| 标题 | 物联网工程专业人才培养改革探索与实践 |
| 范文 | 姚湘 摘要：物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业第三次浪潮，开发应用前景巨大，目前已被列为国家五大新兴战略性产业之一。目前，物联网在全球尚处于起步阶段，各国基本处在同一起跑线上。因此，抓住难得的战略机遇，加快推进物联网发展，是增强我国国际竞争力的必然选择。因而物联网人才的需求量也是急剧上增，人才培养的制定更是重中之重。该文主要围绕无锡太湖学院物联网工程专业，对整个专业的人才培养及教学改革进行详细的论述。 关键词：物联网工程；人才培养方案；教学改革 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）11-0153-03 物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业第三次浪潮，开发应用前景巨大，目前已被列为国家五大新兴战略性产业之一。据美国研究机构Forrester预测，物联网所带来的产业价值要比互联网大30倍，将会形成下一个万亿元级别的通信业务。物联网用途广泛，可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域，让人们享受到更加安全轻松的生活。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益。目前，物联网在全球尚处于起步阶段，各国基本处在同一起跑线上。因此，抓住难得的战略机遇，加快推进物联网发展，是增强我国国际竞争力的必然选择。因而物联网人才的需求量也是急剧上增，人才培养的制定更是重中之重。 人才培养方案的制订必须首先围绕行业和企业进行，我们对围绕物联网产业链的硬件、软件、系统集成和运营服务四大领域的相关企业等十多家物联网企业进行了人才需求调研，调研结果显示每家公司都有高科技人才与技术背景，都有公司在物联网产业中的产品，都有自己的核心技术，都有自己的发展规划，并已初具产业规模。这些企业对人才的需求如表1所示。 调研结果显示，物联网企业对应用型本科人才需求占了绝大部分。无锡在2015年总投资40亿元，建成引领中国传感网技术发展和标准制订的中国物联网产业研究院，集聚各类传感网企业500家，实现产值500亿，需要引进和培养高级物联网人才5000名，集聚从业人员5万人。仅仅无锡就需要5000名高级物联网人才，全国需要的物联网人才数量可想而知。 无锡太湖学院专业培养目标及规格主要为面向物联网产业，服务区域与地方经济发展。 本专业培养德智体美全面发展，掌握物联网工程专业的学科基础知识、计算机应用技术、控制方法，具备运用、传感及系统设计原理的理论知识和物联网软件与硬件、电子、射频和无线网络通信的应用能力，能胜任在智能交通、智能车载、环境保护、公共安全、智能家居、工业检测等多个领域从事物联网技术应用、维护等领域工作的高素质应用型工程技术人才。主要培养物联网工程专业领域具有“本科水平、一专多能”的应用型人才。 物联网工程专业的人才培养模式： 物联网工程的人才培养主要通过三个层面：物联网感知层、物联网传输层、物联网应用层。针对于三个层面，我们设置了三個层面的核心课程，如下图2所示。 对于学生的就业方向，我们针对于以下几个方面：工业物联网方向；智能家居方向；智能交通方向；智能护理方向；针对于以上方向，分别开设各个方向的校内实训及校外实训。 物联网工程专业的专业特色及亮点、学生创新能力培养： 物联网工程目前依托于计算机科学与技术专业省级重点学科，拥有“江苏省物联网应用技术重点建设实验室”，16个基础及专业实验室，8个校外实训基地。此外，2016年经教育部批准本专业与美国达拉斯浸会大学（DBU）国际合作办学项目，并纳入2017年招生计划。 依托无锡“物联网中心”，构建以创新实践为导向的培养模式，在国际国内、校内校外大环境的基础下建造一个“物联网+大学科”的新业态。 学生创新能力培养： 在硬件条件上，为大学生参与创新创业项目和竞赛提供必要的场地条件和设备支持。 在配套服务上，给予参与创新创业的学生以新的学分替换、免修、调整上课时间等政策支持。 在资金支持上，奖励与鼓励大学生参加各级各类竞赛与训练项目。 在课程设置上，在物联网专业课程中融入创新创业的思想观念、原则方法和精神指向，加强创新创业训练，形成物联网专业创新创业特色。 专业师资培养与教学团队组建： 物联网系现有专任教师6人，其中学历分布为：博士1人，硕士5人，职称分布为：高工1人，讲师4人，助教1人。相对人数较少。由于物联网专业的复合性，所以集合计算机、电信、通信、自动化共同组建教学团队，如下图3所示。 课程体系、实践教学体系建设及教学内容： 物联网的体系结构如下图4所示。针对于物联网的体系，我们设定了五个课程群，分别为：电子线路课程群、物联网感知层课程群、物联网应用层课程群、物联网通信系统课程群、综合素质教育课程群。基本涵盖了物联网的体系结构。 课程体系、实践教学体系： 物联网工程的课程体系和实践课程体系由公共基础、专业基础、专业知识、综合实训四大部分组成，具体如下图5所示： 教学内容特色： 针对于物联网工程专业的就业方向，我们把物联网工程的教学偏重于感知层设计岗位课程、程序系统设计岗位课程、数据库设计岗位课程。由学生根据自己的情况选择岗位课程重点学习，具体课程安排如下图6所示。 本专业目前状态良好，但还是存在很多的问题。目前我国高校人才培养中出现了人才培养与社会需求脱轨，出现了偏差，人才培养方案的制订中定位不清楚，甚至说没有定位，培养方案不是量身定做，采用其他高校的培养方案来制定等等问题。现在应用性大学推行德国应用科学大学（FH）积累的成功经验之一，就是模块化课程体系。借助理论科学方法，解决来自生产和生活实际中具体问题，完成新的科研与技术开发项目，在应用理论和科研方法的技术性生产中，引进、优化和监控新方法、新工艺的使用。 模块化课程体系是从传统的知识输入为导向的课程体系构建转变为以能力输出为导向的模块化课程体系构建。传统的知识输入为导向的课程体系强调以要学生学什么为导向，强调以学科知识体系教授为导向。而以能力输出为导向的模块化课程体系强调以哪些能力学生通过学习应该获得为导向，强调以专业能力培养为导向，以职业或行业所需的知识、技术或技能为中心，强调将理论知识与实践知识有机融合起来。如下图7所示，模块化课程体系构建原则需要2个转变，第一将知识体系为中心，转变到能力培养为中心的教学模式，第二从以教师“教”为中心转变到学生“学”为中心教学方法。从而使教学更加符合“应用型”人才的培养目标定位。 模块化课程体系的构建思路为：①行业、企业的深度调研②确定专业的核心能力③将核心能力分解成各个子能力④确定各个子能力所对应的知识点⑤构建模块⑥组成模块，转换成课程体系。首先要从本专业行业和企业中进行调研，调研行业企业所需要的岗位需求，找准学校定位的企业及岗位，调研岗位群和专业能力。其次将收集到的岗位群和专业能力进行分析，整合，将这些能力转化成本专业的几大核心能力，并将核心能力拆分，转换成各项子能力，并确定好各项自能力所能对应的知识点。最后将每个知识点进行整合，构建成一个个模块，将所有模块搭建起来，组成整个课程体系，最终构建成模块化人才培养方案。 引入WorkLoad（学习负荷）概念，注重“教”与“学”的互动。以学生学习负荷计算学分，包括教师课内工作量和学生课外自主学习的工作量。不同性质课程（模块）的课内工作量和课外工作量不同，主要由课程（模块）负责人自主确定。明确课外的工作及项目，让学生有事可做。以项目或设计等形式引导学生自主学习，在学习过程中学会如何解决复杂工程问题。 构建成模块化人才培养方案中有一项必不可少的就是第二课堂模块，构建第二课堂的理念为：构建以学生为主体的第二课堂。各系提供平台，让学生能够理论联系实际的动手实践、开拓创新，最终激发学生的主动性和积极性。主要是教师为主导，学生为主体，竞赛为抓手，规范为保证，让每个学生都积极主动的参与进来。学生将第一课堂中的实践教学模块和第二课堂各项活动结合起来，将显性课程知识和隐性课程知识相结合，大学期间完成大学期间：从自主实验→认知实习应用→科技制作→小型科研课题研究→参加校﹑省﹑全国各种竞赛的创新教育的全过程。能力在“做”的过程中充分体现。实现整个人才培养方案的中强调理论应用的系统性（应用价值、工程应用背景）、强调实践能力（理论知识的应用）、强调工程素质（工程化的方法、工程化的技巧），落脚点在于“用”并且“学以致用”，最终目的乃学生创新意识的培养。 考核方式改革，督促学生自主学习。考核方式采用“N+2”考试模式，其中“N”为老师定的自主过程考核项目，“N”不能少于4。“2”为学习笔记和期末考试成绩两项。受应试教育的影响，学生中普遍存在重成绩、轻能力、轻知识运用的现象。重视课堂教学，没有注意学生自主能力学习培养，学生自我学习负担较轻。而采用“N+2”考试模式，即变末端考核为过程考核。考试制度的改革带来了教学方法和学习方法的变化，学生自主学习能力和知识综合运用能力得到提高。 针对现状，及时整改： 我校目前在人才培养方案的制订中还采用传统模式，根据教务部指导意见，加上其他同类院校的培养方案及本校教师所能够开设的课程进行人才培养方案的制订，虽然也经过专家论证，但是和企业进行的沟通较少。民办院校和其他的精英式教育的院校有着明显的区别，生源虽然充足，但生源的质量不如其他“985”“211”类院校。但是民办院校中生源有着明显的其他特色，比如：我校学生人际交往能力较强，团队合作能力优秀等等。所以，在人才培养方案的制订中，要加上企业对人才的需求及学生的自身特色来进行制定。2016级培养方案是学校进行培养方案的重大改革，但目前还存在很多问题，针对于各项问题，本专业将进行下工作： 修订培养方案。在未来的一年内，本专业将进入行业和企业，由于教师数量少，本专业将结合学工部门，调取已经就业的学生的联系方式，让学生帮助我们一起进行了解行业和企业的需求，针对于我们学生的特色，确定专业的核心模块和各项子模块，并进行对于培养方案的重新修改。召集苏微，感知中心，中兴通讯，凡太科技，58所5加企业在3月进行座谈，了解行业企业需求真正利用其第二课堂。物联网工程专业在学院内有自己的一个协会“物星协会”（物联网之星），在下学期本专业要对协会进行指导，当然亦希望学校给予经费支持。在协会内每月举办一次讲座和一次活动（与专业相关的活动），举办各类竞赛和比赛，加大受众面。 进行师资的培养及引进。物联网工程是2011年教育部新设专业，我校2013年申报成功后招生，但目前的师资基本都是从计算机调剂，缺少一定的硬件教师和物联网系统架构师（行业企业导师）。师资是人才培养的重中之重，在未来的一年内，本专业要引进4-5名专职教师，特别是“双师双能型”教师，1位学科带头人（现已引进）。并对教师加大培训力度，特别是行业企业的深度培训，最好能够做到挂职锻炼。并在过程中加强教师的“教转引导”的思想，使教师加强教学设计，摒除“知识灌入”这种思想，加大“项目设计”，将学生从项目中学习能力。 推进教学团队（课程团队）的建设。目前由于教师数量的问题，本专业并没有进行教学团队（课程团队）的建设，再未来的一年内，要建设好核心课程（模块）的教学团队，并设立好团队责任人，由责任人来管理核心课程（模块）。构建课程群，物联网3层架构贯通，通过项目主线来连接课程模块。 课堂教学模式的改革。本专业计划在未来一年内对部分专业课程（核心课程）进行课堂教学模式的改革，初步定为“C语言程序设计”课程。采用小班教学，将课程分割成“理论+实验+自学”三大块内容，并将结合5-6个项目加入学环节并进行过程考核。理论部分加入“翻转课堂”，充分调动学生的主观能动性。 改革考核方式。提倡課程考核采取开卷、小论文、课程设计、案例分析、总结报告等形式，注重对知识的运用能力考核。值得强调的是，无论采取何种课程考核方式，学院都不再“一卷定乾坤”，而是非常重视过程监视，将作业、课堂表现、案例分析、小论文、期中考试与期末考试等结合起来综合考察、评定学生的最终成绩。本专业将在未来一年内对于部分专业课程（核心课程）进行考核方式的改革，初步定为“C语言程序设计”课程。将考核方式采用“N+1+1”考核，“N”为每次自学环节项目的打分（占比30%-50%），“1”为课堂笔记、考勤和实验（10%-20%），“1”为期末考试（30%-50%）。还要加大相近相邻课程综合知识考试制度，以达到以考促学、终身学习的目的。 当然很多问题还需要学校支持解决，比如说经费问题，师资问题，管理制度规章问题等等。希望能在改革的过程中进一步对物联网工程专业培养应用型人才的教育教学进行深入探索。 |
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