逄德明 羅玉川 陳穎文 胡罡

［摘 要］ 以培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)與工程能力為導(dǎo)向，通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，探索物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)方法，設(shè)計(jì)了涵蓋物聯(lián)網(wǎng)三層體系架構(gòu)的五類(lèi)實(shí)踐教學(xué)體系。以國(guó)防科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)為例，在所構(gòu)建的體系框架下面向畢業(yè)要求能力達(dá)成，有效組織與實(shí)施了實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，基于專(zhuān)業(yè)能力與課程內(nèi)容之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)了五類(lèi)實(shí)踐教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，形成了以核心課程實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、課外創(chuàng)新實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)為一體的循序漸進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系。

［關(guān)鍵詞］ 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系；能力導(dǎo)向

［基金項(xiàng)目］ 2018年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用性與創(chuàng)新性人才培養(yǎng)研究與實(shí)踐”；2019年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)改革實(shí)踐”；2020年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“‘科教融合、訓(xùn)賽一體、平臺(tái)支撐的認(rèn)知域安全人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)”（HNJG-2020-0008）

［作者簡(jiǎn)介］ 逄德明（1984—），男，內(nèi)蒙古興安盟人，博士，國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，主要從事智能物聯(lián)網(wǎng)與時(shí)序數(shù)據(jù)挖掘研究；羅玉川（1990—），男，四川廣安人，博士，國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院講師，主要從事云數(shù)據(jù)安全和隱私計(jì)算研究；陳穎文（1979—），男，湖南株洲人，博士，國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授，主要從事物聯(lián)網(wǎng)研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）16-0005-04［收稿日期］ 2021-09-27

一、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)概述

自2010年物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)被批準(zhǔn)開(kāi)設(shè)以來(lái)，我國(guó)共計(jì)五百余所本科院校開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)，成為近十年院校新增數(shù)量最多的專(zhuān)業(yè)［1］。教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)已于2012年頒布了《高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專(zhuān)業(yè)規(guī)范（試行）》和《高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與規(guī)范（試行）》［2-3］，以指導(dǎo)高校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)定位和專(zhuān)業(yè)建設(shè)，在此基礎(chǔ)上國(guó)內(nèi)高校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)逐步得到完善，但如何開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施從而提高學(xué)員的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力，仍是教育工作者面臨的較大挑戰(zhàn)。因此，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)改革、物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)及其典型應(yīng)用研發(fā)已成為相關(guān)高校和企業(yè)關(guān)注的新方向［4］。

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)具有跨學(xué)科、技術(shù)廣、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)，多學(xué)科知識(shí)交叉融合，涉及通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域，致力于培養(yǎng)學(xué)員綜合實(shí)踐、應(yīng)用創(chuàng)新等方面的能力，以滿足當(dāng)前社會(huì)信息化及智能化環(huán)境下對(duì)人才的多樣化需求。其中，物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層。我校自開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾年的專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐探索，圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力指標(biāo)點(diǎn)，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)、工程能力出發(fā)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了設(shè)計(jì)和完善，構(gòu)建了“三層五類(lèi)”的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。

二、實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)主要涉及兩個(gè)方面：一是要明確培養(yǎng)什么樣的人，即清楚企業(yè)需要什么樣的專(zhuān)業(yè)人才；二是要明確這類(lèi)人才的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即學(xué)員畢業(yè)時(shí)需要達(dá)到怎樣的基本要求。以新時(shí)代人才需求的變化為依據(jù)，通過(guò)走訪用人單位、調(diào)研企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，研究物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生工作崗位與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力與課程知識(shí)體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系等，最終按照工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)，形成了包含專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力在內(nèi)的33項(xiàng)能力指標(biāo)點(diǎn)的畢業(yè)要求。

為支撐各個(gè)實(shí)踐能力指標(biāo)點(diǎn)，需要合理設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)方向?qū)嵺`教學(xué)的三個(gè)轉(zhuǎn)換，即從單一結(jié)構(gòu)型向復(fù)合結(jié)構(gòu)型轉(zhuǎn)換，從以課堂教學(xué)為主向課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重轉(zhuǎn)換，從知識(shí)傳授型教學(xué)向能力培養(yǎng)型教學(xué)轉(zhuǎn)換。

在具體進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，以配合加強(qiáng)學(xué)員對(duì)于感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用層理論和技術(shù)的認(rèn)識(shí)、理解和應(yīng)用。以物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo)，圍繞專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)規(guī)范，建設(shè)五類(lèi)實(shí)踐教學(xué)體系，包括核心課程實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)科競(jìng)賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽。

在實(shí)踐教學(xué)的具體實(shí)施過(guò)程中，以工程化項(xiàng)目作為載體，采取項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式及實(shí)施方案反推原則進(jìn)行構(gòu)建，即按照校外實(shí)踐基地建設(shè)—實(shí)踐教學(xué)師資建設(shè)—校內(nèi)實(shí)踐環(huán)境建設(shè)—實(shí)踐教學(xué)模式建設(shè)四個(gè)階段實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)。

（一）核心課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)

專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，側(cè)重于訓(xùn)練學(xué)員的基本學(xué)科能力。通過(guò)整合計(jì)算機(jī)、電子信息和通信等專(zhuān)業(yè)課程，梳理出國(guó)防科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)課程體系，其主要課程設(shè)置如表1所示。

針對(duì)專(zhuān)業(yè)核心課程的教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)地按照基本認(rèn)知、基本技術(shù)和綜合實(shí)踐三層開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例，同步開(kāi)展課程實(shí)驗(yàn)與課程教學(xué)。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)基本系統(tǒng)組成相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)、RFID技術(shù)實(shí)驗(yàn)和二維碼技術(shù)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)員對(duì)課程面向的技術(shù)對(duì)象有實(shí)感上的認(rèn)知，了解傳感器的工作原理、傳感器節(jié)點(diǎn)的功能及傳感器的組成和分類(lèi)，并能夠通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)傳感器信息采集功能。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用案例，設(shè)計(jì)三點(diǎn)定位實(shí)驗(yàn)、Hadoop實(shí)驗(yàn)及MapReduce實(shí)驗(yàn)，鞏固學(xué)員的課程學(xué)習(xí)成果，進(jìn)一步鍛煉學(xué)員綜合運(yùn)用理論和技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

實(shí)踐教學(xué)過(guò)程突出“三實(shí)”，即選取實(shí)際案例、使用實(shí)際設(shè)備、基于實(shí)際數(shù)據(jù)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐教學(xué)課程中，設(shè)計(jì)貼近實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容和項(xiàng)目，如在“物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐”課程中，設(shè)計(jì)人員身體狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)人車(chē)自動(dòng)駕駛等在真實(shí)應(yīng)用下可能出現(xiàn)的場(chǎng)景；在“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)”課程實(shí)驗(yàn)中，使用CAN總線嵌入式平臺(tái)開(kāi)發(fā)CAN總線通信系統(tǒng)；在“物聯(lián)網(wǎng)安全課程設(shè)計(jì)”中，使用真實(shí)的車(chē)載控制數(shù)據(jù)集中完成入侵檢測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

（二）綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)

以應(yīng)用為牽引設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，初步訓(xùn)練學(xué)員解決問(wèn)題的能力，并設(shè)置難度依次遞進(jìn)的若干實(shí)驗(yàn)。綜合課程設(shè)計(jì)應(yīng)更強(qiáng)調(diào)綜合性和設(shè)計(jì)性，因此，在設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目時(shí)強(qiáng)調(diào)覆蓋物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的三層模型，并在此基礎(chǔ)上建立物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的綜合課程設(shè)計(jì)包括“物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐”“物聯(lián)網(wǎng)安全綜合實(shí)踐”和“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)集成”。

以“物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐”課程為例，該課程是團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，主要面向物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)四年級(jí)學(xué)員開(kāi)設(shè)，涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等各方面內(nèi)容。要求學(xué)員能夠運(yùn)用“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)”“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)集成”等課程所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有一定功能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并完成報(bào)告的撰寫(xiě)，模擬真實(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

“物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐”課程設(shè)計(jì)的第一個(gè)項(xiàng)目是智能花盆，要求學(xué)員運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)，自己動(dòng)手制作一個(gè)能夠自動(dòng)降溫、灌溉、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)環(huán)境的花盆；第二個(gè)項(xiàng)目要求學(xué)員基于藍(lán)牙模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)定位系統(tǒng)；第三個(gè)項(xiàng)目要求學(xué)員通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)智能小車(chē)的自動(dòng)駕駛，并在賽道上通過(guò)比賽結(jié)果評(píng)定成績(jī)；最后一個(gè)項(xiàng)目即要求學(xué)員設(shè)計(jì)心率分析系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量人的心率，利用可視化的方式展現(xiàn)人體健康狀況。

通過(guò)上述實(shí)踐項(xiàng)目的開(kāi)展，有利于學(xué)員掌握多傳感器應(yīng)用，能夠通過(guò)編程獲取傳感器數(shù)據(jù)；掌握傳感器對(duì)環(huán)境的感知，并根據(jù)感知信息進(jìn)行系統(tǒng)反饋；掌握提升室內(nèi)定位精度的經(jīng)典方法；能夠設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)，實(shí)踐完整的開(kāi)發(fā)流程，并且能夠覆蓋物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)33項(xiàng)能力指標(biāo)點(diǎn)中的12項(xiàng)實(shí)踐能力目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)。

（三）建設(shè)院校與用人單位協(xié)同育人體系，聚焦崗位與專(zhuān)業(yè)能力的緊耦合

通過(guò)建立實(shí)踐基地，能夠使院校更準(zhǔn)確地了解用人單位需求，據(jù)此更新培養(yǎng)方案。在培養(yǎng)過(guò)程中實(shí)行單位與院校的雙導(dǎo)師制，充分利用社會(huì)資源為學(xué)校服務(wù)，充實(shí)和完善校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)基地實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，有利于形成實(shí)習(xí)案例和實(shí)習(xí)規(guī)范，有序銜接課程實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等校內(nèi)實(shí)踐課程學(xué)習(xí)，拓展學(xué)員的綜合能力和綜合素質(zhì)。

校內(nèi)實(shí)踐項(xiàng)目與校外基地建設(shè)聚焦學(xué)員的實(shí)踐動(dòng)手能力與綜合應(yīng)用能力的提升。院校要梳理實(shí)踐能力生成模型，以此為綱，打造高水平師資隊(duì)伍，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，加強(qiáng)實(shí)踐基地建設(shè)，最終落實(shí)于學(xué)員物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)這一靶心，促使學(xué)員的專(zhuān)業(yè)能力在新的維度錨定，在實(shí)踐全過(guò)程中得到錘煉。

（四）畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是體現(xiàn)本科生各方面能力的總結(jié)性獨(dú)立作業(yè)，具體形式是要求學(xué)員針對(duì)某一課題，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)有關(guān)課程的理論和技術(shù)，做出能夠解決實(shí)際問(wèn)題的或具有創(chuàng)新意義的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐教學(xué)體系的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，既可以在學(xué)校完成，也可以在與用人單位共建的實(shí)踐基地完成。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施，學(xué)員可以對(duì)某一課題開(kāi)展深入系統(tǒng)的研究，從而鞏固、擴(kuò)大、加深已有知識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用已有知識(shí)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)中的感知、傳輸與應(yīng)用二十余項(xiàng)。其中一些有代表性的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，如“電梯疲勞度智能感知與分析系統(tǒng)”的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊，通過(guò)電梯運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的采集與智能分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯疲勞度的判定，輔助電梯系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)。通過(guò)參與課題研究，可以提高學(xué)員對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集與分析處理能力。另一項(xiàng)課題“云眾包系統(tǒng)的信譽(yù)建模技術(shù)研究”的主要任務(wù)是讓學(xué)員通過(guò)獨(dú)立調(diào)研，了解基于云平臺(tái)的眾包系統(tǒng)架構(gòu)，構(gòu)建眾包用戶的信譽(yù)評(píng)價(jià)模型，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證信譽(yù)評(píng)價(jià)模型的合理性。通過(guò)該課題的研究，可以讓學(xué)員對(duì)云計(jì)算的概念及其優(yōu)勢(shì)有更深入的理解，學(xué)會(huì)基于云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與加工。“無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課題的主要內(nèi)容是在USRP開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的主要功能，包括頻譜的感知與接入。要求學(xué)員能夠具體完成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)對(duì)無(wú)線信號(hào)的能量感知，獲取無(wú)線信道狀態(tài)信息后分析判斷信道狀態(tài)，最終能夠選擇合適的多個(gè)信道實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，并測(cè)試分析動(dòng)態(tài)頻譜接入模式下的網(wǎng)絡(luò)性能與服務(wù)質(zhì)量。該項(xiàng)目主要訓(xùn)練和考核學(xué)員對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中信息傳輸層的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力。

（五）以學(xué)科競(jìng)賽為牽引，提高學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)

課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)旨在訓(xùn)練學(xué)員的高層次專(zhuān)業(yè)能力，因此，要將最新的科學(xué)研究成果及時(shí)地融入教學(xué)實(shí)踐中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)員獨(dú)立思考、勇于探索的精神，構(gòu)建創(chuàng)新型教學(xué)平臺(tái)。

國(guó)防科技大學(xué)充分利用網(wǎng)絡(luò)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室積累的一系列國(guó)際先進(jìn)科研成果，面向?qū)W員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，開(kāi)發(fā)了豐富的教學(xué)資源，并探索了與之相配套的教學(xué)方法，取得了顯著成效。其中NetMagic是國(guó)防科技大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系結(jié)構(gòu)而研究開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)具有硬件可重構(gòu)性和軟件控制可編程性的特點(diǎn)，而且其內(nèi)部具有計(jì)算存儲(chǔ)模塊以及豐富的功能擴(kuò)展接口，有助于打破傳統(tǒng)商業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的封閉性束縛，顯著縮短網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科研創(chuàng)新周期，有效減輕學(xué)員的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作，幫助學(xué)員擺脫單純的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)方式，避免無(wú)法觸及和改變網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部工作機(jī)制的缺憾，為新型傳輸機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究提供有效的驗(yàn)證手段。

基于NetMagic平臺(tái)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，助力學(xué)員設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)學(xué)科競(jìng)賽作品，以更有效地激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新能力，感受物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)與改造的成就感。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域最新研究熱點(diǎn)、最前沿研究課題和學(xué)員畢業(yè)課題內(nèi)容，將最具有代表性的教學(xué)案例應(yīng)用到課程實(shí)驗(yàn)中。其中典型教學(xué)案例包括：路由器原型、基于規(guī)則的數(shù)據(jù)流鏡像和阻斷工具、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和Trace生成工具等。此外，為進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)員參與課外創(chuàng)新的積極性，在物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中設(shè)置課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的最低學(xué)分要求。創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)形式可以多種多樣，如參加創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽、申報(bào)項(xiàng)目、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)專(zhuān)利等，多舉措鼓勵(lì)學(xué)員參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

結(jié)語(yǔ)

本文以物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)規(guī)范和知識(shí)要求、專(zhuān)業(yè)能力要求、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求為主要設(shè)計(jì)依據(jù)，構(gòu)建了支撐畢業(yè)要求能力的“三層五類(lèi)”物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。同時(shí)以國(guó)防科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)為例，堅(jiān)持以能力為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式，組織與實(shí)施了“三層五類(lèi)”實(shí)踐教學(xué)體系，將不同能力要求貫穿教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成了以核心課程實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、課外創(chuàng)新實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)為一體的循序漸進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系，以期為國(guó)內(nèi)外同類(lèi)高校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)提供參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)

［1］陳穎文，鐘萍，逄德明.以能力為導(dǎo)向淺談物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)［J］.計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2018，40（S1）：124-127.

［2］教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專(zhuān)業(yè)規(guī)范（試行）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：1-136.

［3］教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與規(guī)范（試行）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：1-100.

［4］桂小林，王東，黃傳河，等.基于新工科理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2018（7）：25-30.

Abstract： By analyzing the characteristics of Internet of Things （IoT） engineering majors， the practical ability training mode for this major is developed to level up their spirit of innovation and engineering capability. The proposed teaching system includes five parts which covers three tier architecture. The IoT major construction of NUDT is taken as an example to illustrate the organization and implementation of practical teaching which is oriented to fulfill graduation requirements. Based on the relationship between the required capability and contents of each course， the main content for five kinds of practical teaching is proposed， including in-class experiment， course project， professional training course， out-class innovative activity and graduation project.

Key words： internet of things engineering; practical teaching system; capability oriented