新工科形勢下的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新研究

朱昌洪 郭振軍 柯捷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 新工科形勢下的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)涉及的學(xué)科多、范圍廣，并需要培養(yǎng)的學(xué)生理論和實踐緊密結(jié)合。然而，由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)的時間比較短，可借鑒的經(jīng)驗不多，因此，如何利用行業(yè)特色和依托各自所在地方區(qū)域來發(fā)展和培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程的人才是各個高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教師思考和探索的方向之一。作為廣西地區(qū)的地方性應(yīng)用型本科院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，其人才培養(yǎng)依托珠三角地區(qū)的電子信息行業(yè)，以智能機(jī)器人平臺為核心進(jìn)行教學(xué)模塊設(shè)計，來創(chuàng)新改革人才培養(yǎng)模式和體系以探索物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方式。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 新工科;物聯(lián)網(wǎng);模塊化;人才培養(yǎng)

[中圖分類號]? G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2020）23-0098-02

隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的專業(yè)人才培養(yǎng)體系已經(jīng)無法順應(yīng)新時代的發(fā)展潮流，其專業(yè)課程單一化、知識體系陳舊化、實踐知識不突出等問題越來越突出，因此國家和教育部適時地推出了更加符合社會發(fā)展的新工科。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才需求越來越大，如何培養(yǎng)適應(yīng)新工科形勢的物聯(lián)網(wǎng)工程合格人才，已經(jīng)成為眾多高校計算機(jī)學(xué)科的研究和探討的方向之一。

一、高校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

隨著信息時代人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)存在的主要問題如下。

（一）培養(yǎng)目標(biāo)和社會需求脫節(jié)

物聯(lián)網(wǎng)融合了多個相關(guān)學(xué)科知識，包含計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、控制、機(jī)械等，知識面廣而深。我國大部分高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設(shè)時間短，基本上從計算機(jī)、電子信息、自動化等學(xué)科轉(zhuǎn)變而來，沒有太多可以借鑒和參考的經(jīng)驗，大家都在不斷摸索和探討，還沒有形成一套成熟的教學(xué)體系。因此，不同高校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不斷變化，無法顯示各自的培養(yǎng)特色和應(yīng)用行業(yè)，從而導(dǎo)致各個高校自成體系，沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和模式，培養(yǎng)出的物聯(lián)網(wǎng)方向的人才不符合企業(yè)的要求，造成高校人才培養(yǎng)和企業(yè)需求嚴(yán)重脫節(jié)。

（二）培養(yǎng)體系不合理

高校的人才培養(yǎng)體系是按照專業(yè)來進(jìn)行，人才培養(yǎng)方案一般分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課等課程環(huán)節(jié)，而且每一個環(huán)節(jié)規(guī)定了總學(xué)分學(xué)時、理論學(xué)分學(xué)時、實踐學(xué)分學(xué)時等內(nèi)容，一旦制訂好了相關(guān)的人才培養(yǎng)方案，就要執(zhí)行四年，不能輕易進(jìn)行調(diào)整。然而，社會和企業(yè)需求卻是時刻在變化，相關(guān)專業(yè)課程不能隨著社會需求而隨時調(diào)整變化，使得高校培養(yǎng)的學(xué)生知識技能無法滿足崗位需要。

同時，為了滿足社會對應(yīng)用型本科專業(yè)的要求，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不斷增加實踐方面的教學(xué)比重，減少理論課程課時學(xué)分，給高校的人才培養(yǎng)帶來很大的困擾。

（三）專業(yè)特色不鮮明

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)包含了計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、控制、機(jī)械等軟、硬件方面的學(xué)科知識，從而使該專業(yè)的課程內(nèi)容多元化、復(fù)雜化與綜合化，沒有真正意義上屬于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)自身的課程內(nèi)容。而且，由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的跨學(xué)科、跨專業(yè)、多融合的專業(yè)特性，只能是依附于某一個地方的行業(yè)發(fā)展來發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，而大部分高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)和相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合較少，缺少行業(yè)的合作和支持，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展更加緩慢。

（四）師資力量不健全

物聯(lián)網(wǎng)是一個新興專業(yè)，師資力量也是從其他學(xué)科專業(yè)調(diào)整過來，很多教師并不具備物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相關(guān)企業(yè)的從業(yè)經(jīng)歷，教學(xué)和實踐方面缺少物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)和實踐經(jīng)驗，教師需要具有新工科要求的綜合能力，既有計算機(jī)軟件系統(tǒng)方面的能力，又有電子通信等硬件方面的基礎(chǔ)，而且要懂機(jī)械、材料等方面的知識，最重要的是要有相關(guān)行業(yè)的實踐經(jīng)驗。

總的來說，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的師資力量要求高，需要從頭開始培養(yǎng)，而師資培養(yǎng)的周期比較長，因此使物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)師資隊伍不健全，還需要大力引進(jìn)人才，精心培養(yǎng)。

（五）實踐實驗環(huán)境缺乏

由于物聯(lián)網(wǎng)工程有較強(qiáng)的實踐性，對實驗設(shè)備有著非常高的要求，這就需要高校進(jìn)一步強(qiáng)化實驗實訓(xùn)條件。大多數(shù)高校依舊注重理論方面培養(yǎng)，在實踐能力培養(yǎng)上卻明顯不足，建設(shè)的實驗室也偏向傳統(tǒng)的嵌入式或軟件實驗環(huán)境中，缺乏綜合性實訓(xùn)室，過于注重理論、忽視實驗，重視驗證、忽略設(shè)計，不能根據(jù)實際的物聯(lián)網(wǎng)工程和產(chǎn)品設(shè)計實踐教學(xué)。

在實驗教學(xué)過程中，還需要使用各種復(fù)雜程度的儀器設(shè)施設(shè)備，或者親自設(shè)計實驗場景。這些實驗設(shè)備或?qū)嶒灜h(huán)境建設(shè)的成本太高，需要空間和經(jīng)費(fèi)，而很多高校經(jīng)費(fèi)有限制，并不能很好地建設(shè)相關(guān)的專業(yè)實驗室，因此造成物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科專業(yè)的實驗實踐環(huán)境缺乏，從而影響相關(guān)課程的開設(shè)以及實驗實踐能力的培養(yǎng)。

二、新工科物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)思路

（一）明確培養(yǎng)目標(biāo)

由于我校處于廣西地區(qū)，而廣西地區(qū)發(fā)展相對比較突出的是電子信息行業(yè)以及相鄰廣西的珠三角電子信息行業(yè)，因此物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就很清晰——針對電子信息行業(yè)進(jìn)行智能化開發(fā)，形成“電子信息+軟件+控制+特定產(chǎn)品”的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特色。

（二）增強(qiáng)實踐能力

要培養(yǎng)具有電子信息行業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)工程人才，就要學(xué)生具有較好的軟硬件基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實踐能力，要落實到課程設(shè)計、教材選定、實踐實驗、專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)中，以開發(fā)和改革創(chuàng)新課程項目作為出發(fā)點(diǎn)，組織企業(yè)專家、課程專家、專業(yè)教師以電子信息為核心、以物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用作為平臺進(jìn)行課程內(nèi)容編制，設(shè)計教學(xué)項目，實現(xiàn)理論與實踐的有機(jī)結(jié)合，真正意義上體現(xiàn)出理實一體化的教學(xué)模式。

（三）加強(qiáng)校企合作和產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合

由于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)更新太快，僅僅依靠學(xué)校投入經(jīng)費(fèi)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要依靠物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的實訓(xùn)基地進(jìn)行實踐能力培養(yǎng)，因此必須加強(qiáng)校企合作。

1.通過校企合作，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實訓(xùn)基地培養(yǎng)復(fù)合型人才。

2.通過校企合作，構(gòu)建雙師型師資隊伍。

3.通過校企合作，校企共建專業(yè)實驗室，促進(jìn)行業(yè)、企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生的多方共贏。

三、創(chuàng)新新工科的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)

（一）創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

培養(yǎng)新工科形勢下的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐應(yīng)用能力，必須創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)“3+1”教學(xué)模式，前面3年在校集中學(xué)習(xí)相關(guān)理論基礎(chǔ)，最后1年到物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)完成專業(yè)綜合實踐實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，以此來培養(yǎng)學(xué)生理論和實踐結(jié)合。

（二）課程體系模塊化

在創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下，要進(jìn)行課程體系模塊化，即以模塊化為主線來進(jìn)行相關(guān)課程、實踐的設(shè)計和開展，依靠廣西地區(qū)及珠三角的電子信息行業(yè)特色，以智能機(jī)器人平臺（如智能小車、智能無人機(jī)、智能插座等）為核心，圍繞核心來完成教學(xué)模塊的設(shè)定，分為硬件基礎(chǔ)模塊、軟件工具模塊、控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)采集和通信模塊、數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用模塊等，如下圖所示。

（三）課程教學(xué)項目化

在課程體系的教學(xué)模塊中，根據(jù)具體的課程目標(biāo)和任務(wù)，以及課程的性質(zhì)，緊緊圍繞智能機(jī)器人平臺設(shè)計課程內(nèi)容，進(jìn)行項目化教學(xué)，把整個課程劃分為不同的子項目，每一次或幾次課堂教學(xué)完成一個子項目，由易到難，循序漸進(jìn)，知識掌握就相對比較快。在不同的模塊化學(xué)習(xí)中，還可以發(fā)揚(yáng)不同學(xué)生的特點(diǎn)，偏向軟件、硬件、控制、應(yīng)用等，也有助于學(xué)生了解和提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)能力，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的就業(yè)率提升。

（四）實踐教學(xué)工程化

模塊教學(xué)設(shè)計分為理論模塊和實踐模塊，在實踐模塊中，由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的廣泛性和特殊性，包含學(xué)科眾多，產(chǎn)品也多種多樣，因此根據(jù)智能機(jī)器人的組成模塊，在開展實踐教學(xué)模塊中，選用一些和智能機(jī)器人各個模塊接近的實際產(chǎn)品開展工程教學(xué)，有利于提高物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的產(chǎn)品認(rèn)知以及提高從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的信心和能力。

（五）畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品化

最后一年是在企業(yè)完成專業(yè)實踐和畢業(yè)設(shè)計工作，分成不同網(wǎng)絡(luò)、通信、控制、應(yīng)用等方向，根據(jù)學(xué)生在不同的企業(yè)和不同的崗位進(jìn)行專業(yè)實習(xí)，結(jié)合工作崗位選擇實際產(chǎn)品作為畢業(yè)設(shè)計題目完成畢業(yè)設(shè)計，以此來達(dá)到畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品化，體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)，體現(xiàn)新工科的綜合性。

（六）師資力量雙師化

在整個模塊化教學(xué)的設(shè)計和完成的不同環(huán)節(jié)中，理論教學(xué)和實踐教學(xué)，需由專業(yè)教師和企業(yè)工程師來共同完成，要進(jìn)行校企雙方的互相學(xué)習(xí)和不斷探討，理論和實踐的結(jié)合，驗證實驗和工程設(shè)計的融合等多個方面內(nèi)容，加快校企雙方教師的相互融合，形成一支具有較高理論素養(yǎng)和實踐教學(xué)緊密結(jié)合的“雙師型”師資力量。

四、結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)工程是一個包括多個學(xué)科方向的新專業(yè)，尤其是新工科的形勢下，要發(fā)展具有一定特色的品牌和影響力，必須要依托類似于電子信息行業(yè)發(fā)展的方向，必須要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以智能機(jī)器人平臺為核心來設(shè)計課程體系，按照模塊化的教學(xué)設(shè)計，開展課程項目化教學(xué)，以工程化實踐化、畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品化等思路來開展教學(xué)，并從多方面進(jìn)行論證和分析，提出了新工科形勢下的，適合本校物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)的一種創(chuàng)新模式。

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編輯 陳鮮艷