地方轉(zhuǎn)型本科高校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案研究

吳有龍 徐楠 于繼明 楊忠

摘要：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，具有廣泛的應(yīng)用前景，迫切需求大批量的高素質(zhì)人才。目前很多高校已經(jīng)設(shè)立了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，但基本都處于前期建設(shè)階段，缺乏一套完整的人才培養(yǎng)方案。以金陵科技學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)為例，首先闡述物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)設(shè)置背景和當(dāng)前形勢(shì)，然后借鑒相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案經(jīng)驗(yàn)，分析了地方院校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)必要性和可行性，最后從物聯(lián)網(wǎng)信息感知、物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)信息處理和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用四個(gè)方向上探討了物聯(lián)網(wǎng)人才課程體系與實(shí)踐教學(xué)體系改革方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；人才培養(yǎng)；課程體系；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）19-0067-02

一、研究背景

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)感知識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，能實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備與系統(tǒng)間的信息交換和通信，被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新一次浪潮，在未來(lái)將被廣泛地應(yīng)用于物流、交通、電網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及軍事等領(lǐng)域，形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈[1，2]。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，2013年德國(guó)推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，2015年中國(guó)提出了中國(guó)制造2025規(guī)劃，都要求充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)化革命中的優(yōu)勢(shì)。

2011年，南京市重點(diǎn)打造一谷兩園，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中國(guó)軟件名城，向世界軟件名城邁進(jìn)。金陵科技學(xué)院積極落實(shí)南京科技九條，配合政府努力向南京軟件科技大學(xué)邁進(jìn)。金陵科技學(xué)院目前信息技術(shù)學(xué)院以良好的辦學(xué)條件及優(yōu)良的教學(xué)質(zhì)量贏得南京地區(qū)的贊賞，培養(yǎng)了大批應(yīng)用型人才。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的背景下，密切結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)和南京經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，整合校內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)資源，從物聯(lián)網(wǎng)人才需求角度出發(fā)，明確專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向，推進(jìn)教學(xué)改革，探討科學(xué)合理的人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。2012年，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)正式進(jìn)入金陵科技學(xué)院人才培養(yǎng)體系中，足以說(shuō)明地方對(duì)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的重視和新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的迫切性。市屬高校的辦學(xué)力量相對(duì)薄弱，學(xué)科設(shè)置還不夠完善，這對(duì)于綜合性極強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的挑戰(zhàn)。金陵科技學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)目前尚無(wú)本科畢業(yè)生，其師資隊(duì)伍、人才培養(yǎng)方案、課程教材、實(shí)驗(yàn)室、校企合作平臺(tái)建設(shè)尚處于前期建設(shè)階段。因此，金陵科技學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案研究勢(shì)在必行，必須結(jié)合交叉學(xué)科特點(diǎn)進(jìn)行理論研究和實(shí)踐構(gòu)建。

二、地方物聯(lián)網(wǎng)人才需求現(xiàn)狀分析

2012年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心在南京成立，總部設(shè)在南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)科技園。中心下設(shè)智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通物流、智慧節(jié)能環(huán)保、智慧礦山、智慧醫(yī)藥護(hù)理、智慧家居安防等六個(gè)分中心，包括物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、信息安全等三個(gè)支撐平臺(tái)。該中心的建立，加速了南京地區(qū)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)人才的需求，據(jù)教育部信息中心相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才需求不僅缺口大，其專(zhuān)業(yè)人才在各個(gè)行業(yè)上分布不均衡。

南京軟件谷下一步將大力發(fā)展下一代移動(dòng)通信、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市、信息安全等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，加快建設(shè)下一代移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)園、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園、信息安全產(chǎn)業(yè)園等一批特色園區(qū)，努力建成中國(guó)第一軟件產(chǎn)業(yè)基地，建成名副其實(shí)的中國(guó)軟件名城，逐步打造成世界軟件名城。

面對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)面臨著良好的發(fā)展機(jī)遇，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)提出了巨大的挑戰(zhàn)。金陵科技學(xué)院在人才培養(yǎng)上，要重視對(duì)地方產(chǎn)業(yè)人才需求的調(diào)研和分析，積極調(diào)整專(zhuān)業(yè)方向和培養(yǎng)模式，充分利用現(xiàn)有的信息技術(shù)學(xué)院多年辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，使培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的基本理論與實(shí)踐技能，具有創(chuàng)新意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力和突出的實(shí)踐應(yīng)用能力，能進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用服務(wù)工作、成為服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型高級(jí)工程人才。

三、物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案

物聯(lián)網(wǎng)是近年興起的新一代信息技術(shù)，跨越多個(gè)一級(jí)學(xué)科，具有創(chuàng)新型、應(yīng)用型和復(fù)合型等鮮明的特點(diǎn)[3]。金陵科技學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)，熟練掌握物聯(lián)網(wǎng)基本理論、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成、軟硬件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，具有良好的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等基本理論，具有工程基礎(chǔ)厚、自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、創(chuàng)新性突出的高級(jí)工程人才。

（一）依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)，明確專(zhuān)業(yè)方向

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容復(fù)雜、形式多樣，根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用的原則，可將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為四個(gè)邏輯層：①感知識(shí)別層，即以射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器、二維碼等智能終端設(shè)備為主，實(shí)現(xiàn)物的識(shí)別；②網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層，即通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；③管理服務(wù)層，即通過(guò)高性能計(jì)算和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理和處理；④技術(shù)應(yīng)用層，即利用現(xiàn)有的智能終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。由于每個(gè)層次內(nèi)容都比較豐富，知識(shí)面范圍覆蓋廣，讓學(xué)生在本科階段深入學(xué)習(xí)所有內(nèi)容是比較困難的。因此，合理的人才培養(yǎng)方案應(yīng)該是在讓學(xué)生全面了解物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)所涉及的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用、安全與商業(yè)模式等整體知識(shí)體系，同時(shí)選擇一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向來(lái)深入展開(kāi)學(xué)習(xí)與實(shí)踐。根據(jù)上述分析結(jié)論，可以從四個(gè)專(zhuān)業(yè)方向上來(lái)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行劃分。

1.物聯(lián)網(wǎng)信息感知方向。這個(gè)方向?qū)?yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)中的感知識(shí)別層，掌握的知識(shí)范圍包括：計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、微電子機(jī)械技術(shù)、視頻識(shí)別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。

2.物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)方向。這個(gè)方向?qū)?yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層，掌握的知識(shí)范圍包括：網(wǎng)絡(luò)管理、無(wú)線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理、多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。

3.物聯(lián)網(wǎng)信息處理方向。這個(gè)方向?qū)?yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)中的管理服務(wù)層，掌握的知識(shí)范圍包括：大規(guī)模異構(gòu)數(shù)據(jù)處理、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、并行計(jì)算技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。

4.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方向。這個(gè)方向?qū)?yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)中的技術(shù)應(yīng)用層，掌握的知識(shí)范圍包括：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)關(guān)鍵、應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)關(guān)鍵、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)以及新型服務(wù)模式等。

以上四個(gè)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)上既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。其獨(dú)立性體現(xiàn)在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置上根據(jù)各自方向來(lái)確定，其聯(lián)系性體現(xiàn)在共用同樣的基礎(chǔ)課程平臺(tái)。

（二）構(gòu)建專(zhuān)業(yè)課程

目前，國(guó)內(nèi)高校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)建設(shè)時(shí)間還比較短，專(zhuān)業(yè)建設(shè)具有探索性和不確定性，其技術(shù)與應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展。因此，一方面應(yīng)該保障教學(xué)體系具有相對(duì)的穩(wěn)定性，另一方面在教學(xué)內(nèi)容上需要不斷動(dòng)態(tài)地更新，必須跟隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)。將專(zhuān)業(yè)課程分四大部分，包括：公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)方向課程。

1.公共基礎(chǔ)課程可設(shè)置為思想政治、大學(xué)英語(yǔ)、高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、大學(xué)物理、大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、體育和通識(shí)教育方面的課程等。

2.學(xué)科基礎(chǔ)課程可設(shè)置為微機(jī)原理、程序設(shè)計(jì)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與模擬電路、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信和電工與電子學(xué)等。

3.專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程可設(shè)置為物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)M2M開(kāi)發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等。

4.專(zhuān)業(yè)方向課程根據(jù)上述四個(gè)專(zhuān)業(yè)方向來(lái)確定。信息感知方向?qū)I(yè)課程可設(shè)置為：二維碼、視頻識(shí)別技術(shù)原理與技術(shù)、信息安全、無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等；傳輸網(wǎng)絡(luò)方向?qū)I(yè)課程可設(shè)置為：無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星導(dǎo)航原理與應(yīng)用、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、Zigbee技術(shù)與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析等；信息處理方向?qū)I(yè)課程可設(shè)置為：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘?qū)д?、云?jì)算與大數(shù)據(jù)、高級(jí)程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)、軟件工程等；技術(shù)應(yīng)用方向?qū)I(yè)課程可設(shè)置為：高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、算法分析與設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、終端開(kāi)發(fā)技術(shù)與應(yīng)用、軟件質(zhì)量保證與測(cè)試、人工智能、操作系統(tǒng)以及多媒體技術(shù)等。

上述課程的設(shè)置僅僅是目前的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程構(gòu)建的建議，其教學(xué)內(nèi)容必須跟隨物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生知識(shí)體系才能跟上時(shí)代的步伐。

（三）開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

地方本科院校的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不多，投入的資金不足，現(xiàn)代化水平較低，為此需加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。一方面利用學(xué)校信息技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室資源，依托現(xiàn)有師資力量自主開(kāi)發(fā)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，投入專(zhuān)項(xiàng)資金提升實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代化水平，以增強(qiáng)教師對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的掌控力，滿(mǎn)足教學(xué)和科研的需要；另一方面，積極建立同物聯(lián)網(wǎng)校企合作，共建實(shí)踐教學(xué)基地，企業(yè)提供技術(shù)和設(shè)備等，負(fù)責(zé)教師相關(guān)課程培訓(xùn)和部分實(shí)踐類(lèi)課程的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)，而學(xué)校提供場(chǎng)地，比如與新大陸、遠(yuǎn)望谷、中興等簽訂合作議，促進(jìn)雙方之間人才、設(shè)備、資金、技術(shù)的資源共享，達(dá)到校企互利雙贏的目的。

四、研究展望

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興的專(zhuān)業(yè)正式進(jìn)入金陵科技學(xué)院的人才培養(yǎng)方案中，不但是國(guó)家發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的巨大體現(xiàn)，也是南京市政府的迫切需求，同時(shí)更是國(guó)家在人才培養(yǎng)策略上做出及時(shí)反映的重大舉措。為培養(yǎng)適應(yīng)戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才，本文從物聯(lián)網(wǎng)信息感知、傳輸網(wǎng)絡(luò)、信息處理以及技術(shù)應(yīng)用四個(gè)方向上探討了物聯(lián)網(wǎng)人才課程體系與實(shí)踐教學(xué)體系改革方面的內(nèi)容。通過(guò)金陵科技學(xué)院相關(guān)專(zhuān)業(yè)多年辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)和良好的辦學(xué)條件，探索人才培養(yǎng)策略，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同教學(xué)環(huán)境，強(qiáng)化工程實(shí)踐，突顯自身的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)高校物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)建設(shè)，為其他同類(lèi)高校的相關(guān)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和改革提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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