高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)探討

黃 艷，蘇品剛

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)探討

黃 艷，蘇品剛

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用為高職院校的學(xué)生提供了廣闊的就業(yè)前景.在分析物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識體系的基礎(chǔ)上，給出了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系.重點(diǎn)探討了高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程體系，并分析了亟待解決的師資、教材、實(shí)訓(xùn)基地等關(guān)鍵問題.

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);課程體系;實(shí)踐教學(xué)

Abstract:The wide-range-application of Internet of Things(IoT)provides higher vocational colleges students with vast potential for future employment.Based on the analysis of professional knowledge of IoT，the course program is presented which focuses on practical teaching mode of the IoT specialty in higher vocational colleges.Some key issues which need to be resolved urgently are analyzed.

Key words:specialty in Internet of Things;courses program;practice teaching

物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò).目前，物聯(lián)網(wǎng)在交通、物流、金融、工業(yè)控制、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全、國防軍事等領(lǐng)域已有初步應(yīng)用，對從事物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的職業(yè)技能人才的需求比重逐年上升.2010年，教育部開始將物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)，開始鼓勵(lì)各高校申報(bào)相關(guān)專業(yè).

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)市場人才需求特征和高職人才培養(yǎng)目標(biāo)，高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)必須準(zhǔn)確定位，以培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)基本理念，具有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相對應(yīng)崗位必備的理論知識和專門知識，尤其是具有較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)崗位操作能力的高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo)，將能力訓(xùn)練和實(shí)踐操作作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，這就要求高職院校建立合適而完善的實(shí)踐教學(xué)體系.

1 高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)與教學(xué)實(shí)踐

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是研究信息感知、傳輸、處理和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵共性技術(shù)的綜合性、跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的新型學(xué)科.有學(xué)者指出，與以往設(shè)置的新專業(yè)相比，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是在實(shí)踐尚不夠充分、技術(shù)發(fā)展尚不夠充分、高校準(zhǔn)備尚不夠充分的時(shí)候開設(shè)的［1］.目前，全國開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的高校很多，但大多處在探索階段，沒有完整的標(biāo)準(zhǔn)和體系［2-6］.根據(jù)專業(yè)知識體系構(gòu)建專業(yè)課程體系是大多數(shù)高校普遍采用的方法.

1.1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識體系

從技術(shù)架構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:① 感知層，通過信息傳感設(shè)備采集各類物理量、音頻、視頻等信息，然后由傳感器網(wǎng)絡(luò)通過組網(wǎng)和協(xié)同信息處理實(shí)現(xiàn)信息的處理和收集;②網(wǎng)絡(luò)層，通過將傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞;③應(yīng)用層，通過公共中間件、信息開放平臺(tái)和云計(jì)算平臺(tái)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐子層，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享和互通.

相應(yīng)地，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識體系涉及三個(gè)層面:① 信息感知，射頻識別(RFID)、傳感器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備的相關(guān)知識和信號檢測相關(guān)知識;②信息傳輸，無線通信、通信協(xié)議、通信電路設(shè)計(jì)等相關(guān)知識;③信息處理，數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算等相關(guān)知識.

1.2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系

課程體系應(yīng)盡可能多地覆蓋專業(yè)的知識體系，而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的顯著特點(diǎn)是以實(shí)際應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)，多學(xué)科交叉，關(guān)聯(lián)領(lǐng)域廣.圍繞物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及到的學(xué)科領(lǐng)域和知識點(diǎn)，該專業(yè)課程體系由五個(gè)模塊組成:公共基礎(chǔ)模塊、學(xué)科基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)課模塊和實(shí)踐教學(xué)模塊.

1)公共基礎(chǔ)模塊.主要是思想政治教育課程和通識教育課程.具體包括毛澤東思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和體育等課程.

2)學(xué)科基礎(chǔ)模塊.具體包括高等數(shù)學(xué)、電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程.

3)專業(yè)基礎(chǔ)模塊.具體包括信號與系統(tǒng)、通信原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論等課程.

4)專業(yè)課模塊.具體包括射頻識別技術(shù)、檢測與變換技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)挖掘和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程.

5)實(shí)踐教學(xué)模塊.具體包括基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐和應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐三個(gè)層次.

2 高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程體系

高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是高素質(zhì)職業(yè)技能型人才，就物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)而言，在課程設(shè)置上，要求基礎(chǔ)理論以“實(shí)用、夠用”為度，突出實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng).實(shí)踐課程體系設(shè)置是實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)置大致應(yīng)包含三個(gè)層次，如表1所示.

表1 高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)置

2.1 基礎(chǔ)實(shí)踐

基礎(chǔ)實(shí)踐是指學(xué)科基礎(chǔ)模塊中相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)，包括電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)和單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等.基礎(chǔ)實(shí)踐旨在使學(xué)生掌握進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)所要求的基本技能，主要包括基本工具的使用、基本元器件的檢測和相關(guān)電路的調(diào)試、仿真器的使用和調(diào)試以及軟件的使用和開發(fā)等.基礎(chǔ)實(shí)踐主要采用課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的形式，由教師設(shè)計(jì)具體的實(shí)踐教學(xué)方案，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù).

2.2 專業(yè)實(shí)踐

專業(yè)實(shí)踐是指專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)課模塊中相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)，包括信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等.其中，大部分實(shí)驗(yàn)都涉及到物聯(lián)網(wǎng)的單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù).專業(yè)實(shí)踐的目的在于培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的基本技能和專項(xiàng)技能.與基礎(chǔ)實(shí)踐類似，專業(yè)實(shí)踐也采用課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的形式，由教師設(shè)計(jì)具體的實(shí)踐教學(xué)方案，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù).

2.3 應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐

應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐是指進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)研究的實(shí)踐，著眼于物聯(lián)網(wǎng)知識和技能的綜合運(yùn)用，其目的在于通過一系列的實(shí)踐活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力.實(shí)踐活動(dòng)中需要學(xué)生利用所學(xué)的知識和技能分析、解決實(shí)際問題，使學(xué)生獲取更多的直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn).應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐主要采用畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競賽、科研課題和校企合作等形式.學(xué)校的綜合實(shí)驗(yàn)室提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，學(xué)生可基于已有的示范系統(tǒng)獲得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的感性認(rèn)識，進(jìn)而在其上進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，或者自主選題參加電子競賽.教師也可以將科研課題引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以科研課題為背景，循序漸進(jìn)地開展與科研課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成科研型實(shí)驗(yàn).物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是以實(shí)際應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的，學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的相關(guān)企業(yè)去實(shí)習(xí)，在企業(yè)中體會(huì)不同崗位所應(yīng)用到的物聯(lián)網(wǎng)知識，進(jìn)而獲得相應(yīng)的工程和開發(fā)經(jīng)驗(yàn).

3 高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵性問題

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)戰(zhàn)略性新興專業(yè)學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)仍處在探索階段.當(dāng)前亟待解決四個(gè)關(guān)鍵性問題.

1)實(shí)踐教學(xué)的師資建設(shè).由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是多學(xué)科交叉的新型專業(yè)，目前，高職院校中畢業(yè)于該專業(yè)的教師很少，并且普遍不具有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相關(guān)企業(yè)的從業(yè)經(jīng)歷，缺乏物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).這給實(shí)踐教學(xué)帶來了很多困難，因此建設(shè)優(yōu)秀的師資隊(duì)伍是確保物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)效果的前提.

2)實(shí)踐教學(xué)的教材建設(shè).由于專業(yè)新近開設(shè)，市場上物聯(lián)網(wǎng)的教材很少，針對高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的教材幾乎沒有.因此，編寫這類實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教材已是迫在眉睫.教材編寫應(yīng)由專業(yè)教師聯(lián)合企業(yè)高技能人才共同編寫.教材內(nèi)容突出職業(yè)技能特點(diǎn)，突出企業(yè)崗位要求.

3)實(shí)踐教學(xué)的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)環(huán)境建設(shè).大部分高職院校已經(jīng)具備用于基礎(chǔ)實(shí)踐和部分專業(yè)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)室，仍然需要投資新建部分專業(yè)實(shí)踐和應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)室.首先，在實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)上，學(xué)校要舍得投入資金，購置必需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)耗材.其次，重視實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)，除了制定實(shí)驗(yàn)室相關(guān)管理規(guī)章制度，還要由專業(yè)教師和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相關(guān)企業(yè)合作共同編制實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃.

4)實(shí)踐教學(xué)的校外實(shí)習(xí)基地建設(shè).高職院校應(yīng)與一些物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相關(guān)企業(yè)共建校外實(shí)習(xí)基地，接納物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生前往實(shí)習(xí).雙方結(jié)合實(shí)際情況，共同協(xié)商制定實(shí)習(xí)計(jì)劃和實(shí)習(xí)方案.學(xué)生通過企業(yè)實(shí)習(xí)在潛移默化中學(xué)習(xí)最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，獲得相應(yīng)的工程和開發(fā)經(jīng)驗(yàn).

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用為高職院校的學(xué)生提供了廣闊的就業(yè)前景.高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的目標(biāo)在于培養(yǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相對應(yīng)崗位必備的理論知識和專門知識、動(dòng)手能力強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)足的技能性人才，這就要求高職院校建立合適而完善的實(shí)踐教學(xué)體系.物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)戰(zhàn)略性新興專業(yè)學(xué)科，這就決定了其課程體系具有發(fā)展變化的動(dòng)態(tài)特性，這使得高職院校在物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方面既面臨新模式探索的挑戰(zhàn)，又獲得了根據(jù)自身實(shí)際辦出新專業(yè)實(shí)踐特色的良好機(jī)遇.

［1］謝秋麗，黃剛.基于物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)與教學(xué)實(shí)踐的研究［J］.軟件導(dǎo)刊:教育技術(shù)，2011(3):44-46.

［2］桂小林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程體系探索［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010(16):1-3，9.

［3］崔艷榮，陳勇.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設(shè)置探究［J］.長江大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，7(2):373-374.

［4］郭麗.高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)方向課程體系的探索與構(gòu)建［J］.安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10(4):34-36.

［5］陶文林，周傳勇，王鵬，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高等職業(yè)技術(shù)教育中的應(yīng)用［J］.蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，22(2):69-71.

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(責(zé)任編輯:李 平)

Research on Practice Teaching of the Specialty in Internet of Things for Higher Vocational Colleges

HUANG Yan，SU Pin-gang
(Department of Electronic Information Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

G712

A

1008-5475(2012)02-0080-03

2011-11-26;

2011-12-21

黃 艷(1981—)，女，江蘇南京人，講師，博士，主要從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究.