以專業認證為導向的物聯網工程專業課程設置探討

郭 瑛

（青島科技大學 信息科學技術學院，山東 青島 266061）

0 引 言

我國各大高校都在積極參與高等工程教育專業認證工作，通過專業認證不僅提高了教學質量[1,2]，還可進一步完善人才培養體系，是國家對高校培養模式的一種認可[3,4]。

我國的物聯網工程專業最早成立于2010年，是新興的工科類專業之一[5,6]。物聯網工程專業經過多年的教學實踐，既積累了一定的經驗，也發現了不少問題[7,8]。針對專業認證的需求，合理設置課程，對提高物聯網工程專業人才培養質量具有重要意義[9]。青島科技大學物聯網工程專業從2011年開始第一屆招生，經過多年的發展，多次調整課程設置，課程體系日趨完善[10,11]。本文以青島科技大學物聯網工程專業為例，探索滿足認證標準的課程設置方式。

1 物聯網工程專業課程體系

《中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準（2017年11月修訂）通用標準》和《專業補充標準》中對物聯網工程專業課程的設置要求如下：課程應包含將標識與傳感、數據通信、分布控制與信息安全等基本原理與技術應用于物聯網應用系統的規劃、設計、開發、部署、運行維護等內容。

物聯網工程專業的課程可分為三大層次，五個課程鏈，從下到上依次為感知層、網絡層、應用層。感知層包括2個課程鏈，即傳感器與嵌入式技術方向和RFID方向；網絡層包括1個課程鏈，即物聯網網絡傳輸方向；應用層包括2個課程鏈，即物聯網應用與軟件開發方向和物聯網數據管理與信息處理方向。此外還包含支持這些專業課程的基礎知識，見表1所列。

2 物聯網工程專業課程設置

青島科技大學物聯網工程專業學制四年，畢業最低學分為169個學分。參照《中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準（2017年11月修訂）通用標準》中的第5條和《專業補充標準》中的第1條，可以按照下述方式設置課程。

2.1 與本專業畢業要求相適應的數學與自然科學類課程

按照認證標準規定，該類課程至少占總學分的15%。數學包括《高等工程數學》《概率論與數理統計》《離散結構》等。物理包括《力學》《電磁學》《光學與現代物理》等。故設置數學與自然科學類課程27學分，占總學分的16%，包括 《高等數學》11學分，《大學物理》7學分，《線性代數》2學分，《概率論與數理統計》3學分，《離散數學》4學分。以上均為必修課程。

2.2 符合本專業畢業要求的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程

工程基礎類課程和專業基礎類課程能體現數學和自然科學在本專業的應用能力培養，專業類課程能體現系統設計和實現能力的培養。根據認證標準，該類課程至少占總學分的30%，教學內容必須覆蓋程序設計、數據結構、計算機組成、操作系統、計算機網絡、軟件工程、信息管理知識領域的核心內容。

結合表1中物聯網工程專業的課程體系，設置專業基礎課15學分，包括《C語言基礎》4學分，《物聯網導論》3.5學分，《電子技術基礎》4.5學分，《物聯網控制基礎》3學分。設置專業課56.5學分，既有必修課，也有選修課。該課程涵蓋了表1中物聯網工程專業課程的三個層次的五個課程鏈，學生可根據自身情況選擇相應課程鏈中的課程系統地學習。在這些專業課中，學生最低需要修滿62.5個學分，占總學分的37%。

感知層傳感器與嵌入式技術方向的課程包括《電路與信號系統》5學分，《嵌入式系統與應用》5學分，《傳感器技術與應用》3學分。《RFID方向包括射頻識別技術》3學分，《電磁場理論與天線》5學分，《PCB設計》2學分。其中《電路與信號系統》《嵌入式系統與應用》《射頻識別技術》《電磁場理論與天線》為必修課，其他為選修課。

表1 物聯網工程專業課程體系

網絡層物聯網網絡傳輸方向的課程包括《無線傳感器網絡與應用》4.5學分，《物聯網通信技術》4.5學分，《計算機網絡與物聯網安全》3學分。其中《物聯網通信技術》為必修課，其他為選修課。

應用層的物聯網應用與軟件開發方向的課程包括《算法與數據結構》3學分，《Java程序設計》2.5學分，《.NET開發技術》3學分，《Linux操作系統應用》3學分，《物聯網應用系統設計》3學分。物聯網數據管理與信息處理方向的課程包括《云計算》3.5學分，《物聯網數據庫系統》3學分，《數據挖掘》3.5學分。其中《算法與數據結構》是必修課，其他為選修課。

2.3 工程實踐與畢業設計（論文）

認證標準中指出，這類課程至少占總學分的20%，要設置完善的實踐教學體系，主要包括實驗、課程設計、現場實習、開展科技創新、社會實踐等多種形式活動，并與企業合作，到各類工程單位實習或工作，培養學生的實踐能力和創新能力。其中畢業設計（論文）至少占8%，選題要結合本專業的工程實際問題，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。

設置單獨開設的實驗課程12學分，包括《物聯網綜合系統實驗》3.5學分，《Java程序設計實驗》2.5學分，《電子技術實驗》1學分，《PCB設計實驗》2學分，《.NET開發技術》3學分。其中《電子技術實驗》為必修，其他為選修，學生至少應修滿6個學分。

設置實習實訓類課程37學分，建立多個實踐、實訓基地，采用“學習-實訓-再學習-再實訓”和“學、思、用”教學模式。課程包括《Android實訓》2學分，《.NET實訓》2學分，《嵌入式系統設計與應用實訓》2學分，《RFID實訓》1學分，《無線傳感器應用實訓》1學分，《物聯網綜合實訓》6學分，《物聯網工程規劃與施工》3學分，《軍事教育》2學分，《思想政治理論實踐》2學分，畢業實習及畢業設計（論文）16學分，全部為必修環節。以上工程實踐與畢業設計（論文）占總學分的25%，其中畢業設計（論文）占總學分的9.5%。

2.4 人文社會科學類通識教育課程

按照認證標準規定，該類課程至少占總學分的15%，使學生在從事工程設計時能夠考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

設置人文社會科學類課程24學分，包括《思想道德修養與法律基礎》3學分，《中國近現代史綱要》2學分，《馬克思主義基本原理概》3學分，《毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論》4學分，《大學體育》4學分，《大學英語》8學分。

設置通識選修課8學分，要求學生們在哲學與文學類，經濟、管理與法學類，歷史與教育學類，藝術與體育類上述人文社會科學類通識教育課程共計38學分，占總學分的22%中至少修讀一門課程。此外還有講座與輔導課6學分。

綜上以青島科技大學為例，以專業認證為導向的物聯網工程專業課程設置方案見表2所列。

按照上述方式設置物聯網工程專業的課程，既能滿足學生系統學習專業知識的需求，也符合《中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準（2017年11月修訂）》及《專業補充標準》的相關規定。

3 結 語

本文圍繞認證標準，探索物聯網工程專業的課程設置方式，以建設符合認證標準的專業為目標，不斷提升教育質量。

表2 物聯網工程專業課程設置（青島科技大學為例）

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[5]王宏亮，劉暢.專業認證視角下基于教學路線的物聯網工程教育資源整合[J].南通職業大學學報， 2017，31（1）： 27-32.

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[11]郭瑛.物聯網TinyOS 課程教學研究與探索[J]. 計算機教育， 2015（14）： 86-89.