“互聯網+”時代物聯網工程專業學生創新創業能力培養研究

張璽君，方君麗，薛建彬，馬維俊，王 璐，張 紅

（蘭州理工大學 計算機與通信學院，甘肅 蘭州 730050）

0 引 言

大學生是實施創新驅動發展戰略和推進“大眾創業、萬眾創新”的生力軍，物聯網工程專業面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置，其典型的交叉學科特征和面向工程實踐應用等特征，在“互聯網+”背景下日趨顯著。課題組深入思考了如何積極推進“互聯網+”時代背景下物聯網工程專業人才培養目標與物聯網技術發展的機遇和挑戰，認為學科競賽本質是以任務驅動、問題導向的基于項目的學習方式，非常適合開展大學生創新創業能力培養。

1 面向“互聯網+”的復合型工程應用的人才培養模式

蘭州理工大學物聯網工程專業從2011年開始招收計算機科學與技術專業物聯網方向，2013年專業正式獲批。物聯網工程專業創新創業能力的人才培養體系，見圖1。

1.1 面向“互聯網+”的復合型工程應用的人才培養模式

1.1.1 加強人才培養模式創新，夯實專業課程體系建設

圖1 物聯網工程專業創新創業能力培養體系

學院借鑒CDIO模式等先進教學理念，遵循工程的集成和創新特征，構建了以計算機、軟件、通信等核心課程為基礎, 以嵌入式開發、無線傳感器網絡、大數據分析基礎、云計算基礎、RFID技術、物聯網控制基礎、物聯導論、物聯網安全等系列課程為核心的物聯網工程專業特色課程體系和實踐體系，重點培養學生的主動學習能力、項目開發設計能力、創新創業能力和團隊合作能力。

1.1.2 校企聯合培養，綜合提升學生就業競爭力

采用校企聯合培養方式可充分利用學校與企業的教育環境和教育資源，將課堂教學與實習培訓有機結合起來，促進物聯網工程專業人才培養與企業人才需求的進一步融合。本課題組采用“3+0.5+0.5”培養模式，即3年校內基礎學習，半年畢業設計，半年深入培訓機構和合作企業進行實習培訓和實踐活動，參與企業技術創新和工程開發，培養學生的職業精神和職業道德，使學生的知識、能力和素質更加對接業界需求，提升學生的就業率和就業質量。

1.2 以學科競賽為核心，全面促進大學生創新創業能力提升

1.2.1 建立導師制跨年級學習小組，有序推進學生創新創業能力訓練

通過專業教師和各年級學生雙選，建立導師制跨年級學習小組，基于學科競賽、科創活動、導師科研項目、畢業設計等形式開展常態化的創新創業實踐活動，充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用。高年級和低年級學生以項目為單位，通過積極主動的學習、探究、交流和思考，逐步進行深層次的探索和開發，課題組針對有潛力的作品和團隊進行激勵和支持，培育更高質量的創新創業項目。

1.2.2 以學科競賽為核心，開展多層次的基于項目的探究式實踐學習

學科競賽使學生在任務和成績的驅動下，實現以學生為中心、以項目為驅動、以質量為標準的異步化、個性化的實踐教學模式，最大限度地培養學生的自主學習、探索意識、綜合能力、創新能力，提升實踐教學環節的質量，同時形成物聯網工程專業案例積累，促進實踐教學成果向創新創業項目的轉化。

1.2.3 建立學生物聯網協會，促進學生自主創新創業認知交流

課題組引導學生建立物聯網協會，為學生提供自主學習、管理和交流的平臺，組織物聯網創意設計大賽等競賽活動，推動創新創業活動向全校學生輻射，促進不同學院不同專業的信息交流和互通，開闊了各專業學生對“互聯網+”時代背景下的專業認知，也為物聯網工程專業提供了創新創業思路。

1.3 借助創新創業教育，加強師資隊伍建設和專業建設

制定青年教師3年培養計劃，鼓勵年輕教師積極參與創新創業活動和教學研究工作，不斷提升教師的實踐創新能力和意識，促進青年教師的成長和新專業建設。

2 解決教學問題的方法

在國家“互聯網+”和“大眾創業，萬眾創新”的推動下，學校及學院不斷完善創新創業機制和評價體系。學校成立了創新創業學院，學院也加強了在實驗室建設和實驗設備采購等方面的支持。課題組在此基礎上進一步借鑒國內外先進教學理念，結合系部實際情況，開展理論創新和實踐創新討論和嘗試，將學科競賽、教學改革、科研項目和人才培養全方位、深層次結合起來，形成產學研的有機融合，教師和學生創新創業能力提升與專業建設相互促進，形成了良好的閉環和傳承。具體解決教學問題的方法見圖2。

2.1 理論創新

課題組深入分析物聯網工程專業人才培養在內涵建設方面存在的問題，結合物聯網技術的集成創新性特點，突破學科定勢，探索從創新創業層面構建新的人才培養體系。

我們對物聯網工程專業教育質量標準體系和人才培養模式進行深入探討，提出基于“政、產、學、研、用”5個維度的人才培養模式。借鑒國際工程教育CDIO模式的先進理念，構建了適合學校物聯網工程專業實踐教學體系，見圖3。CDIO強調以產品從研發到運行的完整生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程理論知識，積累工程實踐經驗，提升各種工程能力。

在教學模式方面，課題組創造性地提出將混合教學模式和翻轉課堂等先進教學理念應用到實踐課程，結合其交叉學科優勢，從教與學兩個方面率先開展基于“互聯網+”的創新創業能力培養活動，形成良好的閉環效應和良性循環，最大限度地實現實踐教學的培養質量。

圖2 解決教學問題的方法

圖3 物聯網實踐課程體系

課題組提出創新創業能力培養和物聯網工程專業建設相結合的模式，以創新創業能力培養為主線，充分調動學生和教師的主觀能動性，通過激勵優秀創新成果促進物聯網工程課堂教學案例，加強專業積累；同時，通過課程教學，引導、激勵學生開發更高水平的創新作品。

2.2 實踐創新

2.2.1 建立導師制跨年級學習小組促進師生創新創業能力

所有系部教師擔任指導教師，促進低年級學生提前參與高年級學生的畢業設計、學科競賽、科創項目和教師的科研項目中，激發學生的學習興趣，不同年級學生之間通過互相幫助學習，促進學生創新成果的轉化和經驗的傳承。

2.2.2 學科競賽組織激發學生創新能力

學校積極有序地組織各年級學生參加數學建模大賽、“博創杯”全國大學生嵌入式設計大賽、“挑戰杯”“Ti杯”大學生物聯網競賽、“Ican杯”物聯網創新創業大賽、“互聯網+"全國大學生創新創業大賽、“甲骨文”全國Java程序設計大賽等學科競賽，激發學生的實踐和創新能力、團隊合作能力，增強學生的自信心，并在學生中形成了良好的帶動作用。

2.2.3 專業培養與學生工作結合全方位促進創新創業意識的普及

根據學生的認知特點和調劑生源多的問題，課題組認為學生的學習態度欠佳和對專業的興趣不足，是制約創新創業能力培養質量的關鍵因素。因此，專業教師擔任學生的成長導師和班主任，通過交流溝通和言傳身教培養學生的主動學習和創新創業意識，實現了學生工作和專業培養的相互促進。

2.2.4 學科競賽組織激發學生創新能力

專業教師是創新創業教育實施的核心主體之一。應結合物聯網工程專業特色和教師學科背景，通過“傳、幫、帶”工作，引導教師轉變傳統的教學理念，鼓勵新教師積極參與物聯網專業建設和創新創業教育活動。結果表明，新進教師成長迅速，均能夠獨立承擔學科競賽、科創項目指導，并逐步開展教學研究活動。

2.3 制度保障

大學生是實施創新驅動發展戰略和推進大眾創業、萬眾創新的生力軍，把創新創業教育融入人才培養，切實增強學生的創業意識、創新精神和創造能力，為建設創新型國家提供源源不斷的人才智力支撐。各級政府和學校全面深化高校的創新創業教育改革，健全創新創業教育課程體系，創新人才培養機制，強化創新創業實訓實踐，加大大學生創新創業活動支持和保障力度。學校就深化創新創業教育制定了《蘭州理工大學創新本科人才培養機制實施方案》《蘭州理工大學關于深化創新創業教育改革實施意見》，學院出臺了《計算機與通信學院關于院級“質量工程”項目管理辦法》《計算機與通信學院教師教學質量評價實施細則》，系部制定教學培養計劃和考核要求、畢業設計管理規定，自上而下實現創新創業教育制度保障。

2.4 創新創業實踐平臺保障

依托學院物聯網綜合實驗室演示系統、RFID實驗箱、智能家居、智能交通沙盤演示系統和嵌入式實驗室中的博創6410設備，結合學院其他開放實驗室，蘭州市物聯網工程研究中心、蘭州市物聯網人才培養基地、合作的培訓結構、實習企業和大學科技園等校內外優勢實踐平臺，為學生提供了創新創業實踐場地，促進了學生的創新創業活動熱情。

目前已建成8個物聯網工程的實習基地：中軟國際卓越培訓中心、東軟集團（大連）有限公司、浙大網新集團有限公司、上海杰普軟件科技有限公司、達內IT培訓集團、西安深藍軟件服務外包學院、維多利亞加中教育集團以及甘肅萬華實業集團有限公司。這些實驗和實習基地的建立為蘭州理工大學物聯網工程專業培養優秀的人才提供了扎實基礎。

3 成果的創新點

3.1 常態化導師制跨年級創新創業學習小組促進教學相長

導師制跨年級創新學習小組充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，基于學科競賽、科創活動、導師科研項目和畢業設計開展常態化的創新創業實踐活動，實現學生創新創業能力、自主學習能力和知識傳承。同時，學生將新方案、新創意、新技術、新的開發平臺和技術發展趨勢通過交流和展示反饋給教師，使教師尤其是青年教師較快成長，可見創新創業活動能夠促進學生和教師的共同進步。

3.2 以競賽為核心，打造學生多層次創新創業學習

以科創競賽為核心，引導學生自主調研、分析問題、提出解決方案、組建團隊、申報大學生創新創業訓練、校科創基金、學科競賽等創新活動。學生基于調研和課程內容，自主選題、組建團隊、分工合作、設計實現和綜合評價，解決了傳統實踐教學內容單一陳舊、學生自主學習能力低等問題，真正實現以學生為中心、以項目為驅動、以質量為標準的異步化、個性化的實踐教學模式，最大限度培養學生的自主學習能力、探索意識、綜合能力、創新能力。

3.3 將創新創業能力培養、專業建設和學生工作全方位結合

物聯網技術面向應用的特征使其具有集成創新強、學科交叉性強和實踐性強等特點，如典型的物聯網應用智能家居、智能交通、環境監測、溯源系統、智能物流和商業等，非常適合“互聯網+”環境下創新創業能力培養。但物聯網工程專業作為新興專業，專業建設基礎較為薄弱，因此充分利用實踐環節激發學生不斷創新、不斷探索、設計出高質量的作品，有利于提升實踐教學環節的質量，形成物聯網工程專業案例積累，實現專業建設良性循環。

創新創業教育層次和質量的提升需要學生主觀能動性的發揮，因此本課題組鼓勵青年教師結合班主任工作推廣本成果運用，并建立物聯網協會推進創新創業活動的常態化和特色化。鼓勵課程組教師積極參加創新創業教學研討會議和培訓，鼓勵教師深入思考，創造性地開展“互聯網+”環境下適合物聯網工程專業發展和學生創新創業能力培養的教學研究工作。

4 成果的推廣應用效果

4.1 提高學生就業競爭力

在本成果的滲透下，2016屆畢業生的就業率和就業質量顯著提升。2016屆畢業生的簽約率較去年同期提升27%，簽約世界500強企業和行業百強的人數增加15人次。

4.2 提高學生創新能力和實踐能力

本成果的推動下，以物聯網背景下智能家居、智能小車、無人機、智慧大棚、水質監測等主要應用為主題，近3年來物聯網工程專業教師指導學生獲得“ican物聯網創新創業”“Ti杯”大學生物聯網競賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、“博創杯”全國大學生嵌入式物聯網設計大賽、“甲骨文”全國Java程序設計大賽等省級以上學科競賽獎項19項。值得注意的是，學生的獲獎范圍和參與學生已從三年級覆蓋全年級，特別是低年級學生的學習興趣和參與競賽的意識得到激發。2016年上半年，學生報名省級以上學科競賽人數已超70余人次，占比達到物聯網專業學生人數30%以上。

學生參與校級科創基金項目、大學生創新創業訓練項目的積極性也顯著提升。2016年物聯網工程專業學生申報科創基金25項，占學院總申請量的49%，申報校級大學生創新創業訓練13項，占學院總申請量的45%,立項5項占學院立項總數62.5%，統計結果見圖4。

4.3 提高教師教學能力和創新創業教育意識

教師積極參加教學改革活動，已承擔教學改革4項，分別就物聯網工程專業教學實踐體系、嵌入式課程創新模式、混合式教學模式和翻轉課堂在實踐課程中的應用展開了深入研究。2016年擬申報3項，重點就創新創業能力培養與物聯網工程專業建設深度融合進行探究。

教師積極參加創新創業能力研討會議、交流和企業培訓，學習先進的創新創業教育理念，加強實踐技能和教學技能。全體教師積極參加了“互聯網+”創新創業教育改革及資源多元化建設甘青寧高校研討會、高等院校“互聯網+”微課創新應用與開發技術培訓、全國物聯網技術與應用大會、計算機網絡課程改革研討會等會議，積極參加了上海交大志盟嵌入式系統培訓、TI奧爾斯物聯網創新實驗培訓等。

圖4 2016年創新創業項目申報統計

4.4 推動學院物聯網協會的建立與建設

2015年我們指導學生成立物聯網協會，制訂培訓活動計劃，系部教師擔任指導教師。2016年學院物聯網協會承辦了首屆“藍碼志盟”物聯網創意設計大賽活動，帶動機電、生物、石化、生命科學、理學院等院系學生廣泛參加。此外，教師積極擔任班主任工作，結合學生工作，普及創新創業意識和知識，推動各年級創新創業能力培養。后期將以本賽事作為物聯網工程專業創新創業活動特色，依托學校創新創業能力培養活動，進一步輻射成果覆蓋面。

5 結 語

綜上所述，“互聯網+”時代以學科競賽提高物聯網工程專業學生創新創業能力培養的模式能夠顯著提升物聯網工程專業學生的學習興趣、就業競爭力、創新實踐能力和教師創新創業教育能力，對物聯網工程專業建設和人才培養具有重要意義和推廣應用價值。下階段，課題組將在總結已有經驗、成果的基礎上，吸收創新創業能力培養和專業建設新理念，進一步提升物聯網工程專業創新創業能力培養的效果，進一步加強過程管控，提出完善評價體系，進一步優化課程體系，并充分地借助校內外創新創業教育的平臺和發展機遇，使以創新創業能力培養為核心的物聯網工程專業人才培養能更好地適應“互聯網+”環境下經濟、科技和文化發展的需要。