基于“四創新、四加強”物聯網工程專業實踐教學體系的構建

張紹兵，馮福生，季厭浮

(黑龍江科技大學　1.計算機與信息工程學院　2.電氣與控制工程學院，黑龍江　哈爾濱　150022)

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基于“四創新、四加強”物聯網工程專業實踐教學體系的構建

張紹兵1，馮福生1，季厭浮2

(黑龍江科技大學1.計算機與信息工程學院2.電氣與控制工程學院，黑龍江哈爾濱150022)

摘要：目前高校物聯網工程專業實踐教學環節中存在著“八個缺乏”弊端，探索一條實踐教學改革與創新之路尤為必要。體系以培養學生工程意識與素養、工程實踐能力、工程創新能力以及工程設計能力為目標，構建一個“四創新、四加強” 多元協同的物聯網工程專業實踐教學體系的新平臺。實踐證明，該體系能夠滿足應用型人才培養的需求，實現學生與用人企業零距離對接。

關鍵詞：物聯網工程；實踐教學；創新能力

物聯網工程專業設立近五年來，許多高校在專業建設、課程設置和實踐教學等方面做出了大量的探索和研究，但效果并不十分理想，在建設過程中或多或少存在著“穿新鞋走舊路”的問題[1]。物聯網工程專業是一個全新的領域，是一種集計算機、傳感、通信等多學科融合的技術領域，旨在培養造就一批具有工程實踐能力和工程創新能力的復合應用型人才。

一、構建“四創新、四加強”實踐教學體系的意義

實踐教學在物聯網工程專業建設中扮演著至關重要的角色。然而，目前實踐教學卻成為制約許多高校物聯網工程專業發展的瓶頸。物聯網工程作為新成立的專業，其實踐教學存在著諸多不完善之處，綜合多個高校現狀，實踐教學不足之處主要體現“八個缺乏”，具體如下：培養方案中實踐教學部分缺乏規范性，比重偏低，定位不明確，特色不鮮明；實踐教學內容缺乏層次性、貫通性和立體性；實踐教學模式單一封閉，缺乏靈活性和多樣性；實踐教學考核和評價機制缺乏系統性和時效性；實踐教學師資力量缺乏經驗和動手能力；實踐教學平臺缺乏更新和維護；實踐教學教材缺乏規范性和嚴謹性；校企合作缺乏廣度和深度，缺少產學研結合。為解決以上實踐教學不足問題，探索一條物聯網工程專業實踐教學改革與創新之路尤為必要。我校自2011年創建物聯網工程專業以來，始終以“四創新、四加強”理論作為實踐教學的指導，摸索與探究出一種適合于應用型本科高校物聯網工程專業的實踐教學體系，取得了較好的成效。

本專業始終堅持“夯實專業理論基礎，強化工程實踐技能，注重多領域交叉融合，培養綜合素質和創新思維”的指導理念，不懈追求“寬口徑、重體系、厚基礎、強實踐、高素質、求創新、促應用”的辦學特色，構建一個“四創新、四加強”多元協同的物聯網工程專業實踐教學體系模型，如下圖所示。

圖　實踐教學體系模型圖

二、物聯網工程專業實踐教學體系構建的“四創新”

(一)創新培養方案和教學理念

我校2014版培養方案突出以實踐教學體系為主線，相對于2012版培養方案，加大了實踐教學的比例，徹底解決了“重理論、輕實踐”的弊病。培養方案中始終堅持社會需求為導向與培養工程實踐能力強的高素質學生為理念，合理規劃實踐課程與教學進度，規范和深化實驗內容，將傳統的演示性、驗證性的實驗逐步過渡為設計性、綜合性和創新性的實驗。對于物聯網主干課程，構建基于工程思想的課程設計內容，同時為了迎合市場需求與熱點，構造大數據與云計算綜合課程設計，提高學生的團隊協作能力和工程實踐素養。培養方案實施“3+1”培養模式，利用校內的第6學期，開設物聯網傳感層項目設計、物聯網傳輸層項目設計和物聯網應用層項目設計，遞進式地為學生積累步入企業前的理論和實踐基礎知識。最后一年，利用課程置換等方式，將綜合工程實訓、生產實習、畢業實習、畢業設計等環節放置到校外企業中去開設，讓學生貼近企業的生產流程，與用人單位零距離接軌，提升學生對實際工程環境的融入能力和就業效應。

(二)創新課程體系和教學內容

我校物聯網工程專業根據市場需求和個體特點，對教學內容與結構進行動態整合，根據立體性原則整體部署與規劃主干實踐課程，構筑基于課程群的實踐教學脈絡與體系，統一制訂人才培養計劃和教學大綱，實現實踐教學內容的優化與貫通[2]。側重強調課程之間的銜接和關聯效應，避免課程之間內容的交叉與重復。將集群內的各門課程劃分為若干層次，按課程特點進行分類建設，形成一個多層次、立體化、集群化的物聯網工程專業實踐課程體系。

實踐教學的選題與素材擺脫以往模式，將來自課本偏重枯燥空洞理論的內容轉變為企業中實實在在的工程案例，秉承與時俱進和發展前沿的思想，使實踐課程內容更具有現實指導意義。同時結合物聯網多學科交叉的特點，實踐選題可以跨多個領域，并且形式多種多樣，真正讓學生真題真做和因材施教。

(三)創新教學模式和教學方法

我校物聯網工程專業在教學模式和方法上采取了靈活多變、行之有效的方式，如開展科研項目案例式教學、鼓勵大學生加入教師科研課題、組建大學生實踐學術社團、推進多專業多領域交叉、舉辦物聯網設計大賽、博創杯等各類競賽、深化實驗室開放等，促進大學生實踐創新工作的縱深發展。推進本科生導師制，使學生在每一個成長階段，都有得心應手的導師予以指引，同時通過設立專項科技基金、開展科技立項、建立創業實踐基地等多種方式，著力培養大學生的創業精神和創新意識。

(四)創新教學考核和成績評定機制

扭轉過去應試教育的實踐考核機制，期末考試不再是成績評定的惟一標準，實踐考核更加注重對學生應用能力、研發能力、實踐操作能力的評估與檢驗，引導學生將更多的精力投入到實踐研發和操作環節上來。引入企業中的各項考核標準，由企業中的一線工程師、項目經理對學生設計研發的作品進行答辯和打分，讓每一名學生都知道自己作品的優勢與不足之處，理解與實際生產線的差距，深入總結并積累經驗，不斷調整自身的發展規劃，有目標、有針對地進行后續的學習和操作，為就業做好能力和心理上的準備。

三、物聯網工程專業實踐教學體系構建的“四加強”

(一)加強師資隊伍建設

物聯網工程專業是一個新興專業，專業教師基本上都來自于計算機、電氣或者通信等相近專業，存在著經驗和動手能力不強等問題，培養一批技術過硬、素質精良的實踐教學師資力量勢在必行。

我校物聯網工程專業通過聽課、頂崗實習、掛職鍛煉、培訓深造等形式，遞進式地培養出一批實力強、水平高的骨干力量。同時積極鼓勵實踐教師通過科研引入新思路、新動向和新理論，使他們能夠在實踐中積累教學經驗，交流教學思想，從而能夠在新時期的實踐教學中獨當一面。我校在申請物聯網工程專業時，先后委派一批教師深入到北京、深圳、杭州等大型企業進修，通過產學研相結合的方式提高教師對新專業的應對能力，從而打造了一批高水平、高素質的“雙師型”實踐師資隊伍。

(二)加強實踐平臺建設

結合物聯網工程專業人才培養模式，聯合校內相關實驗實訓基地，構建包含專業基礎實驗、專業綜合實驗、實踐能力擴展實驗、創新技能提升實驗為一體的實踐教學平臺。專業基礎實驗主要強調理論與實踐的貫通，將學生平時所學的理論知識充分融合到實踐環節中，并深化對理論知識的理解與把握，強化對學生基本實驗技能的培養。專業綜合實驗主要培養學生的綜合實踐技能，強調專業多學科知識與實踐領域的融合。實踐能力擴展實驗主要強調校企結合，使學校所學的實踐內容與企業工程實際零距離接軌，促進學生的工程實踐能力與工程素養得以提升。創新技能提升實驗主要強調教學與科研相結合，將科研成果引入到具體的校內實踐環節中。

(三)加強實踐教材建設

教材是實踐教學的基石，教材建設是決定實踐教學質量優劣的關鍵因素之一。物聯網工程專業成立五年來，經歷了無教材-采用相近專業教材-簡易教材幾個階段，目前該領域教材缺乏系統性、專業性和實用性，與工程化育人的目標差之甚遠，編寫一套適合自己實踐體系的規范教材迫在眉睫。我校物聯網工程專業根據自身實驗實訓平臺，以社會用人需求為導向，以培養應用型、拔尖創新型人才為宗旨，著手規劃了專業實踐教材建設的“六合作”新舉措。通過與企業合作，聯合企業知名工程師編寫實踐教材；與物聯網設備供應商合作，聯合編寫適合具體型號物聯網實驗箱的實踐教材；與中科院等科研院所合作，建立煤礦人員定位與大數據實訓基地并編寫相應教材；與其他高校知名教授合作，編寫權威實踐教材；與知名出版社合作，出版高質量規劃教材；專業內教師通力合作，利用業余時間自主開發實驗設備并編寫相應教材。

(四)加強校企合作建設

針對之前我校許多專業校企合作缺乏系統性、持續性和有效性的情況，物聯網工程專業制定了行之有效的新舉措。一方面，聘請企業中資深工程師到學校講座、指導和授課，將企業的先進經驗引入到院校來，校企合作共建課程；另一方面，可以按照企業模式在校內培養合格的工程人才，使學生們能夠熟知和貼近企業的運營模式和實踐規范。加強校外實踐教學基地的建設，為企業定向培養高級應用型人才；加強與職業資格認證部門的協作，在實踐教學環節中增加相應職業資格認證課程，最終取得認證證書；加強校外實習工作，要求學生到企業頂崗實習，參與企業實際流程和產品研發，實習效果接受企業和校內指導教師的雙重考核；加強畢業論文真題真做，畢業論文選題與企業中項目相關；加強校外合作的監督和評價機制，保持校外合作的廣度和深度。

(責任編輯：黃孫慶)

參考文獻：

[1]秦磊華，石柯，甘早斌. 基于CDIO的物聯網工程專業實踐教學體系[J]. 高等工程教育研究，2013(5)：168-172.

[2]孫蘭欣. 三維一體：高職院校思想政治理論課程立體化實踐教學探究[J]. 高教論壇，2015(3)：123-126.

Construct the IOT Engineering Specialty Practice Teaching System Based on “four innovations and four enhancements”

ZHANG Shao-bing1，FENG Fu-sheng1，JI Yan-fu2

(1.Computer and Information Engineering College；2. Electronic and Control Engineering College，Heilongjiang University of Science and Technology，Harbin 150022，China)

Abstract：Aim at the current situation of “eight lacks” which existing in the universities IOT engineering specialty practice teaching links，it is necessary to explore a reformation and innovation way. The system constructs a new practice teaching platform of IOT engineering specialty with “four innovations，four enhancements” and multivariate cooperation for the goal of training engineering consciousness and accomplishment，engineering practical ability，engineering innovation ability and engineering design ability. The experiment proves that the system can satisfy the needs of applied talent training，and can realize the“zero distance”connection between student and employers.

Key Words：internet of things engineering；practice teaching；innovation ability

基金項目：2013年度黑龍江省高等學校教改工程項目“特色應用型本科院校電類專業構建多元協同實踐教學體系的研究”(JG2013010485)；2013年黑龍江科技大學教學研究項目“優化電工學課程體系，構建新型培養模式及考核方式”(JY13-37)。

收稿日期：2015-12-14修稿日期：2016-01-06

作者簡介：張紹兵(1977-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，副教授，研究方向為物聯網工程教學與科研。

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9719(2016)2-0026-03