新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式思考

桂瓊 程小輝

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的新型學(xué)科，作為新工科典型專業(yè)，如何構(gòu)建新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式？培養(yǎng)學(xué)科交叉融合、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)、能勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才。文章從四個(gè)層面進(jìn)行思考與探索：新工科-工程教育新理念；交叉與融合的課程體系；深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式；產(chǎn)學(xué)研深度合作。

關(guān)鍵詞：新工科；物聯(lián)網(wǎng)工程；學(xué)科交叉融合；深度學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）12-0167-03

Abstract： Internet of things engineering is a new interdisciplinary discipline. Internet of things engineering is a typical new engineering major in emerging engineering education. How to construct the talent training mode for internet of things engineering？ Emerging engineering education cultivated innovative engineering talents who have multi-disciplinary integration， high creative ability and comprehensive quality， can meet the development needs of the internet of things industry. This paper discusses the talent training mode for internet of things engineering from four dimensions. Firstly， emerging engineering education-new concept of engineering education. Secondly， the curriculum is multi-disciplinary integration. Thirdly， the teaching model based on deeper learning. Combination of production， education and scientific research was In-depth cooperation.

Keywords： the emerging engineering education； internet of things engineering； multi-disciplinary integration； deeper Learning

新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革與新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)我國(guó)高等工程教育提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)為高等工程教育成功轉(zhuǎn)型提供新機(jī)遇。當(dāng)前，在我國(guó)深入實(shí)施“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”、“中國(guó)制造2025”等國(guó)家重大戰(zhàn)略背景下，高等工程教育迫切需要全方位深化改革。2017年2月18日教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了綜合性高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，與會(huì)高校代表對(duì)新時(shí)期工程人才培養(yǎng)展開(kāi)了熱烈討論，并達(dá)成“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)，開(kāi)啟了我國(guó)高等工程教育改革新思維。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的新型學(xué)科，作為新工科典型專業(yè)，如何從工程教育新理念，課程體系，教學(xué)模式與人才培養(yǎng)途徑等入手，培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、學(xué)科交叉融合、綜合素質(zhì)高，能勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才？本文從四個(gè)方面對(duì)新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行思考與探索。

一、新工科——工程教育新理念

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，可以預(yù)測(cè)，未來(lái)工程“新業(yè)態(tài)”將呈現(xiàn)完全顛覆性的新模式，導(dǎo)致大量傳統(tǒng)工藝、技術(shù)與職業(yè)消失，例如，銀行出納員、商場(chǎng)銷售員、司機(jī)與快遞員等完全可被人工智能代替。未來(lái)需要能解決國(guó)家重大戰(zhàn)略需求與科技重大需求，能夠適應(yīng)與引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)革命與科技革命，具有創(chuàng)新能力，規(guī)劃能力與跨領(lǐng)域的創(chuàng)新工程人才。

新工科是對(duì)傳統(tǒng)工程教育理念的反思與改革，是我國(guó)工程教育的新思維與新理念。理念是行動(dòng)的先驅(qū)，新工科專業(yè)建設(shè)應(yīng)以理念的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)工程教育的改革。因此，新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式要能體現(xiàn)時(shí)代的鮮明特色，滿足新業(yè)態(tài)發(fā)展變化，以立德樹(shù)人為引領(lǐng)，以“新工科”作為工程教育新理念，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)理論深厚，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力，終身學(xué)習(xí)能力、良好的團(tuán)結(jié)協(xié)作的創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)工程人才。

二、交叉與融合的課程體系

《“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)》中強(qiáng)調(diào)發(fā)揮學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì)，主動(dòng)作為，推動(dòng)學(xué)科交叉融合和跨界整合，產(chǎn)生新的技術(shù)，培育新的工科領(lǐng)域，促進(jìn)科學(xué)教育、人文教育、工程教育的有機(jī)融合……，倡導(dǎo)多學(xué)科思維交叉與融合，構(gòu)建更系統(tǒng)、綜合的工程教育課程體系。

（一）建設(shè)新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系中的現(xiàn)實(shí)瓶頸

1. 學(xué)科與專業(yè)嚴(yán)格劃分，阻礙學(xué)科交叉融合

學(xué)生在中學(xué)階段過(guò)早接受文理分科教育或由于自身偏科原因，進(jìn)入大學(xué)后，大多數(shù)工科學(xué)生受限于各自的專業(yè)，直接投入學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域。另一方面，大學(xué)通識(shí)課程與專業(yè)融合度不高，學(xué)生涉及閱讀專業(yè)以外的書(shū)籍不夠，對(duì)其它學(xué)科專業(yè)知識(shí)知之甚少。顯然，學(xué)生知識(shí)面狹窄，被限制在一個(gè)狹窄的學(xué)科，甚至一個(gè)單純專業(yè)中，缺乏創(chuàng)新與跨時(shí)空的思維能力。

2. 產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)，阻礙創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)

目前，工程教育是乎停留在一個(gè)象牙塔里，產(chǎn)學(xué)研的機(jī)制沒(méi)有真正意義上落實(shí)。企業(yè)大都沒(méi)有參與高校工程教育專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)方案與課程體系制定，知識(shí)體系滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，造成學(xué)生就業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的匹配度低。

（二）構(gòu)建交叉與融合的課程體系

以新工科人才的特征為引領(lǐng)，培養(yǎng)勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才，其關(guān)鍵是構(gòu)建交叉與融合的課程體系。新工科交叉融合課程體系建設(shè)是一項(xiàng)高難度、全方位的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)工程。既需要突破傳統(tǒng)學(xué)科與剛性專業(yè)制度的壁壘，又需要思考引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，研究多學(xué)科交叉融合的契合點(diǎn)，柔性制定通識(shí)課程與專業(yè)融合方式。

1. 搭建新工科大類招生平臺(tái)，構(gòu)建交叉與融合的課程體系

新工科培養(yǎng)絕不是某個(gè)工程專業(yè)培養(yǎng)，而應(yīng)是整合學(xué)校所有工科優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)部門和研究機(jī)構(gòu)合作，搭建一個(gè)跨院系、跨學(xué)科與跨專業(yè)的跨界整合新工科大類招生平臺(tái)，重新審視與布局大新工科建設(shè)，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。其優(yōu)勢(shì)：第一，打破學(xué)生學(xué)科與專業(yè)壁壘，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。提高學(xué)生通識(shí)教育素養(yǎng)，加強(qiáng)通識(shí)課程與專業(yè)融合度，幫助學(xué)生重構(gòu)包括數(shù)、理、化、文、史、哲的完善知識(shí)體系。從而提升學(xué)生思維方式，提高創(chuàng)新與跨時(shí)空的思維能力。第二，幫助學(xué)生在充分認(rèn)識(shí)到新工科的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的興趣和愛(ài)好，采用雙向選擇專業(yè)，更符合學(xué)生的意愿，避免學(xué)生對(duì)專業(yè)迷茫，快速進(jìn)入專業(yè)角色。第三，可以拉動(dòng)學(xué)校弱勢(shì)工科專業(yè)的迅速發(fā)展，并將對(duì)其他學(xué)科專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)方案改革提供借鑒，起到示范與引領(lǐng)作用。

2. 建立產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，構(gòu)建交叉與融合的課程體系

對(duì)于新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，學(xué)生內(nèi)心普遍會(huì)有一種焦慮和不安，可能無(wú)數(shù)次問(wèn)“新工科”是什么？“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”是學(xué)計(jì)算機(jī)軟件或硬件？有什么不同？其專業(yè)優(yōu)勢(shì)又是什么？甚至上完專業(yè)導(dǎo)論課后，學(xué)生內(nèi)心可能仍充滿疑問(wèn)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是由計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)與控制科學(xué)與工程等學(xué)科的交叉、融合與拓展而形成的，以未來(lái)“新業(yè)態(tài)”作為物聯(lián)網(wǎng)工程教育的創(chuàng)新目標(biāo)。因此，物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系設(shè)置首先回歸交叉與融合和工程范式的原生態(tài)，加強(qiáng)新工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。建立產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)交叉與融合的課程體系。首先，加強(qiáng)產(chǎn)與教、學(xué)結(jié)合，校企聯(lián)合共同制定課程體系，特別是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中智能樓宇、智能交通與企業(yè)應(yīng)用技術(shù)等課程內(nèi)容設(shè)置，實(shí)現(xiàn)交叉與融合，跨界培養(yǎng)，避免知識(shí)體系滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提高學(xué)生就業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的匹配度。其次，加強(qiáng)教學(xué)與科研緊密結(jié)合。一方面，加強(qiáng)科研院所協(xié)同育人策略?？蒲性核苯訁⑴c物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案制定，特別是學(xué)科前沿課程，物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科特色課程。另一方面，加強(qiáng)“科教融合”的協(xié)同育人新模式。重視本科學(xué)生科研教育，以教師研究項(xiàng)目為支撐，直接將科研項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與科學(xué)研究項(xiàng)目深度融合，構(gòu)建交叉與融合的課程體系。

三、深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式

懷特海在《教育的目的》書(shū)中提出：“學(xué)生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發(fā)和引導(dǎo)他們的自我發(fā)展之路”。近年來(lái)，許多高校致力于以學(xué)為中心教學(xué)改革，力圖回歸學(xué)習(xí)的本質(zhì)與高等教育目的，讓學(xué)生充分享受學(xué)習(xí)與探究過(guò)程的快樂(lè)體驗(yàn)，使學(xué)生的心靈與智慧向教育開(kāi)放。隨著學(xué)生主動(dòng)探究學(xué)習(xí)深化，出現(xiàn)更深層次需要思考問(wèn)題——學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)方法問(wèn)題。學(xué)生學(xué)習(xí)方法主要有兩種：“深度學(xué)習(xí)”和“淺表學(xué)習(xí)”。采用“淺表學(xué)習(xí)”或“深度學(xué)習(xí)”，新工科學(xué)生在核心能力培養(yǎng)與學(xué)習(xí)成果上有著顯著差別。“淺表學(xué)習(xí)”是機(jī)械地接受與記憶知識(shí)，膚淺地掌握考試內(nèi)容，只是出于外部的動(dòng)機(jī)，以完成學(xué)習(xí)任務(wù)為目標(biāo)。表現(xiàn)為不可遷移的知識(shí)與技能。而“深度學(xué)習(xí)”是一個(gè)過(guò)程而非結(jié)果，學(xué)生使用分析、綜合、批判性思維、跨學(xué)科思維和解決問(wèn)題方式學(xué)習(xí)，表現(xiàn)為在認(rèn)知、自我、人際領(lǐng)域等三個(gè)領(lǐng)域可遷移的知識(shí)與技能。

物聯(lián)網(wǎng)工程新工科培養(yǎng)勝任物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新工程人才，需要學(xué)生的深度工程學(xué)習(xí)，需要基于核心能力與學(xué)習(xí)成果教育。教師應(yīng)如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度工程學(xué)習(xí)？

1. 思政課程融入新工科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育

將社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入專業(yè)課程教育的全過(guò)程。培養(yǎng)學(xué)生家國(guó)情懷與國(guó)際視野，強(qiáng)調(diào)跨文化交流的能力，讓學(xué)生以更自信的心態(tài)與世界平等對(duì)話，從而激發(fā)學(xué)生內(nèi)部的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與社會(huì)責(zé)任感。

2. 以學(xué)生為中心實(shí)施研究性教學(xué)

尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性與創(chuàng)新性，在新工科教學(xué)中融入科學(xué)研究的思想與方法，真實(shí)還原科學(xué)知識(shí)的探究與發(fā)現(xiàn)過(guò)程。一方面，教師為學(xué)生精心設(shè)計(jì)“問(wèn)題”，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，敢于、勇于與善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。另一方面，教師為學(xué)生提供具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。這意味著賦予學(xué)生新的研究者身份，學(xué)習(xí)角度自然轉(zhuǎn)向?qū)W術(shù)性學(xué)習(xí)與研究，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)過(guò)程。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的理性思索和意志磨練，教師有針對(duì)性的指導(dǎo)，學(xué)生自身會(huì)潛移默化地透過(guò)事物的表象，形成知識(shí)與技能遷移，并最終創(chuàng)造出新知解決問(wèn)題。師生之間始終保持一種自由平等的學(xué)術(shù)對(duì)話，營(yíng)造一種質(zhì)疑與探究的科研氛圍。

四、產(chǎn)學(xué)研深度合作

在“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)中強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)“具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才”。顯然，在新工科專業(yè)建設(shè)中將工程實(shí)踐能力提高到一個(gè)新高度，產(chǎn)學(xué)研的深度合作將是新工科人才培養(yǎng)重要途徑。

與傳統(tǒng)產(chǎn)學(xué)研合作不同， 新工科產(chǎn)學(xué)研的深度合作著眼于穩(wěn)定、持續(xù)、共贏的協(xié)同創(chuàng)新合作，強(qiáng)調(diào)新產(chǎn)業(yè)中代表性企業(yè)，合作教育內(nèi)容的前沿性。在產(chǎn)學(xué)研的深度合作中，不斷引導(dǎo)學(xué)生積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力，主動(dòng)匹配物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展需求。

如何實(shí)施產(chǎn)學(xué)研的深度合作？主要措施有以下幾種：

1. 企業(yè)、高校與研究院共同參與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系設(shè)置。行業(yè)企業(yè)、高校與研究院三方共同對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、物聯(lián)網(wǎng)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿領(lǐng)域，國(guó)際發(fā)展的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)進(jìn)行研究與預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展需求，將動(dòng)態(tài)變化行業(yè)發(fā)展需求融入到課程體系建設(shè)，并及時(shí)完善與修正物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)方案。

2. 校企共建長(zhǎng)期穩(wěn)定的實(shí)踐與實(shí)習(xí)基地。積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)大型物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)企業(yè)資源，建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新與研發(fā)能力，為新工科人才培養(yǎng)拓寬渠道。

3. 積極從產(chǎn)業(yè)部門和研究院所聘請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)界專家充實(shí)教師隊(duì)伍，充分發(fā)揮其工程實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，不斷提升教師隊(duì)伍的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐水平。

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