萬杰

摘 要 針對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中存在的諸多問題和面對(duì)的困境，結(jié)合人才培養(yǎng)的實(shí)際情況和市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的需求，分析了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)和教學(xué)過程中的實(shí)際情況，提出了可行性的人才培養(yǎng)方案和具體實(shí)施方法。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)工程 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 虛擬仿真教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著溫家寶總理在2009年提出的感知中國理念，并將物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正式寫入“政府工作報(bào)告”，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國掀起信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命。隨后，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)被列入了普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄計(jì)算機(jī)大類下。時(shí)至2018年，全國已有460所高等院校開設(shè)了 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。然而大部分院校在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方案以及課程設(shè)置方面還存在著諸多問題，文章結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，分析目前高校中存在的問題，提出合理的建議，為社會(huì)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才。

1物聯(lián)網(wǎng)工程課程特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，任何物與物之間的互聯(lián)互通。因而物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際是一個(gè)綜合交叉性的學(xué)科，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，嵌入式技術(shù)，傳感器技術(shù)，通信技術(shù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)可以分為4層，第一層感知識(shí)別層，主要包括RFID識(shí)別技術(shù)，傳感器技術(shù)，定位技術(shù)和智能設(shè)備技術(shù)；第二層是網(wǎng)絡(luò)通信層，主要包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無線接入技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等；第三層是管理層或著數(shù)據(jù)處理技術(shù)，主要包括大數(shù)據(jù)技術(shù)，海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)；第四層是綜合應(yīng)用層，主要包括智能交通，智能農(nóng)業(yè)，智能健康，智慧城市等多個(gè)方面。因而，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置需要依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本框架來開展。

2物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系建設(shè)與教學(xué)現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)工程目前是一個(gè)比較新的專業(yè)，很多高校的課程設(shè)置實(shí)際還處于實(shí)驗(yàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在學(xué)科建設(shè)和教育教學(xué)方面還存在以下幾個(gè)方面的問題：

2.1課程設(shè)置欠規(guī)范

大部分高校存在課程體系設(shè)置比較混亂的問題，缺乏明確的目標(biāo)和定位。物聯(lián)網(wǎng)屬于一個(gè)綜合性的學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)通信，大數(shù)據(jù)處理等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)基礎(chǔ)，因而涵蓋的課程多于一般的普通本科專業(yè)。同時(shí)，大部分的高校對(duì)于本科專業(yè)的學(xué)分有嚴(yán)格的規(guī)定和限制。 這就導(dǎo)致了在課程設(shè)置方面不可能做到覆蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及的所有學(xué)科。因而，目前大部分高校在課程設(shè)置方面實(shí)際采用廣而淺的策略，按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的四層體系結(jié)構(gòu)，盡可能的涵蓋所有課程，但同時(shí)大部分課程都沒有足夠的學(xué)時(shí)讓學(xué)生深入掌握本課程內(nèi)容。這種課程設(shè)置的結(jié)果是學(xué)生可能對(duì)知識(shí)的掌握太淺，畢業(yè)后無法勝任相關(guān)專業(yè)崗位。

2.2教學(xué)資源不足

教學(xué)資源的不足主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面教學(xué)所需的硬件設(shè)備不足，另一方面是師資力量不足。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)需要有一定數(shù)量的硬件設(shè)備作為支撐，目前大多數(shù)高校在不斷的擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)本科專業(yè)的招生數(shù)量，而已有的硬件資源不足以支撐學(xué)生的實(shí)踐課程。其次，大多數(shù)的高校還停留在理論教學(xué)的階段，實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠。第二方面，目前大部分高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)都是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，通信工程等專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因而缺乏具有物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐背景的師資力量。很多高校采取的是組織現(xiàn)有的教師參加物聯(lián)網(wǎng)本科教育的短期培訓(xùn)后承擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程的授課，這種背景下必然導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才與實(shí)際企業(yè)需求脫節(jié)。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，因而，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程需要涵蓋相關(guān)的硬件開發(fā)課程，而大部分的高校相關(guān)課程配置不夠或者師資力量不足或硬件資源欠缺，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程失去興趣，對(duì)知識(shí)的接收程度比較低，實(shí)踐動(dòng)手能力較差。

3物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的思考和建議

3.1確立合理的人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)綜合交叉性的學(xué)科，物聯(lián)網(wǎng)的四層體系結(jié)構(gòu)中實(shí)際涵蓋了多個(gè)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程，因此在課程體系設(shè)計(jì)方面應(yīng)該有所側(cè)重，突出特色。課程體系結(jié)構(gòu)是本科教學(xué)中的核心，一個(gè)合理的，系統(tǒng)的，有序的課程體系是高質(zhì)量教學(xué)的前提，也是對(duì)學(xué)生能力的最大化培養(yǎng)。因而，物聯(lián)網(wǎng)的課程設(shè)置，需要以物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)為核心，如表1示。

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)核心層，主要包括傳感器技術(shù)，RFID，定位技術(shù)等，因而，在感知層學(xué)生需要掌握基本的硬件開發(fā)技術(shù)，主要核心專業(yè)課程包括嵌入式系統(tǒng)，微機(jī)原理，數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，而在具體實(shí)踐環(huán)節(jié)包括單片機(jī)的基礎(chǔ)開發(fā)，傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)，例如，溫濕度，光線，煙霧，壓力等，RFID系統(tǒng)讀卡，寫卡，編碼等實(shí)驗(yàn)。感知層的基礎(chǔ)課程一般包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等。

傳輸層主要完成的是信息的傳輸與處理，專業(yè)基礎(chǔ)課程包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)等。其主要的專業(yè)核心課程包括，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)的核心包括兩個(gè)方面，一個(gè)是ZigBee組網(wǎng)與數(shù)據(jù)收集和發(fā)送實(shí)驗(yàn)，NB-IoT組網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)。其次，也包括藍(lán)牙組網(wǎng)與通信，WiFi通信等實(shí)驗(yàn)。

管理層和應(yīng)用層也可以結(jié)合起來討論。其核心是對(duì)數(shù)據(jù)的處理以及應(yīng)用服務(wù)的開發(fā)，所以專業(yè)核心課程可包括大數(shù)據(jù)與海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)挖掘，物聯(lián)網(wǎng)安全等課程。這些課程的展開需要相應(yīng)基礎(chǔ)課程的支撐，包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。本層的實(shí)踐的核心是對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，包括SQL server 數(shù)據(jù)庫的建立也應(yīng)用，hadoop 平臺(tái)的搭建和基本數(shù)據(jù)操作。在以上課程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展物聯(lián)網(wǎng)的綜合實(shí)驗(yàn)，包括智能家居，智能農(nóng)業(yè)，智能交通等系統(tǒng)的搭建，數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)處理，以及數(shù)據(jù)可視化等。

在此基礎(chǔ)上，也包括一些探索與拓展類的課程，可設(shè)置為選修課程，比如云計(jì)算，大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘，人工智能，web 開發(fā)技術(shù)，移動(dòng)開發(fā)技術(shù)等。高等院校的本科課程體系通常包括三大模塊包括通識(shí)類課程，基礎(chǔ)課程，專業(yè)核心課程，以及拓展課程等。而物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)課程涵蓋科目比較多，但學(xué)時(shí)和學(xué)分有限，因而在課程設(shè)置中應(yīng)該有所側(cè)重，以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的感知層和傳輸層作為核心來設(shè)置課程體系。

3.2加強(qiáng)師資隊(duì)伍的培養(yǎng)和實(shí)訓(xùn)資源的配置

物聯(lián)網(wǎng)工程具有較強(qiáng)的專業(yè)性和實(shí)踐性，因而對(duì)教師的綜合能力提出了較高的要求，要求教師具備充分的理論專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也要掌握靈活多樣的教學(xué)方法，最重要的是，近幾年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，要求教師必須了解最新的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和技術(shù)。因而在實(shí)際的教學(xué)改革過程中，依托學(xué)校的資源平臺(tái)，系統(tǒng)的，有序的組織教師參加企業(yè)的培訓(xùn)，使教師掌握最新的技術(shù)，強(qiáng)化與兄弟院校之間的合作與交流，相互提升，改進(jìn)教師的教學(xué)理念和教學(xué)方法。同時(shí)，加大人才引進(jìn)的力度，不斷壯大師資隊(duì)伍的建設(shè)。

改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和授課方式，適當(dāng)增加教師授課技術(shù)和方法的靈活性，增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)實(shí)踐應(yīng)用型的專業(yè)，實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠有效提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)手能力。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)需要有較多數(shù)量的硬件設(shè)備作為支持， 并且，硬件設(shè)備在使用過程中存在的損壞與淘汰現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因而學(xué)校需要加強(qiáng)在這一方面的投入，保證學(xué)生有效完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

其次，推進(jìn)虛擬仿真教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)與開發(fā)，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)演示，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加生動(dòng)，逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生更加有效的掌握實(shí)踐項(xiàng)目的方法和步驟，進(jìn)而強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。從而可以提高教學(xué)的效率。

3.3加強(qiáng)與企業(yè)的合作

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)人才的需求也在逐年快速增加，然而，很多高校的物聯(lián)網(wǎng)教育實(shí)際與市場(chǎng)需求脫節(jié)，由于課程設(shè)置的不合理以及師資力量的欠缺等因素，導(dǎo)致很多院校將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)成了計(jì)算機(jī)或軟件專業(yè)的人才，進(jìn)而影響物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)。因而，在教學(xué)改革過程中，需要加強(qiáng)與企業(yè)的合作，建立與企業(yè)合作的授課體系，增加教師到企業(yè)培訓(xùn)的比例，為學(xué)生建立校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)基地等。

4結(jié)語

教學(xué)改革需要體現(xiàn)高校的辦學(xué)特色，有明確的專業(yè)定位，依托具體的教學(xué)環(huán)境，并且需要符合市場(chǎng)的具體需求。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)比較新興的本科專業(yè)，大部分高校是在零基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因而對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的改革需要進(jìn)行全方位的研究與分析，深化改革的方案，才能為我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不斷輸出優(yōu)秀人才。

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