物联网工程专业人才培养与教学体系研究

陈志 王赜

【摘要】本文阐述了我院物联网工程专业人才培养与教学体系方面探索与研究的成果，主要从人才培养目标、专业课程体系和实践教学体系等几个方面进行了详细介绍。

【关键词】专业建设 人才培养 课程体系 实践教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0212-01

物联网是我国战略性新兴产业，人才需求与缺口巨大。国内高校物联网工程专业的开设时间较短，专业建设经验积累较少，急需对物联网工程专业人才培养与教学体系进行研究。我校物联网工程专业于2011年经教育部批准设立，由计算机科学与软件学院负责具体专业建设与人才培养工作。现就专业建设的相关内容进行以下阐述。

一、人才培养目标

物联网工程专业前承计算机、通信与网络、电子等传统信息学科，衔接移动互联网、云计算、智能嵌入式设备等新兴技术学科，体现出“学科复杂交叉，技术高度集成，应用综合广泛”的特征。在充分研究了物联网专业特色和计算机类学院开办该专业的优势与特色的前提下，将该专业的人才培养目标定位为：培养掌握数学等相关自然科学基础知识以及物联网相关的计算机、网络、传感和软件工程方面的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，具有较强的物联网系统集成与应用开发能力和良好外语运用能力，能够在工业生产、商贸流通、民生服务等领域中从事物联网相关技术的研发及物联网系统分析、设计、开发、管理与维护等工作的高级工程技术人才。

通过研究与制定物联网专业人才培养目标，逐步发现并总结出4个专业人才培养的基本要求，即知识要求、能力要求、素质要求和职业素养要求。在制定和实施人才培养方案过程中重点围绕这4个方面进行。

1.知识要求

掌握英语、数学和计算机科学与技术等方面的基本理论和基本知识，具有扎实的自然科学基础、较好的外语综合能力，掌握计算机网络、传感器技术、无线通信网络、物联网数据处理等的基本知识和基本技能，具有较宽广的专业知识面，较强的工作适应能力。掌握本专业所需的计算机、软件、通信与网络相关学科的基本理论和基本知识，系统地掌握物联网技术领域的基本理论、基本知识，掌握物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网数据处理技术；掌握数据传输与安全技术；掌握物联网系统的硬件、软件设计和开发知识。

2.能力要求

具备进行物联网设备的使用、设计和制造能力，具有典型物联网系统的维护和管理能力，具备较好的软件编程能力以及网络系统分析、设计能力，有从事物联网相关软硬件产品的开发能力，具备在物联网系统及其应用方面进行设计、集成与研发的能力；有获取最新科学技术知识和信息的能力；能够熟练阅读英文专业科技文献、并运用英语进行沟通和交流的能力；了解相关的技术标准，具有一定的国际视野和跨文化的交流、竞争与合作的能力。

3.素质要求

了解物联网的理论前沿、应用前景和最新发展动态，具有获取新知识的基本能力，了解国家科学技术政策、创新创业政策、知识产权、网络安全等方面的法律、法规，具有高度的社会责任感，具有全球视野及可持续发展理念；具有锲而不舍、追求真理的精神。

4.职业素养要求

职业素养包括：职业认知、职业道德和职业规划能力。了解从事物联网相关行业的技能要求、工作内容，行业规范和章程，及发展远景等内容。职业素养的培养和养成，对于学生本身，行业和全社会健康和可持续发展都有重大的意义。

为实现上述专业人才培养目标，物联网工程专业的培养模式采取“宽口径、厚基础、重实践”的理念与方式。所谓“宽口径”是指专业领域毕业生既具备服务管理机构、服务产业所需求的知识结构和能力，又能够胜任相关产品研发的工作。“厚基础”是指建立公共基础课、学科基础课、专业基础课、公共选修课、基础教育平台的基础知识结构。“重实践”体现在增加本专业学生的实验、实习的时间和机会，鼓励动手实践，理论应用于实际，解决企业和社会的实际问题。

二、专业课程体系

对物联网工程技术体系与层次化认知是课程体系建设的前提和基础。专业课程建设首先研究物联网技术体系和关键技术，对物联网技术体系进行层次化建模与分析，按照自底向上方式建立对应的层次化认知模型，完成物联网理论与技术的层次化渐进式的认知方案的设计，建立分阶段的认知能力评价标准作为认知里程碑。抓住能够体现物联网专业特色的专业核心课和实践环节作为课程体系建设的突破口，重点建立了分层次的物联网专业课程群和具备顶层设计的实践教学体系。

我们以《普通高校本科专业目录和专业介绍（2012年）》和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对物联网工程专业知识体系与课程体系的规范为依据，参照培养目标和培养要求，确定了专业核心课程及主要实践性教学环节，并根据课程与实践内容的内在逻辑划分为4个专业课群组，与物联网技术体系的各个层次形成对应关系：硬件平台类课程（感知层）、通信网络类课程（网络层）、数据处理类课程（公共管理层）、应用开发类课程（应用层）。各课程群组中的具体课程与实践环节如下：

？誗硬件平台类：微机原理与接口技术（45学时）、传感器节点与RFID技术（45学时）、嵌入式系统开发与应用（45学时）、物联网感知综合课程设计、嵌入式系统综合课程设计。

？誗通信网络类：计算机网络（60学时）、物联网通信技术（30学时）、物联网数据传输技术（30学时）、异构网络互联与融合（30学时）应用网络程序分析与设计实习，物联网传输综合课程设计。

？誗数据处理类：物联网数据处理技术（45学时），物联网数据处理课程设计、云计算与云存储技术（45学时）、物联网信息安全技术（30学时）、物联网安全与管理课程设计。

？誗应用开发类：面向对象程序设计（45学时）、数据库系统原理（45学时）物联网应用开发技术（45学时），物联网应用系统分析（30学时）、面向对象程序设计课程设计、数据库课程设计、物联网应用开发课程设计、物联网综合应用设计。

在实践教学环节上强调顶层设计，根据物联网的知识层次对实践环节的内容进行梳理，将各个实践课程打造成一个有机整体，如图所示，使得学生逐步完成对硬件系统、网络系统、软件系统的实践，最终完成一个综合性的物联网系统设计、集成与开发实践。取得了良好的效果。

经过4年的实践，2012级物联网工程专业学生已经顺利毕业，踏上新的工作或学习岗位，专业人才培养方案和课程体系在教学过程中取得了良好的效果。人才培养质量得到社会认可。