物聯網工程專業應用創新型人才培養體系探究

摘要：物聯網產業具有明顯應用創新性需求，其人才培養體系的構建需突出工程實踐與應用創新。在分析物聯網工程專業人才培養體系內涵的基礎上，從培養目標與教育理念、人才培養模式與教育教學改革、教學模式與課程建設、課程體系與教材建設、教師隊伍建設、實驗實訓教學基地建設、教學手段、教學管理模式與質量監控體系等關鍵要素方面進行了構建與探討，為物聯網工程專業人才體系的頂層設計提供可借鑒的模式。

關鍵詞：物聯網；應用創新；人才培養體系；構建

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）11-0190-03

引言

物聯網作為戰略性新興產業的重要代表性領域，體現了新興科技和新興產業的深度融合，具有市場前景廣闊、經濟技術效益好、帶動性強的突出特點。目前，我國正在大力培育和發展物聯網等戰略性新興產業[1-2]。當前我國高等教育普遍存在教育質量不高，所培養的人才不能完全滿足產業發展和實際應用的需要，學生的崗位適應能力較差，應用創新能力不足，導致“招工難”與“就業難”并存的矛盾局面，其根源在于人才培養體系不能完全適應產業快速發展的新需求。

物聯網產業具有典型的應用創新性需求，技術的發展、應用的研發、產業的升級、系統的使用與維護均需大批專門人才作支撐，且它們對人才培養的內容和目標提出了與時俱進的新要求。自2010年以來，我國已分兩批共批準57所高校開設物聯網相關本科專業，以培養物聯網工程方面的專門人才。作為一個面向國家戰略性新興產業的建設探索，如何做好人才培養的頂層設計，構建遵從該專業人才成長規律和滿足經濟社會發展需要的應用創新型人才培養體系，成為影響該專業發展的一個重要熱點研究問題。

一、物聯網工程專業人才培養體系的內涵

物聯網工程專業人才培養體系是為實現該專業人才培養目標所實施的培養過程中相互關聯或相互作用的各要素的總和，對人才培養起著決定性的規范和統領作用。人才培養體系的構建，就是對人才培養的“頂層設計”，要以實現物聯網工程專業人才培養目標為前提，充分體現先進的教育理念，符合教育教學規律，符合人才培養單位的實際情況和發展目標，科學、合理地確定和建立每一個培養體系要素，包括實施性要素（包括培養模式、教學模式和管理模式等）和資源性要素（包括課程、專業、師資、學風和設施等）。

目前，物聯網工程專業的人才培養已基本形成以下共識：以“厚基礎，重理論，強實踐，求創新，促應用”為專業特色，以“夯實學科基礎，注重專業交叉，強化工程實踐，培養創新能力”為思路，以培養學生的工程實踐能力、創新能力和綜合素質為核心，具有鮮明的綜合性、交叉性和應用性特點，注重對學生進行綜合素質、綜合利用理論知識分析和解決工程問題的能力和工程創新能力的培養[3]。物聯網工程專業應用創新型人才培養體系的構建，就是要著力從教育理念先進化、人才培養目標多元化、人才培養模式多樣化、教學管理人本化、教學質量監控全程化等角度優化學生、教師、教學資源與條件和社會需求之間的耦合關系，在教師隊伍建設、課程內容體系優化、教材建設、教育教學改革、實踐平臺建設等方面取得全面進步。

二、物聯網應用創新型人才培養體系的構建

（一）目標

結合物聯網工程專業人才培養的特殊性和工程教育的普遍性，以提高學生應用創新能力和綜合實踐能力為主要關注點，以適應社會需求為根本目標，明確該專業應用創新型人才培養體系中各要素對影響人才培養質量的重要作用及各要素的相互關系，綜合工程教育改革模式CDIO（構思、設計、實施、運行）和“卓越工程師”計劃的基本內涵，著力從教育理念、人才培養目標、人才培養模式、教學管理、教學質量監控等多角度形成人才培養過程優化、要素協調、質量保障、可操作性強的人才培養體系實施方案；促進教師隊伍建設、課程內容體系優化、教材建設、教育教學改革、實踐平臺建設等，形成物聯網工程專業人才培養體系“頂層設計”的成功模式。

（二）主要內容

1.教育理念與培養目標。物聯網工程專業的人才培養要體現“以學生為中心”、“以社會需求為目標”、“以教師的發展和優質教學資源為保障”，主要培養具有扎實的電子技術、傳感技術、通信網絡理論、信息處理技術、計算機技術、系統工程等理論基礎，重點掌握物聯網系統的分析、設計等專門知識和技能，系統理解物聯網技術基礎理論、物理信息系統標識與感知、計算機網絡理論與技術和數據分析與處理方法，具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的創新實踐能力的高層次專門人才。所培養的學生應具有“基礎厚，口徑寬，能力強，綜合型，素質高”的特點，在知識、能力、素質和職業道德等方面均能適應本專業領域的產業發展需要，主要要求包括[3，4]：①系統掌握物聯網技術領域的基本理論和基本知識，即掌握物聯網感知與標識的基本理論與技術、物聯網信息處理技術；掌握物聯網體系結構、數據傳輸與安全技術；掌握物聯網系統硬件、軟件的設計和開發能力，具備在物聯網系統及其應用方面進行綜合研究、開發和集成的能力。②具備進行物聯網系統及裝置研發、設計、制造、運行與管理的能力；具備較強的創新意識和從事物聯網領域科學研究的基本能力。③了解物聯網的理論前沿、應用前景和最新發展動態，具有獲取新知識的基本能力。④具有從事物聯網工程專業相關職業活動的良好職業道德情操與品質。

2.人才培養模式與教育教學改革。物聯網工程專業的人才培養要求具有較強的工程實踐性和創新性，因此，要特別注意通過積極參與課外科技競賽活動、實驗班建設、工程教育CDIO模式的實踐，啟動卓越工程師培養計劃，加強學生實踐動手能力和綜合應用能力的培養，積累實踐經驗，提高工程應用創新能力。特別注意在特色專業、精品課程、優秀教學團隊、特色規劃教材、人才培養模式創新實驗區等優質教學資源建設和課程評價與考試方法改革等關鍵教學環節取得突破，注意將高水平教改研究成果及時應用于本專業的人才培養過程中。通過指導學生參加“挑戰杯”、“電子設計競賽”、“物聯網創新設計大賽”等重要課外科技競賽活動來快速高效提高所培養學生的實踐經驗和綜合素質。

3.教學模式與課程建設。強調教師的主導作用和學生的主體作用，真正體現“以學生為中心”，注意通過教學互動提高學生的學習積極性、主動性和參與性，靈活運用先進的教學方法和現代教學手段提高課堂講授效果；加強實驗室的建設與開放，讓學生盡早進入實驗室廣泛參與實踐。按照“重視基礎、反映現代、趨向前沿、綜合交叉”的要求，準確定位各課程在本專業人才培養中的地位和作用，正確處理課程間的關系，積極整合優秀教改成果，培育優質的課程教學資源。

4.課程體系與教材建設。物聯網工程專業宜構建以能力培養為核心、以應用實踐和創新為主線的課程體系[5]，充分體現物聯網全面感知、可靠傳送和智能處理的基本特征，專業知識模塊包括感知識別、網絡構建、管理服務和創新應用，主要的知識單元包括傳感網、射頻識別、智能終端設備、網絡管理框架、通信協議與技術標準、信息安全、云計算和人工智能系統等，關鍵的知識點包括傳感器、EPC編碼、RFID標簽、網關協議、時間同步、定位、組網、數據融合、數據庫、信息安全、云計算、智能中間件等。因此，在課程設置與教材建設方面可重點考慮傳感器與檢測技術、無線傳感器網絡、RFID技術基礎、物聯網工程導論、TCP/IP協議、物聯網智能信息處理、物聯網中間件、物聯網安全、物聯網應用系統開發、云計算與應用等。

5.教師隊伍建設。教育要“以人為本”，這個“本”包括學生的學習主體之本和教師的教學資源之本。在物聯網工程專業人才培養體系的構建中，要特別重視教師隊伍建設，廣泛探索加強教師隊伍學術水平和教學能力建設的方法和途徑，通過引進、校外進修培養、向國內外著名高校派出訪問學者，以及基于“科研轉化教學”的機制鍛煉培養、實施老教師帶新教師和通過督導聽課、助教輔導等措施，為該專業教師隊伍的快速成長找到一條有效的途徑，從而構建一支學歷、職稱、年齡、知識結構合理，教學科研能力較強，富有創新精神，高效精干的師資隊伍；除此之外，還可根據本單位人才培養需要聘請來自國內外知名大學的教師和本領域知名企業的高級技術人員做兼職教師，對教學團隊形成有益的補充。

6.實驗實訓教學基地建設。實驗實訓教學基地建設是對物聯網工程專業人才培養的工程實踐與創新能力訓練的基本物質條件保障。可通過中央與地方共建、與本領域著名企業或科研院所共建物聯網實驗室、實訓基地和研究機構等方式，加強本專業的實驗設備配備，以滿足各類驗證性、綜合性、設計性實驗的開設，并供學生開展不同層次、不同類別的開放性實驗和課外科技活動，以及課程設計、畢業實習、畢業設計等。

7.教學手段。教學手段包括教學內容展示手段和教學內容體驗手段，前者包括立體化教材和多媒體或實物展示方式，后者則需依賴物聯網系統、實驗設備與儀器條件等。在教學實踐中，可結合課程內容設置能力拓展項目，使用靈活多樣的教學方法和先進的教學手段，培養學生發現、分析和解決物聯網領域相關問題的興趣和能力；重視組織學生積極參與各類課外科技競賽活動，“以賽促學”，或由導師指導，或自主開展物聯網創新性實驗與課外科技活動，將物聯網理論與創新實踐有機地結合起來，注意在實踐中“學會學習”、“勤于思考”、“體會創新”，充分展現物聯網工程專業人才培養的工程實踐性與應用創新性特征。

8.教學管理模式與質量監控。作為人才培養質量的保障與反饋環節，逐漸形成了強調管理與服務并重的責任意識，“目標驅動、過程優化、務求實效”三位一體的教學管理理念，以及“關注熱點、抓住重點、補強弱點、培育亮點”的教學管理指導思想，改革教學管理模式，優化人才培養方案，系統構建教學管理制度，有效實施導師制、教學督導制，以教考分離等考試方法改革推動教學方法改革，構建獨立和多層次的實驗教學體系，加強教學過程優化與監督，強調高水平教學成果的培育與積累，突出“質量工程”項目在教學改革與人才培養中的標志性引領示范作用，以滿足社會對高素質工程應用創新型人才的需要。

三、結論

為了適應國家產業發展和經濟增長方式轉變對人才與時俱進的新需求，結合本單位實踐經驗總結，從人才培養“頂層設計”的視角，以提高學生應用創新能力和綜合實踐能力為主要關注點，以適應社會需求為根本目標，明確應用創新型人才培養體系中各要素對影響人才培養質量的重要作用，著力從人才培養目標與教育理念、人才培養模式、教學模式、教學管理與教學質量監控、教師隊伍、課程體系和教學內容、實驗設備條件等角度形成人才培養過程優化、要素協調、質量保障、可操作性強的人才培養體系方案，為物聯網工程專業應用創新型人才的培養提供了可借鑒的實踐思路。

參考文獻：

[1]鄔賀銓.物聯網的應用與挑戰[J].重慶郵電大學學報（自然科學版），2010，22（5）：526-531.

[2]胡向東.物聯網研究與發展綜述[J].數字通信，2010，37（2）：17-21.

[3]王志良，閆紀錚.普通高等學校物聯網工程專業知識體系和課程規劃[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[4]劉忠寶.物聯網工程專業人才培養研究[J].辦公自動化雜志，2011，（10）：4-6.

[5]陳興文，杜元虎，白日霞，等.本科應用型創新人才培養體系的構建與實踐[J].教書育人·高教論壇，2010，（12）：18-20.