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        物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系設計

        2015-05-30 13:05:12彭劍戴經(jīng)國肖華茂袁輝勇
        計算機教育 2015年4期
        關鍵詞:教學體系物聯(lián)網(wǎng)實踐教學

        彭劍 戴經(jīng)國 肖華茂 袁輝勇

        摘 要:針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系的實際情況,分析專業(yè)核心技能的培養(yǎng)要求,設計專業(yè)實踐教學體系,并對核心課程實驗進行規(guī)劃,結(jié)合廣東韶關學院實施情況,介紹實踐教學平臺、校企合作共建、信息技術(shù)大賽在實踐能力培養(yǎng)過程中的有效路徑。

        關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);實踐教學;教學體系

        引 言

        教育部于2010年下發(fā)了《關于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關專業(yè)申報和審批工作的通知》,廣東省人民政府粵府辦(2012)15號文件印發(fā)了廣東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃的通知,我們根據(jù)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要,于2012年獲批“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè),旨在培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)急需的專業(yè)人才,滿足產(chǎn)業(yè)迫切需求。

        物聯(lián)網(wǎng)以感知為目的,全面實現(xiàn)人與人、人與物、物與物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合了傳感技術(shù)、自動識別技術(shù)、網(wǎng)絡通信、移動計算、系統(tǒng)工程等方面技術(shù),涉及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與通信協(xié)議、軟件體系結(jié)構(gòu)與中間件、計算平臺、應用與服務的設計與開發(fā),是集計算機專業(yè)、通信專業(yè)、自動化專業(yè)為一體的交叉學科,是一個典型的基于工程應用的學科。因此,專業(yè)實踐教學體系設計與實踐關乎能否培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)需要的人才 。

        1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系設計的原則

        強調(diào)工程能力、注重實踐,是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點。無論偏軟還是偏硬,都需要有支撐整個專業(yè)培養(yǎng)的實踐教學體系。在體系設計之前,需要了解物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的能力日標。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才應該從專業(yè)特色出發(fā),深刻認識這些能力在本專業(yè)的特色需求。

        1.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)計算思維能力

        計算思維的核心是基于計算機考慮問題求解。物聯(lián)網(wǎng)的計算模式就是要實現(xiàn)物理空間和信空間的整合統(tǒng)一。因此,培養(yǎng)學生理解物理空間和信息空間,使其具有足夠的想象能力和實現(xiàn)能力。

        1.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)算法設計分析能力

        算法比感應器更加重要.現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)領域的焦點集中在感知技術(shù)。隨著RFID、傳感器技術(shù)不斷發(fā)展和成熟,商業(yè)應用的快速發(fā)展,大數(shù)據(jù)上的分析、處理、挖掘、決策、應用開發(fā)將成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的根本。因此,算法設計分析能力將是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的關鍵。

        1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)程序設計與實現(xiàn)能力

        系統(tǒng)設計是物聯(lián)網(wǎng)最終應用實現(xiàn)的重要手段,基于物聯(lián)網(wǎng)的計算模式將改變傳統(tǒng)的開發(fā)模式。傳統(tǒng)的C/S模式下的設計模式在互聯(lián)網(wǎng)時代被網(wǎng)絡瀏覽器架構(gòu)所改變,物聯(lián)網(wǎng)時代的程序設計和實現(xiàn)模式也將發(fā)生改變。

        1.4 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)系統(tǒng)能力

        系統(tǒng)能力可以細化為認知、設計、開發(fā)與應用等方面的能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)要求學生具備物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計與實施能力,能夠進行在物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式基礎上的設計與實現(xiàn)。

        1.5 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)就業(yè)能力

        智慧城市、智能交通、智能醫(yī)療、智能家居等正在改變我們的生活,實現(xiàn)即時即地享受服務。技術(shù)的應用和發(fā)展需要一大批從事物聯(lián)網(wǎng)基礎裝備生產(chǎn)、系統(tǒng)支撐平臺與中間件開發(fā)、應用開發(fā)以及服務的企業(yè),最終形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。學生具備有系統(tǒng)維護、工程設計、軟件開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應用技能,都將進入物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領域。

        2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系設計

        圍繞專業(yè)能力的培養(yǎng),設計物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學體系;根據(jù)專業(yè)規(guī)范和理論技術(shù)體系,引領實踐教學體系;利用校企協(xié)同合作、產(chǎn)學研用合作,共同研究實踐教學體系 。

        物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)主要分成4個重要環(huán)節(jié)——核心課程實驗、綜合課程設計、專業(yè)實習、畢業(yè)設計。從培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、工程意識、工程興趣、工程能力出發(fā),對各實踐環(huán)節(jié)進行整體設計和優(yōu)化,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐體系如圖1所示。

        3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實驗教學實施途徑

        設計好實踐教學體系,需要將各環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,用傳感器、網(wǎng)絡、控制系統(tǒng)、應用系統(tǒng)模擬真實的物聯(lián)網(wǎng)應用環(huán)境,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程實驗詳見表1。在具體的實驗教學體系中,將課程實驗分層次教學,將實驗分成基本驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗。從最基本的“感知”特征開始,加深對課堂知識點、概念的理解和掌握;通過綜合型實驗,要求學生運用多個知識點,加深對知識體系的理解;通過設計性實驗,要求學生對幾門相關課程的知識進行分析和設計實驗;通過研究創(chuàng)新性實驗,讓一部分優(yōu)秀學生通過大學生創(chuàng)新實踐項目或教師研究課題,融會貫通各課程的知識,有創(chuàng)新研究性思維。

        3.1 建立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學平臺

        重視實踐教學,面向?qū)W科競賽、面向科學研究,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才,將基礎性實驗和工程性實踐相結(jié)合,推進實驗項目和實驗模式的變革和創(chuàng)新,組織學生積極申報大學生創(chuàng)新實驗項目、大學生創(chuàng)新研究項目,與企業(yè)、行業(yè)、社會共同建設專業(yè)實驗室、實踐教學基地,建立如圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學平臺。

        3.2 校企協(xié)同共建專業(yè)實驗室

        企業(yè)內(nèi)部接近生產(chǎn)實際和市場。因此,應重視企業(yè)在校企協(xié)同合作中的作用,引導企業(yè)參與共建專業(yè)實驗室,共享實驗室,共享人才。我們通過校企合作,聘請企業(yè)高技能人才參與教學,聯(lián)合培養(yǎng)高技能講師,不斷提高師資隊伍技能層次,培養(yǎng)雙師型應用型教師隊伍。

        通過和企業(yè)聯(lián)合共建專業(yè)實驗室,不斷滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程建設需要,比如物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)基礎實驗、嵌入式系統(tǒng)原理實驗、無線自組織網(wǎng)絡實驗等,學生能更好地感知物聯(lián)網(wǎng),增強學習興趣。與此同時,可以與相關行業(yè)以學科研究和行業(yè)背景為基礎,建設面向行業(yè)特色的綜合實驗平臺,具體包括面向以航天嵌入式技術(shù)為代表的可信物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點技術(shù)綜合實驗平臺 。

        3.3 與大學生信息技術(shù)競賽相結(jié)合

        以信息技術(shù)大賽為抓手,引導學生積極參與專業(yè)課程實驗學習,不斷提高技能水平。我們通過全國大學生信息技術(shù)大賽、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)大賽、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大賽、ACM程序設計大賽等,使學生不斷地通過競賽,走進實驗室,組織創(chuàng)新團隊,整合技術(shù)資源,形成技能小組,不斷形成良好地學習氛圍。

        4 結(jié)語

        物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為一個新專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為一個新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),需要我們不斷地探究,不斷地實踐、總結(jié)、再實踐。因其技術(shù)涉及多個學科,偏向什么學科,以什么學科為主,這些問題還需要我們不斷總結(jié),不斷從市場反饋的信息中更新我們的實踐體系。韶關學院計算機科學學院不斷探尋創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案,通過加強企業(yè)、行業(yè)合作,為學生提供更好地訓練工程能力的機會,學生的動手能力穩(wěn)步提升,不斷為市場所認可。我們將不斷總結(jié)積累經(jīng)驗,發(fā)展和完善物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)實踐教學體系,根據(jù)業(yè)界及時調(diào)整教學和實踐內(nèi)容,爭取取得更多成果。

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