“一体两翼”物联网工程专业应用型人才培养模式探索

李晓芳，肖贤建，庄燕滨，汤铭

(1.常州工学院计算机信息工程学院，江苏常州213032；2.中国传媒大学南广学院，江苏南京211172)

“一体两翼”物联网工程专业应用型人才培养模式探索

李晓芳1，肖贤建1，庄燕滨1，汤铭2

(1.常州工学院计算机信息工程学院，江苏常州213032；2.中国传媒大学南广学院，江苏南京211172)

随着物联网技术在各行各业的广泛应用，对物联网专业人才创新与实践能力的要求也越来越高。针对物联网工程专业特色，围绕实践能力和创新精神培养，构建了“一体两翼”的应用型人才培养模式，为创新该专业的人才培养模式、提升学生的就业实力提供借鉴，在实践中取得了成效。

物联网工程专业；一体两翼；应用型人才；培养模式

物联网工程专业是2010年教育部为满足战略性新兴产业发展需求而设置的新兴专业，是我国经济社会发展的必然，也是多学科交叉融合的产物。自2010年2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》至2016年，我国已有370多所高校陆续开设了物联网工程专业。作为一个新兴专业，如何提高本专业应用型人才培养质量，提升创新实践能力，尚无成熟的经验和方案，各个高校都在积极探索中。因此，构建什么样的人才培养模式和课程体系，解决“怎么教”与“教什么”一直是该专业建设面临的重要课题。

随着我国物联网产业的持续、快速发展，社会对应用型专业人才的需求越来越多。然而，当前地方本科院校工科专业的培养方案多是按照专业知识的逻辑结构、遵循理论研究型人才的培养规律设计的，重理论轻实践,应用型人才培养目标不够明确。为此，本文从应用型人才培养模式研究出发，在分析物联网工程专业多学科交叉融合的特点和产业发展趋势、就业岗位需求的基础上，结合本校实际情况，提出了“一体两翼”的物联网工程专业应用型人才培养模式。

1 物联网产业发展与人才需求

物联网(Internet of things，IoT)是智能感知与识别技术、普适计算、云计算、泛在网络系统的融合应用，是世界信息产业发展的第三次浪潮。世界各国政府、科研机构、教育界和产业界都非常重视物联网技术及其应用。美国、欧盟、日本和中国已将物联网作为重点发展的战略性新兴产业，众多的企业纷纷布局物联网市场，对物联网专业人才的需求随之急剧增长。

1.1 物联网产业发展与行业特征

据美国咨询机构Forrester预测，世界上物物互联的业务跟人与人通信的业务比例将在2020年达到30∶1，因此，物联网被称为是下一个万亿级的通信业务。国内已有2 000多家与物联网相关的企业和研究机构，尽管还没有形成行业规模，但物联网带动了新型信息化领域与传统领域不断走向深度融合，对行业和市场带来了巨大的冲击和影响。当前，物联网行业的基本特征主要体现在两个方面：

1)物联网行业面广量大，涉及网络服务商、运营及服务提供商等。物联网产品包括芯片(传感器、RFID、无线通信模块等)、终端设备(PC、TV、手机等)、网络设备、系统集成、软件与应用等[1]108。

2)物联网应用的领域多、规模大。当前的重点应用领域主要是智能电网、智能交通、智能家居、智能物流、环境与安全检测、工业智能制造、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业和国防军事。其他领域的应用还在不断扩大。

1.2 社会对物联网工程人才的需求

随着物联网产业的快速发展，社会对物联网专业人才的需求急剧增长，尤其是在上述十大重点领域的需求更大。

物联网企业自身发展需求决定了对物联网专业人才的要求。从企业角度出发，当前社会对物联网专业技能人才的需求主要可分为以下五类。

1)感知设备类人才：主要涉及感知终端的设计与应用、芯片的设计与应用、嵌入式开发等专业技能。

2)通信类人才：主要涉及通信系统的运行维护和管理、通信设备的安装调试和故障排除、通信安全保障等专业技能。

3)计算机系统开发与维护类人才：主要涉及软件系统的研发、数据库或者数据仓库的维护和利用、程序设计等专业技能。

4)系统集成类人才：主要涉及IT系统解决方案设计、系统工程开发和集成等专业技能。

5)管理和服务人才：从应用角度看，物联网可以实现定位、报警、调度、远程控制、安全防范、统计、决策支持等很多功能，如何从一个系统挖掘出更优的需求和实现方法以优化服务，需要既懂得物联网知识、IT技术又懂得管理的人才。

总体而言，我国从事物联网行业的专业人才比较缺乏，特别是缺少从事物联网核心产品研发、项目解决方案设计和项目集成实施与管理方面的人才。

1.3 物联网工程专业应用型人才应具备的专业能力

物联网工程作为电子信息技术领域新出现的专业，计算机科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程以及控制科学与理论等学科[2]在物联网工程专业产生和发展的过程中起到了主要支撑作用。电子科学与技术学科的具体技术解决物联网数据“测得准”的问题，信息与通信工程学科的具体技术解决物联网数据“传得远”的问题，计算机科学与技术学科的具体技术解决物联网数据“用得好”的问题。因此，物联网工程专业具有高度综合交叉的专业特征。

对于物联网工程专业应用型人才而言，专业能力主要表现在基础能力、核心能力和拓展应用能力三个方面。基础能力包括计算思维能力、电路设计与应用能力和程序设计与实现能力。专业核心能力包括感知识别的设计与实现能力、网络分析设计与构建能力、数据分析与处理能力和系统分析集成与应用能力。拓展应用能力包括项目管理能力和创新应用能力。

物联网工程专业的基础能力和核心能力的培养最终成就的是实践能力和拓展应用能力，需要通过大量的校内外实践加以巩固和提升。拓展应用能力是指将物联网技术与行业专业相结合，完成新型的物物互联应用解决方案的能力，更多体现的是创新实践和应用能力。

2 “一体两翼”应用型人才培养模式

常州工学院自2012年开设物联网工程专业以来，始终坚持面向基层、立足当地经济发展需求和学生成长实际，从培养目标、专业建设、课程体系、实践教学和评价机制五个方面进行探索和实践,构建了具有物联网工程专业特色的“一体两翼”应用型人才培养模式，即以思想道德素质、文化科学素质和身体心理素质为“一体”，以实践能力和创新能力为“两翼”，面向国家苏南现代化建设示范区，培养德才兼备的、适应区域经济社会发展需要的高级应用型物联网工程专业人才。

2.1 培养目标

“以‘一体’为主体，培养学生的综合素质”是制定物联网工程专业培养目标的指导思想。结合高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范[3]和学校实际，确定了物联网工程专业的培养目标，即培养德智体全面发展，满足物联网行业需求的高级物联网工程技术人才。他们应具有良好的人文知识背景、政治思想品德、职业道德素养和团队协作精神，熟练掌握计算机、网络、电子、射频以及无线通信技术等方面的基础知识，掌握物联网工程的基本理论与应用设计方法，能从事物联网感知与控制、有线/无线网络传输和软件与信息服务的研究开发、集成、应用和管理工作，能在科研、教育、企事业等单位从事与物联网相关的科学研究、技术开发、教学和管理等工作。

2.2 专业建设

应用型人才培养，不仅培养目标要与行业需求对接,专业建设也要与社会需求对接。由于物联网工程专业人才培养主要面向高新技术等新兴产业，因此在专业建设方面还需要注重灵活性与适应性。在保持“一体”核心不变的情况下，积极关注相关行业和地区产业结构变化，结合学校特点与定位，及时调整专业方向、修订培养计划、设计课程体系和教学内容，改革教育教学活动，加强“两翼”能力培养，与时俱进,建设行业发展需要和地区经济发展需要的专业。

物联网的最终目的是应用数据提高社会的智慧信息化水平[1]110。在物联网的感知层、网络层和应用层三层技术体系结构中，感知层负责数据的采集，是数据的提供者；应用层负责数据的分析处理和使用，是数据的使用者；网络层负责数据的传输，在感知层和应用层之间起桥梁作用，是数据传输通道。从工程实际的角度而言，感知层和应用层都需要开发类人才，网络层主要涉及设备的部署、安装和调试。由此可知，感知层技术是专业建设的基础，应用层技术是专业建设的引领者和推动者。所以，专业建设的重点放在感知层和应用层，同时兼顾网络通信和系统集成方面的能力的培养。

2.3 课程体系

课程体系主要包括通识教育课程、专业基础课程、专业课程和实践课程，前三种课程是为实践课程打基础的。应用型人才培养的核心环节在实践教育，是通过实践课程开展的。应用型人才培养模式的特殊性,要求课程体系的建立要在对行业所需的知识和能力调查分析的基础上进行，要有针对性，能满足市场需求。

物联网工程专业的培养目标决定了其课程设置要满足市场需求。即，应该重点掌握物联网系统感知层和应用层的知识和技术，包括数据采集与控制、数据短距离传输与通信、数据存储、建仓、挖掘与计算等，了解网络层的通信与管理以及公共网络传输等知识。经过不断地总结、改进并借鉴文献[1]提出的物联网工程专业课程体系建设思想，确定了如图1所示的课程体系。该体系以培养学生发现问题解决问题能力、综合应用能力和创新能力为导向，同时涵盖了物联网知识点，做到了与相关学科的交叉和融合，突出了物联网“数据的准确测量”“数据的远程传送”和“数据应用”的专业能力与工程素养。该体系思路清晰，层次分明，重点突出，可操作性好，便于师生解读和后续的跟踪改进。

图1 物联网工程专业的课程体系

2.4 实践教学

实践教学包括课内实践、课外实践和校外实践，是“一体两翼”应用型人才培养模式中的关键一环，是“两翼”的抓手，强调知行合一、赛训结合、校企合作、产教融合、协同育人，实现对大学生实践能力和创新能力的培养。

物联网工程专业的实践教学内容具有较强的综合性、设计性、创新性和研究性。在构建“一体两翼”的物联网工程专业应用型人才培养模式的实践教学环节时,应遵循“厚基础、重实践、强能力”的思路，建立相对独立于支撑学科的实践教学体系。同时，特别注意和强调以下几点：1)要有足够的时间保障；2)内容要具有层次性和贯通性，在保持电子技术、网络通信技术、计算机技术各自独立性的同时，注重彼此间的相关性；3)教学模式和考核方式要具有灵活性和多样性，通过实训平台、校企合作进行课程置换，在课程实践、综合课程实践、毕业实习、毕业设计等各个教学环节建立多样化的考核方式。

2.5 评价机制

评价标准是根据人才培养目标确定的。应用型人才培养的评价机制重在考查学生对所学理论知识的理解、掌握和应用能力。

物联网专业的评价机制分为两个层次：一是单项技能的评价，二是整体认知和综合评价。

对学生单项技能方面的评价采用行业评价体系。无论是软件开发、数据库的维护和开发、网络工程和网络安全、嵌入式开发、电子设备的设计与应用，均有相对应的行业认可的评价机构参与，以取得认证证书为评价依据。

整体认知和综合评价是指物联网专业的毕业生除了掌握电子、通信、计算机方面的基础知识外，还需具有IT系统的集成能力和综合素质能力，在实际操作中主要通过学生在课外实践和校外实践中的具体表现来进行综合评价。

3 实践与成效

3.1 以“一体”为主体，培养学生的综合素质

在实践中，“一体两翼”培养模式收到了良好的效果。通过组织常州工学院2012级物联网工程专业学生参加立德树人行动、人文教育、传统文化熏陶、道德讲堂等，帮助他们塑造健康、独立的人格，使他们成长为有理想信念、有道德情操、有扎实学识和仁爱之心的时代青年，以良好的精神面貌和思想素质赢得了用人单位的好评。

3.2 以“两翼”带动“一体”，培养学生实践和创新能力

以“两翼”带动“一体”的发展，“一体”强，“两翼”壮，学生的实践应用能力和创新能力得到显著提高。物联网工程专业通过修订培养方案、改革课程体系改革、加强师资队伍培训、建立校企联合大学生实践基地、开辟多元化实习途径等措施落实学生实践能力的培养。组织学生参加专业实习、毕业设计、产学研合作项目、全国“挑战杯”科技作品竞赛、全国电子设计竞赛、ACM程序设计竞赛、嵌入式系统设计竞赛等形式的创新实践教育，使学生更多地接触到专业领域最新动态，拓宽学术视野和知识面，促进学生对专业的了解，培养了学生独立思考、独立解决问题的能力，激发了学生追本溯源、主动求索的欲望和创新的激情，提高了学生的核心竞争力。与此同时，将学生在创新实践中取得的成果反哺教学和科研，促进了实践教学体系的不断改进，也吸引了更多学生参与到创新实践和科学研究中来，形成了良性互动。

该培养模式得到了专家的认可，2016年6月常州工学院物联网工程专业以95分的综合成绩通过了学士学位授权专家组的评估。

4 结语

物联网工程专业是一个综合性、实践性非常强的新兴专业，学生的创新实践能力如何培养尚处于探索之中。“一体两翼”的物联网工程应用型人才培养模式，重在以德为先培养具有时代创新精神和实践能力的高级应用型人才。

物联网行业是一个充满生机的开放式行业，“一体两翼”的人才培养模式解决了“怎么教”和“教什么”的问题，取得了一定实效，但仍需不断完善。需要以行业发展需求为导向，及时修订培养方案，加强课程体系改革，设置突出实用技术的专业核心课程，最大限度地引导学生掌握行业发展所需的最新技术知识与技能，具备从事物联网领域的系统设计、系统分析、系统维护与管理和产品研发的能力。与此同时，不断加强教师队伍培训，加强实践教学研究，在教学过程中引入案例教学，将理论知识和职场感受相结合，让学生的专业认知尽早“落地”，让学生在实践中学会发现问题、提出问题、思考如何解决问题，提高创新意识、激发创新热情、培养创新能力，不断提升综合就业实力。

[1]施云波，刘泊，杨明极，等.多学科融合构建物联网工程专业课程体系的思考[J].物联网技术，2016，6(4).

[2]黄旭，蒋云良，顾永跟.物联网工程专业建设中多学科融合的探索与实践[J].高等工程教育研究,2016(2)：86-87.

[3]教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会.高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M].北京：机械工业出版社，2012：12.

责任编辑：杨子立

A ″One Body,Two Wings″ Application-oriented Talent Training Mode for Internet of Things Engineering Specialty

LIXiaofang1,XIAOXianjian1,ZHUANGYanbin1,TANGMing2

(1.School of Computer Information & Engineering,Changzhou Institute of Technology，Changzhou 213032；2.Nanguang College,Communication University of China,Nanging 211172)

With wide application of Internet of things (IoT) in all industries,the demands on cultivating innovative and practice-oriented talents specializing in IoT have become ever more pressing.According to the characteristics of Internet of things engineering,a ″one body,two wings″ application-oriented training mode was constructed to boost students′practical ability and innovation spirit,and finally to reform the training mode and enhance students′ employment competiveness,which was proved to be effective in practice

Internet of things engineering specialty;one body,two wings;application-oriented talent;training mode

10．3969/j．issn．1671⁃0436．2016．06．017

2016-11-29

常州工学院教学改革研究课题(A-3001-13-019)

李晓芳(1972— )，女，博士，副教授。

G642.0

B

1671- 0436(2016)06- 0080- 05