多元数字传输、现代数字传输技术、多用户与无线通信、信息论基础以及纠错编码等内容,使学生掌握通信的基本原理;其次,通过学习计算机网络原理、TCP/IP协议分析等课程,使学生认识信息传输的实现机制和具体技术;然后学习网络信息安全技术等课程,使学生了解信息传输中应该考虑的实际问题;最后,通过物联网组网技术课程的学习,使学生能够构建可行的通信网络,同时能够使学生把所学的知识贯穿起来,并在实践中加以应用。

4.5 数据处理层实践教学模块

数据处理层对网络层传输来的海量数据进行存储、处理和智能决策服务等。通过该模块的学习使学生掌握物联网工程中数据处理的基本过程、工作原理和主要方法,并利用这些知识对典型物联网应用领域提出具体的数据处理方案。我校针对数据处理层开设的课程有云计算、物联网数据处理技术、数据挖掘、人工智能等课程。通过云计算课程的学习使学生熟悉当前常用的海量数据存储方案和并行计算框架;通过物联网数据处理技术课程的学习,使学生掌握常用的采集数据的预处理方法,确保采集数据的有效性;通过数据挖掘和人工智能课程的学习,使用相关知识能够在大量采集的数据中发现有价值的规律并加以验证,最后,将发现的有价值的规律应用到实践中,产生实际的应用价值。

4.6 应用层实践教学模块

应用层主要为用户提供良好的解决方案。我校针对应用层开设的课程有数据库技术、操作系统、Linux操作系统、Java语言、网络编程技术、移动软件开发技术等课程,主要让学生掌握数据库技术、操作系统原理、网络编程技术和移动软件开发技术,能根据实际需求设计并实现高效、可用的物联网应用层软件。在前述各模块的基础上,该模块教学过程以典型应用驱动的方式开展。以当地水质检测、茶叶种植场所的土壤养分监控为例,使用Java语言,基于Linux操作系统和MySQL关系型数据库,以Browser/Server架构为指导,实现此类型的物联网典型应用,用户可以通过移动设备方便、快捷地使用这些系统。通过该模块的实践教学,最终使学生将所学知识运用到实践中,让学生深刻体会到实践在学习中的重要性,从而提高他们学习和从事研究的兴趣。

5 模块化实践教学体系实施方案

为了达到模块化实践教学目的,必须遵循教学规律,制定由浅入深,循序渐进的实施方案,整个实践教学过程大体按照认知实践教学模块、程序设计与算法分析实践教学模块、感知层实践教学模块、网络层实践教学模块、应用层实践教学模块和数据处理层实践教学模块的次序开展。由于每个模块包含多门课程,各模块之间开课时间有部分重叠。为进一步提高学生的动手能力和综合知识运用能力,在大四上学期根据学生兴趣和就业方向开展有针对性的C合性实践教学,使学生具有一技之长。具体实践教学体系如表1所列。

6 结 语

物联网工程专业是集计算机专业、通信专业、自动化专业为一体的交叉学科,是一个典型的基于工程应用的学科。因此,实践教学对人才培养质量起着至关重要的作用。本文针对目前物联网工程专业教学存在的问题,提出一套基于模块化的物联网工程专业实践教学体系。该实践教学体系有以下优点:

(1)层次清晰。从认知教学到专业技能模块教学,再到综合性实践教学,由浅入深,由易到难,层次清晰,环环相扣。

(2)教学目标明确。通过系统化的分析方法将物联网工程专业的众多课程分为6个模块来开展实践教学,每个模块教学目标明确,着重强化学生的动手能力和综合应用能力,提高实践教学的效果。

(3)人才特色鲜明。除认知实践教学模块外,每个实践教学模块都对应了物联网工程专业的一个就业方向,学生可以根据自己的兴趣,加强该模块的学习和实践开发,使学生具有一技之长。经过多年教学实践表明,该方案科学合理、切实可行,教学质量得到显著提高。

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[6]朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010,31(11):2-9.

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经过两年的调研与初步合作,我系与安居宝数码科技有限公司双方签订了共建“安居宝物联网应用技术实践教育中心”的校外实训基地的协议。按照双方签订的建设方案,我系物联网应用技术、电气自动化等相关专业的学生每年在第四学期公司介入共同培养,开设相关符合岗位能力要求的课程,第五学期到公司生产见习。该公司主要以社区安防技术研发为核心,集楼宇对讲、智能家居、云停车场、云监控、安防专用线缆等为一体,充分利用技术关联的优势,开发出智慧社区相配套的系列产品,成为国内配套最齐全的社区安防及智能家居系统集成供应商。

根据顶岗实习职业岗位(群)的知识、能力和素质要求,采取企业生产与学生教育教学相结合:把物联网应用技术中相关产品生产制作、产品检测、物联网工程方案设计与投标、智能停车场产品工程安装与调试、产品销售与售后服务等多个职业岗位工作过程融入到基本型实训、生产性实训、顶岗实习三个实训环节中,使学生在各个车间课堂中实现多岗位轮换。下面将从建设思路、内涵建设及师资队伍建设三个方面与大家分享我们校企产教融合校外实践教学基地建设的经验。

1 校外实践教学基地建设的思路

通过实训基地的建设,使学生在实训基地就可以感受真实的生产环境、真实的生产任务、真实的企业管理和市场化的评价标准,从而能够满足实际操作技能培训和职业素养熏陶的基本要求,体现理论与实践、教与做的统一,实现提升职业技能、培养职业道德的实践教学目标。

结合办学理念和专业人才培养目标,邀请实训基地企业参与,企业共同制定建设方案,共同制定实践教育的教学目标和培养方案,共同组织实施实践教育的培养过程,共同评价实践教育的培养质量。经过两年的努力,建立一个技术先进,功能多样,管理科学创新,设备配置合理,反映当前物联网技术发展主流的,集教学、科研、生产、服务、培训为一体的物联网技术实践基地。建设时,兼顾我院电子信息技术专业、电气自动化专业的特点,建成既能满足物联网应用技术专业的学生实训要求,又能符合我院其他相近专业的学生实训要求的综合性实训基地。同时,酝酿对其他高校开放共享的实训基地建设模式,以提高实训基地的利用率及与其他高校的资源整合。

2 校外实践基地内涵建设

(1)探索并初步构建“认知+专业+顶岗”实践教学体系和“产教融合、资源共享”的企业实习机制。

由于物联网产业是新兴专业,目前各高职院校实训条件普遍难以满足教学需要。因此加强与合作企业联系,将部分校内难以开展的实践教学项目转移到对口的合作企业开展是解决问题的一个有效途径。物联网应用技术专业与广东安居宝公司合作建立了校级“安居宝物联网应用技术实践教育中心”和“广东安居宝物联网应用技术专业大学生校外实践教学基地”,依托学校和企业两个平台,以工作任务、项目为学习载体,把“安居宝厂中校”等实践教学基地的“物联网系统需求分析”、“物联网系统方案撰写”、“系统硬件设备采购”、“物联网应用系统开发”、“物联网应用系统安装、调试”、“物联网应用系统维护”和“物联网应用系统推广”等多个职业岗位工作过程融入到基本型实训、生产性实训、顶岗实习三个实训环节中,使学生在各个车间课堂中实现多岗位轮换。

(2)构建“融就业核心竞争力与岗位适应能力为一体”的课程体系和课程标准。通过调研引入权威企业岗位标准,螺旋上升渐进式设计专业核心学习领域课程,设计基于工作过程的课程体系。校企合作制定《物联网应用技术专业顶岗实习标准》。

(3)开发优质核心课程和网络课程。积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和岗位的任职要求,参照相关职业资格标准,改革教学内容、教学方法和评价方式,遴选开展5门优质核心课程进行建设,并在专业和与行业企业推广应用。

3 基地师资队伍建设

抓住“创新强校工程”校外实习基地建设和“物联网应用技术院级重点建设专业”建设的双重契机,按照院级优秀教学团队的评价标准,建设一支由来自学院的专任教师和行业、企业专家共同组成的,具有良好职业操守、理论水平高、教学能力强、专业实践技能熟练、创新能力和社会服务能力强的教师队伍,以适应实践教学基地教师的“示范性”和“技能型”的复合要求。学院把兼职教师培养纳入学院教师培养规划,开展专任教师与兼职教师交流活动,制定《广东水利电力职业技术学院专兼职教师结对互助合作管理办法》等办法,促进专兼教师“一帮一”双向互助,有计划地培养兼职教师的教学能力;开展兼职教师校园行活动,增强兼职教师对职业教育的认同感;支持兼职教师与专职教师合作开发课程和制定课程标准;保障兼职教师待遇,调动兼职教师的积极性。引导企业兼职教师进行教育学、普通话、教育心理学等方面的教育理论知识学习,使他们取得教师资格证,建设期内培养3-5名兼职老师。完善学院教师下企业实践与服务实施办法,制定《校企岗位互换交流实施细则》、《教师工学结合绩效考核办法》等实施细则,有效导入绩效考核、薪酬、激励体系,激发教师下企业的积极性、主动性,使专任教师“下得企业”。

“实践基地”的指导教师队伍,由校方物联网应用技术专业教师和企方专业技术人员、管理人员共同组成。“实践基地”既要调动指导教师积极性,又要为他们提供学习培训和参加实践的机会。

(1)建立校企实践指导教师素质能力的提升发展机制。学校专业教师通过“实践基地”平台,为企业提供智力和人力的支持,直接⒂肫笠倒芾怼⒖蒲小⒂销、服务等活动,及时掌握企业最新技术,增强了生产实践和科研能力,同时又能把生产实践紧密融入教学过程中。企业的专业技术人员和管理人员通过“实践基地”平台,指导学生的具体实践工作,培养企业专业技术人员和管理人员的实践教学工作能力。

(2) 建立校企实践指导教师的激励机制,培养实习指导教师的职业兴趣,提高他们对教育工作的认识,解决工作态度和认识倾向问题。学院与对口企业签订岗位协议书,企业选派符合学院兼职教师资格, 具有影响力的专家、一线技术人员和能工巧匠担任专业带头人和兼职教师。按照人事制度改革政策,支付工作报酬。

(3)“一师双岗”打造教、做双优的基地教师队伍要求和鼓励专任教师到企业与专业核心课程、核心能力相关的技术岗位上“锻炼”,每期实践“锻炼”时间应累计不少于一个月,每五年必须累计不少于5个月。这样即可使专任教师获得了企业一线实践经验,又可为企业提供优秀的智力支持。同时,依托骨干校建设中的“校企联络工作站”等机制,要求基地的兼职教师必须有承担校内一门以上理论或实践课程的教学经历,以便合理制定教学计划、选取教学方式。

(4) “教产结合”提升基地教师的社会服务能力鼓励基地教师充分发挥教学和项目研发中的经验和智力等多重优势,主动服务于行业、企业乃至区域产业经济经发展和建设。包括:开展企业员工岗前、职后、转岗培训;进行技能鉴定和资格认证;区域或行业的技术创新、技术开发提供智力支持;举办科技讲座等,进一步提升基地教师的社会服务能力。

(5)通过二年建设,使“实践基地”的指导教师人数在现有基地上增加20%,培养2名以上具有较高学术造诣和较强专业实践能力的实践指导教师,提升整体队伍业务能力与职业素养。努力建设一支数量充足、结构合理、素质良好、勇于担当的师资队伍。

校外实践基地的建设,将以服务企业、提升技能、促进就业为宗旨,开展全方位、深层次、多形式的校企合作,建立健全专业层面校企合作办学机制和专业服务产业能力不断提升的螺旋循环机制,形成行企校共建专业、校企合作育人、专业建设反哺产业的良性循环和可持续发展格局。

项目来源:1.广东省教育教学成果奖培育项目-高职物联网应用技术特色专业建设研究与实践

2.广东省高等职业教育教学改革项目-高职提升电气自动化技术专业服务产业发展能力的实践研究。

参考文献

1.隋秀梅等.高职院校提升专业服务产业发展能力――电气自动化技术专业人才培养模式改革.

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2.庞福等.浅谈高职院校电气自动化专业实践教学改革与实践.科教.2015年7月;

3.黄冠群.高职院校校企合作模式理论与实践研究[D].长沙:湖南农业大学,2011;

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(武汉工程大学计算机科学与工程学院,湖北武汉430073)

摘要:随着物联网产业的兴起,对物联网工程的人才培养逐渐提上高校人才培养的日程。本文结合产业需求的实际,论述了物联网专业人才培养的课程设置、工程实践、就业引导等,全方位阐述了当前物联网工程专业人才培养亟待解决的问题,可以为物联网工程专业人才培养提供借鉴。

关键词 :物联网;IT产业;需求导向;人才培养;专业课程设置

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-1580(2014)10-0058-02

物联网工程专业是随着物联网技术的兴起而开设与逐步发展的新专业,从其专业覆盖的范围来看,物联网工程专业是目前机、电、控制、通信等专业的融合,其专业特点即是对现有的专业技术和领域的整合,涵盖了电子信息技术、通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术、数据库技术等专业领域的最新成果,并与行业应用密切联系,与社会需求紧密结合。物联网专业的人才培养应立足社会需求的实际,重点培养学生实践与理论相结合的综合运用能力。

一、以需求为导向的专业课程规划

物联网工程专业课程设置应以市场为依托,以需求为导向,以培养产业急需的物联网应用技术人才、推动产业发展为目标,在这一培养目标引导下,学生应能够了解物联网的发展历史,掌握物联网专业基本理论知识,具备基本的专业技能和科学素养。物联网工程是一个系统工程,因此,在人才培养上,要注重多专业知识的融合渗透,更要注重提高学生对国外最新文献、新技术应用的获取技能,培养学生对外文文献的阅读能力,从多领域、宽口径提高培养质量。

在物联网专业的课程体系设置上,可以按照分块设置思路,依据学生四年学习时间内的自身特点,按照通识课程、公共课程、专业课程、实践课程的脉络进行课程规划。通识类课程以宽、广、新、全为设置依据,在课时内使学生对物联网的整体产业获得较为全面的了解。公共课程以培养学生的科学思维方法和掌握基本的理论知识为目标,引入日后工作必需的数学、物理、英语、工程类的基本理论知识。专业类课程应着眼于专、精、深,以点带面,在课程规划上,应密切联系物联网的专业应用,以实际案例为依托,深入掌握物联网在行业中的应用。实践类课程在物联网专业人才培养中占有重要的地位,实践类课程设置应面对具体应用,培养学生的动手能力、综合分析问题能力、团队沟通能力、写作能力和总体规划实施能力。

在课程规划上,应注意突出物联网工程专业的新、全、专的特点,在课程设置中,既要反映出物联网工程专业的多学科综合特点,又要突出物联网专业的深入、综合的特点,将传统的相关专业课程进行整合。在课程设置过程中,鼓励自编教材,以弥补已有课程的宽泛、繁杂、陈旧等不足,突出针对性、实用性、操作性、易理解等要求,从实际需求的角度,加强学生的应用技能培养。

二、需求导向的理论课堂教学

物联网工程是一门新兴学科,在物联网工程的专业课程教学中应坚持以需求为导向,在教学实施过程中根据市场应用和行业背景的实际需求进行适当取舍、与时俱进,才能使教学与实际密切联系,做到所学即所需、所需即所学,提高教学内容的实用性。

需求导向的理论课堂教学要求教师必须做到密切联系产业需求的实际,在教学中结合实际工程项目,并通过具体深入的分析,使学生就某一知识点深入掌握其在市场中的实际应用,以做到与市场同步,与需求对接,更好地掌握相关的知识点和技能。因此,在教师队伍配备上,要突出对业务知识的深入把握,适当增加在一线工作的业务精、目光新的具有前瞻性的技术人员担任教学工作,将需求与教学直接对接,提高教学的针对性和实践性。

理论课程的教学难点之一是知识点众多,并且相互之间的衔接性不强,学生难以把握重点和难点,因此,教学的效果难以凸显。以需求为导向的教学模式旨在打破固有的教学模式,将知识点进行归纳分类,将与社会需求联系紧密、可以直接对接的章节知识列为着重讲解的部分,结合案例进行深入分析,在较短的课时内使学生获得实用性强的理论和技能,同时对其他知识点进行梳理,以需求为主线,将课堂教学进行组织和串接,使学生始终能够把握教学的重点,始终能够将所学知识与社会需求实际密切联系和结合,并能够通过消化吸收所学的知识,达到举一反三、提升理论课程教学效果的目的。

三、需求导向的实践技能培训

物联网技术是一门实践性和应用性极强的学科,因此,在人才培养方案上,要密切结合需求的实际,着力加强实践类课程的教学。具体来讲,就是在实践技能课程的设置上将实习、课程设计、毕业论文等实践环节与需求结合,以实际需求为导向,以实际的项目案例为依托,强化实践技能培养,提高学生的实践能力。

物联网技术也是一门专业性极强的学科,其专业涵盖宽广,对学生的知识面要求较高,可以在相关的专业课程中增加课程设计学时,在课程设计中引入需求目标,引导学生将所学的知识理论转化为实践技能。在编程能力培养上,通过程序设计,引入工程需求实际项目,对学生进行规范化的编程训练,掌握面向对象进行开发的思想。在掌握网络指令和协议设置上,通过路由交换课程设计,熟悉路由器的基本配置命令,熟悉路由协议。在传感器应用设计中,结合具体的行业需求目标,引入各种物理传感器的应用设计,掌握常用传感器应用设计、信息处理、显示和传送等。

结合嵌入式系统设计实践,对目前嵌入式设计的市场需求有一个直观全面的了解。深入学习单片机技术、嵌入式系统,结合实际应用案例,掌握嵌入式系统的规划设计、实施方案要求、软件硬件设计、综合测试等多环节应用。结合网络技术,深入学习以物联网实际需求为主的网络架构知识,重点掌握Zigl)ee协议的基本原理和组网规范,通过实际操作搭建有效的无线物联网络。在毕业实习和设计环节,以小组为单位,结合实际需求,在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务。

四、结束语

物联网工程专业人才培养是一项系统工程,需要综合产业需求的实际,开展立体化教学。既注重理论课程的教学,又强化应用实践,使学生具备良好的专业知识素养、扎实的理论基础和丰富的实践经验。物联网工程的人才培养需要学校、社会、企业多方面共同参与,这样才能培养出物联网产业的可用之才。

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