面向应用创新的物联网专业实践教学体系研究

李海洋+何红洲+范敏

摘要：物联网技术的快速发展需要更多的具有应用创新能力的专业人才。高校的物联网专业人才培养应符合物联网专业发展规律和创新教育规律。该文以绵阳师范学院物联网专业为例，就如何构建面向应用创新的物联网专业实践教学体系进行了探索和研究，并重点从课程体系、实践资源、师资队伍几个方面进行了介绍和总结。

关键词：应用创新；物联网；实践教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）01-0275-02

Abstract： The rapid development of Internet of things technology requires more professional talents with innovative ability. The education of Internet of things in universities should conform to the law of development of Internet of things and innovation of education. Taking Mianyang Normal University as an example， this article explores and studies how to build a professional practice teaching system for Internet of things and introduces and summarizes several aspects of curriculum system， practical resources and teaching staff.

Key words： application innovation； Internet of things； practice teaching system

1 概述

物联网是通过信息传感设备，将物与物、人与人、人与物互联，进行信息交换和通信，实现各种信息服务和应用。物联网是我国的战略性新兴产业中信息产业的核心发展领域，已逐渐在我国的各行各业发挥出越来越重要的作用。近年来，我国物联网行业年均增速一直维持在30%左右，存在大量的人才缺口，特别是缺少有创新能力的物联网专业技术人才。为了更好地培养物联网专业人才，2010年，教育部下达了物联网专业申报的通知，国内众多高校纷纷开始设置了物联网专业。物联网发展的灵魂是应用创新，高校物联网专业的设置应符合物联网特点，培养学生的应用创新能力。但是，目前国内很多高校受传统教学模式的影响，实践教学往往处于教学活动中的次要地位，不能适应物联网工程专业创新能力培养的需求。对于物联网专业而言，目前还没有成熟和完善的实践教学体系可以借鉴，如何建设符合物联网专业发展规律和创新教育规律的实践教学体系，仍然是一个亟待解决的问题。

本文从课程体系、实践条件、师资队伍建设几个方面对绵阳师范学院物联网工程专业建设进行介绍，对面向应用创新的专业实践教学体系的构建过程进行了总结。

2 课程体系建设

2.1 理论课程体系

物联网技术是一项综合性技术，主要包括感知技术、通信技术、网络技术，涉及电子、通信、计算机等多种领域，具有跨学科特点。绵阳师范学院物联网工程专业的培养目标是以地方经济发展为出发点，培养德、智、体等方面全面发展，具有良好的科学素养和人文素养，具有计算机工程领域扎实理论基础和专业知识，系统掌握物联网工程的基础理论、基本方法和基本技能的复合型本科人才，能胜任地方发展所需要的物联网工程师，移动终端开发工程师，物联网产品讲师等工作岗位。根据物联网特点和专业培养目标，学院构建了一套较为完善的物联网工程专业课程体系，如图1所示。

2.2 实践教学环节

学科基础教育的实践教学包括课程实验和课程设计。课程实验分为验证性、综合性和设计性实验，强调学生掌握学科基本理论与应用基本技能，主要依托学院 “校企共建”实验室和专业实验室进行。课程设计注重专业实践技能的训练，提高学生发现和解决专业实际问题的能力，主要依托学院 “校企共建”实验室和专业实验室进行， 一般是完成一项涉及本课程主要內容的综合性开发项目。

专业基础教育的实践教学主要包括专业实训、毕业实习和毕业设计。专业实训是对学生的操作技能、技术应用能力和综合职业能力的训练。专业实训以提高学生就业能力为目标，通过模拟案例或实际案例，对学生基本操作技能和解决实际问题的综合职业技能进行训练，强调独立操作、反复训练、学会技能、形成技巧。专业实训主要依托校内实践基地和校外实践基地进行，一般是完成一项模拟或实际的综合性、应用性开发项目。毕业实习是学生将校内所学的理论和技能向职业岗位实际工作能力转换的重要教学环节，强调内容的综合性。毕业设计的目的是对学生的知识能力进行一次全面的考核，并培养学生综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力。毕业设计要求学生独立设计并实现功能较为完善的系统或模块，除了提交相应的代码，还应提交整套的开发文档，并具有一定的工作量要求。如果学生选择以论文形式作为毕业设计，要求必须在答辩之前在省级以上刊物公开发表。

创新能力的达成是使学生在掌握专业基础知识的基础上，通过指导学生科研和参加专业、学科竞赛等，培养学生的应用创新能力。学院除了开设相应的课程，如创造学、学科竞赛等课程，还将学生科研和学科竞赛计入学分，从而在课内外激发学生自主创新的兴趣和应用创新能力的培养。

3 实践教学资源建设

实践教学资源是面向应用创新的实践教学的基础保障条件。

3.1 学科基础实验室

近年，学院不断加大了实践教学投入，并加强了学科基础实验室建设。目前，学院建有软件技术实验室、网络实验室、程控交换与通讯网重点实验室、软件工程实验室、数字电路实验室、模拟电路实验室等。这些实验室大多为“校企共建”实验室，能有效满足学科基础教育的实践教学活动，为学生打下牢固的学科基础。endprint

3.2 专业实验室

在加强学科基础实验室建设同时，学院规划筹建了新的物联网专业实验室，包括：IOS移动应用开发实验室、物联网传感器实验室、RFID实验室、无线传感器网络实验室、物联网综合实验室等专业实验室等。这些专业实验室除了能有效满足专业课程实验外，大多面向学生开放，学生能在这些实验室完成竞赛项目、科研项目的设计开发，激发学生的科研热情，培养学生自主创新能力。此外，学院专门为专业教师建设了应用创新实验室，根据教师研究方向配备了科研设备，用于科研项目研究。专业教师可以选拔实践能力较强的学生进入其科研团队，直接从事研究开发，从而提高学生的创新能力。

3.3 校内外实践基地

学院建设校内实践基地2个，校外实践基地多个，包括省级大学生校外实践基地1个。物联网专业的所有学生都能进入校内外实践基地参加实训。校内实践基地采用的是学生自己组织、自己管理的方式，除了可以提高学生实践能力，还可以培养学生的管理水平。校内实践基地主要针对大学一、二年级学生，在他们具有初步的专业知识和实践能力情况下，由具有一定实践能力和创新水平的高年级学生组织带领，完成一项或多项综合性项目，逐步培养其创新意识和创新能力。校外实践基地是针对高年级学生，在学生具有一定的实践能力和创新能力情况下，直接进入合作企业参与项目研发，在企业导师带领下，解决实际生产问题，为学生走向企业岗位实现无缝连接。

4 师资队伍建设

学院物联网专业建设之初，专业师资力量薄弱，大多由软件工程专业、计算机网络专业组成，专业实践能力不足。针对这种情况，学院采取了多种措施打造师资队伍、提升师资力量。

一是鼓励青年教师到国内知名高校攻读博士学位，培养师资队伍的整体创新能力。目前，物联网专业具有博士学位教师已经从0人提高到3人，其余均具有硕士学位。

二是鼓励低职称教师进行职称晋升，改善师资队伍的职称构成。目前，物联网专业具有教授1人，副教授5人，讲师3人。

三是鼓励专业教师积极参加科研，促进师资队伍的整体创新能力。目前，物联网专业教师累计主持四川省教育厅科研项目8项，绵阳市科研项目1项，绵阳师范学院科研项目7项，横向项目1项。

四是加强校企合作，提高师资队伍的整体创新能力。学院鼓励青年骨干教师到企业参与实际项目研发，提高工程实践能力，每年2-3人次。学院聘请企业工程师到校办讲座，每年3-4人次。学院鼓励鼓励教师参加企业认证考试，物联网专业教师100%取得企业认证工程师资格。

5 面向应用创新能力的实践教学

5.1 创新能力培养的实践教学内容

专业课程实验项目是根据实验教学大纲大纲制定，分为验证型、设计型和综合型。学院对实验项目的开设进行了改革，每门课程均要求设置一个设计型和综合型实验项目。每个实验项目都规定了实验内容，在实验要求和实验步骤则鼓励学生进行探索，提出学生自己的实验思路，达到培养学生创新思维的目的。以《无线传感器网及应用》课程实验为例，课程实验教学目标使学生掌握无线传感网络的基本概念、特点、结构、原理及设计方法，学会使用无线传感网络可编程框架实现传感器节点组网。在课程项目和内容设置上，按照实验教学目标，采用项目驱动方式，把实验项目设置为Zigbee、蓝牙、Wifi三大模块。每个模块的实验要求，规定学生按照实验内容和步骤完成，培养学生扎实的基础实践能力。在此基础上，鼓励学生自主研究，提出新的实验内容和实现步骤，形成自己的创新点。

5.2 创新能力培养实践教学过程

相比于理论教学，实践教学具有自己独特的优势。以学生为中心进行探究性教学、实现个性化教育在实践教学过程中相对易于实施。因此，培养学生创新能力，一定要充分发挥实践教学优势。一是激发学生进取精神，引导学生创新求异。在实践教学过程中，要充分调动学生积极性，鼓励学生大胆提出自己的思路和见解，自主参与教学活动，甚至成为教学主角。但如果学生的思路和见解出现偏差，教师应及时点拨和引导。二是鼓励学生质疑，培养学生发现问题的能力。在实践教学过程中，学生会发现很多问题。对学生提出的有价值问题，实践指导教师应及时予以肯定和表扬。对学生提出的简单问题甚至幼稚问题，实践指导教师应及时找出问题原因，不挫伤学生的积极性。三是引导学生自主释疑，培养学生解决问题能力。对学生发现的有价值问题，实践指导教师可以让学生自己或其他同学提出解决方案，进行自主探究。应根据实际情况，如果学生确实不能解决，实践指导教师可以提供解决思路。四是及时总结点评，形成学生创新成果。每一个实践教学过程，學生都或多或少地会提出创新性思路、问题并获得创新性成果，实践指导教师应及时点评归纳，将学生的智慧的火花搜集整理，积少成多，最终形成学生的创新成果。

6 结束语

本文以绵阳师范学院物联网专业为例，介绍物联网专业实践教学体系的构建过程。该实践教学体系实施以来，通过不断总结和完善，取得了较好的效果。但是，由于物联网具有跨学科、应用广泛、发展快速的特点，因此，如何培养具有应用创新能力的物联网专业人才仍需要深入研究。

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