物聯網專業多元融合實踐教學體系構建研究

黃麗霞 易曉鵬 聶作財

（湖南應用技術學院，湖南 常德 415000）

“新工科”建設是教育部基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1]。作為新工科特色化的新興專業，物聯網工程專業的人才培養認清這一變革需要，重點突出專業實踐能力、跨學科的專業融合能力、跨領域的科研創新創業能力發展[2]。據調研數據所析：在專業人員培養實施中，實踐教學是培養學生實踐能力、研究創新能力的重要環節，是人才培養體系的重要組成部分，很多高校正努力加強物聯網工程專業的實踐教學研究，力求充分激發學生學習的主觀能動性，全面鍛煉與提升學生的實踐能力、創新能力以及工程綜合素質。

一、物聯網工程專業實踐教學建設現狀

實踐教學是新版《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》和新版專業人才培養方案強化的重點內容，也是《關于加強建設高水平本科教育全面提高人才培養能力意見》文件第28 條，第31 條等重點強調實現新工科教育概念下的重點建設內容，物聯網工程作為一個新興本科專業，它不以理論為主導，而重點在于工程應用[3-4]。據統計，物聯網專業從2012年建設至今還處于發展初期，人才培養目標定位、課程體系建設、實踐教學環節和綜合設計創新能力培養都需要大量的研究和探討，專業課程實踐能力培養的教學體系建設和人才培養定位是各高校從事物聯網專業建設面臨的重大問題[5]。實踐教學體系在物聯網工程專業建設中的地位舉足輕重，但是目前物聯網工程專業的實踐教學還存在諸多問題。（1）理論與實踐細分缺乏合理性。在物聯網的課程設計，綜合設計與創新應用層面沒有很好實施，學生在工程性應用技術發展能力上較為薄弱。（2）實驗項目配套教學內容與能力培養銜接上欠缺合理性，企業崗位能力需要分析欠缺合理性，對物聯網應用模式，崗位工程能力培養與現實需求脫節。（3）學科的多元融合性、多學科交叉性不夠，學生的專業綜合能力發展受限。

二、物聯網專業多元融合實踐教學體系的內涵認知

新工科，是新一輪科技和產業革命背景下，構筑具有跨界整合能力、創新創業能力、應用實踐能力等特征的中國本土化新型工科。在本文中主要指是在物聯網人才培養中，加強學生專業實踐能力培養與探索，突出中國特色的工程教育改革特色。

物聯網工程，物聯網工程專業是“中國制造2025”背景下新工科人才培養的重要專業，在本文中主要指突出實驗教學多元融合體系特色，有利于夯實學生的專業實踐能力，有利于培養具有跨專業、跨學科能力的復合型人才目標實現。

多元融合實踐教學體系，在本文中主要指以專業實踐教學體系建設為核心，建立以基礎類實踐、專業類實踐、綜合實踐和科研創新創業實踐等本科多元融合實踐教學體系，結合校內外實踐環境及人力資源，全面覆蓋物聯網專業的實踐教學環節。

三、多元融合的物聯網工程專業實踐教學體系建設思路

（一）實踐案例模塊化建設，突破單課程實踐能力延展性

用模塊化案例單元采用由淺入深、循序漸進的方式，將實踐課程以認知性、驗證性、設計性、綜合性、創新性等實驗案例，梯度式提升對單課程能力，采用章節實踐+課程設計的方式，在單課程實踐中，注意PBL 教學模式引導，加強學生對細分實踐能力掌握。同時對整體項目導入，集中以課程設計方式進行學生訓練，課程設計部分將貫穿整個專業培養過程，積極聯合多個企業共同整合實踐性案例，提升學生對單課程在專業發展領域認知與應用能力。

表1 物聯網工程專業課程設計實踐表

圖1 物聯網工程專業課程設計實踐表

（二）多元融合建設專業實踐課程群，注重專業實踐環境建設

緊貼物聯網技術發展的前沿，采用行業主流技術，搭建設計型軟硬件實驗室，其中軟件實驗環境包括：數據庫實驗室、算法設計與分析實驗室、件工程實驗室、軟件測試實驗室、程序設計實驗室、移動互聯開發實驗室等；硬件實驗環境包括：物聯網實驗室、數/模電子實驗室、電子電工實驗室、傳感技術實驗室、單片機與微機原理實驗室、電子綜合實驗室、無線網絡實驗室、計算機網絡虛擬實驗室等；創新綜合應用實驗環境包括：物聯網體驗與展示實驗室、物聯網創新應用實驗室、物聯網基礎與虛擬仿真實驗室等。強化注入企業項目設計思維，對接市場崗位需求，深度融合2 門或以上的專業課程，通過校企課程綜合實踐提升專業能力，培養學生在真實項目能力上的實踐能力。對應企業項目，結合物聯網崗位應用市場，將軟件開發與硬件集成的專業能力目標，細化到課程能力目標中去，開設由企業工程師授課，或暑假專業實踐的能力提升訓練班，在整體上拉動企業應用專業能力發展，真正提升物聯網技術專業實踐的部署、應用、設計、開發等能力。

（三）融入科研創新創業能力發展模塊，聯通產業需要發展

緊緊圍繞專業“人才培養模式”“教師職業技能與素養”等具體的教研內容定期開展教研教改活動，借助基地平臺開展現場實境教學、高效課堂教學活動研究、創新性教研活動，進行啟發式、參與式、研討式教學，著力提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力，彰顯獨特的辦學特色。建設物聯網工程專業科研創新創業中心，突出線上云平臺資源建設及線下創客空間建設，結合學科競賽、專業技術競賽、創新創業科研、專業科研等項目綜合提升學生的整體專業實踐能力，系統性注重學生科研素養提升。建設科研平臺中心，校企合作研究工作室，企業在校內的研究技術分部，結合學生專業基礎，對應科研發展方向，真實項目引領崗位能力需求項目，一方面真正提升學生的專業實踐綜合能力，另一方面提升學生的工程領域科研能力，鼓勵學生響應“科技興國”發展政策，為科技創新培養新生力量。加強對學生創新創業能力發展，組建各類目學科競賽工作，積極鼓勵學生參加專業、創業類競賽，提升學生綜合實踐能力水平。

（四）四類型+多維度打造多元化實踐體系

基于物聯網工程專業實踐教學研究現狀，理清專業課程實踐設計思維，探索從專業課程的基礎類實踐、專業類實踐、綜合實踐和科研創新創業實踐等實踐教學體系，加強校企協同育人機制在課程能力培養中的滲透力，規范校企共育機制。有梯度，有跨度圍繞專業發展方向培養學生工程應用實踐能力，科研及創新創業能力，突出物聯網專業人才培養特色，打造卓越工程師口碑。

四、結束語

在新工科建設的背景下，觀測目前高校物聯網工程專業的實踐教學有部分開始有力借助企業力量推動培養，有部分將創新創業能力培養融合到專業能力中。然而，大多數高校在推動物聯網工程專業實踐能力培養過程中，專業實踐教學體系建設不明朗，學生實際能力弱，專業課程能力拓展空間窄，課程融合綜合能力欠缺等等，沒有從培養內核上有效驅動學生專業技術能力培養。針對物聯網工程專業實踐教學中發現的問題，以新工科為發展核心，強勁推動物聯網工程專業人才的實踐能力發展，包括校內專業課程知識的認知、驗證、設計、科研、創新等能力，校內多門專業課程綜合項目實踐能力，打造從專業課程的基礎類實踐、專業類實踐、綜合實踐和科研創新創業實踐等實踐教學體系，巧用校外企業結合力量，采用項目工程催動學生的專業設計開發能力，創新創業綜合能力等，真正實現專業高質量人才輸出，利于高校人才培養的高效能產出發展趨勢的形成。