應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)探索

杜飛

摘要：今天，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的各行業(yè)開花結(jié)果，從工業(yè)到農(nóng)業(yè)，從物流到家居，都有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)，提出根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃以及本地農(nóng)業(yè)、工業(yè)等具體實(shí)際情況，選擇某個行業(yè)的某個具體應(yīng)用方向，作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)思路。

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

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）22-0100-02

物聯(lián)網(wǎng)的概念自1999年由麻省理工學(xué)院提出到現(xiàn)在，已將近20年，它甚至被視為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三次浪潮，世界各國都投入巨資深入研究探索，并啟動了諸如“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”等戰(zhàn)略規(guī)劃。2009年，時任國家總理溫家寶在視察中國科學(xué)院嘉興無線傳感網(wǎng)工程中心無錫研發(fā)分中心的時候，也做出了建設(shè)我國物聯(lián)網(wǎng)的指示。

教育部在2010年下發(fā)了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的通知，一時間眾多高校爭相申報。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及的領(lǐng)域非常廣泛，很多工科專業(yè)，都可以找到和物聯(lián)網(wǎng)相交叉關(guān)聯(lián)的地方，這往往導(dǎo)致很多院校在設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的時候，沒有明確的定位，培養(yǎng)出來的學(xué)生也成為知道的很多，但都不精通的“萬精油”。如何培養(yǎng)出生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺的應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，是很多高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)負(fù)責(zé)人都在思索的課題。鑒于此，本文拋磚引玉，簡單討論應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一些建設(shè)思路，可供參考。

1 選定適合本地特色的行業(yè)作為專業(yè)背景

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從物流管理，到安保監(jiān)控；從現(xiàn)代工業(yè)，到精細(xì)農(nóng)業(yè)，再到水產(chǎn)養(yǎng)殖，都有廣闊的用武之地。雖然從整個物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)來看，不同行業(yè)的應(yīng)用之間還是有很大的共同點(diǎn)，然而這些行業(yè)應(yīng)用的很多技術(shù)跨度往往都非常大；不同行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)，對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才要求也有非常巨大的差別。要讓經(jīng)過短短四年時間學(xué)習(xí)的本科畢業(yè)生，能適應(yīng)眾多行業(yè)內(nèi)企業(yè)的需求，幾乎是不可能完成的任務(wù)。因此，選擇一個或兩個適合本地特色的行業(yè)作為專業(yè)發(fā)展背景，重點(diǎn)學(xué)習(xí)和該行業(yè)相關(guān)聯(lián)的專業(yè)課程，是應(yīng)用型本科院校建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一個思路。

高校在選擇行業(yè)作為發(fā)展背景的時候，可以結(jié)合國家和地方的發(fā)展規(guī)劃，主動和未來的發(fā)展方向看齊。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)本身的三層體系結(jié)構(gòu)：感知層、傳輸層、應(yīng)用層，也構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)技術(shù)人才的三個發(fā)展方向。因此，高?？梢愿鶕?jù)自身的師資力量以及辦學(xué)軟硬件條件，選擇某個專業(yè)方向作為突破口，重點(diǎn)培養(yǎng)該方向的應(yīng)用型人才，這樣也可以讓專業(yè)老師找到科研的聚焦點(diǎn)。

具體從四川的特點(diǎn)來說，四川是一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，川西也有豐富的林業(yè)資源和旅游資源，但是地質(zhì)災(zāi)害也較為頻繁。因此農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)監(jiān)測，都可以作為很好的行業(yè)背景。同時隨著人們生活水平的提高，對于高端水果的需求也越來越高，而成都周邊有很多水果種植基地；川南的攀枝花、西昌由于日照充分，更是很好的芒果、木瓜、石榴等熱帶水果生產(chǎn)基地。同時，四川還是很多名貴中藥材的傳統(tǒng)種植基地，比如川芎、川貝母、天麻、川烏、杜仲等。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到這些高端種植業(yè)上，可以方便地進(jìn)行精細(xì)化管理，降低種植業(yè)的勞動強(qiáng)度和對勞動力的需求，減少化學(xué)肥料以及灌溉用水量，同時提高產(chǎn)成品品質(zhì)，增加產(chǎn)量。因此種植行業(yè)也是一個很好的可選背景行業(yè)。

另一方面，從院校的實(shí)際情況出發(fā)，可以選擇行業(yè)的應(yīng)用集成，作為物聯(lián)網(wǎng)的切入點(diǎn)，重點(diǎn)進(jìn)行行業(yè)相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)、集成。也可以選擇感知技術(shù)的某一類具體應(yīng)用，集中攻克當(dāng)前行業(yè)應(yīng)用中的問題。目前對于感知技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域研究主要集中在RFID的安全問題、批量訪問問題等。

2 建立跨院系的、校企結(jié)合的師資隊(duì)伍

師資隊(duì)伍建設(shè)從來都是一個專業(yè)建設(shè)成敗的關(guān)鍵。而物聯(lián)網(wǎng)作為一個跨越很多專業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)，它的技術(shù)體系就決定了必須依靠跨院系的團(tuán)隊(duì)才能建設(shè)好師資隊(duì)伍。目前大部分高校，通常劃分有計(jì)算機(jī)院系、通訊院系、電子電氣院系，從物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)果來說，它的感知層，涉及眾多傳感器設(shè)備，包括新型的數(shù)字傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)，還有目前研究的比較熱門的可以精確測試某些化學(xué)成分的各種化學(xué)傳感器，這些在傳統(tǒng)上往往是電子電氣院系的研究領(lǐng)域；而就物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層而言，它包括各種短距離、長距離的可靠信息傳輸，也包括建立局域網(wǎng)絡(luò)以及傳輸中的安全問題，這通常是通訊院系所擅長的領(lǐng)域；而在收集到足夠多的信息后，加工提煉總結(jié)得出結(jié)論，或者存儲到數(shù)據(jù)庫中，或者展示在控制中心，這時候就需要開發(fā)在控制端運(yùn)行的應(yīng)用程序，這往往是計(jì)算機(jī)院系更擅長的?？梢钥闯?，要建設(shè)好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的師資隊(duì)伍，必須建立一個跨院系的團(tuán)隊(duì)，通力合作才能達(dá)到目標(biāo)。一般說來，師資團(tuán)隊(duì)中應(yīng)該包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、無線有線通信、信號信息處理、人工智能、工業(yè)電氣自動化這些專業(yè)的人才，通過多專業(yè)的融合，不斷豐富課程教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)不同專業(yè)的人才知識面的拓展。

另一方面，高校教師，很多都是應(yīng)屆碩士或者博士畢業(yè)后直接到學(xué)校任教，他們的優(yōu)勢在于知識結(jié)構(gòu)體系全面，學(xué)術(shù)水平較高；但由于他們工作后的更多精力往往投入在理論研究中，因此和企業(yè)技術(shù)人員相比較而言，他們?nèi)鄙俟こ虒?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且對于行業(yè)應(yīng)用的實(shí)際現(xiàn)狀也不太了解。因此，對于物聯(lián)網(wǎng)這種應(yīng)用型學(xué)科來說，建立校企合作平臺，通過兼職或者專職的方式，引入企業(yè)優(yōu)秀工程技術(shù)人員充實(shí)到師資隊(duì)伍，同時積極引導(dǎo)在校教師參與企業(yè)的科研項(xiàng)目，通過培訓(xùn)、掛職、橫向技術(shù)合作等方式，提高他們的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，拓展專業(yè)領(lǐng)域視野，就尤為重要。尤其是對于實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，更應(yīng)該首先選擇企業(yè)工程人員擔(dān)任指導(dǎo)老師。

3 選擇和行業(yè)背景以及地方經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的專業(yè)核心課程

從課程體系的角度來說，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程可以劃分為基本素養(yǎng)、基本技能技術(shù)、專業(yè)技能技術(shù)、綜合技能技術(shù)這樣幾個層次。構(gòu)建課程體系的時候應(yīng)充分考慮行業(yè)的應(yīng)用方向與應(yīng)用領(lǐng)域，并與行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的企業(yè)進(jìn)行溝通合作，根據(jù)行業(yè)發(fā)展方向和企業(yè)實(shí)際需要，并結(jié)合自身的軟硬件辦學(xué)條件，做出實(shí)時的調(diào)整。具體到四川地區(qū)的實(shí)際情況，可以重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及地質(zhì)監(jiān)測行業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)感知研究方向、應(yīng)用開發(fā)以及系統(tǒng)集成兩個方向上。

其中物聯(lián)網(wǎng)感知方向的專業(yè)核心課程包括：電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路基礎(chǔ)、傳感與檢測技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、射頻識別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)。而在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)與集成方向，專業(yè)核心課程包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、ZigBee技術(shù)、信息安全、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、web技術(shù)。此外，也可以考慮物聯(lián)網(wǎng)的管理與服務(wù)方向，該方向的核心課程包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、web技術(shù)、外包管理、工程經(jīng)濟(jì)。除上面這些核心課程外，還可以根據(jù)具體的行業(yè)背景，開設(shè)一到兩門行業(yè)相關(guān)的選修課。比如物流管理、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

除了以上課程的學(xué)習(xí)外，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況開設(shè)一些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。實(shí)訓(xùn)尤其要注意和行業(yè)企業(yè)的實(shí)際研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)需求相結(jié)合，最好能派出學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。但是也要注意，集中派出學(xué)生到企業(yè)實(shí)訓(xùn)時，由于企業(yè)有自己排好的生產(chǎn)、研發(fā)計(jì)劃，他們擔(dān)心對于學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)會延誤他們的研發(fā)計(jì)劃，或者影響他們的生產(chǎn)，因此對于培訓(xùn)學(xué)生并沒有很高的積極性，因此學(xué)生到企業(yè)實(shí)訓(xùn)，很多時候都只是簡單的觀看，實(shí)際動手的機(jī)會很少；而對于自行聯(lián)系實(shí)訓(xùn)單位的分散實(shí)習(xí)學(xué)生來說，學(xué)校無法對他們進(jìn)行必要的監(jiān)督管理和考核。這些都會極大的降低實(shí)踐教學(xué)的效果。怎樣提高實(shí)訓(xùn)企業(yè)的積極性，并對實(shí)訓(xùn)效果進(jìn)行考核考查和評估，最終使學(xué)生能在實(shí)訓(xùn)中真正學(xué)到技能，目前也還是一個亟待探索的問題。

同時由于物聯(lián)網(wǎng)是一個跨多學(xué)科的應(yīng)用，我們在建設(shè)課程體系的時候，還應(yīng)該注意網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)。我們雖然建立了跨院系的教師團(tuán)隊(duì)，但通常說來，高校的學(xué)生還是歸口于某具體院系管理，而物聯(lián)網(wǎng)涉及的諸多學(xué)科專業(yè)，其中的每一個，其實(shí)都可以作為學(xué)生的發(fā)展方向。而當(dāng)學(xué)生想要進(jìn)一步加強(qiáng)在他感興趣的某個專業(yè)方向上的學(xué)習(xí)時，最方便就是借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。因此我們還應(yīng)該積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)，搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，建立起多維度的教學(xué)通道，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)共享。

4 和本校自身專業(yè)定位相符合的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

作為應(yīng)用型本科院校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)主要鍛煉學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的組網(wǎng)、安裝、調(diào)試、售后維修、技術(shù)支持等相關(guān)聯(lián)的能力。因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)訓(xùn)為主。其中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該包括條碼掃描儀、RFID射頻讀寫實(shí)驗(yàn)箱、ZigBee/藍(lán)牙傳輸實(shí)驗(yàn)設(shè)備、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱等感知和短距離傳輸設(shè)備。而綜合實(shí)驗(yàn)平臺，可以根據(jù)選定的行業(yè)背景，選用一些綜合性的、可以構(gòu)建仿真從信號感知采集到數(shù)據(jù)的有線無線傳輸，再到系統(tǒng)具體應(yīng)用的整體仿真平臺，比如智能家居應(yīng)用平臺、智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用開發(fā)仿真平臺、智能交通應(yīng)用開發(fā)平臺。一般說來，所選用的綜合平臺，要具有豐富的硬件接口以方便后期的升級；同時應(yīng)能支持網(wǎng)關(guān)、手機(jī)等多種管理服務(wù)平臺以及支持手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)，并要提供完整的代碼和文檔，以方便學(xué)生進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)訓(xùn)。

另一方面，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的時候，還應(yīng)該考慮滿足學(xué)生參加設(shè)計(jì)大賽的需要。參加行業(yè)內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽，是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的重要方法和手段，可以顯著提高學(xué)生對專業(yè)的興趣和實(shí)際動手能力；同時對于指導(dǎo)老師也是一種積極的鍛煉，可以起到豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍教學(xué)氣氛，提高教學(xué)效果的作用。

5 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是為國家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需高素質(zhì)專門人才的培養(yǎng)而誕生的新專業(yè)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架、應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合地方具體實(shí)際，校企合作，培養(yǎng)出真正有市場價值，能解決企業(yè)實(shí)際問題人才，是應(yīng)用型本科院校進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的一個值得考慮的著力點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王海龍，張書欽，劉衛(wèi)光.物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)研究與探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2015（2）.

[2] 魏小銳，李陽蘋，趙維佺等.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（2）.

[3] 武奇生，劉盼芝.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4] 李朱峰.高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初探[D].北京師范大學(xué)，2010（7）.