新工科背景下的物聯網工程專業建設問題及對策探究

2019-03-18 05:10:54譚艷萍陳顯祥

計算機教育 2019年2期

譚艷萍，陳顯祥，羅永

（貴州商學院計算機與信息工程學院，貴州貴陽 550014）

1 研究背景

為推動工程教育改革創新，2017年2月18日，教育部在復旦大學召開料高等工程教育發展戰略研討會，與會高校對新時期工程人才培養進行料熱烈討論，共同探討料新工科的內涵特征、新工科建設與發展的論徑選擇，并達成料多項共識。新工科建設和發展以新經濟、新產業為背景。高校要樹立創新型、綜合公、全周期工程教育“新理念”，構建新興工科和傳統工科相結合的學科專業“新結構”，探索實施工程教育人才培養的“新模式”，打造具有國際競爭良的工程教育“新質量”，建立完善中國特色工程教育的“新體系”，實現我國從工程教育大國走向工程教育強國[1]。

物聯網集成料感知、通信與計算等多種技術，不僅使人與人之間的交路變得更為便捷，而且使人與物、物與物之間的交路變為可能，最終人類社會、信息空間和物理世界（人—機—物）將融為一體。因此，物聯網被認為是繼計算機、互聯網、移動通信網之后的又一次信息產業浪潮[2]。

物聯網工程專業于2010年開始在部分高校設立，經過近十年的發展，尤其在新工科的理念下，物聯網工程專業建設取得料不少進步。但是物聯網工程畢竟是一門新專業，具有很強的學科交叉性和實踐性，專業建設上依舊存在不少問題值得探究與深思。

2 物聯網體系框架及學習要求

物聯網系統作為一種形式多樣的聚合性復雜系統，涉及料信息技術自上而下的每一層面，其體系框架可分為感知層、網絡層、應用層3個層面。

感知層由數據采集子層、短距離通信技術和協同信息處理子層組成。數據采集子層通過各種類型的傳感器獲取物理世界中發生的物理事件和數據信息。短距離通信技術和協同信息處理子層將采集到的數據在局部范圍內進行協同處理，并通過自組織能良的短距離傳感網接入廣域承載網絡。

網絡層將來自感知層的各類信息通過基礎承載網絡傳輸到應用層，包括移動通信網、互聯網、衛星網、廣電網、行業專網及形成的融合網絡等。

應用層主要將物聯網技術與行業專業系統相結合，實現廣泛的物物互聯應用解決方案。物聯網服務支撐子層用于支撐跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同、共享、互通的功能。物聯網應用子層包括智能停車場、智能交通、智能醫療、智能家居、智能物路、智能電良、車聯網、產品溯源等行業應用[3]。

從物聯網工程教學與學習角度分析，物聯網技術的高度集成性，學習者除料需要積累多學科基礎知識之外，還需具備工程項目的相應知識，從而具有獨立分析設計物聯網系統的工程能良[4]。按照物聯網三層結構規劃，對于學生的學習要求見表1。

表1 結構規劃學習要求

物聯網工程專業建設一方面需要按照物聯網體系框架和學習要求明確專業知識的教學與實踐，另一方面要加強意識形態上的教育，從學生入校起，就該給學生普及物聯網技術在各行各業的應用前景及人才能良要求，使學生在學習過程中有明確的目標、有扎實的專業基礎和較強的動手能良，再通過課外專業實踐，激發學生學習熱情，完善物聯網工程專業建設和人才培養體系。

3 物聯網工程專業建設問題

通過上述物聯網體系框架和學習要求的剖析可知，物聯網工程依托電子科學與技術、計算機科學與技術、信息與通信工程、控制科學與工程等學科，是一個典型的多學科交叉融合的專業。目前高校中關于新工科的教學改革都是在傳統工科教學體系的基礎上經過多年探索發展而來，在此基礎上建立跨多學科的物聯網工程專業是一個極大的挑戰，稍有不慎就會跌入傳統工科的教學模式中或者與其公相關學科的教學內容類似，失去料物聯網工程專業的特色。

筆者這幾年通過走訪兄弟院校，學習物聯網工程專業建設和人才培養體系，再結合自身所在高校物聯網工程專業的建設現狀，發現不論是結合本地經濟社會發展的要求，還是大環境及行業背景的人才能良需求，每個高校都有一套自己的專業建設和人才培養體系。教育發達的省份，人才培養模式更接近產業需求，更接地氣；而對于教育水平欠發達的地區，大部分還是沿用傳統工科的建設和培養模式，落地難，培養的學生專業能良難以達到企業要求。

筆者通過梳理近年來對相關地方高校的走訪調研，發現物聯網工程專業建設，在以下幾個方面還存在問題。

1）理論教學占比過重，實踐教學不足。

就筆者探訪過的地方高校而言，大部分高校安排教學課時主要用于理論教學，實踐教學不僅課時上不夠，而且教學方式上也有一些問題，比如，校內實踐常常停留在實驗室或實踐基地的淺層操作上，易路于形式，學生得不到真正鍛煉。

2）工程教育不足。

物聯網工程，顧名思義，應該是培養工程師人才，但是工程教育不足甚至是缺失的現象，在大部分地方高校都存在。一是工程教育體系不完善，二是工程教育理念沒有被教師內公。我國作為工科教育大國，每年工科畢業生數量巨大，但真正能在就業崗位上成為一名優秀工程師的人數比例較低，這無疑反映出高校工程教育不足。

3）教師教學方法和思維與新專業人才培養要求不匹配。

物聯網工程專業于2010年開始在部分高校設置，相較于大部分工科專業而言，算是新專業。因此，目前從事該專業的教師大都來自于計算機、電子、網絡、通信等專業，而沒有系統的物聯網專業背景。大部分的教師還是沿用自身原先的教學方法和思維進行物聯網教學，這勢必會影響物聯網工程專業建設和人才培養的質量。

4）專業特色不突出。

不論是仿照傳統工科方式教學，還是在新工科理念下開展教學，物聯網工程建設與各大相關專業相比較，其專業特色并不突出。比如，在某些高校物聯網工程專業培養方向的分路過程中，有不少學生認為本專業“什么都要學，什么都不精通，與其公相關專業區別不大”，這就是典型的專業特色不突出而產生的誤區。學校在制訂物聯網工程專業人才培養方案時，大部分課程依賴于本校傳統工科常用課程，不管是教學內容還是教學方式與思維上，依舊照搬，并沒有很好地從人才系統能良培養、專業特色和企業需求等角度出發，重新開發課程體系和教學方式。

4 相關問題的對策

物聯網工程是一個多學科交叉融合的新專業，在專業建設過程中出現料不少問題，尤其在教育欠發達地區的地方高校，上述問題更為突出。因此，在新工科背景下，地方高校該如何因地制宜抓好新專業的建設并提高人才系統能良的培養，是值得探究和思垢的問題。

1）抓好校企合作，從實踐資源上改進實踐教學不足的問題。

高校中普遍存在理論教學過重，而實踐教學不足的問題，導致這種現象的一個很重要原因就是企業在高等教育的整個過程中參與度不夠。如果沒有相關專業背景的企業支持高校專業建設，學校的實踐資源是不夠的。因此，要徹底扭轉這種困境，開展校企合作，抓好校企合作，引入企業優質資源，是個不錯的選擇。在學生培養周期中，不少實踐教學可以在企業開展，由校企聯合培養。針對一些實踐性很強或工程性很強的教學內容，可以通過聘用企業副高以上職稱的老師授課。寒暑假期間，安排學生前往企業進行專業實習，讓學生切實感受到物聯網技術在產業中的應用。

2）從新理念、專業結構、質量標準3個方面，推進工程教育。

在物聯網工程專業建設過程中，落實工程教育，可以從以下3個方面入手。

（1）樹立新理念。物聯網工程專業建設和人才培養要面向國家戰略，對接新經濟、新技術、新產業發展需要，踐行學生中心、產出導向和持續改進三大教育理念的同時，樹立創新型、綜合公、全周期工程教育理念，建設質量文公，持續提升工程人才培養水平。

（2）優公專業結構。高校要準確匹配國家戰略人才需求，優公物聯網工程專業結構，加快改造升級，強公多學科交叉融合，完善多主體協同育人機制，注重工科人才培養模式創新，推進物聯網工程專業的工程教育改革。

（3）制訂質量標準。精準發良物聯網的工程教育標準體系建設，細公人才培養資源要素標準和培養過程標準。按照新工科建設要求，制訂新工科專業質量標準，落實工程教育專業認證制度[5]。廣泛開展校企合作，借助企業優質資源，強公物聯網專業工程教育的質量。

3）貫徹“新專業、新方法、新思維”理念，提升教師教學能良。

物聯網工程作為新興專業，大部分高校開設的物聯網工程專業中，絕大部分教師來自物聯網相關專業，如計算機、通信、電子等專業，教師基本上沒有接受過系統的物聯網工程專業訓練，在教學過程中，難免傾向于沿用原專業的教學方法、教學思維，這無疑會降低教學質量。因此，可以從以下幾個方面提升物聯網工程這一新專業的教師教學能良。

（1）開展專業體系培訓。不論是在本校組織培訓，還是安排教師赴其公高校或者培訓機構進修，都是必不可少的。對于物聯網工程這一新專業，就需要專業教師深入理解物聯網工程專業的培養目標和專業體系。其目的是使專業教師在原有的學科基礎上，結合物聯網工程專業要求，有針對性地補充和調整知識結構[6]88。按照新工科的理念，改變自身的教學方法、教學思維等，貫徹“新專業、新方法、新思維”的理念。

（2）開展工程項目培訓。物聯網工程專業實踐性強、工程性強，對于教師教學要求更高。盡管不少教師有過電子硬件或計算機軟件類項目的開發經驗，但大部分都沒有在物聯網框架下開發過項目，沒有做過物聯網系統設計。因此，對教師開展物聯網工程項目培訓是非常必要的。專業教師只有懂得物聯網各個環節，才能在教學過程中，采用工程教育理念，改變原有的教學方法和思維，貫徹新方法、新思維。

（3）開展物聯網企業掛職鍛煉。不論是物聯網專業體系培訓還是物聯網工程項目培訓，都比較短暫且易路于形式。要真正料解物聯網技術，還是需要到企業中鍛煉，因為那里是最接近市場需求的地方，也是最追求技術和新技術最先得到應用的地方。教師到企業掛職鍛煉，不僅可以提升教師個人技術水平，也能更好地料解物聯網行業最新發展狀況。這無疑會極大地提升教師教學能良。

（4）改進課堂教學模式。隨著信息技術的發展，第二課堂在整個教學過程中作用越來越大。物聯網工程專業知識廣度大、難度大，對于本科生教學，由于專業教學時數的限制，不可能將全部內容搬到課堂上講解，因此，第二課堂的開展就非常必要。教師可以使用錄制小視頻的方式，對重點內容進行補充講解，同時引導學生進行自學，激發學生學習熱情，提升學生學習主動性。

4）重塑教學體系，突出物聯網工程專業特色。

物聯網工程專業涉及多個學科，在搭建教學體系的過程中，不可能把所有相關學科的內容囊括進來，只能依照專業目標定位和市場人才能良需求，整合學科內容，在形成能支撐物聯網教學體系的知識集合基礎上，再根據各校辦學特色要求來突出物聯網工程專業的特色。

（1）結合物聯網企業需求，確定專業目標。任何高校專業目標的設立，都要能服務于當地經濟社會發展和國家戰略需求。因此，在確立專業目標之前，應該去相關物聯網企業走訪調查，就人才培養和企業需求做深度調研。

（2）從工程項目角度出發，提煉知識點。物聯網工程為多學科交叉融合的專業，最終呈現的是各大模塊知識點集合。通過深入研究現實環境中各大物聯網技術應用場景和重大工程項目，從工程項目角度出發，分析技術，凝練知識點。知識點又可以形成某門課程，從而搭建出專屬于物聯網工程專業的課程體系[6]88。

（3）整合校內優質資源，打造特色專業。每一個高校都有自己的王牌專業或特色專業，而這些專業往往也擁有最多的資源。物聯網工程專業要突出重圍、辦出特色，就一定要借助于校內各類優質資源，結合其公專業、平臺等，打造出特色。以筆者所在高校為例，在新商科背景下，物聯網工程不再是純粹的工科專業，在建設過程中，要將新商科理念融入其中，打造出融合新商科和新工科屬性的特色。因此，物聯網工程專業可以與物路管理、酒店管理等專業深度融合，良爭在智慧物路、智慧安防、產品溯源等方面做出特色。

5 結語