高職物聯網專業課程體系建設初探

譚勁松

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高職物聯網專業課程體系建設初探

譚勁松

重慶安全技術職業學院網絡與信息安全系,重慶 404020

為了探索物聯網應用技術專業的人才培養模式，從而對物聯網產業的發展現況及人才需求進行分析，結合高職院校的辦學定位和學制要求，對高職物聯網應用技術專業的課程設置進行了初探。

物聯網；人才培養方向；課程設置

1 物聯網產業發展現狀簡介

物聯網（Internet of Things，IOT）技術又稱為傳感網技術，它將嵌入式開發、傳感器感知、點狀信息處理、無線組網通信等技術進行融合，具有通過各種小型智能化傳感器對被測物理量進行實時采集和無線傳輸的功能[1]。當這些有用的信息被傳送到上位機，就能實現計算機世界、世間萬物與人類社會的互聯，在下一代網絡發展中具有重要作用。它和計算機網絡、智能控制、無線通信關系密切，是一項具有交叉學科性質的新技術。物聯網技術的應用領域有：車聯網、公共安全、商品溯源、環境監控、智能家居、數字油田、智能電網、精細農業、智能醫療等，它的發展將促進傳統行業的結構調整和規劃升級，并將使國家經濟結構發生重大調整，這正好與當前我國的經濟發展政策相吻合。因此，物聯網技術具有無限的應用前景和戰略意義。

物聯網被業內專家稱為“下一個萬億級規模產業”。專家預測，物聯網產業規模將在2020年達到8000億元，并以年平均增長率12%的速度發展，物聯網產業已經迎來飛速發展的階段。中國物聯網發展一直處于世界前列，由于物聯網相關技術的特殊性，形成全球統一的技術標準基本不可能，這就為我國在物聯網行業的發展中與發達國家齊頭并進提供了天然的歷史機遇。

物聯網技術的突飛猛進，需要專業人員作支撐，我國在未來幾年對物聯網專業技術人才的需求將不斷增加。基于此，各高校需要設置物聯網相關專業，并培養合格的技術技能型人才。

2 物聯網專業的人才培養方向

物聯網技術主要包括三個方面：信息感知、信息處理和信息無線傳輸。感知控制主要通過感知裝置（各種傳感器、RFID 裝置、全球定位系統、激光掃描器等）來獲取物體感知信息，和嵌入式技術密切相關，需要應用電子技術人員和嵌入式底層驅動開發人員。當物體的相關信息被感知后，相關數據被傳輸到信息處理模塊對數據進行分析，這個環節主要是通過無線網絡進行傳輸，因此需要無線通信和傳感網技術人員[2]。信息處理單元的主要作用是對傳輸過來的數據進行處理（模數轉化），因此需要嵌入式、信息融合、系統設計、系統應用和系統管理人員。其知識體系如圖1所示。

圖1 物聯網專業技術領域知識體系

綜上可知，物聯網專業是一個對實踐能力要求很高的交叉學科，因此企圖培養全能學生，使他掌握物聯網相關的所有技術是不可能的，所以本文認為物聯網專業人才的培養可以根據崗位目標要求，從以下四個專業方向進行。

（1）感知控制方向。主要牽涉感知設備的選取及應用，包括不同傳感器的選型，如位移傳感器、聲音傳感器、溫濕度傳感器等，以及芯片編程及應用技術，如RFID標簽以及CC2530芯片開發等，學生應掌握傳感器知識、電子電路知識、單片機編程知識等內容。

（2）無線傳感網方向。通過各種無線射頻芯片將感知控制層的各種信息傳輸到數據處理及決策層，并且將決策信息發送到感知控制層的目標結點。這個方向主要解決數據的無線傳輸問題。學生應掌握計算機網絡、IEEE 802.15.4標準、Z-Stack協議棧等相關知識，具備無線傳感網系統的設計、施工、調試、運行維護與管理的能力。

（3）物聯網應用開發和集成方向。物聯網是一個系統解決方案或系統集成方案，實施前要經過詳細的規劃和設計，因此物聯網的開發人員既要有物聯網硬件的選型、編程、施工能力，又要有IT人員所具有的系統解決方案設計方面的能力，這就要求學生同時具備物聯網相關知識和系統工程設計和集成能力。

（4）物聯網管理和服務方向。應用服務層技術類主要提供各種物聯網應用服務，如物流、工業控制、智能交通、智慧農業、智能家居、環境監測、商業零售、安全防衛等，是物聯網在各個行業中的典型應用。從物聯網應用層面來看，物聯網其實是一個應用管理系統，可以實現報警聯動、定位追溯、調度指揮、遠程控制、預案管理、安全防范、遠程維保、統計報表、在線升級、決策支持等管理和服務功能。所以該方向需要既懂得物聯網知識，又懂得IT技術和信息管理的人才。

3 高職物聯網專業課程體系構建

高職物聯網應用技術專業的目標定位是培養能夠掌握物聯網的簡單理論，具有傳感技術、嵌入式技術、短距離無線通信技術、應用層APP開發技術等信息技術相關的專業知識的應用型專業技術人才。要求掌握物聯網的相關理論和應用設計技能，具有較強的計算機技術、驅動編程技術和電子器件應用技術。

作為高職院校，物聯網應用技術專業更注重學生物聯網設備的應用、操作、施工以及方案編寫的能力。物聯網技術的發展，需要大量從事系統分析、系統設計與關鍵技術開發的高級理論型人才。這些崗位高職學生不能勝任，但物聯網技術“應用為先”的特征決定了物聯網產業要想做大、做強、做快，必然需要一大批具有相關理論知識、熟悉國家相關規范標準、具有物聯網工程設計施工能力的應用型專業人才，而高職院校物聯網專業的學生正好符合這一要求[3]。分析大型專業招聘網站可知，針對高職高專院校物聯網專業畢業生的就業崗位主要有：物聯網產品調試和銷售，感知層電路設計和底層編程，技術支持和售后服務，物聯網系統輔助設計和二次開發，物聯網相關設備的安裝、調試與維護，物聯網系統的使用、管理和維護，等等。

物聯網技術的飛速發展，需要學生具備較高的整體素質和能力，而學生素質和能力的提高需要科學的、循序漸進的課程體系。明確物聯網應用技術專業各年級的人才培養方案，根據各年級培養目標合理設置各階段的專業課程，并對每門課的開課學期作合理安排，以使學生的學習由淺入深、由易到難，逐步遞進。由于專業具有強應用、重實驗、懂設計的特點，本專業應重點教授傳感器技術、單片機數據處理技術、無線網絡技術、嵌入式C語言編程技術及Android界面設計技術。以物聯網技術熟練應用為核心培養目標，重點培養學生系統整體設計、硬件選型及軟件編程調試能力，以使高職物聯網專業學生具備本行業的核心競爭力。本文構建的高職物聯網應用技術專業漸進式理論課程體系如圖2所示。

圖2 高職物聯網應用技術專業漸進式理論課程體系

圖2中的課程設置能基本滿足高職物聯網工程各個專業的人才培養要求，包括信息的采集（傳感器與檢測技術）、處理（單片機原理與應用）、傳輸（Zigbee無線傳感網技術）和反饋以及RFID射頻識別課程等。

真知來源于實踐。只有通過大量的實踐才能積累經驗、發現問題、改正錯誤。物聯網應用技術專業在重視培養高端技能應用型人才的同時，更應重點培養學生的團結精神、創新精神、自學能力、創新能力和工程施工應用能力。

在構建物聯網應用技術專業實踐課程體系時，根據高職物聯網應用技術專業的人才培養目標，采用“漸進式綜合項目驅動法”開展實訓教學，基于不同實驗項目進行實踐環節的設計，由簡單到復雜，不斷提高學生的實際動手能力。通過Autocad、OfficeVisio等實訓課程使學生具備施工項目的繪圖能力[4]。通過Protel電路設計課程使學生具備電路圖識別和電路設計的能力；通過單片機技術課程培養學生的嵌入式軟件編程能力；通過嵌入式系統設計課程使學生具備復雜底層數據處理的能力。學生從學習工程基本知識和單元電路設計到獨立完成小系統設計，其工程實踐能力和設計能力將逐步提高。高職物聯網應用技術專業實踐課程體系如圖3所示。

圖3 高職物聯網應用技術專業實踐課程體系

4 結束語

高職院校開設物聯網專業是辦學方向，與社會和企業需求相適應，是為我國物聯網產業的發展培養技能型人才的具體表現。本文從物聯網行業崗位工作過程和職業能力入手，從典型工作任務分析出課程設置，并通過崗位能力分析出專業方向、課程體系結構等，對高職院校物聯網專業課程的設置具有參考作用。

[1]李正.基于工程創新人才培養的課程體系改革[J].中國大學教學，2012（3）：12-14.

[2]譚立容，周波，劉豫東.物聯網主體崗位群工作任務與職業能力分析[J]．遼寧高職學報，2011（6）：45-46.

[3]陳冠玲，馬文新.應用型本科電子信息工程專業實踐教學體系建設[J]．武漢大學學報（理學版），2012，58（S2）：279-281.

[4]傅大梅，倪瑛，戴娟.對高職院校物聯網技術與應用專業綜合實訓體系的研究[J].學園：教育研究，2011（21）：11-12.

Construction of Curriculum System of Internet of Things in Higher Vocational Colleges

Tan Jingsong

Department of Network and Information Security of Chongqing Security Technology Career Academy, Chongqing 404020

In order to explore the application of Internet of Things technology professional training mode, carries on the analysis to the development of the Internet of Things industry present situation and talent demand, combined with the Higher Vocational Colleges school running orientation and system requirements, make a preliminary study on the setting of Higher Vocational Internet of things application technology professional curriculum.

Internet of Things; direction of personnel training; curriculum setting

F49-4;G712.3

A

譚勁松（1976—），男，重慶萬州人，重慶安全技術職業學院，講師，本科，研究方向為物聯網技術應用。