物聯網專業創新型人才培養模式分析

摘要：物聯網是世界各國都高度重視的新興戰略性產業，其發展的關鍵因素是人才，根據物聯網專業特點從觀念、制度、操作三個層次深入剖析了物聯網專業人才培養模式，包括人才培養的現實價值需求及目標定位、專業課程體系構建、教育場景及方法體系三個方面；結合產業發展需求提出物聯網專業創新型人才培養方面應重視的建議。

關鍵詞：人才培養模式；交叉學科；創新型人才

作者簡介：李娜娜（1980-），女，回族，河南周口人，鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院，講師；張娜（1977-），女，河南鄭州人，鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院，講師。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州輕工業學院青年教師教學改革研究課題（課題編號：2012019）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0016-02

物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）的概念最早于1999年由美國麻省理工學院提出，是指依托射頻識別（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）技術和設備將所有物品與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理而形成的網絡。[1]隨著技術和應用的發展，物聯網的內涵不斷擴展。現代意義的物聯網可以實現對物的感知識別控制、網絡化互聯和智能處理有機統一，從而形成高智能決策，實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的。從物聯網的本質來說，它體現了一種虛擬數字世界和現實物理世界的融合趨勢，在這種“數字世界泛在化”和“物理世界智能化”的雙向融合過程中，物聯網被賦予了多個維度的內涵，蘊含著融合所帶來的巨大創新空間以及融合后產生的巨大價值，成為包括我國在內的多個國家的重大科技戰略。[2]而物聯網產業發展的關鍵因素是人才。

為了加快我國新興產業人才培養速度，教育部在2010～2013年分別批準了30所、37所、80所、131所本科院校申報物聯網相關專業。盡管高等院校開設物聯網相關專業的熱情高漲，但有一個現實問題卻不容回避，那就是由于物聯網專業是計算機、網絡、電子、通信等技術的多學科融合專業，如何突破單一學科培養人才的局限，拓展創新型人才培養模式有待于進一步探索。中國科學院院士姚建銓在2011年第二屆中國物聯網大會上做《對高校物聯網學科建設及人才培養的建議》報告時明確指出：物聯網專業教學需要探索新的人才培養模式。

一、物聯網專業人才培養的現實價值需求分析及目標定位

物聯網是戰略性新興產業的重要組成部分，對加快轉變經濟發展方式具有重要推動作用。物聯網專業人才已成為該產業迅速展開、產品市場應用的制約因素之一，而全面分析隱含于人才培養理念中的現實價值需求并具體化為人才培養層次、類型和所涉及的專業領域，才能根據不同層次、專業領域或崗位類型人才的劃分，對培養對象進行目標定位。

工業和信息化部印發的《物聯網“十二五”發展規劃（2011-2015年）》中指出物聯網產業發展目標是核心技術研發與產業化、關鍵標準研究與制定、產業鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效。攻克一批物聯網核心關鍵技術，在感知、傳輸、處理、應用等技術領域取得500項以上重要研究成果；研究制定200項以上國家和行業標準；推動建設一批示范企業、重點實驗室、工程中心等創新載體，為形成持續創新能力奠定基礎。[3]圖1是物聯網發展關鍵要素示意圖。物聯網體系結構涉及到感知、網絡、應用三大方面的內容，而這三方面既相對獨立又緊密聯系。高校在開設物聯網專業時要根據所依托的專業來選擇，要結合辦學基礎，充分發揮辦學優勢，重點突破一個方面，其他兩個方面作為協同發展。例如，有電子信息辦學基礎的院校可以從感知層入手，擴展到網絡層和應用層來開設物聯網專業；有計算機辦學基礎的院校可以從網絡層、應用層入手，擴展到感知層，建設物聯網專業等。

因此，高校應整合現有辦學資源，重點培養以下三類物聯網人才：一是硬件研發人員，滿足物聯網感知制造業（包括傳感器、RFID、智能儀器儀表等企業）的人才需求；二是網絡通信人才，滿足物聯網網絡服務業（M2M信息通信服務業、行業專網信息通信服務業、其他信息通信服務業）的人才需求；三是物聯網應用服務業人才，滿足軟件開發與應用集成服務業（包括系統集成、軟件服務、智能信息處理、中間件等企業）、應用基礎設施服務業（包括云計算、存儲、數據中心等企業）的人才需求。

二、物聯網專業課程體系構建

物聯網專業課程體系構建是物聯網專業建設中的關鍵環節，直接關系到人才培養的目標是否能夠實現。各高校可以依托自身辦學資源和優勢構建獨特的課程體系。物聯網專業課程包括專業基礎課和專業核心課程，其中，感知層所涉及到的專業基礎課有：“電路基礎”、“電子技術”、“通信電子電路”、“射頻識別技術”、“傳感器與自動檢測技術”、“信息與編碼”等，專業核心課程有：“單片機原理”、“嵌入式系統開發”、“智能終端與接口技術”等；網絡層涉及到的專業基礎課有：“通信原理”、“計算機網絡”、“移動通信技術”等，專業核心課程有：“無線傳感器網絡”、“ZigBee技術”、“信息安全”、“異構網絡”、“自組織通信”、“認知無線電”等；處理與應用層涉及到的專業基礎課程有：“程序設計語言”、“數據結構”、“數據庫系統原理”、“操作系統”、“軟件工程”等，專業核心課程有：“數據庫應用與開發技術”、“云計算”、“中間件技術”、“數據挖掘”、“人工智能”、“模糊計算”等。

三、物聯網專業教育場景營造及其方法體系

就其功能而言，教育只是提供了一種文化環境或氛圍，一種有利于激發學生內在潛力或創造激情的外界條件。物聯網專業是一種典型的多學科交叉的綜合應用，有著豐富的學科內涵，涉及通信、光學、微電子、微機械、控制、計算機、化學、生物等諸多領域，高校在對學生進行培養時，需要努力營造濃厚的學習氛圍，既要注重學生綜合運用知識能力的培養，又要特別注重學生創新能力的培養。

1.建設高水平的實驗室是提高學生動手技能的基本保障

當前我國人才培養結構失衡，如果說教育培養10名科學家、1名工程師和幾名技工，那么實際上市場經濟需要的卻是100名技工、10名工程師和1名科學家。[4]傳統灌輸式教學方法導致畢業生“動手”操作能力弱，高學歷者高知低就，引發“才賤傷教”的情況，因此高校必須不斷強化實踐環節。建設物聯網實驗室應以培養學生的創新能力、綜合能力為目的，不僅需要滿足物聯網專業基礎教學課程實驗的要求，還要全面滿足學生在畢業設計、綜合實訓、科研創新以及競賽活動等方面的需求。

圖2是物聯網實驗室建設結構圖，包括基礎實驗室、應用開發與實訓實驗室及綜合演示實驗室。其中，基礎實驗室又包括RFID技術實驗室、傳感器與網絡實驗室、嵌入式系統實驗室、信息安全實驗室，應用開發與實訓實驗室包括數據庫應用與開發實驗室、云計算技術實驗室、軟件無線電實驗室等，綜合演示實驗室包括智能交通演示、農產品溯源演示、物流跟蹤監控演示、定位演示等。各高校還可以根據實際情況自研或者與企業聯合研制實驗平臺，這樣既有利于開展適用性強的實驗及實訓課程，又有利于教師和學生在良好的科研氛圍中成長。

2.創建大學生創新實踐基地，實施大學生創新項目

當前我國的高校教學方法仍然以填鴨式為主，這種教育模式在知識的整體性和系統性上有一定的優勢，但是卻在知識的創新性上顯得乏力。愛因斯坦認為，教育就是把學校所學的知識都忘了之后所剩下的東西。引申來講，大學教育非常需要實施素質教育。大學教育的第一要務就是要調動學生內心的學習興趣和熱情，這樣才能夠促使學生主動、自主的學習，快樂的學習。只有從學習中獲得快樂，才會發揮出創造性的思維，這樣才能進行一個良性循環。因此，物聯網專業教學可以通過創建創新實踐基地，實施大學生創新項目以及各種競賽項目的形式積極推動大學生創新意識的提升和團隊合作精神的鍛煉。高校應在指導教師的配備、研究經費、設備、場地等方面積極給予支持和投入，為項目的開展營造良好的環境。

3.引導學生參與科研項目，開展科研工作

各高校可以組織學生參與到各個相關學科教師的科研項目中來，開展科研訓練，通過發表論文、申請專利等形式培養學生的科研探索精神，提高學生的工程實踐能力。這樣就可以在學習過程中充分發揮學生的積極性、主動性和創造性，促進學科之間的融合交叉滲透，提高學生綜合運用知識的能力。

4.開展多渠道校企合作，實現人才培養與需求市場的無縫連接

教育要把滿足畢業生就業的“最終需求”作為目標，要從只注重滿足考生上學的“中間需求”向滿足畢業生就業的“最終需求”的目標規劃轉變，始終堅持以就業為導向，以為社會提供有效的人力資源為目的。物聯網專業建設過程中，應強化校企合作，積極探索完善企業高層次人才、專業技術人才和能工巧匠到高校兼職任教的相關辦法措施；根據企業需求，緊密結合學術研究前沿和技術應用前沿，加快教材、課程等方面的“與時俱進”；注重學生的企業實踐環節，派遣學生到相關企業進行實踐學習。通過與企業的多渠道合作，實現人才培養與市場的無縫連接。

四、總結

作為世界各國都高度重視的新興戰略性產業，物聯網技術正在迅速發展，對于物聯網這一實踐性強、綜合性強、多學科融合、應用創新性強的專業，如何培養學生適應未來技術發展及相關人才市場需求是當前需要解決的重要問題。物聯網專業與生俱來的綜合性的專業和課程有利于培養具有綜合素質與創新能力的人才，其人才培養是一個全面、系統的工程。高校應該在實踐中不斷探索物聯網專業的人才培養模式，培養滿足物聯網產業發展的復合型人才。

參考文獻：

[1]工業和信息化部電信研究院.中國物聯網白皮書[R].2011.

[2]張春紅，裘曉峰，夏海輪，等.物聯網技術與應用[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[3]工業和信息化部.物聯網“十二五”發展規劃[EB/OL].[2012-02-14].http：//www.gov.cn/zwgk/2012-02/14/content_2065999.htm.

[4]辜勝阻，王敏，李睿.就業結構性矛盾下的教育改革與調整[J].教育研究，2013，（5）.

（責任編輯：孫晴）