物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索*

◆王浩 王平 張開碧 魏旻

作者：王浩，博士，重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院教授，主要研究方向為物聯(lián)網(wǎng)、高可用性自動化網(wǎng)絡(luò)；王平、張開碧、魏旻，重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院（400065）。

1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)產(chǎn)生與現(xiàn)狀

自2009年8月溫家寶同志提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)已成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成內(nèi)容，美國、歐盟、日本、韓國等國家紛紛開展該領(lǐng)域的研究工作。物聯(lián)網(wǎng)已成為當(dāng)前全球各國應(yīng)對經(jīng)濟低迷的重要科技手段。2013年2月，國務(wù)院提出了關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見。物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息技術(shù)浪潮，具有廣闊的應(yīng)用前景和難得的發(fā)展機遇。

作為面向21世紀(jì)的全新技術(shù)，越來越多的大學(xué)開始關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)程。目前國內(nèi)著名大學(xué)已經(jīng)紛紛開設(shè)或準(zhǔn)備開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程，希望幫助學(xué)生了解和掌握這些新興技術(shù)，提高學(xué)術(shù)科研和工程水平，保持技術(shù)發(fā)展和人才培養(yǎng)的同步。在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專業(yè)中，就包括增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。從教育部號召高校設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)科開始，全國已有近700所高等院校向教育部提交了增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的申請，目前已經(jīng)有67所本科院校建立了“物聯(lián)網(wǎng)工程”或“傳感網(wǎng)技術(shù)”等相關(guān)專業(yè)。

然而，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和專業(yè)建設(shè)都剛剛起步，高校在專業(yè)目標(biāo)、人才培養(yǎng)、課程教材、師資和實驗設(shè)備等方面都面臨眾多問題。筆者長期從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的科研工作和相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)工作，希望能在本文給出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的有益探索。

2 主要存在的問題

目前，在理論研究領(lǐng)域，從傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在計算發(fā)展到空間物理信息系統(tǒng)；在技術(shù)研究領(lǐng)域，從RFID和Zigbee發(fā)展到M2M；在市場應(yīng)用領(lǐng)域，從企業(yè)關(guān)注和行業(yè)需求到政策層面推動，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正經(jīng)歷著快速而深刻的變化。然而在人才培養(yǎng)方面，卻面臨一些挑戰(zhàn)。

1）專業(yè)歸屬不清。目前在已獲得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的院校中，有的將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)歸屬通信學(xué)院，有些歸屬到計算機學(xué)院，還有的歸屬到自動化學(xué)院。出現(xiàn)歸屬不清有著其現(xiàn)實原因：物聯(lián)網(wǎng)是典型的新興交叉學(xué)科，涉及到通信、電子工程、計算機和測控等多方面的專業(yè)知識和多個應(yīng)用領(lǐng)域，因此在專業(yè)歸屬方面存在多樣性。然而，由于歸屬的不同，每個學(xué)院根據(jù)各自的學(xué)科背景和基礎(chǔ)條件來建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案，導(dǎo)致在人才培養(yǎng)方案、課程規(guī)劃、實驗體系等方面出現(xiàn)較大的差異。

2）人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確。由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)跨多個學(xué)科，其自身技術(shù)在不斷地發(fā)展和完善，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也在推陳出新。如何制定出適應(yīng)技術(shù)更新和滿足企業(yè)用人需求的人才培養(yǎng)方案，還需深入探索。從企業(yè)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)以行業(yè)需求為導(dǎo)向，應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智慧城市、綠色制造和智能醫(yī)療等多個工業(yè)領(lǐng)域，這就要求專業(yè)人才培養(yǎng)需面向其行業(yè)應(yīng)用。同時，作為高等學(xué)校本科專業(yè)，須符合國家素質(zhì)教育要求，體現(xiàn)專業(yè)人才教育思想。

3）專業(yè)人才培養(yǎng)條件匱乏。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)剛剛起步，師資、設(shè)備和教材都面臨匱乏的境地。教學(xué)質(zhì)量的核心問題是師資，既有行業(yè)應(yīng)用背景又跨多學(xué)科的教師較為缺乏，培養(yǎng)學(xué)術(shù)水平高、結(jié)構(gòu)合理的專業(yè)教學(xué)團隊是專業(yè)建設(shè)首先解決的問題；其次，實踐教學(xué)薄弱，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和設(shè)計實驗所需的開發(fā)平臺、仿真平臺和應(yīng)用平臺都較為欠缺，難以滿足人才培養(yǎng)要求；最后，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教材更是缺乏，目前盡管已有一些物聯(lián)網(wǎng)書籍，但太偏應(yīng)用，難以作為教材使用，且未形成完整教材體系。

4）科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)相互促進(jìn)機制尚未形成。物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)方案等都來源于科研成果，盡管物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)研究開展得如火如荼，但很多理論和方法都還完全成型。同時，如何將已有的研究成果轉(zhuǎn)化用于課堂教學(xué)和人才培養(yǎng)，還需要進(jìn)一步研究。在教學(xué)實踐過程中常常發(fā)現(xiàn)由于有些理論較為系統(tǒng)，涉及的背景知識較廣，學(xué)生理解起來很困難，實驗系統(tǒng)也較復(fù)雜。產(chǎn)生這些問題的根本原因正是由于科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)相互促進(jìn)機制尚未形成。

3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托于學(xué)校自動化學(xué)院和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化控制教育部重點實驗室，在近年來承擔(dān)和完成國家科技重大專項、國家863計劃等項目的基礎(chǔ)上，通過對科研成果的總結(jié)和提煉，出版了《測量與控制用無線通信技術(shù)》等系列教材，自行設(shè)計和研發(fā)WIA-PAS、ISA100和6LowPAN等實驗實訓(xùn)研發(fā)平臺，培養(yǎng)了學(xué)術(shù)水平高，知識、年齡和專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)團隊，在近2年的專業(yè)人才培養(yǎng)實踐中積累了有益的探索。

3.1 適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和人才需求的培養(yǎng)目標(biāo)

符合國家《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的要求，突出“傳感器網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)優(yōu)勢與“三網(wǎng)融合”特色，充分發(fā)揮實驗室在物聯(lián)網(wǎng)核心專利、標(biāo)準(zhǔn)、測試和應(yīng)用等方面的國際國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢，培養(yǎng)面向智能工業(yè)、智能電網(wǎng)、智能城市、智能建筑與智能家居等相關(guān)領(lǐng)域從事物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、應(yīng)用設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、運行管理等方面工作的跨專業(yè)復(fù)合型人才。

3.2 充分發(fā)揮學(xué)校信息學(xué)科特色和優(yōu)勢，整合學(xué)校教學(xué)資源，探索適合新專業(yè)的人才培養(yǎng)模式

物聯(lián)網(wǎng)屬于集成、交叉技術(shù)，當(dāng)前任何一個專業(yè)都難以覆蓋其全部內(nèi)涵。成立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會，聘請校內(nèi)外相關(guān)專業(yè)、合作企事業(yè)單位專家參與課程體系規(guī)劃、實驗實訓(xùn)體系建設(shè)、專業(yè)指導(dǎo)和人才培養(yǎng)方案制訂。比如通過實驗室和思科公司的科研合作項目，由思科公司贊助、本教學(xué)團隊負(fù)責(zé)組織實施面向重慶市高校的“思科杯”物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計大賽，該項大賽還被納為2012中國（重慶）國際云計算博覽會的主題活動之一，得到相關(guān)部門的高度重視。引導(dǎo)學(xué)生參加各種科技活動，既培養(yǎng)了學(xué)生濃厚的專業(yè)興趣，又提高了學(xué)生的實踐能力，增強了就業(yè)競爭力。

3.3 探索新的教學(xué)方法和教學(xué)手段

充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)學(xué)生去思考，更有成效地完成課程的教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力；對專業(yè)核心課程，比如“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”，采用答辯、實做報告、課程論文相結(jié)合的評價方式，全面考核學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識與理論、前沿技術(shù)、相應(yīng)的開發(fā)能力；對專業(yè)導(dǎo)論課程，采用教學(xué)團隊的授課模式，教學(xué)團隊教師在物聯(lián)網(wǎng)的不同研究方向有著多年的積累和研究成果，通過團隊授課，既帶來了各方向最前沿的研究成果，而且使得每個方向的講解更加透徹和深入；靈活多樣的教學(xué)手段，在重點實驗室現(xiàn)場講授理論課程，將實踐融入理論，充分溝通交流討論，增強了教學(xué)效果。

3.4 教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)相互促進(jìn)的良性循環(huán)機制逐步形成

如何有效地將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)，平衡學(xué)科前沿技術(shù)、基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用的關(guān)系，兼顧用人需求與教育教學(xué)，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)上得到了完整的體現(xiàn)和驗證。這種相互促進(jìn)的良性循環(huán)機制形成將是一個長期的工作，也將在后續(xù)的實踐活動中不斷完善和豐富。

4 結(jié)論

由于物聯(lián)網(wǎng)是一項新興前沿技術(shù)，本身又是處于不斷發(fā)展和變化之中，而且物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也呈現(xiàn)多樣性和復(fù)雜性，因此，如何規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)和建設(shè)人才培養(yǎng)模式，是一個基礎(chǔ)性問題。本文在分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)目前存在問題的基礎(chǔ)上，給出了重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的有益探索，并將在后續(xù)的教育教學(xué)中不斷發(fā)展和完善。

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