地方本科高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)與實(shí)踐

張偉, 王宜懷

(1.咸陽師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，咸陽 712000；2.蘇州大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,蘇州 215006)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Thing，IOT)是指把智能物體通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別與管理，是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮[1]。物聯(lián)網(wǎng)被稱為億萬級產(chǎn)業(yè)[2]，已成為政府決策部門及將相關(guān)科技人員關(guān)注的焦點(diǎn)，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)學(xué)術(shù)交流、技術(shù)研討及產(chǎn)品研發(fā)正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。在高等院校，物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)工作得到國家的大力支持?！秶抑虚L期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》提出“促進(jìn)高校辦出特色，實(shí)行分類管理”，推動(dòng)地方高等學(xué)校更好地服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)[3]。作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展根本要素的人才培養(yǎng)不僅是新興產(chǎn)業(yè)培育的需要，更是改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)社會發(fā)展的需要。

在這樣的背景下，教育部于2010年增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。到目前為止，經(jīng)教育部備案或?qū)徟庠O(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高校約有600多所，其中大部分是地方本科院校。地方本科院校是以地方財(cái)政供養(yǎng)為主，承擔(dān)著為地方培養(yǎng)人才、提供服務(wù)的普通院校[4]。可見，地方高校是培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程人才的主力軍。如何建設(shè)好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，為我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高質(zhì)量人才成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)中存在的問題

2012年，教育部制訂并頒布了《高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與規(guī)范(試行)》[5](以下簡稱《規(guī)范》)，《規(guī)范》為各高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的辦學(xué)提供了依據(jù)，但各高校對規(guī)范的理解不盡相同。許多地方高校對新建的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在辦學(xué)定位、培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、師資培養(yǎng)等方面存在以下問題：

(1)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信工程、電子技術(shù)等學(xué)科的融合學(xué)科，大多數(shù)地方高校將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位為培養(yǎng)具有多領(lǐng)域知識的符合型人才,有的地方高校則照搬重點(diǎn)大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，這些都既不符合地方高校的生源現(xiàn)狀，也不符合地方高校的辦學(xué)條件，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)定位上是不科學(xué)的。

(2)部分地方高校對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系沒有進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，只是根據(jù)《規(guī)范》中對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及到的學(xué)科已有課程進(jìn)行了裁剪和疊加，如何根據(jù)地方高校的區(qū)域特點(diǎn)來突出地方高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)特色是各地方高校亟待解決的問題。

(3)一些地方高校在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)還存在許多不足，例如實(shí)驗(yàn)條件不完善，尚未建立實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)還未開展等，各地方高校應(yīng)根據(jù)自身已有條件積極開展物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的前期準(zhǔn)備工作。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的主要途徑

同其他專業(yè)一樣，專業(yè)建設(shè)是所有高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在辦學(xué)過程中要解決的首要問題。人才培養(yǎng)模式和教學(xué)資源建設(shè)是辦好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基礎(chǔ)[6]。因此，各個(gè)地方高校應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際出發(fā)，以市場物聯(lián)網(wǎng)人才需求為導(dǎo)向，突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的行業(yè)特色，這樣培養(yǎng)的人才才能更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

2.1 準(zhǔn)確定位物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，為培養(yǎng)適合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才提供依據(jù)。

人才培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定了人才培養(yǎng)的方向和層次，是人才培養(yǎng)規(guī)格的主要依據(jù)。培養(yǎng)目標(biāo)的制定要結(jié)合當(dāng)前地域的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)與發(fā)展定位、學(xué)校的發(fā)展目標(biāo)與師資構(gòu)成等具體因素。地方高校必須充分理解和把握物聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵，深入調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的人才需求狀況，根據(jù)服務(wù)區(qū)域行業(yè)的發(fā)展需求，明確物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)。

經(jīng)過大量的調(diào)研和考察，將我校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為：“培養(yǎng)掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能，具備對信息進(jìn)行標(biāo)識、獲取、處理、識別及控制等能力，畢業(yè)生能勝任與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)規(guī)劃、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)維等工作的應(yīng)用型人才?！痹诒究粕呐囵B(yǎng)過程中我們主要將培養(yǎng)應(yīng)用型人才分為3類，方向課程設(shè)置，如表1所示。

(1)大數(shù)據(jù)處理方向。

主要培養(yǎng)能從事計(jì)算機(jī)軟硬件產(chǎn)品及大數(shù)據(jù)處理或數(shù)據(jù)挖掘的工程運(yùn)維人員或在計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中從事系統(tǒng)集成或售后服務(wù)、在政府部門或企事業(yè)單位從事信息系統(tǒng)的建設(shè)、管理、工程型和應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

(2)Web技術(shù)與應(yīng)用方向。

主要培養(yǎng)能勝任各類IT企業(yè)及相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中從事Web頁面制作、Web前端設(shè)計(jì)、網(wǎng)站開發(fā)等技術(shù)的應(yīng)用型人才。

(3)移動(dòng)終端開發(fā)方向。

主要培養(yǎng)具有移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)，具有基于Android操作系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)商務(wù)應(yīng)用開發(fā)、移動(dòng)智能終端用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)等，可從事基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、應(yīng)用等方面工作的高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才。

2.2 根據(jù)市場對物聯(lián)工程人才的需求，不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置。

物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)大致可分為3層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。以物聯(lián)網(wǎng)3層體系架構(gòu)為框架，以物聯(lián)網(wǎng)涉及的四大支撐技術(shù)(傳感器、WSN/Zigbee、RFID、M2M)為核心，進(jìn)而優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置，專業(yè)核心課與物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系，如表2所示。

表1 2017級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)必修課及方向課

表2 專業(yè)核心課程與物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系

2.3 探索“校企合作”的新模式。

我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)過程中根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，以企業(yè)項(xiàng)目為依托，以工程技術(shù)為主線，建立多元化的校企合作，將工程實(shí)踐能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)實(shí)踐教學(xué)，人才培養(yǎng)空間擴(kuò)展到社會。目前，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)已經(jīng)建立多家校外實(shí)訓(xùn)基地，分別有中軟國際、環(huán)球華信(北京)科技發(fā)展有限公司西安分公司、北京尚觀科技有限公司西安分公司等，通過不斷拓寬與企業(yè)的合作，進(jìn)一步加強(qiáng)校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系必須以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向[7]，應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)是提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。為了滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，在已有嵌入式系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)軟件實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)上，咸陽師范學(xué)院于2015年投資55萬建設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)訓(xùn)室，2016年投資25萬元建設(shè)了嵌入式智能實(shí)驗(yàn)室，這些實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)滿足了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的基本要求。在2016年的培養(yǎng)方案制定過程中，我們將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)劃分了4個(gè)階段(也成為“四步曲”)：專業(yè)知識認(rèn)知階段、專業(yè)知識鞏固深化階段、專業(yè)知識提高階段和綜合能力提升階段，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)“四步曲”

專業(yè)認(rèn)知階段在大一進(jìn)行，主要通過學(xué)生學(xué)習(xí)概論或入門課程以及對企業(yè)(行業(yè))參觀、交流來加深學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣；專業(yè)鞏固深化階段主要通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)來達(dá)到學(xué)生掌握及鞏固專業(yè)知識的目的，專業(yè)提高階段主要通過學(xué)生參加大創(chuàng)項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)[8]、各類行業(yè)競賽等形式來提升學(xué)生的專業(yè)知識；最后通過校外實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)來培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)通過企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師共同指導(dǎo)而完成。這樣一來，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)貫穿于整個(gè)大學(xué)階段，為提高學(xué)生動(dòng)手能力提供了保證。

2.5 探索適合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

地方本科高校擔(dān)負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)合格人才的重任，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)應(yīng)以“西咸新區(qū)”發(fā)展為平臺、以“一帶一路”建設(shè)為契機(jī)、以陜西省政府倡導(dǎo)的在陜西高校中建設(shè)的4個(gè)“雙一流”為機(jī)遇，探索出一條適合我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新模式。

(1)以地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為平臺，以橫向項(xiàng)目為切入點(diǎn)，以科研促進(jìn)教學(xué)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)三年來，經(jīng)過專業(yè)教師的不斷努力，目前物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的項(xiàng)目立項(xiàng)5項(xiàng)，這樣科研項(xiàng)目在物聯(lián)網(wǎng)的某些領(lǐng)域促進(jìn)了學(xué)科建設(shè)，如表3所示。

表3 2014—2017年科研立項(xiàng)

(2)以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目為依托，各類學(xué)科競賽為抓手，不斷提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。

組織學(xué)生積極參與老師的相關(guān)課題及各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，如國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目；同時(shí)，組織學(xué)生參加行業(yè)、專業(yè)競賽，如全國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大賽、全國電子設(shè)計(jì)大賽、全國嵌入式設(shè)計(jì)大賽、全國“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計(jì)大賽等。其目的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，如表4所示。

表4 部分立項(xiàng)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目[9]

2.6 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)要求教師既具有扎實(shí)的理論，又要具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。地方本科院校師資匱乏是大多數(shù)高校面臨的問題，培養(yǎng)雙師型教師和引進(jìn)高層次人才是解決這一問題的主要途徑。近年來，物聯(lián)網(wǎng)工程系引進(jìn)博士2人，分別派出3名教師前往南京大學(xué)、蘇州大學(xué)、西北大學(xué)訪學(xué)或單科進(jìn)修，選派專業(yè)教師參加企業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練6人次，通過這些舉措拓寬了教師的知識視野，提高了教師的實(shí)踐能力和社會活動(dòng)能力，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程教學(xué)。

3 總結(jié)

咸陽師范學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)自2014年建設(shè)以來，在培養(yǎng)方案制定、課程設(shè)置、師資培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、校企合作等方面取得了一些成績，但這離物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的目標(biāo)還相差甚遠(yuǎn)。我們要以陜西高校中建設(shè)的4個(gè)“雙一流”為機(jī)遇，以向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型為目標(biāo)，力爭把我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)為服務(wù)咸陽地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、培養(yǎng)出更多的適應(yīng)社會需求的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才而不斷努力。