物聯網工程一流專業實踐模式探索

王西鋒,張曉孿

(寶雞文理學院 計算機學院，陜西 寶雞 721016)

0 引言

隨著新一輪高等教育教學改革啟動，一流專業建設已經成為高校提升人才培養質量的重要突破口[1]。一流專業必須從教學、科研、人才培養、師資隊伍及教學管理等方面開展內涵式建設[2]，而實踐教學體系與模式建設是其重要內容。我校物聯網工程專業，于2017年獲批為陜西省一流專業培育建設項目。

1 專業實踐現狀

物聯網工程學生的工程實踐能力與企業用人實際需求的契合，是一流專業建設中必須要面對的一個關鍵問題。在多年的專業課程實踐教學中，在問題可以歸納如下。

(1)對實踐教學重視不足。在以往實踐教學中，教師不同程度地存在“重理論、輕實踐”的觀念，過多強調專業理論知識，對學生實踐能力提升的設計不夠，導致學生動手能力不足；

(2)實踐教學方式方法單一，沒有跟上教育信息化發展的要求。板書和PPT課件仍是主要授課手段，而慕課、翻轉課堂、混合式、線上線下和虛擬實驗等新方式沒有被充分利用；

(3)課程實踐教學體系不合理。多數實驗內容以驗證性和演示性為主，綜合性、設計性實驗數量過少；在實踐課程體系上，前后課程在實踐內容上缺少關聯，各門課程的實驗內容相互獨立且有重復，交叉聯系少，實踐體系割裂；

(4)實踐教學投入不足。物聯網工程專業受開設年限等因素制約，專業實驗設備數量有限，實踐教學的開展受到較大限制，教學質量也得不到有效保證；在實驗平臺建設方面，目前也缺少專業綜合實訓的平臺。

2 實踐教學體系的探索和建設

實踐教學是培養和提高一流專業人才實踐能力的主要途徑，也是加深物聯網工程學生概念理解，增強動手能力的重要環節[3]。

2.1 建設實踐教學體系新模式，注重培養學生動手能力

實踐教學在人才培養中有著理論教學不可替代的特殊作用[4]。根據物聯網工程專業培養方案中實踐教學內容的安排，學生依次完成各種實驗任務，在分析問題和解決問題的實踐中不斷培養動手能力。在四年的培養過程中，根據實踐教學目標的調整和就業市場的反饋信息，分別于2012年、2013年、2017年、2019年分別對專業培養方案進行了修訂和完善，滿足就業市場的需求，逐漸形成以課程實驗和開放性實驗為基礎，以課程設計、學科競賽為拓展，以畢業設計、企業實習環節為能力提升的分層式專業實踐模式，循序漸進地培養學生的動手能力。物聯網工程一流專業分層式實踐體系如圖1所示。

圖1 分層式實踐教學模式

在基礎實踐教學中，課程實驗以專業基礎知識應用練習為主，針對專業技術知識點各個擊破，通過課程對應的開放性實驗提高和補充學生課外操作技能；在拓展實踐教學中，注重培養學生的系統分析能力和工程實踐能力，通過典型案例，幫助學生掌握物聯網系統原理和開發方法，通過課程設計和物聯網相關學科競賽，拓展學生課外知識，鍛煉動手能力；在實踐模式提升階段中，則通過企業實習和培訓，結合畢業設計提高物聯網綜合工程實踐能力。在分層式實踐體系中，我們通過課程實驗、課程設計、開放性實驗、實習，項目研發、賽練結合等環節的綜合訓練，逐步建設合理的實踐教學體系。

2.2 采取混合式實驗教學

隨著信息技術在實踐教學中的應用，物聯網工程一流專業在課程建設過程中，不斷引導教師建設慕課、在線實驗課程和虛擬仿真實驗資源等，使用雨課堂、智慧樹、超星、企業微信等網上平臺，提升實踐課程的含金量。

在2020年的新冠疫情期間，物聯網工程專業教師在實施理論課程網絡教學的同時，考慮到疫情持續時間較長，對部分適合網絡教學的實驗課程(如物聯網移動應用開發、WEB程序開發、Java程序設計、物聯網中間件技術、計算機網絡等課程)，采用在線形式進行教學。老師通過教學平臺提前把實驗內容推送給學生，通過平臺在線直播把詳細操作演示展示給學生，并對學生實驗存在的問題通過單獨連線進行指導，促使學生線上線下全程學習；對于一些家中沒有實驗設備的學生，通過虛擬仿真實驗來解決問題。在網絡實驗教學中，物聯網工程專業的部分實驗課程采用混合式方法進行教學并取得不錯的效果，實現了停學不停課的目標，學生反響良好。

2.3 產教融合，構建產學研協同育人新平臺

“校企合作、產學結合”是應用型工程人才培養的內在本質要求[4]，也是一流專業建設的需要。作為培養應用型人才的地方高校，強化一流專業學生實踐能力培養離不開相關企業的全方位參與。

一方面，大力發展物聯網專業的校外實習實踐基地，建立校企合作長效機制，將學生去企業的認知實習、專業實習、畢業實習和企業教師兼職授課等貫穿于各階段實踐教學中；另一方面，建設產學協同育人平臺，了解企業用人真實需求，邀請企業人員參與物聯網工程專業人才培養方案的制訂，將工作崗位對物聯網工程專業知識、能力及素質的要求充分反映到人才培養的實踐環節，培養學生的工程實踐能力。目前，物聯網工程專業聘請了3名企業教師參與物聯網工程專業課程實驗教學和學生畢業設計的指導工作；建立了和上海睿亞訓公司產學合作大數據實驗平臺，和廣州粵嵌公司合作的眾創空間平臺，同西安索爾科技公司合作建設的校企合作協同育人項目，對程序設計類課程進行實踐教學改革。

2.4 鼓勵學生參加科創和比賽

從新生入學專業教育開始，我們便樹立物聯網工程專業優秀畢業生作為榜樣，鼓勵低年級學生課外積極參加各類專業類學科比賽，申報各類創新項目。學科競賽采用專業技能考核的方式選拔學生組成團隊，通過參加學校和國內各種專業學科比賽、行業技能競賽深化實踐教學；通過各種學生創新創業訓練，激發學生的專業興趣，提高學生的實踐能力。同時，鼓勵學生課外多進入專業實驗室，充分利用現有實驗資源，使學生的動手能力和知識水平得到較大提高。近年來，物聯網工程專業學生，在多項全國比賽中也獲得較好成績。

2.5 對標專業工程認證探索并進行思政化建設

專業認證對促進學生實踐能力提升也有著重要意義，一流專業學生的實踐能力也是工程教育認證的核心內容。在一流專業建設時期，嚴格對照物聯網工程專業認證標準對實驗條件、實踐基地、實踐環節及實踐目標的要求，逐步建立物聯網工程實踐教學平臺和與體系。課程實踐教學中，動員教研室教師積極參與，嚴格按照工程專業認證的要求推進課程實踐教學改革，不斷提升教學質量。

在對物聯網工程專業學生布置實驗作業時，我們充分結合專業特點進行思政化建設。比如UI課程，結合當前實際情況可以安排學生來完成黨的主題教育類的網站設計；程序設計類的課程提倡學生開發入黨或學習黨的相關知識的學習軟件；學生設計的科技作品，可以播放愛國歌曲和影視，進行黨的政策宣傳；畢業設計的選題，也可以讓畢業生結合黨建來開發黨員信息管理、黨費查詢等系統；在這次疫情期間的程序設計基礎實驗課上，要求學生學習程序設計時，設計諸如“武漢加油”“中國必勝”“新冠肺炎知識”等界面，鼓勵高年級學生利用所學知識，開發疫情期間每天匯報健康狀況的App系統等。總之，把課程的思政化建設和課程對學生實踐能力要求完美結合起來。

3 完善一流專業實踐條件與平臺建設

實驗教學環境建設和完善，可以為一流專業人才培養提供堅實的基礎。

3.1 建設物聯網綜合實訓室，解決專業課程綜合訓練不足

逐步建設并完善以物聯網技術為基礎的系列實踐平臺，為物聯網專業一流人才培養提供良好的實踐環境。物聯網實驗平臺以物聯網技術硬件資源為核心，輔以嵌入式軟件開發環境，結合專業課程建設專門的課程實驗室，建成合理的實踐教學設備體系。

目前，物聯網一流專業已經建設了RFID實驗室，物聯網工程實驗室，計算機網絡實驗室等專業實驗室。2018年，針對物聯網專業實驗設備不足和無法開展專業綜合實訓的不足，籌劃并實施了物聯網工程綜合實訓室；今后，對于一些價格昂貴的物聯網硬件設備，本著節約資源的思路，采取多種方法維修和更新實驗設備，也規劃了物聯網虛擬仿真模擬實驗室建設，讓學生通過虛擬仿真實驗平臺的使用，系統掌握物聯網相關實踐知識。

3.2 鼓勵老師開設物聯網相關開放性實驗

為了改善課程實驗教學的效果，提高綜合性、設計性實驗的比例，為學生課外實踐活動創造良好的條件，形成對專業課實踐教學的有力補充。教研室鼓勵老師和學生積極申報和參與物聯網專業的各類課程開放性實驗。在開放性實驗進行中，實行小組講解和實踐授課，拓展學生的課外專業知識；實驗中，由于小組人數少，學生可以在老師的開放性實驗課上，充分交流，親手動手設計、調試和完成相關實驗項目，提高個人實踐能力。

4 總結

在一流專業實踐模式建設過程中，我們以存在的實踐問題為導向，以學生動手能力培養作為實踐教學建設的中心，不斷優化實踐課程體系設置，加強學生實踐能力建設，探索一流專業的實踐教學模式，推進實踐教學的改革，對一流專業人才培養提供有力支持。自2017年物聯網一流專業獲批開始，實踐模式的探索就已經啟動實施。目前，實施效果明顯，該專業近三年的畢業就業率達到95%以上并受到用人單位的好評。