行業需求驅動的物聯網工程專業人才培養模式研究

摘 要：隨著5G/6G、人工智能、大數據等技術的迅猛發展，以物聯網為核心的智能制造、工業互聯網、智慧交通、智慧園區等行業的業務出現井噴式增長，這對高校物聯網工程專業人才培養提出了新的要求。面向物聯網行業的發展新需求，以安徽建筑大學為例，結合學校鮮明的土建類學科特色，從人才培養方案優化、建設“讓學生動起來忙起來”的課堂教學、打造“嚴考核、成果可轉化”的層次化實驗實踐教學、加強校企合作協同育人四方面，構建適應新工科時代、滿足行業需求的物聯網工程專業人才培養模式。

關鍵詞：物聯網；人才培養；實驗實踐教學；協同育人；行業需求驅動；創新創業

中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）08-0-03

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.08.037

0 引 言

2020年，教育部頒布《普通高等學校本科專業目錄（2020年版）》，其中，物聯網工程專業為工學專業，專業代碼080905，隸屬計算機類專業，授予工學學士學位[1]。截至2023年8月，全國已有564所高校開設了物聯網工程專業。高等教育肩負人才培養重任，唯有培養真正符合國家建設和行業發展需求的人才方是教育的根本。

物聯網（Internet of Things， IoT）行業正處于快速發展階段，成為全球信息技術領域的熱點之一。隨著5G/6G、人工智能、邊緣計算和區塊鏈等技術的快速發展，物聯網市場規模迅速擴大，預計到2025年將達到數萬億美元。各行各業都在積極發展并使用物聯網技術，包括智能家居、智能交通、智慧園區、智慧城市、智能制造、智能物流和智慧供應鏈管理等[2]。這些都催生了大量的物聯網專業人才

需求。

安徽建筑大學于2014年成立物聯網工程專業，立足于我國中部區域經濟發展需求，緊密結合學校自身的土建學科特點，借助計算機科學與技術、通信工程以及建筑電氣與智能化等專業，以省級重點實驗室—智能建筑與建筑節能安徽省重點實驗室和國家級實驗教學示范中心—樓宇控制與節能優化國家級教學示范中心作為支撐，為物聯網工程專業提供了優質教學資源和極好的人才培養條件。截至2023年

7月，已經培養了5屆畢業生。從市場反饋來看，當前安徽建筑大學物聯網工程專業培養的畢業生社會聲譽較好，但距離高水平人才還有一定距離，所培養的人才不能較快適應物聯網行業快速迭代更新的發展需求。創新能力不足、實踐項目工程開發能力薄弱的根源在于人才培養模式不能完全適應產業快速發展的新需求，故急需對物聯網工程專業進行優化改革與改造升級，探索人才培養新模式[2]。

1 行業需求分析及物聯網工程人才培養現狀

1.1 行業需求分析

物聯網行業迅速發展，市場潛在價值大，對物聯網工程本科人才培養提出了新要求。物聯網行業需要從業人員掌握多學科領域的知識，包括并不限于計算機科學、通信技術、電子工程、自動控制、數據科學等。行業要求從業人員掌握物聯網系統設計與架構、傳感器技術、通信協議、數據分析和云計算等核心技術；掌握一定實踐開發和工程研制經驗，具備解決較復雜工程問題的能力；需要具備良好的團隊合作和高效溝通能力，能夠與不同專業的人員進行有效協作和交流；具備持續學習和適應新技術的能力；具備自主終身學習和不斷更新知識的意識。唯有這樣，才能跟上行業的發展和變化，為行業繁榮發展做出貢獻。

1.2 物聯網工程專業人才培養現狀

以安徽建筑大學為例，該高校物聯網工程專業于2014年

9月開始招生，目前已培養近600名本科畢業生。畢業跟蹤調查表明，本專業畢業生理論基礎和專業知識較強，綜合素質和能力較好，畢業生整體給用人單位的印象很好。畢業生“工程基礎厚、工作作風實、團隊合作能力強”的特點得到了社會的充分認可，畢業生質量在全國享有良好聲譽。但目前仍然存在一些不足：畢業生在應用創新能力、解決較復雜工程問題能力、工程項目開發能力等方面存在較嚴重的短板，不能完全適應物聯網產業快速發展的新

需求。

人才培養的主戰場在高校，但絕不能全部在高校。教師科研教學脫離，學生追求知識和能力的愿望不強，對市場上物聯網行業日新月異的發展充耳不聞，課堂教學內容陳舊過時、教學方法迂腐單調、考核環節放水嚴重、實驗實踐傻瓜式設計，這些都是人才培養失敗的直接原因，必須給予重視并改革優化，才能發揮高等教育人才培養的作用。

2 行業需求驅動的物聯網工程人才培養模式探索

2.1 制定面向行業需求的土建類高校物聯網專業的應用創新型人才培養方案

物聯網工程專業是新工科典型專業，作為一個新型交叉型學科，有著跨學科與跨領域的特點，而由教育部發起的“新工科”建設則向該新型工科專業的人才培養提出了新要求和挑戰，快速發展、迭代迅猛的物聯網行業也要求物聯網工程專業人才培養要務實落地。另外，土建類高校也對該專業人才培養提出了特色要求，主要體現在專業知識結構、實踐能力、解決較復雜工程問題能力以及創新能力

方面。

構建適應當前新工科發展的專業培養體系，確保所培養的畢業生知識體系結構能滿足新時期的物聯網行業需要。遵循“重基礎、寬口徑、強應用”原則，研究物聯網工程交叉學科的關聯性，合理設置必修課與選修課、兼顧理論課程與實踐課程。研究課程、學科與課程體系的邏輯、結構關系，協調各課程和教學環節，從知識、能力與素質等維度進行整合，實現培養體系較高水平的整體優化。

從專業的知識結構、課程體系等方面出發，凝練人才培養內容，將智能建筑、建筑信息模型、建筑節能等方面的知識融入課程內容，進行課程學時比例優化調整。以物聯網行業需求為導向，以學生輸出為目標構建具有土建類高校建筑智能化特色的、系統的、具有前瞻性的、完整的“物聯網工程”專業培養體系，如圖1所示。

2.2 建立適應行業發展需求的梯級課程體系，建設“讓學生動起來忙起來”的課程

物聯網行業迅速發展，應用覆蓋面廣，要求物聯網工程專業畢業生具有較強的知識遷移和知識運用能力。這些能力的習得需要在本科人才培養過程中給予足夠重視，這就對人才培養過程中起著關鍵作用的課程教學提出改革要求。

以物聯網系統全生命周期過程為導向，把物聯網系統的三層模型作為核心，從電子信息類學科、計算機類學科、自動控制類學科等多個學科的專業知識結構、課程體系等方面出發，將感知技術、通信與組網技術、信息安全技術、大數據分析、人工智能、智能建筑、BIM等融入專業理論與實踐課程體系，以“專業基礎”為依托，夯實“專業模塊”架構，拓展“專業應用”領域，使各部分相互融合、相互支撐、相互協調[4]。以行業需求為導向，從知識、能力與素質等多維度進行整合，構建突出專業核心技能和職業核心能力培養、技術特色、創新創業能力的課程體系，實現課程體系較高水平的整體優化[3-4]。充分調動學生的主觀能動性，提高學生的專業實踐能力和終身學習能力，培養學生的創新意識。體系架構如圖2所示。

重構工程實踐教育體系，強化創新創業教育平臺，豐富創新創業課程，研究將創新創業教育融入人才培養全過程的實施方案，滿足行業對人才培養的知識、能力、素質，尤其是實踐能力與創新精神方面提出的新要求。

建立完善的課程體系還不夠，還要將課程落到實處。怎么上好一門課，建設什么樣的課程成為人才培養方案的落腳點。要想真正培養行業所需的人才，就要改變現有課堂教學“一人講、無人聽”的局面，杜絕把課堂變成教師一個人的獨角戲，要重視教學設計，把學生變成課堂的主人，教師起掌舵作用，建設“讓學生動起來忙起來”的課程。

建設“讓學生動起來忙起來”的課程，學生才能真正融入課堂，每一次上課都將解決問題變成己任，主動思考，敢于嘗試，創新能力的培養要求將得到落實。摒棄十年不更新的教案，放棄照本宣科，讓科研進課堂、競賽進課堂，成為建設“讓學生動起來忙起來”課程的抓手。科研項目和學科競賽題目的開放性、新穎性以及與時俱進性，都將大大拓寬學生理論學習的視野，激發新一代青年的學習積極性。在日常的教學活動中，讓學生動起來忙起來，將大大提高人才培養質量。

2.3 構建面向物聯網工程專業的層次化實驗實踐教學模式，以嚴格考核為手段，促成學生成果轉化

貫徹“學生中心、產出導向、持續改進”的新工科建設理念，深入研究新工科背景下企業對人才知識、能力、素質的要求以及物聯網產業發展的需要，積極研究反映社會需求和學科發展的教學內容，使教學內容適應物聯網行業發展需要，以“學生能動手會設計會開發”為實驗教學的目標，在強調基礎理論教學的同時，重點突出物聯網專業的實驗實踐教學環節，設計基礎類、提高類、綜合類的層次化實驗實踐課程，以提高學生的動手實驗實踐能力與科學素養[5-8]。

以層次化模式構建面向物聯網工程專業的核心課程實驗實踐教學體系，面向課內實驗教學和課程設計實踐類兩大模塊，將物聯網專業所涉及的知識體系劃分為專業基礎層、核心拓展層和能力創新層[9]。如圖3所示，分別設計與之對應的基礎型實驗、融合多門專業課核心知識的綜合型課程設計實踐以及面向一些典型物聯網行業應用的側重項目開發能力培養的創新型實驗。

當前，高校在人才培養環節中大多采用學分制，學生修夠學分即可畢業，導致學生群體中存在較嚴重的“及格就好，多一分浪費”的現象。目前相當一部分高校在實驗實踐環節的考核方式過于靈活，大多為考查，存在不嚴格等現象，使得實踐環節在人才培養過程中失去了應有作用。所以嚴抓考核，將構建好的層次化實驗實踐教學模式落到實處才能培養真正滿足物聯網行業需求的人才。以安徽建筑大學物聯網工程專業為例，近三年，針對實驗實踐教學環節，教師采用個性化針對性指導，加強學生實驗過程考核，對學生實驗實踐成果嚴格驗收，實施深度答辯與點評，取得了較好的成效。有不少學生在實驗實踐環節取得的成果，經進一步延伸和優化，在學科競賽和大學生創新創業項目中取得了優秀成績，部分學生將其申請了軟件著作權或者實用新型專利等。

2.4 緊扣行業人才需求，多渠道加強校企合作協同育人新模式

對于校企合作，安徽建筑大學物聯網工程專業已經進行了一定探索，完成了一些初步嘗試[10]。2018年，以“傳感網原理及應用”“RFID原理及應用”“建筑物聯網技術”“物聯網工程綜合實驗”四門課為試點進行改革，與科技型企業合作，讓企業產品進校園，提供實驗實訓平臺；讓師生走出校園，讓企業走進校園，參觀最前沿的物聯網系統和產品，加深對行業的認識和理解。此舉取得了比較好的效果，學生應用創新能力、動手實踐能力、理論聯系實際能力都有了明顯提升，為物聯網工程人才培養模式的探索研究提供了新

思路。

面向行業需求，在學生培養過程中，以課程“項目化”教學為中心，由企業導師和專業導師共同指導；在教學過程中，采用項目驅動方式對各知識點進行綜合設計學習，充分利用學校已有的實驗教學示范中心和重點實驗室的實驗平臺外，加強與科技成長型公司進行“產學研”合作，建設校外專業實踐教育基地和實踐平臺，熟悉企業軟件開發模式及流程，提高學生軟件編程技術的實戰能力，制訂校企聯合專業實踐課程方案。

新工科下物聯網工程專業人才培養框架如圖4所示。

3 結 語

物聯網行業迅速發展，必然對高等教育物聯網工程人才培養提出新要求。以安徽建筑大學為例，針對現有物聯網工程專業人才培養現狀，從培養方案、理論教學過程、實踐教學環節入手，進行人才培養方法改革和優化；積極借力行業內科技型企業力量，加強校企合作和產學協同育人，培養真正能夠滿足行業發展的人才，為把我國全面建成社會主義現代化強國而努力。

參考文獻

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[10]王萍，張振亞，王菲露，等.基于翻轉課堂的“傳感網原理及

應用”教學改革研究[J].電腦知識與技術，2019，15（36）：157-158.

收稿日期：2023-08-05 修回日期：2023-09-14

基金項目：安徽省省級質量工程項目（2021jyxm0277）；安徽省省級質量工程項目（2021jyxm0261）；安徽省省級質量工程項目（2021jxms042）；教育部產學合作協同育人項目（220905841092908）；2022年高校優秀青年人才支持計劃項目（gxyq2022030）

作者簡介：王 萍（1984—），女，博士，副教授，高級工程師，碩士生導師，研究方向為物聯網、人工智能。

張紅艷（1986—），女，碩士，實驗師，研究方向為物聯網、智能建筑。

丁 偉（1980—），女，博士，講師，研究方向為物聯網、計算機系統。

張振亞（1972—），男，博士，教授，博士生導師，研究方向為物聯網、智能計算、模式識別。

陳萬里（1971—），男，博士，副教授，研究方向為物聯網、計算機軟件、最優化計算。