基于系統能力培養的物聯網工程專業創新課程體系建設研究

董香麗

【摘要】物聯網工程專業是一門涉及計算機、軟件設計、電子技術、通信技術、測控技術等多專業基礎知識的交叉學科，作為一個處于摸索階段的新興專業，各高校都建立起自己的物聯網工程專業課程體系。我校計算機學院是最早設置物聯網工程本科專業的院校之一，從系統能力培養的角度完善物聯網工程專業創新課程體系建設，討論如何使教學內容適應技術發展的需要，如何提高物聯網工程專業學生創新創業能力。

【關鍵詞】系統能力；物聯網工程；創新創業；課程體系建設

一、物聯網工程專業學生系統能力培養的現狀

（一）重實踐，強訓練

國外高等院校重在加強文化素質課程建設，更注重實踐性教學環節和加強學生的工程訓練。辛辛那提大學研究以職業為導向的課程體系，特色是每個學生參與“合作課程”，都有機會到辛辛那提和其他城市的企業實習。在帶薪實習課程中，學生在工作崗位上將所學理論知識應用到實踐中，而工作帶來的挑戰和問題又促進學生進一步加深理論學習。這種學習期間的帶薪工作實踐，為學生畢業后的就業提供了絕佳的機會，學生也在學習期間很好地了解本專業未來的職業發展狀況，同時獲得將來就業的必要信息。

（二）重研究，強學術

麻省理工學院，致力于研究基礎科學，但在把研究、學習和行動整合成一體的新模式中處于領先地位。且致力于學術、探究和批判精神，并擅長把工業、政府和學術界聯合起來，共同探索、解決世界面臨的主要問題。但是并沒有一套符合新興專業物聯網工程系統能力培養的包含理論課程和實踐課程的課程體系。

榆林學院研究物聯網工程專業要倚靠原有的計算機科學與技術類專業，即課程設置側重于物聯網的應用層技術。課程體系設置包括學科基礎、專業基礎和專業核心課程三大模塊。還強化實踐實驗類課程設置，重視應用型人才培養。

嘉應學院認為課程體系的建設應基于物聯網的三個技術架構層次來設計，建立以應用為目的，以必要的理論準備為基礎的課程模塊。

山西工商學院研究以物聯網體系構架為核心構建的專業課程體系。專業核心課程的設置需涵蓋物聯網技術的三個層次，即感知控制層、網絡傳輸層和應用層。

（三）重崗位，強競賽

蘇州農業職業技術學院研究校企合作下的農業物聯網技術人才培養課程體系建設，提煉農業物聯網技術崗位群能力，以職業崗位能力為導向劃分課程模塊。

北京信息科技大學從物聯網相關學科的創新創業競賽出發，探討其對物聯網工程教學與實踐的深遠影響；提出以賽促教、以賽促學的物聯網產業人才培養新模式，即結合競賽和大學生科技創新項目進一步完善課程教學內容與方法，提高教師綜合素質，拓展實訓平臺。

以上的課程體系研究，均沒有將“互聯網+”、大數據、云計算、通信技術和信息控制技術等課程進行融合，沒有體現課程實驗和實踐教學方面的內容，未能依托實驗室和物聯網競賽。從學生的實踐動手能力和創新能力來講，在體現物聯網的先進技術和綜合應用上還有欠缺。

二、面向系統能力培養的物聯網工程專業創新創業課程體系建設實踐

（一）實踐內容

系統能力核心是在掌握計算機系統基本原理基礎上，進一步開發構建以計算技術為核心的應用系統。這需要學生更多地掌握計算系統內部各軟件/硬件部分的關聯關與邏輯層次，了解計算系統呈現的外部特性以及與人和物理世界的交互模式。系統能力培養體現出典型的工程教育特征，系統能力培養的過程整體貫穿了解決復雜工程問題，即系統能力=系統知識+工程實踐能力。國際上CMU、Stanford、UC Berkley等，國內南京大學、清華大學、北京大學、北航、國防科大、浙江大學、中國科大、上海交大等學校已經開始進行有關的嘗試，取得了一定的成效。具體實踐內容如下。

第一，根據學校應用型人才培養，將人才培養方向定位在物聯網系統集成和物聯網系統開發設計兩個方向，構建并實施分方向培養模式。突出學生系統能力和工程能力的培養，構建物聯網工程專業模塊化課程體系，并加強課程實驗和實踐教學環節的內容。構建完善的三位一體開放型實踐教學平臺，分模塊更新實踐教學內容，完善實踐教學保障體系。

第二，依托物聯網競賽，促進教學，并建設課程群。校企合作規劃課程，一方面，企業人員去學校授課；另一方面，學生進企業實習。我校與中興通訊有限公司校企合作，雙方合作組建“山東協和中興智慧城市學院”，中興通訊有限公司出資建設學校實驗實訓技術支撐平臺，共同開展“企業主導、學校主體、師生參與、校內實施”的高校人才培養及科研新模式，打造聯合培養創新型人才的示范基地和科研創新基地。

第三，加大對視頻公開課、微課的建設，開發建設創新課程和創業型課程，完善專業教學資源庫。制定核心課程的課程標準，撰寫核心課程的實訓指導書。

（二）研究目標

以創新課程體系建設與系統能力培養為核心，將課程設置與職業崗位的要求相結合，課程內容與職業資格考證內容相結合，課程標準與人才培養要求相結合，課程能力與企業人才需求相結合。本項目建設的理論課程和實踐課程，突出重點，強調實用，強調實踐環節，增強學生的實踐動手能力和創新能力，適應戰略新興產業發展，進行系統集成及相關技術與產品的開發和應用推廣，服務于經濟和社會的發展。

（三）改革方案設計

方案設計思路如圖1所示。

具體課程體系建設方案如圖2所示。

三、研究意義

一個戰略性的新興專業學科，這就決定了其課程體系具有發展變化的動態特性。因此，要以與時俱進的專業人才培養目標為依據，這樣才能設計出科學合理的、發展的課程體系，才能為國家戰略性新興產業發展所需高素質專門人才的培養做出更大貢獻。

立足服務地方經濟轉型升級發展，以新興物聯網產業經濟發展的社會需求為導向，以培養系統能力和應用能力為目標，注重技術應用，突出實踐教學，體現校企合作、工學交替。重點優化整合理論課程和實踐課程體系，構建完善的三位一體開放型實踐教學平臺，分模塊更新實踐教學內容，加大對視頻公開課、微課、核心課程的建設，規劃編寫校企合作教材，完善教學資源庫，使學生能適應戰略新興產業發展，進行系統集成及相關技術與產品的開發和應用推廣，具有較強的工程實踐能力，最終服務于經濟和社會的發展，滿足企業對物聯網工程專業學生的需求。

四、結語

通過創新模塊化課程體系建設、實踐教學平臺搭建，為教師提供課程資源承載平臺，為學生的系統能力培養奠定基礎。通過校企合作，學生能勝任基本的崗位需求。通過參與物聯網競賽，學生能提高自己的創新能力。通過專業課程資源群建設，為學生專業學習提供良好導向，促進人才培養模式改革和專業學科人才隊伍培養；通過課程資源庫的管理，優化課程資源和教師教學管理，使高職教育和開放教育相互促進、共同發展。

參考文獻

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