新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)存在的問(wèn)題及對(duì)策

張偉， 吳宗勝， 韓改寧， 高英英

(1. 咸陽(yáng)師范學(xué)院， 計(jì)算機(jī)學(xué)院， 陜西， 咸陽(yáng) 712000; 2. College of Information Technology and Computer Science， University of the Cordilleras， Baguio 2600, Philippines)

0 引言

“新工科(new engineering)”概念一經(jīng)提出，國(guó)內(nèi)立即形成了“天大行動(dòng)北京指南”和“復(fù)旦共識(shí)”[1]。在“新工科”思想的指引下，掀起了一場(chǎng)新工科的改革與建設(shè)熱潮。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程及我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化，特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等計(jì)算機(jī)類(lèi)新興產(chǎn)業(yè)的興起，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)也逐步滲入到各個(gè)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域都面臨著人才短缺的問(wèn)題[2]。新工科的建設(shè)要以新產(chǎn)業(yè)為背景，探索傳統(tǒng)工科與新興工科相結(jié)合之路[3]。

在我國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)立于2010年,在新工科思想的指引下，經(jīng)過(guò)10多年的建設(shè)，專業(yè)建設(shè)取得了一定成效[4]。但仍然存在一些不足。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)

舉目全球，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵引擎[5]。我國(guó)已經(jīng)基本形成了相對(duì)齊全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，涵蓋了智能制造、智能感知、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用等領(lǐng)域。據(jù)HIS公司預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年，全球物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才缺口將超過(guò)1 000萬(wàn)人[6]。我們應(yīng)該抓住物聯(lián)網(wǎng)專門(mén)人才需求的機(jī)遇，根據(jù)社會(huì)需求，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出更多能夠適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的現(xiàn)狀

我國(guó)已有600多所高校增設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)[7]。江南大學(xué)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，已將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建成為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)[8]，其培養(yǎng)過(guò)程、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等可以為各高校提供參考。

目前，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)過(guò)程中優(yōu)秀的案例不多。因此，各高校應(yīng)根據(jù)自身的專業(yè)定位及學(xué)校特色，以凝練行業(yè)特色為突破口，培養(yǎng)出既符合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展需求，又具備明顯優(yōu)勢(shì)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專門(mén)人才。

3 地方高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)存在問(wèn)題

經(jīng)過(guò)調(diào)研，地方高校對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程這一新專業(yè)的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)、課程體系等方面存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面。

(1) 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和專業(yè)特色結(jié)合不緊密

目前，不少地方高校的專業(yè)定位沒(méi)有與地方經(jīng)濟(jì)需求相結(jié)合，導(dǎo)致培養(yǎng)的人才缺乏就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特色不鮮明。一些高校在專業(yè)設(shè)置時(shí)還是照搬原有的傳統(tǒng)課程，教學(xué)思維、教學(xué)方式上缺乏創(chuàng)新。另外，一些高校即使在新工科理念下開(kāi)展教學(xué)，但沒(méi)有很好地凝練專業(yè)特色，導(dǎo)致本專業(yè)學(xué)生“什么都學(xué)，什么都不精”，培養(yǎng)的學(xué)生與其他相近專業(yè)區(qū)分不大，沒(méi)有明顯的就業(yè)優(yōu)勢(shì)。

(2) 培養(yǎng)方案沒(méi)有結(jié)合自身特點(diǎn)，課程設(shè)置不大合理

一些高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案沒(méi)有結(jié)合自身特點(diǎn)制定，只是對(duì)其他高校培養(yǎng)方案的簡(jiǎn)單修改，課程設(shè)置也只是對(duì)現(xiàn)有課程的簡(jiǎn)單裁剪和疊加。

(3) 實(shí)踐課時(shí)占比小，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較薄弱

大部分高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，但是實(shí)際培養(yǎng)過(guò)程中實(shí)踐課時(shí)占比小，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較薄弱。

(4) 師資力量相對(duì)薄弱，專任教師“工程訓(xùn)練”能力不強(qiáng)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)較晚，該專業(yè)的現(xiàn)有教師大多數(shù)沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教育背景。他們沒(méi)有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系，其工程實(shí)踐能力相對(duì)較弱。

(5) 成績(jī)考核以傳統(tǒng)考試為主，評(píng)價(jià)體制單一化

據(jù)調(diào)研，開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的高校，對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)成績(jī)的考核大多數(shù)仍然采用傳統(tǒng)的筆試，這樣不能很好地考核學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，更不符合新工科培養(yǎng)人才的規(guī)律。

4 新工科背景下該專業(yè)建設(shè)的舉措

(1) 結(jié)合辦學(xué)實(shí)際，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定位

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是跨學(xué)科專業(yè)，知識(shí)體系比較復(fù)雜，應(yīng)用性強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域廣。我們必須研究社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地方高校人才的需求，從學(xué)校實(shí)際出發(fā)，凝練專業(yè)特色，準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo)，制定符合社會(huì)需求和學(xué)生實(shí)際的人才培養(yǎng)方案。

(2) 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的社會(huì)需求，優(yōu)化其專業(yè)課程設(shè)置

物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層(見(jiàn)圖1)[9]。感知層主要是利用各種傳感設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，涉及傳感器、RFID、WSN、嵌入式等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層對(duì)感知層獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行接入與傳輸，涉及各種短距離無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)[10]；應(yīng)用層根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，進(jìn)行信息處理和人機(jī)交互，主要涉及數(shù)據(jù)處理和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)體系的三層結(jié)構(gòu)及工程教育認(rèn)證的需要，在2020級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程培養(yǎng)方案中，課程類(lèi)別設(shè)置由通識(shí)教育、專業(yè)教育、實(shí)踐類(lèi)教育、專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練及職業(yè)技能訓(xùn)練五部分組成。其中，通識(shí)類(lèi)占總學(xué)分的29.7%，專業(yè)教育類(lèi)占總學(xué)分的51.4%，實(shí)踐類(lèi)課程占總學(xué)分的16.6%，專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練課程占總學(xué)分的1.2%，職業(yè)技能訓(xùn)練課程占總學(xué)分的0.6%(見(jiàn)表1)。

表1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置表

(3) 調(diào)整實(shí)踐課比重，豐富實(shí)踐教學(xué)體系

逐年加大實(shí)踐課程在培養(yǎng)方案中的課時(shí)比例，力爭(zhēng)實(shí)踐課時(shí)占比達(dá)到總計(jì)劃課時(shí)的35%以上。

通過(guò)建設(shè)，目前我校物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐教學(xué)體系由課程配套實(shí)驗(yàn)、專業(yè)見(jiàn)習(xí)、單列實(shí)驗(yàn)課、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等7個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)組成。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)貫穿于本科生培養(yǎng)的整個(gè)過(guò)程中。通過(guò)多種實(shí)踐環(huán)節(jié)，不斷提升學(xué)生實(shí)踐能力。

(4) 加強(qiáng)師資的引進(jìn)和培養(yǎng)力度，不斷優(yōu)化教師職稱學(xué)歷結(jié)構(gòu)

針對(duì)師資隊(duì)伍力量薄弱的問(wèn)題，我們采取了對(duì)外引進(jìn)、對(duì)內(nèi)培養(yǎng)的人才強(qiáng)校方式。為了提升教師的實(shí)踐工程能力，通過(guò)選派老師參與企業(yè)掛職、國(guó)內(nèi)外訪學(xué)、單科進(jìn)修，參加高校教師師資培訓(xùn)等多種形式，提高教師的工程化訓(xùn)練能力。

2016至2021年引進(jìn)西北大學(xué)等知名高校應(yīng)屆畢業(yè)博士4人，教師考取博士2人。目前，博士學(xué)位教師占比達(dá)33.3%(如圖2)，博士及在讀博士教師占比達(dá)58.3%。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)博士學(xué)位教師發(fā)展情況

近六年，有5位教師分別評(píng)上了高級(jí)職稱(如圖3)，截至2021年6月，高級(jí)職稱教師占比61.5%，有9人獲得了“雙師型”教師認(rèn)定，本專業(yè)“雙師型”教師占比達(dá)69.2%。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)高職稱教師發(fā)展情況

(5) 改革學(xué)生考評(píng)機(jī)制，將結(jié)果性考核與過(guò)程化考核并重

2020年，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)分別選取了“嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用”、“JAVA 程序設(shè)計(jì)”兩門(mén)課作為本專業(yè)的過(guò)程化考核試點(diǎn)課程。

過(guò)程性考核摒棄一門(mén)課程由單次考核決定成績(jī)，改為最終成績(jī)由階段性實(shí)踐成績(jī)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作成績(jī)、期中成績(jī)及平時(shí)成績(jī)等多個(gè)部分組成[11]。實(shí)施過(guò)程性考核，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加了過(guò)程化評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的實(shí)踐能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5 總結(jié)

地方本科高校擔(dān)負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)合格人才的重任，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)自建設(shè)以來(lái)取得了一些成績(jī)，但離新工科的建設(shè)還有一定的差距。我們應(yīng)以新工科建設(shè)為契機(jī)，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合自身辦學(xué)實(shí)際，不斷凝練專業(yè)特色。通過(guò)改革教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、應(yīng)用型人才培養(yǎng)。不斷優(yōu)化我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)出更多適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要的高級(jí)應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。