摘要:物聯(lián)網(wǎng)作為一種戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè),其市場(chǎng)前景十分廣闊。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才將會(huì)供不應(yīng)求的趨勢(shì)影響下,高職院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)如何面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)已成為職教工作者面臨的難題。文章通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)概念和特征、體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要介紹,分析物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域和人才需求,從培養(yǎng)目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、考核方式再到應(yīng)有的人才培養(yǎng)條件逐一進(jìn)行剖析,期望能為高職院校培養(yǎng)出一流的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才提供借鑒與參考。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);人才培養(yǎng);高職院校
中圖分類(lèi)號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2014)05-0105-03
一、物聯(lián)網(wǎng)的起源及結(jié)構(gòu)
1.物聯(lián)網(wǎng)的起源。物聯(lián)網(wǎng)是什么呢?它是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)理念最早由比爾·蓋茨1995年在《未來(lái)之路》一書(shū)中提出。在這本書(shū)里,比爾·蓋茨提出了物物互聯(lián)的概念,但受當(dāng)時(shí)硬件、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及傳感技術(shù)發(fā)展的限制,并未引起業(yè)界足夠的重視。1999年麻省理工大學(xué)Auto-ID中心Kevin Ashton教授在研究RFID時(shí)提出“Internet of Things(物聯(lián)網(wǎng))”的說(shuō)法,到國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)于2005年發(fā)布的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》及2008年歐盟發(fā)布的《the European Technology Platform on Smart Systems Integration,EPoSS IoT 2020》報(bào)告中提到的物聯(lián)網(wǎng)都不再只是基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng),無(wú)論從定義還是范圍方面,都發(fā)生了很大變化,覆蓋范圍也有了較大的擴(kuò)展。如今,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已逐漸應(yīng)用于智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)、公共安全等許多領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)為了達(dá)到物與物、物與人的鏈接,實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化識(shí)別、感知和管理的目的,主要通過(guò)各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的接入,采用射頻識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù),實(shí)時(shí)采集所需的各種監(jiān)控、連接和互動(dòng)的物體或過(guò)程信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.物聯(lián)網(wǎng)的特征與體系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)主要有三個(gè)特征:第一特征是有效感知。通過(guò)條碼、RFID和傳感器等實(shí)時(shí)獲取物體信息;第二特征是可靠傳輸。利用各種網(wǎng)絡(luò),將物體的信息隨時(shí)隨地準(zhǔn)確傳輸?shù)侥康牡兀坏谌卣魇侵悄芴幚怼V饕峭ㄟ^(guò)模糊識(shí)別和云計(jì)算等各種智能計(jì)算技術(shù),實(shí)現(xiàn)大批數(shù)據(jù)和信息的計(jì)算、分析,進(jìn)而達(dá)到對(duì)控制對(duì)象的智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的層次大概有三個(gè),應(yīng)用層是頂層,通過(guò)分析和處理后感應(yīng)數(shù)據(jù)的使用,給用戶(hù)提供各種特定服務(wù);數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層是中間層,建立在現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上;用來(lái)感應(yīng)數(shù)據(jù)的感知層是底層,包括很多數(shù)據(jù)采集設(shè)備,如數(shù)據(jù)訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)、傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)等,見(jiàn)圖1。
二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢(shì)
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該說(shuō)與人們的日常生活緊密相關(guān)。國(guó)際電信聯(lián)盟在2005年發(fā)表的一份報(bào)告這樣形容“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代:汽車(chē)會(huì)對(duì)司機(jī)的危險(xiǎn)操作進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求,公文包會(huì)提醒主人遺漏了某份重要文件,諸如此類(lèi)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)都可以實(shí)現(xiàn)。人們可以越發(fā)周密和動(dòng)態(tài)地對(duì)生產(chǎn)和生活進(jìn)行管理,達(dá)到“智慧”的高度,充分提升生產(chǎn)力水平和資源利用率,融洽自然與人之間的關(guān)系。從物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,主要有兩大發(fā)展趨勢(shì):一是智能化。物品將會(huì)更“聰明”,能獨(dú)立與其他物品進(jìn)行信息交互;二是物品的IP化。Ipv6協(xié)議能為地球上每一粒沙子分配一個(gè)IP地址,未來(lái)基于此的物聯(lián)網(wǎng)也能給所有物品賦予一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí),使每個(gè)物品都能被即時(shí)追蹤和控制。目前,研究和開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的國(guó)家主要集中在美國(guó)、歐洲、日本和韓國(guó)等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,最初的研究方向主要是條形碼和RFID技術(shù)應(yīng)用在商業(yè)零售、物流等領(lǐng)域。隨著傳感器技術(shù)、近場(chǎng)通信和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始擴(kuò)大到環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全,甚至是人們的日常生活等領(lǐng)域。我國(guó)也是最早研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的國(guó)家之一,在20世紀(jì)90年代,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)處于萌芽狀態(tài),但不叫物聯(lián)網(wǎng),而是叫傳感網(wǎng)。溫家寶同志在2009年8月上旬視察無(wú)錫時(shí),提出“感知中國(guó)”的戰(zhàn)略,為物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用掀起一股新的高潮。在2010年3月的《政府工作報(bào)告》中提到的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃,明確把“加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用”納入其中,國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃也將物聯(lián)網(wǎng)作為重點(diǎn)研究方向。放眼世界,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,互聯(lián)網(wǎng)有望成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和生產(chǎn)力發(fā)展的新動(dòng)力。
三、物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析
2010年10月,新華社發(fā)布的《2009~2010中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)年度發(fā)展報(bào)告》指出,2009年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將已經(jīng)達(dá)到1716億元。2015年末,整個(gè)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將以年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)30%的速度,達(dá)到7500億元,這種市場(chǎng)前景將是互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和移動(dòng)通信市場(chǎng)都無(wú)可比擬的。面對(duì)如此廣闊的市場(chǎng)前景,許多地方政府為了搶奪市場(chǎng)先機(jī)紛紛出臺(tái)了一系列的政策來(lái)支持和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。然而,即使有政策的大力支持,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)卻正面臨著巨大的人才壓力。根據(jù)測(cè)算,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模比互聯(lián)網(wǎng)要大20倍以上,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所需人才也在每年百萬(wàn)人以上。這意味著物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)將是必須長(zhǎng)期堅(jiān)持和充滿(mǎn)艱難的工作。目前,全國(guó)近700所高校已向教育部提交增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)申請(qǐng),現(xiàn)在已有67所本科學(xué)院或大學(xué)建立了“物聯(lián)網(wǎng)工程”或“傳感網(wǎng)技術(shù)”等專(zhuān)業(yè)。
然而,目前物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)工作卻面臨著無(wú)教材、無(wú)師資、無(wú)基地的“三無(wú)”窘境。很多學(xué)校開(kāi)設(shè)該專(zhuān)業(yè)時(shí)還存在不少制約因素,如師資力量、教材和課程不統(tǒng)一等,使很多高職院校減少了投入精力和宣傳力度。每年培養(yǎng)的幾千名專(zhuān)業(yè)人才,對(duì)于企業(yè)需求來(lái)講無(wú)異于杯水車(chē)薪。雖然現(xiàn)狀如此,但我們有理由相信:隨著國(guó)家在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域支持力度的不斷加大和市場(chǎng)人才需求的急劇增長(zhǎng),高職院校肯定將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)不斷加大投資力度。
筆者以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為依據(jù),認(rèn)為高職院校應(yīng)對(duì)以下三類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)人才進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng):一是電子設(shè)備技術(shù)和芯片設(shè)計(jì)技術(shù)人才,滿(mǎn)足傳感器制造企業(yè)的人才需求,以及從事物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品銷(xiāo)售和技術(shù)咨詢(xún)工作;二是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信人才,以擔(dān)任物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試及維護(hù)等工作;三是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才和系統(tǒng)集成人才,主要擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試等工作。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的主要崗位群和工作內(nèi)容見(jiàn)表1。
四、高職院校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案
高職教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分,堅(jiān)持以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)方針,以提高職業(yè)能力為教學(xué)目標(biāo),這是高職教育的根本生命力所在。物聯(lián)網(wǎng)人才的技能要求主要是指能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)平臺(tái)、傳感器、RFID、網(wǎng)絡(luò)等媒介,以及使用、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)和搭建物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行平臺(tái)的人員。筆者在此依據(jù)技能要求,制定物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案。
1.明確專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。構(gòu)建合理課程體系的前提是專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的準(zhǔn)確定位。高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)必須與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的要求一致,這樣高職教育才能滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系覆蓋廣泛,專(zhuān)業(yè)方向多元化,在這種情況下高職院校應(yīng)當(dāng)將如何讓學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行方法和原理,掌握良好的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)技能,以及傳感技術(shù)、通信、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)作為培養(yǎng)目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生應(yīng)是擁有較強(qiáng)理論知識(shí)和較豐富的工程實(shí)踐能力、具備一定技術(shù)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的應(yīng)用型高級(jí)人才。
2.根據(jù)工作需要設(shè)置專(zhuān)業(yè)課程。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系由專(zhuān)業(yè)核心課程和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課組成。專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置見(jiàn)表2,通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備物聯(lián)網(wǎng)的基本知識(shí),為將來(lái)從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。
3.設(shè)計(jì)仿真的實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系,模擬在現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境中涉及的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電子技術(shù)設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì),等等。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)以工作過(guò)程為導(dǎo)向,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,堅(jiān)持不斷創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)課程體系,具體實(shí)訓(xùn)內(nèi)容如下:①感知層實(shí)訓(xùn)模塊,主要涉及智能感知和傳感標(biāo)識(shí)等相關(guān)技術(shù),包括多種傳感技術(shù)的應(yīng)用,如溫濕度傳感應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)傳感應(yīng)用、信息采集應(yīng)用、電機(jī)控制應(yīng)用等各種頻段傳感實(shí)驗(yàn);②網(wǎng)絡(luò)層實(shí)訓(xùn)模塊,主要涉及無(wú)線(xiàn)通信、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,包括短距離無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用(如433MHz、2.4GHz)、無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)應(yīng)用、IEEE802.15.4協(xié)議及Zigbee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、WIFI應(yīng)用、NFC應(yīng)用及REID標(biāo)簽應(yīng)用應(yīng)用(如高頻、超高頻無(wú)源RFID)等;③應(yīng)用層實(shí)訓(xùn)模塊,主要涉及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接人和智能終端信息處理技術(shù)等,包括公網(wǎng)接入應(yīng)用、安全網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用、實(shí)時(shí)定位應(yīng)用、自組網(wǎng)時(shí)間同步應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用等。
4.靈活多樣的考核方式。對(duì)于在物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的考核方式,筆者認(rèn)為,應(yīng)當(dāng)在考核教學(xué)效果的基礎(chǔ)上,堅(jiān)持把學(xué)生掌握的技能作為評(píng)價(jià)內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)決定了它應(yīng)該采用靈活多樣的評(píng)價(jià)方式,不能單純以期末考試成績(jī)作為唯一論斷。例如,考核學(xué)生是否具有完成實(shí)踐項(xiàng)目的能力、是否能獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)、是否能綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題,等等。
五、培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才應(yīng)該具備的條件
1.培養(yǎng)具有專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的師資隊(duì)伍。多學(xué)科交叉的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè),決定了物聯(lián)網(wǎng)工作崗位需要高級(jí)應(yīng)用型人才,其不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力,還需要掌握不同應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí),成為掌握多學(xué)科知識(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才。那么,高職院校如何構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍呢?筆者認(rèn)為,應(yīng)從以下兩方面入手:一是多渠道引進(jìn),改善師資力量薄弱的現(xiàn)狀。通過(guò)招聘引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的高層次人才,或通過(guò)校企合作來(lái)提高師資隊(duì)伍的工程實(shí)踐水平;二是制度化的內(nèi)部培訓(xùn),提高現(xiàn)有教師的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和水平。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的頂尖人才和專(zhuān)家目前比較稀缺,短時(shí)間內(nèi)大量引入相對(duì)困難,因而需要在創(chuàng)建優(yōu)越環(huán)境吸引人才的同時(shí)培養(yǎng)、改善現(xiàn)有的師資力量。
2.建設(shè)高水平的實(shí)驗(yàn)室。從表2可以看出,物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的主要實(shí)訓(xùn)模塊包括計(jì)算機(jī)、傳感控制、通信、電子、網(wǎng)絡(luò)等,為了充分利用教學(xué)資源,一方面要利用學(xué)校現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用、應(yīng)用電子、通信、電氣自動(dòng)化、嵌入式系統(tǒng)、軟件技術(shù)等專(zhuān)業(yè)已有的實(shí)訓(xùn)基地;另一方面,學(xué)校要爭(zhēng)取投資建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室,該實(shí)驗(yàn)室要涵蓋“感知層、傳輸層、應(yīng)用層”關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)訓(xùn),一般應(yīng)包括運(yùn)行Windows CE、Linux、Android等主流嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模塊;具有RFID各種頻段的實(shí)訓(xùn)模塊;具備各種移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí)訓(xùn)模塊;配備單片機(jī)應(yīng)用的各種傳感技術(shù)模塊等綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng);同時(shí)具備物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)功能,以保障專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃的順利實(shí)施。
3.選擇、開(kāi)發(fā)合適的教材。教學(xué)離不開(kāi)教材,物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)與適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展水平的教材密不可分。合適的教材可以提升教師的教學(xué)水平,取得理想的教學(xué)效果。當(dāng)然,教材也要適當(dāng)超前,不僅要考慮專(zhuān)業(yè)教學(xué)的實(shí)際需求,還要兼顧物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),讓學(xué)生站在專(zhuān)業(yè)發(fā)展的前沿思考問(wèn)題。此外,高職院校應(yīng)加強(qiáng)校企合作,嘗試與企業(yè)共同開(kāi)發(fā)教材,使之更具有實(shí)用性和實(shí)踐性。
4.開(kāi)展多種渠道的校企合作。培養(yǎng)企業(yè)滿(mǎn)意的人才是高職院校的第一使命,高職院校應(yīng)與企業(yè)深入溝通,充分了解企業(yè)對(duì)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)及專(zhuān)業(yè)能力的要求,據(jù)此制定明確的培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)計(jì)劃。加強(qiáng)校企合作,與企業(yè)共同培養(yǎng)學(xué)生,將企業(yè)一線(xiàn)骨干的專(zhuān)業(yè)技能與工作經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生,使培養(yǎng)的畢業(yè)生更快適應(yīng)企業(yè)的工作環(huán)境,更符合企業(yè)需求。
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(編輯:易繼斌)