新工科物联网工程专业人才培养模式思考

桂琼 程小辉

摘 要：物联网工程专业是跨学科、跨领域的新型学科，作为新工科典型专业，如何构建新工科物联网工程专业人才培养模式？培养学科交叉融合、综合素质高、创新能力强、能胜任物联网行业发展需求的创新工程人才。文章从四个层面进行思考与探索：新工科-工程教育新理念；交叉与融合的课程体系；深度学习的教学模式；产学研深度合作。

关键词：新工科；物联网工程；学科交叉融合；深度学习

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）12-0167-03

Abstract： Internet of things engineering is a new interdisciplinary discipline. Internet of things engineering is a typical new engineering major in emerging engineering education. How to construct the talent training mode for internet of things engineering？ Emerging engineering education cultivated innovative engineering talents who have multi-disciplinary integration， high creative ability and comprehensive quality， can meet the development needs of the internet of things industry. This paper discusses the talent training mode for internet of things engineering from four dimensions. Firstly， emerging engineering education-new concept of engineering education. Secondly， the curriculum is multi-disciplinary integration. Thirdly， the teaching model based on deeper learning. Combination of production， education and scientific research was In-depth cooperation.

Keywords： the emerging engineering education； internet of things engineering； multi-disciplinary integration； deeper Learning

新一轮科技革命、产业变革与新经济快速发展，对我国高等工程教育提出严峻挑战，同时为高等工程教育成功转型提供新机遇。当前，在我国深入实施“创新驱动发展”、“互联网+”、“网络强国”、“中国制造2025”等国家重大战略背景下，高等工程教育迫切需要全方位深化改革。2017年2月18日教育部在复旦大学召开了综合性高等工程教育发展战略研讨会，与会高校代表对新时期工程人才培养展开了热烈讨论，并达成“新工科”建设复旦共识，开启了我国高等工程教育改革新思维。

物联网工程专业是跨学科、跨领域的新型学科，作为新工科典型专业，如何从工程教育新理念，课程体系，教学模式与人才培养途径等入手，培养创新能力强、学科交叉融合、综合素质高，能胜任物联网行业发展需求的创新工程人才？本文从四个方面对新工科物联网工程专业人才培养模式进行思考与探索。

一、新工科——工程教育新理念

随着人工智能、大数据、物联网与云计算的广泛应用，可以预测，未来工程“新业态”将呈现完全颠覆性的新模式，导致大量传统工艺、技术与职业消失，例如，银行出纳员、商场销售员、司机与快递员等完全可被人工智能代替。未来需要能解决国家重大战略需求与科技重大需求，能够适应与引领未来产业革命与科技革命，具有创新能力，规划能力与跨领域的创新工程人才。

新工科是对传统工程教育理念的反思与改革，是我国工程教育的新思维与新理念。理念是行动的先驱，新工科专业建设应以理念的创新驱动工程教育的改革。因此，新工科物联网工程专业人才培养模式要能体现时代的鲜明特色，满足新业态发展变化，以立德树人为引领，以“新工科”作为工程教育新理念，培养科学基础理论深厚，具有较强的创新思维与实践能力，终身学习能力、良好的团结协作的创新物联网工程人才。

二、交叉与融合的课程体系

《“新工科”建设复旦共识》中强调发挥学科综合优势，主动作为，推动学科交叉融合和跨界整合，产生新的技术，培育新的工科领域，促进科学教育、人文教育、工程教育的有机融合……，倡导多学科思维交叉与融合，构建更系统、综合的工程教育课程体系。

（一）建设新工科物联网工程专业课程体系中的现实瓶颈

1. 学科与专业严格划分，阻碍学科交叉融合

学生在中学阶段过早接受文理分科教育或由于自身偏科原因，进入大学后，大多数工科学生受限于各自的专业，直接投入学科专业领域。另一方面，大学通识课程与专业融合度不高，学生涉及閱读专业以外的书籍不够，对其它学科专业知识知之甚少。显然，学生知识面狭窄，被限制在一个狭窄的学科，甚至一个单纯专业中，缺乏创新与跨时空的思维能力。

2. 产学研脱节，阻碍创新与实践能力培养

目前，工程教育是乎停留在一个象牙塔里，产学研的机制没有真正意义上落实。企业大都没有参与高校工程教育专业的培养目标、人才培养方案与课程体系制定，知识体系滞后于产业发展需求，造成学生就业与物联网行业发展需求的匹配度低。

（二）构建交叉与融合的课程体系

以新工科人才的特征为引领，培养胜任物联网行业发展需求的创新工程人才，其关键是构建交叉与融合的课程体系。新工科交叉融合课程体系建设是一项高难度、全方位的动态系统工程。既需要突破传统学科与刚性专业制度的壁垒，又需要思考引领未来产业、技术和经济发展需求，研究多学科交叉融合的契合点，柔性制定通识课程与专业融合方式。

1. 搭建新工科大类招生平台，构建交叉与融合的课程体系

新工科培养绝不是某个工程专业培养，而应是整合学校所有工科优势，加强与行业企业、产业部门和研究机构合作，搭建一个跨院系、跨学科与跨专业的跨界整合新工科大类招生平台，重新审视与布局大新工科建设，构建交叉与融合的课程体系。其优势：第一，打破学生学科与专业壁垒，构建交叉与融合的课程体系。提高学生通识教育素养，加强通识课程与专业融合度，帮助学生重构包括数、理、化、文、史、哲的完善知识体系。从而提升学生思维方式，提高创新与跨时空的思维能力。第二，帮助学生在充分认识到新工科的基础上，结合自身的兴趣和爱好，采用双向选择专业，更符合学生的意愿，避免学生对专业迷茫，快速进入专业角色。第三，可以拉动学校弱势工科专业的迅速发展，并将对其他学科专业建设与人才培养方案改革提供借鉴，起到示范与引领作用。

2. 建立产学研合作机制，构建交叉与融合的课程体系

对于新工科物联网工程专业，学生内心普遍会有一种焦虑和不安，可能无数次问“新工科”是什么？“物联网工程专业”是学计算机软件或硬件？有什么不同？其专业优势又是什么？甚至上完专业导论课后，学生内心可能仍充满疑问。物联网工程专业是由计算机科学与技术、信息与通信工程、电子科学与技术与控制科学与工程等学科的交叉、融合与拓展而形成的，以未来“新业态”作为物联网工程教育的创新目标。因此，物联网工程课程体系设置首先回归交叉与融合和工程范式的原生态，加强新工程专业实践环节。建立产学研合作机制，实现交叉与融合的课程体系。首先，加强产与教、学结合，校企联合共同制定课程体系，特别是物联网工程专业中智能楼宇、智能交通与企业应用技术等课程内容设置，实现交叉与融合，跨界培养，避免知识体系滞后于产业发展需求，提高学生就业与物联网行业发展需求的匹配度。其次，加强教学与科研紧密结合。一方面，加强科研院所协同育人策略。科研院所直接参与物联网工程专业的培养方案制定，特别是学科前沿课程，物联网交叉学科特色课程。另一方面，加强“科教融合”的协同育人新模式。重视本科学生科研教育，以教师研究项目为支撑，直接将科研项目成果转化为教学资源，实现课程教学与科学研究项目深度融合，构建交叉与融合的课程体系。

三、深度学习的教学模式

怀特海在《教育的目的》书中提出：“学生是有血有肉的人，教育的目的是为了激发和引导他们的自我发展之路”。近年来，许多高校致力于以学为中心教学改革，力图回归学习的本质与高等教育目的，让学生充分享受学习与探究过程的快乐体验，使学生的心灵与智慧向教育开放。随着学生主动探究学习深化，出现更深层次需要思考问题——学生主动学习方法问题。学生学习方法主要有两种：“深度学习”和“浅表学习”。采用“浅表学习”或“深度学习”，新工科学生在核心能力培养与学习成果上有着显著差别。“浅表学习”是机械地接受与记忆知识，肤浅地掌握考试内容，只是出于外部的动机，以完成学习任务为目标。表现为不可迁移的知识与技能。而“深度学习”是一个过程而非结果，学生使用分析、综合、批判性思维、跨学科思维和解决问题方式学习，表现为在认知、自我、人际领域等三个领域可迁移的知识与技能。

物联网工程新工科培养胜任物联网行业发展需求的创新工程人才，需要学生的深度工程学习，需要基于核心能力与学习成果教育。教师应如何引导学生进行深度工程学习？

1. 思政课程融入新工科物联网工程专业教育

将社会主义核心价值观融入专业课程教育的全过程。培养学生家国情怀与国际视野，强调跨文化交流的能力，让学生以更自信的心态与世界平等对话，从而激发学生内部的学习动机与社会责任感。

2. 以学生为中心实施研究性教学

尊重学生的学习主体性与创新性，在新工科教学中融入科学研究的思想与方法，真实还原科学知识的探究与发现过程。一方面，教师为学生精心设计“问题”，鼓励学生大胆质疑，敢于、勇于与善于发现问题。另一方面，教师为学生提供具有挑战性的任务。这意味着赋予学生新的研究者身份，学习角度自然转向学术性学习与研究，进入深度学习过程。经过长期不断的理性思索和意志磨练，教师有针对性的指导，学生自身会潜移默化地透过事物的表象，形成知识与技能迁移，并最终创造出新知解决问题。师生之间始终保持一种自由平等的学术对话，营造一种质疑与探究的科研氛围。

四、产学研深度合作

在“新工科”建设复旦共识中强调培养“具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才”。显然，在新工科专业建设中将工程实践能力提高到一个新高度，产学研的深度合作将是新工科人才培养重要途径。

与传统产学研合作不同， 新工科产学研的深度合作着眼于稳定、持续、共赢的协同创新合作，强调新产业中代表性企业，合作教育内容的前沿性。在产学研的深度合作中，不断引导学生积累工程实践经验，加强工程实践能力，主动匹配物联网行业发展需求。

如何实施产学研的深度合作？主要措施有以下几种：

1. 企业、高校与研究院共同参与物联网工程专业的课程体系设置。行业企业、高校与研究院三方共同对国家发展战略、物联网工程产业发展前沿领域，国际发展的产业趋势进行研究与预测，准确把握行业发展需求，将动态变化行业发展需求融入到课程体系建设，并及时完善与修正物联网工程人才培养方案。

2. 校企共建长期稳定的实践与实习基地。积极引进国内大型物联网行业企业资源，建设校外实习基地与产业创新联盟，培养学生自主创新与研发能力，为新工科人才培养拓宽渠道。

3. 积极从产业部门和研究院所聘请物联网业界专家充实教师队伍，充分发挥其工程实践优势，不断提升教师队伍的创新创业的实践水平。

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