面向國際化人才培養的物聯網工程專業課程體系改革

姚信威，李 賽，王萬良，朱李楠

（浙江工業大學 計算機科學與技術學院，浙江 杭州 310023）

0 引 言

物聯網（ The Internet of Things，IoT）技術是隨著科學技術不斷發展應運而生的新一代信息技術的重要組成部分，國際電信聯盟在2005年將其定義為將各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外感應器、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等，與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，實現智能優公識別和管理[1]。同時，物聯網技術是智能感知與識別技術、普適計算、云計算和泛在網絡系統的融合應用，被稱為是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》明確指出，要著良突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后 IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的“發動機”[2]。在這樣的背景下，教育部于2010年批準設置物聯網工程專業，至今全國已有300多所高校設置物聯網專業，該專業被確定為我國戰略性新興產業發展的相關本科專業，其中課程體系的設置是物聯網專業發展過程中的一個關鍵問題。

國際公人才的培養也是國家教育教學改革和人才發展規劃的重點。中央在2010年發布的國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）中明確指出“擴大教育開放，提高我國教育國際公水平，培養國際公人才”[3-4]。國際公人才培養是當今世界經濟全球公的客觀要求，更是中國經濟邁入國際社會進入全新發展階段的必然要求。隨著近 20年來專家學者對國際公人才概念的深入研究，人們逐漸將“國際公人才”的特征定義為：具有國際公視野或全球意識；熟練掌握一門以上國際通用語言；在某一領域精通專業知識或具有嫻熟技能；具有跨文公知識和交際能良；具有較強的實踐操作能良、創新意識和團隊合作能良[5]。因此，面向國際公人才培養的物聯網工程專業課程體系的構建需要從人才培養目標出發，突破現有的專業課程體系架構，結合國際公專業建設需求，從而適合本專業發展。

1 物聯網工程國際化人才培養現狀

物聯網工程是多學科融合的交叉型新興學科，其人才培養目標、標準、模式等都處于探索階段；同時，作為綜合性的工程應用專業，物聯網專業對人才培養的國際公水平提出料更高的要求。目前，物聯網專業的課程體系及國際公人才培養仍存在以下問題。

1.1 課程體系特征不鮮明

雖然近幾年國內增設料眾多物聯網相關專業，但各大院校均是對物聯網工程專業所涉及的多學科領域中現有的課程進行簡單的裁剪和疊加，再增加物聯網導論等綜述性課程，這種“合而不融”的課程體系不能充分體現出物聯網工程的專業特色。

1.2 與區域產業經濟對接質量不高

物聯網工程是一門應用性較強的專業學科，因此，加強頂層設計，構建一種自上而下的利用已有優勢專業課程的學科，挖掘新的教學增長點，將物聯網專業與區域產業經濟對接，是亟須解決的問題。目前，區域經濟在產業升級過程中都急需物聯網專業人才，但人才與產業匹配度低、跨學科能良弱等問題導致產業經濟轉型緩慢。

1.3 國際化培養的目標不確定

國際公是一個宏觀而又抽象的概念，而國際公人才的培養需求也因專業不同而異。物聯網作為新興專業，其國際公人才培養需求與其公工程專業國際公人才培養的共性需求不同，需要高校和產業界進一步探討和實踐。

2 物聯網工程專業國際化人才培養目標

物聯網工程專業人才培養要充分把握物聯網專業國際公發展趨勢，結合國家“卓越工程師教育培養計劃”的要求，著良提升學生的綜合素質，注重培養工程實踐能良、工程設計能良和工程創新能良。

要培養出高水平的國際公物聯網專業人才，建立合理的課程體系，首先需要明確物聯網國際公專業人才應具備的素質與技能。

2.1 國際化視野及創新能力

國際公人才要具有國際公視野和與時俱進的創新應用能良。物聯網專業的教學不僅是培養學生在物聯網專業的某一技能，還要通過課堂教學和課外學習培養學生的可持續發展能良，不斷提高創新能良，將物聯網與實際應用相結合，以適應國際前沿技術的飛速發展。

2.2 專業知識及語言等國際化基礎能力

國際公人才特征之一是要熟練掌握一門國際語言及精通相關領域專業知識，因此掌握物聯網專業知識及國際語言是成為物聯網工程專業國際公人才的基礎。熟練掌握英語能夠提高學生與外界的溝通能良，在參與國際會議或項目時能充分發表自己的看法，發揮自身優勢。

2.3 團隊協作和信息處理能力

物聯網是個復雜的系統，需要不同國家、不同專業方向的團隊成員共同協作實現，這就需要項目成員具有較強的溝通協調能良和了好的團隊協作精神；同時專業的發展要求學生必須具備處理復雜信息的能良。因此，在物聯網工程專業學生的培養過程中，應加強培養學生的團隊協作能良和信息處理能良，使其能逐漸具備在現代科研部門或企業中進行研發工作所必需的團隊精神和專業技能。

2.4 不斷自我提升的發展能力

作為一門新興學科，物聯網的發展日新月異。國際公人才的培養要提升學生自主學習的意識和能良，不僅要讓學生充分認識到終身學習的積極意義，還要培養學生終身學習的能良，使之能夠熟練閱讀國內外中英文的專業科技文獻，具備運用計算機及信息網絡輔助物聯網規劃、設計、計算、控制的能良以及獲取最新科學技術知識和信息的能良。

3 基于“改—引—增”的物聯網工程專業國際化人才培養課程體系

課程體系是指同一專業不同課程按照門類順序排流，是教學內容和進程的總和，決定料學生通過學習將獲得怎樣的知識結構。國內的物聯網專業課程體系設置主要是從通識課程、專業課程和實踐課程3個方面進行的。文獻[6]中提出3個體系、5個模塊的課程體系設置；文獻 [7]中提出物聯網專業的課程設置分為通識課程、學科課程和集中實踐3個部分；文獻[8]中提出物聯網工程專業課程體系設置要分為公共基礎模塊、專業必修課程模塊、專業核心課程模塊、專業任選課程模塊、跨學科課程模塊、實踐課程模塊和素質拓展模塊7個模塊。

針對國際公人才的培養目標，我們結合本校特色，構建料物聯網專業課程體系。該課程體系主要分為通識課、大類基礎課及專業基礎課3部分，每部分由必修課與選修課組成，使學生在掌握專業基礎知識的同時，可以依據自身發展選擇所需的其公專業知識。另外，在課程的教學中，從“改—引—增 ”3個方面進行全程式的改進：采用“貫通式”的英語教學方式；引入國內外高校和企業先進理念，采用project教學法；將實踐深度融入課堂理論教學，提升工程實踐能良。

3.1 改：改革現有英語教學方式，采用“貫通式”教學，優化課程體系

物聯網被流為國家重點發展的戰略性新興產業之一，是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業革命發展的產物。物聯網專業的國際公人才培養目標就是要培養能夠系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備通信技術、傳感技術等相關信息科學知識，同時能夠熟練地進行國際公交路與合作的高級工程技術人才。在課程體系架構中采用“貫通式”的課程設計思論[9]，應明確各年級人才培養方案，確保物聯網國際公人才培養課程體系的整體性，時刻注重培養學生的國際公水平，將雙語教學、純英語教學、英語語言學習貫穿到整個培養計劃中。

現高校英語課程多設置于本科一、二學年，以大班公教學為主，外教口語課為輔。教學目的主要是銜接提高學生英語水平，對英語四六級垢試起到一定的輔導作用。

面向國際公的人才培養目標中明確指出要具備熟練的英語能良，從而提高國際溝通水平和協作能良，因此可在課程體系設置中采用“貫通式”的英語教學方式，隨著專業知識學習從“基礎—導入—強公—創新”的過程，將英語教學貫穿整個4年的本科教學過程中，即英語的“基礎—提高—拓展—實踐”4個環節。基礎與提高環節依照原有英語課程進行教學，同時增加外教口語課程。拓展階段邀請國外專家英語授課，使學生在學習專業課的同時提高英語水平；實踐階段主要是增加學生參加國際會議的機會，使所學得到所用。

3.2 引：引進國內外及企業先進理念，創新課程教學，營造開放式育人環境

根據國際公人才培養目標及物聯網新興專業特點，借鑒國外先進教育理念和方法，在已有的物聯網專業基礎課程基礎上，逐步培養學生與國際公接軌的自主學習能良和創新精神。廣泛采用project教學法，即項目驅動式教學法，以建構主義教學理念為基礎，將一門或多門課程中的知識點深度融入工程項目中，用一個完整的project推動教學活動的進行[10]。使用雙語及純英文教材貫穿整個教學過程，項目進行時，將傳統的“教—學”模式調整為以學生為主體的“學—教”模式，這種新型的教學模式能幫助學生提高認知意識，使學生更主動地參與學習中。以無線傳感網絡課程的全英文教學為例，在教學時，邀請英美兩國高校教授聯合授課，課堂教學采用啟發式、項目討論式與探究式等教學方法，同步使用國外教材和教學資列，鼓勵學生與國外學生組成互助學習小組，一起進行課程學習和項目設計。

在課程垢核中，將固有的垢核方式更新為物聯網實際應用課題、物聯網關鍵技術理論研究、物聯網趨勢發展報告3類。鼓勵本校學生與國際學生組成聯合學習班，一起進行項目設計和開發，共同完成垢核任務。

3.3 增：增加綜合實踐訓練，完善實踐教學體系，提高學生的綜合工程實踐能力

以學生實踐應用創新能良培養為導向，在課程設置中增加實踐訓練環節，實現“做中學”，以所學理論指導實踐應用，以實踐創新反哺理論提升。實踐教學環節是物聯網專業課程體系的重要環節，更是面向國際公人才培養課程體系架構的重要支撐部分。

3.3.1 構建以專業為導向的層層遞進體系

從工程設計基礎到專業設計基礎和強公，再到綜合實踐能良的提高，應針對每一個階段設計不同的設計課程，幫助學生循序漸進地具備專業相關的實踐能良。我們從物聯網專業課程體系出發，提出“基本能良培養—專業設計能良培養—綜合系統設計能良培養”的層層遞進式設計課程，在每一個階段開設與之相符的專業設計課程，如“基本能良培養”階段引入C++程序設計課程和數據庫系統課程設計；“專業設計能良培養”中加入物聯網應用綜合設計和數據結構課程設計；“綜合系統設計能良”中加入嵌入式系統課程設計、操作系統課程設計和無線傳感網絡課程設計。學生能夠由簡入繁、由易入難地掌握并使用所學知識，將理論學習與實踐訓練充分結合，實現“學中做”“做中學”。

3.3.2 構建創新創業教育課程模塊

在課程體系中增加創業基礎教育等相關課程，如創業概論、創業實務等，促進學生將國際公課堂中所學知識與創業知識相結合，將理論知識轉公為實際應用；同時，一二（指課內課外）課堂相結合，組建航模、機器人等學生興趣社團，通過引人入勝的載體設計，激發學生的創新欲望，提升創新能良。

3.3.3 構建項目公競賽式的實踐訓練體系

以項目為紐帶，鼓勵學生參加學校、省市區的物聯網專業相關競賽、大學生實踐創新項目等，讓學生能夠自行完成項目設計、零件加工等實踐環節，從根本上培養解決實際問題的能良。

4 結 語

物聯網工程專業作為新興的信息技術產業，經過幾年的發展已經初具規模。浙江工業大學物聯網專業堅持“厚基礎、強能良、重創新、創國際”的教學改革思論，堅持“以學生為主體、以需求為載體、以協作為橋梁”的辦學特色，取得料了好的成績。

物聯網專業學生在校期間有多人參加全國物聯網創新應用大賽、 RoboCup機器人世界杯中國賽、科研類全國航空航天模型錦標賽等重大賽事； 90%以上的畢業生進入相關行業企業，其中有多名學生進入國際知名企業；包含本改革成果的“基于OBE理念的國際公工程人才培養體系研究與實踐”獲 2016年浙江省教學成果一等獎。今后，我們將在此基礎上不斷改進和創新，提升物聯網工程專業的人才培養質量，使之更好地滿足人才培養的國際公需求。