物联网工程专业人才培养体系研究

刘忠宝

山西大学商务学院信息学院 山西 030031

0 前言

物联网技术是以计算机、通信、微电子为基础的信息技术，物联网技术的研究与发展创造了空前广阔的发展前景，为产业的发展创造了巨大的空间，也必将影响到未来大学生就业格局的变化。在“两化融合”和“感知中国”的国家战略背景下，物联网的发展受到了我国政府、科研、教育、产业界的高度关注。2010年3月，教育部发布《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，随后，我国有数百所大学申报和准备试办物联网工程或传感网专业，这反映出大学对新技术、新产业发展的敏感和重视。但在建设物联网工程专业时，课程体系的设计在国内外无先例可以借鉴，因此必须采取十分审慎的态度。从规避风险的角度看，在考虑新专业培养目标定位与课程体系设置时，应该遵从两个原则：一是充分发挥“源学科”的学科基础与优势；二是从未来毕业生可能从事的就业岗位和就业的能力需求出发，反过来审定设计的培养目标，对课程体系和内容进行取舍。

本文从高校物联网工程专业建设框架和保障措施两方面对物联网专业人才培养体系进行研究。

1 高校物联网工程专业建设框架

1.1 课程建设

1.1.1 高校建设物联网工程专业的特点

物联网工程专业是多专业的融合与提升，需要多专业课程的汇聚，取其共性，建立基础教学；各院校根据自身行业应用背景建立应用背景优势，建立各自的应用方向的课程和实训，突出应用方向的特点。

1.1.2 物联网工程专业人才培养目标

物联网工程专业面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。

本学科专业培养的学生知识结构合理，具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技能的能力以及较强的创新实践能力。

1.1.3 物联网工程专业能力培养要求

(1) 综合性：物联网是多专业的融合，要求人才培养的宽知识背景，了解传感层、通信层、网络层的基本知识，学科涉及电子、计算机、通信、自动化等传统学科；

(2) 系统性：物联网是系统工程，要求在人才培养中要通过特定课程或创造综合实训环境培养学生的系统观；

(3) 专注性：在综合与系统的背景下，要泛而精，培养学生重点掌握物联网技术的某一个层面或某一个方向的能力，毕业后能专注于某一个岗位；

(4) 创新性：在技术背景下，重点强调应用的创新能力，国内物联网要有大发展，重点不是技术，而是技术应用模式创新，新的应用创新能扩大市场并对技术提出新的要求；

(5) 主动性：物联网技术更新快，基于课程本身要培养学生主动学习的能力，掌握基本学习的方法，主动求索。

1.1.4 物联网工程专业培养要求

(1) 掌握与物联网学科相关的理工知识和基本理论和方法；

(2) 掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态；

(3) 熟悉国际国家关于物联网标准；

(4) 掌握必需的传感器、电子、通信、单片机，高频微波、RFID、计算机技术等知识和专业技能；

(5) 掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法；

(6) 掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。

1.1.5 物联网人才培养形式

(1) 本科教育

① 新专业培养：四年制物联网/传感网新专业，基础扎实，培养周期4年；

② 新方向培养：在现有课程基础上新建物联网、传感网专业方向，在大二、大三学生基础上补充特色课程，培养周期2-3年。

(2) 研究生教育

成立物联网/传感网研究生新专业，培养人才层次高，培养周期3年。

(3) 社会培训/就业培训

针对传统培养的长时间及社会需求的急迫性的矛盾，社会培训在近期内是最好的暂时缓解人才需求的培养方式，电子信息类毕业生通过半年到一年的社会培训，或高校大四学生的就业培训，可以在1年左右时间实现人才培养。

1.1.6 物联网工程专业课程目标

物联网工程专业应用的多样性要求必须培养宽口径人才，重视加强基础训练。学生在掌握专业技能的同时，要求尽可能多地跨学科学习，打破课程、学科间的壁垒，从而获得可持续发展的能力。

1.1.7 课程结构

综合各高校物联网专业所开课程，基本遵循以下课程结构：

(1) 专业基础课

物联网产业与技术导论、电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、信号与系统、通信原理，C语言、算法与数据结构、单片机基础、电磁场与电磁波、传感器原理及应用、计算机网络基础、通信网技术、移动通信、无线传感网络概论、嵌入式系统、C++、RFID技术概论。

(2) 专业方向课

微波与天线、可编程逻辑设计、信号检测与估计技术、数字信号处理、Java程序设计、大规模数据计算/云计算、工业信息化及现场总线技术、数据库基础、光纤理论及技术、光纤传感器技术、软件无线电、电信网与交换技术。

(3) 行业特色课程

在物联网工程专业建设中，应该充分利用和发挥各个大学的优势，扬长避短，在满足基本与共性要求的基础上形成不同学校在物联网工程专业建设中的特色。

1.2 实验室建设

物联网工程专业实验室建设的基本原则有：

(1) 充分利用已有的资源，立足于自主开发建设，以降低建设成本。通过专业教师直接参与实验室建设可以增强教师的实践水平，还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力；

(2) 物联网工程专业实验室不仅有先进的设备，还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中，企业将全程参与沟通，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验；

(3) 物联网工程专业实验室采用校企合作的模式，邀请技术公司一线工程师课堂授课，支持骨干教师参与企业项目合作开发，做到教学信息和市场同步；

(4) 物联网专业实验室可以为学生提供综合实训，也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。

1.2.1 基础教学实验室

基础教学实验室是对已有的计算机、通信等相关专业实验室的进一步完善和发展，主要包括：模拟电路实验室、数字电路实验室、计算机编程实验室、传感器实验室、计算机网络实验室、单片机实验室、嵌入式系统室、通信原理实验室、RFID教学实验室、大规模数据计算实验室。

1.2.2 综合演示实训中心

综合演示实训中心以大屏幕交互的方式，实现物联网中心数据的综合展示，直观展示各种物联网应用。以“智慧校园”为背景搭建，集成了传感层、网络层、应用层的综合应用系统，以智能家居、智能安防、智能消防、智能门禁、智能教学、广域信息发布等为应用背景的综合系统，系统坚持开放性和应用为导向的原则，以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的。

2 高校物联网专业建设保障措施

(1) 教学内容、教学方式以及评价体系改革

物联网工程专业建设以应用为主，理论教学与实践教学有机结合，走产学研道路，培养学生创新能力，重视实验室与实践教学，加强实践环节动手能力，不能仅仅安排参观、调查，要有系统性的实践，在指导老师指导下，独立思考独立完成，最后给予实践效果评价。利用教育信息化技术，采取多媒体授课，学生“学会学习”、“学会思考”。选取教材侧重视野开阔、民主科学，这样培养的复合型人才才能与时俱进。

(2) 整合资源，逐步形成特色的专业学科群

学科群的建设与形成有利于发挥学科间的综合优势，并加强学科间的交叉与渗透。在学科群建设过程中，学科建设应注意发展相关基础学科和新兴交叉学科，以科研项目为纽带、以技术渗透为前提，组建跨系、跨学科的学术团队，建设以科研攻关为任务的跨系、跨学科的研究中心，积极引进优秀教育资源、科研资源，整合学校现有资源，探索物联网与计算机科学、通信工程、自动化、电子工程、材料工程等学科相结合的学科群建设，并形成相关学科群的师资队伍与学术团队。

(3) 加强师资队伍建设

高素质、实践能力强的师资队伍是提高物联网专业人才培养质量的保证。学校应该加强物联网专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进，同时采取有力措施组织教师参加各类师资培训，努力提高师资队伍的业务水平和工程能力，不断更新和拓展物联网专业知识，提高专业素养。

(4) 扩大交流，走开放办学之路

高校进行物联工程专业建设应加强与地方政府、大中企业以及兄弟院校的合作，积极参与国际交流，走开放办学之路。

3 小结

物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的，需要用国家发展战略的视野来看待专业建设，着眼于未来，前瞻性地培养复合型人才。然而目前有关物联网工程专业的知识体系、课程体系、工程实践、师资建设和人才培养等方面都还是一片空白。本文从高校物联网工程专业建设框架和保障措施两方面对物联网专业人才培养体系两方面进行探讨，期望本文可以为物联网教学研究人员提供一些有益帮助。

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