地方轉型本科高校物聯網專業人才培養方案研究

吳有龍 徐楠 于繼明 楊忠

摘要：物聯網產業是信息產業的第三次革命，具有廣泛的應用前景，迫切需求大批量的高素質人才。目前很多高校已經設立了物聯網相關專業，但基本都處于前期建設階段，缺乏一套完整的人才培養方案。以金陵科技學院物聯網專業建設為例，首先闡述物聯網專業設置背景和當前形勢，然后借鑒相關專業人才培養方案經驗，分析了地方院校物聯網專業必要性和可行性，最后從物聯網信息感知、物聯網傳輸網絡、物聯網信息處理和物聯網技術應用四個方向上探討了物聯網人才課程體系與實踐教學體系改革方面的內容。

關鍵詞：物聯網；人才培養；課程體系；實踐教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0067-02

一、研究背景

物聯網通過感知識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，能實現人、設備與系統間的信息交換和通信，被稱為繼計算機、互聯網和移動通信之后世界信息產業發展的新一次浪潮，在未來將被廣泛地應用于物流、交通、電網、環境監測以及軍事等領域，形成一個巨大的產業鏈[1，2]。隨著物聯網技術的發展，2013年德國推出了工業4.0戰略，2015年中國提出了中國制造2025規劃，都要求充分發揮物聯網技術在工業化革命中的優勢。

2011年，南京市重點打造一谷兩園，高標準建設中國軟件名城，向世界軟件名城邁進。金陵科技學院積極落實南京科技九條，配合政府努力向南京軟件科技大學邁進。金陵科技學院目前信息技術學院以良好的辦學條件及優良的教學質量贏得南京地區的贊賞，培養了大批應用型人才。在物聯網產業大力發展的背景下，密切結合物聯網技術特點和南京經濟發展戰略，整合校內外的優質資源，從物聯網人才需求角度出發，明確專業發展方向，推進教學改革，探討科學合理的人才培養模式，提高人才培養質量。2012年，物聯網專業正式進入金陵科技學院人才培養體系中，足以說明地方對物聯網經濟的重視和新興產業人才培養的迫切性。市屬高校的辦學力量相對薄弱，學科設置還不夠完善，這對于綜合性極強的物聯網專業建設和人才培養來說無疑是巨大的挑戰。金陵科技學院物聯網專業目前尚無本科畢業生，其師資隊伍、人才培養方案、課程教材、實驗室、校企合作平臺建設尚處于前期建設階段。因此，金陵科技學院物聯網專業人才培養方案研究勢在必行，必須結合交叉學科特點進行理論研究和實踐構建。

二、地方物聯網人才需求現狀分析

2012年，物聯網技術與應用協同創新中心在南京成立，總部設在南京郵電大學物聯網科技園。中心下設智慧農業、智慧交通物流、智慧節能環保、智慧礦山、智慧醫藥護理、智慧家居安防等六個分中心，包括物聯網共性技術、應用標準、信息安全等三個支撐平臺。該中心的建立，加速了南京地區對物聯網人才的需求，據教育部信息中心相關數據顯示，目前物聯網產業人才需求不僅缺口大，其專業人才在各個行業上分布不均衡。

南京軟件谷下一步將大力發展下一代移動通信、云計算、物聯網、移動互聯網、大數據、智慧城市、信息安全等新一代信息技術產業，加快建設下一代移動通信產業園、互聯網產業園、移動互聯網產業園、物聯網產業園、大數據產業園、信息安全產業園等一批特色園區，努力建成中國第一軟件產業基地，建成名副其實的中國軟件名城，逐步打造成世界軟件名城。

面對國家發展戰略和地方經濟發展需要，物聯網產業面臨著良好的發展機遇，對物聯網專業人才培養提出了巨大的挑戰。金陵科技學院在人才培養上，要重視對地方產業人才需求的調研和分析，積極調整專業方向和培養模式，充分利用現有的信息技術學院多年辦學經驗，使培養出來的學生能夠掌握物聯網領域的基本理論與實踐技能，具有創新意識、自主學習能力和突出的實踐應用能力，能進行物聯網設計、開發、管理與應用服務工作、成為服務于地方經濟和社會發展需要的應用型高級工程人才。

三、物聯網專業人才培養方案

物聯網是近年興起的新一代信息技術，跨越多個一級學科，具有創新型、應用型和復合型等鮮明的特點[3]。金陵科技學院物聯網專業旨在培養了解物聯網技術發展的前沿動態，熟練掌握物聯網基本理論、系統設計與集成、軟硬件設計與開發，具有良好的傳感器技術、通信技術和網絡技術等基本理論，具有工程基礎厚、自主學習能力強、創新性突出的高級工程人才。

（一）依托學科優勢，明確專業方向

物聯網系統技術內容復雜、形式多樣，根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可將物聯網系統劃分為四個邏輯層：①感知識別層，即以射頻識別技術、傳感器、二維碼等智能終端設備為主，實現物的識別；②網絡構建層，即通過互聯網、無線廣域網、無線局域網等，實現數據的傳輸；③管理服務層，即通過高性能計算和大數據存儲技術，實現數據的高效管理和處理；④技術應用層，即利用現有的智能終端設備實現各種應用。由于每個層次內容都比較豐富，知識面范圍覆蓋廣，讓學生在本科階段深入學習所有內容是比較困難的。因此，合理的人才培養方案應該是在讓學生全面了解物聯網專業所涉及的技術、標準、應用、安全與商業模式等整體知識體系，同時選擇一個專業方向來深入展開學習與實踐。根據上述分析結論，可以從四個專業方向上來對物聯網專業進行劃分。

1.物聯網信息感知方向。這個方向對應物聯網技術架構中的感知識別層，掌握的知識范圍包括：計算機技術、測量技術、信號處理技術、微電子機械技術、視頻識別技術和嵌入式系統技術。

2.物聯網傳輸網絡方向。這個方向對應物聯網技術架構中的網絡構建層，掌握的知識范圍包括：網絡管理、無線通信、無線網絡標準、無線傳感網、網絡管理、多種網絡通信技術等。

3.物聯網信息處理方向。這個方向對應物聯網技術架構中的管理服務層，掌握的知識范圍包括：大規模異構數據處理、多源異構數據庫設計、物聯網網絡監視、并行計算技術、分布式計算技術以及數據挖掘技術等。

4.物聯網技術應用方向。這個方向對應物聯網技術架構中的技術應用層，掌握的知識范圍包括：物聯網應用軟件開發關鍵、應用數據結構與數據流設計關鍵、應用系統設計關鍵技術以及新型服務模式等。

以上四個專業的建設上既相互獨立又相互聯系。其獨立性體現在專業課程設置上根據各自方向來確定，其聯系性體現在共用同樣的基礎課程平臺。

（二）構建專業課程

目前，國內高校物聯網專業建設時間還比較短，專業建設具有探索性和不確定性，其技術與應用也在蓬勃發展。因此，一方面應該保障教學體系具有相對的穩定性，另一方面在教學內容上需要不斷動態地更新，必須跟隨物聯網技術的應用發展與時俱進。將專業課程分四大部分，包括：公共基礎課程、學科基礎課程、專業基礎課程和專業方向課程。

1.公共基礎課程可設置為思想政治、大學英語、高等數學、線性代數、概率統計、大學物理、大學計算機信息技術、體育和通識教育方面的課程等。

2.學科基礎課程可設置為微機原理、程序設計、算法與數據結構、數字電路與模擬電路、計算機網絡與通信和電工與電子學等。

3.專業基礎課程可設置為物聯網導論、與應用、物聯網M2M開發技術、物聯網控制技術、物聯網通信技術等。

4.專業方向課程根據上述四個專業方向來確定。信息感知方向專業課程可設置為：二維碼、視頻識別技術原理與技術、信息安全、無線定位技術、傳感器與檢測技術、嵌入式系統等；傳輸網絡方向專業課程可設置為：無線傳感網絡、衛星導航原理與應用、TCP/IP網絡與協議、網絡安全技術、無線通信技術、Zigbee技術與應用、網絡協議分析等；信息處理方向專業課程可設置為：操作系統、數據倉庫與數據挖掘導論、云計算與大數據、高級程序語言設計、軟件工程等；技術應用方向專業課程可設置為：高級語言程序設計、算法分析與設計、面向對象程序設計、終端開發技術與應用、軟件質量保證與測試、人工智能、操作系統以及多媒體技術等。

上述課程的設置僅僅是目前的物聯網專業課程構建的建議，其教學內容必須跟隨物聯網產業同步發展，這樣培養出來的學生知識體系才能跟上時代的步伐。

（三）開展教學實踐環節

地方本科院校的物聯網實驗室建設不多，投入的資金不足，現代化水平較低，為此需加強物聯網專業的實驗室建設。一方面利用學校信息技術學院實驗室資源，依托現有師資力量自主開發相關實驗項目，投入專項資金提升實驗室現代化水平，以增強教師對實踐教學環節的掌控力，滿足教學和科研的需要；另一方面，積極建立同物聯網校企合作，共建實踐教學基地，企業提供技術和設備等，負責教師相關課程培訓和部分實踐類課程的教學、實訓，而學校提供場地，比如與新大陸、遠望谷、中興等簽訂合作議，促進雙方之間人才、設備、資金、技術的資源共享，達到校企互利雙贏的目的。

四、研究展望

物聯網作為一個新興的專業正式進入金陵科技學院的人才培養方案中，不但是國家發展物聯網產業的巨大體現，也是南京市政府的迫切需求，同時更是國家在人才培養策略上做出及時反映的重大舉措。為培養適應戰略型新興產業發展的應用型人才，本文從物聯網信息感知、傳輸網絡、信息處理以及技術應用四個方向上探討了物聯網人才課程體系與實踐教學體系改革方面的內容。通過金陵科技學院相關專業多年辦學經驗和良好的辦學條件，探索人才培養策略，構建產學研協同教學環境，強化工程實踐，突顯自身的辦學優勢，推進高校物聯網人才培養與專業建設，為其他同類高校的相關專業建設和改革提供經驗借鑒。

參考文獻：

[1]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社，2013.

[2]徐小龍，魯蔚鋒，楊庚.物聯網專業人才培養策略研究[J].南京郵電大學學報，2012，14（1）：119-124.