彭劍 戴經(jīng)國(guó) 肖華茂 袁輝勇

摘 要：針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)際情況，分析專業(yè)核心技能的培養(yǎng)要求，設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，并對(duì)核心課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行規(guī)劃，結(jié)合廣東韶關(guān)學(xué)院實(shí)施情況，介紹實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、校企合作共建、信息技術(shù)大賽在實(shí)踐能力培養(yǎng)過程中的有效路徑。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)體系

引 言

教育部于2010年下發(fā)了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》，廣東省人民政府粵府辦（2012）15號(hào)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(guó)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(shí)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(dòng)識(shí)別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)計(jì)算、系統(tǒng)工程等方面技術(shù)，涉及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信協(xié)議、軟件體系結(jié)構(gòu)與中間件、計(jì)算平臺(tái)、應(yīng)用與服務(wù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，是集計(jì)算機(jī)專業(yè)、通信專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)為一體的交叉學(xué)科，是一個(gè)典型的基于工程應(yīng)用的學(xué)科。因此，專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐關(guān)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(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)的原則

強(qiáng)調(diào)工程能力、注重實(shí)踐，是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。無(wú)論偏軟還是偏硬，都需要有支撐整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系。在體系設(shè)計(jì)之前，需要了解物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的能力日標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才應(yīng)該從專業(yè)特色出發(fā)，深刻認(rèn)識(shí)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(jì)算思維能力

計(jì)算思維的核心是基于計(jì)算機(jī)考慮問題求解。物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算模式就是要實(shí)現(xiàn)物理空間和信空間的整合統(tǒng)一。因此，培養(yǎng)學(xué)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(shí)現(xiàn)能力。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)算法設(shè)計(jì)分析能力

算法比感應(yīng)器更加重要.現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的焦點(diǎn)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(yīng)用的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)上的分析、處理、挖掘、決策、應(yīng)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(shè)計(jì)分析能力將是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力

系統(tǒng)設(shè)計(jì)是物聯(lián)網(wǎng)最終應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的重要手段，基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)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(shè)計(jì)模式在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代被網(wǎng)絡(luò)瀏覽器架構(gòu)所改變，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的程序設(shè)計(jì)和實(shí)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(xì)化為認(rèn)知、設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用等方面的能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)要求學(xué)生具備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施能力，能夠進(jìn)行在物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)現(xiàn)即時(shí)即地享受服務(wù)。技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展需要一大批從事物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)裝備生產(chǎn)、系統(tǒng)支撐平臺(tái)與中間件開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)以及服務(wù)的企業(yè)，最終形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。學(xué)生具備有系統(tǒng)維護(hù)、工程設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技能，都將進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

圍繞專業(yè)能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系；根據(jù)專業(yè)規(guī)范和理論技術(shù)體系，引領(lǐng)實(shí)踐教學(xué)體系；利用校企協(xié)同合作、產(chǎn)學(xué)研用合作，共同研究實(shí)踐教學(xué)體系 。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要分成4個(gè)重要環(huán)節(jié)——核心課程實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)、工程興趣、工程能力出發(fā)，對(duì)各實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和優(yōu)化，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐體系如圖1所示。

3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施途徑

設(shè)計(jì)好實(shí)踐教學(xué)體系，需要將各環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，用傳感器、網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)模擬真實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程實(shí)驗(yàn)詳見表1。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，將課程實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)分成基本驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。從最基本的“感知”特征開始，加深對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)、概念的理解和掌握；通過綜合型實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生運(yùn)用多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，加深對(duì)知識(shí)體系的理解；通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生對(duì)幾門相關(guān)課程的知識(shí)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；通過研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，讓一部分優(yōu)秀學(xué)生通過大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目或教師研究課題，融會(huì)貫通各課程的知識(shí)，有創(chuàng)新研究性思維。

3.1 建立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

重視實(shí)踐教學(xué)，面向?qū)W科競(jìng)賽、面向科學(xué)研究，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才，將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和工程性實(shí)踐相結(jié)合，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降淖兏锖蛣?chuàng)新，組織學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目，與企業(yè)、行業(yè)、社會(huì)共同建設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)踐教學(xué)基地，建立如圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

3.2 校企協(xié)同共建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室

企業(yè)內(nèi)部接近生產(chǎn)實(shí)際和市場(chǎng)。因此，應(yīng)重視企業(yè)在校企協(xié)同合作中的作用，引導(dǎo)企業(yè)參與共建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，共享實(shí)驗(yàn)室，共享人才。我們通過校企合作，聘請(qǐng)企業(yè)高技能人才參與教學(xué)，聯(lián)合培養(yǎng)高技能講師，不斷提高師資隊(duì)伍技能層次，培養(yǎng)雙師型應(yīng)用型教師隊(duì)伍。

通過和企業(yè)聯(lián)合共建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，不斷滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程建設(shè)需要，比如物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)、無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生能更好地感知物聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。與此同時(shí)，可以與相關(guān)行業(yè)以學(xué)科研究和行業(yè)背景為基礎(chǔ)，建設(shè)面向行業(yè)特色的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，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(diǎn)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 。

3.3 與大學(xué)生信息技術(shù)競(jìng)賽相結(jié)合

以信息技術(shù)大賽為抓手，引導(dǎo)學(xué)生積極參與專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，不斷提高技能水平。我們通過全國(guó)大學(xué)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(shè)計(jì)大賽等，使學(xué)生不斷地通過競(jìng)賽，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，組織創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，整合技術(shù)資源，形成技能小組，不斷形成良好地學(xué)習(xí)氛圍。

4 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為一個(gè)新專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，需要我們不斷地探究，不斷地實(shí)踐、總結(jié)、再實(shí)踐。因其技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科，偏向什么學(xué)科，以什么學(xué)科為主，這些問題還需要我們不斷總結(jié)，不斷從市場(chǎng)反饋的信息中更新我們的實(shí)踐體系。韶關(guān)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院不斷探尋創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，通過加強(qiáng)企業(yè)、行業(yè)合作，為學(xué)生提供更好地訓(xùn)練工程能力的機(jī)會(huì)，學(xué)生的動(dòng)手能力穩(wěn)步提升，不斷為市場(chǎng)所認(rèn)可。我們將不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展和完善物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)業(yè)界及時(shí)調(diào)整教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容，爭(zhēng)取取得更多成果。