徐國慶

（武漢工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 湖北·武漢 430205）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用，智能設(shè)備向著微型化、智能化方向發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能出現(xiàn)了技術(shù)融合，基于大數(shù)據(jù)分析的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用成為智能物聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)。智能物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感器技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、深度學(xué)習(xí)等諸多學(xué)科的融合，其顯著的特點(diǎn)是將多學(xué)科知識進(jìn)行融合，是一次跨越式的發(fā)展。在多學(xué)科視角下，加強(qiáng)智能物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，應(yīng)重點(diǎn)突出創(chuàng)新性、前瞻性、融合性的思路，在教學(xué)實(shí)踐中積極探索多學(xué)科融合教學(xué)的思路方法。

1 智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式及面臨的問題

現(xiàn)代技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使多學(xué)科之間出現(xiàn)了融合、交叉，學(xué)科之間的界限不再如以前那樣明晰、絕對，而是出現(xiàn)了相互促進(jìn)、相互匯通的趨勢，這種學(xué)科之間的交叉使知識的覆蓋面更加寬廣、涉及的知識點(diǎn)更加多樣化、知識的獨(dú)立性減弱而綜合性增強(qiáng)，這種交叉學(xué)科的特點(diǎn)使智能物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)方式面臨一系列的新問題，主要體現(xiàn)在：

（1）知識點(diǎn)多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。早期無線傳感網(wǎng)的功能比較單一，知識點(diǎn)集中，主要完成對物品的感知，一般應(yīng)用在物流、倉儲、銷售領(lǐng)域，對數(shù)據(jù)的傳輸速率要求不高，實(shí)時(shí)性要求也不太嚴(yán)格。隨著物聯(lián)網(wǎng)接入方式及傳感器類型的擴(kuò)展，接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備呈現(xiàn)多樣性、復(fù)雜性、異構(gòu)性，對數(shù)據(jù)的處理能力要求加強(qiáng)，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)級數(shù)增長。尤其在生產(chǎn)和流通領(lǐng)域，對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和智能性處理的要求逐漸被重視。物聯(lián)網(wǎng)也逐漸向智能化方向過渡，從而使物聯(lián)網(wǎng)人才的需求呈現(xiàn)多學(xué)科、智能化的趨勢，將物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、數(shù)據(jù)分析等方向的結(jié)合成為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)任務(wù)。

（2）理論和實(shí)踐融合，強(qiáng)化應(yīng)用型知識。智能物聯(lián)網(wǎng)是理論和實(shí)踐結(jié)合的新形態(tài)，基本理論包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)、人工智能，特別是以大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)為特點(diǎn)的數(shù)據(jù)挖掘算法，是經(jīng)典算法在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中的新應(yīng)用。智能物聯(lián)網(wǎng)特別強(qiáng)調(diào)對知識的工程應(yīng)用，與行業(yè)結(jié)合是智能物聯(lián)網(wǎng)的一大創(chuàng)新點(diǎn)，在應(yīng)用的過程中，如何有效地實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉知識的融合滲透、將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合是智能物聯(lián)網(wǎng)所需解決的現(xiàn)實(shí)問題。

（3）知識更新迅速，時(shí)效性和迭代性增強(qiáng)。在智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，新的理論和技術(shù)層出不窮，各種傳感器技術(shù)及其行業(yè)拓展應(yīng)用日新月異。這些都為智能物聯(lián)網(wǎng)自身的知識更新和技術(shù)升級提供了機(jī)遇，同時(shí)也為智能網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)從業(yè)人員提出了更高的要求，在知識不斷更新迭代的新形勢下，如何有效地組織教學(xué)和研究，是提升智能物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)、加快行業(yè)應(yīng)用向縱深和更寬領(lǐng)域拓展的新渠道。知識的獲取途徑得到拓寬，教育者必須做到緊跟技術(shù)發(fā)展的方向，不斷擴(kuò)充知識面，增強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)水平。

智能物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)在特點(diǎn)和要求，為專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的目標(biāo)和挑戰(zhàn)。相比于其他傳統(tǒng)學(xué)科，技術(shù)的更新?lián)Q代的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有智能物聯(lián)網(wǎng)這樣迅速，如何在快速變化的技術(shù)潮流中緊隨發(fā)展方向，不斷提升教學(xué)內(nèi)容的充實(shí)度和理論深度，緊緊把握行業(yè)在智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新技術(shù)，并及時(shí)進(jìn)行教學(xué)模式和課程架構(gòu)調(diào)整，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。

2 智能物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才的培養(yǎng)途徑

2.1 智能物聯(lián)網(wǎng)多學(xué)科課程體系設(shè)置

智能物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)科交叉性和知識復(fù)合性要求在人才培養(yǎng)的課程設(shè)置上需要充分考慮基本知識點(diǎn)和技能與相關(guān)學(xué)科的交叉和相互滲透。按照物聯(lián)網(wǎng)的4層結(jié)構(gòu)模型，相應(yīng)的課程體系參考設(shè)置如圖1。

圖1 智能物聯(lián)網(wǎng)的課程體系設(shè)置

在課程設(shè)置上，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的感知識別、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、管理服務(wù)、創(chuàng)新應(yīng)用4層結(jié)構(gòu)，分別圍繞各層的具體知識需求和培養(yǎng)要求進(jìn)行課程設(shè)置，在感知識別層，主要涉及硬件的基礎(chǔ)課程，包括傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、電子技術(shù)、無限導(dǎo)航基本原理等，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件層，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)、信號與系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與交換技術(shù)，管理服務(wù)層主要針對業(yè)務(wù)需求，設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用技術(shù)，在創(chuàng)新應(yīng)用層，包括人工智能、智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、石油物聯(lián)網(wǎng)、健康物聯(lián)網(wǎng)等課程，這些課程圍繞智能物聯(lián)網(wǎng)的基本要求，實(shí)現(xiàn)了硬件、軟件、數(shù)據(jù)處理、智能應(yīng)用等多學(xué)科的交叉應(yīng)用。

2.2 智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程模塊體系

智能物聯(lián)網(wǎng)是一門實(shí)踐型強(qiáng)的應(yīng)用型學(xué)科，對學(xué)生的實(shí)際動手能力和解決問題分析問題的能力有較高的要求。在課程體系中，應(yīng)當(dāng)加大對實(shí)踐類課程和設(shè)計(jì)類學(xué)時(shí)的投入，同時(shí)加大這方面的硬件設(shè)施配置，確保將理論知識與實(shí)踐項(xiàng)目結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)設(shè)置中，充分考慮到對實(shí)際項(xiàng)目的引入，特別是智能物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合，促進(jìn)實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科知識和綜合處理?？梢圆捎庙?xiàng)目介入的模式，依托行業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目案例，或者直接與行業(yè)對接，采用現(xiàn)場教學(xué)指導(dǎo)的模式，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，提升對理論知識和多學(xué)科應(yīng)用的掌握與理解。

智能物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐課程體系設(shè)置應(yīng)當(dāng)遵循知識點(diǎn)覆蓋完整、行業(yè)應(yīng)用前沿、設(shè)計(jì)過程監(jiān)控，形成完善的實(shí)踐指導(dǎo)課程體系，并在實(shí)踐中加強(qiáng)對行業(yè)前沿知識的引入與應(yīng)用指導(dǎo)，確保實(shí)踐與理論教學(xué)的統(tǒng)一（表1）。

表1 智能物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐課程體系設(shè)置

3 結(jié)束語

智能物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)與智能處理技術(shù)相結(jié)合的多學(xué)科交叉融合的結(jié)果，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向與前沿。在對傳統(tǒng)行業(yè)的智能化改造升級、強(qiáng)化智能技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和物聯(lián)網(wǎng)感知中的應(yīng)用、提升現(xiàn)代行業(yè)的智能化、自動化水平中具有重要的商業(yè)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。在多學(xué)科交叉的融合中，增強(qiáng)智能物聯(lián)網(wǎng)的理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用，是保證智能物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)質(zhì)量的主要途徑。