工程科技人才培养模式下物联网工程专业实践教学体系探索

柳秀秀，孔春伟

（青海师范大学 计算机学院，青海 西宁 810008）

0 引 言

新一轮科技革命和产业变革下，如何培养新兴领域的工程科技人才成为了研究热点。在“新工科”建设背景下，教育部提倡各高校根据经济社会发展需要和各自办学能力，加大大数据、物联网专业人才培养力度。“新工科”的建设对工程科技人才的培养模式提出了新的更高要求。

物联网工程专业属于工学中计算机类别，是一门交叉学科，涉及计算机、通信技术、电子技术和测控技术四个方面。物联网工程专业涉及多学科，单纯的理论学习难以将多学科融合在一起，实践教学是培养物联网专业工程科技人才的关键。未来十年，物联网将应用于生活的各个领域。因此，基于培养工程科技人才的背景，探究物联网工程专业实践教学体系具有现实意义。

1 物联网工程专业实践教学体系研究现状

物联网工程专业实践教学体系研究主要包含课程实验、课程设计、实习实训、毕业设计及学科竞赛5个部分。

课程实验和课程设计主要根据专业理论课程配套设置，穿插少量的单独实验项目；实习要求学生将所学理论拿到实际工作环境中应用和检验，激励学生弥补自身差距；实训是针对某专业知识体系进行综合训练，实现难度适宜的开放性综合项目；毕业设计引导学生完成从选题、开题、中期、系统设计、测试到论文整理的一整套工作，训练学生的综合应用能力；学科竞赛以竞赛为契机，引导实践升华，旨在提高学生的动手能力。目前，各高校根据自身办学特色和物联网工程专业特点，已建立相对成熟的实践教学体系。

文献[5]根据当前新工科人才的需求和培养模式的不足，提出了培养创新型应用本科人才的五项措施。文献[6]分析了物联网专业特点，设计并构建了基于工程教育认证的“四层次、五模块”物联网工程专业实践教学体系。文献[7]梳理当前物联网专业实践教学体系中存在的不足，提出了构建设计型实验室、深化校企合作、产学研用结合等改进措施。上述措施有效重构了人才培养模式，并在锻炼学生动手能力、工程实践能力和创新能力方面发挥了一定价值。文献[8]着眼于地方高校物联网专业建设目标，重点探讨了建设目标实现过程中实践教学体系存在的主要问题和难点，提出了以理论课程实验与开放环节相结合为基础、以课程教学和专业竞赛强化推动为过程、以学校理论教学体系与企业实训结合为抓手的专业人才实践体系建设思路。文献[9]分析了当前物联网实践教学存在的不足，依托重点实验室和示范中心，通过设置开放专题实验，提出了以项目为引导、硬件为工具的课堂和视频相结合的实践教学模式。文献[10]为了培养学生的学科交叉融合和工程实践创新能力，提出了基于新工科的工程训练培养体系。结合物联网工程专业实践教学体系研究内容、物联网工程专业实践教学现状分析、工程科技人才的要求以及物联网技术发展等，本文提出了搭建层级式实验室、推进科教融合力度、强化本科生创新项目、竞赛引导实践、升华和革新校企合作模式这五项措施，对物联网工程专业实践教学体系革新进行探索和研究。

2 工程科技人才培养模式下物联网工程专业实践教学体系革新措施

2.1 搭建层级式实验室

物联网工程专业是一门新兴交叉学科，涉及计算机、通信、电子等基础知识。为了有效培养工程科技人才，建立层级式实验室，满足不同知识层次、不同年级学生的训练需求势在必行。层级式实验室依据训练项目的复杂程度依次分为模块化实验箱实验室、开发设计实验室和物联网综合应用实验室。

模块化实验箱实验室主要承担课程实验、课程设计的验证性实验，辅助学生理解课程知识点，提供二次开发的验证环境。目前，青海师范大学已积极建立包含RFID实验箱、嵌入式系统实验箱、物联网系统实验箱等多个模块化实验箱的实验室，为学生有效开展验证性实验提供了良好支持。

开发设计实验室旨在为学生的设计理念提供实践平台，支持学生将所学基础知识和开发设计紧密联系。培养学生通过《传感器原理及应用》课程，掌握红外线传感器、超声波传感器、温湿度传感器等的工作原理，提升学生应用传感器的基本素养；结合《无线传感器网络》《动态网站开发》和《Android开发》等课程，支持学生根据所学专业知识，开展设计开发型实验，将传感器采集数据通过无线传感网络传输到PC、手机等终端，有效提高学生实操能力和开发创新能力。综上，开发设计实验室是层级式实验室建设的重要环节，扮演着学生设计理念实践平台的角色。

物联网综合应用实验室通过案例展示、现场实操、二次开发等方式着重培养学生的动手开发能力。首先通过展示智能家居、智慧交通、智能安防等物联网综合应用实例，帮助学生建立物联网综合应用场景直观印象。其次，通过讲解应用实例详细搭建过程，结合代码编程解析，协助学生掌握、理解整个开发流程。最后，引入二次开发场景积极锻炼学生的动手开发能力。

2.2 推进科教融合力度

积极推进科教融合模式，鼓励教师主动融合科研、教学过程，引导物联网专业教师将科研项目转化为落地课程资源，助力科研平台向工程科技人才培养平台转化。积极依据学生专业背景，设置合理的实训课程，支持学生参与教师科研项目。通过科研项目锻炼，实现学生科研眼界和工程科技素养的有效提高。

2.3 强化本科生创新项目

近年来，青海师范大学加大了本科生创新项目支持力度，为本科生设置科技创新项目和创新创业训练项目，提供众多的实践和创新机会。积极组织学生申报基于“火花创意”、教师科研子项目、设计课程灵感等创新项目。支持学生参与项目实施，要求教师多维度全程指导，全面锻炼学生的科研实践能力、动手操作能力和团队合作能力。

2.4 引导实践在竞赛中升华

物联网工程专业定位于培养工程应用型、技术创新型人才。为了实现此培养目标，主动引导学生提炼课程设计的创意元素、项目开发的优秀案例、创新项目的获奖作品，积极参与物联网创新开发竞赛。通过竞赛营造出以赛促学、以学促践的良好学习氛围。指导学生通过竞赛开拓眼界，引导学习实践在竞赛中升华。

2.5 整合资源，革新校企合作模式

校企合作是教学实践体系中的重要一环，组织学生参观企业车间、学生深入企业实习、企业工程师现场讲座等是常见的合作模式。在这些模式下，学校和企业之间是互利共赢的。然而，当前校企合作存在如下问题：一是企业工程师授课内容与学生实际脱节，授课效果差；二是学生深入企业实训项目与预期项目差别大，项目实践结果差。针对上述问题，青海师范大学开展了相关分析，梳理原因如下：一是学生尚未接触大型项目实践，欠缺工程思维，企业工程师讲授内容无法与学生产生同频共振；二是学生深入企业实习实训时，企业工程师应付懈怠，无法给予有效指导，导致项目实践效果不理想。为了解决上述问题，青海师范大学积极整合相关资源，主动革新校企合作模式。具体措施如下：一是构建“两师一体”授课模式，企业工程师、校内教师共同商定符合学生实际情况的授课内容，力争授课内容与学生产生同频共振，实现校企师资同向发力；二是建立双向考评实训制度，赋予企业实习实训、学生和企业互评权利，主动畅通评价反馈机制，杜绝企业应付懈怠现象，激发校企合作应有价值。

3 结 语

新一轮科技革命和产业变革下，培养“新工科”属性的物联网工程专业工程科技人才是高校教学改革的方向。通过分析物联网工程专业实践教学体系现状，结合物联网专业特点和工程科技人才培养需求，革新物联网工程专业实践教学体系。具体措施包括搭建层级式实验室、推进科教融合力度、强化本科生创新项目、竞赛引导实践、升华和革新校企合作模式等，为工程科技人才培养模式下物联网工程专业实践教学体系革新提供了一种思路。