物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的研究與探索

宮兵+趙鵬+馬吉權(quán)+李旭亮

摘要：文章通過對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心現(xiàn)狀的分析，總結(jié)過去幾年實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)情況，對如何建設(shè)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，從而更好地促進(jìn)高素質(zhì)人才培養(yǎng)、促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)提出了新的觀點(diǎn)和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心；傳感器

一、建設(shè)現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心是衡量高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和學(xué)生實(shí)踐動手能力的重要標(biāo)志，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的重大成果。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，在學(xué)生綜合能力、素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面具有極其重要的作用。

物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。自2010年教育部進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)審批開始，目前國內(nèi)已有近300所高校開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才而設(shè)置的新專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展離不開人才，而人才的培養(yǎng)離不開實(shí)踐教育，物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)就顯得尤為重要和意義重大。

盡管物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)剛剛成立短短幾年，國內(nèi)各高校物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)工作不僅早已開始，更在近幾年內(nèi)長足、迅猛發(fā)展。具有突出影響的是南京航空航天大學(xué)，該校高度重視物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)，將將原有的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、信息安全實(shí)驗(yàn)室、嵌入式實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室以及與企業(yè)聯(lián)辦的實(shí)驗(yàn)室納入到物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，并在2011年新建物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)室等新型實(shí)驗(yàn)室。

江南大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、南京郵電大學(xué)等高校近年來成立了物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。與我校同時獲批的哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)也正在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)中。

我校物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)中心成立于2011年，總面積約1000m2，下設(shè)5個實(shí)驗(yàn)分室，分別為傳感器網(wǎng)絡(luò)分室、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)分室、射頻識別技術(shù)分室、移動計(jì)算分室、實(shí)踐創(chuàng)新分室，全部配備多媒體教學(xué)設(shè)備及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可容納120人同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

二、不足之處

在各級部門的關(guān)心和支持下，經(jīng)過近6年的建設(shè)，實(shí)驗(yàn)中心已初具規(guī)模，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研項(xiàng)目、課外開放等方面發(fā)揮了很大作用。但是，和國內(nèi)一流高校相比實(shí)驗(yàn)中心還存在一些不足，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

⑴ 實(shí)驗(yàn)中心規(guī)模尚需擴(kuò)大。據(jù)測算，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模比互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大20倍以上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域需要的人才每年也將在百萬人的量級。隨著人才培養(yǎng)的需求規(guī)模不斷增加，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中心的規(guī)模已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人才培養(yǎng)需求。

⑵ 實(shí)驗(yàn)中心科研水平有待提高。物聯(lián)網(wǎng)工程是一個圍繞“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)”設(shè)立的新專業(yè)，具有鮮明的綜合性、交叉性和應(yīng)用性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)電子、計(jì)算機(jī)、測控與通信等多領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)知識，具有厚基礎(chǔ)、重理論、強(qiáng)實(shí)踐、求創(chuàng)新、促應(yīng)用的專業(yè)特點(diǎn)。這就要求實(shí)驗(yàn)中心有較高的科研水平。

⑶ 實(shí)驗(yàn)室開放能力有待提高。實(shí)驗(yàn)室是一個學(xué)生自我實(shí)驗(yàn)、提高實(shí)踐動手能力的場所，需要有大量時間面向?qū)W生開放，給學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會和時間。

⑷ 實(shí)驗(yàn)室管理水平有待提高。由于歷史原因，實(shí)驗(yàn)室管理隊(duì)伍普遍年齡偏大，學(xué)歷層次不高，技術(shù)水平偏低，對新技術(shù)、新知識的掌握不夠好，造成實(shí)驗(yàn)室管理水平在一定程度上難以提高。

⑸ 實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)有待完善，急需建設(shè)實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上平臺。現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)中心需要有網(wǎng)絡(luò)平臺的支持，這樣才能最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的作用。

三、研究與探索

基于以上不足，我們在以下幾方面加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)：

1.以科研項(xiàng)目帶動和促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。

以物聯(lián)網(wǎng)工程教研室為主體，以物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中心為依托，申報和實(shí)施了多項(xiàng)科研項(xiàng)目，其中國家自然科學(xué)基金一項(xiàng)，省級項(xiàng)目三項(xiàng)，校級項(xiàng)目（含教改項(xiàng)目）十余項(xiàng)。這些科研和教改項(xiàng)目以項(xiàng)促教、以項(xiàng)促學(xué)，濃厚了實(shí)驗(yàn)中心的科研氛圍，推動科研型實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)和形成。

2.加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，提高學(xué)生參與的積極性。

實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)與實(shí)驗(yàn)的主體——學(xué)生息息相關(guān)。我們加大實(shí)驗(yàn)中心的開放力度，每周保證20學(xué)時的開放時間（每學(xué)年開放600學(xué)時），為學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造有利條件，目前已形成一年級了解實(shí)驗(yàn)、二三年級自我實(shí)驗(yàn)、四年級畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的完整的實(shí)驗(yàn)室開放體系。此外，實(shí)驗(yàn)中心吸收有參與愿望的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目研究，目前已開展30余項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的研究，提高了學(xué)生參與科研活動的積極性，努力建設(shè)成開放型實(shí)驗(yàn)中心。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師和管理人員培訓(xùn)，提高專業(yè)素質(zhì)。

做好實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍建設(shè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃，要按課程組織教學(xué)隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)理論課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，從未實(shí)現(xiàn)理論課教師、實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的相互融通，建立一支業(yè)務(wù)水平高、服務(wù)意識強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。為提高實(shí)驗(yàn)中心的整體水平，我們注重實(shí)驗(yàn)教師和管理人員的培訓(xùn)，多次邀請?jiān)O(shè)備廠家技術(shù)人員現(xiàn)場培訓(xùn)，并鼓勵教師們外出學(xué)習(xí)，先后到博創(chuàng)、遠(yuǎn)望谷、清華大學(xué)、上海交大、吉林大學(xué)等物聯(lián)網(wǎng)公司和高校學(xué)習(xí)，取人之長補(bǔ)己之短，提高教學(xué)和技術(shù)水平，促進(jìn)技術(shù)型實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)。

4.積極探索新模式，開拓實(shí)驗(yàn)教學(xué)新領(lǐng)域。

固步自封是沒有前途的。為拓寬領(lǐng)域、提高層次，實(shí)驗(yàn)中心關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新技術(shù)，先后引進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、大屏幕、遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并投入到科研項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室開放中，形成了以項(xiàng)目為驅(qū)動、以學(xué)生為主體、以教師為指導(dǎo)的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，開發(fā)了30余個新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，極大地豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。中心注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以省、校兩級教改項(xiàng)目為切入點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)課堂為重點(diǎn)，以青年教師為主體，積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、改良?shí)驗(yàn)形式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源，打造創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中心。

5.實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)。

當(dāng)今社會隨著互聯(lián)網(wǎng)+迅猛發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)室和仿真實(shí)驗(yàn)室十分盛行，實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)也需要有一個數(shù)字化管理平臺作為支撐才能更有效地提高實(shí)驗(yàn)室的管理水平，提高實(shí)踐教學(xué)效率。因此，我們號召青年教師，吸收學(xué)生科研骨干，以學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)為契機(jī)，建立了網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)中心。網(wǎng)上平臺集虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)分室介紹、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介紹、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約于一身，極大的方便了學(xué)生自主學(xué)習(xí)，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)室管理和設(shè)備管理的科學(xué)化、規(guī)范化和信息化程度，提高了實(shí)踐教學(xué)效率，有利于學(xué)生個性化發(fā)展，加強(qiáng)實(shí)踐能力和動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

四、未來展望

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)任重道遠(yuǎn)，需要多方面協(xié)調(diào)努力、共同建設(shè)才能有所成就。我們會在觀念、資源、方法、手段、形式等方面繼續(xù)努力，建設(shè)科研型、開放型、技術(shù)型、創(chuàng)新型、網(wǎng)絡(luò)型的實(shí)驗(yàn)中心，為打造國內(nèi)一流的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心不斷努力。

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