朱鵬飛(南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院,江蘇 南京 210003)
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創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究
——以南京郵電大學(xué)為例
朱鵬飛
(南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院,江蘇 南京210003)
摘要:物聯(lián)網(wǎng)作為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,國家迫切需要一大批物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才,更需要具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才,其創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究具有現(xiàn)實(shí)的意義。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展演進(jìn),結(jié)合南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案現(xiàn)狀,提出創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式培養(yǎng)策略的基本思路,以期對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量有所裨益。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早由美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ashton教授在1991年首次提出,1999年美國麻省理工學(xué)院建立“自動(dòng)識(shí)別中心”,提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”,闡明物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。2005年國際電信聯(lián)盟(ITU)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(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)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)新的突破,物聯(lián)網(wǎng)的概念在變化與發(fā)展。
2009年,溫家寶提出“感知中國”,物聯(lián)網(wǎng)在我國獲得了前所未有的重視,物聯(lián)網(wǎng)被列入我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2011年11月28日,工業(yè)和信息化部印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,巨大的市場(chǎng)需求將為物聯(lián)網(wǎng)帶來難得的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的發(fā)展空間。2009年7月,北京理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等30所高校成為首批獲準(zhǔn)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高校,部分高校于2011年首次招生。2012年2月,教育部下發(fā)通知,批準(zhǔn)北京交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、暨南大學(xué)等80所高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),部分高校已開始招生。至此,我國已有100多所高校設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是教育部允許高校增設(shè)新專業(yè)后,高校申請(qǐng)最多的學(xué)校,這說明了國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的重視和人才培養(yǎng)的迫切性。
工業(yè)和信息化部印發(fā)的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中指出:物聯(lián)網(wǎng)是我國新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重點(diǎn)方向,蘊(yùn)含著巨大的創(chuàng)新空間,物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷深化,將催生大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用、新模式。規(guī)劃中多處提到創(chuàng)新,創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)自身孕育了重大科技創(chuàng)新,而且催生新的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新,這必然要求物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)出來的合格學(xué)生具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院于2009年9月成立,2010年獲批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),2011年9月首次招收物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生。
作為一個(gè)處于摸索階段的新興專業(yè),各所院校都結(jié)合自身特色制訂了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案。物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院也為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)制定了初步的培養(yǎng)方案。
1.培養(yǎng)目標(biāo)。
南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,德智體美全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面寬,實(shí)踐能力強(qiáng),具有較高的思想道德,良好的科學(xué)文化素質(zhì)、敬業(yè)精神、社會(huì)責(zé)任感與創(chuàng)新意識(shí),掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)技術(shù)方法,在電子信息領(lǐng)域從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)技術(shù)人才。
2.培養(yǎng)規(guī)格。
(1)專業(yè)能力
具有從事信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)工程開發(fā)和設(shè)計(jì)所需要的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),可以應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理等理論解決工程中遇到的實(shí)際問題的能力;系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),掌握計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)基本方法,具有集成和應(yīng)用通信系統(tǒng)的能力,并將所學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和方法應(yīng)用于實(shí)踐;接受科學(xué)思維與科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練,具有綜合相關(guān)理論、知識(shí)與方法進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力。
(2)綜合素質(zhì)
要求具備良好的職業(yè)道德素養(yǎng)、具有良好的生活理念及進(jìn)行個(gè)人職業(yè)規(guī)劃的能力,善于與他人合作,具有良好的書面和口頭表達(dá)能力,以及基本的與人交流的能力;掌握一定的工程管理、社會(huì)學(xué)、情報(bào)交流、環(huán)境等人文知識(shí),具備工程應(yīng)用開發(fā)中所需的管理能力,具有一定的創(chuàng)新思維能力和對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的敏銳性;熟練掌握一門外語,具有聽、說、譯、寫的能力,能較熟練地閱讀外文專業(yè)文獻(xiàn);掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科技論文寫作能力;具備健全的心理和健康的體魄,具有一定的美育素養(yǎng),能夠履行建設(shè)祖國的神圣義務(wù)。
(3)專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)架
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程分為通識(shí)教育、專業(yè)教育、實(shí)踐教育和創(chuàng)新拓展(自主學(xué)習(xí))四大類模塊。
按照全面素質(zhì)教育的理念,通識(shí)教育類模塊主要由公共基礎(chǔ)課程、自然科學(xué)基礎(chǔ)課程、綜合素質(zhì)課程組成,著眼于增加學(xué)生知識(shí)的廣度與深度,使學(xué)生兼?zhèn)淙宋乃仞B(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)。
專業(yè)教育類課程體系分成三個(gè)層次:第一層次專業(yè)課程包括:高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)及C++、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、概率統(tǒng)計(jì)與隨機(jī)過程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和技術(shù)、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)和電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn);第二層次專業(yè)課程包括:微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、軟件工程(雙語)、通信原理和計(jì)算機(jī)組成原理等;第三層按物聯(lián)網(wǎng)體系劃分,物聯(lián)網(wǎng)感知和網(wǎng)絡(luò)層課程包括物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用、IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用(雙語)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)。數(shù)據(jù)管理分析及應(yīng)用層包括:云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、信息融合技術(shù)基礎(chǔ)、Web技術(shù)等課程。
實(shí)踐教育模塊包括通識(shí)教育實(shí)踐、工程訓(xùn)練、專業(yè)課程實(shí)踐、校外實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。在培養(yǎng)過程中,特別強(qiáng)調(diào)通過加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)踐教學(xué)體系包括軟件開發(fā)能力培養(yǎng)、硬件基本能力培養(yǎng)和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。軟件開發(fā)能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、軟件工程等課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及程序設(shè)計(jì)(上機(jī))、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、云計(jì)算課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。硬件基本能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和電子電路課程設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程包括:物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(雙語)等課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和兩門專業(yè)課程設(shè)計(jì)。專業(yè)課程設(shè)計(jì)I可在嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其應(yīng)用中選擇;專業(yè)課程設(shè)計(jì)II在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、通信軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上選擇。
創(chuàng)新拓展模塊是體現(xiàn)以學(xué)生為本的教育觀念、實(shí)現(xiàn)共性培養(yǎng)平臺(tái)上發(fā)揮個(gè)性化、挖掘?qū)W生潛力和特長(zhǎng),培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)。創(chuàng)新拓展模塊要求各專業(yè)學(xué)生通過各類競(jìng)賽、科技成果與授權(quán)專利、科技創(chuàng)新活動(dòng)(STITP、開放實(shí)驗(yàn)等)、論文發(fā)表、證書認(rèn)證、創(chuàng)新研修課程等。
在不斷修訂完善專業(yè)人才培養(yǎng)方案的同時(shí),南京郵電大學(xué)也在不斷創(chuàng)新舉措以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求。
1.不斷優(yōu)化課程設(shè)置,動(dòng)態(tài)更新課程。
創(chuàng)新能力來源于寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的基本素質(zhì),加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)教育的內(nèi)涵更新和外延拓展及構(gòu)建合理的課程體系非常重要。一方面,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),按照“少而精”的原則設(shè)置必修課,確保學(xué)生具備較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。另一方面,增加選修課比重,后期可以動(dòng)態(tài)地更新和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸各學(xué)科發(fā)展前沿,了解科技發(fā)展的趨勢(shì),掌握未來變化的規(guī)律。突出系統(tǒng)觀教育理念,以“強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、彰顯特色”為原則,打破與相關(guān)專業(yè)課程間的壁壘,加強(qiáng)課程與課程體系間在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合,在課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)課件、教材建設(shè)、題庫建設(shè)等方面進(jìn)行全方位的更新,逐步形成特色鮮明的專業(yè)課程群。允許并鼓勵(lì)學(xué)生在修滿規(guī)定的核心課程的基礎(chǔ)上,選修自己感興趣的課程,給予學(xué)生較大的自主選擇空間。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的最新發(fā)展形勢(shì),不斷更新公共平臺(tái)課程并增設(shè)應(yīng)用型課程。
2.完善實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式,探索開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
充分利用實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),不斷完善基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐教學(xué)、綜合實(shí)踐教學(xué)三層次有機(jī)結(jié)合并輔之以各類課外實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)體系。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)管理,加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè),加大實(shí)踐教學(xué)投入力度,改善實(shí)踐教學(xué)條件,充分調(diào)動(dòng)教師開展實(shí)踐教學(xué)的積極性,著力推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、方法與模式的改革,提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。改革和完善實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的科學(xué)評(píng)價(jià)體系,改革實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)行機(jī)制,探索開放實(shí)驗(yàn)室的管理方式和體制,完善實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)耗材的實(shí)驗(yàn)室管理體制。
積極拓寬實(shí)踐教學(xué)渠道,通過深化校企合作,加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地建設(shè),使學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)形式多樣化,在實(shí)習(xí)基地保證有固定的老師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí),聘請(qǐng)實(shí)習(xí)單位經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師為學(xué)生作現(xiàn)身說法,現(xiàn)場(chǎng)講授、現(xiàn)場(chǎng)演示。與校外企業(yè)建立合作關(guān)系,培養(yǎng)“雙師型”教師,開展產(chǎn)學(xué)研用一體化的教學(xué)形式。
3.改革和完善評(píng)價(jià)體系,建立完善的創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制。
評(píng)價(jià)是教育管理中實(shí)施控制的特殊手段,是教育管理的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)培養(yǎng)體系不利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的弊病反映在評(píng)價(jià)體系上采用簡(jiǎn)單劃一的方式,未能反映出學(xué)生的真實(shí)全面的水平和能力。對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)不僅要重視知識(shí)的全面性考查,更要重視能力(尤其是創(chuàng)新能力)的考查。考試方式多樣化,考試時(shí)間自主化,或采用非考評(píng)學(xué),通過寫專題報(bào)告、撰寫學(xué)術(shù)論文、參與科研項(xiàng)目等多種形式評(píng)學(xué)。同時(shí)建立對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新成果積極的激勵(lì)機(jī)制。
4.推進(jìn)教學(xué)方法改革,加強(qiáng)個(gè)性化教學(xué)指導(dǎo)方式。
加強(qiáng)個(gè)性化教學(xué)方式,強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式與互動(dòng)式、面向問題求解的教學(xué)方式;實(shí)施探究式、研究性教學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展,建立個(gè)性化的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制:通過課程大作業(yè)、課程設(shè)計(jì)等方式,為學(xué)生提供內(nèi)容豐富的綜合設(shè)計(jì)題目,使學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好選擇題目進(jìn)行學(xué)習(xí)。
5.打造物聯(lián)網(wǎng)典型示范應(yīng)用項(xiàng)目,構(gòu)建多維創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)。
打造物聯(lián)網(wǎng)典型示范應(yīng)用項(xiàng)目,加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的理解感知。從科研和競(jìng)賽等方面展開物聯(lián)
網(wǎng)技術(shù)相關(guān)導(dǎo)向的教學(xué)實(shí)踐,在專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練中繼續(xù)實(shí)施“導(dǎo)師制”,引導(dǎo)學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行科研訓(xùn)練;鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研課題,與教師合作進(jìn)行科學(xué)研究。發(fā)揮科研項(xiàng)目尤其是STITP項(xiàng)目的人才培養(yǎng)作用,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理中采取措施,積極鼓勵(lì)和支持大學(xué)生參與科技創(chuàng)新,為學(xué)生提供多維創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)是對(duì)理論課程教學(xué)體系的擴(kuò)展延伸,有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與學(xué)習(xí)熱情。
6.深化與物聯(lián)網(wǎng)科技園合作,協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。
與物聯(lián)網(wǎng)科技園緊密合作,充分利用南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)科技園大學(xué)生創(chuàng)新苗圃項(xiàng)目,一方面可以與園內(nèi)企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目對(duì)接合作,另一方面加強(qiáng)對(duì)學(xué)生園內(nèi)自主創(chuàng)業(yè)的支持。鼓勵(lì)更多學(xué)生參加3S杯全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用“三創(chuàng)”大賽等相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽,培養(yǎng)學(xué)生的工程化意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)能力,充分利用我校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心相關(guān)優(yōu)勢(shì)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的不斷深入,社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)人才的需求也會(huì)出現(xiàn)變化,因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式也是動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程。只有不斷探索培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的途徑和方法,不斷更新改革物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和管理體制與運(yùn)行機(jī)制,才能為國家為地方輸送物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。
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