物联网专业人才培养实践体系探索与实践

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　　摘 要：文中以地方高校物联网专业建设为主要目标，探讨该专业在建设过程中实践教学体系建设存在的主要问题和难点。结合本校实际和专业需求，提出了以理论课程实验与开放环节相结合为基础，以课程教学和专业竞赛强化推动为过程，学校理论教学体系与企业实训结合为抓手的专业人才实践体系建设思路。经过几年的摸索和实践，基本建立了一套实践教学体系，取得了一定的成效。
　　关键词：物联网;人才培养;实践教学;物联网专业;高校;教学体系
　　中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）04-0-02
　　0 引 言
　　近几年随着教育部提出“全面振兴本科教育，大力发展新工科、新医科、新农科、新文科”的总体指导方针，加强了大数据、人工智能、机器人、物联网等新兴领域急需专业的审批和建设力度。国内高校对大数据、物联网等新专业申报和建设热情迅速升温，大批新专业快速涌现，我校也于2010年开始了相关新专业的探索和实践，先后在计算机科学与技术专业中开设“嵌入式专业”“物联网专业”等特色专业，以此为基础，2014年经教育部门批准正式开设物联网工程
　　专业。
　　虽然经历了专业从无到有，办学思路从模糊到逐渐清晰，课程体系不断改进的过程。但是物联网工程专业作为一个跨学科的新专业，其具有“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点。由于该专业涉及学科包括通信、电子、计算机、控制、检测等多个学科门类，原有的单一学科师资力量很难满足该专业的教学需求。作为新专业，还面临配套教材和实验条件也比较缺乏，实验环节衔接较差，实践教学体系无法满足人才培养需求等问题。
　　经过几年来的教学实践和探索，以及借鉴各类高校在该专业实践教学中的成功经验，我校物联网工程专业在实践教学体系方面积累了一定的经验，也取得了一定的成果，形成了自己的特色。本文将以物联网工程专业实践教学体系建设工作为重点，探讨未来该专业的人才培养工作和专业建设。
　　1 教学体系为核心的实验教学环境建设
　　专业人才培养的基础还是学科和相关理论知识体系建设，因此，抓好理论教学和知识的传授仍然是重中之重。作为一个新的专业，跨学科的理论和实践环节需要有一定的实验环境，因此，相关实验室的建设是首要任务。由于原有专业以计算机科学为主要内容，新专业的建设在实验条件方面面临比较现实的问题：一是原有实验设备较陈旧，跟不上快速发展的专业需求;二是专业课程中的非计算机学科的实验条件严重缺乏;三是相关专业课程的教师缺少必要的实践经验以及实验设备不够成熟等一系列问题。根据这些实际问题，本文主要围绕以下几个方面开展了实验教学环境的建设。
　　1.1 基础实验室建设
　　基础实验室主要功能是对各专业课程的基础原理和应用的一个验证和演示，使学生能够通过实验对理论知识有一个更直观和具体的理解，从而加深对相关原理的认知并锻炼相应的基本实践操作能力。为保证理论教学的效果，先后针对新的人才培养方案，围绕理论课实验环节，更新了计算机硬件类实验室，新建了无线传感网实验室、RFID实验室、嵌入式ARM实验室、信息安全实验室、传感器技术实验室等基础实验室，保障了理论教学的顺利进行。
　　1.2 综合应用实验环境建设
　　物联网作为一个新的专业和一个新的应用方式，是多种技术手段在一定领域的综合应用的体现。功能相对单一的基础实验条件只能让学生掌握基本的理论和原理，很难对物联网架构有一个直观而完整的认识。为提高学生对物联网技术综合应用的直观认识和理解，经过多方考察和沟通，建设了以智能家居和现代智慧农业为代表的物联网综合性实验室，以提高学生对物联网技术的总体认知和综合应用方面的学习。
　　2 竞赛引领的实践环节训练
　　物联网作为一个新的应用解决方案，既是技术领域的新思维和新方法，更是应用领域的新综合和新尝试。因此，以技术为基础，以应用为目标，是物联网的核心思想和重要内容。物联网专业强调应用型、复合型人才培养，因此，专业竞赛是一个非常具有现实可行性和操作性的培养手段。为此，加强了专业实践中的贯通性和连续性，使学生更好掌握解决复杂工程问题的能力。
　　2.1 跨课程的实验设计
　　单片机是嵌入式系统的基础，也是物联网感知层最重要的技术之一，把单片机作为引导学生参与解决复杂工程问题的切入点，打破以实验箱为实验手段的实践过程，以及各课程实验自成一体的实验模式。通过向每个学生提供一套单片机基础套件的形式，建立以学生个人为中心的实验平台。以该套件为基础学习“单片机”“传感器”“控制原理”“物联网通信”等一系列课程;并围绕该平台进行实验设计，从而使学生充分掌握和熟悉一套完整的嵌入式解决方案。把多个课程的知识相互验证和融合，既有利于各课程的学习，又有利于综合应用能力的训练。
　　2.2 将竞赛贯穿专业学习过程
　　根据不同学习阶段，设置不同层次的学科竞赛，鼓励学生参与，包括大一大二的编程语言类竞赛，大三学生的校级单片机应用竞赛，FPGA应用竞赛等基础性竞赛，以及各级学科竞赛，如全国大学生物联网设计大赛，全国大学生电子设计竞赛，全国大学生计算机设计大赛等全国性赛事。通过各类竞赛去提高学生的综合应用和实践能力，同时加强学生与外界的竞争和交流，通过他们取得的成绩和荣誉激励学生参与竞赛和实践的热情。
　　3 校企合作为基础的综合实践
　　通过与企业广泛接触，与多家企业签署了专业人才培养合作协议，建立了多样化人才培养实习实训基地。同时，加大课程改革力度，改进教学环节，增加实践环节课时和形式，通过增加课程设计、综合设计、实习等方式，将分散的实践学时集中起来。并邀请企业工程师到学校来为学生开设实践课程，同时在校内设立啟明星工作室、西湖创客汇三大分部等专业创新工作室，为学生实践提供更为开放包容和自由创新的学习环境，使学生拥有更大的自主性和自我发展空间。 　　4 结 语
　　经过一系列的探索与改革，本文建立起了比较完整的物联网工程专业实践教学体系。近两年我校物联网工程专业本科生毕业就业率一直保持了97%以上，就业质量也明显提高。专业招生人数稳中有升，毕业生的自信心得到了
　　增强。
　　物联网作为国家战略新兴产业，具有广阔的发展空间和良好的发展前景，同时这一领域又具有技术发展快，专业领域广，以创新应用为主导，对人才的要求高等特点。专业人才培养面临着如何跟上技术发展，如何适应创新驱动，如何满足不断提高的企业人才需求等问题。物联网专业还需要在人才培养方案的改进和完善，如何将新技术应用与教学相结合，如何满足专业人才能够解决复杂工程问题等方面做出更多的探索，以满足未来社会发展对本专业人才的需求。
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　　作者简介：丁晓波（1974—），男，博士，研究方向为物联网工程及应用。
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