应用型物联网跨学科教学的研究与探索

胡艳华 张庆彪

【摘要】 本文针对应用型本科院校的特点，具体分析了目前物联网专业的特点及在教学中存在的问题，提出了跨学科联合教学的改革措施。强化跨学科之间融合教学模式，设置物联网专业课程群，旨在对本专业进行“厚基础，多方向，重实践，强能力”的人才培养模式，打造特色一流物联网专业。经三年教学实践，该方案的实施已取得了较好的教学效果。

【关键词】 本科院校;物联网;跨学科联合教学

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.012

Research and Exploration on Interdisciplinary Joint Teaching of Internet of Things

HU Yan-hua，ZHANG Qing-biao

（Liuzhou Institute of Technology，Liuzhou 545616 China）

Abstract： According to the characteristics of application-oriented universities，this paper analyzes the characteristics of the Internet of things and the existing problems in teaching， and puts forward the reform measures of interdisciplinary joint teaching. To strengthen the interdisciplinary integration teaching mode and set up the Internet of things professional course group，the purpose is to carry out the talent training mode of "thick foundation，multi direction，heavy practice，strong ability" and create a first-class Internet of things specialty with characteristics. After three years of teaching practice，the implementation of the program has achieved good teaching effect.

Key words： colleges;Internet of things;interdisciplinary joint teaching

1 引言

物联网作为一个新兴的热门产业，有很大的潜力与前景。物联网是一门全新的学科，其发展也是日新月异，对人才培养提出了挑战，导致高校的培养目标不明确，不符合企业人才需求;物联网专业知识体系庞大，本身涉及多学科的交叉[1]。目前，在物联网产业所涉及的四大核心学科分别是：微电子、无线传感、通信传输、计算机及其网络。在教学过程中，学科之间孤立的，课程间无衔接，学生学起来茫然，如何以这四门核心学科为核心并与其他学科进行有效地融合[2]，是人才培养和课程建设的关键问题，也是本文研究的目的。

因此，本文首先分析了应用型本科院校物联网专业的特点及存在的不足，提出了跨学科联合教学改革，旨在打破学科间壁垒，实现多学科融合教学模式，培养出真正使用于物联网产业的创新复合型人才。

2 物联网专业的特点及存在的不足

应用型本科学院以培养具备综合职业能力和全面素质的高等技术应用型人才为办学宗旨，是高等学校的重要组成部分[3]。作为培养综合技能型人才的主要教育部分，应用型本科学院的物联网专业学科建设值得重视。然而，由于新兴学科的不成熟以及应用型本科学院的自身特点，应用型本科学院的物联网人才专业教育尚存在诸多不足。

2.1 缺乏市场调研，对专业及人才需求不明确，对专业建设缺乏整体规划、培养目标不够清晰

物联网是一门全新的学科，同时其发展也是日新月异，这对其人才培养提出了挑战。较多高校缺乏对市场需求的充分调研，培养目标不明确;同时又对专业建设过程中出现的各种问题缺乏充分调研，导致不能实时地改进教学方案，较难培养出符合市场需求的合格人才[4]。

2.2 課程设置不合理、学科融合性差

物联网专业知识体系庞大，专业方向多元化，在此专业背景下，如何进行有效地多学科联合教学成为了一大难题。目前，物联网产业所涉及的四大核心学科分别是：微电子、无线传感、通信传输、计算机及其网络。如何以这四门核心学科为核心并与其他学科进行有效地融合，是人才培养和课程建设的关键问题。

2.3 实践教学能力不足、亟待多学科联合建立实验

作为一门应用型学科，实践教学基地对物联网专业建设的重要性不言而喻。而物联网专业所需的实验基地不同于其他学科，“它更像是一个系统”，单一学科难以实现，需要多学科实验室甚至多院校间联合建设，而目前拥有成熟物联网专业实验室的院校少之又少[5]。

2.4 师资力量不足

物联网是典型的交叉学科，涉及到电子专业、计算机专业、测控专业、通信专业等多方面专业知识，以往高校中专精于此的科研人才较少，师资匮乏可能成为长期现象。物联网专业教师不能只是“杂牌军”，更多的是各专业教师间的合作问题。

3 物联网专业跨学科联合教学改革

笔者结合国内外教学改革经验，充分利用我校地理位置和教学资源，从学科调研及专业整体规划、人才培养方案、课程设置、教学方法、实践平台建设、师资力量建设及学科建设保障制度等各方面探讨如何有效的开展多学科联合教学改革，制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案，进一步加强我校物联网专业建设，探索创新与复合能力为导向的新型人才培养策略，为应用型本科院校物联网专业建设提供一定的教学经验和改革思路。具体内容如下：

3.1 动态把握物联网产业的人才需求

作为一门新兴学科，物联网专业开设时间较短，尚缺乏成熟的教学经验供参考，因此要开展专业建设，进行深入、动态的专业调研是首要环节。

1）在调研中强调专业需求分析与人才综合素质评价并重的原则。我们在调研中不仅要了解物联网产业人才的社会需求类型和数量，同时也要对用人单位对毕业生综合素质的评价及期待进行充分考虑;

2）重视实践基地调研。主要是调查在校内、校间、校企等多范畴内充分整合利用多学科教学实践平台的条件及可能性，通过联合建立跨学科实践基地，给学生提供良好的实践学习平台。

3）专业调研应具有动态性及可持续性。首先对学科发展方向及人才需求改变有动态的了解，同时密切关注专业前沿技术和研究成果，不断更新知识结构，为学科发展提供可持续的改革动力。

3.2 培养创新复合型物联网专业人才

科学设置培养目标，其应具备以下特质：1）复合专门性：为具有涉及物联网感知、传输、处理和应用等多个环节多学科知识结构、多重能力的复合型人才;2）创新性：应具备较强的创新精神和创新能力;3）实践应用性：能理论结合实践，具备较好地知识转化能力，具备解决现实技术问题的实践能力;4）批判性思维：具备较强的自主学习与探索能力;5）协作能力：具备沟通能力及团队精神。

3.3 优化课程设置

紧扣物联网层次结构，优化课程设置，构造物联网专业课程群，实现学科跨界与融合。

3.3.1 重视通识教育培养

适当设置社会科学（如哲学、心理学、管理学等）、英语、艺术与美学等课程，并设置合理（约25%）学分比例，改进通识教育教学方法、提高教学质量。

3.3.2 建立物联网专业课程群

物联网专业课程与计算机专业、通信专业、传感专业等课程有着密切联系，可以通过规划完整教学内容体系的相关课程，集成整合型的课程，使之形成物联网专业课程群。

1）传感器与嵌入式系统方向：微机接口技术、嵌入式系统开发技术、传感器技术、RFID技术、EPC标准、物联网软件、标准与中间件技术、信息安全技术等;2）物联网传输网络方向：无线传感网络、TCP/IP网络与协议、物联网网关原理和结构、GSM/GPRS技术原理、网络安全技术等;3）物联网数据管理与信息处理方向：智能信息处理、CPS原理与应用、数据库原理与技术、操作系统、分布式计算与并行计算技术、高级语言程序设计、软件工程等;4）物联网应用与信息服务方向：高级语言程序设计、面向对象程序设计、分布式系统开发、软件工程、管理信息系统、现代物流管理、物联网与web服务、人工智能等。

3.4 改进教学方法

引进先进的教学理念，优化教学方法，如基于问题的课程设计、基于研究的课程设计，培养学生对知识的深度理解、独立思考和行动的能力;同时充分利用互联网、智能移动终端搭建开放式的网络课程平台（MOOC），为学生提供“无处不在”的学习窗口，并通过搭建技能竞赛平台、开展具有特色的科技活动等方式，充分激发学生的创造性思维，从根本上提高其社会竞争力。

3.5 多方联合共建共享实践平台

充分利用我校现有“国家信息技术紧缺人才培养工程实验室”，并与电子、计算机专业、汽车等专业平台充分交流与合作，尝试搭建联合培养平台。并根据不同的学科融合，建立具有特色的实验室，如物联网智能电网实验、物联网智能交通实验室、物联网智能安防实验室、物联网智能家居实验室等。

开展校校、校企合作，联合建立实验室，进一步推动实验室平台化建设。适当提高实践教学比重，着重培养学生实践创新能力。

3.6 提升教师专业素养

通过校企合作培训打造双师型教师。加强校企合作，建立产学研平台，让校内专任教师能长期与企业兼职教师合作，及时了解岗位能力需求，参与技术开发，提高科研水平。校内专任教师，通过定期或不定期到企业挂职锻炼，提高其业务操作能力;通过专任教师与企业教师一对一结对，使企业教师与专任教师共同发展，从而取得双赢的结果。

4 结语

本文分利用我校教学资源，从学科调研及专业整体规劃、课程设置、教学方法、实践平台建设、师资力量建设等各方面探讨如何有效的开展多学科联合教学改革，制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案，进一步加强我校物联网专业建设，探索创新与复合能力为导向的新型人才培养策略，为应用型本科学院物联网专业建设提供一定的教学经验和改革思路。经过三年多的教学实践，从学生及同行评价得知，师生反映良好;本校2015级和2016级物联网专业毕业生的就业率高达97.56%和95.42%，表明我校物联网专业已经取得了初步的成功。

【参考文献】

[1] 郑利平，安宁，路强等.跨学科教学实践与构想[J].计算机教育，2013（1）：3-5.

[2] 马宏斌，王英丽，秦丹阳等.工程认证背景下物联网工程专业跨学科人才培养模式的研究与实践[J]，2020（10）：15-16.

[3] 中华人民共和国教育部.关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见[Z].2018-09-17.

[4] 马清珍，张宝魁.工程管理类跨学科专业教学体系研究[J].教学研究，2009（5）：42-46.

[5] 张琪.探索中国物联网之路[M].北京：电子工业出版社，2012.

【作者简介】

胡艳华（1980-），女，副教授，硕士，研究方向为物联网人工智能。

张庆彪（1980-），男，工程师，硕士，研究方向为数据库应用开发。