物聯網專業應用型人才培養研究與改革

王俊波

摘 要：基于對高等教育改革思路和現狀的分析，從教學改革、專業課程體系、教學方法、應用型人才能力等幾個方面進行了探討。針對物聯網工程專業的特點，詳細的分析了物聯網專業應用型人才的教學改革，提出基本的改革思路。

關鍵詞：教學改革；應用型培養；物聯網；改革思路

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）05-0-03

0 引 言

中國高等教育積累了豐富的教學經驗，取得了長足的發展。高等教育按分類有序發展和應用型本科教育改革已成共識，專業教育已經意識到應用型本科教學的重要性和社會區域的發展適應性[1]。另外，新建地方本科大學著眼于未來人才的需求，開展應用型專業教學[2，3]。

但是，應用型人才的教學改革仍處于起步階段，還存在一些問題，例如，一是各領域投入力度不夠；二是應用型本科人才的培養目標還不明確；三是教學改革實踐成果還不突出或者沒有適用性；四是應用型本科高等教育的理論體系仍沒有健全且不能適用于全面的專業；五是高水平師資隊伍有待形成。要解決這些問題，需要從很多方面進行教育改革與探索。

針對物聯網工程專業的特點，物聯網工程專業建設不僅要加強基礎教學，更好立足于專業特色，把握好人才培養的目標和方向，努力培養應用型的人才，并著力培養具有創新意識的人才。針對物聯網專業的應用型人才培養，提出不同于創新型人才培養的另類模式，對物聯網專業應用型人才的培養進行分析和討論。

1 應用型人才培養分析

當前，在經歷了一系列措施的教育教學改革后，高等教育教學改革已經呈現出明顯的優勢和特點，為應用型人才培養改革提供了必要的依據和條件。高等教育教學改革體現了以提高認識、明確定位為主的教學改革思路，通過加強實踐和理論創新方法，體現了以實踐與應用為主的教學改革，堅持了技能和專業能力培養為主的思想，提倡以技能和設計為導向，以創新特色為主，全面深化教育教學改革[4]。

現階段，教學改革的目的主要是有兩個：一是提倡以創新特色為主的教學改革。二是以提高人才培養質量為目的。創新特色一般是指針對教學內容、課程體系、實習實訓、理論教學方法等進行創新，包括理論創新和應用創新。當然，提高人才培養質量主要是針對社會需求和經濟發展需要，著力培養適用于社會經濟發展的人才[5]。

現階段來看，教學改革剛剛起步，建設項目呈現多樣化和多目標性，但是總體上在資金、人力、改革力度等方面投入不足[6]。教學資源的投入是重要途徑之一，包括師資培養、實踐條件、教學內容改革等。

在人才培養模式方面，人才培養模式可以采用訂單人才培養、校企合作、校校聯合、職高與本科院校聯合等辦學模式，采用多種形式的人才培養模式。在專業建設方面，從培養方案、教材、實驗和實踐條件、師資隊伍等多個方面開展全面建設。同時，各高校要切實落實踐教學改革，建立有效的保障體系。

物聯網專業涉及知識較為廣泛，從感知層、網絡層和應用層三個層次結構上分析，課程體系建設是一項重要的工作，特別如何培養適用于社會的應用型人才，需要從多個方面進行教學改革。

2 應用型人才培養改革

2.1 教學改革與定位

考慮到實際教學的情況，制定切實可行的培養目標，并且專業定位要能夠突出能力培養，但是可能存在一些問題，如能力結構不明確和能力培養缺失等，急需在教學改革中進行探索和解決。

專業定位要明確，需要從以幾個方面進行考慮。第一，培養目標基本明確。培養目標要定位為應用型專業教育，立足于專業素質的培養，但是要切合區域經濟發展的需要，確定培養方向和內容；第二，人才規格多樣化。培養目標涵蓋了人文素質教育和專才教育的基本要求，同時，也可以看到目標中的人才規格還是用知識、能力、素質表述，這與當前大多院校所制定的培養目標所體現的人才規格多樣化相一致。

以物聯網工程專業為例，目標是培養具有良好思想道德修養和身心素質、較高文化品質和科學素養，德、智、體、美等方面全面發展，掌握數學與自然科學基礎知識，系統地掌握物聯網關鍵技術的基礎理論、基本知識和基本方法，獲得相應專業技能訓練，具備從事物聯網相關的應用技術研究、物聯網應用系統規劃、設計、開發以及系統運行維護與管理能力的應用型高級專門人才。

培養目標突出了物聯網應用系統的應用和管理能力，但是在充分考慮了通識教育的必要性后，設置了必修或選修的課程體系，體現了人文教育和專才教育的統一。

2.2 專業課程體系

專業課程體系改革勢在必行，大多數院校主要采用以理論與實踐相融合的課程體系，例如《RFID原理與應用》和《傳感器網及微操作系統》，課程是以理論教學為主和實踐為輔的教學思路，存在理論與實踐脫節、教學側重點不明確、技能訓練沒有深入等現象。

為了避免這些現象，需要從以下兩個環節加以改革。第一，逐步形成理論和實踐兩個分立課程體系結構。理論為實踐提供必要的基本依據，實踐是理論知識深化的有效途徑。有實際培養過程中，可以考慮把理論知識與專業實訓、專業實習、教師研究課題、工程項目、聯合培養等實踐內容相結合，促進理論與實踐教學的統一。第二，探索以平臺課程為基礎，以知識模塊為核心的教學模式。所謂的平臺課程是指與專業知識或理論密切相關的基礎知識。知識模塊是指不同專業方向的課程體系。

針對物聯網專業，要掌握感知層的專業知識，需要掌握電子基礎技術方面的知識，還要掌握單片機原理的專業技能。《電子基礎技術》和《單片機原理與應用》可以作為平臺課程設置。另外，物聯網涉及的關鍵技術有多種，比如，網絡層有WiFi、ZigBee、藍牙等無線網絡技術，還有3G、4G等移動網絡技術。感知層有傳感器技術和RFID技術等，物聯網專業體現了專業技術多樣化的特點。教學改革適當考慮在一些基礎課程上增加以某一個專業方向作為培養模式。

2.3 課程改革

專業教指委分方向制訂專業規范的重要意義在于提出了分類型、分層次人才培養，這就需要各學校根據各自的目標定位，在充分調研的基礎上，結合各自的實際培養不同特點的學生[7]，從理論課程、實踐課程和綜合性課程等幾個方面開展課程改革。

在理論課程改革方面，構建專業核心課程，以教育部高等教育司頒布的普通高等學校本科專業目錄和專業介紹的內容為例，物聯網工程專業的核心課程涉及到七個核心知識領域：物聯網技術體系、標識與感知、物聯網通信、物聯網數據處理、物聯網控制、物聯網信息安全、物聯網工程設計與實施。

根據實際教學情況，構建核心課程，如高級語言程序設計、物聯網工程概論、電子技術基礎、數字邏輯、面向對象程序設計（JAVA）、計算機網絡、傳感器原理及應用、單片機原理及應用、嵌入式系統原理、RFID原理及應用、傳感網與微操作系統、物聯網應用系統設計、物聯網信息安全技術等。這些核心課程的設置情況要適應應用型人才培養的目標，開展專業理論課程改革。

在實踐教學方面，加強實踐教學，保證實驗、實習與實訓的教學思路，但是要注意專業技能的培養不能一味地強調實驗。完全可以借鑒高等職業教育的教育改革成果，把職業教育中強調的實訓、頂崗實習、職業訓練等引入應用型人才培養。同時，建立和推行實踐課程體系，把基礎實驗、技能訓練、系統設計、實習和技能競賽有機地結合起來。

綜合性課程，提出項目課程概念，探索創新課程形式；但對項目課程概念把握還不準確，尤其是對項目課程已突破“兩個體系”概念認識不夠；課程內容改革有待深化。

2.4 教學方法改革

與應用人才培養適應的教學方法有多種，如啟發式教學、案例教學法、項目教學法等[8]。

啟發式教學是以學生自主學習和合作討論為前提， 以基礎教材為依托，學生自由表達觀點、研討問題， 并通過個人、小組、集體等多種形式的解難釋疑活動， 用所學知識解決實際問題的教學形式。

目前，針對物聯網方面的教材很多，但是都不具有針對性，需要在教學過程中采用啟發式教學方法開展專業教學工作，也是適用于物聯網專業應用型人才培養的需求。

例如，《RFID原理與應用》課程的實際教學過程中，引入啟發式教學，以學生自主調研和小組討論為主，同時，根據教材內容，編制相近教學內容，引入單片機原理、傳感器原理、軟件開發技巧等方面的知識，豐富課堂內容。通過專業見習活動，理解實際應用中的知識運用，進一步開拓學生視野，最終達到學生能夠運用理論知識解決實際問題，提高知識的綜合應用能力。

物聯網專業在制定專業教學大綱時，要充分利用案例教學方法。例如，《RFID原理與應用》課程需要引入應用案例，可以直觀地展現知識的應用，同時，使學生對知識的理解更深入，更能體現知識的實踐性，逐步培養學生的創新意識。

項目教學法是以項目為導向的教學，把教師或企業的一些實際項目引入到教學過程中，結合實際項目的開展，進一步引導學生思維活動的變化，創立新的知識點和應用特性。

當然，教學過程中要充分利用多種教學手段，如多媒體、網絡資源共享等，這些教學手段能夠有利于促進物聯網專業教學，也能夠豐富教學內容，提高專業教學的效率。

2.5 教學改革思考

通常，應用型本科人才的能力培養具有豐富內涵。針對社會需求和應用型人才培養，培養基本目標是整個培養方案和政策的執行力與基于技術的創新力共同創造，形成初步的科學行為能力和初步的科學思維能力[9，10]。針對物聯網專業應用型人才的培養，從培養方案制定到實施，應該嚴格執行和落實，但有幾點值得深思。

（1）基礎教學。教師傳授課程的基礎知識，在一定層面上，基礎知識是從事工作的專業技術知識儲備。當前，一些企業用人標準注重基礎知識的掌握，要求大學生具有潛在發展空間，這就需要學生具有較深厚的基礎知識。比如，要求學生具有較好的C語言基礎，而不會關心其它面向對象的程序設計。技能可以由企業進行訓練，但是在企業，基礎知識無法得到系統學習，而應用型人才的培養又往往忽視基礎知識的教學。對此，從事物聯網專業教學的老師從不同角度進行引導，適時調整教學方案。

（2）創新意識培養。物聯網專業的應用型人才培養，不能總是強調創新培養，更應該注重應用型創新，突出學生的創新意識培養。學生到企業后，除了自身拼搏和團隊精神外，創新的潛力能夠得到較好地的發揮。

（3）教學改革中的實驗室建設。建立綜合工程型的實驗實踐平臺，為學生建立創新應用的開發平臺，通過該平臺，學生能夠了解應用系統，通過思考問題和提出自己的觀點，進一步學習和實踐應用。

（4）側重培養應用系統的管理和維護能力。了解物聯網專業所涉及到的軟硬件的功能和性能，并熟練的應用相關知識構建、配置和優化物聯網應用系統（系統集成）。側重軟硬件開發（或其它）能力培養。

這些，將對物聯網專業應用型人才培養產生重要影響，也是改革的重中之重，將對提高教學質量起到至關重要的作用。

3 結 語

應用型人才培養是高等教育制定的人才規格之一，是適應社會經濟發展的必然需要。根據應用型人才教學的現狀和特點，對物聯網專業應用型人才培養的改革目標、改革思路和方法進行了研討。

參考文獻

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