新工科背景下物联网工程专业建设的探索研究

龚 蕾，孙泽宇，杨尚森

（洛阳理工学院 计算机与信息工程学院，河南 洛阳 471023）

0 引 言

为了改造升级传统工科专业，加快培养新兴领域工程科技人才，响应国家战略需求，突破核心关键技术，构筑先发优势，在未来全球创新生态系统中占据战略制高点，布局未来战略必争领域的人才培养，迫切需要大批新兴工程科技人才，加快工程教育改革创新。

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，沿着“复旦共识”“天大行动”“北京指南”新工科三部曲的纲领性文本和顶层设计，我国“新工科”不断探索工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系。2018年4月，教育部办公厅印发《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》，首批“新工科”研究与实践项目选自全国高校的612个项目，意味着备受关注的高校新工科建设开始进入实施阶段。

“新工科”通过3年多的建设，取得了令人瞩目的成绩。围绕新工科专业建设，教育部批准了物联网、大数据、人工智能、云计算等新工科专业，通过产学研协同育人计划项目，以产业和技术发展的最新需求推动高校人才培养改革，推动学校的评价体系与资源配置方式改革。

1 物联网行业背景及需求评估

物联网被国务院列为我国重点规划的战略性新兴产业之一，物联网产业覆盖从传感器、控制器到云计算、大数据的各种应用。我国物联网市场的需求不断被激发，产品应用于智能家居、智能农业、智能安防、智能校园、工业监测、环境保护、个人健康等多个领域。

中国经济信息社最新发布的《2018—2019中国物联网发展年度报告》指出：“近两年，随着我国加大IPv6、NB-IoT、5G等基础设施投资，物联网向传统行业的渗透率持续提高，包括工业物联网、智慧城市、车联网等应用场景快速拓展，物联网应用正在云计算、大数据等信息技术的加速融合下，产业规模突破万亿。随着5G的落地推进，越来越多的企业开始加大部署物联网。”据知名咨询及分析机构Gartner的测算，预计到2020年，全球物联网设备的数量将达204亿个，是世界人口的3倍以上。随着各领域中物联网技术的应用更加广泛，对物联网工程技术人才的需求也与日俱增。据全球产业资讯关键信息服务供应商HIS公司预测，未来5年，全球物联网人才需求量将达1 000万人以上，而社会需求量与人才供给量远不成比例，因此人才仍将非常紧缺。

2017年，河南省信息化和信息安全工作领导小组发布《河南省推动物联网发展加快培育新业态新模式行动指南（2017—2020年）》指出：“建立多层次的人才培养机制、多渠道的人才引进机制和灵活的用人机制，加快创新型人才队伍建设，加大相关专业人才培训，开展多层次人才培训计划。支持高校、科研机构与物联网企业合作，建立技术研发基地、就业创业基地和实习培训基地，构建满足产业发展需求、多层次的人才队伍。”由此可见，物联网工程专业应用型人才培养对于物联网产业的发展非常重要。

2 基于新工科物联网工程专业建设思路

2.1 总体思路

探讨以应用型本科院校为主的物联网工程专业本科人才定位模式，构建专业教学规范，提高教育质量，强化专业特色，突出行业应用方向，更新完善教学内容，优化课程设置，形成具有鲜明特色的专业核心课程群，培养适应行业需要的物联网专业人才。分析以产业需求为导向，以学生为中心，构建多方协同育人模式人才培养理念在专业设置上的具体体现。

2.2 具体措施

2.2.1 产业需求导向

以产业需求为导向，以就业为目标，依据“反向设计、正向实施”的原则构建课程体系，将课程目标与毕业要求联系起来，建立培养目标与学生毕业要求之间、毕业要求达成与课程体系之间、毕业要求达成与课程教学内容之间的对应关系，重构课程体系和教学内容。

目前，物联网产业需要系统设计、产品开发、工程项目策划与实施、系统实施与维护等工程应用型人才。这类人才除了具备相关的物联网基础理论知识外，还需要具备一定的工程应用能力，能够进行网络方案设计配置、物联网识别技术选择、嵌入式系统开发、物联网硬件和传感技术开发等，可以从事物联网系统设计及物联网项目实施及维护等工作。

在设置专业培养方式时，应将学生在学校期间的专业能力培养与专业工作岗位所需要的能力做有效对接。我院在物联网工程专业根据岗位需求设置的理论课程如图1所示，在充分调研的基础上，按照物联网岗位需求，将企业物联网工程技术工作岗位能力进行分解，将所需基本知识、技能、专业素质分解为相应知识体系，进而将知识体系转换为课程内容，构思教学模式，设计教学方法。同时，我院在课程设置中还增加了实践课程比例，并根据实践课程是项目实施过程反映的特点，将实践课程考核过程化。

图1 根据需求制定的理论课程

2.2.2 校企合作课程共建

与企业共建课程，满足现代信息技术产业需要，聘请企业专家、毕业生、学校专家共同探讨人才培养目标和模式。按照企业岗位技能、综合素质的要求，确定课程体系，选择课程内容，将企业所需知识技能融入课程之中，贯穿教学过程始末。校企协同开展课堂教学、实践指导、毕业设计指导，明确专业核心课程，聘请行业工程技术人员、管理人员或有较丰富的行业实践经历的“双师双能型”教师授课。

本专业在2019年开始开设校企合作课程，包括计算机网络、智能农业等多门专业课程。以计算机网络为例，校内教师讲授了所有的理论部分，企业教师根据实际项目工作经验安排了一个项目案例，分为若干实验学时完成，校内任课老师和企业老师全程参与，共同指导。通过真实的项目案例，学生基本掌握了企业网络建设中交换机与路由器的配置方法、技巧、原则等，收获了“货真价实”的项目工作经验，也为今后的学习、工作打下了良好的基础。校内任课教师则通过系列实验，增强了项目经验，进一步丰富了教学内容和方法。

校企合作项目完成后，由校内任课教师使用教学质量管理平台对参与授课的班级进行了满意度问卷调查，并对问卷进行了汇总。仍旧以计算机网络为例，在2019年下半年校企合作授课中，参与授课的班级总人数为720人，有630人提交了调查问卷，部分问卷调查结果见表1所列。

表1 校企合作课程问卷调查表 %

通过问卷调查分析，可以看出学生对企业讲师的知识水平普遍认可，对企业讲师总体满意度在84%左右，总体较高；学生与企业讲师交流互动偏少；但学生渴望开设更多校企合作课程的愿望非常高，对本门课程的总体评价也比较高。

本专业根据授课情况和问卷调查进行调整，加强校企合作课程建设，遴选签约一批既有实践经验，又有授课水平的企业讲师长期为校企合作课程服务，同时进一步加强具有工程实践经验的师资培养力度，使学生在学习中真正融入到项目实践中。

2.2.3 以学生为中心

在人才培养环节设计时充分体现“以生为本”的教育理念，在教学活动中始终以学生为主体，着重提高学生专业技术能力、问题解决能力、沟通能力和团队合作能力。积极建构创新课堂，引导学生进行自主、合作、探究式学习，注重培养学生的创新和协作能力，培养学生解决复杂的工程（职业）问题的能力。在本专业的培养方案中，设置了物联网应用系统开发、物联网工程与实施等综合性课程，还设置了物联网系统综合设计、物联网工程创新实践等实践类课程。

在培养方案中适度控制必修课程比例，丰富选修课程资源，鼓励和支持学生跨学科、跨专业选课。本专业在2019版培养方案中设置了物联网应用和云计算技术两个专业方向的特色课程，选修课中设置了智能校园案例、智能安防案例等物联网应用案例，同时也设置机器人技术、VR物联网系统设计等课程，满足职业岗位对人才综合能力的要求和学生个性化发展的要求。

2.2.4 创新实践

注重实践能力与创新意识培养，强化综合性、设计性、创新性实践环节设计，构建分阶段、多层次、线上线下相结合的实践教育教学体系，突出学生职业能力培养，探索符合行业发展规律和职业运作实际的创新创业模式与内容，注重把学以致用、学有所用贯穿到所有课程内容规划中去。设置以加强岗位职能要求为目的，以满足社会需要为前提，构建理论教学内容与实际动手能力训练相互渗透、紧密结合的实践教学体系，如图2所示。本专业物联网工程课程体系在理论课程结束后设置多门实习实践课程，教学与实践相结合，锻炼学生之间的沟通交流能力和团队合作能力。

图2 实习实践教学体系

设置多种不同层次的实验课程体系，包括验证性实验、综合性实验、设计性实验等实验类型，通过不同层次的实验内容训练，逐步提高学生的实验能力，并提高运用已有知识去发现问题和解决问题的能力。以教师科研项目或工程项目为依托，给高年级学生参与科研、实践项目创造条件，增强学生创新意识，提高科研和工程应用能力。

物联网工程专业成立以来，陆续与多家企业建立实习基地，为物联网工程专业提供了稳定的实习实训条件，达到学生实践锻炼的目的，保证学生实践环节的质量和效果。组织学生开展丰富多彩的社会实践活动和科技创新活动。依托学院科技协会，组织学生参加全国数学建模比赛、挑战杯、物联网大赛等科技活动，培养学生适应社会的能力，以及实践能力和科技创新能力。

3 专业建设与课程思政的融合

“课程思政”将所有课堂作为育人主渠道，青年一代特别是当代大学生是祖国的未来、民族的希望，他们正处于世界观、人生观、价值观形成的关键时期，将思想政治教育有机融入各门课程的教学和改革，将育人目标贯穿于课程教学的全过程，恰到好处地将学科知识与思想政治教育内容有机结合，实现知识传授与价值引领的有效结合，润物无声地立德树人。

在物联网工程专业建设中，始终把思想价值引领贯穿于教学计划、课程标准、课程内容、教学评价等主要环节。在课程中把弘扬爱国主义、奉献精神和创新精神，与人才培养相结合，在专业课程中将丰富的思想政治因素与专业内容有机结合。深入挖掘蕴含的思想政治教育元素，搭建线上线下相结合、课内课外相结合等多途径育人平台，逐步引导学生培育和弘扬社会主义核心价值观。不但培养学生掌握物联网工程相关技能，还要培养学生的责任心和职业素养，成为社会主义的合格建设者和接班人。

4 结 语

物联网是继计算机、互联网之后，掀起世界信息产业的第三次浪潮。随着物联网应用示范项目的大力开展，国家战略的推进，我国物联网人才需求量快速增长。物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要设置的，随着物联网工程专业不断推动新工科建设，须加快校企合作进程，改革人才培养模式。根据市场需求对教学的方式和目标及时优化调整，相信能为我国信息化建设、区域经济发展建设和智慧城市建设等提供合格的物联网技术类人才。