物联网工程专业应用型人才培养研究

张雅琼，韩 贝，吴敏宁

（榆林学院 信息工程学院，陕西 榆林 719000）

0 引 言

物联网（Internet of Things，IoT）是物物相连的互联网，是互联网的延伸和拓展，将互联网的接入终端扩展到各类传感器和二维码等设备。物联网是智能感知与识别技术、普适计算、云计算、泛在网络系统的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。目前世界各国的政府、科研机构、教育界和产业界都非常重视物联网技术及其应用。2010年6月7日，胡锦涛主席在两院院士大会上讲话，“大力发展信息网络科学技术，要抓住新一代信息网络技术发展的机遇，创新信息产业技术，以信息化带动工业化，发展和普及互联网技术，加快发展物联网技术……”。2011年3月5日，在第十一届全国人民代表大会第四次会议上，温家宝总理进一步指出“加快培育发展战略性新兴产业，积极发展新一代信息技术产业，建设高性能宽带信息网，加快实现‘三网融合’，促进物联网示范应用”。2015年3月，李克强总理的政府工作报告再次指出，“国家促进大数据、云计算、物联网广泛应用”。因此培养物联网工程应用型人才是顺应国家战略性新兴产业发展的需要，是响应以物联网和传感网为代表的下一代信息技术新兴产业发展的需求，也是未来国民经济和社会发展的需要。

从2010年教育部批准增设物联网工程专业以来，经过数年的发展，各院校物联网工程专业结合本单位在物联网相关学科领域的教学和科研优势，课程体系逐步趋于完善。但实践教学环节仍有待完善，硬件和软件都存在不同问题，因此学生应用能力的培养不尽如人意。如何培养物联网行业需要的应用型人才是需要不断探讨和研究的问题之一。

1 物联网产业发展与人才需求

物联网技术以计算机、通信、网络、电子技术为基础，发展前景广阔，也为产业发展创造了巨大的空间，产业的发展急需相关专业人才的支持。尤其在智能工业、智慧农业（精细化农业/有机农业）、环境监控与灾害预警、智能家居、智能交通、智慧物流、智能电网（光伏电子与太阳能应用技术）、智能医疗（公共卫生与远程医疗/医护管理与社区服务）、国防与军事等领域的人才需求将更大。

智能工业在促进工业企业节能降耗，提高产品品质，提高经济效益等方面发挥巨大的作用。我国自主研发的用于工业过程自动化的无线网络标准WIA-PA和HART基金会标准Wireless HART已成为国际标准。在工业4.0的背景下，智能工业过程管理与自动化控制的岗位专业人才需求目前缺口约50万人。

智慧农业是中国现代化农业发展的根本出路。我国是一个传统农业大国，但不是农业强国，农业强国战略的关键在于发展信息化来促进农业的现代化。智慧农业的各类专业人才数量在现代农业“十二五”规划中的缺口达1 000万人以上。

根据美国咨询机构Forrester的预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，约为30∶1，因此，“物联网”被称为下一个万亿级的通信业务。物联网是当前我国发展最为迅速的新兴领域，预计将在经济、教育、科研和国防等领域发挥重要的支撑作用。在相关政策扶植下，社会对物联网专业人才的需求量会急剧增长。

2 物联网工程专业人才培养存在的问题

物联网专业是典型的综合学科专业，涉及多门学科和技术，知识体系庞大，如何合理地取舍课程并培养具有创新创业能力的应用型人才是一个随行业发展不断更新的问题。各高校物联网工程专业人才培养存在的主要问题包括：

（1）课程体系不合理

物联网是多学科交叉的专业，大多数高校开设的物联网工程专业课程仅是相关专业核心课程的叠加与裁剪，课程之间衔接不密切，且课程不能够很好地支撑行业发展的技术需求。

（2）师资力量不足

物联网专业现在已有部分本科毕业生和硕士研究生，但数量较少，目前高校的物联网工程专业教师多为计算机、电子、通信及自动化等专业，由于专业背景的限制，教师不能够全面掌握物联网专业的理论知识，最为突出的是物联网相关实践经验严重欠缺。

（3）实践教学不完善

物联网专业为应用型专业，各项实践环节的比例与实施显得尤为重要。目前的实验条件存在一些问题，如设备陈旧，软件数量少等问题。实践教学体系不够完善，大部分的实验环节不能紧扣物联网技术的应用，缺乏行业经验与技术指导，且实践教学形式单一。

（4）校企合作不深入

目前物联网企业与院校的合作不够深入，缺乏科研项目和人才培养方面的深度合作，高校的教学和实践脱离物联网产业发展趋势。物联网行业对从业人员的专业和工程经验要求较高，校企之间可开展多样化的合作，如采取引进企业工程师指导实践教学，或推荐学生到企业跟进项目进行实训等方式，培养学生的应用能力。

3 应用型人才培养研究

应用型人才培养模式以能力为中心，目标是培养技术应用型专门人才。应用型（技术）计算机类专业人才具有明显的工程型人才特征，其培养应该紧跟工程教育国际发展的步伐。工程教育及应用技术型人才的培养，要求各院校具有自己的特色，必须针对自己院校办学的特色和培养定位，确认专业人才培养方案及课程体系。

3.1 物联网工程专业人才培养目标研究

物联网应用涉及面较广，本专业培养的学生必须系统掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备传感技术、通信技术、网络技术、软件技术的基本理论、基础知识和应用技能，能在计算机应用、软件开发、电子信息与通信等相关领域从事与物联网有关的技术工作，培养成为基础理论扎实、实践能力强、综合素质高、适应物联网工程技术相关产业发展需要的应用型工程技术人才。各高校在制定人才培养目标与定位时需考虑以下原则：

（1）充分发挥各高校现有物联网工程专业的学科基础与优势；（2）从学校办学定位出发，符合学校的人才培养定位；（3）从物联网就业岗位对毕业生的能力需求出发反推培养目标。

针对应用型人才培养，结合国家“卓越工程师教育培养计划”的要求，确定物联网工程专业人才培养目标与定位，着力提升学生的综合素质，注重培养工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。

3.2 专业核心课程体系的构建

物联网工程专业的课程设置需综合考虑相关交叉专业的特点，注重课程体系交叉融合的同时，突出物联网工程专业的特色。课程体系的建立要针对物联网工程专业基础能力和核心能力的培养，对物联网专业知识面进行横向延伸。根据培养目标与定位，确定物联网专业课程体系，注重学生具有专业特色应用创新能力的培养。

物联网工程专业核心模块的课程设置需涵盖物联网技术的三个层次。物联网感知层涉及的主要课程包括传感器与检测技术，RFID原理与应用，物联网控制技术等；物联网网络层涉及的主要课程包括物联网通信技术，无线传感网等；物联网应用层涉及的主要技术包括大数据与云计算及各类基于Web或移动端的开发技术等。专业核心课程的设置如图1所示。通过这三个层次相关课程的学习，学生不仅对物联网有一个全面的认知，而且能够掌握各层面相应的技术，为从事物联网相关领域的工作打好基础。

图1 物联网工程专业核心课程设置

3.3 实践环节的设置

应用型人才的培养应加强实验/实践环节的内容设置，旨在培养学生的动手能力、实践能力、工程意识、创新精神和团队协作能力。实验环节的设置按照物联网的体系结构，完成由下而上的知识获取，实验/实践环节设置如图2所示。基础类实验包括大学物理、电子技术及C语言的实验；专业类实验包括物联网导论、传感器、RFID、计算机网络、通信技术、单片机、嵌入式以及数据库等实验；综合创新类实验主要是各个课程设计，如Web系统、嵌入式系统、移动开发及物联网应用系统等课程设计。工程实践主要是专业见习和毕业设计。

除培养方案设置的实验外，应加强校企合作，积极引进优秀的实训体系和企业项目案例，同时与物联网应用公司开展合作，建立企业级开发实训室。并通过科技活动带动学生的学习兴趣，实施多样化教学模式创新。定期举办系级校级比赛，积极参加全国各项物联网相关的赛事。积极组织参加“大创”项目和“互联网+”项目。让更多物联网专业的学生参与科技创新，将专业技术应用到实践，以此推动应用型人才培养。

图2 物联网工程专业实验实践类环节

4 结 语

物联网专业作为新兴专业，人才培养模式不断完善。不同高校应结合不同的办学定位和专业，在课程体系构建时既涵盖物联网各理论知识点，同时突出实用性，重视并多样化实践环节，以增强学生的实践动手能力和创新能力为宗旨，课内课外加强工程实践能力培养，加强校企合作，紧跟产业发展，引进物联网综合项目，培养应用型的工程人才。