物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究

張雅瓊，韓 貝，吳敏寧

（榆林學院 信息工程學院，陜西 榆林 719000）

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展，將互聯(lián)網(wǎng)的接入終端擴展到各類傳感器和二維碼等設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)是智能感知與識別技術(shù)、普適計算、云計算、泛在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合應(yīng)用，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。目前世界各國的政府、科研機構(gòu)、教育界和產(chǎn)業(yè)界都非常重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用。2010年6月7日，胡錦濤主席在兩院院士大會上講話，“大力發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)科學技術(shù)，要抓住新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的機遇，創(chuàng)新信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)，以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)展和普及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)……”。2011年3月5日，在第十一屆全國人民代表大會第四次會議上，溫家寶總理進一步指出“加快培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，積極發(fā)展新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，建設(shè)高性能寬帶信息網(wǎng)，加快實現(xiàn)‘三網(wǎng)融合’，促進物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用”。2015年3月，李克強總理的政府工作報告再次指出，“國家促進大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用”。因此培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用型人才是順應(yīng)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，是響應(yīng)以物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)為代表的下一代信息技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，也是未來國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。

從2010年教育部批準增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來，經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，各院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)結(jié)合本單位在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)學科領(lǐng)域的教學和科研優(yōu)勢，課程體系逐步趨于完善。但實踐教學環(huán)節(jié)仍有待完善，硬件和軟件都存在不同問題，因此學生應(yīng)用能力的培養(yǎng)不盡如人意。如何培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)需要的應(yīng)用型人才是需要不斷探討和研究的問題之一。

1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才需求

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)，發(fā)展前景廣闊，也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的空間，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需相關(guān)專業(yè)人才的支持。尤其在智能工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)（精細化農(nóng)業(yè)/有機農(nóng)業(yè)）、環(huán)境監(jiān)控與災(zāi)害預(yù)警、智能家居、智能交通、智慧物流、智能電網(wǎng)（光伏電子與太陽能應(yīng)用技術(shù)）、智能醫(yī)療（公共衛(wèi)生與遠程醫(yī)療/醫(yī)護管理與社區(qū)服務(wù)）、國防與軍事等領(lǐng)域的人才需求將更大。

智能工業(yè)在促進工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品品質(zhì)，提高經(jīng)濟效益等方面發(fā)揮巨大的作用。我國自主研發(fā)的用于工業(yè)過程自動化的無線網(wǎng)絡(luò)標準WIA-PA和HART基金會標準Wireless HART已成為國際標準。在工業(yè)4.0的背景下，智能工業(yè)過程管理與自動化控制的崗位專業(yè)人才需求目前缺口約50萬人。

智慧農(nóng)業(yè)是中國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路。我國是一個傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國，但不是農(nóng)業(yè)強國，農(nóng)業(yè)強國戰(zhàn)略的關(guān)鍵在于發(fā)展信息化來促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。智慧農(nóng)業(yè)的各類專業(yè)人才數(shù)量在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“十二五”規(guī)劃中的缺口達1 000萬人以上。

根據(jù)美國咨詢機構(gòu)Forrester的預(yù)測，到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，約為30∶1，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)是當前我國發(fā)展最為迅速的新興領(lǐng)域，預(yù)計將在經(jīng)濟、教育、科研和國防等領(lǐng)域發(fā)揮重要的支撐作用。在相關(guān)政策扶植下，社會對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求量會急劇增長。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是典型的綜合學科專業(yè)，涉及多門學科和技術(shù)，知識體系龐大，如何合理地取舍課程并培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型人才是一個隨行業(yè)發(fā)展不斷更新的問題。各高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)存在的主要問題包括：

（1）課程體系不合理

物聯(lián)網(wǎng)是多學科交叉的專業(yè)，大多數(shù)高校開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程僅是相關(guān)專業(yè)核心課程的疊加與裁剪，課程之間銜接不密切，且課程不能夠很好地支撐行業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求。

（2）師資力量不足

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)現(xiàn)在已有部分本科畢業(yè)生和碩士研究生，但數(shù)量較少，目前高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師多為計算機、電子、通信及自動化等專業(yè)，由于專業(yè)背景的限制，教師不能夠全面掌握物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的理論知識，最為突出的是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實踐經(jīng)驗嚴重欠缺。

（3）實踐教學不完善

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)為應(yīng)用型專業(yè)，各項實踐環(huán)節(jié)的比例與實施顯得尤為重要。目前的實驗條件存在一些問題，如設(shè)備陳舊，軟件數(shù)量少等問題。實踐教學體系不夠完善，大部分的實驗環(huán)節(jié)不能緊扣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，缺乏行業(yè)經(jīng)驗與技術(shù)指導，且實踐教學形式單一。

（4）校企合作不深入

目前物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與院校的合作不夠深入，缺乏科研項目和人才培養(yǎng)方面的深度合作，高校的教學和實踐脫離物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對從業(yè)人員的專業(yè)和工程經(jīng)驗要求較高，校企之間可開展多樣化的合作，如采取引進企業(yè)工程師指導實踐教學，或推薦學生到企業(yè)跟進項目進行實訓等方式，培養(yǎng)學生的應(yīng)用能力。

3 應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式以能力為中心，目標是培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才。應(yīng)用型（技術(shù)）計算機類專業(yè)人才具有明顯的工程型人才特征，其培養(yǎng)應(yīng)該緊跟工程教育國際發(fā)展的步伐。工程教育及應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)，要求各院校具有自己的特色，必須針對自己院校辦學的特色和培養(yǎng)定位，確認專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程體系。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標研究

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涉及面較廣，本專業(yè)培養(yǎng)的學生必須系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能，具備傳感技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)的基本理論、基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技能，能在計算機應(yīng)用、軟件開發(fā)、電子信息與通信等相關(guān)領(lǐng)域從事與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的技術(shù)工作，培養(yǎng)成為基礎(chǔ)理論扎實、實踐能力強、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。各高校在制定人才培養(yǎng)目標與定位時需考慮以下原則：

（1）充分發(fā)揮各高?，F(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學科基礎(chǔ)與優(yōu)勢；（2）從學校辦學定位出發(fā)，符合學校的人才培養(yǎng)定位；（3）從物聯(lián)網(wǎng)就業(yè)崗位對畢業(yè)生的能力需求出發(fā)反推培養(yǎng)目標。

針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)，結(jié)合國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，確定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標與定位，著力提升學生的綜合素質(zhì)，注重培養(yǎng)工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。

3.2 專業(yè)核心課程體系的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置需綜合考慮相關(guān)交叉專業(yè)的特點，注重課程體系交叉融合的同時，突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特色。課程體系的建立要針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)基礎(chǔ)能力和核心能力的培養(yǎng)，對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識面進行橫向延伸。根據(jù)培養(yǎng)目標與定位，確定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系，注重學生具有專業(yè)特色應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心模塊的課程設(shè)置需涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三個層次。物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及的主要課程包括傳感器與檢測技術(shù)，RFID原理與應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)等；物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層涉及的主要課程包括物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，無線傳感網(wǎng)等；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層涉及的主要技術(shù)包括大數(shù)據(jù)與云計算及各類基于Web或移動端的開發(fā)技術(shù)等。專業(yè)核心課程的設(shè)置如圖1所示。通過這三個層次相關(guān)課程的學習，學生不僅對物聯(lián)網(wǎng)有一個全面的認知，而且能夠掌握各層面相應(yīng)的技術(shù)，為從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的工作打好基礎(chǔ)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程設(shè)置

3.3 實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)應(yīng)加強實驗/實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置，旨在培養(yǎng)學生的動手能力、實踐能力、工程意識、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力。實驗環(huán)節(jié)的設(shè)置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，完成由下而上的知識獲取，實驗/實踐環(huán)節(jié)設(shè)置如圖2所示?；A(chǔ)類實驗包括大學物理、電子技術(shù)及C語言的實驗；專業(yè)類實驗包括物聯(lián)網(wǎng)導論、傳感器、RFID、計算機網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、單片機、嵌入式以及數(shù)據(jù)庫等實驗；綜合創(chuàng)新類實驗主要是各個課程設(shè)計，如Web系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、移動開發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)等課程設(shè)計。工程實踐主要是專業(yè)見習和畢業(yè)設(shè)計。

除培養(yǎng)方案設(shè)置的實驗外，應(yīng)加強校企合作，積極引進優(yōu)秀的實訓體系和企業(yè)項目案例，同時與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公司開展合作，建立企業(yè)級開發(fā)實訓室。并通過科技活動帶動學生的學習興趣，實施多樣化教學模式創(chuàng)新。定期舉辦系級校級比賽，積極參加全國各項物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的賽事。積極組織參加“大創(chuàng)”項目和“互聯(lián)網(wǎng)+”項目。讓更多物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生參與科技創(chuàng)新，將專業(yè)技術(shù)應(yīng)用到實踐，以此推動應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗實踐類環(huán)節(jié)

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為新興專業(yè)，人才培養(yǎng)模式不斷完善。不同高校應(yīng)結(jié)合不同的辦學定位和專業(yè)，在課程體系構(gòu)建時既涵蓋物聯(lián)網(wǎng)各理論知識點，同時突出實用性，重視并多樣化實踐環(huán)節(jié)，以增強學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力為宗旨，課內(nèi)課外加強工程實踐能力培養(yǎng)，加強校企合作，緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引進物聯(lián)網(wǎng)綜合項目，培養(yǎng)應(yīng)用型的工程人才。