“新工科”“雙一流”和“雙萬計劃”背景下物聯網一流本科專業建設的思考

摘 要：以“新工科”“雙一流”和“雙萬計劃”基本建設為背景，以物聯網一流專業建設為目標，以“物聯網、大數據、云計算、人工智能”交叉融合的專業建設理念為指導，從構建“物聯網+大數據（+人工智能）”專業融合建設的人才培養新模式，創新基于OBE理念和專業融合的課程體系，打造產、學、研、賽、創相結合的工程實踐模式，構建OBE和智慧教學質量評價方法等角度出發，結合專業建設經驗，提出了“新工科”“雙萬計劃”驅動下物聯網一流本科專業的建設思路與舉措，為物聯網一流本科專業建設提供經驗參考。

關鍵詞：“新工科”；“雙一流”；“雙萬計劃”；物聯網；云計算；專業建設

中圖分類號：TP391.44-4；TN929.5-4；G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）08-0-04

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.08.041

0 引 言

2015年10月國務院首次提出了“雙一流”建設規劃方案。2017年9月和2022年2月教育部先后公布了兩批“雙一流”建設高校，共計147所大學入選“雙一流”[1]。“雙一流”的建設目標是一流大學和一流學科建設，然而支撐“雙一流”建設的基礎是一流專業，一流專業是“雙一流”建設的根本[2]。

因此，教育部于2019年4月頒布了實施一流本科專業建設的“雙萬計劃”[3]。“雙一流”與“雙萬計劃”二者任務不同、側重點不同，但目標一致，目的是推動我國本科專業教育的高質量發展，提高人才培養質量，實現科技強國。

“新工科”是我國高等教育為適應新科技革命、新產業發展需要提出的一個全新理念。2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設﹐先后形成了關于新工科建設的“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，開辟了工程教育改革新

路徑[4]。目前，我國高等教育正處于“雙一流”建設、“新工科”建設、“雙萬計劃”建設三大基本建設的形勢與背景下，各高校面臨著一系列三大基本建設的研究與實踐任務。由于各校在辦學歷史、辦學條件、辦學水平等方面參差不齊、條件不一，因此，在學科和專業建設實踐中往往面臨一系列困境，如何順利完成三大基本建設任務，成為新形勢下高校本科專業發展亟需解決的問題之一。

1 物聯網專業特點

物聯網作為“新基建”的重要組成部分，是戰略新興產業和數字經濟發展的重要基礎。物聯網專業因國家戰略需求而興，處于科技與產業變革最前沿，是新工科的典型代表[5]。物聯網專業是一個集電子、計算機、通信、控制科學等于一體的多學科交叉融合專業，為國家產業結構轉型升級提供智力支持和人才支撐，專業口徑寬、就業領域廣[6]。

目前，全國開設了物聯網專業的普通本科院校574所，每年培養專業人才近5萬人[7]。在“雙一流”“新工科”“雙萬計劃”建設背景下，物聯網專業已經成為許多高校重點建設的一流本科專業；與此同時，各高校都面臨著如何把物聯網專業建設成名副其實的一流本科專業的挑戰。因此，文中根據物聯網專業特點與建設中存在的問題，提出了新形勢下物聯網一流專業建設的新思想與新舉措，形成了物聯網一流本科專業建設的新經驗，為專業建設提供借鑒。

2 物聯網專業建設中存在的問題

2.1 專業特色體現不足

物聯網專業體系按照感知層、網絡層、應用層進行設計，涉及電子、計算機、通信等學科，是一個典型的學科交叉型專業，專業體系構成比較復雜，物聯網專業培養體系設計容易陷入傳統工科模式或者與其他相關學科雷同的境地而失去物聯網專業的特色，比如與電子、計算機、通信工程各專業界限不清，這是典型的專業特色不突出問題。部分高校的物聯網專業只是在原來計算機科學與技術專業的基礎上進行了課程擴展，沒有形成自己的體系特色。

2.2 課程設置缺乏特色

物聯網專業是多專業集成創新的“新工科”專業。在課程體系設置時必然受到以上各專業的束縛。物聯網專業課程是多門類課程的組合，課程之間關聯性不高，缺乏核心特色課程。這是因為在制訂物聯網專業人才培養方案時，仍然依賴傳統課程設置思想與方法，沒有很好地凝煉物聯網專業特色，形成自己的專業課程體系。

2.3 專業建設缺乏創新性

物聯網專業是在“新工科”背景下產生的新工科專業，其專業建設目標是面向新興產業和經濟發展需要，培養具有實踐能力、創新能力以及國際競爭力的高素質復合型人才[5-6]。然而，物聯網專業建設仍然沒有脫離傳統工科專業束縛，依然按照過去的經驗執教，辦學理念、課程體系未充分體現新工科的“新”特點。即使在理論研究上體現，但實踐中仍然是老辦法，對物聯網人才培養質量造成很大影響。

2.4 專業建設缺乏復合性

“新工科”的核心強調學科交叉。傳統學科設置劃分過細，在新興技術驅動下，其學科過于獨立、狹窄、領域關聯度低、交叉度低，局限性越來越明顯，難以支撐重大科學問題和復雜工程問題的解決[8]。物聯網本身是新工科專業，自身也是由多學科專業融合而成，在“大、智、物、云”現代信息技術體系中，它們既相互聯系又各自獨立，是信息技術模式的上下游，在技術功能上不可分割。但是，目前物聯網專業建設仍局限于自身狹義的專業范疇，未將大數據、云計算、人工智能領域相關知識進行交叉融合，專業建設融合性、交叉性缺失，不利于新工科建設。

2.5 理論過重、實踐不足

理論與實踐相結合是教育領域永恒的主題。物聯網專業發展至今，仍存在著重理論、輕實踐的情況。教育部文件（教思政〔2012〕1號）要求理工農醫類本科專業實踐教學學時不少于總學時的25%，但是一些高校實際上并沒有真正達到這個標準，有的實踐課流于形式或設置了而不開課。比如，“創新創業實踐”課程，從名稱上看是實踐性的課程，但實質上仍以理論講授為主，或因實踐條件所限，敷衍了事。許多實踐教學常停留在實驗室或實訓場地的演示、驗證性操作上，學生并未得到真正鍛煉。

2.6 工程性實踐不足

物聯網專業目標是培養學生的物聯網關鍵技術應用與開發能力，重點是培養工程應用型人才。但是，由于大部分高校的工程教育體系不完善，工程教育理念沒有被內化，物聯網專業建設中存在工程性教育缺失的現象，鮮有在教學實踐中融入工程應用性教學內容或實踐項目，仍處于以理論教學為主的初級階段，教學與工程實際脫節嚴重，培養的學生缺乏工程經驗。雖然我國工科畢業生數量巨大，但是大學生畢業后并不能立即頂崗，一般要企業進行培訓后方可上崗，這無疑反映出高校工程實踐教育不足且與實際脫節的問題。

3 物聯網一流本科專業的建設思路

一流本科專業建設是我國面向新時代要求培養社會所需的生產勞動、科學研究和工程技術開發創新人才的新舉措，是“新工科”“雙一流”建設的邏輯推演和政策延伸。一流本科專業建設點已遴選兩批。建設點遴選只是一個起點，關鍵是要通過一流專業建設點的建設，促進高等教育發展。因此，在實際建設中，首先要嚴格遵循教育部《“雙萬計劃”通知》中規定的“專業定位明確、專業管理規范、改革成效突出、師資力量雄厚、培養質量一流”目標要求[2]，嚴格、規范設計專業內容，使專業建設符合教育教學規律。

其次，要擯棄傳統專業建設模式，樹立“新工科”“OBE”“工程認證”的專業建設理念，從社會對人才需求的基本規律出發，在廣泛深入的社會調查調研基礎上，研究專業建設的基本規律，以高素質應用型人才培養為中心，創新專業建設機制，全面探索專業建設的新理念、新途徑、新方法，構建適應新時代發展的專業建設模式。

第三，在信息時代，物聯網、云計算、大數據和人工智能構成了一個完整的閉環系統模式，該模式將物理世界和信息世界有機融合，實現信息共享[9]。因此，新的物聯網專業建設要以“物、大、云、智”為主線，加強學科專業跨界交叉融合，優化重構人才培養方案、創新課程體系和實踐實訓模式等要素，結合物聯網專業特點與實踐經驗，探索符合新形勢的物聯網一流專業人才培養新體系和新模式。

最后，全面落實課程思政建設，堅持立德樹人，充分挖掘專業課程的思政元素，在專業建設中強化課程思政與思政教育的協同效應，打造“三全育人”格局的課程思政體系，實現“知識傳授”和“價值引領”的有機統一。

4 物聯網一流本科專業建設舉措

4.1 樹立新工科“物聯網+X”的一流專業建設新理念

物聯網、大數據、云計算、人工智能同為新一代信息技術的產物，雖在各自技術領域有所不同，但他們都具有“新工科”背景。物聯網技術的深入發展離不開大數據、云計算、人工智能等技術；同樣，后者若要發揮作用也離不開物聯網技術的支持，它們是信息系統的上下游，不可分割[10]。物聯網是多學科交叉融合的結果。物聯網專業的人才培養目標在于培養學生具有跨界融合的能力。因此，物聯網一流專業建設要摒棄傳統觀念、開拓思想，樹立大數據、云計算、人工智能融合發展的新理念，專業建設要根據各自的辦學定位和辦學目標，形成具有“物、大、云、智”的“物聯網+X”辦學模式，培養具有駕馭全局能力，具備多學科背景的團隊合作能力，并有一定創新意識和國際視野的復合型應用人才。

4.2 構建新工科一流專業人才培養新模式

4.2.1 探索構建“物聯網+X”的“物、大、云、智”融合培養的人才培養模式

“物聯網+X”專業建設要充分分析新工科背景下物聯網專業人才培養目標與國家新興戰略產業人才需求的契合度，以優化培養目標為核心，以“物、大、云、智”為引領，以學科交叉、專業融合為方向，挖掘物聯網與大數據、云計算、人工智能的交叉、連續、耦合性內涵，提高“物、大、云、智”資源共享度，改造升級人才培養方案、課程體系和實踐實訓等環節，建立“物聯網+（大、云、智）”專業人才培養新體系，體現多樣性和個性化人才培養新模式。

4.2.2 探索創新“學、創、賽”三位一體教學模式

構建以專業教學為基礎，以物聯網專業創新創業項目為載體，以專業學科競賽為引領的“學、創、賽”三位一體教學模式，使“學、創、賽”三者相互融合，互相貫通，合力培養學生的專業實踐能力與創新能力。

4.2.3 探索產學合作協同育人模式

以產出為導向，走產學結合之路，積極與知名企業開展深度合作，創新協同育人機制，大力開展建設以提高學生專業技能和綜合素質為根本的校企聯合培養模式，實現產、學、研、創一體化。

4.3 構建基于OBE理念和專業融合的專業課程新體系

4.3.1 構建OBE理念的課程體系

基于OBE理念，以學生為中心、以需求為導向，構建以通識教育課程、創新創業課程為兩翼，以專業基礎課程、專業核心課程、專業拓展課程為主體的“一體兩翼”專業課程體系，其核心要體現“持續改進”[11]。

4.3.2 構建專業交叉融合的課程結構

根據“物聯網+X”融合專業建設目標，重新規劃設計物聯網專業跨學科交叉融合的課程結構，在物聯網專業基本知識體系基礎上，開設大數據、人工智能相關基礎課程，構建物聯網+大數據+人工智能的知識融合體系。由淺入深設計面向專題式、項目式的“物聯網+X”課程群，包括設置人工智能+大數據分析+前沿通識課模塊、設置人工智能+物聯網綜合實驗模塊、物聯網+大數據分析實驗模塊，開展“人工智能+大數據+物聯網”的綜合性專業實踐，培養學生的綜合專業技能。

4.4 打造物聯網一流專業的工程實踐新體系

為實現物聯網一流專業建設目標，打造產、學、研、賽、創相結合的工程實踐體系，多方位培養學生的工程實踐能力與創新創業能力。

4.4.1 加強校內共享型實踐基地建設

依托我校的廣西自治區物聯網示范專業基地構建“基礎技能實踐-專項技能實踐-綜合技能實踐-拓展開放性實驗”四級遞進實踐體系，建成既能滿足學生實踐，又能滿足大數據、人工智能等專業要求的共享型實訓基地。

4.4.2 加強校外實踐與科研基地建設

加強與地方行業企業交流合作，大力拓展校企合作空間。一是大力發展校外實踐教學基地，建立校企合作長效機制，建立一批穩定的實踐教學基地，有利于學生的認知實習、專業實習、畢業實習；二是教學實踐融入企業工程項目，帶動學生參與實際項目的研發、設計與施工，可以提升學生的工程實踐能力和創新創業能力。

4.4.3 加強虛擬仿真實驗平臺建設

通過物聯網虛擬仿真實驗平臺建設，實現實踐教學的虛實互補混合式教學，多方位提升學生的實踐技能與水平。

4.4.4 加強創新創業實踐和學科競賽活動

創造條件并鼓勵學生參與各級各類創新創業實踐活動和大學生賽事活動，以賽促學，專創融合，多維度培養并鍛煉學生的創新創業能力。鼓勵學生參與課外開放專業實驗，利用現有的實驗資源，最大程度提高學生的動手實踐能力。

4.5 構建物聯網一流專業建設的評價新方法

4.5.1 創設基于OBE理念的質量評價方法

隨著工程教育認證的深入，基于OBE的教育模式和質量評價已成為我國高校教育改革的主流理念[12]。OBE以學生為中心，面向學習目標，設計相應的教育教學模式來保證學生達到預期目標，并不斷改進。實施OBE教學質量評價模式應以促進實現某種培養目標為導向，結合專業實際，綜合考量各種條件，最大化實現教學的功能與價值。OBE模式是一個持續改進的過程，它要求建立一種有效的持續改進機制，實現高校教育的質量評價從“質量監控”向“持續改進”轉型[12]。因此，“新工科”及“雙一流”新形勢下的教學質量評價應采取以學生為中心的OBE評價模式，這種評價與改進應貫穿于學生培養過程的始終。

4.5.2 建立基于智慧教學的質量評價方法

從全球教育發展趨勢來看，僅以“知識傳遞”為目的的教學已不能滿足新時代人才培養的需求，智慧教學理念應運而生。智慧教學是以培養學生的智慧為最終目標的教學活動，而實際教學過程中檢驗評價智慧教學效果如何，必然需要完善智慧教學的評價方法[13]。當前，智慧教學平臺和教學模式不斷涌現，教師可以選擇適合自己的智慧平臺，構建適合自己的智慧教學模式，擺脫傳統教學方式，充分利用現代信息技術開展教學活動；并利用智慧平臺大數據智能分析系統，結合線上線下評價，建構智慧化評價模式，實現人才培養質量所要求的實時性、反饋性、可追蹤性、可控性。

5 結 語

“新工科”“雙一流”“雙萬計劃”一系列本科教學改革工程的啟動，彰顯了國家對本科教育質量的重視，加強一流專業建設是高校在新時代普通本科教育中突圍的有力舉

措[14]。文中以問題為導向，遵循教育部“雙萬計劃”精神，以“新工科”和“雙一流”建設為背景，對物聯網一流本科專業建設的理念、人才培養模式、工程實踐體系和質量評價方法等進行了詳細論述，提出了“新工科”“雙一流”背景下推進物聯網一流本科專業建設的思路與方法，為物聯網一流本科專業建設提供參考。一流本科專業建設是一個長期的教學改革過程，還會出現許多問題，需要高校共同探索與實踐。

參考文獻

[1]教育部，財政部，國家發展改革委.關于公布第二輪“雙一流”建設高校及建設學科名單的通知[EB/OL]. （2022-02-16）[2023-07-28]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202202/t20220211_598710.html.

[2]教育部辦公廳.關于實施一流本科專業建設“雙萬計劃”的通知（教高廳函[2019]18號）（2019-04-04）[2023-07-28]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201904/t20190409_377216.html.

[3]王建華.關于一流本科專業建設的思考—兼評“雙萬計劃”[J].重慶高教研究，2019，7（4）：122-128.

[4]賈雙英.新工科背景下物聯網工程專業建設思考[J].物聯網技術，2020，10（7）：110-112.

[5]王玉龍，高安迪，孟琨泰.大數據與物聯網的關聯及應用初探[J].南方農機，2020，51（13）：171.

[6]周鵬，張傳琪，蘇繼斌，等.物聯網工程省級一流本科專業建設探索與實踐[J].西部素質教育，2020，6（1）：170-172.

[7]佚名.有哪些大學有物聯網工程專業[EB/OL]. （2023-04-28）[2023-06-30]. https：//www.dxsbb.com/news/10449.html.

[8]張東海，高蓬輝，黃建恩，等.新工科背景下多學科交叉融合的建環專業人才培養模式探索與實踐[J].高等建筑教育，2021，30（1）：1-9.

[9]綦小龍，王慧玲.物聯網與人工智能相結合的人才培養模式研究[J].中國教育技術裝備，2019，30（22）：27-29.

[10]龔蕾，孫澤宇，楊尚森.新工科背景下物聯網工程專業建設的探索研究[J].物聯網技術， 2021，11（4）：110-112.

[11]馬文英，楊雄，王天寶，等.基于產出導向（OBE）的本科人才培養質量評價方案研究[J].高教學刊，2021，7（20）：1-7.

[12]黃和祥，侯作富，夏成宇，等.基于OBE理念的課程教學分析評價與改進策略[J].黑龍江科學，2022，13（19）：125-127.

[13]董歡. OBE成果導向下基于云班課的混合式學習評價研究[J].商業會計，2022，30（10）：123-125.

[14]李雨潤，吳端，肖潔.基于OBE理念的教學設計與實踐研究—以現代教育技術課程為例[J].科技視界，2022，13（5）：89-90.

收稿日期：2023-08-17 修回日期：2023-09-26

基金項目：2023年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2023JGA361）；2022年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2022JGZ174）；2022年教育部第二批產學合作育人項目（220506107161651）；廣西創新驅動發展專項項目（桂科AA21077018-2）

作者簡介：王忠東（1967—），男，博士，教授，研究方向為物聯網工程、人工智能、高等教育。