物聯網專業(yè)多元融合實踐教學體系構建研究

黃麗霞 易曉鵬 聶作財

（湖南應用技術學院，湖南 常德 415000）

“新工科”建設是教育部基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1]。作為新工科特色化的新興專業(yè)，物聯網工程專業(yè)的人才培養(yǎng)認清這一變革需要，重點突出專業(yè)實踐能力、跨學科的專業(yè)融合能力、跨領域的科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力發(fā)展[2]。據調研數據所析：在專業(yè)人員培養(yǎng)實施中，實踐教學是培養(yǎng)學生實踐能力、研究創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，很多高校正努力加強物聯網工程專業(yè)的實踐教學研究，力求充分激發(fā)學生學習的主觀能動性，全面鍛煉與提升學生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及工程綜合素質。

一、物聯網工程專業(yè)實踐教學建設現狀

實踐教學是新版《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》和新版專業(yè)人才培養(yǎng)方案強化的重點內容，也是《關于加強建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力意見》文件第28 條，第31 條等重點強調實現新工科教育概念下的重點建設內容，物聯網工程作為一個新興本科專業(yè)，它不以理論為主導，而重點在于工程應用[3-4]。據統(tǒng)計，物聯網專業(yè)從2012年建設至今還處于發(fā)展初期，人才培養(yǎng)目標定位、課程體系建設、實踐教學環(huán)節(jié)和綜合設計創(chuàng)新能力培養(yǎng)都需要大量的研究和探討，專業(yè)課程實踐能力培養(yǎng)的教學體系建設和人才培養(yǎng)定位是各高校從事物聯網專業(yè)建設面臨的重大問題[5]。實踐教學體系在物聯網工程專業(yè)建設中的地位舉足輕重，但是目前物聯網工程專業(yè)的實踐教學還存在諸多問題。（1）理論與實踐細分缺乏合理性。在物聯網的課程設計，綜合設計與創(chuàng)新應用層面沒有很好實施，學生在工程性應用技術發(fā)展能力上較為薄弱。（2）實驗項目配套教學內容與能力培養(yǎng)銜接上欠缺合理性，企業(yè)崗位能力需要分析欠缺合理性，對物聯網應用模式，崗位工程能力培養(yǎng)與現實需求脫節(jié)。（3）學科的多元融合性、多學科交叉性不夠，學生的專業(yè)綜合能力發(fā)展受限。

二、物聯網專業(yè)多元融合實踐教學體系的內涵認知

新工科，是新一輪科技和產業(yè)革命背景下，構筑具有跨界整合能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、應用實踐能力等特征的中國本土化新型工科。在本文中主要指是在物聯網人才培養(yǎng)中，加強學生專業(yè)實踐能力培養(yǎng)與探索，突出中國特色的工程教育改革特色。

物聯網工程，物聯網工程專業(yè)是“中國制造2025”背景下新工科人才培養(yǎng)的重要專業(yè)，在本文中主要指突出實驗教學多元融合體系特色，有利于夯實學生的專業(yè)實踐能力，有利于培養(yǎng)具有跨專業(yè)、跨學科能力的復合型人才目標實現。

多元融合實踐教學體系，在本文中主要指以專業(yè)實踐教學體系建設為核心，建立以基礎類實踐、專業(yè)類實踐、綜合實踐和科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等本科多元融合實踐教學體系，結合校內外實踐環(huán)境及人力資源，全面覆蓋物聯網專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)。

三、多元融合的物聯網工程專業(yè)實踐教學體系建設思路

（一）實踐案例模塊化建設，突破單課程實踐能力延展性

用模塊化案例單元采用由淺入深、循序漸進的方式，將實踐課程以認知性、驗證性、設計性、綜合性、創(chuàng)新性等實驗案例，梯度式提升對單課程能力，采用章節(jié)實踐+課程設計的方式，在單課程實踐中，注意PBL 教學模式引導，加強學生對細分實踐能力掌握。同時對整體項目導入，集中以課程設計方式進行學生訓練，課程設計部分將貫穿整個專業(yè)培養(yǎng)過程，積極聯合多個企業(yè)共同整合實踐性案例，提升學生對單課程在專業(yè)發(fā)展領域認知與應用能力。

表1 物聯網工程專業(yè)課程設計實踐表

圖1 物聯網工程專業(yè)課程設計實踐表

（二）多元融合建設專業(yè)實踐課程群，注重專業(yè)實踐環(huán)境建設

緊貼物聯網技術發(fā)展的前沿，采用行業(yè)主流技術，搭建設計型軟硬件實驗室，其中軟件實驗環(huán)境包括：數據庫實驗室、算法設計與分析實驗室、件工程實驗室、軟件測試實驗室、程序設計實驗室、移動互聯開發(fā)實驗室等；硬件實驗環(huán)境包括：物聯網實驗室、數/模電子實驗室、電子電工實驗室、傳感技術實驗室、單片機與微機原理實驗室、電子綜合實驗室、無線網絡實驗室、計算機網絡虛擬實驗室等；創(chuàng)新綜合應用實驗環(huán)境包括：物聯網體驗與展示實驗室、物聯網創(chuàng)新應用實驗室、物聯網基礎與虛擬仿真實驗室等。強化注入企業(yè)項目設計思維，對接市場崗位需求，深度融合2 門或以上的專業(yè)課程，通過校企課程綜合實踐提升專業(yè)能力，培養(yǎng)學生在真實項目能力上的實踐能力。對應企業(yè)項目，結合物聯網崗位應用市場，將軟件開發(fā)與硬件集成的專業(yè)能力目標，細化到課程能力目標中去，開設由企業(yè)工程師授課，或暑假專業(yè)實踐的能力提升訓練班，在整體上拉動企業(yè)應用專業(yè)能力發(fā)展，真正提升物聯網技術專業(yè)實踐的部署、應用、設計、開發(fā)等能力。

（三）融入科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力發(fā)展模塊，聯通產業(yè)需要發(fā)展

緊緊圍繞專業(yè)“人才培養(yǎng)模式”“教師職業(yè)技能與素養(yǎng)”等具體的教研內容定期開展教研教改活動，借助基地平臺開展現場實境教學、高效課堂教學活動研究、創(chuàng)新性教研活動，進行啟發(fā)式、參與式、研討式教學，著力提高學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，彰顯獨特的辦學特色。建設物聯網工程專業(yè)科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，突出線上云平臺資源建設及線下創(chuàng)客空間建設，結合學科競賽、專業(yè)技術競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研、專業(yè)科研等項目綜合提升學生的整體專業(yè)實踐能力，系統(tǒng)性注重學生科研素養(yǎng)提升。建設科研平臺中心，校企合作研究工作室，企業(yè)在校內的研究技術分部，結合學生專業(yè)基礎，對應科研發(fā)展方向，真實項目引領崗位能力需求項目，一方面真正提升學生的專業(yè)實踐綜合能力，另一方面提升學生的工程領域科研能力，鼓勵學生響應“科技興國”發(fā)展政策，為科技創(chuàng)新培養(yǎng)新生力量。加強對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力發(fā)展，組建各類目學科競賽工作，積極鼓勵學生參加專業(yè)、創(chuàng)業(yè)類競賽，提升學生綜合實踐能力水平。

（四）四類型+多維度打造多元化實踐體系

基于物聯網工程專業(yè)實踐教學研究現狀，理清專業(yè)課程實踐設計思維，探索從專業(yè)課程的基礎類實踐、專業(yè)類實踐、綜合實踐和科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等實踐教學體系，加強校企協(xié)同育人機制在課程能力培養(yǎng)中的滲透力，規(guī)范校企共育機制。有梯度，有跨度圍繞專業(yè)發(fā)展方向培養(yǎng)學生工程應用實踐能力，科研及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，突出物聯網專業(yè)人才培養(yǎng)特色，打造卓越工程師口碑。

四、結束語

在新工科建設的背景下，觀測目前高校物聯網工程專業(yè)的實踐教學有部分開始有力借助企業(yè)力量推動培養(yǎng)，有部分將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)融合到專業(yè)能力中。然而，大多數高校在推動物聯網工程專業(yè)實踐能力培養(yǎng)過程中，專業(yè)實踐教學體系建設不明朗，學生實際能力弱，專業(yè)課程能力拓展空間窄，課程融合綜合能力欠缺等等，沒有從培養(yǎng)內核上有效驅動學生專業(yè)技術能力培養(yǎng)。針對物聯網工程專業(yè)實踐教學中發(fā)現的問題，以新工科為發(fā)展核心，強勁推動物聯網工程專業(yè)人才的實踐能力發(fā)展，包括校內專業(yè)課程知識的認知、驗證、設計、科研、創(chuàng)新等能力，校內多門專業(yè)課程綜合項目實踐能力，打造從專業(yè)課程的基礎類實踐、專業(yè)類實踐、綜合實踐和科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等實踐教學體系，巧用校外企業(yè)結合力量，采用項目工程催動學生的專業(yè)設計開發(fā)能力，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合能力等，真正實現專業(yè)高質量人才輸出，利于高校人才培養(yǎng)的高效能產出發(fā)展趨勢的形成。