物聯網工程專業應用型人才培養研究

張雅瓊，韓 貝，吳敏寧

（榆林學院 信息工程學院，陜西 榆林 719000）

0 引 言

物聯網（Internet of Things，IoT）是物物相連的互聯網，是互聯網的延伸和拓展，將互聯網的接入終端擴展到各類傳感器和二維碼等設備。物聯網是智能感知與識別技術、普適計算、云計算、泛在網絡系統的融合應用，被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。目前世界各國的政府、科研機構、教育界和產業界都非常重視物聯網技術及其應用。2010年6月7日，胡錦濤主席在兩院院士大會上講話，“大力發展信息網絡科學技術，要抓住新一代信息網絡技術發展的機遇，創新信息產業技術，以信息化帶動工業化，發展和普及互聯網技術，加快發展物聯網技術……”。2011年3月5日，在第十一屆全國人民代表大會第四次會議上，溫家寶總理進一步指出“加快培育發展戰略性新興產業，積極發展新一代信息技術產業，建設高性能寬帶信息網，加快實現‘三網融合’，促進物聯網示范應用”。2015年3月，李克強總理的政府工作報告再次指出，“國家促進大數據、云計算、物聯網廣泛應用”。因此培養物聯網工程應用型人才是順應國家戰略性新興產業發展的需要，是響應以物聯網和傳感網為代表的下一代信息技術新興產業發展的需求，也是未來國民經濟和社會發展的需要。

從2010年教育部批準增設物聯網工程專業以來，經過數年的發展，各院校物聯網工程專業結合本單位在物聯網相關學科領域的教學和科研優勢，課程體系逐步趨于完善。但實踐教學環節仍有待完善，硬件和軟件都存在不同問題，因此學生應用能力的培養不盡如人意。如何培養物聯網行業需要的應用型人才是需要不斷探討和研究的問題之一。

1 物聯網產業發展與人才需求

物聯網技術以計算機、通信、網絡、電子技術為基礎，發展前景廣闊，也為產業發展創造了巨大的空間，產業的發展急需相關專業人才的支持。尤其在智能工業、智慧農業（精細化農業/有機農業）、環境監控與災害預警、智能家居、智能交通、智慧物流、智能電網（光伏電子與太陽能應用技術）、智能醫療（公共衛生與遠程醫療/醫護管理與社區服務）、國防與軍事等領域的人才需求將更大。

智能工業在促進工業企業節能降耗，提高產品品質，提高經濟效益等方面發揮巨大的作用。我國自主研發的用于工業過程自動化的無線網絡標準WIA-PA和HART基金會標準Wireless HART已成為國際標準。在工業4.0的背景下，智能工業過程管理與自動化控制的崗位專業人才需求目前缺口約50萬人。

智慧農業是中國現代化農業發展的根本出路。我國是一個傳統農業大國，但不是農業強國，農業強國戰略的關鍵在于發展信息化來促進農業的現代化。智慧農業的各類專業人才數量在現代農業“十二五”規劃中的缺口達1 000萬人以上。

根據美國咨詢機構Forrester的預測，到2020年，世界上物物互聯的業務，跟人與人通信的業務相比，約為30∶1，因此，“物聯網”被稱為下一個萬億級的通信業務。物聯網是當前我國發展最為迅速的新興領域，預計將在經濟、教育、科研和國防等領域發揮重要的支撐作用。在相關政策扶植下，社會對物聯網專業人才的需求量會急劇增長。

2 物聯網工程專業人才培養存在的問題

物聯網專業是典型的綜合學科專業，涉及多門學科和技術，知識體系龐大，如何合理地取舍課程并培養具有創新創業能力的應用型人才是一個隨行業發展不斷更新的問題。各高校物聯網工程專業人才培養存在的主要問題包括：

（1）課程體系不合理

物聯網是多學科交叉的專業，大多數高校開設的物聯網工程專業課程僅是相關專業核心課程的疊加與裁剪，課程之間銜接不密切，且課程不能夠很好地支撐行業發展的技術需求。

（2）師資力量不足

物聯網專業現在已有部分本科畢業生和碩士研究生，但數量較少，目前高校的物聯網工程專業教師多為計算機、電子、通信及自動化等專業，由于專業背景的限制，教師不能夠全面掌握物聯網專業的理論知識，最為突出的是物聯網相關實踐經驗嚴重欠缺。

（3）實踐教學不完善

物聯網專業為應用型專業，各項實踐環節的比例與實施顯得尤為重要。目前的實驗條件存在一些問題，如設備陳舊，軟件數量少等問題。實踐教學體系不夠完善，大部分的實驗環節不能緊扣物聯網技術的應用，缺乏行業經驗與技術指導，且實踐教學形式單一。

（4）校企合作不深入

目前物聯網企業與院校的合作不夠深入，缺乏科研項目和人才培養方面的深度合作，高校的教學和實踐脫離物聯網產業發展趨勢。物聯網行業對從業人員的專業和工程經驗要求較高，校企之間可開展多樣化的合作，如采取引進企業工程師指導實踐教學，或推薦學生到企業跟進項目進行實訓等方式，培養學生的應用能力。

3 應用型人才培養研究

應用型人才培養模式以能力為中心，目標是培養技術應用型專門人才。應用型（技術）計算機類專業人才具有明顯的工程型人才特征，其培養應該緊跟工程教育國際發展的步伐。工程教育及應用技術型人才的培養，要求各院校具有自己的特色，必須針對自己院校辦學的特色和培養定位，確認專業人才培養方案及課程體系。

3.1 物聯網工程專業人才培養目標研究

物聯網應用涉及面較廣，本專業培養的學生必須系統掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備傳感技術、通信技術、網絡技術、軟件技術的基本理論、基礎知識和應用技能，能在計算機應用、軟件開發、電子信息與通信等相關領域從事與物聯網有關的技術工作，培養成為基礎理論扎實、實踐能力強、綜合素質高、適應物聯網工程技術相關產業發展需要的應用型工程技術人才。各高校在制定人才培養目標與定位時需考慮以下原則：

（1）充分發揮各高校現有物聯網工程專業的學科基礎與優勢；（2）從學校辦學定位出發，符合學校的人才培養定位；（3）從物聯網就業崗位對畢業生的能力需求出發反推培養目標。

針對應用型人才培養，結合國家“卓越工程師教育培養計劃”的要求，確定物聯網工程專業人才培養目標與定位，著力提升學生的綜合素質，注重培養工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。

3.2 專業核心課程體系的構建

物聯網工程專業的課程設置需綜合考慮相關交叉專業的特點，注重課程體系交叉融合的同時，突出物聯網工程專業的特色。課程體系的建立要針對物聯網工程專業基礎能力和核心能力的培養，對物聯網專業知識面進行橫向延伸。根據培養目標與定位，確定物聯網專業課程體系，注重學生具有專業特色應用創新能力的培養。

物聯網工程專業核心模塊的課程設置需涵蓋物聯網技術的三個層次。物聯網感知層涉及的主要課程包括傳感器與檢測技術，RFID原理與應用，物聯網控制技術等；物聯網網絡層涉及的主要課程包括物聯網通信技術，無線傳感網等；物聯網應用層涉及的主要技術包括大數據與云計算及各類基于Web或移動端的開發技術等。專業核心課程的設置如圖1所示。通過這三個層次相關課程的學習，學生不僅對物聯網有一個全面的認知，而且能夠掌握各層面相應的技術，為從事物聯網相關領域的工作打好基礎。

圖1 物聯網工程專業核心課程設置

3.3 實踐環節的設置

應用型人才的培養應加強實驗/實踐環節的內容設置，旨在培養學生的動手能力、實踐能力、工程意識、創新精神和團隊協作能力。實驗環節的設置按照物聯網的體系結構，完成由下而上的知識獲取，實驗/實踐環節設置如圖2所示。基礎類實驗包括大學物理、電子技術及C語言的實驗；專業類實驗包括物聯網導論、傳感器、RFID、計算機網絡、通信技術、單片機、嵌入式以及數據庫等實驗；綜合創新類實驗主要是各個課程設計，如Web系統、嵌入式系統、移動開發及物聯網應用系統等課程設計。工程實踐主要是專業見習和畢業設計。

除培養方案設置的實驗外，應加強校企合作，積極引進優秀的實訓體系和企業項目案例，同時與物聯網應用公司開展合作，建立企業級開發實訓室。并通過科技活動帶動學生的學習興趣，實施多樣化教學模式創新。定期舉辦系級校級比賽，積極參加全國各項物聯網相關的賽事。積極組織參加“大創”項目和“互聯網+”項目。讓更多物聯網專業的學生參與科技創新，將專業技術應用到實踐，以此推動應用型人才培養。

圖2 物聯網工程專業實驗實踐類環節

4 結 語

物聯網專業作為新興專業，人才培養模式不斷完善。不同高校應結合不同的辦學定位和專業，在課程體系構建時既涵蓋物聯網各理論知識點，同時突出實用性，重視并多樣化實踐環節，以增強學生的實踐動手能力和創新能力為宗旨，課內課外加強工程實踐能力培養，加強校企合作，緊跟產業發展，引進物聯網綜合項目，培養應用型的工程人才。