基于實(shí)訓(xùn)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

摘要：根據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才的需求情況，分析地方本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，提出一種面向創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式，即通過系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)訓(xùn)；創(chuàng)新；人才培養(yǎng)模式

1 背景

物聯(lián)網(wǎng)工程是一門典型的交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子信息工程、通信工程等多門專業(yè)的核心知識(shí)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以傳感器、射頻識(shí)別、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通信技術(shù)、分布式系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)監(jiān)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)聲音、圖像、環(huán)境、位置等信號(hào)的采集，進(jìn)行各種距離上的信息傳輸，對(duì)信息進(jìn)行處理、實(shí)時(shí)控制以及對(duì)過程中積累的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各種受控對(duì)象的智能感知和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智慧地球的基礎(chǔ)，和云計(jì)算技術(shù)一起被認(rèn)為是未來IT技術(shù)的兩大發(fā)展方向，蘊(yùn)含著巨大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。當(dāng)前，世界上主要發(fā)達(dá)國家和經(jīng)濟(jì)體都制定了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃：美國提出了“智慧地球”的概念，奧巴馬政府將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一，計(jì)劃投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施；歐盟發(fā)布了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃，提出歐盟政府要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)管理，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展；日本、韓國分別提出了各自的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃U-Japan和U-Korea，建設(shè)本國的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。中國的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過幾年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)走在世界前列，物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，建立了以“感知中國”為核心的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，《信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長期規(guī)劃綱要》將物物通信（ Machine-to-Machine，M2M）相關(guān)產(chǎn)業(yè)納入國家重點(diǎn)扶持項(xiàng)目，《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)中均將“傳感網(wǎng)”列入重點(diǎn)研究項(xiàng)目。據(jù)《2014-2018年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場需求與投資預(yù)測分析報(bào)告》數(shù)據(jù)表明，2010年物聯(lián)網(wǎng)在安防、交通、電力和物流領(lǐng)域的市場規(guī)模分別為600億元、300億元、280億元和150億元，2013年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到4 000多億元，而且預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)每年都會(huì)以二位數(shù)的百分比增長。

為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求，避免形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才瓶頸，國家在2010年批準(zhǔn)設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，至今已有千余所高校開設(shè)了該專業(yè)。在規(guī)模增大的情況下，如何提高物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量成為一個(gè)迫切問題。由于開設(shè)時(shí)間較短，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程在專業(yè)建設(shè)方面尚處于探索階段，教學(xué)內(nèi)容主要由各開設(shè)高校根據(jù)教育部制定的培養(yǎng)目標(biāo)自行設(shè)計(jì)，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在培養(yǎng)模式上沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程產(chǎn)業(yè)人才需求分析

物聯(lián)網(wǎng)是隨著IT技術(shù)逐漸發(fā)展成熟而出現(xiàn)的繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一具有巨大影響的新事物。在各國政府的重視和大力投入下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在最近幾年得到蓬勃發(fā)展。當(dāng)前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)到數(shù)千億元，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，涉及的行業(yè)門類日趨廣泛，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才需求也隨之增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才需求每年約20萬左右，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才需求已經(jīng)超過傳統(tǒng)用人大戶。從行業(yè)來看，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)人才需求集中在智能交通、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程醫(yī)療、公共安全、智能家居以及智能農(nóng)業(yè)等方面。從人才需求類型來看，主要分為研究型人才、技術(shù)應(yīng)用型人才以及服務(wù)輔助型人才。具體技能要求為：對(duì)研究型人才，要求其了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策，有能力制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品規(guī)劃、系統(tǒng)評(píng)測等工作；對(duì)技術(shù)應(yīng)用型人才，要求其具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)維護(hù)等技能；對(duì)服務(wù)輔助型人才，要求其具備物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品銷售、推廣普及、專題講座以及技術(shù)培訓(xùn)等方面的技能。技術(shù)應(yīng)用型人才根據(jù)其所處產(chǎn)業(yè)鏈位置不同，在技能要求上又可細(xì)分為3類：①感知技術(shù)，通過多種傳感器、RFID、二維碼、定位、地理識(shí)別系統(tǒng)、多媒體信息等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外部世界信息的感知和識(shí)別；②網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過廣泛的互聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)感知信息高可靠性、高安全性傳送，要求掌握各種傳輸技術(shù)、交換技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)關(guān)技術(shù)等；③應(yīng)用技術(shù)，通過應(yīng)用中間件提供跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同及共享功能，要求掌握數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、并行計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、平臺(tái)服務(wù)、信息呈現(xiàn)、服務(wù)體系架構(gòu)、軟件和算法技術(shù)等。以上分析可以看出，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才要求具有知識(shí)面廣、綜合性能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)等特點(diǎn)，高校只有對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)有明確的定位，才能更好地為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才保障。

3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)平臺(tái)建設(shè)

地方性本科院校由于在教學(xué)資源、影響力等方面同985、211高校具有一定的差距，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)上不能片面追求同國內(nèi)一流高校看齊，應(yīng)該結(jié)合高校自身在地方和行業(yè)領(lǐng)域方面的特色，強(qiáng)化優(yōu)勢，提高人才在專業(yè)知識(shí)和技能方面同國內(nèi)一流高校之間的互補(bǔ)性。

基于上述考慮，三峽大學(xué)在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)時(shí)將目標(biāo)定位為培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才，專業(yè)建設(shè)原則是充分利用原有計(jì)算機(jī)專業(yè)教育資源，發(fā)揮自身教學(xué)積累和師資優(yōu)勢，具有比較鮮明的計(jì)算機(jī)特色。人才培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)定位以掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)工程技術(shù)為重點(diǎn)，面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的物聯(lián)網(wǎng)需求分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、系統(tǒng)集成以及應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域，培養(yǎng)掌握各類傳感器接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)原理及組網(wǎng)技術(shù)、信息系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)、移動(dòng)終端程序設(shè)計(jì)、Web程序設(shè)計(jì)等物聯(lián)網(wǎng)工程核心知識(shí)的、具有一定創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才。

3.1 課程體系

圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)導(dǎo)向及目標(biāo)，按照本科課程類別，建立功能明確、主次分明的課程體系是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保障。課程按照關(guān)聯(lián)性縱向劃分成群，一個(gè)課程群一般由1～2門核心課程及多門支撐課程組成，對(duì)應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程中一項(xiàng)具體應(yīng)用技術(shù)。同一課程群內(nèi)的課程分屬專業(yè)基礎(chǔ)課、學(xué)位課、選修課等不同類別，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，按課程內(nèi)容的依賴關(guān)系安排在不同學(xué)年。目前設(shè)置的主要課程群有嵌入式技術(shù)、傳感器及傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等。

3.2 一個(gè)平臺(tái)兩個(gè)培養(yǎng)方向

專業(yè)平臺(tái)開設(shè)除大學(xué)公共課以外的專業(yè)基礎(chǔ)課以及相關(guān)的必修課程，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、微機(jī)原理等平臺(tái)必修課。在課程平臺(tái)上，分設(shè)物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)兩個(gè)專業(yè)方向。物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)方向?qū)W習(xí)終端設(shè)備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)技術(shù)，設(shè)置的主要平臺(tái)選修課程有傳感器原理及應(yīng)用、RFID技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)方向?qū)W習(xí)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃及組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)相關(guān)技術(shù)，設(shè)置的主要平臺(tái)選修課程有物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、Windows程序設(shè)計(jì)、Web程序設(shè)計(jì)、智能終端程序設(shè)計(jì)等，具體設(shè)計(jì)如圖l所示。

3.3興趣驅(qū)動(dòng)的分流模式

平臺(tái)必修課結(jié)束后，學(xué)生將轉(zhuǎn)入兩個(gè)不同的專業(yè)方向進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)。選擇物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)方向還是物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)方向，主要考慮學(xué)生自身興趣，并參考已修相關(guān)方向支撐課程的成績進(jìn)行引導(dǎo)分流。

3.4 實(shí)踐能力培養(yǎng)

實(shí)踐能力是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，大學(xué)期間提供足夠的實(shí)踐訓(xùn)練有助于學(xué)生提高綜合素質(zhì)，畢業(yè)后能快速適應(yīng)工作環(huán)境。我們主要從兩方面加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，一是實(shí)踐課時(shí)的保障，使專業(yè)課程配套實(shí)驗(yàn)率達(dá)到100%，對(duì)于理論性課程，通過針對(duì)核心原理設(shè)計(jì)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)原理的認(rèn)識(shí)；對(duì)于應(yīng)用技術(shù)類課程，按照理論與實(shí)驗(yàn)比例1：1以上配設(shè)實(shí)驗(yàn)，改變以往被動(dòng)式的學(xué)習(xí)模式，通過大量實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生積極思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)，真正將教材的知識(shí)消化為自己的知識(shí)。二是加強(qiáng)實(shí)踐條件建設(shè)，在條件建設(shè)方面采用“硬軟”二手同時(shí)抓的策略，一手抓實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)，一手抓以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量為目標(biāo)的軟件建設(shè)。我們緊跟當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)展情況，引進(jìn)較為先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)教學(xué)設(shè)備和模擬系統(tǒng)，以提高課堂實(shí)驗(yàn)質(zhì)量；著力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例，引入問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索熱情；關(guān)聯(lián)課程群結(jié)課后，進(jìn)行集中綜合性實(shí)驗(yàn)，提高對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力；積極開展同企業(yè)合作，通過“引智工程”，讓企業(yè)骨干工程師到課堂講授部分綜合實(shí)訓(xùn)課程，同時(shí)通過院級(jí)聯(lián)創(chuàng)平臺(tái)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參與企業(yè)項(xiàng)目。三是采用“3+1”培養(yǎng)模式，大幅提高實(shí)訓(xùn)比重，即3年課堂內(nèi)教學(xué)，1年課外實(shí)訓(xùn)，將主要課堂教學(xué)任務(wù)安排在前六個(gè)學(xué)期完成，后面兩個(gè)學(xué)期除了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)外，到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)。

4 實(shí)訓(xùn)體系建設(shè)

實(shí)訓(xùn)體系建設(shè)以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)。創(chuàng)新是企業(yè)在市場競爭中的生存基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)人才是企業(yè)開展創(chuàng)新活動(dòng)的主體。物聯(lián)網(wǎng)工程作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，面臨專業(yè)知識(shí)門檻高、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏、市場不成熟等諸多困難因素，更是迫切需要具有創(chuàng)新能力的產(chǎn)業(yè)人才。首先，要加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)，扎實(shí)的專業(yè)理論是科技人才創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)，要重視專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)質(zhì)量，抓關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過程管理。我們根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，采取針對(duì)性的教學(xué)模式，積極吸收借鑒精品課程、網(wǎng)絡(luò)公開課等優(yōu)秀教學(xué)資源，探索新的教學(xué)手段和方法，讓專業(yè)基礎(chǔ)理論在教學(xué)過程中具體化、應(yīng)用化。其次，要提高學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練水平，逐步加大應(yīng)用性課程配套的實(shí)驗(yàn)比重，加大設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)在配套實(shí)驗(yàn)中的比重，合理設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)體系，建立設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)型的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。第三，建立?chuàng)新激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，參與本專業(yè)全國范圍的學(xué)科競賽，同時(shí)積極組織相應(yīng)的校級(jí)、院級(jí)層次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新思維。

系統(tǒng)化設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，合理規(guī)劃實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，自上而下建立知識(shí)結(jié)構(gòu)完整、過程安排合理、層次清晰的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容體系。在指導(dǎo)思想上，將原來以理論教學(xué)為本，實(shí)驗(yàn)服務(wù)于理論教學(xué)的做法，變?yōu)橐栽O(shè)計(jì)能力為本，理淪為設(shè)汁服務(wù)。打破原有按照單一課程安排實(shí)驗(yàn)時(shí)問、內(nèi)容的方法，在體系設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容統(tǒng)一規(guī)劃整理，注重內(nèi)容的銜接，消除不同課程之間的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，建立以課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽、企業(yè)合作項(xiàng)目以及校外實(shí)習(xí)為一體，以設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力驅(qū)動(dòng)的人才實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)模式。

完善質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。為切實(shí)保證人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須進(jìn)一步加強(qiáng)人才培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)價(jià)體系建設(shè)。首先我們積極探索同人才培養(yǎng)要求相適應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點(diǎn)，開設(shè)課程中實(shí)訓(xùn)內(nèi)容占有較大比例，課程要求除了掌握基本理論外，更要求具備實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)能力，因而在評(píng)價(jià)中需要引入“硬”“軟”結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，除采用卷考等“硬”指標(biāo)外，積極引入答辯、設(shè)計(jì)論文等“軟”指標(biāo)進(jìn)行綜合成績評(píng)價(jià)。其次加強(qiáng)教學(xué)過程監(jiān)控，加強(qiáng)教學(xué)過程管理，落實(shí)平時(shí)成績評(píng)定，將課程成績評(píng)定分解到各教學(xué)環(huán)節(jié)中，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的可預(yù)見性。最后積極探索推進(jìn)學(xué)分改革，針對(duì)性地增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)學(xué)分，從評(píng)價(jià)機(jī)制上鼓勵(lì)參與實(shí)踐設(shè)計(jì)項(xiàng)目以激勵(lì)創(chuàng)新。

5 結(jié)語

如何提高物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)需要的人才，是當(dāng)前高校面臨的一個(gè)亟待解決的問題。將目標(biāo)定位為培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才，通過較大幅度提高課程實(shí)訓(xùn)比重，將創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)貫穿到整個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)地建立實(shí)訓(xùn)模式，使人才培養(yǎng)過程具有明確的日標(biāo)導(dǎo)向，可作為地方性本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的參考。