基于系统能力培养的物联网工程专业创新课程体系建设研究

董香丽

【摘要】物联网工程专业是一门涉及计算机、软件设计、电子技术、通信技术、测控技术等多专业基础知识的交叉学科，作为一个处于摸索阶段的新兴专业，各高校都建立起自己的物联网工程专业课程体系。我校计算机学院是最早设置物联网工程本科专业的院校之一，从系统能力培养的角度完善物联网工程专业创新课程体系建设，讨论如何使教学内容适应技术发展的需要，如何提高物联网工程专业学生创新创业能力。

【关键词】系统能力；物联网工程；创新创业；课程体系建设

一、物联网工程专业学生系统能力培养的现状

（一）重实践，强训练

国外高等院校重在加强文化素质课程建设，更注重实践性教学环节和加强学生的工程训练。辛辛那提大学研究以职业为导向的课程体系，特色是每个学生参与“合作课程”，都有机会到辛辛那提和其他城市的企业实习。在带薪实习课程中，学生在工作岗位上将所学理论知识应用到实践中，而工作带来的挑战和问题又促进学生进一步加深理论学习。这种学习期间的带薪工作实践，为学生毕业后的就业提供了绝佳的机会，学生也在学习期间很好地了解本专业未来的职业发展状况，同时获得将来就业的必要信息。

（二）重研究，强学术

麻省理工学院，致力于研究基础科学，但在把研究、学习和行动整合成一体的新模式中处于领先地位。且致力于学术、探究和批判精神，并擅长把工业、政府和学术界联合起来，共同探索、解决世界面临的主要问题。但是并没有一套符合新兴专业物联网工程系统能力培养的包含理论课程和实践课程的课程体系。

榆林学院研究物联网工程专业要倚靠原有的计算机科学与技术类专业，即课程设置侧重于物联网的应用层技术。课程体系设置包括学科基础、专业基础和专业核心课程三大模块。还强化实践实验类课程设置，重视应用型人才培养。

嘉应学院认为课程体系的建设应基于物联网的三个技术架构层次来设计，建立以应用为目的，以必要的理论准备为基础的课程模块。

山西工商学院研究以物联网体系构架为核心构建的专业课程体系。专业核心课程的设置需涵盖物联网技术的三个层次，即感知控制层、网络传输层和应用层。

（三）重岗位，强竞赛

苏州农业职业技术学院研究校企合作下的农业物联网技术人才培养课程体系建设，提炼农业物联网技术岗位群能力，以职业岗位能力为导向划分课程模块。

北京信息科技大学从物联网相关学科的创新创业竞赛出发，探讨其对物联网工程教学与实践的深远影响；提出以赛促教、以赛促学的物联网产业人才培养新模式，即结合竞赛和大学生科技创新项目进一步完善课程教学内容与方法，提高教师综合素质，拓展实训平台。

以上的课程体系研究，均没有将“互联网+”、大数据、云计算、通信技术和信息控制技术等课程进行融合，没有体现课程实验和实践教学方面的内容，未能依托实验室和物联网竞赛。从学生的实践动手能力和创新能力来讲，在体现物联网的先进技术和综合应用上还有欠缺。

二、面向系统能力培养的物联网工程专业创新创业课程体系建设实践

（一）实践内容

系统能力核心是在掌握计算机系统基本原理基础上，进一步开发构建以计算技术为核心的应用系统。这需要学生更多地掌握计算系统内部各软件/硬件部分的关联关与逻辑层次，了解计算系统呈现的外部特性以及与人和物理世界的交互模式。系统能力培养体现出典型的工程教育特征，系统能力培养的过程整体贯穿了解决复杂工程问题，即系统能力=系统知识+工程实践能力。国际上CMU、Stanford、UC Berkley等，国内南京大学、清华大学、北京大学、北航、国防科大、浙江大学、中国科大、上海交大等学校已经开始进行有关的尝试，取得了一定的成效。具体实践内容如下。

第一，根据学校应用型人才培养，将人才培养方向定位在物联网系统集成和物联网系统开发设计两个方向，构建并实施分方向培养模式。突出学生系统能力和工程能力的培养，构建物联网工程专业模块化课程体系，并加强课程实验和实践教学环节的内容。构建完善的三位一体开放型实践教学平台，分模块更新实践教学内容，完善实践教学保障体系。

第二，依托物联网竞赛，促进教学，并建设课程群。校企合作规划课程，一方面，企业人员去学校授课；另一方面，学生进企业实习。我校与中兴通讯有限公司校企合作，双方合作组建“山东协和中兴智慧城市学院”，中兴通讯有限公司出资建设学校实验实训技术支撑平台，共同开展“企业主导、学校主体、师生参与、校内实施”的高校人才培养及科研新模式，打造联合培养创新型人才的示范基地和科研创新基地。

第三，加大对视频公开课、微课的建设，开发建设创新课程和创业型课程，完善专业教学资源库。制定核心课程的课程标准，撰写核心课程的实训指导书。

（二）研究目标

以创新课程体系建设与系统能力培养为核心，将课程设置与职业岗位的要求相结合，课程内容与职业资格考证内容相结合，课程标准与人才培养要求相结合，课程能力与企业人才需求相结合。本项目建设的理论课程和实践课程，突出重点，强调实用，强调实践环节，增强学生的实践动手能力和创新能力，适应战略新兴产业发展，进行系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广，服务于经济和社会的发展。

（三）改革方案设计

方案设计思路如图1所示。

具体课程体系建设方案如图2所示。

三、研究意义

一个战略性的新兴专业学科，这就决定了其课程体系具有发展变化的动态特性。因此，要以与时俱进的专业人才培养目标为依据，这样才能设计出科学合理的、发展的课程体系，才能为国家战略性新兴产业发展所需高素质专门人才的培养做出更大贡献。

立足服务地方经济转型升级发展，以新兴物联网产业经济发展的社会需求为导向，以培养系统能力和应用能力为目标，注重技术应用，突出实践教学，体现校企合作、工学交替。重点优化整合理论课程和实践课程体系，构建完善的三位一体开放型实践教学平台，分模块更新实践教学内容，加大对视频公开课、微课、核心课程的建设，规划编写校企合作教材，完善教学资源库，使学生能适应战略新兴产业发展，进行系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广，具有较强的工程实践能力，最终服务于经济和社会的发展，满足企业对物联网工程专业学生的需求。

四、結语

通过创新模块化课程体系建设、实践教学平台搭建，为教师提供课程资源承载平台，为学生的系统能力培养奠定基础。通过校企合作，学生能胜任基本的岗位需求。通过参与物联网竞赛，学生能提高自己的创新能力。通过专业课程资源群建设，为学生专业学习提供良好导向，促进人才培养模式改革和专业学科人才队伍培养；通过课程资源库的管理，优化课程资源和教师教学管理，使高职教育和开放教育相互促进、共同发展。

参考文献

[1]吴功宜，吴英.互联网、移动互联网和物联网技术发展与网络课程改革———对计算机专业研究生系统能力培养的思考与实践[J].计算机教育，2015（21）：107～110.

[2]张策，初佃辉，吕为工，柏军，李剑雄.物联网全栈人才———一种计算机类专业系统能力培养目标[J].计算机教育，2018（02）：1～5.

[3]安健，桂小林，杨麦顺.工程实践与科技创新的物联网开放实验室建设[J].实验技术与管理，2016，33（10）：245～248.

[4]袁景凌，饶文碧，熊盛武，廖明习.面向能力培养的计算机类实验课程体系探究与实践[J].计算机教育，2018（02）：166～169.