物联网专业应用型人才培养研究与改革

引 言

中国高等教育积累了丰富的教学经验，取得了长足的发 展。高等教育按分类有序发展和应用型本科教育改革已成共 识，专业教育已经意识到应用型本科教学的重要性和社会区 域的发展适应性 [1]。另外，新建地方本科大学着眼于未来人才 的需求，开展应用型专业教学 [2,3]。

但是，应用型人才的教学改革仍处于起步阶段，还存在 一些问题，例如，一是各领域投入力度不够 ；二是应用型本 科人才的培养目标还不明确 ；三是教学改革实践成果还不突出 或者没有适用性 ；四是应用型本科高等教育的理论体系仍没有 健全且不能适用于全面的专业；五是高水平师资队伍有待形成。 要解决这些问题，需要从很多方面进行教育改革与探索。 

针对物联网工程专业的特点，物联网工程专业建设不仅 要加强基础教学，更好立足于专业特色，把握好人才培养的目 标和方向，努力培养应用型的人才，并着力培养具有创新意识 的人才。针对物联网专业的应用型人才培养，提出不同于创新 型人才培养的另类模式，对物联网专业应用型人才的培养进 行分析和讨论。

 1 应用型人才培养分析 

当前，在经历了一系列措施的教育教学改革后，高等教 育教学改革已经呈现出明显的优势和特点，为应用型人才培 养改革提供了必要的依据和条件。高等教育教学改革体现了以 提高认识、明确定位为主的教学改革思路，通过加强实践和 理论创新方法，体现了以实践与应用为主的教学改革，坚持了 技能和专业能力培养为主的思想，提倡以技能和设计为导向， 以创新特色为主，全面深化教育教学改革 [4]。 

现阶段，教学改革的目的主要是有两个 ：一是提倡以创 新特色为主的教学改革。二是以提高人才培养质量为目的。创 新特色一般是指针对教学内容、课程体系、实习实训、理论 教学方法等进行创新，包括理论创新和应用创新。当然，提 高人才培养质量主要是针对社会需求和经济发展需要，着力 培养适用于社会经济发展的人才 [5]。 

现阶段来看，教学改革刚刚起步，建设项目呈现多样化 和多目标性，但是总体上在资金、人力、改革力度等方面投入 不足 [6]。教学资源的投入是重要途径之一，包括师资培养、实 践条件、教学内容改革等。 

在人才培养模式方面，人才培养模式可以采用订单人才 培养、校企合作、校校联合、职高与本科院校联合等办学模式， 采用多种形式的人才培养模式。在专业建设方面，从培养方案、 教材、实验和实践条件、师资队伍等多个方面开展全面建设。 同时，各高校要切实落实践教学改革，建立有效的保障体系。

物联网专业涉及知识较为广泛，从感知层、网络层和应 用层三个层次结构上分析，课程体系建设是一项重要的工作， 特别如何培养适用于社会的应用型人才，需要从多个方面进行 教学改革。 

2 应用型人才培养改革

2.1 教学改革与定位 

考虑到实际教学的情况，制定切实可行的培养目标，并 且专业定位要能够突出能力培养，但是可能存在一些问题，如 能力结构不明确和能力培养缺失等，急需在教学改革中进行 探索和解决。 

专业定位要明确，需要从以几个方面进行考虑。第一， 培养目标基本明确。培养目标要定位为应用型专业教育，立足 于专业素质的培养，但是要切合区域经济发展的需要，确定 培养方向和内容 ；第二，人才规格多样化。培养目标涵盖了人 文素质教育和专才教育的基本要求，同时，也可以看到目标中 的人才规格还是用知识、能力、素质表述，这与当前大多院校所制定的培养目标所体现的人才规格多样化相一致。

以物联网工程专业为例，目标是培养具有良好思想道德 修养和身心素质、较高文化品质和科学素养，德、智、体、美 等方面全面发展，掌握数学与自然科学基础知识，系统地掌 握物联网关键技术的基础理论、基本知识和基本方法，获得 相应专业技能训练，具备从事物联网相关的应用技术研究、物 联网应用系统规划、设计、开发以及系统运行维护与管理能 力的应用型高级专门人才。

 培养目标突出了物联网应用系统的应用和管理能力，但是 在充分考虑了通识教育的必要性后，设置了必修或选修的课程 体系，体现了人文教育和专才教育的统一。

 2.2 专业课程体系 

专业课程体系改革势在必行，大多数院校主要采用以理 论与实践相融合的课程体系，例如《RFID 原理与应用》和《传 感器网及微操作系统》，课程是以理论教学为主和实践为辅的 教学思路，存在理论与实践脱节、教学侧重点不明确、技能训 练没有深入等现象。 

为了避免这些现象，需要从以下两个环节加以改革。第一， 逐步形成理论和实践两个分立课程体系结构。理论为实践提 供必要的基本依据，实践是理论知识深化的有效途径。有实 际培养过程中，可以考虑把理论知识与专业实训、专业实习、 教师研究课题、工程项目、联合培养等实践内容相结合，促 进理论与实践教学的统一。第二，探索以平台课程为基础，以 知识模块为核心的教学模式。所谓的平台课程是指与专业知 识或理论密切相关的基础知识。知识模块是指不同专业方向 的课程体系。 

针对物联网专业，要掌握感知层的专业知识，需要掌握 电子基础技术方面的知识，还要掌握单片机原理的专业技能。 《电子基础技术》和《单片机原理与应用》可以作为平台课程 设置。另外，物联网涉及的关键技术有多种，比如，网络层有 WiFi、ZigBee、蓝牙等无线网络技术，还有 3G、4G 等移动 网络技术。感知层有传感器技术和 RFID 技术等，物联网专 业体现了专业技术多样化的特点。教学改革适当考虑在一些基 础课程上增加以某一个专业方向作为培养模式。 

2.3 课程改革 

专业教指委分方向制订专业规范的重要意义在于提出了分 类型、分层次人才培养，这就需要各学校根据各自的目标定位， 在充分调研的基础上，结合各自的实际培养不同特点的学生 [7]， 从理论课程、实践课程和综合性课程等几个方面开展课程改 革。 

在理论课程改革方面，构建专业核心课程，以教育部高 等教育司颁布的普通高等学校本科专业目录和专业介绍的内容 为例，物联网工程专业的核心课程涉及到七个核心知识领域 ： 物联网技术体系、标识与感知、物联网通信、物联网数据处理、 物联网控制、物联网信息安全、物联网工程设计与实施。 

根据实际教学情况，构建核心课程，如高级语言程序设计、 物联网工程概论、电子技术基础、数字逻辑、面向对象程序 设计（JAVA）、计算机网络、传感器原理及应用、单片机原理 及应用、嵌入式系统原理、RFID 原理及应用、传感网与微操 作系统、物联网应用系统设计、物联网信息安全技术等。这些 核心课程的设置情况要适应应用型人才培养的目标，开展专 业理论课程改革。 

在实践教学方面，加强实践教学，保证实验、实习与实 训的教学思路，但是要注意专业技能的培养不能一味地强调 实验。完全可以借鉴高等职业教育的教育改革成果，把职业 教育中强调的实训、顶岗实习、职业训练等引入应用型人才培 养。同时，建立和推行实践课程体系，把基础实验、技能训练、 系统设计、实习和技能竞赛有机地结合起来。

 综合性课程，提出项目课程概念，探索创新课程形式 ； 但对项目课程概念把握还不准确，尤其是对项目课程已突破“两 个体系”概念认识不够 ；课程内容改革有待深化。

2.4 教学方法改革 

与应用人才培养适应的教学方法有多种，如启发式教学、 案例教学法、项目教学法等 [8]。 

启发式教学是以学生自主学习和合作讨论为前提，以基础 教材为依托，学生自由表达观点、研讨问题，并通过个人、小组、 集体等多种形式的解难释疑活动，用所学知识解决实际问题的 教学形式。 

目前，针对物联网方面的教材很多，但是都不具有针对性， 需要在教学过程中采用启发式教学方法开展专业教学工作，也 是适用于物联网专业应用型人才培养的需求。 

例如，《RFID 原理与应用》课程的实际教学过程中，引 入启发式教学，以学生自主调研和小组讨论为主，同时，根据 教材内容，编制相近教学内容，引入单片机原理、传感器原理、 软件开发技巧等方面的知识，丰富课堂内容。通过专业见习活 动，理解实际应用中的知识运用，进一步开拓学生视野，最终 达到学生能够运用理论知识解决实际问题，提高知识的综合 应用能力。

物联网专业在制定专业教学大纲时，要充分利用案例教 学方法。例如，《RFID 原理与应用》课程需要引入应用案例， 可以直观地展现知识的应用，同时，使学生对知识的理解更 深入，更能体现知识的实践性，逐步培养学生的创新意识。

项目教学法是以项目为导向的教学，把教师或企业的一 些实际项目引入到教学过程中，结合实际项目的开展，进一步 引导学生思维活动的变化，创立新的知识点和应用特性。 

当然，教学过程中要充分利用多种教学手段，如多媒体、网络资源共享等，这些教学手段能够有利于促进物联网专业 教学，也能够丰富教学内容，提高专业教学的效率。 

2.5 教学改革思考 

通常，应用型本科人才的能力培养具有丰富内涵。针对 社会需求和应用型人才培养，培养基本目标是整个培养方案 和政策的执行力与基于技术的创新力共同创造，形成初步的科 学行为能力和初步的科学思维能力 [9,10]。针对物联网专业应用 型人才的培养，从培养方案制定到实施，应该严格执行和落实， 但有几点值得深思。 

（1）基础教学。教师传授课程的基础知识，在一定层面 上，基础知识是从事工作的专业技术知识储备。当前，一些企 业用人标准注重基础知识的掌握，要求大学生具有潜在发展 空间，这就需要学生具有较深厚的基础知识。比如，要求学 生具有较好的 C 语言基础，而不会关心其它面向对象的程序 设计。技能可以由企业进行训练，但是在企业，基础知识无 法得到系统学习，而应用型人才的培养又往往忽视基础知识的 教学。对此，从事物联网专业教学的老师从不同角度进行引导， 适时调整教学方案。 

（2）创新意识培养。物联网专业的应用型人才培养，不 能总是强调创新培养，更应该注重应用型创新，突出学生的 创新意识培养。学生到企业后，除了自身拼搏和团队精神外， 创新的潜力能够得到较好地的发挥。 

（3）教学改革中的实验室建设。建立综合工程型的实验 实践平台，为学生建立创新应用的开发平台，通过该平台，学 生能够了解应用系统，通过思考问题和提出自己的观点，进一 步学习和实践应用。 

（4）侧重培养应用系统的管理和维护能力。了解物联网 专业所涉及到的软硬件的功能和性能，并熟练的应用相关知识 构建、配置和优化物联网应用系统（系统集成）。侧重软硬件 开发（或其它）能力培养。

 这些，将对物联网专业应用型人才培养产生重要影响， 也是改革的重中之重，将对提高教学质量起到至关重要的作 用。

3 结 语

应用型人才培养是高等教育制定的人才规格之一，是适 应社会经济发展的必然需要。根据应用型人才教学的现状和 特点，对物联网专业应用型人才培养的改革目标、改革思路和 方法进行了研讨。