新工科視域下物聯網工程專業實踐教學研究
——以煙臺大學為例

劉 霞，王欣欣，晉 剛

（煙臺大學物理與電子信息學院 山東 煙臺 264005）

創新是引領發展的第一動力，持續推進工程教育改革創新。在物聯網產業快速發展的時代背景下，構建適應產業戰略發展需求的教學模式已成為當前的重點。

目前，國內對于物聯網工程專業建設的研究主要集中在以下幾個方面：一是對物聯網工程創新教學理念與教學模式的研究[1-2]，探索基于CDIO（構思—設計—實施—運作）、體驗式學習、混合式以及運用案例教學、翻轉課堂等教學方法；二是針對物聯網工程特定課程的教學改革研究[3-5]，如嵌入式原理與應用、無線傳感器網絡、高級語言程序設計等核心課程，結合課程定位及實際情況，研究如何完善和優化教學內容、教學資源、教學過程以及師資隊伍等方面；三是對物聯網工程創新型人才培養模式的研究[6]，融合人才培養方案制訂實施過程，從培養目標、核心能力、課程結構、實踐安排等方面進行改革，結合物聯網工程卓越工程師人才培養模式，探索以行業需求為導向的應用型本科人才培養。

物聯網工程專業具備集實用性、交叉性與綜合性于一體的學科特點，涵蓋通信、電子及軟件設計等各個層面，尤為注重學生創新創業能力的培養。鑒于近年來實踐教學理念研究的不斷推進，本文借助CiteSpace 工具對當前我國物聯網工程實踐教學研究的熱點予以梳理，以煙臺大學物聯網工程專業為例，從物聯網工程實踐教學改革的總體框架、具體實施路線等方面予以剖析，為探索如何真正將理論、實踐、創新融為一體的新工科路徑建設提供借鑒和參考。

1 我國物聯網工程專業實踐教學研究概況

通過CNKI 中國知網學術文獻總庫，以“實踐教學”為檢索詞，時間節點設置為2013 年1 月-2023 年8 月，篩選出物聯網工程專業的研究文獻，剔除無關文獻數據后，共檢索到有效期刊文獻311 篇，以Refworks格式導出后進行保存。使用文獻計量分析軟件CiteSpace（6.2.R4.64-bit 版本）完成文獻主題詞的主題提取，如圖1 所示生成新工科視域下物聯網工程專業實踐教學模式研究關鍵詞共現知識圖譜，其中時間切片設置為1 年，閾值設定為30，獲得節點數為262，連線數為472，密度為0.0138。

圖1 關鍵詞共現知識圖譜

關鍵詞共現知識圖譜反映出當前我國物聯網工程專業實踐教學研究的熱點分布情況。從圖1 可以看出，圍繞“新工科”“實踐教學”“物聯網”這三個方面，相關機構和學者對其中涉及的教學改革、人才培養、課程體系、教學模式、實踐平臺、工程教育、校企合作、協同育人等方面進行了大量的研究與實踐。從節點突發強度來看，近10 年節點突發強度最大的關鍵詞是“課程體系”，強度值為5.13，其涉及的課程內容整合、實踐教學強化以及學科交叉和優化評價體系構建是物聯網實踐教學研究的持續關注點。近3 年節點突發強度最大的關鍵詞是“工程訓練”，強度值為1.42，說明依托校內實訓、校企合作實訓和在線仿真訓練等形式的實踐教學環節成為近年來的重點。

2 物聯網工程專業實踐教學的研究重點

對物聯網工程專業“實踐教學”研究領域關鍵詞共現知識圖譜中的高頻關鍵詞進行統計，形成高頻關鍵詞統計表，如表1 所示。從表1 中可以看出，新工科提出之前就已經有相關的研究機構在探索實踐教學的教學理念。隨著新工科理念的誕生，地方高校也在不斷加深實踐探索，并提出和深化創新創業理念。表1 中的“人才培養”和“教學改革”兩個關鍵詞的中介中心性均大于0.1，這說明這些節點在知識圖譜中的作用最強，進一步印證了目前新工科實踐教學研究多圍繞這些方面展開。

表1 高頻關鍵詞統計表

3 煙臺大學物聯網工程專業實踐教學研究探索

深化教學改革應以激發學生學習興趣和潛能為核心，從新工科專業建設和人才培養的宏觀角度出發，注重提高學生的應用創新能力和綜合實踐能力。煙臺大學從實踐教學理念、人才培養模式、教學改革模式、體系構建等多個維度改革創新，綜合考慮教學管理、教學質量監控、教師隊伍、實驗設備條件等因素，形成優化過程、要素協調、質量保障、可操作性強的課程體系建設方案。具體如下。

3.1 塑造實踐教學新理念和新方式

煙臺大學為了更好地培養學生的綜合素質和創新能力，不斷更新教學理念和教學方式，堅持“行動導向”的教學觀，實踐“教、學、做”一體化的教學模式。著力改變傳統單向灌輸的教學模式，以促進學生全面發展為中心，主動對接山東半島的經濟社會發展需求，堅持服務需求、成效導向，不斷引入新穎的教學理念改善教學方式。同時，融入工程素養和工程倫理教育，培養學生的責任擔當意識，進行工程師職業道德的培植。

3.2 深化教學內容和課程體系改革

煙臺大學堅持先進性、應用性和實踐性的原則，構建“重交叉、有方向、模塊化”的實踐課程體系。建設了一批具有實際應用價值的實踐課程案例模塊，并加強“智慧樹”“煙臺大學網絡教學平臺”等網絡資源平臺建設，形成涵蓋專業教學、科研開發和成果推廣應用的系統化與規范化網絡資源平臺。物聯網工程專業構建了“理論教學+實踐教學+科研創新”相結合的教學新體系，該體系旨在將創新能力培養融入本科理論課程與實踐課程各個環節，以提高學生的實踐能力和綜合素質。

3.3 構建多元化、多層次的人才創新能力培養體系

煙臺大學以“工學結合”為重要突破口，推動人才培養模式改革，逐步形成以實際應用為導向的實踐實訓模式。學生通過參與課程設計、學科競賽和科研項目等活動，實現知識、技能、素養和思政等方面的綜合培養，具備了反向工程設計思維和嚴謹的科學思維方式。同時，建立多元化、創新型人才培養的教學質量監控和持續改進體系，以確保人才培養質量的不斷提升。借助工程教育專業認證的契機，加強各門課程的教學質量監控，以“全過程性考核”方式加大對學生創新能力的評估評價。

3.4 構建學科、產教融合一體的實踐平臺新體系

煙臺大學通過多種途徑大力推進校企合作、產教融合、協同育人模式的發展，不斷提高師資隊伍的學術視野和科研水平。同時，積極構建校企合作人才集聚的平臺，并嘗試建設多方參與的云計算、大數據或人工智能產業化研究平臺。這些舉措有助于加強產學研合作，促進人才培養和科技創新，推動產業升級和社會經濟發展。

4 研究結果與展望

物聯網工程專業實踐教學研究是一項至關重要的工作，它不僅關系到學生的實際應用能力，還對整個行業的發展具有深遠的影響。在當前的實踐教學研究中，以煙臺大學為代表的地方院校主要致力于構建與物聯網工程專業相關的資源體系，通過不斷豐富和優化課程建設，以進一步推廣優質教育資源，讓更多的學生受益。未來，物聯網工程實踐教學將更加注重與行業的緊密合作，通過校企聯合開展科研項目、共建實驗室等方式，提高實踐教學的實用性和前瞻性，引入更多的創新性實驗、項目式學習，激發學生的創新思維和創造力。通過不斷探索和創新，培養出更多具備實踐能力和創新精神的人才，為推動物聯網行業的發展作出更大的貢獻。