物联网工程专业课程体系建设

任晓莉

(宝鸡文理学院， 计算机学院， 宝鸡 721016)

0 引言

物联网是在互联网基础上，利用射频识别、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备、无线数据通信等技术，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种的网络。物联网实现了任何时间、任何地点物与物的互连，从而给物体赋予智能，实现物与物的通信。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化产业的第三次浪潮。物联网工程专业是为了满足物联网技术在各个领域的应用需求而开设的新专业。物联网工程专业是教育部针对国家战略性新兴产业发展急需而设置的一个新兴专业，囊括了计算机科学与技术、传感器技术、通信技术、嵌入式技术等多种技术。

1 物联网工程专业课程体系建设分析

1.1 物联网工程专业课程体系建设的现状

物联网工程专业几乎处于从零起步的状态，开设时间短，大部分高校在实验阶段，专业课程开设存在多、杂、乱，课程体系不完善的情况。物联网工程专业是复合型专业[1]，具有高度综合交叉的专业特征，各高校设立专业的学科来源和基础各不相同，课程设置的侧重点也不同，课程体系未有普及的指导意见可以切实指导学科教育，仍处于初级学科探索中，学生培养方向不明确，与企业需求脱节，造成毕业生就业困难。物联网课程群建设处于摸索阶段；课程群之间存在壁垒，课程内容之间的融合、关联、交叉不足，课程之间的相似教学内容没有取舍，课程群的序化和选择也不合理[2]。上述方面的问题亟待解决，且有待进一步完善。面向物联网工程专业学生的实践实训活动没有全面开展，教学过程中对职业岗位能力的培养不够；教学改革及科研活动开展的频次较少、力度不够，教研活动次数有待增加、深度有待加深；课程教学团队存在结构不合理、师生比例不协调等问题，另外，物联网工程教研室的大部分老师没有系统进行物联网工程方面的理论与实践学习或培训，导致教师专业技术综合能力不强，因此课程教学团队需要从数量、质量、结构上加强建设。

1.2 物联网工程专业课程体系建设的重要性

物联网工程专业是侧重专业技术技能培养和注重职业素质培养的一门新兴学科。普通高等院校物联网工程专业的培养要以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，重视学生的技术应用能力的培养，培养适应生产、建设、管理、服务等第一线需要的工程技术应用性人才[3]。

如何以社会需求为导向，从用人单位、培养单位及学生等不同的角度调查和研究当前培养模式的不足，改革创新，加强实训教学，提高物联网工程专业教育质量，是摆在物联网工程专业建设面前的一个重要课题[4-5]。

1.3 物联网的体系架构

从技术角度来看，物联网的体系架构分为感知层、网络层、应用层3个层次[6]。感知层包括条码识别、射频识别、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等设备或技术，实现物体的感知、识别、采集、捕获信息。网络层主要负责将感知信息进行安全可靠的传递和处理。应用层利用经过分析处理的感知数据，将物联网技术应用在各个行业，提供智能化的生活和生产服务。物联网的体系架构，如图1所示。

图1 物联网体系架构

从图1可以看出，在物联网体系架构中，感知层主要涉及传感技术和标识技术，包括条码识别、射频识别、传感器、图像处理、无线传感网、定位等技术。网络层主要涉及网络接入、信息远距离传输、网络管理技术，包括感知节点组网和协同处理技术、异构网融合技术、网络管理和安全技术。应用层主要涉及服务用户的应用软件和系统集成技术，包括操作系统、数据库、中间件软件、系统设计与实现等技术。

2 物联网工程专业课程体系

从物联网三层体系架构可以看出，物联网知识结构对应的支撑学科是电子信息类、通信类和计算机类以及各种传感器类。物联网工程专业是交叉学科，是多个学科的融合，构建科学合理的课程体系是这个新兴专业建设要面临的首要问题。物联网工程专业学生学习要强调具体技术、重视应用、选择专业方向，把握大趋势。为了培养满足社会需求的应用型人才，需要研究人才培养模式，制定相应的课程体系。物联网工程专业课程众多，课程体系的建设要秉承循序渐进式设计，形成学生易于接受的阶梯式课程体系。

2.1 专业知识架构

物联网工程专业知识架构包括导论类知识、学科基础类知识、工程专业类知识、学科实践类知识、创新类知识。导论类知识可以使学生掌握物联网的概念和层次模型，从学科广度和知识深度对物联网工程专业有更直观、清晰的认知。学科基础类知识从计算机原理、程序设计与算法、电子信息类基础课程为物联网工程专业学生学习打下系统性基础。学科专业类知识指物联网工程专业的核心专业知识，培养学生具备物联网系统的设计、规划、实现能力。学科实践类知识培养学生在掌握了物联网基础知识和专业知识的基础上，与实际生产生活应用结合，能够理解复杂的物联网系统，培养动手实践能力，具备系统规划、分解、集成、应用、开发、维护的能力。创新类知识是为了学生知识融会贯通和创新创业能力的培养，主要通过课程设计、专业实习、各种竞赛活动培养学生的创新意识和能力。

2.2 课程体系建设

对应于物联网工程专业知识架构，物联网工程专业开设的课程包括物联网导论课程、物联网基础课程、物联网专业课程、物联网实践课程[7]、物联网创新课程。由于物联网工程专业在各高校所属院系不同，专业侧重点也不同，目前开设物联网工程专业的高校有250多所，大部分高校将物联网工程专业开设于计算机学院，这里针对计算机学院开设的物联网工程专业进行课程体系探讨，课程体系，如图2所示。

图2 物联网工程课程体系

从图2可以看出，物联网工程课程体系涵盖了物联网体系结构的技术和专业知识架构的知识点。物联网工程专业通过导论类课程让学生对物联网专业和应用有初步的认知，了解专业发展方向和趋势。物联网基础课程的开设使学生掌握一些计算机类基础课程，为进一步的学习物联网奠定基础。通过物联网专业课程使学生掌握物联网方面的知识，为学生选择专业方向提供参考。物联网实践课程和创新课程培养学生的实践能力，拓展物联网方面的兴趣和潜能。

结合我校人才培养方案，物联网工程专业主要专业理论必修课程安排如表1所示。专业实践必修课程安排，如表2所示。

表1 物联网工程专业主要理论课程安排

表2 物联网工程专业主要专业实践(实验)课程安排

4 总结

本文剖析了物联网工程专业课程体系建设的现状和重要性，阐述了物联网体系架构中感知层、网络层、应用层分别涉及的技术，探讨了物联网工程专业知识架构和课程体系建设。

[1] 马忠梅,孙娟,李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2011(10):1-4

[2] 任晓莉.应用型人才培养模式下《RFID》课程教学探索与实践[J].微型电脑应用，2016,32(3):37-39.

[3] 周志德.物联网专业的人才需求分析与课程体系构建[J].中国职业技术教育, 2011(36):39-43.

[4] 朱金秀,韩光洁,朱川,等. 物联网工程专业课程体系的研究与探索[J]. 中国电力教育, 2012(16): 67-68.

[5] 张雅琼. 应用型地方本科院校物联网工程专业课程体系探索[J]. 物联网技术, 2015(5): 104-105.

[6] 吴功宜.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012.

[7] 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(4): 108-110.