新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系探索

摘? 要：隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，教育部提出新工科的建設(shè)，并動(dòng)員全國高校積極推進(jìn)高等教育的改革。新工科更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。文章探索新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式，該模式不但注重學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的夯實(shí)，而且還注重對學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。此外，還提出了交叉學(xué)科的融合實(shí)踐課程體系，制定出符合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)方案，在整合優(yōu)化多學(xué)科實(shí)踐資源的基礎(chǔ)上，建立了校企合作物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，此舉既提升了教學(xué)質(zhì)量，又推動(dòng)了行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新工科；物聯(lián)網(wǎng)工程；實(shí)踐教學(xué)；交叉學(xué)科；校企合作

中圖分類號(hào)：TP393；G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）05-0171-04

Exploration of Practical Teaching System of Internet of Things Engineering Specialty under the Background of New Engineering

CAO Yuanqing

（School of Mathematics and Computer Science， Hetao College， Bayan Nur? 015000， China）

Abstract： With the transformation and upgrading of China's industrial structure， the Ministry of Education has proposed the construction of new engineering and mobilized colleges and universities across the country to actively promote the reform of higher education. The new engineering emphasizes more on the practicality， intersection and comprehensiveness of the discipline. This paper explores the practical teaching mode of the Internet of Things engineering specialty under the background of new engineering. This mode not only focuses on the consolidation of students' professional basic knowledge， but also focuses on the cultivation of students' engineering practical ability and innovation consciousness. In addition， it has also proposed a cross-disciplinary integrated practice curriculum system， developed a practical teaching program that conforms to the characteristics of the Internet of Things specialty， and established a school-enterprise cooperation Internet of Things training platform on the basis of integrating and optimizing multidisciplinary practical resources， which not only improves the teaching quality， but also promotes the development of the industry.

Keywords： new engineering; Internet of Things engineering; practical teaching; interdisciplinary; school-enterprise cooperation

0? 引? 言

2016年，教育部首次提出“新工科”的概念[1]，隨后反復(fù)數(shù)次深入高校進(jìn)行計(jì)議、調(diào)研和考證，從而在2017年最終確定“新工科”計(jì)劃，而后又規(guī)劃并制定了三個(gè)指導(dǎo)性文件：“北京指南”“天大行動(dòng)”和“復(fù)旦共識(shí)”?！靶鹿た啤苯⒃趥鹘y(tǒng)工科的基礎(chǔ)之上，為了推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，不僅要敦促傳統(tǒng)工科的改革，還要探索出滿足工程育人模式的嶄新人才培養(yǎng)架構(gòu)，建立一批新生工科專業(yè)，并在此基礎(chǔ)上強(qiáng)化學(xué)科建設(shè)，提高人才質(zhì)量[2]。

物聯(lián)網(wǎng)起源于傳媒領(lǐng)域，是信息科技產(chǎn)業(yè)中繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革命。我國于2009年8月首次提出大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，2010年3月，教育部頒發(fā)的相關(guān)文件中明確指出，要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)歸為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，而后全國諸多高校陸續(xù)申請并開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。2018年，教育部頒發(fā)的相關(guān)文件中確定了將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)納入國家首批“新工科”科學(xué)研究與工程實(shí)踐項(xiàng)目[3]。為滿足“新工科”的需求，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)需要革故鼎新才能緊隨信息化時(shí)代的腳步，從而推動(dòng)國家產(chǎn)業(yè)的變革和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。國內(nèi)的眾多學(xué)者紛紛開始研究“新工科”背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)體系改革和實(shí)踐教學(xué)方案。如深入研究“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”的課程特色、知識(shí)結(jié)構(gòu)、理論體系、實(shí)踐背景、教學(xué)資源、授課過程，以及專業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)資源配備，從培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的角度出發(fā)，提出了基于CDIO（構(gòu)想—規(guī)劃—實(shí)踐—運(yùn)行）的主動(dòng)實(shí)踐式學(xué)習(xí)，課題化和探究式有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式。以工程實(shí)踐能力資質(zhì)認(rèn)證為導(dǎo)向，通過校企融合、多語授課、CDIO等方式探究了“傳感器技術(shù)與基本原理”專業(yè)課的教學(xué)改革。

一些研究人員在“新工科”的時(shí)代背景下提出了改進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案[4]，在制定和實(shí)施人才培養(yǎng)方案這兩個(gè)環(huán)節(jié)上進(jìn)行深入的研究后，將人才培養(yǎng)方案中的實(shí)踐部分分解為五個(gè)主要方面：課程建設(shè)、能力要求、培養(yǎng)規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)、學(xué)分配比，并全面解析了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。還有一些學(xué)者指出在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)這門學(xué)科過程中存在的一些問題（如課程結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)目標(biāo)脫節(jié)、重視理論知識(shí)掌握能力輕視實(shí)踐技能培養(yǎng)、就業(yè)崗位類型與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)不對口、畢業(yè)生綜合專業(yè)素養(yǎng)參差不齊等問題），深入探討了實(shí)踐教學(xué)過程中各種課程模式的不同特性，提出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)對學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的新方向[5，6]。

因?yàn)椤靶鹿た啤钡暮诵乃枷胧侵R(shí)的實(shí)踐性、學(xué)科的交叉性與能力的多元性，尤為注重互聯(lián)網(wǎng)編程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)挖掘等新興技術(shù)的綜合，此外，“新工科”還倡導(dǎo)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的實(shí)踐型人才，主張產(chǎn)學(xué)合作聯(lián)合育人。

為此，本文以提升學(xué)生的實(shí)踐能力為核心，設(shè)計(jì)了“新工科”背景下多元協(xié)同實(shí)踐教學(xué)體系，啟發(fā)學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，著力提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平，開展多樣化的實(shí)踐教學(xué)模式探究，以期為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型人才實(shí)踐能力培養(yǎng)提供新思路。

1? 物聯(lián)網(wǎng)工程知識(shí)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)工程是一個(gè)交叉學(xué)科，所涉及的學(xué)科有云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、通信原理、模擬電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、電子技術(shù)和匯編語言等[7]。在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)過程中，教師不僅要講授基本的物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)，還要教會(huì)學(xué)生如何結(jié)合理論知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐問題，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力和創(chuàng)新水平。如圖1所示為物聯(lián)網(wǎng)工程知識(shí)體系架構(gòu)，從層次流向不難看出，物聯(lián)網(wǎng)工程的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)由下至上依次為公共基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊和應(yīng)用領(lǐng)域模塊四層。

由圖1可知，公共基礎(chǔ)模塊為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生在第一學(xué)年學(xué)習(xí)的公共基礎(chǔ)知識(shí)課程，也是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系的基礎(chǔ)支撐。專業(yè)基礎(chǔ)模塊主要是為大二學(xué)生初步接觸物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)做理論鋪墊，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、電路與電子技術(shù)、單片機(jī)原理與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。專業(yè)核心模塊按照理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式將物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)課程安排到第三學(xué)年，目的是使學(xué)生在已有公共基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，逐步掌握物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，初步建立物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系，并開始接觸相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從中獲得一定的實(shí)踐技能。專業(yè)核心模塊主要包含三個(gè)部分，分別是感知技術(shù)、傳輸技術(shù)和處理技術(shù)。從數(shù)據(jù)流向的角度來看可以將三種技術(shù)的工作機(jī)制概況如下：

（1）利用傳感器節(jié)點(diǎn)感知層技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

（2）利用短、中、長距離物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)匯聚到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

（3）物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過Internet層將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)或客戶端計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，進(jìn)而對底層節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制信令，完成交互。應(yīng)用領(lǐng)域?qū)邮侵敢孕Ｆ蠛献鳛橹饕问降膶?shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)，分布時(shí)間段為第四學(xué)年，將學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)到的物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的方式運(yùn)用到實(shí)踐中，如指引學(xué)生將物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)應(yīng)用到智能交通、物流監(jiān)控和醫(yī)療檢測等領(lǐng)域。

2? 物聯(lián)網(wǎng)工程遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系

物聯(lián)網(wǎng)工程遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)模式是一種面向校企合作并以工程實(shí)踐能力為導(dǎo)向的教學(xué)模式，該實(shí)踐教學(xué)模式的架構(gòu)如圖2所示。從圖2中可以看出，該體系分為設(shè)計(jì)交叉學(xué)科校企融合實(shí)踐教學(xué)體、以制定項(xiàng)目應(yīng)用能力為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)方案和探索多元協(xié)同的人才培養(yǎng)方案3個(gè)方面，并且是逐級遞進(jìn)的，而建立實(shí)踐能力檔案作為遞進(jìn)式教學(xué)的數(shù)據(jù)歸口貫穿整個(gè)教學(xué)體系。通過設(shè)計(jì)交叉學(xué)科校企融合實(shí)踐教學(xué)體系來夯實(shí)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐技能，在此基礎(chǔ)上，通過制定以項(xiàng)目應(yīng)用能力為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)方案使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的整個(gè)周期中不斷強(qiáng)化項(xiàng)目運(yùn)作能力，并在此過程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為其后續(xù)工作崗位的專業(yè)技能需求做好充足準(zhǔn)備。而后通過探索多元協(xié)同的人才培養(yǎng)方案來整合多元化交叉學(xué)科的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)軟硬件資源，以及提升物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)氛圍。建立實(shí)踐能力檔案與遞進(jìn)式的三個(gè)方面皆有關(guān)系，這三個(gè)方面的成果最終會(huì)體現(xiàn)在實(shí)踐能力檔案中，而實(shí)踐能力檔案的持續(xù)更新又會(huì)反過來動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系架構(gòu)，形成遞進(jìn)式教學(xué)的促進(jìn)與反饋。

2.1? 設(shè)計(jì)交叉學(xué)科校企融合實(shí)踐教學(xué)體系

為了引導(dǎo)并強(qiáng)化學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)實(shí)踐能力，首先需要設(shè)計(jì)科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)課程體系。圖3是在圖1的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐課程體系，該體系囊括了圖1中涉及的所有核心知識(shí)，并且是循序漸進(jìn)，前后銜接。

從橫向來看，該體系的時(shí)間跨度為四個(gè)學(xué)年，第一學(xué)年到第四學(xué)年的課程難度逐級遞增，涵蓋了主要的學(xué)科知識(shí)，便于學(xué)生循序漸進(jìn)地進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)感知層知識(shí)課程安排在大二，數(shù)據(jù)庫知識(shí)、信息技術(shù)和通信原理知識(shí)課程安排在大三，企業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)安排在大四。從縱向來看，該實(shí)踐課程體系分為理論鋪墊、實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)踐四個(gè)過程，由淺入深，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

在第一學(xué)年，首先通過物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論讓學(xué)生初步了解和學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做好理論方面的準(zhǔn)備。其次通過引企入校和現(xiàn)場觀摩物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，輔以大學(xué)物理、數(shù)字電路基礎(chǔ)、模擬電路基礎(chǔ)和電路原理等課程知識(shí)鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。最后通過對高等代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠在后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)中具備一定的邏輯推理能力和數(shù)據(jù)分析能力。

在第二學(xué)年，課程任務(wù)增多，知識(shí)難度增大，學(xué)科類目增加，需要學(xué)生針對模擬和數(shù)字電路技術(shù)及傳感器技術(shù)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生中級動(dòng)手能力，并使學(xué)生掌握硬件相關(guān)知識(shí)。此外，在硬件知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)原理、嵌入式開發(fā)與應(yīng)用和匯編語言，增強(qiáng)學(xué)生軟件知識(shí)儲(chǔ)備，以更好地迎接第三學(xué)年難度更大綜合性更強(qiáng)的感知層技術(shù)課程，也為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽做好準(zhǔn)備。

在第三學(xué)年，專業(yè)課程無論從數(shù)量上還是難度上都有所增加，主要分為兩個(gè)課程分支，分別是信號(hào)處理和通信技術(shù)。其中，信號(hào)處理技術(shù)主要涉及自動(dòng)處理和AI算法等，總體偏向于軟件，而通信技術(shù)主要涉及電路原理和計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，總體偏向于硬件。

在第四學(xué)年，學(xué)生對基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)基本完成，主要是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)將所學(xué)知識(shí)加以綜合運(yùn)用，而畢業(yè)設(shè)計(jì)中所涉及的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新方法和思維靈感，需要從企業(yè)實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)中獲取。

2.2? 制定以項(xiàng)目應(yīng)用能力為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)方案

衡量一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的標(biāo)準(zhǔn)就是其是否具備工程實(shí)踐的項(xiàng)目應(yīng)用能力，如圖4所示為培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目應(yīng)用能力的實(shí)踐教學(xué)方案，此方案主要是針對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)而制定，具體過程可分為兩步：第一步是通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生逐漸形成初步的動(dòng)手能力，從而形成學(xué)生的實(shí)踐能力檔案。這一步主要分布在大一和大二學(xué)年，在這一階段，學(xué)生通過對物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，初步構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系。在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師設(shè)計(jì)多組難度不等的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選做，而后依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣表現(xiàn)形成個(gè)性化的實(shí)踐能力檔案。第二步就是通過課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，涉及時(shí)間段為大三和大四學(xué)年，通過兩個(gè)學(xué)年的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備基本的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)知識(shí)，并具有一定的創(chuàng)新能力，形成了相對固定的學(xué)生實(shí)踐教學(xué)檔案。在這一步中，實(shí)踐教學(xué)的主體已由教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。

2.3? 探索多元協(xié)同的人才培養(yǎng)方案

為了能夠充分利用學(xué)校已有的教學(xué)資源，對多個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心的軟硬件資源進(jìn)行優(yōu)化整合，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)工程多學(xué)科交叉的專業(yè)優(yōu)勢，提出了多元協(xié)同的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案。該機(jī)制主要包含以下三個(gè)方面：

（1）構(gòu)建綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)與學(xué)生之間的紐帶，并依據(jù)學(xué)生的實(shí)踐能力檔案定向給學(xué)生推送定制化的信息，其中，所推送的信息包括課程教案實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科研進(jìn)展、專業(yè)前沿、公司招聘等。

（2）建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽培訓(xùn)隊(duì)伍，通過遴選專業(yè)教師資源，建立一支專業(yè)性強(qiáng)、創(chuàng)新輔導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)豐富的培訓(xùn)隊(duì)伍，為每屆國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽輸送綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力較高的物聯(lián)網(wǎng)學(xué)生。

（3）充分利用學(xué)校及社會(huì)資源，學(xué)校與企業(yè)合作共同建立校企合作實(shí)習(xí)基地，給大四學(xué)生提供專業(yè)講座、學(xué)術(shù)交流和就業(yè)推薦等資源。

2.4? 搭建物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，傳統(tǒng)的做法是將物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)安排在第四學(xué)年第二學(xué)期，這是一門綜合了所有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的實(shí)踐性課程，主要考察學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能力，使學(xué)生達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)各工作崗位的能力要求。

然而，現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)仍存在很多的不足之處，例如，設(shè)備軟硬件資源有限，學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組的合理性與龐大教學(xué)體系的復(fù)雜性之間存在矛盾，雖然通過團(tuán)隊(duì)合作可以完成一些簡單的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，但對于一些難度較大的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，由于學(xué)生理論知識(shí)的新鮮性和動(dòng)手操作的不熟練性，往往會(huì)在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)連線錯(cuò)誤、設(shè)備燒損、代碼報(bào)錯(cuò)等問題，從而影響了實(shí)踐教學(xué)的效率。

綜上，在實(shí)踐教學(xué)體系的整體框架下，設(shè)計(jì)了基于校企合作的物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖5所示。該平臺(tái)包含三個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、智能控制模塊。其中，數(shù)據(jù)采集模塊利用各類傳感器（聲、光、電、溫度、濕度、壓力、煙霧等）對外接輸入節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行采集，外接節(jié)點(diǎn)的輸入量可以是數(shù)字量，也可以是模擬量。在數(shù)據(jù)處理模塊中，由客戶端上位機(jī)控制的協(xié)調(diào)器通過位于網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對所有采集到的信號(hào)進(jìn)行收集和匯聚，再將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行分析處理（通信過程中所用到的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)為ZigBee技術(shù)）。智能控制層對經(jīng)過采集、處理、分析的信號(hào)進(jìn)行輸出，再針對輸出的數(shù)字量或模擬量大小對協(xié)調(diào)器進(jìn)行反饋，從而控制整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的工作。

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)為核心，利用模擬和物理兩種傳感設(shè)備，通過無中心、自組織的方式進(jìn)行拓?fù)浣M網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由具有不同功能的嵌入式開發(fā)板、擴(kuò)展板、傳感器、通信模塊組成。操作者可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求的不同自由搭配組合不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，甚至是在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，也可以更換通信模塊進(jìn)行對比驗(yàn)證。功能面板具有不同的功能區(qū)，如設(shè)備類型選擇區(qū)、供電區(qū)等，這些功能區(qū)可以提高操作者的實(shí)驗(yàn)效率（連線、跳線、驅(qū)動(dòng)等），方便操作者觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的走勢。物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)示意圖如圖6所示。

3? 實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量評價(jià)

驗(yàn)證新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的方式有很多，除了將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)踐測評、項(xiàng)目參與度和比賽獲獎(jiǎng)等作為測評標(biāo)準(zhǔn)之外，還要在每一學(xué)年的不同學(xué)期對學(xué)生進(jìn)行線上問卷，問卷的幾個(gè)主要問題如“你的職業(yè)發(fā)展目標(biāo)是什么？”“你的專業(yè)技術(shù)實(shí)踐能力如何？”“你最感興趣的學(xué)科課程有哪些？”等。不同年級以及同一年級不同班級學(xué)生的問卷結(jié)果差異都會(huì)側(cè)面映射出實(shí)踐教學(xué)體系的成效。因?yàn)橹挥袑W(xué)生能夠做到明確自己的目標(biāo)，知道實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的基本途徑，以及評估自己實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可能性，才會(huì)使其大學(xué)生活變得意義非凡。

4? 結(jié)? 論

物聯(lián)網(wǎng)是新工科專業(yè)課程體系中的重要一員，其發(fā)展模式也應(yīng)該遵循新工科倡導(dǎo)的基本思想（即“創(chuàng)新”“融合”“共享”）。為響應(yīng)國家新工科建設(shè)及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的號(hào)召，提出了面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系。該體系不僅涵蓋物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的多學(xué)科技術(shù)，體現(xiàn)出交叉融合與聯(lián)動(dòng)應(yīng)用的特點(diǎn)，還注重對學(xué)生自主意識(shí)、實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，并以新型實(shí)踐能力檔案進(jìn)行表征。通過校企合作綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對多元化的實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，通過項(xiàng)目實(shí)踐實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，同時(shí)還提高了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)了實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展。

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作者簡介：曹園青（1985—），男，漢族，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，講師，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全、云計(jì)算。

收稿日期：2022-12-01

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（NJZY22247）；內(nèi)蒙古自治區(qū)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)專項(xiàng)項(xiàng)目（ZSZX21090）；河套學(xué)院教學(xué)研究與改革項(xiàng)目（HTXYJY2102）；河套學(xué)院新冠肺炎重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（HYZX202089）