摘要:物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展和廣泛應用使物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)成為高等教育的重要任務。然而,傳統(tǒng)培養(yǎng)模式無法滿足產(chǎn)業(yè)對高素質(zhì)應用型人才的需求。高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革成為當下重要的研究課題。文章首先闡述了研究背景與意義,探討了OBE理念的核心要素與實施路徑,其次分析了現(xiàn)行培養(yǎng)模式的痛點,并在此基礎上提出了基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)模式改革方案,最后通過改革實踐案例和成效分析,驗證了改革方案的可行性及實用性,以期為提高物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)質(zhì)量、滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求提供理論依據(jù)和實踐指導。
關鍵詞:OBE理念;物聯(lián)網(wǎng)工程;人才培養(yǎng);教學改革
中圖分類號:TP311
文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2025)14-0126-03
0引言
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎,也是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基石,是培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略支點[1]。在現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術不斷發(fā)展的背景下,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對高素質(zhì)專業(yè)人才的需求日益迫切[2]。然而,當前高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式存在許多問題,無法滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。成果導向教育(Outcomes-BasedEducation,OBE)理念,是一種以成果為目標導向,以學生為主體的課程體系建設理念[3]。作為一種先進教育理念,OBE可以為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革提供新的思路和實踐。本文將深入探討基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革方案。
1研究背景與意義
1.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才需求矛盾
隨著數(shù)字化、智能化時代的到來,物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術的重要組成部分,深刻改變了人們的生產(chǎn)和生活方式[4]。近年來,全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,應用領域不斷拓展,從智能家居、智慧城市到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)技術正在重塑各個行業(yè)。然而,與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展相比,人才培養(yǎng)卻顯得相對滯后。當前,高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式存在諸多問題,如課程體系滯后于技術迭代、實踐教學與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)、評價機制單一化等,導致培養(yǎng)的人才難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。這種供需矛盾不僅制約了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也影響了高校畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量和職業(yè)發(fā)展。
1.2OBE理念的引入價值
OBE理念為解決物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)問題提供了新思路。OBE教育理念強調(diào)以學生為中心,以學習成果為導向,通過反向設計課程體系和教學環(huán)節(jié),持續(xù)改進教學質(zhì)量[5]。這種理念與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特點高度契合。首先,OBE理念幫助高校準確把握物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對人才的需求,制定科學合理的培養(yǎng)目標。其次,OBE強調(diào)的持續(xù)改進機制有助于高校及時調(diào)整課程內(nèi)容和教學方法,跟上技術發(fā)展步伐。最后,OBE注重學生綜合能力培養(yǎng),有助于提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,更好地適應物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的多元化需求。因此,將OBE理念引入物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革具有重要的理論和實踐意義。
2OBE理念的核心要素與實施路徑
2.1OBE理念的三大核心
2.1.1成果導向
成果導向是OBE理念的核心要素。OBE理念要求明確學生在完成一個階段的學習后應該達到的具體成果,這些成果是可觀察、可測量的,涵蓋知識、技能、態(tài)度和價值觀等多個維度。以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例,學生在畢業(yè)時不僅要掌握物聯(lián)網(wǎng)相關的專業(yè)知識,如傳感器技術、通信技術、嵌入式系統(tǒng)等,還要具備將這些知識應用于實際項目的能力,如能夠設計并實現(xiàn)一個小型物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。同時,學生還應具備良好的團隊協(xié)作能力、溝通能力以及創(chuàng)新意識和職業(yè)素養(yǎng)。在確定學習成果時,應充分考慮行業(yè)需求和社會發(fā)展趨勢,確保學生所學與未來職業(yè)發(fā)展緊密結合。
2.1.2反向設計
反向設計要求從預期學習成果出發(fā),逆向設計課程體系和教學內(nèi)容。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,首先需要明確產(chǎn)業(yè)對人才的具體要求,然后確定畢業(yè)要求,再設計課程體系和教學環(huán)節(jié)。這種方法可以確保課程內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)需求的緊密對接,避免了傳統(tǒng)正向設計中可能出現(xiàn)的課程設置與目標脫節(jié)問題。
2.1.3持續(xù)改進
持續(xù)改進是OBE理念得以有效實施的保障。OBE理念強調(diào)通過持續(xù)收集和分析學生的學習成果數(shù)據(jù),反思和調(diào)整教學過程,以提升教學質(zhì)量。例如,西北工業(yè)大學物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)通過對畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)學生在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成能力方面存在不足,于是對相關課程進行了調(diào)整,增加了實踐教學環(huán)節(jié)比重,引入更多實際項目案例,以加強學生這方面能力的培養(yǎng)。
2.2OBE在物聯(lián)網(wǎng)工程教育中的實施框架
2.2.1需求分析層
需求分析層是OBE實施的基礎,任務是準確把握物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對人才的需求。這包括對行業(yè)發(fā)展趨勢的分析、企業(yè)用人需求的調(diào)研,以及對畢業(yè)生就業(yè)情況的跟蹤調(diào)查。通過這些分析,可以明確物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的具體目標和規(guī)格要求。
2.2.2課程重構層
在明確需求的基礎上,需要對現(xiàn)有課程體系進行重構。這包括調(diào)整課程結構、更新教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法等。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,可以采用模塊化課程群的方式,將相關課程有機整合,形成知識體系完整的課程模塊。同時,應加強項目驅(qū)動教學,通過實際項目培養(yǎng)學生的綜合能力。
2.2.3評價反饋層
評價反饋層是OBE實施的關鍵環(huán)節(jié),旨在通過科學的評價體系持續(xù)改進教學質(zhì)量。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,可以建立多元化評價體系,包括能力矩陣評估法、社會責任感量化等。能力矩陣評估法主要用于評估個人或團隊在特定領域的能力水平,通過構建能力矩陣,系統(tǒng)化地識別優(yōu)勢和不足。社會責任感量化主要用于評估個人或組織在社會責任方面的表現(xiàn),通過具體的量化指標,客觀衡量社會責任履行情況。
3現(xiàn)行培養(yǎng)模式的痛點分析
3.1課程體系滯后于技術迭代
當前,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系普遍滯后于技術發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術更新迭代迅速,新技術、新應用層出不窮,但高校課程設置和教學內(nèi)容往往難以及時更新。這會導致學生所學內(nèi)容與社會需求脫節(jié),降低就業(yè)競爭力,影響職業(yè)發(fā)展。造成這一問題的原因包括教材更新周期長、教師知識結構更新慢、課程審批流程復雜等。
3.2實踐教學與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)
物聯(lián)網(wǎng)工程是一個實踐性很強的專業(yè),但許多高校的實踐教學環(huán)節(jié)與產(chǎn)業(yè)實際需求存在脫節(jié)。在一方面,實驗設備和實訓環(huán)境落后,難以模擬真實物聯(lián)網(wǎng)應用場景;另一方面,實踐教學內(nèi)容偏理論,缺乏真實項目訓練。這種脫節(jié)導致學生的實踐能力不足,難以快速適應工作崗位的要求。
3.3評價機制單一化
高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學評價機制單一化,表現(xiàn)在評價方式、內(nèi)容和主體的單一性。例如,評價學生的主要依據(jù)是期末考試成績,忽視了學生在學習過程中的表現(xiàn)和進步。評價內(nèi)容主要集中在理論知識的掌握上,忽視了實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)評估。評價主要由教師進行,缺乏學生自評、互評以及企業(yè)或行業(yè)專家的參與。這種單一化的評價機制難以全面、客觀地評估學生的綜合能力和素質(zhì),也不利于教學質(zhì)量的持續(xù)改進。
4基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)改革方案
4.1培養(yǎng)目標與規(guī)格的動態(tài)調(diào)整
4.1.1目標分層化
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標應基于OBE理念進行分層設計。首先,明確專業(yè)總體培養(yǎng)目標,即培養(yǎng)適應物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)應用型人才。其次,將總體目標分解為知識、能力和素質(zhì)三個維度,每個維度下設具體指標。例如,知識維度可包括物聯(lián)網(wǎng)體系結構、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)處理等;能力維度可包括系統(tǒng)設計、項目開發(fā)、問題解決等;素質(zhì)維度可包括創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作、職業(yè)道德等。
4.1.2規(guī)格指標化
在分層目標的基礎上,需要進一步將培養(yǎng)規(guī)格指標化。這包括制定明確的畢業(yè)要求,并將其細化為可衡量的指標。例如,在系統(tǒng)設計能力方面,可以設定“能夠獨立完成中小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方案設計”的具體要求;在項目開發(fā)能力方面,可以設定“能夠使用至少兩種編程語言進行物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)”的指標等。
4.2課程體系的重構策略
4.2.1模塊化課程群
模塊化課程群設計具有多方面的好處,能夠有效提升教學質(zhì)量、增強學生學習效果,并更好地滿足產(chǎn)業(yè)需求。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系應基于OBE理念采用模塊化設計。將相關課程有機整合,形成知識體系完整的課程模塊。例如,可以設置“物聯(lián)網(wǎng)感知層技術”“物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術”“物聯(lián)網(wǎng)應用層開發(fā)”等模塊。每個模塊包含若干門核心課程和選修課程,既保證了知識體系的完整性,又為學生提供了選擇空間。同時,模塊化設計有利于及時更新課程內(nèi)容,可以根據(jù)技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求靈活調(diào)整各模塊的課程設置。
4.2.2項目驅(qū)動教學
項目驅(qū)動教學是OBE理念的重要實踐方式。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,可以設計一系列貫穿不同學習階段的項目,從簡單到復雜,逐步培養(yǎng)學生的綜合能力。例如,大一可以設置基礎性項目,如智能家居控制系統(tǒng)設計;大二、大三可以設置綜合性項目,如智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)。通過項目驅(qū)動教學,學生可以在實踐中鞏固理論知識,培養(yǎng)解決實際問題的能力,同時提高團隊協(xié)作和創(chuàng)新思維能力。
4.3實踐教學體系創(chuàng)新
實踐教學是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。要基于OBE理念,對實踐教學體系進行創(chuàng)新。首先,加強實驗室建設,引入先進的物聯(lián)網(wǎng)設備和開發(fā)平臺,為學生提供接近真實環(huán)境的實踐條件。其次,深化校企合作,建立長期穩(wěn)定的實習基地,讓學生參與企業(yè)實際項目。再次,鼓勵學生參加各類物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新競賽,如全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽等,以賽促學。最后,引入企業(yè)導師制,邀請行業(yè)專家參與實踐教學指導,提高實踐教學的針對性和實效性。
4.4評價體系的多元化改革
4.4.1能力矩陣評估法
能力矩陣評估法是一種基于OBE理念的多元化評價方法,旨在全面評估學生的知識、能力和素質(zhì)。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中,可以建立一個涵蓋知識、能力和素質(zhì)的多維能力矩陣。每個維度下設若干具體指標,如知識維度可包括物聯(lián)網(wǎng)體系結構、通信協(xié)議等;能力維度可包括系統(tǒng)設計、項目開發(fā)等;素質(zhì)維度可包括創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作等。通過能力矩陣,可以對學生的各項能力進行全面評估,不僅關注最終結果,更重視學習過程和能力提升。
4.4.2社會責任感量化
在OBE理念下,除了專業(yè)能力,還需關注學生的社會責任感培養(yǎng),并對學生的社會責任感進行量化評估。量化評估學生的社會責任感需要明確評估維度、制定量化指標、制定評分標準、進行數(shù)據(jù)分析和結果呈現(xiàn),并提供反饋和改進建議。例如,量化指標可以包括參與社會實踐活動情況、在團隊項目中的貢獻度、對職業(yè)道德規(guī)范的理解等。通過系統(tǒng)化和量化評估,可以全面、客觀地了解學生的社會責任感表現(xiàn),幫助其提升社會責任意識和行為。
5改革實踐案例與成效分析
5.1改革實踐案例
西北工業(yè)大學依托其航空航天領域的學科優(yōu)勢,聯(lián)合中國航空工業(yè)集團和中興通訊等企業(yè),成立了“智能感知與物聯(lián)網(wǎng)技術協(xié)同創(chuàng)新中心”。該項目以OBE理念為指導,聚焦工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能感知技術,通過校企協(xié)同育人模式重構課程體系與實踐環(huán)節(jié)。在項目實施中,學生需參與企業(yè)真實項目開發(fā),例如與中國航空工業(yè)集團合作的“飛機健康管理系統(tǒng)”項目。該項目要求學生結合物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術、邊緣計算和數(shù)據(jù)分析,設計實時監(jiān)測飛機關鍵部件狀態(tài)的系統(tǒng)。企業(yè)工程師與高校教師共同制定項目目標,確保技術路線與航空領域?qū)嶋H需求緊密結合。通過該項目,學生不僅掌握了工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)流程,還深入理解了航空領域?qū)?shù)據(jù)精度與系統(tǒng)可靠性的嚴苛要求。
以上實踐案例體現(xiàn)了OBE理念下“反向設計”與“持續(xù)改進”的有效結合,通過校企協(xié)同的真實項目驅(qū)動,解決了傳統(tǒng)教學中理論與實踐脫節(jié)的痛點,為航空航天領域輸送了具備工程實踐能力的復合型人才。
5.2改革成效分析
實踐成果:學生團隊開發(fā)的“飛機健康管理系統(tǒng)”原型應用于某型號民用飛機的測試,并在2022年“全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽”中獲一等獎。產(chǎn)學研轉(zhuǎn)化:項目孵化的“智能裝備狀態(tài)監(jiān)測算法”已授權中國航空工業(yè)集團使用,并應用于某型號無人機的運維管理,提升了設備監(jiān)測效率。學術與就業(yè):參與項目的學生近三年在《儀器儀表學報》《航空學報》等核心期刊發(fā)表論文8篇,畢業(yè)生進入中興通訊等企業(yè)的比例提升至28%。
6結論與展望
研究表明,將OBE理念引入物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng),可以解決當前培養(yǎng)模式中存在的課程體系滯后、實踐教學脫節(jié)和評價機制單一等問題。通過培養(yǎng)目標與規(guī)格的動態(tài)調(diào)整、課程體系重構、實踐教學體系創(chuàng)新和評價體系多元化改革,可以顯著提高物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。未來,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革還需要在以下幾個方面進一步深化。首先,加強校企合作,建立更加緊密的產(chǎn)學研協(xié)同育人機制;其次,探索人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術在教學中的應用,創(chuàng)新教學方法和手段;最后,建立長期人才培養(yǎng)質(zhì)量跟蹤機制,持續(xù)改進培養(yǎng)方案,確保人才培養(yǎng)始終緊跟技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求變化。
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【通聯(lián)編輯:光文玲】