物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐課程建設(shè)

蔡靖

摘要：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一門新興的專業(yè)，目前還處在摸索發(fā)展的過程中，這門專業(yè)的設(shè)立旨在培養(yǎng)更多掌握網(wǎng)絡(luò)專業(yè)性的學(xué)生，緊跟時代大潮，為國家建設(shè)做出貢獻。該文分析了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展以及其培養(yǎng)目標(biāo)和定位，就物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐課程建設(shè)提出了建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；實踐課程

物聯(lián)網(wǎng)是由麻省理工學(xué)院自動標(biāo)識中心于1999年提出，是指通過傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等識別系統(tǒng)，把物體和物聯(lián)網(wǎng)連接起來，從而實現(xiàn)智能識別、跟蹤、定位、管理等目的。2009年8月溫家寶總理在無錫考察中科院時，明確提出要求盡快建立起中國傳感信息中心，即“感知中國”的中心。物聯(lián)網(wǎng)的大量引用到生活中可以方便生活，增加工作效率。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，對我國的發(fā)展也激起了挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的設(shè)立就是加強人才方面的競爭，大力培養(yǎng)這方面的人才，加強我國未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。

1物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)

近年來物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興競爭行業(yè)，得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，其利用范圍較大，廣泛應(yīng)用于環(huán)境、產(chǎn)業(yè)以及生活等方面，其中最具代表性的要數(shù)物流行業(yè)、環(huán)境監(jiān)控、食品安全以及綠色節(jié)能。當(dāng)前我國有超過1600家企業(yè)從事傳感器的研發(fā)制造，市場規(guī)模超過900億元。當(dāng)然在去全球范圍下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)科技的大潮下，物聯(lián)網(wǎng)方面的人才緊缺就亟待解決。

在教育部頒布的首批新興戰(zhàn)略專業(yè)中，申報物聯(lián)網(wǎng)工程的高校就高達700多所，其中包括武漢大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等211、985這類高等院校。物聯(lián)網(wǎng)工程是一門工科專業(yè)，也是一個交叉學(xué)科，是多個學(xué)科的融合，其中包括計算機技術(shù)與科學(xué)、檢測與自動化以及信息與通信工程等。

物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，以下是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的理論層次。

2物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)定位以及培養(yǎng)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為一個產(chǎn)業(yè)新興專業(yè)，其繁榮發(fā)展需要大量精通互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的人才。對學(xué)習(xí)這各專業(yè)的學(xué)生素質(zhì)也有著更高的要求。我國把物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)列為五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)具有產(chǎn)業(yè)鏈長的特點，物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)代的發(fā)展也對學(xué)習(xí)該專業(yè)的畢業(yè)學(xué)生有著較大的影響。

1）本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生要求德智體全面的發(fā)展。具備扎實的計算機科學(xué)技術(shù)、射頻與微波技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論和技術(shù)等，能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的理論知識科學(xué)方法和實踐技能，并且具備在本專業(yè)的領(lǐng)域的創(chuàng)新知識以及較強的實踐能力。

2）物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)人才的基本理念是“夯實基礎(chǔ)，注重實踐”。例如完成一個低頻放大器的實驗，學(xué)生必須記住所有可能用到的公式，基爾霍定律、諾頓定律等等，還要掌握一些基本的操作和測量方法，交直流電的測量、放大器的頻率等；還要掌握一些儀器的使用方法，電流表、示波器、頻率計、毫伏表等。只有學(xué)生在這些基本原理都掌握的時候才能正確地完成一個實驗。或者也可以說，學(xué)生是通過實驗夯實這些書本上的理論知識。

3）本專業(yè)的項目工程也需要團隊合作精神。以軟件開發(fā)工程為例來講，其中的通信協(xié)議接口非常重要，以及軟件開發(fā)工具、軟件測試等這些基礎(chǔ)理論知識都非常重要，由于工作量大，軟件的規(guī)模龐大，單個技術(shù)人員的能力又有限，并非由一個人就可以單獨完成，這個時候就需要技術(shù)人員之間相互的協(xié)助。團隊的分工協(xié)作已經(jīng)成為了當(dāng)今軟件開發(fā)和物流網(wǎng)工程產(chǎn)業(yè)的主流，但是這門專業(yè)的團隊并不是單純的人員增多，而是各司其職，每個人尤其自身的任務(wù)，分工合作（例如計算、分析、管理以及測試等工作）。例如學(xué)生在學(xué)習(xí)Protel，AUTOCAD等這些基礎(chǔ)應(yīng)用軟件時，就可以讓他們分成小組，安排組長，組長負責(zé)分配任務(wù)，分別負責(zé)理論和實踐這兩部分，當(dāng)每個小組完成任務(wù)再聚集一起共同探討。

4）本專業(yè)需要學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是每個教育工作者對學(xué)子的基本要求，學(xué)以致用舉一反三在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)也同樣需要，例如在學(xué)習(xí)傳感器原理以及應(yīng)用時，學(xué)生除了要掌握SSPD（自掃描光電二極管陣列）和CCD（電荷耦合器件）等這些基礎(chǔ)知識，還要了解它們在生活中的應(yīng)用，例如數(shù)碼攝像機以及指紋機就是利用了CCD，更重要的是學(xué)生要學(xué)會創(chuàng)新，將學(xué)到的這些基本理論遷移到生活，發(fā)明能夠幫助簡便生活的東西。

3物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐建設(shè)策略

當(dāng)前高等教育必須把學(xué)生的能力培養(yǎng)放在首位，而在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)上的表現(xiàn)就是要體現(xiàn)出其綜合性、多樣性和工程性。以下是對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐建設(shè)策略提出的幾點意見和探討。

3.1專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及應(yīng)用設(shè)計出適合學(xué)生的教學(xué)模式，找到本課程的教育方針。例如在學(xué)生大一時，主要開設(shè)基礎(chǔ)理論知識課，先讓學(xué)生掌握程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機基礎(chǔ)托這些理論必修課。等到了大二就可以開設(shè)一些實踐課程，例如帶學(xué)生到各大數(shù)控中心參觀或者組織他們自主研發(fā)新品。也可以讓他們接觸多種多樣的實驗設(shè)備。例如固化協(xié)議棧中的SNAP系列，這個系列可以幫助學(xué)生拓展思維，SNAP網(wǎng)絡(luò)是由CEL公司和svnapse Wireless合作開發(fā)的無線mesh協(xié)議，SNAP具有很多特點，例如沒有組網(wǎng)過程、無需構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓撲、空中升級以及使用中調(diào)動所有功能等特點。多讓學(xué)生了解這方面的實驗設(shè)備可以讓學(xué)生體味到實踐在學(xué)習(xí)中的作用，從而激起其學(xué)習(xí)的積極性。

3.2專業(yè)實驗室的建設(shè)

因為物聯(lián)網(wǎng)是一門綜合交叉學(xué)科，所以學(xué)校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程的實驗室時，應(yīng)該充分整合校內(nèi)外各級資源，大力推進外企進入校園實驗室的方針，也可在學(xué)校建立企業(yè)實訓(xùn)實驗室等，是實驗室和實訓(xùn)緊密結(jié)合，開拓學(xué)生視野，從而進一步豐富教學(xué)方式，改善教學(xué)環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)實驗室應(yīng)當(dāng)分成四個層次，如下表：

3.3實驗隊伍建設(shè)

實驗隊伍的建設(shè)包括好幾個方面。其中主要是教師隊伍的建設(shè)。每個開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高校都應(yīng)該注重教師隊伍的科研與教學(xué)能力的培養(yǎng)。增加教師外出進修的機會，提高整個師資團隊的質(zhì)量。以下是一些具體方法。

1）加強教學(xué)團隊梯度的建設(shè)。

挖掘年輕教師的潛力，注重提高每個教師的時間能力和理論素養(yǎng)實踐能力。教師在講解一些常見的實驗設(shè)備時，不僅限于講解理論知識，更多的時候應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生走進實驗室。例如在學(xué)習(xí)意式半導(dǎo)體（sT）系列時，學(xué)生緊緊掌握其高效能，低功耗的特點完全不夠，其采用32位ARM CortexM3內(nèi)核組成的意式半導(dǎo)體也具有良好的兼容性，這些特性應(yīng)該讓學(xué)生在實驗室里親身體會，才會加強學(xué)生的素質(zhì)能力。當(dāng)然這就要求教師的理論與實踐結(jié)合教學(xué)的能力。

2）引進IT企業(yè)工程技術(shù)員，提升師資

一切在書本上學(xué)習(xí)都算不上是真正的知識，引進一些rr企業(yè)有經(jīng)驗的工程技術(shù)員來講解知識，可以讓學(xué)生更加牢固的掌握專業(yè)知識。例如在學(xué)習(xí)MssatatePAN協(xié)議棧時，運用引進人員比傳統(tǒng)教師更加有效率。因為很多IT公司早就引進改設(shè)備，大部分技術(shù)人員早就掌握該設(shè)備，在講解的時候也會更加熟練。

3）企校同盟，建立雙向機制

學(xué)校與企業(yè)相互聯(lián)盟，建立引進與派出的雙向機制。學(xué)院的黨委應(yīng)該加強與外校企業(yè)的合作，讓自己學(xué)校的學(xué)生和教師都有機會進人工廠實訓(xùn)，同時學(xué)校也為企業(yè)提供人才，形成一個雙向互贏。

4結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個前景發(fā)展較寬的專業(yè)，同時國家和社會也急需這類的專業(yè)人才，本文重點探討了在實踐建設(shè)方面加強人才的培養(yǎng)。實踐是鞏固理論的有效方法，所以高校必須主動適應(yīng)社會發(fā)展的需要，注重實踐在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性，培養(yǎng)出更多物聯(lián)網(wǎng)工程精英。