物聯網工程專業人才培養方案和教學改革探索

張健 何京璇 蘇暢

摘要：在“新工科”背景下，傳統的人才培養方式不能很好地滿足社會需求。結合海南大學物聯網工程專業的實際情況，本文結合市場需求、既有經驗和專業實際探索物聯網工程專業人才培養方案。針對方案實施中存在的問題，通過以項目驅動教學、知識體系融合、增強實踐教學、突出應用、加強校企合作、充分利用網絡資源等教學改革措施，不斷提高專業人才培養質量，使之滿足社會對物聯網人才的需求，促進應用型本科建設。

關鍵詞：新工科;應用型本科;物聯網工程;培養方案;教學改革

0引言

由于我國經濟持續的發展，傳統的人才培養方式已經遠遠不能滿足社會需求。隨著教育部發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，“新工科研究與時間”項目隨之啟動[1]。與傳統的人才培養模式下培養的人才不同，未來新興產業和新經濟對“新工科”人才的定義為工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才[2]。高等院校是“新工科”人才培養的主力，一方面要主動規劃對新工科專業的建設，提前布局培養引領未來技術和產業發展的人才。另一方面，還要加快傳統工科專業的轉型升級，讀對傳統工科專業的培養方案、培養模式進行改革創新，以應對“新工科”人才培養的需要。而人才培養方案決定了高校的人才培養規格、培養目標以及畢業生所具備的專業知識和核心能力。毫無疑問，在新工科背景下，高等學校應該將人才培養的重定位作為高等教育改革工作的重中之重。

本文以海南大學應用科技學院以2013年獲批開設的物聯網工程專業為例，基于對“新工科”建設背景的理解，探討人才培養方案的制定以及教學改革過程。

1.專業介紹

自2010年第一批招生以來，物聯網工程專業已經經歷了近10年的發展，也培養了一大批相關領域急需的專業技術人才。物聯網工程專業是一個多學科交叉融合的專業，涵蓋電子、計算機、自動化、通信等專業的知識，涉及傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、無線通信技術、網絡技術、云存儲技術、大數據處理技術、自動控制技術和應用程序開發技術[3]。這決定了在制定和實施人才培養方案時，有著與其他學科不同的特點，需要對專業課程體系、知識體系以及教學實踐等各方面進行探索，制定合理有效、切實可行的教學方案和培養計劃。同時，物聯網工程技術處于不斷發展的過程之中，在相關專業的教育教學中，不能固步自封，要不斷適應新技術、新方法發展的步伐，定期對課程體系、知識體系做出調整，對實踐教學環節適當進行改革，使得人才培養與現代新技術相互促進，共同發展。

2.人才培養方案探索與實踐

2.1人才培養方案的制定

針對“新工科”背景下對人才培養的要求，首先對國內外相關領域的企業進行調研，明確企業對于物聯網人才的需求。然后，借鑒國內一些高等院校的先進經驗并結合自身的專業實際制訂適合的人才培養方案。[4][5][6]

（1）了解市場需求。

通過調查了解前程無憂、智聯招聘、百度招聘等招聘網站發布的計算機類人才需求信息及職業要求，對政府、事業、企業單位需求的專業人才，以及對人才技能的要求進行分析。分析獲知，目前市場對于物聯網專業人才的需求主要是：感知層技術人員，包括軟、硬件開發人員;應用層技術人員，如系統管理員、網絡維護人員等。相關人才缺口大，待遇高。

（2）借鑒其他院校經驗。

對國內部分高校，如：華中科技大學、華南理工大學、北京交通大學等高校的物聯網工程專業的人才培養方案進行研究分析。目前各高校仍然是以理論教學結合實踐教學，以培養學生的創新意識和專業技能為目標，結合自身的師資力量、軟硬件條件、學科專長，開設相應的專業方向，以凸顯專業培養特色。

（3）結合專業實際。

對本學院和本專業的師資隊伍和軟硬件條件以及教學、科研特色進行調研。本院、本專業基本能滿足基礎教學需求，學歷結構與學緣結構也比較合理，有相當數量的教師具有企業工作經驗，但是年齡結構偏年輕、整體職稱結構較低。[7][8]在教學條件方面，從專業成立以來，經過多年的資金投入，有著良好的軟硬件基礎，科研、教學平臺及相關實驗、實訓設備能充分滿足目前開設的專業相關課程的需求。專業教師圍繞著大物聯網方向開展了一系列的教研和科研活動，獲得多項了各類、各級教研、科研成果。

2.2課程結構及學分要求

通過深入了解相關企業的需求和充分考慮專業的現狀，制定了具有自己特色人才培養方案。即在專業知識體系和教學環節中融入行業背景，強化突出行業應用方面的內容，深入結合海南省重點建設產業的人才需求。主要體現如下：

（1）課程設置上開設具有地方特色和行業背景的相關課程（如人工智能與大數據）。

（2）精心選擇符合地方需求的實踐教學環節（如：物聯網與智能農業應用課程設計）。

（3）在實踐環節采取學生走出去和企業引進來的方式，使人才培養更具應用型的特點。

根據上述思路，制定了如圖1所示的物聯網工程專業課程體系。

課程結構與學分要求如表1所示。主要包括理論教學和實踐教學兩個部分，在制定培養方案時，我們加大了實踐教學的力度，主要核心課程設置了課程設計，增加了實驗教學課時，并且還將部分主要的課內實驗改為單獨設課。充分鍛煉學生的實踐動手能力。

3培養方案實施

在“新工科”提出的背景下，我們對物聯網工程專業的人才培養方案做了一些探索。但是，物聯網技術是一個綜合性很強的專業[9]，其課程復雜、專業性強，培養方案在實施中仍然遇到了不少的問題和不足。

3.1課程內容多且雜

物聯網涵蓋了電子、通信、自動化、計算機等學科專業的知識，是一門多學科交叉融合的專業，涉及到的課程多、內容雜，知識面廣，學生在學習的時候很容易顧此失彼，難以融會貫通。總的來說，物聯網工程專業學生需要掌握軟硬件兩個方面的專業知識。

（3）積極參與課外實踐活動。將鼓勵學生參加課外實踐提升為規模化組織，并且進行相關的梯隊訓練。圍繞與專業相關的研究熱點和前沿技術組織學生參加各類學科競賽，培養學生學習興趣，提高其創新能力和團隊合作意識。從剛入學的新生到大四畢業班的學生，組建了高級組、中級組、初級組三個梯隊，分層次進行訓練。以高級組領軍，中級組為主力，初級組為后備參與了多類學科競賽。實踐證明，系統化的訓練能夠激發學生的學習興趣，提高學習積極性，從而促進專業課程的學習，提高了學生的專業技能，進而提升了學生的綜合素質。圖2為學生參與學科競賽的部分獎項。

圖2 參與學科競賽

4.4 改革教學方式，突出應用

在教學方式上，打破章節界限，根據知識點之間的邏輯關系重新整理、組合，理順物聯網系統開發和應用中的關鍵技術。

4.5產教融合、校企合作

建立校企合作機制，邀請企業專家參與制定培養計劃，與企業聯合開設應用型課程，教學中特別注重理論與實踐相結合。一方面邀請企業專家和高級工程師來學校授課，指導學生進行實踐操作，避免填鴨式的理論灌輸教育，重點培養學生的工程應用能力。另一方面，派出專業教師到企業培訓、輪崗、參與科研，使教師能夠切身體會到當前真實生產環境對人才的需求。

4.6多種方式加強師資隊伍

針對師資隊伍存在的問題，我們采取了以下措施：（1）每位教師專攻1-2門專業課程;（2）定期召開教研會議，分享教學經驗;（3）選派教師深入企業，提高教師的實踐能力;（4）邀請企業專家或高級工程師來學校授課或者開展學術交流;（5）鼓勵教師進修提升專業素質。

4.7充分利用各種資源緩解師資力量缺乏

為了解決師資匱乏的問題，我們充分利用了網絡資源。首先利用MOOC網絡學習平臺，引入國內外知名高校的物聯網相關課程資源，使學生可以足不出戶地了解專業前沿知識和發展方向。其次建立了翻轉課堂學習平臺，讓學生可以通過平臺學習知識、探討問題、研究方案直至開發實際項目。兩個平臺的引入，增進了教師和學生之間的互動性，加快了師生之間的信息交流，提高了課程學習效果。

5.結束語

物聯網技術快速發展必然導致在教學中會出現各種各樣的問題，通過分析、研究問題的本質，持續修改培養方案，以項目驅動、強化實踐等方式進行物聯網工程課程體系和教學方法進行改進。以“新工科”建設為目標，不斷提高專業人才培養質量，使之極大滿足社會對物聯網人才的需求，促進應用型本科建設。

參考文獻：

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[11]張奕，程小輝，金紅，劉亞榮.“三位一體”的物聯網工程專業進階式實踐教學改革研究[J].物聯網技術，2018，8 （12）：110-112.

基金項目：海南大學教育教學改革研究課題“應用型轉型發展下物聯網工程專業課程體系建設”（hdjy1730），海南省自然科學基金項目（618MS027）。

作者簡介：通信作者，張健（1974-）男，湖南長沙，博士研究生，講師，主要研究方向：嵌入式智能系統，深度學習。

何京璇（1997-）女，大學本科，廣西南寧人。

蘇暢（2000-）女，大學本科，河南開封人。