桂瓊 程小輝

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是跨學科、跨領(lǐng)域的新型學科，作為新工科典型專業(yè)，如何構(gòu)建新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式？培養(yǎng)學科交叉融合、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強、能勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才。文章從四個層面進行思考與探索：新工科-工程教育新理念；交叉與融合的課程體系；深度學習的教學模式；產(chǎn)學研深度合作。

關(guān)鍵詞：新工科；物聯(lián)網(wǎng)工程；學科交叉融合；深度學習

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）12-0167-03

Abstract： Internet of things engineering is a new interdisciplinary discipline. Internet of things engineering is a typical new engineering major in emerging engineering education. How to construct the talent training mode for internet of things engineering？ Emerging engineering education cultivated innovative engineering talents who have multi-disciplinary integration， high creative ability and comprehensive quality， can meet the development needs of the internet of things industry. This paper discusses the talent training mode for internet of things engineering from four dimensions. Firstly， emerging engineering education-new concept of engineering education. Secondly， the curriculum is multi-disciplinary integration. Thirdly， the teaching model based on deeper learning. Combination of production， education and scientific research was In-depth cooperation.

Keywords： the emerging engineering education； internet of things engineering； multi-disciplinary integration； deeper Learning

新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革與新經(jīng)濟快速發(fā)展，對我國高等工程教育提出嚴峻挑戰(zhàn)，同時為高等工程教育成功轉(zhuǎn)型提供新機遇。當前，在我國深入實施“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“網(wǎng)絡(luò)強國”、“中國制造2025”等國家重大戰(zhàn)略背景下，高等工程教育迫切需要全方位深化改革。2017年2月18日教育部在復旦大學召開了綜合性高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，與會高校代表對新時期工程人才培養(yǎng)展開了熱烈討論，并達成“新工科”建設(shè)復旦共識，開啟了我國高等工程教育改革新思維。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是跨學科、跨領(lǐng)域的新型學科，作為新工科典型專業(yè)，如何從工程教育新理念，課程體系，教學模式與人才培養(yǎng)途徑等入手，培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、學科交叉融合、綜合素質(zhì)高，能勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才？本文從四個方面對新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式進行思考與探索。

一、新工科——工程教育新理念

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)與云計算的廣泛應(yīng)用，可以預(yù)測，未來工程“新業(yè)態(tài)”將呈現(xiàn)完全顛覆性的新模式，導致大量傳統(tǒng)工藝、技術(shù)與職業(yè)消失，例如，銀行出納員、商場銷售員、司機與快遞員等完全可被人工智能代替。未來需要能解決國家重大戰(zhàn)略需求與科技重大需求，能夠適應(yīng)與引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)革命與科技革命，具有創(chuàng)新能力，規(guī)劃能力與跨領(lǐng)域的創(chuàng)新工程人才。

新工科是對傳統(tǒng)工程教育理念的反思與改革，是我國工程教育的新思維與新理念。理念是行動的先驅(qū)，新工科專業(yè)建設(shè)應(yīng)以理念的創(chuàng)新驅(qū)動工程教育的改革。因此，新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式要能體現(xiàn)時代的鮮明特色，滿足新業(yè)態(tài)發(fā)展變化，以立德樹人為引領(lǐng)，以“新工科”作為工程教育新理念，培養(yǎng)科學基礎(chǔ)理論深厚，具有較強的創(chuàng)新思維與實踐能力，終身學習能力、良好的團結(jié)協(xié)作的創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)工程人才。

二、交叉與融合的課程體系

《“新工科”建設(shè)復旦共識》中強調(diào)發(fā)揮學科綜合優(yōu)勢，主動作為，推動學科交叉融合和跨界整合，產(chǎn)生新的技術(shù)，培育新的工科領(lǐng)域，促進科學教育、人文教育、工程教育的有機融合……，倡導多學科思維交叉與融合，構(gòu)建更系統(tǒng)、綜合的工程教育課程體系。

（一）建設(shè)新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系中的現(xiàn)實瓶頸

1. 學科與專業(yè)嚴格劃分，阻礙學科交叉融合

學生在中學階段過早接受文理分科教育或由于自身偏科原因，進入大學后，大多數(shù)工科學生受限于各自的專業(yè)，直接投入學科專業(yè)領(lǐng)域。另一方面，大學通識課程與專業(yè)融合度不高，學生涉及閱讀專業(yè)以外的書籍不夠，對其它學科專業(yè)知識知之甚少。顯然，學生知識面狹窄，被限制在一個狹窄的學科，甚至一個單純專業(yè)中，缺乏創(chuàng)新與跨時空的思維能力。

2. 產(chǎn)學研脫節(jié)，阻礙創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)

目前，工程教育是乎停留在一個象牙塔里，產(chǎn)學研的機制沒有真正意義上落實。企業(yè)大都沒有參與高校工程教育專業(yè)的培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)方案與課程體系制定，知識體系滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，造成學生就業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的匹配度低。

（二）構(gòu)建交叉與融合的課程體系

以新工科人才的特征為引領(lǐng)，培養(yǎng)勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才，其關(guān)鍵是構(gòu)建交叉與融合的課程體系。新工科交叉融合課程體系建設(shè)是一項高難度、全方位的動態(tài)系統(tǒng)工程。既需要突破傳統(tǒng)學科與剛性專業(yè)制度的壁壘，又需要思考引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展需求，研究多學科交叉融合的契合點，柔性制定通識課程與專業(yè)融合方式。

1. 搭建新工科大類招生平臺，構(gòu)建交叉與融合的課程體系

新工科培養(yǎng)絕不是某個工程專業(yè)培養(yǎng)，而應(yīng)是整合學校所有工科優(yōu)勢，加強與行業(yè)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)部門和研究機構(gòu)合作，搭建一個跨院系、跨學科與跨專業(yè)的跨界整合新工科大類招生平臺，重新審視與布局大新工科建設(shè)，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。其優(yōu)勢：第一，打破學生學科與專業(yè)壁壘，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。提高學生通識教育素養(yǎng)，加強通識課程與專業(yè)融合度，幫助學生重構(gòu)包括數(shù)、理、化、文、史、哲的完善知識體系。從而提升學生思維方式，提高創(chuàng)新與跨時空的思維能力。第二，幫助學生在充分認識到新工科的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的興趣和愛好，采用雙向選擇專業(yè)，更符合學生的意愿，避免學生對專業(yè)迷茫，快速進入專業(yè)角色。第三，可以拉動學校弱勢工科專業(yè)的迅速發(fā)展，并將對其他學科專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)方案改革提供借鑒，起到示范與引領(lǐng)作用。

2. 建立產(chǎn)學研合作機制，構(gòu)建交叉與融合的課程體系

對于新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，學生內(nèi)心普遍會有一種焦慮和不安，可能無數(shù)次問“新工科”是什么？“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”是學計算機軟件或硬件？有什么不同？其專業(yè)優(yōu)勢又是什么？甚至上完專業(yè)導論課后，學生內(nèi)心可能仍充滿疑問。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是由計算機科學與技術(shù)、信息與通信工程、電子科學與技術(shù)與控制科學與工程等學科的交叉、融合與拓展而形成的，以未來“新業(yè)態(tài)”作為物聯(lián)網(wǎng)工程教育的創(chuàng)新目標。因此，物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系設(shè)置首先回歸交叉與融合和工程范式的原生態(tài)，加強新工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)。建立產(chǎn)學研合作機制，實現(xiàn)交叉與融合的課程體系。首先，加強產(chǎn)與教、學結(jié)合，校企聯(lián)合共同制定課程體系，特別是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中智能樓宇、智能交通與企業(yè)應(yīng)用技術(shù)等課程內(nèi)容設(shè)置，實現(xiàn)交叉與融合，跨界培養(yǎng)，避免知識體系滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提高學生就業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的匹配度。其次，加強教學與科研緊密結(jié)合。一方面，加強科研院所協(xié)同育人策略?？蒲性核苯訁⑴c物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案制定，特別是學科前沿課程，物聯(lián)網(wǎng)交叉學科特色課程。另一方面，加強“科教融合”的協(xié)同育人新模式。重視本科學生科研教育，以教師研究項目為支撐，直接將科研項目成果轉(zhuǎn)化為教學資源，實現(xiàn)課程教學與科學研究項目深度融合，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。

三、深度學習的教學模式

懷特海在《教育的目的》書中提出：“學生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發(fā)和引導他們的自我發(fā)展之路”。近年來，許多高校致力于以學為中心教學改革，力圖回歸學習的本質(zhì)與高等教育目的，讓學生充分享受學習與探究過程的快樂體驗，使學生的心靈與智慧向教育開放。隨著學生主動探究學習深化，出現(xiàn)更深層次需要思考問題——學生主動學習方法問題。學生學習方法主要有兩種：“深度學習”和“淺表學習”。采用“淺表學習”或“深度學習”，新工科學生在核心能力培養(yǎng)與學習成果上有著顯著差別。“淺表學習”是機械地接受與記憶知識，膚淺地掌握考試內(nèi)容，只是出于外部的動機，以完成學習任務(wù)為目標。表現(xiàn)為不可遷移的知識與技能。而“深度學習”是一個過程而非結(jié)果，學生使用分析、綜合、批判性思維、跨學科思維和解決問題方式學習，表現(xiàn)為在認知、自我、人際領(lǐng)域等三個領(lǐng)域可遷移的知識與技能。

物聯(lián)網(wǎng)工程新工科培養(yǎng)勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才，需要學生的深度工程學習，需要基于核心能力與學習成果教育。教師應(yīng)如何引導學生進行深度工程學習？

1. 思政課程融入新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育

將社會主義核心價值觀融入專業(yè)課程教育的全過程。培養(yǎng)學生家國情懷與國際視野，強調(diào)跨文化交流的能力，讓學生以更自信的心態(tài)與世界平等對話，從而激發(fā)學生內(nèi)部的學習動機與社會責任感。

2. 以學生為中心實施研究性教學

尊重學生的學習主體性與創(chuàng)新性，在新工科教學中融入科學研究的思想與方法，真實還原科學知識的探究與發(fā)現(xiàn)過程。一方面，教師為學生精心設(shè)計“問題”，鼓勵學生大膽質(zhì)疑，敢于、勇于與善于發(fā)現(xiàn)問題。另一方面，教師為學生提供具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。這意味著賦予學生新的研究者身份，學習角度自然轉(zhuǎn)向?qū)W術(shù)性學習與研究，進入深度學習過程。經(jīng)過長期不斷的理性思索和意志磨練，教師有針對性的指導，學生自身會潛移默化地透過事物的表象，形成知識與技能遷移，并最終創(chuàng)造出新知解決問題。師生之間始終保持一種自由平等的學術(shù)對話，營造一種質(zhì)疑與探究的科研氛圍。

四、產(chǎn)學研深度合作

在“新工科”建設(shè)復旦共識中強調(diào)培養(yǎng)“具有較強行業(yè)背景知識、工程實踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才”。顯然，在新工科專業(yè)建設(shè)中將工程實踐能力提高到一個新高度，產(chǎn)學研的深度合作將是新工科人才培養(yǎng)重要途徑。

與傳統(tǒng)產(chǎn)學研合作不同， 新工科產(chǎn)學研的深度合作著眼于穩(wěn)定、持續(xù)、共贏的協(xié)同創(chuàng)新合作，強調(diào)新產(chǎn)業(yè)中代表性企業(yè)，合作教育內(nèi)容的前沿性。在產(chǎn)學研的深度合作中，不斷引導學生積累工程實踐經(jīng)驗，加強工程實踐能力，主動匹配物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求。

如何實施產(chǎn)學研的深度合作？主要措施有以下幾種：

1. 企業(yè)、高校與研究院共同參與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系設(shè)置。行業(yè)企業(yè)、高校與研究院三方共同對國家發(fā)展戰(zhàn)略、物聯(lián)網(wǎng)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿領(lǐng)域，國際發(fā)展的產(chǎn)業(yè)趨勢進行研究與預(yù)測，準確把握行業(yè)發(fā)展需求，將動態(tài)變化行業(yè)發(fā)展需求融入到課程體系建設(shè)，并及時完善與修正物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)方案。

2. 校企共建長期穩(wěn)定的實踐與實習基地。積極引進國內(nèi)大型物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)企業(yè)資源，建設(shè)校外實習基地與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新與研發(fā)能力，為新工科人才培養(yǎng)拓寬渠道。

3. 積極從產(chǎn)業(yè)部門和研究院所聘請物聯(lián)網(wǎng)業(yè)界專家充實教師隊伍，充分發(fā)揮其工程實踐優(yōu)勢，不斷提升教師隊伍的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐水平。

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