应用型物联网专业人才能力结构分析及培养路径探索

摘 要：物联网是面向国家节能提效和数字社会建设战略的新兴产业，应用型物联网人才在产业发展中发挥着主力军的作用。针对应用型物联网专业人才培养，从人才能力结构角度出发，分析了应用型物联网专业人才的能力结构。结合传统物联网人才培养中的问题，从优化课程结构、增强实践能力、专业师资建设、岗位订单培养、强化职业素养、塑造学生品格等六个方面提出了人才培养的新思路。教学实践显示：基于能力结构分析的改革措施取得了良好的教学效果，人才培养质量显著提高，更加符合用人单位的需求。

关键词：应用型；物联网；数字社会；人才培养；能力结构；校企合作

中图分类号：TP39；G64 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2024）03-0-03

0 引 言

物联网（Internet of Things， IoT）的概念最早出现在比尔·盖茨1995年《未来之路》一书中，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展水平，并未引起人们的重视[1]。物联网的雏形最初来源于美国麻省理工学院在1999年建立的自动识别中心（Auto-IDLabs）提出的网络无线射频识别（RFID）系统，该系统利用信息传感设备将物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理[2]。物联网实现了物与物、物与人的泛在连接，被称为继计算机、互联网之后的“第三次信息技术革命”[3]。

近年来，中国物联网行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励物联网行业发展与创新。2022年6月工信部发布的《工业能效提升行动计划》中指出要推动物联网等数字技术在节能提效领域的研发应用。2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出加快数字社会建设，将物联网感知设施纳入公共基础设施统一规划建设，推进市政公用设施、建筑等物联网应用和智能化改造。2020年中华人民共和国人社部的新职业报告显示，2020—2025年间我国物联网行业人才缺口将超过1 600万人[4]。然而我国每年物联网专业各层次毕业人数仅仅约10万，人才供需极度不平衡[5]。从用人单位和业界反馈的信息可知，高校物联网专业毕业生掌握的专业知识和技能与企业的用人要求存在较大偏差，主要表现为专业知识陈旧、物联网系统能力不强、实践能力差、物联网应用能力薄弱、职业核心能力欠缺等。

针对物联网人才培养方面的诸多问题，各高校和教育机构的学者对此进行了深入的研究与实践。张乐芳等[6]以“胜任力”模型及应用型人才培养目标为指导，基于知识、技能、品行三个维度重新构建物联网工程专业课程体系。重构后的课程体系在知识体系上既保证了课程间的衔接、关联的逻辑性，又避免了课程内容上的缺失或重复，显著提升了应用型高校物联网工程专业人才的胜任力。郭斌等[7]剖析了智能物联网的新特征和体系架构，进而从“知识体系更新”“课程体系改革”“实践能力提升”3个方面阐述了物联网工程专业建设的新思路。贾博轩等[8]结合多年实验教学经验，针对物联网工程专业学生实践能力的提升，提出了一系列极具针对性和可行性的改革措施，并取得了显著成效。安健等[9]针对当前物联网实践教学过程中存在的实验内容陈旧、实验设备脱节等现实问题，以物联网开放专题实验为切入点，提出了一种以项目为导向、以硬件积木为工具，融合课堂教学和视频教学的物联网实践能力培养的教学模式。经过实践验证，该模式能够有效提升学生的项目实践能力，充分激发学生的主观能动性和创造性，成为培养物联网人才实践能力的有效方法。郭振军等[10]针对物联网工程专业人才的工程应用能力提升问题，从优化课程体系，注重学科竞赛及加强校企合作三个方面提出了教学改革的新思路，教学实践显示学生的工程应用能力显著提高。谢昌荣等[11]根据多年职业教育的经历和高职物联网应用技术专业的办学经验，构建了高职物联网应用技术专业学生职业能力的层次结构，提出了高职物联网应用技术专业学生职业核心能力培养的具体途径和方法。张铃艳[12]以培养适应新经济形态下的应用型、创新型、复合型物联网人才为目标，以本校物联网应用技术（智慧交通方向）专业的人才培养模式为例，探索学生职业素养提升的策略，进一步强化专业质量的内涵建设，大大提高了学生综合素质和职业素养。

文献[6-12]从课程体系改革、实践能力提升、工程应用能力和职业核心能力等多方面对物联网人才培养进行了研究和实践，也取得了良好的教学改革效果。虽然这些成果已经在一定程度上缩小了物联网人才培养与行业需求的偏差，但依然与业界对人才的需求相差甚远。本文从人才能力结构的角度出发，分析了应用型物联网专业人才的能力结构，并对其培养路径进行了研究和探索，以期最大程度地拉近物联网人才培养与行业需求的距离，进一步提高应用型物联网专业人才的培养质量。

1 应用型物联网专业人才能力结构分析

物联网是融合了多门学科的一门综合学科，它包含了终端感知、网络传输和数据处理三个层次的体系结构，涉及到微电子技术、通信技术、传感器技术、计算机及人工智能技术、软件工程、控制理论等多个学科领域。物联网项目也包含了不同层次和类别的多个岗位，虽然其核心研发岗位以研究型高技术人才为主，但只是物联网行业中很小的一部分。而对物联网应用技术要求较高的解决方案分析与制作、商品营销、项目实施与技术服务等岗位却需要大量的应用型物联网人才，这部分岗位对人才的需求量庞大，占物联网行业中的绝大部分。这些岗位要求从业者应具有较高的物联网应用水平和职业素养，这更符合应用型本科和高职高专院校物联网专业人才的培养目标，因此学生的就业前景广阔且是推动物联网产业发展的主力军[13]。

经过研究，应用型物联网人才的能力结构大致由六部分构成，包括基础数理能力、程序设计能力、物联网系统能力、物联网应用能力、物联网研发能力及职业核心能力等。

基础数理能力：能运用数学工具、自然科学知识、工程理论和专业基础知识解决物联网项目及相关领域的基础工程问题。

程序设计能力：至少掌握一门程序设计语言，能对实际问题进行抽象和建模，设计并开发软件解决实际问题。该能力属于计算机学科大类下所有专业的一项基本能力。

物联网系统能力：熟悉物联网系统感知层、网络层、应用层的功能和运行原理。熟练掌握典型物联网产品及应用系统的架构和工作机制，并能针对实际问题设计初步解决方案或给出方案建议。

物联网应用能力：能利用现有物联网产品和技术为实际问题设计详细的解决方案，能运用专业知识对物联网系统进行运营和维护。

物联网研发能力：能针对物联网工程及相关领域内的复杂工程问题，设计合理的解决方案并能根据特定需求及元器件、工艺条件给出具体的实施方案。必要时可对系统进行仿真，规避潜在的研发风险。

职业核心能力：这是从所有职业活动中抽象出来的一种最基本的能力，主要包括沟通交流、信息处理、团队合作、自我管理、解决问题、自我学习、创新革新、执行力、领导力、外语应用等。

由于物联网行业岗位的层次和种类较多，且不同层次不同种类岗位对人才的能力需求也不同。而学校一般不会针对行业的某个岗位制定培养方案，否则在缩小了学生就业范围的同时也不利于学生综合素质的发展。而培养方案一般是针对某个行业领域的知识结构和能力结构制定的，它对行业中各种岗位具有普适性，但又不能完全满足所有岗位的知识和能力需求，两者间是一种大部分包含又不完全包含的关系。如图1所示，物联网产品销售岗对物联网的系统能力和职业核心能力要求要远高于培养方案中的标准，但对物联网研发能力没有任何要求，而该岗位非常重视的市场营销能力，大多数学校培养方案中却没有相应的课程支撑。

2 应用型物联网专业人才培养路径探索

为了加快我国数字社会建设的进度，响应碳中和的国家战略，高校培养符合国家和社会发展需要的物联网专业人才迫在眉睫。为了减小物联网人才培养与行业需求的偏差，本文提出下列措施，教学实践显示这些措施有效地提高了物联网专业人才培养的质量。

（1）优化课程调结构

采用OBE教育模式，通过对物联网行业的调研，分析不同岗位的能力需求，进而设计出毕业生的能力结构矩阵，再将能力矩阵映射到培养方案中的对应课程上。将普适性较强的课程确定为必修课，对于普适性一般的课程可以定为选修课或专业方向课，由学生根据兴趣选修。可采用“2+X”或“3+X”的课程体系优化培养方案。

（2）项目驱动强实践

实践能力是应用型物联网专业人才发展的基石。很多毕业生对自己的专业认知很茫然，不知道自己胜任哪些工作，归根结底是因为实践能力不足。在教学过程中若采用项目驱动开展教学，让学生作为项目成员，经历项目实施的各个环节，对项目实施和运行产生深刻认识，也会积累很多实践经验。即使部分学生系统研发能力较弱，对项目背后的理论知识理解不够深刻，但这种项目经历一定会增强其项目管理和质量把控的实践能力。

（3）校企合作育师资

优秀的师资队伍是人才培养的关键环节，应用型本科和高职高专院校要凸显物联网专业人才的应用性，必须有一支实践能力强、项目经验丰富的师资队伍。校企合作是师资队伍建设的一项有力措施，企业工程师大多实践经验丰富，但不善于教学；而高校教师教学水平较高，却缺乏工程实践经验，校企合作实现了校企师资间的优势互补。然而，校企合作建设师资队伍不是“1+1=2”，企业工程师有繁重的项目压力，很难投入过多的精力进行教学活动；高校教师由于缺乏项目经验，也很难与企业工程师实现无缝对接。因此我们采用教师入驻企业，参与企业项目研发和管理，由企业导师指导完成项目任务，并逐步成长为合格的企业工程师。这样既缓解了企业的项目压力，同时又为教师积累项目经验提供了有利条件。这样教师返校后便可胜任相应的教学活动，必要时还可带领学生到企业中承接项目，实现了教和学的双赢。

（4）订单培养锁岗位

为了让人才培养更加贴合用人单位的需求，学校可以和企业合作进行订单式人才培养。企业根据自己的岗位用人需求在高年级学生中筛选达到基本要求的学生签署订单式培养协议。后续教学计划由学校和企业共同制定，并对原计划进行置换，学生培训结束后直接到企业带薪实习或直接任职，实现高校人才培养和企业用人需求的无缝对接。

（5）第二课堂强素养

职业素养也称为职业核心能力，是从所有职业活动中抽象出来的一种基本的、普适性极强的能力，包括沟通交流、信息处理、团队合作、自我管理、解决问题、自我学习、创新革新、执行力、领导力、外语应用等。但受限于教学计划，大多高校不开设或少量开设职业核心能力课程，这对提高学生的职业素养极为不利。针对该问题，可利用第二课堂训练学生的职业核心能力，具体形式包括户外素质拓展、专家讲座、竞技游戏、主题演讲、翻译大赛及创新创业大赛等。参与训练的学生在语言表达、团队合作、解决问题、创新力、执行力等方面均得到了大幅提升，受到了用人单位的高度评价。

（6）课堂思政育品德

根据党中央“三全育人”的要求，应用型物联网专业人才作为新时代社会主义建设的生力军，必须具有正确的世界观、人生观和价值观。因此要求教师全员开展课堂思政，将思政元素渗透到教学的各个环节，部分教师还编写了思政特色的教材，实现了全员全过程全方位育人。通过课堂思政教学，学生的政治思想觉悟、爱国精神、奋斗精神、抗压能力、钻研精神、奉献精神均取得了长足的进步。

3 结 语

物联网产业是面向国家节能提效和数字社会建设战略的新兴产业，因此作为物联网产业的主力军，应用型物联网人才的培养质量就显得格外重要。本文以人才能力结构为出发点，剖析了应用型物联网专业人才的能力结构，并结合传统物联网专业人才培养中存在的问题，从优化课程结构、增强实践能力、专业师资建设、岗位订单培养、强化职业素养、塑造学生品格等六个方面提出了应用型物联网专业人才培养的思路。教学实践显示，上述措施取得了较好的教学成果，人才培养效果更加贴合企业的用人需求，希望该成果能为其他领域应用型人才培养提供参考和借鉴。

参考文献

[1]黄静.物联网综述[J].北京财贸职业学院学报，2016，32（6）：21-26.

[2]孙其博，刘杰，黎羴，等.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.

[3]谭立容，周波，刘豫东.物联网主体岗位群工作任务与职业能力分析[J].辽宁高职学报，2011，13（6）：44-45.

[4]中华人民共和国人力资源和社会保障部.新职业-物联网工程技术员就业景气现状分析报告[EB/OL].（2020-4-30）[2023-05-20]. http：//www.mohrss.gov.cn/SYrlzyhshbzb/dongtaixinwen/buneiyaowen/202004/t20200430_367113.html.

[5]侯跃恩，陈广明，邓嘉明，等.物联网工程人才培养模式研究—以A高校为例[J].物联网技术，2022，12（11）：143-146.

[6]张乐芳，马丽华，胡志洁.基于“胜任力”模型的应用型本科物联网工程专业课程体系重构—以西安欧亚学院为例[J].高教学刊，2022，8（13）：110-113.

[7]郭斌，王柱，於志文，等.智能时代的物联网工程专业课程体系改革探索[J].计算机教育，2023，21（3）：124-129.

[8]贾博轩，徐辉，宫兵.以培养实践能力为导向的物联网工程专业实验教学方法改革的探索与应用[J].黑龙江教育（理论与实践），2020，8（5）：73-74.

[9]安健，任东胜，桂小林，等.物联网实践能力培养的研究与探索[J].实验技术与管理，2018，35（10）：15-18.

[10]郭振军，曾利，王如月，等.面向工程应用能力的物联网工程专业人才培养探索[J].西部素质教育，2023，9（19）：78-81.

[11]谢昌荣，李菊英.高职物联网专业学生职业核心能力培养研究[J].物联网技术，2013，3（9）：87-89.

[12]张铃艳.“互联网+”背景下技工院校物联网专业学生职业素养提升研究[J].现代信息科技，2019，3（24）：194-195.

[13]宿文玲，孙杰，高丽玮.黑龙江省应用型本科高校物联网工程专业人才岗位需求的研究[J].科技风，2018，31（26）：92.