高校物联网工程专业教学研究

引 言

物联网（The Internet of Things）即“物物相连的互联网”。物联网的主要特征是通过射频识别、传感器、全球定位系统等信息传感设备获取物理世界的各种信息，采用分布并行计算、无线传输及实时数据交换等技术进行信息处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化控制。

物联网产业发展前景广阔，世界各主要发达国家都将物联网产业发展提升到国家发展战略高度，如美国提出了“智能电网”、“智慧地球”计划，欧洲的“物联网行动计划”、日韩制定了基于物联网的“U 社会”战略。

我国在物联网领域的研究起步较早，并于 2009 年在江苏无锡建立了“感知中国”物联网信息中心。在十二五发展规划中， 物联网已被列入国家重点发展的五大战略性新兴产业。物联网在国防军事、智能电网、环境监测与灾害预警、智能医疗、智能交通、智慧家居、现代物流与智能仓储等多个领域均已经得到了应用，并已经形成了产业链，产生了大规模的创业效益。经典的应用实例如上海浦东国际机场防入侵系统、济南园博园中的ZigBee 路灯控制系统、厦门的公交线路智能化管理系统、苏州高铁物联网技术应用中心、无锡市惠山区的 220 千伏智能变电站项目等[1]。

物联网工程作为一个新建专业，同时还是一个战略新兴产业，专业建设需要紧密结合产业的发展，国内外没有成熟的人才培养模式可供借鉴，因此在物联网工程专业建设、人才培养模式等方面需要进行深入探索和研究。

1 物联网工程专业人才需求分析

我国物联网发展迅速，物联网技术各主要环节，如传感器设计和制造、RFID 技术、网络架构、信息处理配套系统等均已具备一定的产能，急需大量人才支持。据上海信息学会统计预测，未来 5 年在现代物流与智能仓储、智能交通（车联网）、环境检测与灾害预警等方面将分别产生 20万以上人才需求 ；智能工业过程管理方面约需 50万；在智能家居、智能医护、智能电网与新能源电力等行业的人才需求都分别在百万以上 ；智能农业相关行业人才 1000万以上。整个物联网产业人才需求呈现缺口大，行业分布不均衡的特点。物联网人才可分为研究型人才培养、工程应用型人才培养、技能型人才培养[2]。现阶段高校培养的学生远远无法满足物联网产业的需求， 大部分毕业生仅能做一些产业外围的初级工作，缺乏能够胜任研发、管理、应用核心等方面的复合型人才。

2 物联网工程本科教育专业培养目标

高校在制定人才培养目标时应重视对人才需求的调研分析，确立以就业为导向的人才培养理念，依托学科优势，明确专业方向，突出专业重点与特色，增强毕业生在就业时的竞争优势。

如南京邮电大学坚持走邮电通信行业做专做精、面向信息化社会做大做强的信息特色发展之路，物联网工程专业培养目标设置着重对学生进行物联网产品与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。

河南城建学院于 2015 年获得国家教育部批准开设物联网工程专业，计算机学院具有计算机技术、网络工程、数字媒体等专业，具备物联网感知层和网络层方向的专业建设优势， 同时学校还开设电气工程及其自动化、电子信息工程、建筑电气与智能化、交通工程、环境工程等专业，具备应用层方向的专业优势，因此可依据学校自身专业设置特点，充分利用现有专业、师资和实验室优势，设置科学、合理的专业培养目标： 即培养德、智、体、美全面发展的应用创新型人才，培养学生使其具备良好的科学工程素养和文化修养，系统掌握物联网技术与应用相关的计算机、通信、电子、传感基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，具备物联网工程技术研发、设计、维护和管理能力，能够胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施、运行及维护等工作，符合行业需求的高级工程技术人才。

3 课程体系建设

物联网工程涉及计算机、电子、通信、自动控制、管理工程等多学科的融合，专业跨度大，应用领域广泛，在课程体系建设方面需要采用多元化教学和兼容性的思想，依托学科优势，加强相关专业课程建设。按照物联网体系架构可划分为感知层、网络层、应用层[3] 层体系结构，高校在课程体系设置上要侧重与产业需求对接，将通识教育、学科基础课程、专业必修课程以及选修课程、实训课程等进行科学构建，使学生掌握物联网技术基本理论、基本技能和方法，重视实践、创新能力培养，使学生毕业后能够胜任物联网领域的工程设计、应用系统开发和运营管理等工作。

专业基础课程可设置为物联网概述、计算机网络、数据结构、计算机组成原理、操作系统、数据库原理等。专业必修课程可分为三个方向，传感器与嵌入式系统方向 ：嵌入式系统原理与应用、RFID 原理与设计、MEMS 与传感器技术、EPC 标准、物联网软件设计、物联网安全技术等；传输网络方向： 无线通信、GSM/GPRS 技术原理、物联网网关原理和结构、短距离无线通信与网络技术等 ；应用与信息服务方向：物联网技术与应用、高级语言程序设计、分布式系统开发、管理信息系统、人工智能、智能交通、智慧城市、环境检测与控制等。

4 物联网工程人才培养策略探索

4.1 加强师资队伍建设

物联网专业是一门涉及计算机、电子、通信等专业的交叉学科，师资匮乏是各高校发展物联网专业要解决的首要问题，师资队伍建设面临新的挑战，在积极引进国内外优秀人才充实物联网教学队伍的同时，也要加强现有师资队伍的自身建设。通过选派骨干教师尤其是青年教师到外地进修、到企业短期实训，了解实际的物联网应用系统。鼓励青年教师参与科研团队活动，及时掌握本学科最新科研成果和发展动态， 并充实到教学内容中[3]。

4.2 注重学生实践和创新能力的培养

著名的钱老之问“为什么我们的大学培养不出杰出人才”，这个问题代表了社会对中国大学的期待。美国耶鲁大学校长理查德· 莱文教授认为要鼓励学生能够进行创造性的、独立的思考。物联网专业以培养工程应用型人才为目标，学生通过四年的课程学习、实习实践培养环节的学习，构建自身的知识体系并具备自学、实践、创新能力。

首先要提升物联网实验室建设水平，根据专业建设规划， 加大对实践教学的投入，更新教学设施和仪器设备。其次， 通过创建大学生创新实践基地，鼓励学生参加本专业相关的各种竞赛，积极推动大学生创新意识的提升和团队合作精神的锻炼，努力提高人才培养质量。高校应在指导老师的配备、研究经费、设备、场地等方面给予支持，开设开放性实验，为创新实践活动的开展营造良好环境 [4]。

4.3 进行教学方法和手段的改革

结合学校教师队伍的教学科研情况，对于专业核心课程组织教学团队授课，集体备课，教师将课程与科研课题结合， 积极探索课堂教学改革，引入启发式、讨论式教学，教学内容有的放矢，重点、难点突出，增强教学效果，提高教学质量。聚合名师教学团队，争取建设若干门物联网工程专业精品课程。

4.4 建立良好的校企合作模式

实践教学是物联网工程专业教学体系中的重要环节。除了在校内根据物联网实际应用需求建立物联网实验室，还需建立有效的校企合作模式，学生进入企业实习，为学生提供更多的社会实践和就业机会，同时也为校企双方在科学研究、技术服务、人才培养等方面搭建了良好的合作平台。

5 结 语

通过校企合作，可深入了解物联网企业人才培养需求， 企业工程师参与指导教学，也可将企业实际应用项目引入到课程设计中，锻炼学生的研发、设计、管理的综合能力。