新工科背景下地方高校物聯網工程專業實踐教學研究

摘 要：在新工科建設教育改革背景下，針對地方高校物聯網工程專業實踐教學過程中存在的不足，結合北部灣大學物聯網工程專業實踐教學建設內容，提出有效提高物聯網工程專業實踐教學效果的改革措施，包括引入OBE成果導向教學理念和CDIO實踐教學模式、構建專業實踐教學體系、加大實踐教學平臺建設，開展多層次、多樣化的實踐教學，注重個性化教學、創新創業教學。實踐表明，開展實踐教學改革能夠充分調動學生學習的積極性，有效提升學生的專業實踐能力、創新創業能力、解決復雜工程問題的能力，提升地方高校物聯網工程專業實踐教學水平和培養高素質新工科人才的辦學水平。

關鍵詞：新工科；地方高校；物聯網工程專業；OBE；實踐教學；高素質新工科人才

中圖分類號：TP39；G642；TN99 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）08-0-03

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.08.039

0 引 言

自教育部推進新工科建設教育改革工作以來，全國高校對新工科專業建設進行了積極嘗試和探索，并取得了一定成效。新工科建設是應對國家、社會、經濟發展的需要，從國家戰略出發，面對未來科技創新和產業革命升級等新環境、新機遇提出的一系列重大計劃。新工科建設教育改革為了適應未來復雜多變的社會環境，培養具有創新創業意識，工程實踐能力突出，以適應傳統產業升級和面向未來智造的高素質復合型工程人才。地方高校與地方經濟發展具有直接關聯性，對區域創新和區域產業升級具有重要支撐作用。物聯網工程專業是跨多學科、多領域的新工科建設專業，旨在培養具有創新意識和實踐能力的工程人才。實踐教學是物聯網工程專業教學的重要組成部分，探究實踐教學對確保物聯網工程專業高素質工程人才培養具有重要研究

意義。

1 物聯網工程專業實踐教學現狀

新工科建設教育改革要求物聯網工程專業人才培養與時俱進，以學生為中心，注重多學科交叉與融合，注重工程應用能力和創新能力的培養[1]。結合實際情況，眾多地方院校在物聯網工程專業實踐教學中普遍存在以下問題：

（1）課程實踐教學環節比較薄弱，課程設置缺乏連貫性與跨多學科交叉內容。傳統的實踐教學過程中，任課教師更關注課程規定任務的完成，缺乏對學生自主學習能力、創新能力的培養及對實踐課程的過程性考核[2]。

（2）實訓課程和課程設計缺乏新意，教學內容偏離實際，考核標準不統一，缺乏過程性考核，很難達到課程教學的預期目標；實踐教學質量無法保障，很難達到新工科教學改革對工程應用能力培養的要求[3]。

（3）實訓教學缺乏企業的參與或校企合作不夠深入，實踐教學與行業項目脫離，實踐教學環境與行業實際研發環境區別較大，與實際生產環境脫軌，不利于提高學生工程實踐能力，較難達到新工科物聯網工程專業培養目標中的工程實踐能力要求[4]。

（4）實驗設備和實驗環境比較陳舊，實驗教學項目偏少，教學項目之間相互獨立，關聯性較弱，驗證性實驗居多，缺少綜合性和創新性實驗，嚴重缺乏跨學科類實驗，難以達到新工科教學改革復合型工程人才培養要求。

（5）實踐教學模式和組織形式缺乏自主性和多樣性，缺少綜合性實踐教學平臺，無法有效調動學生學習的積極性，不利于學生綜合素質的培養。

以上問題嚴重影響新工科人才培養質量的提升，是地方院校物聯網工程專業建設過程中亟待解決的問題[5]。

2 物聯網工程專業實踐教學基礎理論

物聯網工程專業是計算機、電子、通信等多個學科交叉、融合形成的新工科專業。學生應具有跨學科理論基礎和知識應用能力、專業實踐能力、創新實踐能力以及解決復雜工程問題的能力。研究依托北部灣大學物聯網工程專業實踐教學，深挖物聯網工程專業實踐教學方面的教學困境，結合OBE成果導向教學理念和CDIO實踐教學模式，多角度剖析新工科背景下物聯網工程專業人才培養過程中實踐教學建設的重要作用和實踐教學改革的必要性，對物聯網專業技術人才實踐教學培養體系的完整構建進行系統深入的

研究。

基于OBE成果導向教學理念的教育模式重點強調以學生為中心，遵循以產出成果為導向、保證教育的有效性和持續改進的理念。OBE重點關注學生的學習效果和工程能力的培養，提倡反向設計原則，以達到預期設定的培養目標，評價教育模式[6-7]。OBE教育理念與新工科教育改革宗旨契合度高，均突出了工程類人才專業實踐能力的培養，致力于提升學生解決復雜工程問題的能力，有利于提升工程類人才創新創業的能力。

CDIO教學模式以產品研發到產品運行的生命周期為載體，包括構思、設計、實現和運作等過程[8-10]。CDIO教學模式強調學生工程學習過程中的主動性、參與性、實踐性、團隊性。CDIO教學實踐與物聯網工程專業課程實踐教學契合，能夠有效加強多門實踐課程間的聯系，更好地體現物聯網工程專業多學科的特性，CDIO教學模式能夠更好地激發學生的學習興趣，提升學生的團隊協作能力和工程實踐

能力。

3 物聯網工程專業實踐教學改革

北部灣大學物聯網工程專業2014年開始招生，意在培養能夠從事物聯網技術相關領域設計、開發、管理、維護等工作的高素質應用型人才。以新工科建設對地方高校物聯網工程專業人才培養的要求為依據，北部灣大學物聯網工程專業人才培養模式如圖1所示。

3.1 構建物聯網工程專業實踐教學體系

文中結合北部灣大學物聯網工程專業建設實踐，探討如何有效提高物聯網工程專業的實踐教學效果。專業課程劃分為專業基礎課、專業核心課、專業選修課和專業綜合實踐應用4類（具體見表1），其中實踐教學環節包含課程實驗、課程設計、實習實訓、學科競賽和創新創業活動等內容。

改革物聯網工程專業實踐教學評價體系，實現以結果評價和過程評價相結合的綜合評定標準。評定標準以考核學生的專業實踐應用能力為出發點，評價指標需具有綜合性、多元化、應用性，并建立有效的評價反饋機制。實踐教學過程性考核包括實踐作品展示、面試答辯等多種形式的考核標準，全方位、多角度綜合考評學生的專業實踐能力。

3.2 實踐教學平臺

北部灣大學物聯網工程專業密切關注行業發展動態，以更好服務地方經濟社會的發展為目標，積極搭建專業實踐教學平臺。在產教融合的背景下大力深化校企合作，探索校企合作人才培養新模式，改革現有實踐教學方法和教學形式，建立企業人員和教師聯合授課制度。與合作企業開展項目研發，設計貼近地方行業企業具體應用的實踐教學項目，實現校企項目互通。從行業企業需求技術出發，推薦學生去合作企業實習，設置與行業企業開發項目相同的實驗環境，使學生加快適應行業崗位需求。進一步加強實踐教學基地管理，依托自治區實驗教學示范中心、市重點實驗室，教育部-中興通訊ICT產教融合創新基地等，我校已先后完成“智慧農業”“智慧港口”等一批高質量的“工程實踐教育中心”建設，為提升學生的專業實踐能力和解決復雜工程問題能力形成強有力的支撐。

3.3 個性化教學

物聯網工程專業實踐教學以專業能力及素質綜合發展為立腳點，不斷深化課程思政建設，增強政治認同和文化自信，以培養適合地方經濟發展的高素質工程類應用型人才為己任。注重學生的個性化培養，因材施教，采用多層次、多樣化的實踐教學形式。具體內容如下：

（1）開展第二課堂教學，開放專業實驗室，教師可以根據課堂教學內容延伸布置開放性課題，也可以根據興趣自主選擇相關課題；

（2）加強物聯網專業協會、程序設計協會、電子協會的管理和建設，注重高低年級梯隊建設，協會指導教師和學生雙向選擇完成指導教學、科研或橫向項目，以達到開闊視野和提升專業實踐能力的目的；

（3）鼓勵學生積極參加專業學科競賽，如全國大學生物聯網設計競賽、廣西大學生人工智能設計大賽、廣西大學生程序設計大賽等。各項學科競賽配備專門的指導教師進行全程指導，充分調動學生參與學科競賽的積極性，形成高低年級團隊成員結構合理的學科競賽團隊，達到以賽促學的目的。同時，鼓勵學生將競賽成果應用到畢業設計等專業綜合實踐中，進一步提升學生的專業實踐能力。

3.4 創新創業能力培養

大學生創新創業能力的培養是新工科教育改革的重要組成內容，學校積極引導學生參加創新創業訓練計劃，培養雙創意識，鼓勵優秀的學生參加創新創業大賽，提升創新創業能力。物聯網工程專業采用漸進式培養方式，將專業能力有機融入創新創業訓練中，在提升創新創業能力的同時，進一步提升專業實踐能力，實現專業實踐能力和創新創業能力共同提升的良性循環。在具體培養過程中，加大創新創業訓練的計劃宣傳力度，以此來吸引學生的注意力，讓盡可能多的學生參與進來。安排專業教師和輔導員進行創新創業講座和創業項目指導，形成良好的創新創業氛圍。創新創業團隊盡量由高低年級和跨專業學生共同組成，確保創新創業項目順利開展并完成。鼓勵學生積極申報省級和國家級創新創業訓練計劃項目，對獲批項目進行定期指導和考核，推動項目產品產業化，培養學生創業能力。漸進式的培養方式對提升學生對創新創業的認識和提高學生的創新創業能力具有重要

意義。

4 結 語

通過對北部灣大學物聯網工程專業實踐教學的分析與研究，針對地方高校物聯網工程專業實踐教學環節中存在的不足，分別從實踐教學理論、實踐教學課程體系建設、實踐教學平臺建設、個性化教學、創業教學等方面提出了實踐的方法和措施，并通過具體實施效果表明改革措施和方法可以有效提高地方高校物聯網工程專業實踐教學水平和物聯網工程專業學生的專業實踐能力、創新創業能力和解決復雜工程問題的能力，為地方高校新工科專業建設以及提高學生就業競爭力提供有力支撐。

參考文獻

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收稿日期：2023-08-26 修回日期：2023-09-27

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目（2021JGA253）；廣西中青年教師基礎能力提升項目（2023KY0441）

作者簡介：楊忠強（1986—），男，博士在讀，講師，研究方向為物聯網應用技術、無線傳感器網絡等。

趙榮陽（1982—），男，碩士，教授，研究方向為物聯網應用技術、水下定位技術等。

魏妮妮（1982—），女，碩士，副教授，研究方向為混合式教育研究。