應用型本科“無線傳感器網絡”課程開展校企合作的模式探討

沈林 駱紹燁

摘 要：物聯網工程專業作為近年來新建熱門專業，普遍存在專業建設時間短、建設經驗不足的現象。對于應用型本科，引入校企合作，可以使專業建設更加符合培養應用型人才的要求。文章探討了應用型本科“無線傳感器網絡”課程開展校企合作的模式。“無線傳感器網絡”是物聯網工程專業課程體系中承上啟下的一門課程，通過研究校企合作在該課程中的意義和合作方法，可以更好地為物聯網工程專業的課程體系服務，為培養應用型人才奠定更好的基礎。

關鍵詞：無線傳感器網絡；校企合作；應用型本科

物聯網是一門多學科交叉的新興學科，融合了電子信息、通信、計算機、信息安全等學科的知識[1]。物聯網工程專業作為莆田學院近年來新創建的本科專業，從創建伊始就以應用型本科為辦學指導思想，把培養理論知識扎實，有一定研發能力的技能型、應用型人才作為自己的目標。物聯網工程專業在全國普遍存在建立時間短，教學實踐經驗積累不足，可供參考的成功案例不多，不得不摸著石頭過河的情況。企業由于處于社會生產的第一線，對社會經濟的發展方向和需求把握得更加準確，并且作為人才的接收者和使用者，對人才能力的需求把握得更加準確。因此莆田學院一開始就把校企合作作為莆田學院物聯網工程專業的培養模式，構建教學、科研、生產、技能培訓為一體的新型人才培訓平臺。

“無線傳感器網絡”課程要求學生掌握無線傳感器網絡的體系結構、通信協議、節點定位、拓撲控制、時間同步、數據處理等技術及應用，是整個物聯網工程專業課程體系中承上啟下的課程，是軟件編程、計算機無線網絡、傳感器應用和嵌入式系統的交叉應用課程，是實踐性很強的課程，所以在學習該課程之前，學生需要先掌握上述課程[2-3]。同時該課程也是物聯網系統設計、物聯網應用開發等高級課程的基礎，只有“無線傳感器網絡”課程學好了，才能學習好物聯網應用系統的設計與開發。因此，“無線傳感器網絡”課程的學習效果將直接影響物聯網工程專業的人才培養效果。正因為如此，討論如何利用校企合作在“無線傳感器網絡”課程中培養應用型人才，是非常有意義的事情。

1 “無線傳感器網絡”課程的特點

1.1交叉性和綜合性

物聯網本身具有極強的交叉性和綜合性特色，在各本科院校的物聯網工程專業中，一般都是將“無線傳感器網絡”課程作為各個基礎知識模塊的第一次融合，該課程是一門非常具有物聯網特色的課程。該課程所涉及的知識點多、廣、雜，需要學生將之前學到的軟件編程、無線網絡協議以及嵌入式系統靈活地結合起來[4]。

物聯網分為感知層、網絡層和應用層，“無線傳感器網絡”課程需要將這3層有機地結合起來，但并不是采用平均主義，而是應該有所側重。對于感知層，學生只要掌握各種傳感器的原理及主要參數指標即可；對于網絡層，學生必須深度掌握無線網絡組網技術、無線網絡拓撲控制和無線網絡的通信協議，是理論和實踐高度結合的部分；對于應用層，學生要具備在Linux和Android環境下嵌入式編程的能力，具備調用各種網絡通信協議的能力，但由于莆田學院在后續還有針對應用層的其他課程，所以無需提出過高的要求。通過上述分析，可以看出“無線傳感器網絡”課程是一門具有非常強的交叉性和綜合性的課程。

1.2實踐性強

“無線傳感器網絡”課程是實踐性很強的一門課程，該課程要求學生根據任務，選擇恰當的傳感器、無線網絡設備進行組裝[5]，完成運行環境的搭建，并在網關＼移動端＼PC機上編寫相對應的代碼，完成各個節點的拓撲控制、數據讀取及控制。由于該課程需要掌握的知識點多，且基本都涉及實踐操作，所以應將各個知識點進行分解，由易到難。莆田學院為該課程搭配有課程設計，所以可以將課程設計的任務分解為多個小任務，在課程設計之前的實驗課上完成這些任務。

1.3技術更新快

整個物聯網產業本身就是最前沿的戰略性新興產業，各國政府及各高科技產業集團都欲在其中占據一席之地，這使得各種新技術層出不窮，產業的技術標準不統一。在無線通信鄰域，短距離的ZigBee，WiFi，藍牙已經得到了廣泛的應用，LoRa和SigFox則憑借自己傳播距離的優勢也有一席之地，傳播距離更遠的LTE Cat-m和NB-IoT正在規劃建設中；在無線射頻技術鄰域，射頻識別（ RadioFrequency Identification，RFID）已經被廣泛應用在身份識別、物流、監視跟蹤等大量的鄰域，新興的近距離無線通信技術（Near Field Communication，NFC）也憑借自己的特點在消費電子鄰域不多擴大市場范圍；此外還有大量的公司開發了針對物聯網的中間件技術。這些首先對教師隊伍的水平提出了很高的要求，教師自己首先要不斷更新自己的知識系統；其次對實驗室的建設提出了要求，需要不斷更新設備，以適應社會對人才培養提出的新要求。

2 應用型下的“無線傳感器網絡”課程的校企合作

莆田學院在建立物聯網工程專業時，就把校企合作培養應用型人才作為辦學的指導思想，同新大陸集團、廈門鉑士萊信息科技有限公司等企業建立了合作關系。這樣可以充分利用學校和企業的教育資源，為學生提供全方位、多層次的技術教育。具體可以從以下幾個方面展開合作。

2.1讓企業參與到教學大綱的制定

教學大綱是教學工作開展的綱領性文件，說明了課程的作用、教學目標、章節內容、學時規劃，是對專業培養方案在一個知識模塊上的具體說明，是制定更為具體的教學計劃的依據，也是衡量教學質量的標尺。為了突出培養應用型人才的目標，莆田學院在為物聯網工程專業制定培養計劃時，就在課程組合、各課程的培養目標展開討論。具體到“無線傳感器網絡”課程，認為該課程應該使學生掌握電子應用系統分析設計、通信和信息處理、物聯網軟硬件系統設計等能力，并且應該是培養理論知識扎實，有一定研發能力的技能型、應用型人才。課程教學內容和實驗教學內容分別如表1-2所示。

2.2讓企業參與到課堂教學中

企業由于處于行業發展的第一線，往往對于行業的發展方向更加敏銳，像物聯網這樣的新興行業，更是如此。因此讓企業的工程師來針對某些章節授課，可以更貼近社會的應用需求。在“無線傳感器網絡”課程中，可以請企業的工程師為同學介紹行業最新技術的發展及應用。

2.3讓企業參與到教材編寫中

因為物聯網工程專業是新興專業，所以其專業課程的教材建設還處于初級階段。對于“無線傳感器網絡”課程而言，教材總體可以分為兩類：（l）以理論知識為主，主要介紹“無線傳感器網絡”的關鍵技術知識如網絡拓撲結構、無線路由協議、節點定位、目標跟蹤等，這些知識普遍較抽象、枯燥、難以理解，學生不容易聯系實際。（2）實際相當于是某套設備的實驗指導書、操作指南，主要介紹完成各種實驗的步驟，對原理及背景知識缺乏介紹。這兩類教材都不適合培養理論基礎過硬的創新型、應用型人才。高校的教師理論基礎扎實，而企業則更關注前沿應用，將這兩者結合起來，以應用帶動理論的學習，讓學生了解學到的每個知識在應用系統中的用途、位置，以達到引導學生學習的目的。

2.4讓企業參與到師資建設中

由于物聯網工程專業是個新興專業，所以教師隊伍主要為從事其他專業的教師，教師隊伍本身正在和這個專業一起成長。讓教師到企業“頂崗實踐”是非常有效的方法，可以讓教師接觸到真實的、復雜的社會需求。此外，還可以采取“科研合作”模式，教師可以幫助企業開發新產品、技術，為企業提供咨詢。“科研合作”既可以是橫向課題，也可以是縱向課題，教師可以發揮自身在申報縱向課題的優勢，幫助企業獲得來自政府部門的科研項目，形成一種雙贏的模式。

3結語

“無線傳感器網絡”課程是一門理論性、交叉性、實踐性極強的課程，將企業引入課程的教學有利于培養理論基礎過硬的創新型、應用型人才，這也可以培養更符合企業需求的人才。盡管校企合作是一種雙贏的模式，但在具體的合作中還存在很多挑戰，對于全國應用型本科院校的物聯網工程專業而言，都還在探索中。莆田學院也在合作過程中，不斷尋找一條可以持續發展的校企合作道路，滿足校企雙方的利益需求。

[參考文獻]

[1]楊懷德.創新創業能力導向的高職物聯網專業教學改革研究[J]無線互聯科技，2017 （15）：88-90

[2]胡必玲，潘潔珠.無線傳感器網絡課程教學中RBL模式的應用研究[J]計算機教育，2017 （9）：136-140

[3]余華平，劉波濤，劉鵬，等.物聯網工程專業《無線傳感器網絡》課程教材建設探究[J]軟件導刊，2017（5）：210-212

[4]王俊.“無線傳感器網絡”課程特點與教學方法改革探索[J]中國電力教育，2014 （23）：37-38

[5]陶為戈，錢志文，賈子彥，等.ZigBee無線傳感器網絡實驗教學體系研究與探索[J]實驗技術與管理，2012 （11）：163-173