物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與教學體系研究

陳志 王賾

【摘要】本文闡述了我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與教學體系方面探索與研究的成果，主要從人才培養(yǎng)目標、專業(yè)課程體系和實踐教學體系等幾個方面進行了詳細介紹。

【關鍵詞】專業(yè)建設 人才培養(yǎng) 課程體系 實踐教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0212-01

物聯(lián)網(wǎng)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，人才需求與缺口巨大。國內高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的開設時間較短，專業(yè)建設經(jīng)驗積累較少，急需對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與教學體系進行研究。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)于2011年經(jīng)教育部批準設立，由計算機科學與軟件學院負責具體專業(yè)建設與人才培養(yǎng)工作?，F(xiàn)就專業(yè)建設的相關內容進行以下闡述。

一、人才培養(yǎng)目標

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)前承計算機、通信與網(wǎng)絡、電子等傳統(tǒng)信息學科，銜接移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能嵌入式設備等新興技術學科，體現(xiàn)出“學科復雜交叉，技術高度集成，應用綜合廣泛”的特征。在充分研究了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色和計算機類學院開辦該專業(yè)的優(yōu)勢與特色的前提下，將該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標定位為：培養(yǎng)掌握數(shù)學等相關自然科學基礎知識以及物聯(lián)網(wǎng)相關的計算機、網(wǎng)絡、傳感和軟件工程方面的基本理論、基本知識、基本技能和基本方法，具有較強的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成與應用開發(fā)能力和良好外語運用能力，能夠在工業(yè)生產(chǎn)、商貿流通、民生服務等領域中從事物聯(lián)網(wǎng)相關技術的研發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)、管理與維護等工作的高級工程技術人才。

通過研究與制定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，逐步發(fā)現(xiàn)并總結出4個專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求，即知識要求、能力要求、素質要求和職業(yè)素養(yǎng)要求。在制定和實施人才培養(yǎng)方案過程中重點圍繞這4個方面進行。

1.知識要求

掌握英語、數(shù)學和計算機科學與技術等方面的基本理論和基本知識，具有扎實的自然科學基礎、較好的外語綜合能力，掌握計算機網(wǎng)絡、傳感器技術、無線通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等的基本知識和基本技能，具有較寬廣的專業(yè)知識面，較強的工作適應能力。掌握本專業(yè)所需的計算機、軟件、通信與網(wǎng)絡相關學科的基本理論和基本知識，系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)技術領域的基本理論、基本知識，掌握物聯(lián)網(wǎng)感知與標識的基本理論與技術、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術；掌握數(shù)據(jù)傳輸與安全技術；掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的硬件、軟件設計和開發(fā)知識。

2.能力要求

具備進行物聯(lián)網(wǎng)設備的使用、設計和制造能力，具有典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的維護和管理能力，具備較好的軟件編程能力以及網(wǎng)絡系統(tǒng)分析、設計能力，有從事物聯(lián)網(wǎng)相關軟硬件產(chǎn)品的開發(fā)能力，具備在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其應用方面進行設計、集成與研發(fā)的能力；有獲取最新科學技術知識和信息的能力；能夠熟練閱讀英文專業(yè)科技文獻、并運用英語進行溝通和交流的能力；了解相關的技術標準，具有一定的國際視野和跨文化的交流、競爭與合作的能力。

3.素質要求

了解物聯(lián)網(wǎng)的理論前沿、應用前景和最新發(fā)展動態(tài)，具有獲取新知識的基本能力，了解國家科學技術政策、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策、知識產(chǎn)權、網(wǎng)絡安全等方面的法律、法規(guī)，具有高度的社會責任感，具有全球視野及可持續(xù)發(fā)展理念；具有鍥而不舍、追求真理的精神。

4.職業(yè)素養(yǎng)要求

職業(yè)素養(yǎng)包括：職業(yè)認知、職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)劃能力。了解從事物聯(lián)網(wǎng)相關行業(yè)的技能要求、工作內容，行業(yè)規(guī)范和章程，及發(fā)展遠景等內容。職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和養(yǎng)成，對于學生本身，行業(yè)和全社會健康和可持續(xù)發(fā)展都有重大的意義。

為實現(xiàn)上述專業(yè)人才培養(yǎng)目標，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)模式采取“寬口徑、厚基礎、重實踐”的理念與方式。所謂“寬口徑”是指專業(yè)領域畢業(yè)生既具備服務管理機構、服務產(chǎn)業(yè)所需求的知識結構和能力，又能夠勝任相關產(chǎn)品研發(fā)的工作。“厚基礎”是指建立公共基礎課、學科基礎課、專業(yè)基礎課、公共選修課、基礎教育平臺的基礎知識結構?！爸貙嵺`”體現(xiàn)在增加本專業(yè)學生的實驗、實習的時間和機會，鼓勵動手實踐，理論應用于實際，解決企業(yè)和社會的實際問題。

二、專業(yè)課程體系

對物聯(lián)網(wǎng)工程技術體系與層次化認知是課程體系建設的前提和基礎。專業(yè)課程建設首先研究物聯(lián)網(wǎng)技術體系和關鍵技術，對物聯(lián)網(wǎng)技術體系進行層次化建模與分析，按照自底向上方式建立對應的層次化認知模型，完成物聯(lián)網(wǎng)理論與技術的層次化漸進式的認知方案的設計，建立分階段的認知能力評價標準作為認知里程碑。抓住能夠體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色的專業(yè)核心課和實踐環(huán)節(jié)作為課程體系建設的突破口，重點建立了分層次的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群和具備頂層設計的實踐教學體系。

我們以《普通高校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹（2012年）》和教育部高等學校計算機科學與技術專業(yè)教學指導分委員會對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系與課程體系的規(guī)范為依據(jù)，參照培養(yǎng)目標和培養(yǎng)要求，確定了專業(yè)核心課程及主要實踐性教學環(huán)節(jié)，并根據(jù)課程與實踐內容的內在邏輯劃分為4個專業(yè)課群組，與物聯(lián)網(wǎng)技術體系的各個層次形成對應關系：硬件平臺類課程（感知層）、通信網(wǎng)絡類課程（網(wǎng)絡層）、數(shù)據(jù)處理類課程（公共管理層）、應用開發(fā)類課程（應用層）。各課程群組中的具體課程與實踐環(huán)節(jié)如下：

？誗硬件平臺類：微機原理與接口技術（45學時）、傳感器節(jié)點與RFID技術（45學時）、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用（45學時）、物聯(lián)網(wǎng)感知綜合課程設計、嵌入式系統(tǒng)綜合課程設計。

？誗通信網(wǎng)絡類：計算機網(wǎng)絡（60學時）、物聯(lián)網(wǎng)通信技術（30學時）、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術（30學時）、異構網(wǎng)絡互聯(lián)與融合（30學時）應用網(wǎng)絡程序分析與設計實習，物聯(lián)網(wǎng)傳輸綜合課程設計。

？誗數(shù)據(jù)處理類：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術（45學時），物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理課程設計、云計算與云存儲技術（45學時）、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術（30學時）、物聯(lián)網(wǎng)安全與管理課程設計。

？誗應用開發(fā)類：面向對象程序設計（45學時）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理（45學時）物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)技術（45學時），物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)分析（30學時）、面向對象程序設計課程設計、數(shù)據(jù)庫課程設計、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)課程設計、物聯(lián)網(wǎng)綜合應用設計。

在實踐教學環(huán)節(jié)上強調頂層設計，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的知識層次對實踐環(huán)節(jié)的內容進行梳理，將各個實踐課程打造成一個有機整體，如圖所示，使得學生逐步完成對硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的實踐，最終完成一個綜合性的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計、集成與開發(fā)實踐。取得了良好的效果。

經(jīng)過4年的實踐，2012級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學生已經(jīng)順利畢業(yè)，踏上新的工作或學習崗位，專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系在教學過程中取得了良好的效果。人才培養(yǎng)質量得到社會認可。