高职物联网专业课程体系建设初探

谭劲松



高职物联网专业课程体系建设初探

谭劲松

重庆安全技术职业学院网络与信息安全系,重庆 404020

为了探索物联网应用技术专业的人才培养模式，从而对物联网产业的发展现况及人才需求进行分析，结合高职院校的办学定位和学制要求，对高职物联网应用技术专业的课程设置进行了初探。

物联网；人才培养方向；课程设置

1 物联网产业发展现状简介

物联网（Internet of Things，IOT）技术又称为传感网技术，它将嵌入式开发、传感器感知、点状信息处理、无线组网通信等技术进行融合，具有通过各种小型智能化传感器对被测物理量进行实时采集和无线传输的功能[1]。当这些有用的信息被传送到上位机，就能实现计算机世界、世间万物与人类社会的互联，在下一代网络发展中具有重要作用。它和计算机网络、智能控制、无线通信关系密切，是一项具有交叉学科性质的新技术。物联网技术的应用领域有：车联网、公共安全、商品溯源、环境监控、智能家居、数字油田、智能电网、精细农业、智能医疗等，它的发展将促进传统行业的结构调整和规划升级，并将使国家经济结构发生重大调整，这正好与当前我国的经济发展政策相吻合。因此，物联网技术具有无限的应用前景和战略意义。

物联网被业内专家称为“下一个万亿级规模产业”。专家预测，物联网产业规模将在2020年达到8000亿元，并以年平均增长率12%的速度发展，物联网产业已经迎来飞速发展的阶段。中国物联网发展一直处于世界前列，由于物联网相关技术的特殊性，形成全球统一的技术标准基本不可能，这就为我国在物联网行业的发展中与发达国家齐头并进提供了天然的历史机遇。

物联网技术的突飞猛进，需要专业人员作支撑，我国在未来几年对物联网专业技术人才的需求将不断增加。基于此，各高校需要设置物联网相关专业，并培养合格的技术技能型人才。

2 物联网专业的人才培养方向

物联网技术主要包括三个方面：信息感知、信息处理和信息无线传输。感知控制主要通过感知装置（各种传感器、RFID 装置、全球定位系统、激光扫描器等）来获取物体感知信息，和嵌入式技术密切相关，需要应用电子技术人员和嵌入式底层驱动开发人员。当物体的相关信息被感知后，相关数据被传输到信息处理模块对数据进行分析，这个环节主要是通过无线网络进行传输，因此需要无线通信和传感网技术人员[2]。信息处理单元的主要作用是对传输过来的数据进行处理（模数转化），因此需要嵌入式、信息融合、系统设计、系统应用和系统管理人员。其知识体系如图1所示。

图1 物联网专业技术领域知识体系

综上可知，物联网专业是一个对实践能力要求很高的交叉学科，因此企图培养全能学生，使他掌握物联网相关的所有技术是不可能的，所以本文认为物联网专业人才的培养可以根据岗位目标要求，从以下四个专业方向进行。

（1）感知控制方向。主要牵涉感知设备的选取及应用，包括不同传感器的选型，如位移传感器、声音传感器、温湿度传感器等，以及芯片编程及应用技术，如RFID标签以及CC2530芯片开发等，学生应掌握传感器知识、电子电路知识、单片机编程知识等内容。

（2）无线传感网方向。通过各种无线射频芯片将感知控制层的各种信息传输到数据处理及决策层，并且将决策信息发送到感知控制层的目标结点。这个方向主要解决数据的无线传输问题。学生应掌握计算机网络、IEEE 802.15.4标准、Z-Stack协议栈等相关知识，具备无线传感网系统的设计、施工、调试、运行维护与管理的能力。

（3）物联网应用开发和集成方向。物联网是一个系统解决方案或系统集成方案，实施前要经过详细的规划和设计，因此物联网的开发人员既要有物联网硬件的选型、编程、施工能力，又要有IT人员所具有的系统解决方案设计方面的能力，这就要求学生同时具备物联网相关知识和系统工程设计和集成能力。

（4）物联网管理和服务方向。应用服务层技术类主要提供各种物联网应用服务，如物流、工业控制、智能交通、智慧农业、智能家居、环境监测、商业零售、安全防卫等，是物联网在各个行业中的典型应用。从物联网应用层面来看，物联网其实是一个应用管理系统，可以实现报警联动、定位追溯、调度指挥、远程控制、预案管理、安全防范、远程维保、统计报表、在线升级、决策支持等管理和服务功能。所以该方向需要既懂得物联网知识，又懂得IT技术和信息管理的人才。

3 高职物联网专业课程体系构建

高职物联网应用技术专业的目标定位是培养能够掌握物联网的简单理论，具有传感技术、嵌入式技术、短距离无线通信技术、应用层APP开发技术等信息技术相关的专业知识的应用型专业技术人才。要求掌握物联网的相关理论和应用设计技能，具有较强的计算机技术、驱动编程技术和电子器件应用技术。

作为高职院校，物联网应用技术专业更注重学生物联网设备的应用、操作、施工以及方案编写的能力。物联网技术的发展，需要大量从事系统分析、系统设计与关键技术开发的高级理论型人才。这些岗位高职学生不能胜任，但物联网技术“应用为先”的特征决定了物联网产业要想做大、做强、做快，必然需要一大批具有相关理论知识、熟悉国家相关规范标准、具有物联网工程设计施工能力的应用型专业人才，而高职院校物联网专业的学生正好符合这一要求[3]。分析大型专业招聘网站可知，针对高职高专院校物联网专业毕业生的就业岗位主要有：物联网产品调试和销售，感知层电路设计和底层编程，技术支持和售后服务，物联网系统辅助设计和二次开发，物联网相关设备的安装、调试与维护，物联网系统的使用、管理和维护，等等。

物联网技术的飞速发展，需要学生具备较高的整体素质和能力，而学生素质和能力的提高需要科学的、循序渐进的课程体系。明确物联网应用技术专业各年级的人才培养方案，根据各年级培养目标合理设置各阶段的专业课程，并对每门课的开课学期作合理安排，以使学生的学习由浅入深、由易到难，逐步递进。由于专业具有强应用、重实验、懂设计的特点，本专业应重点教授传感器技术、单片机数据处理技术、无线网络技术、嵌入式C语言编程技术及Android界面设计技术。以物联网技术熟练应用为核心培养目标，重点培养学生系统整体设计、硬件选型及软件编程调试能力，以使高职物联网专业学生具备本行业的核心竞争力。本文构建的高职物联网应用技术专业渐进式理论课程体系如图2所示。

图2 高职物联网应用技术专业渐进式理论课程体系

图2中的课程设置能基本满足高职物联网工程各个专业的人才培养要求，包括信息的采集（传感器与检测技术）、处理（单片机原理与应用）、传输（Zigbee无线传感网技术）和反馈以及RFID射频识别课程等。

真知来源于实践。只有通过大量的实践才能积累经验、发现问题、改正错误。物联网应用技术专业在重视培养高端技能应用型人才的同时，更应重点培养学生的团结精神、创新精神、自学能力、创新能力和工程施工应用能力。

在构建物联网应用技术专业实践课程体系时，根据高职物联网应用技术专业的人才培养目标，采用“渐进式综合项目驱动法”开展实训教学，基于不同实验项目进行实践环节的设计，由简单到复杂，不断提高学生的实际动手能力。通过Autocad、OfficeVisio等实训课程使学生具备施工项目的绘图能力[4]。通过Protel电路设计课程使学生具备电路图识别和电路设计的能力；通过单片机技术课程培养学生的嵌入式软件编程能力；通过嵌入式系统设计课程使学生具备复杂底层数据处理的能力。学生从学习工程基本知识和单元电路设计到独立完成小系统设计，其工程实践能力和设计能力将逐步提高。高职物联网应用技术专业实践课程体系如图3所示。

图3 高职物联网应用技术专业实践课程体系

4 结束语

高职院校开设物联网专业是办学方向，与社会和企业需求相适应，是为我国物联网产业的发展培养技能型人才的具体表现。本文从物联网行业岗位工作过程和职业能力入手，从典型工作任务分析出课程设置，并通过岗位能力分析出专业方向、课程体系结构等，对高职院校物联网专业课程的设置具有参考作用。

[1]李正.基于工程创新人才培养的课程体系改革[J].中国大学教学，2012（3）：12-14.

[2]谭立容，周波，刘豫东.物联网主体岗位群工作任务与职业能力分析[J]．辽宁高职学报，2011（6）：45-46.

[3]陈冠玲，马文新.应用型本科电子信息工程专业实践教学体系建设[J]．武汉大学学报（理学版），2012，58（S2）：279-281.

[4]傅大梅，倪瑛，戴娟.对高职院校物联网技术与应用专业综合实训体系的研究[J].学园：教育研究，2011（21）：11-12.

Construction of Curriculum System of Internet of Things in Higher Vocational Colleges

Tan Jingsong

Department of Network and Information Security of Chongqing Security Technology Career Academy, Chongqing 404020

In order to explore the application of Internet of Things technology professional training mode, carries on the analysis to the development of the Internet of Things industry present situation and talent demand, combined with the Higher Vocational Colleges school running orientation and system requirements, make a preliminary study on the setting of Higher Vocational Internet of things application technology professional curriculum.

Internet of Things; direction of personnel training; curriculum setting

F49-4;G712.3

A

谭劲松（1976—），男，重庆万州人，重庆安全技术职业学院，讲师，本科，研究方向为物联网技术应用。