高职物联网技术人才培养与实验室建设探索与实践

摘要：物联网产业的发展前景巨大，人才需要旺盛，国内院校纷纷开设物联网专业，高职院校作为培养技能型人才的重要基地，要培养出动手能力强、满足社会需要的应用型物联网人才，需要在人才培养目标定位、课程设置和实验室建设上不断探索与改进。本文就此结合广州工程技术职业的实践进行了探讨。

关键词：高职院校；物联网；实验室

21世纪人类社会正步入信息时代，我们正处在一场新的技术革命之中，这场技术革命的中心就是物联网。自从2010年温家宝总理在十一届全国人大三次会议的政府工作报告中指出："要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业，加快物联网的研发应用，加大对战略性新兴产业的投入和政策支持"以来，我国物联网产业得到了飞速发展。在2015年的政府工作报告中又提出："制定互联网+行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。" 2016年政府工作报告继续在"十三五"时期主要目标任务和重大举措中进一步指出：要强化创新引领作用，促进大数据、云计算、物联网广泛应用，加快建设质量强国、制造强国。

物联网产业的发展，需要大量专业技术人才。高职院校作为培养技术性人才的重要基地，目标是培养实践能力强的高级技能型人才。因此，高职物联网及相关专业的人才培养目标定位、课程设置、实验室建设等在提高人才培养质量、满足社会需求上就显得尤为重要。本文通过分析当前高职物联网专业发展情况，结合广州工程技术职业学院的情况，在物联网相关人才培养和相应实验室建设上进行探索与实践。

一、物联网技术人才需求状况

物联网，总括理解就是"物-物相联的互联网"，是把各种信息传感设备、控制设备和智能终端通过网络联接起来，实时采集各种需要的信息并加以管理和控制。是由计算机科学与技术、网络工程、电子技术、信息工程、通信工程及其它边缘科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新型应用型学科。

目前，物联网技术还属于一个新兴产业，正在快速发展，遍及智能交通、智慧农业、智能物流、智慧医疗、智能家居、环境保护、工业监测、个人健康等众多领域。中国物联网产业的总体规模，每年以超过30%的速度在发展，到2015年已达7500亿元，预计2020年将超过5万亿元。巨大产值的背后，是对相关专业技术人员的巨大需求！

从人才市场和智联招聘等招聘网站调查统计发现，物联网产业对专业人才的需求强烈，同时对各岗位的需求也是呈金字塔形的，也就是需求数量最多的是基层的销售、运维和技术支持人员，往上是系统集成、应用开发工程师等，最顶端的是系统架构师、项目经理等。

二、高职物联网专业人才培养现状

面对国家对物联网产业的大力扶持及其迅猛发展带到的巨大人才需求，各类型院校都纷纷加入到物联网人才培养队伍之中。从2010年6月江南大学第一个开设物联网本科专业开始，到2012年6月，短短两年时间国家就审批了物联网专业院校138所院校，其中本科院校80所，专科学校58所。到2015年，我国已经开设物联网专业的高职院校已达305所，而在各专业下开设物联网方向的院校则难以统计。另外，近年来也已经有多家技工院校开设了物联网专业，并且物联网专业的毕业生已经开始进入就业市场。

在遍地开花、欣欣向荣的专业开设和招生的表象下，我国各高职院校的物联网专业的人才培养情况却没有人们想象的那么好。由于物联网的发展时间比较短，在行业上还没有统一的标准，使得各院校在物联网专业的设置上还存在各种问题。

1、缺乏准确的人才培养目标

物联网行业发展迅猛，但还没形成统一的行业和人才需求标准，这就造成了物联网专业人才培养目标的模糊。现在物联网企业在人才市场招聘中，仍较少直接标出招聘物联网专业毕业生，还是根据具体岗位技术要求从计算机、电子、嵌入式、软件技术等专业招聘人才。因此，高职物联网专业必须要根据社会需求、学校原有基础等，选择物联网行业相应岗位，对人才培养目标进行准确定位，重点把某些岗位的核心技能培养好。

2、专业课程设置不合理

物联网所涉及的知识范围很广，包括了计算机技术、电子技术、网络通信技术、信息技术、软件设计等，要全部学习掌握这些技术对于高职学生来说不太现实。而目前高职院校在专业课程设置中仍普遍参考本科院校的课程设置，存在大而全的问题，计算机技术、传感器技术、单片机技术、嵌入式系统、RFID、传感器网络技术、应用软件开发等全都在课程计划中，但由于课时的限制，很多课程只能泛泛地讲授，学生无法深入的掌握运用。

3、师资力量不足

物联网是新兴的产业，但是在2010年才有第一个本科专业设立，2014年才有第一批本科专业毕业生，因此目前各高职院校的物联网专业教师都是从其他专业转过来的，基本不具备行业实践经验。缺乏高素质、高能力，具备行业经验的物联网专业教师，是目前高职院校的普遍现象，这对高职物联网技术人才培养非常不利。

4、实践能力不足

高职物联网人才培养主要侧重于学生的实践应用能力，但由于课程设置、师资、实训条件的限制，许多高职院校在教学过程中比较偏重理论知识的教授，而对物联网实际应用项目的实施训练不足，使得学生缺乏物联网知识在实际工作、生活中的实践，影响了学生的就业和日后的发展。

三、高职物联网人才培养的探索

面对物联网行业巨大的发展前景和人才需求，以及目前物联网市场发展的不完全、行业标准缺失的情况，我院根据自身的基础条件，在工程技术的大架构下，确定先以计算机应用技术专业为基础，培养物联网技术人才最为适合。以"物联网应用"方向为培养目标，主要培养学生掌握物联网技术在不同应用领域的上层应用设计、数据通讯和运用、系统集成等能力，使学生能够根据实际应用领域的需求设计、安装、调试、使用、维护物联网应用系统。

以原有计算机应用技术专业为基础，人才培养目标定位在人才需求为专科层次的"物联网系统开发工程师"、"Java开发工程师"、"Android开发工程师"岗位，通过在原有已开设的专业核心课程基础上，加大应用程序开发课程内容，适当增加物联网专业课程，如：无线传感器网络、嵌入式系统、物联网综合实训（智能家居）等。同时，对现在专业课程的教学内容、案例和实训项目进行改造，引入物联网应用项目，让学生更多地接触和认识物联网。

强化实践教学，提高实践教学内容在课程中比例。在实践教学中，强调以物联网实际应用案例为项目展开，强化实际操作训练。如在《计算机网络技术》课程实训中，加入了网络综合布线实训项目；《物联网综合实训》课程中，围绕"智能家居"项目进行展开，从底层设备安装调试到基层应用开发安装，完整地完成一个"智能家居"项目的实施。

四、高职物联网专业实验室建设

物联网是应用型技术，专业实验室是保证物联网专业教学必不可少的基础，物联网一系列的核心课程都需要依靠专门的实验实训设备才能顺利地进行教学。但作为一个专业，专门实验室的建设经费有限，必须要全面科学设计规划实验室建设计划，分步投入建设，用有限的经费完善专业实训实践条件，保证人才培养目标的实现和提高人才培养质量。

高职物联网专业实验室建设要遵循以下原则：

1）全面覆盖现有物联网技术基础知识，满足物联网专业课程教学的需要；

2）以工程实训为导向，实验设备要能够完成一个完整的工程应用项目；

3）规划要结合已有实验室，避免重复建设；

4）功能尽量多元化，满足基础教学、学生竞赛、科研创新、社会培训等多重需求。

对当前物联网技术应用发展的跟踪和分析，从横向分析，物联网的主体是物（包含了人，设备，器件以及电脑等各种终端），执行的动作是联（人与物，人与人，物与物建立联系），核心是网（网是沟通联系的桥梁）；从纵向分析，物联网由三个层次共同构建而成，它们分别是：感知层、网络层和应用层，其中应用层又可以细分为应用层和应用支持层，通过无线网络设备服务器和中间件，使得前端的各种信息感知和管理控制终端能够随时随地的接入互联网络，实现真正的物联网综合应用，设备联网是基础、综合应用是本质。

基于以上原则和分析，我们在结合原有的计算机网络实训室、软件开发实训室、数据库设计实训室、WEB开发实训室、电子技术实验室等基础上，设计建设了"物联网工程实训室"。实验室以"智能家居"为项目主题，研究从感知层（包括传感器，RFID，嵌入式系统等）到网络层（包括传感器网络，计算机网络通讯，嵌入式网关等） ，再到以面向行业应用的应用层（智能家居系统）等相关的理论和工程应用问题，重点突出实践能力、应用能力、创新能力的培养 。

实验室首先规划建设成为一个小型的物联网应用（智能家居）体验环境，实验室环境实现智能控制：能实时采集温度、湿度、光照强度、空气质量等环境参数，进而按照设定控制方案对灯光、窗帘、空调等进行综合控制；采集烟雾、可燃气体、红外感应等参数，安装远程监控摄像头，实现智能安防；实验室采用智能门禁，通过RFID卡、指纹等进行出入，并把有关数据记录在服务器；同时，实训室可以实现远程的监控，让管理员可以随时随地监控到实训室的状况。通过实验室的现场体验，学生可直观地感受到物联网技术的应用，从而激发学生的学习兴趣。

教学实训设备上，我们选择了智能家居实训平台，该实训平台以三星ARM11处理器为系统核心网关，以此作为数据处理及控制中心，外围设备分为客厅、厨房、卧室、阳台等不同模块，分别配置光照、温度、湿度、人体红外、气压、一氧化碳、超声测距等传感器和直流电机、步进电机、喇叭、指示灯等外围控制设备，通过Zigbee自组网络，形成一个智能家居模拟系统。系统可以通过嵌入式中心处理系统上开发的图形化交互界面直观地进行数据的显示和设备的控制，也可以通过web网页终端进行参数的读取和设备控制。该实训平台分解可以进行单片机、传感器、RFID、嵌入式系统、无线传感器网络等基础课程实验，整合起来又可以完成一个完整的智能家居系统开发的项目实训，做到以最少的投入满足物联网基本教学实训条件要求，以项目化工程应用设定实训内容，并可以此平台作创新扩展功能的设计开发。

五、小结

物联网产业的发展前景是美好的，人才需求随着产业市场的发展也将会越来越高，高职院校在应用型物联网高级技术人才培养发展潜力巨大。如何培养出适应社会需求、实践能力强、具备创新意识、具有竞争优势的物联网专业人才，是我们共同面对的问题。高职院校需要根据自身的条件优势，准确人才培养目标定位，根据目标岗位技能要求，围绕工程和应用理念科学构建课程体系，并在实验室建设中强调以应用为先，能通过完整的工程应用项目来完成课程的教学，强化实践能力和应用能力的训练，使学生能真正培养成为符合社会和岗位需求的物联网技术高素质的实用型人才。

参考文献

[1] 张梅，孟霞.浅析高职物联网专业建设及发展的思考[J].高教学刊，201·5（16）

[2] 陈宁.高职物联网专业实践教学条件建设探讨[J].广州城市职业学院学报，2015（9）

[3] 郑宇平.高职物联网应用技术专业建设探讨[J].现代营销.2014（8）

作者简介：

陈伟森（1973-），男，广州工程技术职业学院信息工程系讲师，主要研究方向：计算机应用技术、物联网技术。