王勇

摘要：針對目前理工類高校物聯(lián)網(wǎng)這個新專業(yè)如何培養(yǎng)滿足社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的工程型技術(shù)人才問題，分析該專業(yè)特點，提出各高校開辦該專業(yè)時首先需要對人才培養(yǎng)目標(biāo)進行準(zhǔn)確定位，從而制訂相應(yīng)的課程體系和實踐教學(xué)方案，才能培養(yǎng)出社會需要的技術(shù)人才的觀點。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；工程師；人才培養(yǎng)；課程體系

物聯(lián)網(wǎng)概念自1999年提出，目標(biāo)是使用各種感知設(shè)備和無線傳感器網(wǎng)等將物品連入互聯(lián)網(wǎng)，以便對其進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理；被稱為是以計算機為終端的互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。在各國都不斷提出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的大環(huán)境下，我國也在積極推動相關(guān)方面技術(shù)研究和應(yīng)用推廣，從而導(dǎo)致對物聯(lián)網(wǎng)人才的需求急劇增加。國家教委于2010年啟動的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批中提出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。迄今為止，眾多高校申報成立該專業(yè)并獲得批準(zhǔn)。新專業(yè)的成立，必須研究并建立包括專業(yè)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、實踐教學(xué)、教學(xué)方法和管理機制等在內(nèi)的完整人才培養(yǎng)體系。物聯(lián)網(wǎng)涉及傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)等非常廣泛的信息技術(shù)，而且從當(dāng)前發(fā)展來看，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)更多是集成現(xiàn)有成熟技術(shù)進行的應(yīng)用創(chuàng)新而不是技術(shù)創(chuàng)新。因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)究竟應(yīng)該培養(yǎng)哪個方面的人才，如何進行定位，培養(yǎng)出來的學(xué)生與相關(guān)專業(yè)學(xué)生相比，就業(yè)核心競爭優(yōu)勢在哪里，都非常值得研究。

信息技術(shù)的快速發(fā)展使得業(yè)界對技術(shù)型人才提出了更高的要求，不但要求他們具備實踐動手能力，還進一步要求他們具備一定的工程能力，而且優(yōu)秀的工程人才還應(yīng)該具備一定的創(chuàng)新能力。工程型人才培養(yǎng)是在對應(yīng)用型人才加強實踐動手能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生滿足企業(yè)崗位需求的各種工程素質(zhì)，即工程技術(shù)人員在決策、實施工程實踐活動的全過程中應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。因此，工程型人才培養(yǎng)的核心是要加強校企合作，引導(dǎo)企業(yè)參與到學(xué)生培養(yǎng)過程中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間充分接觸企業(yè)的工作崗位，全面了解企業(yè)對人才的各方面要求，充分掌握企業(yè)崗位要求的技術(shù)和能力。如何培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)創(chuàng)新工程型技術(shù)人才，成為當(dāng)前急需探索和研究的問題。

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)需求分析

高校人才培養(yǎng)為社會經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，培養(yǎng)出的人才需要滿足社會需求。理工類高校更應(yīng)該將培養(yǎng)目標(biāo)定位在為業(yè)界提供需要的技術(shù)人才。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)提供的典型應(yīng)用遍及社會生活各個方面，如安全防護、智能交通、智能家居、城市管理、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。這些應(yīng)用涉及的技術(shù)通?？梢苑譃?個層面：感知層（或感知控制層）、傳輸層和應(yīng)用層，主要工作流程為首先通過感知層技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備對物體的狀態(tài)、位置等信息進行收集與簡單處理，然后通過各種網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)將信息匯聚到一起，采用數(shù)據(jù)挖掘、信息融合、智能決策等信息處理技術(shù)對其進行處理，最后通過友好的人機界面進行實時展示。部分系統(tǒng)還將根據(jù)預(yù)先設(shè)置的條件或人工操作進行反向控制，即將控制信息通過網(wǎng)絡(luò)反向傳輸?shù)礁兄獙樱兄獙油ㄟ^執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行控制任務(wù)（這時候的感知層也可以說是感知控制層）。

感知層主要包括各類信息采集技術(shù)，如各類傳統(tǒng)的傳感技術(shù)、錄音錄像技術(shù)、RFID等新型物體標(biāo)示和自動識別感知技術(shù)。對于需要進行反饋控制的系統(tǒng)，感知層還集成諸多自動控制技術(shù)。傳輸層則主要包含2個層次，即涉及2大類傳輸技術(shù)：①無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless SensorNetworks，WSN）、紅外傳輸、藍(lán)牙等短距離無線傳輸技術(shù)，專門用于將數(shù)據(jù)從感知層設(shè)備傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)的邊緣設(shè)備；②互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，包括廣播電視網(wǎng)、雙絞線、光纖等支撐的有線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，Wi-Fi、Wi-MAX以及電信2G/3G/4G支撐的無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將信息基于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸。應(yīng)用層則通常由已有的軟件技術(shù)實現(xiàn)，包括智能算法、應(yīng)用軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)頁技術(shù)等。這些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及的技術(shù)面非常廣，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，需要具有這些方面技術(shù)的大量人才。

2、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)定位研究

目前的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)主要集成現(xiàn)有成熟技術(shù)，這些技術(shù)分布在大學(xué)多個專業(yè)中，如信息系統(tǒng)、計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、電子與電氣工程、電子信息、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、自動控制、精密儀器等。沒有哪個專業(yè)能夠涵蓋物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及的所有技術(shù)，而且其中各類技術(shù)都具有非常強的專業(yè)性。大學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中規(guī)定課程的學(xué)分和學(xué)時有限，因此一個專業(yè)的學(xué)生不可能學(xué)習(xí)所有技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)出來的學(xué)生與其他專業(yè)學(xué)生競爭時的專業(yè)優(yōu)勢在哪里？院校必須對人才培養(yǎng)進行準(zhǔn)確定位，對技術(shù)選擇有所側(cè)重。否則，學(xué)生如果什么都學(xué)，卻什么都學(xué)得不深入、不專業(yè)，那么就沒有核心競爭力。

在眾多研究中，文獻(xiàn)提出很好的人才培養(yǎng)定位思路，即應(yīng)該遵從2個原則：①充分發(fā)揮專業(yè)建設(shè)單位現(xiàn)有學(xué)科基礎(chǔ)與優(yōu)勢；②從學(xué)校辦學(xué)方針和主要就業(yè)崗位對畢業(yè)生的能力需求出發(fā)，反推培養(yǎng)目標(biāo)并建設(shè)相應(yīng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。如果物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)單位在電子學(xué)科和自動控制領(lǐng)域具有優(yōu)勢，那么較好的選擇是重點培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層器件、自動控制設(shè)備和底層應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)人才；建設(shè)單位如果在計算機軟件研發(fā)等方面具有很強的實力，那么可以重點培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層軟件開發(fā)技術(shù)人才，并增加云計算和大容量信息處理等具有物聯(lián)網(wǎng)時代特征的技術(shù)課程；建設(shè)單位如果基于通信或計算機網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)勢學(xué)科進行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)，那么可以重點培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸相關(guān)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息安全等方面的專業(yè)技術(shù)人才。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制訂必須考慮學(xué)?，F(xiàn)有的基礎(chǔ)條件，包括該專業(yè)的師資、實驗環(huán)境和現(xiàn)有優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域等方面支撐條件；確定該專業(yè)學(xué)生主攻哪個層次的技術(shù)，建設(shè)較為完善和系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生具備較強實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力；同時開設(shè)一些物聯(lián)網(wǎng)體系的理論性課程和基礎(chǔ)性課程，讓學(xué)生全面了解整個物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，從而培養(yǎng)出能勝任企業(yè)具體崗位需求的學(xué)生，并充分體現(xiàn)出專業(yè)特色和優(yōu)勢，有效提高學(xué)生就業(yè)競爭力。

3、人才培養(yǎng)方案制訂的思考和實踐

3.1 現(xiàn)有支撐條件和培養(yǎng)目標(biāo)定位思路

正如各個大學(xué)計算機類專業(yè)的特色和技術(shù)優(yōu)勢都不相同，各個學(xué)校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)也在根據(jù)自己單位的現(xiàn)有優(yōu)勢進行建設(shè)。重慶理工大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在計算機學(xué)院開設(shè)，以現(xiàn)有的計算機科學(xué)與技術(shù)（含嵌入式方向）、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和信息系統(tǒng)管理等各專業(yè)師資和實踐教學(xué)條件為基礎(chǔ)進行建設(shè)。因此，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特色和優(yōu)勢應(yīng)該強調(diào)現(xiàn)有的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，而且必須體現(xiàn)與現(xiàn)有各專業(yè)技術(shù)特色和優(yōu)勢的差異性。另外，當(dāng)前計算機專業(yè)對人才的技術(shù)能力需求明顯增加，而物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)并沒有特殊技術(shù)需求，我們還應(yīng)該讓物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生同樣具備滿足現(xiàn)有業(yè)界對計算機類人才需求的能力。這樣才有益于提升考生對該專業(yè)的報考信心，使培養(yǎng)出的畢業(yè)生具有核心競爭力和廣泛適應(yīng)性，兼顧學(xué)生就業(yè)競爭力的深度和就業(yè)面的廣度。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)定位分析與方案制訂實踐

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，起支撐作用的底層感知、控制、傳輸?shù)戎悄茉O(shè)備開發(fā)，通常都是以單片機和嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)、以軟件開發(fā)技術(shù)為核心。目前，高校計算機學(xué)院專門開設(shè)嵌入式專業(yè)的相對較少，但社會對這類畢業(yè)生的需求較大，并且物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大力推進將進一步增加社會對該類畢業(yè)生的需求?；谥貞c理工大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與開發(fā)領(lǐng)域的雄厚師資和實踐教學(xué)資源，我們確立課程體系以感知控制層智能設(shè)備開發(fā)相關(guān)知識和技術(shù)為重點，以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例項目開發(fā)中各層次工程技術(shù)能力培養(yǎng)為核心，同時注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的專業(yè)目標(biāo)和專業(yè)特色。不同學(xué)生對各方面技術(shù)的接受和領(lǐng)悟能力不一樣，因此我們在實施過程中，根據(jù)學(xué)生的個體差異性，讓大部分學(xué)生熟練掌握智能設(shè)備開發(fā)技術(shù)，同時兼顧部分對應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更感興趣的學(xué)生，以及一些愿意做系統(tǒng)維護和系統(tǒng)集成等方面工作的學(xué)生，讓他們也可以從課程體系中發(fā)現(xiàn)自己的興趣?？紤]到就業(yè)面廣度和學(xué)生特征，在總體培養(yǎng)方案中，我們根據(jù)總體目標(biāo)和重要性精心安排必修課和選修課，提供多條技術(shù)路線，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的興趣點和特長。

綜上所述，我們確立人才培養(yǎng)方案制訂思路：在課程體系設(shè)置上強調(diào)計算機學(xué)科的基礎(chǔ)課程；突出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域行業(yè)對嵌入式人才需求的特點，設(shè)置相應(yīng)的系列專業(yè)課程；體現(xiàn)幾條技術(shù)路線，合理設(shè)置相應(yīng)課程。表l所示的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和新課程體系案例具備如下特征：強調(diào)學(xué)科基礎(chǔ)課程，在應(yīng)用能力培養(yǎng)方面體現(xiàn)與硬件相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力培養(yǎng)和軟件開發(fā)能力培養(yǎng)2條路線；在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力培養(yǎng)方面，硬件知識學(xué)習(xí)和以C語言為主的軟件技術(shù)學(xué)習(xí)并行，在硬件開發(fā)相關(guān)課程中得到融合；在軟件技術(shù)方面，我們根據(jù)各自特征選擇系列課程重點是c/c#方向還是Java方向；動手能力培養(yǎng)方面，每個課程設(shè)計相關(guān)技術(shù)都有相應(yīng)的工作崗位需求，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和特長在每個環(huán)節(jié)選擇最適合自己的技術(shù)方向，從而深入研究物聯(lián)網(wǎng)底層設(shè)備和應(yīng)用開發(fā)、網(wǎng)站開發(fā)、桌面應(yīng)用軟件或移動應(yīng)用開發(fā)等多個不同方面的技術(shù)。

3.3 實踐教學(xué)思考與設(shè)置

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的是能集成現(xiàn)有技術(shù)以實現(xiàn)物物相聯(lián)應(yīng)用的專門人才，更需要強調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力，因此在該專業(yè)的建設(shè)過程中，我們必須高度重視建設(shè)配合理論教學(xué)、提高學(xué)生動手能力的實踐教學(xué)環(huán)境和環(huán)節(jié)。

在實踐教學(xué)理念方面貫徹“動手能力的培養(yǎng)不只是訓(xùn)練動手的問題，首先培養(yǎng)動腦的能力”的思想。學(xué)生如果沒有理解知識和掌握實踐過程，那么在動手過程中就只能照本宣科，而且還不知道為什么要這樣“動手”，在實踐過程中出錯也不知道該如何調(diào)試和解決。因此，進行理論課特別是專業(yè)課教學(xué)的教師必須要有工程背景和實踐經(jīng)驗，這樣才能在理論教學(xué)過程中將理論知識如何應(yīng)用到實踐及如何指導(dǎo)實踐講清楚，讓學(xué)生形成實踐中的系統(tǒng)概念和邏輯思維能力。

在實踐教學(xué)實施方面，技術(shù)實驗體現(xiàn)對相應(yīng)理論知識的驗證，可以讓學(xué)生將基礎(chǔ)知識應(yīng)用到實踐中；針對技術(shù)開發(fā)類課程開設(shè)課程設(shè)計，則要求學(xué)生能將相關(guān)基礎(chǔ)知識和技術(shù)點串聯(lián)起來，并應(yīng)用這些技術(shù)設(shè)計出與課程相關(guān)的具有特定功能的系統(tǒng)；經(jīng)過多個環(huán)節(jié)，在學(xué)生積累了相關(guān)開發(fā)技術(shù)后，教師可以通過綜合課程設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用這些技術(shù)，實現(xiàn)一些完整的典型應(yīng)用案例，并采用項目組形式，充分發(fā)揮各個學(xué)生的技術(shù)優(yōu)勢，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。對于一些具有創(chuàng)新意識的學(xué)生，教師可以通過創(chuàng)業(yè)大賽等各類競賽項目，引導(dǎo)其開發(fā)具有實際意義和實踐價值的新型應(yīng)用案例。

4、結(jié)語

新專業(yè)建設(shè)有其特定的背景和社會需求，應(yīng)該按照社會需求培養(yǎng)人才。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正處于蓬勃發(fā)展的階段，涉及技術(shù)范圍廣，與已有大學(xué)專業(yè)交叉性強。在跟隨產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和社會需求發(fā)展不斷建設(shè)和調(diào)整專業(yè)人才培養(yǎng)體系的過程中，相關(guān)院校必須確立該專業(yè)的特色和技術(shù)優(yōu)勢，使培養(yǎng)出來的學(xué)生能夠具有與其他專業(yè)學(xué)生不同的獨特競爭力，這樣才能取得人才培養(yǎng)的效果和專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。