劉 霞，王欣欣，晉 剛

（煙臺大學物理與電子信息學院 山東 煙臺 264005）

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，持續(xù)推進工程教育改革創(chuàng)新。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時代背景下，構(gòu)建適應(yīng)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展需求的教學模式已成為當前的重點。

目前，國內(nèi)對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的研究主要集中在以下幾個方面：一是對物聯(lián)網(wǎng)工程創(chuàng)新教學理念與教學模式的研究[1-2]，探索基于CDIO（構(gòu)思—設(shè)計—實施—運作）、體驗式學習、混合式以及運用案例教學、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法；二是針對物聯(lián)網(wǎng)工程特定課程的教學改革研究[3-5]，如嵌入式原理與應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、高級語言程序設(shè)計等核心課程，結(jié)合課程定位及實際情況，研究如何完善和優(yōu)化教學內(nèi)容、教學資源、教學過程以及師資隊伍等方面；三是對物聯(lián)網(wǎng)工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究[6]，融合人才培養(yǎng)方案制訂實施過程，從培養(yǎng)目標、核心能力、課程結(jié)構(gòu)、實踐安排等方面進行改革，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程卓越工程師人才培養(yǎng)模式，探索以行業(yè)需求為導向的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具備集實用性、交叉性與綜合性于一體的學科特點，涵蓋通信、電子及軟件設(shè)計等各個層面，尤為注重學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。鑒于近年來實踐教學理念研究的不斷推進，本文借助CiteSpace 工具對當前我國物聯(lián)網(wǎng)工程實踐教學研究的熱點予以梳理，以煙臺大學物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，從物聯(lián)網(wǎng)工程實踐教學改革的總體框架、具體實施路線等方面予以剖析，為探索如何真正將理論、實踐、創(chuàng)新融為一體的新工科路徑建設(shè)提供借鑒和參考。

1 我國物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學研究概況

通過CNKI 中國知網(wǎng)學術(shù)文獻總庫，以“實踐教學”為檢索詞，時間節(jié)點設(shè)置為2013 年1 月-2023 年8 月，篩選出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的研究文獻，剔除無關(guān)文獻數(shù)據(jù)后，共檢索到有效期刊文獻311 篇，以Refworks格式導出后進行保存。使用文獻計量分析軟件CiteSpace（6.2.R4.64-bit 版本）完成文獻主題詞的主題提取，如圖1 所示生成新工科視域下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學模式研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，其中時間切片設(shè)置為1 年，閾值設(shè)定為30，獲得節(jié)點數(shù)為262，連線數(shù)為472，密度為0.0138。

圖1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜反映出當前我國物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學研究的熱點分布情況。從圖1 可以看出，圍繞“新工科”“實踐教學”“物聯(lián)網(wǎng)”這三個方面，相關(guān)機構(gòu)和學者對其中涉及的教學改革、人才培養(yǎng)、課程體系、教學模式、實踐平臺、工程教育、校企合作、協(xié)同育人等方面進行了大量的研究與實踐。從節(jié)點突發(fā)強度來看，近10 年節(jié)點突發(fā)強度最大的關(guān)鍵詞是“課程體系”，強度值為5.13，其涉及的課程內(nèi)容整合、實踐教學強化以及學科交叉和優(yōu)化評價體系構(gòu)建是物聯(lián)網(wǎng)實踐教學研究的持續(xù)關(guān)注點。近3 年節(jié)點突發(fā)強度最大的關(guān)鍵詞是“工程訓練”，強度值為1.42，說明依托校內(nèi)實訓、校企合作實訓和在線仿真訓練等形式的實踐教學環(huán)節(jié)成為近年來的重點。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學的研究重點

對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“實踐教學”研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜中的高頻關(guān)鍵詞進行統(tǒng)計，形成高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計表，如表1 所示。從表1 中可以看出，新工科提出之前就已經(jīng)有相關(guān)的研究機構(gòu)在探索實踐教學的教學理念。隨著新工科理念的誕生，地方高校也在不斷加深實踐探索，并提出和深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念。表1 中的“人才培養(yǎng)”和“教學改革”兩個關(guān)鍵詞的中介中心性均大于0.1，這說明這些節(jié)點在知識圖譜中的作用最強，進一步印證了目前新工科實踐教學研究多圍繞這些方面展開。

表1 高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計表

3 煙臺大學物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學研究探索

深化教學改革應(yīng)以激發(fā)學生學習興趣和潛能為核心，從新工科專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的宏觀角度出發(fā)，注重提高學生的應(yīng)用創(chuàng)新能力和綜合實踐能力。煙臺大學從實踐教學理念、人才培養(yǎng)模式、教學改革模式、體系構(gòu)建等多個維度改革創(chuàng)新，綜合考慮教學管理、教學質(zhì)量監(jiān)控、教師隊伍、實驗設(shè)備條件等因素，形成優(yōu)化過程、要素協(xié)調(diào)、質(zhì)量保障、可操作性強的課程體系建設(shè)方案。具體如下。

3.1 塑造實踐教學新理念和新方式

煙臺大學為了更好地培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，不斷更新教學理念和教學方式，堅持“行動導向”的教學觀，實踐“教、學、做”一體化的教學模式。著力改變傳統(tǒng)單向灌輸?shù)慕虒W模式，以促進學生全面發(fā)展為中心，主動對接山東半島的經(jīng)濟社會發(fā)展需求，堅持服務(wù)需求、成效導向，不斷引入新穎的教學理念改善教學方式。同時，融入工程素養(yǎng)和工程倫理教育，培養(yǎng)學生的責任擔當意識，進行工程師職業(yè)道德的培植。

3.2 深化教學內(nèi)容和課程體系改革

煙臺大學堅持先進性、應(yīng)用性和實踐性的原則，構(gòu)建“重交叉、有方向、模塊化”的實踐課程體系。建設(shè)了一批具有實際應(yīng)用價值的實踐課程案例模塊，并加強“智慧樹”“煙臺大學網(wǎng)絡(luò)教學平臺”等網(wǎng)絡(luò)資源平臺建設(shè)，形成涵蓋專業(yè)教學、科研開發(fā)和成果推廣應(yīng)用的系統(tǒng)化與規(guī)范化網(wǎng)絡(luò)資源平臺。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)構(gòu)建了“理論教學+實踐教學+科研創(chuàng)新”相結(jié)合的教學新體系，該體系旨在將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入本科理論課程與實踐課程各個環(huán)節(jié)，以提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。

3.3 構(gòu)建多元化、多層次的人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

煙臺大學以“工學結(jié)合”為重要突破口，推動人才培養(yǎng)模式改革，逐步形成以實際應(yīng)用為導向的實踐實訓模式。學生通過參與課程設(shè)計、學科競賽和科研項目等活動，實現(xiàn)知識、技能、素養(yǎng)和思政等方面的綜合培養(yǎng)，具備了反向工程設(shè)計思維和嚴謹?shù)目茖W思維方式。同時，建立多元化、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進體系，以確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升。借助工程教育專業(yè)認證的契機，加強各門課程的教學質(zhì)量監(jiān)控，以“全過程性考核”方式加大對學生創(chuàng)新能力的評估評價。

3.4 構(gòu)建學科、產(chǎn)教融合一體的實踐平臺新體系

煙臺大學通過多種途徑大力推進校企合作、產(chǎn)教融合、協(xié)同育人模式的發(fā)展，不斷提高師資隊伍的學術(shù)視野和科研水平。同時，積極構(gòu)建校企合作人才集聚的平臺，并嘗試建設(shè)多方參與的云計算、大數(shù)據(jù)或人工智能產(chǎn)業(yè)化研究平臺。這些舉措有助于加強產(chǎn)學研合作，促進人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)升級和社會經(jīng)濟發(fā)展。

4 研究結(jié)果與展望

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學研究是一項至關(guān)重要的工作，它不僅關(guān)系到學生的實際應(yīng)用能力，還對整個行業(yè)的發(fā)展具有深遠的影響。在當前的實踐教學研究中，以煙臺大學為代表的地方院校主要致力于構(gòu)建與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)相關(guān)的資源體系，通過不斷豐富和優(yōu)化課程建設(shè)，以進一步推廣優(yōu)質(zhì)教育資源，讓更多的學生受益。未來，物聯(lián)網(wǎng)工程實踐教學將更加注重與行業(yè)的緊密合作，通過校企聯(lián)合開展科研項目、共建實驗室等方式，提高實踐教學的實用性和前瞻性，引入更多的創(chuàng)新性實驗、項目式學習，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。通過不斷探索和創(chuàng)新，培養(yǎng)出更多具備實踐能力和創(chuàng)新精神的人才，為推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展作出更大的貢獻。