工程教育背景下物联网工程专业课程改革研究

摘"要：针对高校物联网工程专业课程在教学内容、教学方法方面所存在的不足，结合物联网工程的专业特点，围绕应用型人才培养的目标，以温州理工学院智能制造与电子工程学院设立的物联网工程专业课程为参考，结合浙江省及智能制造与电子工程学院产学合作协同育人项目中关于新工科专业应用型课程的教学改革，同时与当地物联网相关企业密切结合，研究新工科应用型课程的教学体系，探索工程教育背景下新工科应用型人才的培养机制。为物联网工程专业的新工科课程改革提供具备实际项目经验的教学改革参考意见，为专业建设的螺旋式上升做好铺垫。

关键词：物联网工程；专业认证；工程教育；应用型人才培养；教学改革

中图分类号：G642"""文献标志码：A"""""文章编号：2096-000X（2025）02-0137-04

Abstract：AimingatthedeficienciesintheteachingcontentandteachingmethodsofthecoursesofInternetofThingsEngineeringincollegesanduniversities，combinedwiththeprofessionalcharacteristicsofInternetofThingsEngineering，focusingonthegoaloftrainingappliedtalents，andtakingtheInternetofThingsEngineeringcoursessetupbytheSchoolofIntelligentManufacturingandElectronicEngineeringofWenzhouInstituteofTechnologyasareference，incombinationwiththeteachingreformofappliedcoursesfornewengineeringmajorsinZhejiangProvinceandtheindustry-universitycooperativeeducationprojectofIntelligentManufacturingandElectronicEngineeringCollege，theteachingsystemofappliedcoursesfornewengineeringisstudiedinclosecombinationwithlocalrelatedenterprises，andthetrainingmechanismofappliedtalentsfornewengineeringunderthebackgroundofengineeringeducationisexplored.ItprovidesreferenceopinionsonteachingreformwithpracticalprojectexperienceforthenewengineeringcurriculumreformoftheInternetofThingsEngineering，andlaysthegroundworkforthespiralingriseoftheprofessionalconstruction.

Keywords：InternetofThingsEngineering;professionalcertification;engineeringeducation;cultivationofappliedtalents;teachingreform

党的二十大以来，国家高度重视技术创新，提出并实施“物联网”“互联网+”和“人工智能”技术，以新技术、新形态、新模式和新产业为代表的新型经济快速发展，对高级专业技术人才有了更深层次的要求，亟需加快以工程教育为背景下的改革创新。同时，技术创新意味着技术人才对新工科、新知识“开疆拓土”的新要求[1]。“新工科”的“新”围绕五大板块：工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系[2]。区别于科研为主的学校，培养符合中国经济发展规律，具有工程实践能力的应用型人才为当下应用型高校主要人才培养模式。物联网工程基于互联网等信息载体，实现物理对象的互联互通，是当代信息技术的第三次革命产物，同时也是国家大力发展的新兴产业，被《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》列入重点研究领域[3-4]。随着社会经济生活对物联网技术的迫切需求，物联网产业发展迅速，在各领域可开发的应用前景无比广阔，因此，高级专业技术人才随之成为物联网产业中迫切需求的对象。物联网工程专业诞生于该市场背景之下，专业目标以物联网三层架构（感知层、网络层和应用层）的关键技术为核心，培养具备扎实的物联网理论基础知识和实践基本操作能力，具有优越创新能力及复杂工程分析能力的高端应用型新型技术人才[5]。

物联网工程专业是国家在交叉学科的背景下，为战略性发展新型信息通信技术设立的新兴专业。2021年，国家教育部高等学校计算机专业教学指导委员会颁布了物联网工程专业最新的《高等学校物联网工程专业规范（2020版）》，为普通本科高校物联网工程专业的办学定位，专业建设提供指导方向[6]。物联网工程专业的建设，旨在加强实践过程教学改革，保证核心技术应用研发案例与时俱进，为各大相关企业及事业单位注入新方向，同时实现工程师资格与工程教育的互通互认，以应用型新型人才为载体提升我国工程教育的核心质量。工程教育以学生的培养成果为质量反馈对象，突出成果导向。为进一步得提升教学质量，工程教育背景下的物联网专业课程建设研究显得非常重要[7]。

一"专业课程建设的现状分析

（一）"物联网工程专业是多学科交叉融合的新兴专业

物联网专业是电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术等相关学科高度交叉、相互融合的一个新兴专业，具有前沿特征明显、学科交叉融合、知识技术密集等特点。物联网技术作为一种处于摸索阶段的集成创新型技术，存在知识体系模糊、产业边界不清晰等问题。因此，各高校针对物联网专业的课程体系建设也没有统一的标准，各学科教学很多都处于“简单叠加”的状态，“合而不融”的问题亟待解决[8]。

（二）"物联网工程专业是应用驱动教学、系统集成性强的专业

与其他领域相比，物联网技术并不是指一种核心技术，它属于一种系统集成创新技术。它通常以一种集成系统的形式为用户提供某些专业应用服务，集成系统设计和应用时务必重视数据在该系统内的全生命周期和闭环流转。因此，为了满足物联网行业的广泛应用需求、确保专业建设和产业发展精准对接，本专业应该进一步强化顶层设计、糅合优势学科和优势资源以发掘新的教学质量增长点[9]。

（三）"物联网工程专业具有创新性、工程实践性强的特点

物联网专业是响应国家战略性新兴产业发展需要而开设的专业，呈现明显的科技创新性需求和产业发展指示性。因此，物联网专业的课程建设应突出创新能力、强化工程实践，这与工程教育的理念高度吻合[10]。本专业应以产业需求为导向，增加实习实践类课程在培养计划中的比重、延长学生进企业实习的时间，强化企业导师进课堂等措施，筑牢校企合作协调育人。

二"工程教育背景下物联网工程专业课程建设存在的问题

目前，我国国内各高校的物联网专业建设时间短，大多处于摸索阶段，因此物联网专业的培养方案并没有丰富的优秀经验可以借鉴。本文基于工程教育的大背景，通过调研若干地方型二本院校的物联网专业建设情况，并结合本校物联网专业建设，分析认为物联网专业课程建设存在以下问题。

（一）"人才培养模式有待完善

工程教育的关键是要确认学校培养的工科毕业生的工程能力和工程素质达到行业认可标准。但是很多高校由于硬件设备有限、实践资源匮乏等原因，物联网专业课程设置中实践课程课时较少，无法满足工程能力培养的要求。或者，有些高校虽然有比较完善的课程设置，但是实践课程的内容往往以各专业课程的验证性实验为主，不能充分反映生产实际需求，无法切实提高学生工程素质。

（二）"师资力量薄弱

目前，物联网专业的教学大多依托于电子科学与技术、计算机科学与技术、信息与通信工程等一级学科的师资力量。然而受国家政策、城市区位和地方发展水平等影响，相比起学科齐全、实力雄厚的985、211院校，地方型二本院校往往学科发展不齐全、师资力量比较薄弱，这为物联网专业的教学和发展带来较大阻碍。

（三）"教学重理论而轻实践

物联网的专业核心课程包括传感器原理、无线传感器网络、通信原理、计算机原理和射频识别原理等。大部分教师没有充分认识到物联网专业的实践性，在这些课程教学中仍然沿用该课程在其他专业的授课方式，在教学内容上侧重将原理、算法等理论知识讲全、讲深、讲透，而将课程实践仅作为理论教学的补充，这样学生很难从工程角度进行专业认知。与此同时，这些枯燥、晦涩的课程理论教学进一步降低学生学习热情，继而影响整体专业教学质量。

（四）"课程定位的不确定性

在“中国制造2025”等国家重大战略的需求下，多学科交叉和多技术融合将成为常态。物联网作为新工科背景下的热门专业，技术涉及众多，专业课程体系庞大；应用场景广泛，包括工业监控、城市管理、智能家居、环境检测等生活生产诸多领域。因此，物联网专业要求培养学生开阔的眼界，注重各交叉学科融会贯通和综合应用。但是，各高校物联网专业课程建设通常没有明显的层次性，内容繁多，因此，一旦课程定位没有明确的“产业导向”“行业牵引”，即课程教学脱离实践应用场合，学生往往不能将该课程和工程应用进行有效联系，更不能在工作中达到学以致用的效果，工程应用人才培养将失去其正确的方向。

（五）"实践创新能力培养体系不健全

物联网是应用型专业，其对学生实践创新能力的要求较高。目前，大部分物联网专业的授课教师虽然理论知识扎实，但是缺乏企业工作经历，导致培养的学生实践创新能力较弱。地方二本院校由于经费有限，实训设备落后或者人均数量较少，学生实践技能不能得到有效的训练。而且专业实践项目大多属于单门课程配套实验，缺乏工程特征，因此无法对学生进行工程性的培养，更遑论创新能力的提升。即便近几年来“挑战杯”“互联网+”等大学生创新创业大赛声势浩大，学生也无信心去尝试和挑战。

三"物联网工程专业课程改革策略

（一）"完善人才培养模式

1"人才培养目标

顺应“互联网+”和新一代信息技术的发展趋势，立足地方、面向全国，以产业发展为导向，瞄准企业需求，结合地方二本院校人才培养的要求及特色，强化优势，精准定位高素质工程应用型人才培养目标，进而构建科学的人才培养方式。

2"人才培养方式

紧密围绕人才培养目标，通过对行业技术信息和岗位能力需求的深入调研，及时修订人才培养方案中的不足，调整专业知识结构。根据人才培养特色，对专业课程要有主次、有侧重地进行建设；梳理课程知识之间的逻辑关系，合理安排课程学习的先后顺序；根据课程的特点，科学建立课程考核方式和有效评价机制。

3"人才能力培养宗旨

在人才培养目标的指导下，秉承CDIO工程教育理念，研究物联网工程专业人才应具备的专业能力，以及专业能力之间的关系，由此有针对性地设置理论课程和实践课程，使学生能达到预定培养目标。

（二）"优化课程体系设置

1"物联网工程专业课程体系建设及创新

通过走访调研若干地方二本院校物联网工程专业，总结专业建设、课程体系设置、课程教学方法和课程评价机制的共性和差异，借鉴校企合作新模式、新经验，基于CDIO工程教育理念，提出一套更为注重培养学生良好工程素养、工程实践能力和创新能力的物联网工程专业课程体系。

2"物联网工程专业特色课程、一流课程建设

一流专业建设是我国高等教育的重要战略，一流课程建设是一流专业建设的重要组成部分，已成为当前高教教学研究的重点和热点。一流课程竖立了现阶段大学课程的“金课”标准，可以通过设置一批专业特色课程，再遴选、打造一批一流课程，形成示范，以点带面，推动专业高质量建设。同时，要注重将CDIO理念贯穿在整个教学改革、课程体系建设及一流课程建设过程中，使课程建设、课程体系设置更具有工程实用性。

（三）"体系结构优化后的课程教学与教师队伍建设

1"系统优化后的理论课程教学改革

根据应用型人才培养的能力目标，本着理论教学“够用”“适度”的基本原则，在理论教学内容方面，确定教学的广度、深度和精度，深入挖掘、提炼课程蕴含的思政元素；在理论教学的考核评价方式上，采用灵活多样的考核方式，既要考查基础理论知识，又要重点考查学生的创新能力和工程实践能力；在课堂教学手段方面，积极推进教学手段现代化，采用线上线下混合式教学，突出学生主体地位，培养学生自主学习意识，激发学生创新精神。

2"系统优化后的实验实践课程教学改革

实验实践课程是提高学生工程能力、培养工程综合素质的重要载体，因此实验实践课程的教学改革是整个教学改革中一个十分重要的环节。在实践课程的内容方面，设计一套专业理论知识覆盖全面、贴近一线生产实际、强化动手实践能力的实践教学主题。在校内实验实践资源匮乏或者紧张的情况下，加强与校外本土企业的合作，共建本专业校外实践基地；在资源投入相对较小的情况下，也可以积极开发虚拟仿真实验项目，通过项目驱动式的课程设计和“小组合作型”的教学方法，让学生在项目实践中学会做事、学会共处。

3"体系优化后的教师队伍建设

高质量的教师队伍是培养高质量应用型人才的重要保障，这就要求教师不仅要有高超的理论知识水平，还要具备一定的工程能力。因此，在教师队伍建设中，要注意教师队伍的结构合理性，要着重加强教师的培养培训，以校企合作等方式丰富教师企业实践经验。教师的教学理念要从传统的知识传授向工程能力培养进行转变，通过视频教学法、案例教学法等将课程内容多形式、多角度地呈现，促进学生视、听、说能力协调发展，也能让学生主动自觉地参与到教学活动中，成为课程的主人。鼓励教师指导学生参加学科竞赛和各类创新创业大赛，以赛促教、以赛促学。

4nbsp;学科专业发展与温州科技市场需求的融合

如果学科专业发展脱离科技市场需求的引导，那么学科很有可能专注自身的创新和突破而超前于科技市场，继而与应用型人才的目标背道而驰。因此，温州理工学院作为一所地方二本院校，要立足区域发展，只有将学科专业与当地科技市场对称、协同发展，两者有机融合，才会有利于培养能适应新时代发展、高质量融入当地科技市场的高素质应用型人才。

四"专业课程改革的特色与创新

（一）"特色

多种教学方法相配套，理论联系实际，紧靠应用型专业培养特点及学生成长成才路线，大规模开展紧贴应用型工程人才培养方式的教学设计及实践，打破传统的被动、灌输式教学模式，使学生成为知识主动的追求者、探索者，卓越提高学生分析解决实际工程问题的综合应用能力，处理实际工程项目的综合素质能力，帮助学生学会终身学习（图1）。

（二）"创新点

在学生培养的模式中，结合温州当地物联网企业的实际技术人才需求与温州理工学院应用型本科院校的培养特点和实际情况，注重以企业需求为导向，实践动手能力为主要抓手，结合理论实际，为当地物联网企业输送优秀的专业技术人才。课程教学过程中，根据学生的实际需要，采用现场教学法、直观演示法、任务驱动法等成果可观的教学方法，培养学生的工程创新思维。

（三）"应用价值及推广途径

课题的研究内容及成果将给本校物联网工程专业建设提供指导方向，完善课程体系建设，引导工程专业走向工业前沿，为温州物联网相关企业输送水平高、素质高的工程技术人才。同时，本课题的研究成果也可外扩给其他高等院校共同交流讨论，取长补短，精益求精。

五"结束语

物联网工程作为21世纪面向新工科、新技术的国家重点发展专业，应适应时代发展的潮流，摈弃传统的理论教学为主模式，学习国内外先进的物联网工程应用实践经验，同时根据技术企业对物联网应用的实际需求及发展需要，量身构建理论与实践相结合的新工科应用型专业培养体系。物联网工程专业应将培养学生的实际应用创新开发能力作为主要培养内容，为物联网行业输送理论知识扎实完备，工程实践能力重点突出的应用型人才。

根据应用型人才培养特点，如何将工程知识的广度和深度与学生的认知水平结合起来培养学生的创新应用能力将成为教学的主要研究方向。故在物联网发展的大背景下，专业的教学模式改革势在必行。企业是改革的风向标，应积极走进企业，探索实践平台建设，与企业共同制定物联网人才的培养方案及课程实施体系。教师依托平台组织学生参加各类物联网相关的创新项目，培养学生的自主创新能力，为新一代物联网技术储备高水平应用型人才。

针对当下物联网工程专业存在的教学理科化、脱离行业企业前沿技术的核心问题，以温州理工学院智能制造与电子工程学院设立的物联网工程专业课程为参考，结合浙江省及智能制造与电子工程学院产学合作协同育人项目中关于新工科专业应用型课程的教学改革，同时与当地物联网相关企业密切结合，研究新工科应用型课程的教学体系，探索工程教育背景下新工科应用型人才的培养机制。该机制强调以工程需求为导向，形成交叉学科多方向教学体系，凭借现代多种教学模式开设以学生为中心的个性化教学课程，同时完善教学的考评机制，为包括但不限于物联网工程专业的新工科课程改革提供具备实际项目经验的教学改革参考意见，为专业建设的螺旋式上升做好铺垫。

参考文献：

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[10]刘保罗，聂雅琳，李晨.基于OBE理念的物联网工程设计与实施课程建设研究[J].物联网技术，2021，11（6）：117-119.

基金项目：浙江省教育科学规划项目“职业胜任力视角下应用型高校专业课程实施‘双导师制’的有效性及实现路径研究”（RZX202203003）；温州理工学院校级教学改革项目“工程认证背景下物联网工程专业课程建设与探索”（2022JG12）；温州理工学院校级教学改革项目“校企协同育人背景下毕业实习改革体系构建的探索与实践”（2022JG01）

第一作者简介：乐英高（1985-），男，汉族，湖北咸宁人，博士，副教授。研究方向为物联网网络通信。

*通信作者：曹莉（1987-），女，汉族，湖北宜昌人，博士，副教授。研究方向为物联网。