工程科技人才培養模式下物聯網工程專業實踐教學體系探索

柳秀秀，孔春偉

（青海師范大學 計算機學院，青海 西寧 810008）

0 引 言

新一輪科技革命和產業變革下，如何培養新興領域的工程科技人才成為了研究熱點。在“新工科”建設背景下，教育部提倡各高校根據經濟社會發展需要和各自辦學能力，加大大數據、物聯網專業人才培養力度。“新工科”的建設對工程科技人才的培養模式提出了新的更高要求。

物聯網工程專業屬于工學中計算機類別，是一門交叉學科，涉及計算機、通信技術、電子技術和測控技術四個方面。物聯網工程專業涉及多學科，單純的理論學習難以將多學科融合在一起，實踐教學是培養物聯網專業工程科技人才的關鍵。未來十年，物聯網將應用于生活的各個領域。因此，基于培養工程科技人才的背景，探究物聯網工程專業實踐教學體系具有現實意義。

1 物聯網工程專業實踐教學體系研究現狀

物聯網工程專業實踐教學體系研究主要包含課程實驗、課程設計、實習實訓、畢業設計及學科競賽5個部分。

課程實驗和課程設計主要根據專業理論課程配套設置，穿插少量的單獨實驗項目；實習要求學生將所學理論拿到實際工作環境中應用和檢驗，激勵學生彌補自身差距；實訓是針對某專業知識體系進行綜合訓練，實現難度適宜的開放性綜合項目；畢業設計引導學生完成從選題、開題、中期、系統設計、測試到論文整理的一整套工作，訓練學生的綜合應用能力；學科競賽以競賽為契機，引導實踐升華，旨在提高學生的動手能力。目前，各高校根據自身辦學特色和物聯網工程專業特點，已建立相對成熟的實踐教學體系。

文獻[5]根據當前新工科人才的需求和培養模式的不足，提出了培養創新型應用本科人才的五項措施。文獻[6]分析了物聯網專業特點，設計并構建了基于工程教育認證的“四層次、五模塊”物聯網工程專業實踐教學體系。文獻[7]梳理當前物聯網專業實踐教學體系中存在的不足，提出了構建設計型實驗室、深化校企合作、產學研用結合等改進措施。上述措施有效重構了人才培養模式，并在鍛煉學生動手能力、工程實踐能力和創新能力方面發揮了一定價值。文獻[8]著眼于地方高校物聯網專業建設目標，重點探討了建設目標實現過程中實踐教學體系存在的主要問題和難點，提出了以理論課程實驗與開放環節相結合為基礎、以課程教學和專業競賽強化推動為過程、以學校理論教學體系與企業實訓結合為抓手的專業人才實踐體系建設思路。文獻[9]分析了當前物聯網實踐教學存在的不足，依托重點實驗室和示范中心，通過設置開放專題實驗，提出了以項目為引導、硬件為工具的課堂和視頻相結合的實踐教學模式。文獻[10]為了培養學生的學科交叉融合和工程實踐創新能力，提出了基于新工科的工程訓練培養體系。結合物聯網工程專業實踐教學體系研究內容、物聯網工程專業實踐教學現狀分析、工程科技人才的要求以及物聯網技術發展等，本文提出了搭建層級式實驗室、推進科教融合力度、強化本科生創新項目、競賽引導實踐、升華和革新校企合作模式這五項措施，對物聯網工程專業實踐教學體系革新進行探索和研究。

2 工程科技人才培養模式下物聯網工程專業實踐教學體系革新措施

2.1 搭建層級式實驗室

物聯網工程專業是一門新興交叉學科，涉及計算機、通信、電子等基礎知識。為了有效培養工程科技人才，建立層級式實驗室，滿足不同知識層次、不同年級學生的訓練需求勢在必行。層級式實驗室依據訓練項目的復雜程度依次分為模塊化實驗箱實驗室、開發設計實驗室和物聯網綜合應用實驗室。

模塊化實驗箱實驗室主要承擔課程實驗、課程設計的驗證性實驗，輔助學生理解課程知識點，提供二次開發的驗證環境。目前，青海師范大學已積極建立包含RFID實驗箱、嵌入式系統實驗箱、物聯網系統實驗箱等多個模塊化實驗箱的實驗室，為學生有效開展驗證性實驗提供了良好支持。

開發設計實驗室旨在為學生的設計理念提供實踐平臺，支持學生將所學基礎知識和開發設計緊密聯系。培養學生通過《傳感器原理及應用》課程，掌握紅外線傳感器、超聲波傳感器、溫濕度傳感器等的工作原理，提升學生應用傳感器的基本素養；結合《無線傳感器網絡》《動態網站開發》和《Android開發》等課程，支持學生根據所學專業知識，開展設計開發型實驗，將傳感器采集數據通過無線傳感網絡傳輸到PC、手機等終端，有效提高學生實操能力和開發創新能力。綜上，開發設計實驗室是層級式實驗室建設的重要環節，扮演著學生設計理念實踐平臺的角色。

物聯網綜合應用實驗室通過案例展示、現場實操、二次開發等方式著重培養學生的動手開發能力。首先通過展示智能家居、智慧交通、智能安防等物聯網綜合應用實例，幫助學生建立物聯網綜合應用場景直觀印象。其次，通過講解應用實例詳細搭建過程，結合代碼編程解析，協助學生掌握、理解整個開發流程。最后，引入二次開發場景積極鍛煉學生的動手開發能力。

2.2 推進科教融合力度

積極推進科教融合模式，鼓勵教師主動融合科研、教學過程，引導物聯網專業教師將科研項目轉化為落地課程資源，助力科研平臺向工程科技人才培養平臺轉化。積極依據學生專業背景，設置合理的實訓課程，支持學生參與教師科研項目。通過科研項目鍛煉，實現學生科研眼界和工程科技素養的有效提高。

2.3 強化本科生創新項目

近年來，青海師范大學加大了本科生創新項目支持力度，為本科生設置科技創新項目和創新創業訓練項目，提供眾多的實踐和創新機會。積極組織學生申報基于“火花創意”、教師科研子項目、設計課程靈感等創新項目。支持學生參與項目實施，要求教師多維度全程指導，全面鍛煉學生的科研實踐能力、動手操作能力和團隊合作能力。

2.4 引導實踐在競賽中升華

物聯網工程專業定位于培養工程應用型、技術創新型人才。為了實現此培養目標，主動引導學生提煉課程設計的創意元素、項目開發的優秀案例、創新項目的獲獎作品，積極參與物聯網創新開發競賽。通過競賽營造出以賽促學、以學促踐的良好學習氛圍。指導學生通過競賽開拓眼界，引導學習實踐在競賽中升華。

2.5 整合資源，革新校企合作模式

校企合作是教學實踐體系中的重要一環，組織學生參觀企業車間、學生深入企業實習、企業工程師現場講座等是常見的合作模式。在這些模式下，學校和企業之間是互利共贏的。然而，當前校企合作存在如下問題：一是企業工程師授課內容與學生實際脫節，授課效果差；二是學生深入企業實訓項目與預期項目差別大，項目實踐結果差。針對上述問題，青海師范大學開展了相關分析，梳理原因如下：一是學生尚未接觸大型項目實踐，欠缺工程思維，企業工程師講授內容無法與學生產生同頻共振；二是學生深入企業實習實訓時，企業工程師應付懈怠，無法給予有效指導，導致項目實踐效果不理想。為了解決上述問題，青海師范大學積極整合相關資源，主動革新校企合作模式。具體措施如下：一是構建“兩師一體”授課模式，企業工程師、校內教師共同商定符合學生實際情況的授課內容，力爭授課內容與學生產生同頻共振，實現校企師資同向發力；二是建立雙向考評實訓制度，賦予企業實習實訓、學生和企業互評權利，主動暢通評價反饋機制，杜絕企業應付懈怠現象，激發校企合作應有價值。

3 結 語

新一輪科技革命和產業變革下，培養“新工科”屬性的物聯網工程專業工程科技人才是高校教學改革的方向。通過分析物聯網工程專業實踐教學體系現狀，結合物聯網專業特點和工程科技人才培養需求，革新物聯網工程專業實踐教學體系。具體措施包括搭建層級式實驗室、推進科教融合力度、強化本科生創新項目、競賽引導實踐、升華和革新校企合作模式等，為工程科技人才培養模式下物聯網工程專業實踐教學體系革新提供了一種思路。