產學合作協同育人機制下高校物聯網工程專業實訓教學創新

摘?要：物聯網工程專業的實訓課程是鞏固學生理論知識與提升學生綜合實踐能力的重要教學環節，傳統實訓設置在師資力量、創新能力培養、內容設置以及考核方式等方面存在不足，筆者探索的解決方式即是引入社會企業資源，推動校企融合基礎下的開放式實訓教學創新改革。

關鍵詞：產學合作;育人機制;高校物聯網;工程專業實訓

隨著“新工科”教育理念的不斷深入推進，各地高校都掀起了新一輪工科專業教育教學的新篇章，而進伴隨著工程教育認證的有序開展，我國高校工程類教育真正迎來了歷史發展的新契機、新思潮。而物聯網工程專業作為“新工科”建設過程中所涉及到主要專業領域，一方面因為其本身建設歷史就是一個“新”專業，不具備其他工科專業的發展底蘊，同時物聯網工程專業又與其他專業建設比較而言具有學科涉及面廣、交叉學科多、工程實踐動手能力要求高、工科理論要求高的特點，其專業建設與發展面臨的問題在眾多工科院校中具有一定的普遍性。本文撰寫的出發點是緊扣物聯網工程專業建設中的實訓教學環節改革與創新，探索“新工科”建設背景下物聯網工程專業產學研一體化創新的實訓教學思路，為“新工科”建設以及工程教育認證提供實例支撐。

1 問題提出

物聯網工程專業實訓教學環節是該專業教學的重要組成部分，對于學生而言，高效地實訓環節可以幫助學生將所學的相關知識與技能真正地應用到實際的物聯網應用系統的設計開發、操作運用當中，更能幫助學生全面地理解物聯網相關的原理知識，增強實踐操作水平。因此，物聯網工程專業教學過程中對實訓環節的教學內容與教學方式的設計都需要遵從工程類專業教學的基本規律，要本著有效地調動學生興趣，實施高效的實訓組織方法這一基本原則，有效地提升物聯網工程專業實訓的教學效果。通過筆者本學校及相關院校物聯網工程專業實訓環節的考察與調研，筆者對當前高校物聯網工程專業實訓環節中存在的相關普遍性問題進行了梳理，主要存在以下幾個方面：

（1）產教融合型教師人才的缺乏。物聯網工程專業本身作為新興專業，從創建伊始僅有不到十年的發展階段，這導致不少院校的物聯網工程專業師資力量往往是通過相關專業師資力量臨時轉換或抽調而形成，大部分教師可以較好地勝任物聯網的理論教學任務，但因為缺乏物聯網相關行業的生產從業經驗或培訓經歷，造成部分物聯網實驗教師實踐指導能力存在不足的狀況，進而造成無法有效地促進學生可以通過實訓過程提升對實際物聯網系統的設計與使用能力，實訓學習的效果存在較大的提升空間。

（2）實訓開展的實驗內容距離當前物聯網工程技術實際應用與技術水平存在較大的差距。當前很多院校開展的物聯網實訓內容針對的是課堂理論教學內容的實驗驗證，學生只需要根據指導教師布置的實訓任務，按照指導教師提供的操作步驟說明，按部就班地即可驗證該實驗內容。而該模式的實訓教學內容往往會產生實驗內容單一的狀況，學生的實訓操作只是課堂理論教學內容的簡單延伸，這就導致實訓教學內容與當下物聯網技術發展的實際應用及最新技術發展存在較大的差距。而物聯網技術從自身的產生與發展來言，其技術本身與相關領域的融合即是一個動態發展過程，行業的整體發展要求學生能夠做到與時俱進，對物聯網發展做到精準的技術把控，部分高校對此類能力的要求與重視程度還存在一定的差距不足。

（3）實訓內容的創新思維考慮較少，存在一定的欠缺。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會中，與會專家學者對新工科教育發展目標達成了共識，其中較為突出的一個理念即是在“新工科”建設過程中，要注重各高校扎實推進工程科技創新和產業創新，開拓專業學生的創新思維培養與創新能力提升。而要實現這一目標，實訓課程體系內學生創新能力的培養則是重要的實現手段。而通過調研考察不少高校的物聯網實訓內容以驗證型實驗為主，不能充分地調動學生的學習積極性，創新能力方面的培養距離“新工科”專業建設目標有著較大的差距。

（4）實訓效果評價指標簡單。當前階段，物聯網工程專業實訓內容的考核形式相對較為簡單，通常采用的模式是學生按照實驗指導書完成指定操作任務，實現具體功能即可認為成績合格。而這種評價方式在指標體系的覆蓋范圍層面以及對學生能力方面的考核都存在著較多的不足之處，并不能夠提供一個較為合理與完善的評價依據。同時，因為物聯網工程專業開設的實訓課程基本都位于高年級，即將面臨不久之后的物聯網工程實際項目工作，實訓環節的考核一方面是對前期所學知識體系的檢測，另一方面也是后期實際項目工程工作的實際預演。因此該種考核方式完全脫離學生即將面臨的實際項目操作環境也是一種實踐教學理念的滯后，也不利于對學生分析與處理實際問題綜合能力的考察與評價。

2 問題分析

而對這些問題究其產生的基本緣由，一方面是物聯網工程專業還是一個相對較為新生專業，相關的理論研究與實踐建設還處與初期發展階段，這導致一些教學支撐理論有待于進一步完善與健全。同時，物聯網工程應用領域還處于動態發展階段，與其他相對成熟的專業領域相比，物理網工程行業的發展還遠未到達穩定成熟階段，因此其人才培養的模式以及相關能力建設內涵還有待于進一步探索。另一方面，則是部分物聯網工程實踐教學中存在的不足與缺失是我國高等教育中工科類學科實踐教學中存在的通病，這受制于傳統高等教育理念以及各高校工科類專業實際教育教學環境的限制。因此，針對性地對物聯網工程專業實訓課程教學進行創新的思考與探索就有著較為重要的理論科研價值，既是對工科類專業實踐教學效果提升的有力支撐，也是對“新工科”建設中提出的“加強工科專業研究和實踐”建設目標的有益探索。

3 問題解決方案

本文擬從以下幾個方面針對上述物聯網工程專業實訓中所存在的不足之處進行改進與探索，力圖探尋相關的建設思路。

（1）積極實施并創建以市場為導向的實訓模式。2017年6月9日，教育部通過《新工科研究與實踐項目指南》，其中在《新工科建設指導意見》中明確提出要更加注重模式創新，此處所指的模式創新所涵蓋的范圍較為寬泛，可以從學科專業結構、師資隊伍、教學資源、培養過程、學生發展、質量保證等方面加以理解與運用。而物聯網工程實訓的模式創新從屬于其中的培養過程創新，其中具體的實施即可以將市場導向引入實訓模式改革，當前的就業市場需要高校物聯網工程專業培養什么樣的能力素質，實訓過程中就應該積極響應加以培養，就業市場對高校物聯網工程畢業生的需求標準是檢驗學生實訓能力評價的重要衡量指標。

（2）物聯網工程實訓創新可以結合新工科建設中對社會力量積極參與到學科建設中的指導方向。因為各高校物聯網工程專業的建設還多處于一個新事物，師資力量急需擴充與增強，尤其對實踐技能水平較高的實訓指導教師的需求是一個普遍存在的問題，而針對該問題的解決如果只依靠高校自身的力量進行解決，一方面存在周期長的問題，另一方面也存在學校內容與外界實際需求脫節的情況。而解決師資力量的建設的一個重要思路即是引進社會力量，尤其是處于成熟發展的物聯網科技企業來言，可以通過與其進行密切合作借鑒其專業技術人才充當高校物聯網工程專業的“外腦”，進而能夠較好地解決當前實訓過程中存在師資力量“不足”與“不強”的問題。同時通過去社會物聯網技術企業的合作，對物聯網工程專業教師專業能力的培養以及自身實踐技能的加強也是一個強有力的幫扶。我校物聯網專業依托與霍尼韋爾公司達成合作育人項目，積極開展物聯網技術應用開發的師資培訓工作，帶動與培養了大批具有高水平實踐開發技能的教師骨干。

（3）工程實訓環節充分借鑒、引用成熟的物聯網技術框架平臺，加強學生分析與解決實際問題的能力，提升學生物聯網系統設計能力。物聯網技術發展的特殊性導致當前高校物聯網工程專業實踐教學的展開離不開當前主流企業的主流技術與相關的框架平臺，而這些技術與平臺往往是某些科技公司所主推的核心技術產品，通過與相關科技公司的產教合作，在實訓教學環節積極引入相關的系統化技術與產品，可以幫助學生盡早地熟悉產品技術，而不是傳統學習模式下一味地脫離實際應用開發進行理論知識學習，進而輔助學生真正地實現物聯網工程技術中知識體的整合性重構。筆者所在高校物聯網專業充分地抓住教育部產學合作協同育人項目的良好契機，與霍尼韋爾公司達成合作育人項目，引進該公司主推的Niagara物聯網開發架構，在實踐教學與實訓工作開展上取得了優良的教學效果。

（4）引入階段實訓培養模式，分階段、分模塊提升學生創新能力。引入多主體、協同漸進階梯式實習實訓模式設計，將物聯網專業的實訓內容劃分為物聯網工程技術基本理論實踐、核心實踐技能、創新能力、綜合物聯網工程實踐能力四個基本階段，針對每個階段設置不同的實習實訓任務。其中，在創新能力培養階段主要采用校企合作模式，主要通過在開放任務的情境環節設置實踐任務，培養學生發現、分析及創新性解決問題能力。同時，在該階段將“創新創業大賽”積極引入到實訓課程當中，在校企合作的支持下，利用學校與企業的互補優勢幫助學生將創新創意凝聚并真正實現出來。

（5）引入綜合評價機制，健全實訓考核模式。在實訓的考核方面，引入企業導師輔助機制，將物聯網技術企業的考核評價體系與高校傳統實訓評價體系進行有機整合，從更高、更全面的角度對學生的實訓學習實施整體性考核評價機制，進而引導學生綜合素質水平的培養與提高。

4 結語

高校物聯網工程技術專業是“新工科”重要建設專業，眾多高校都在各個領域內對其進行有益探索與建設。立足物聯網工程技術專業學生的能力培養目標的前提下，本文主要探索了將社會力量參與融合到實訓教學環節的教學思路，以達到健全學生綜合素質的培養體系的目標。

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基金項目：教育部2019年第二批產學合作協同育人項目（編號：201902148007）

作者簡介：王琬茹（1979—?），女，天津人，天津工業大學計算機科學與技術學院軟件工程系，講師，主要研究領域為物聯網設計開發、軟件工程。