物联网专业多元融合实践教学体系构建研究

黄丽霞 易晓鹏 聂作财

（湖南应用技术学院，湖南 常德 415000）

“新工科”建设是教育部基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的我国工程教育改革方向[1]。作为新工科特色化的新兴专业，物联网工程专业的人才培养认清这一变革需要，重点突出专业实践能力、跨学科的专业融合能力、跨领域的科研创新创业能力发展[2]。据调研数据所析：在专业人员培养实施中，实践教学是培养学生实践能力、研究创新能力的重要环节，是人才培养体系的重要组成部分，很多高校正努力加强物联网工程专业的实践教学研究，力求充分激发学生学习的主观能动性，全面锻炼与提升学生的实践能力、创新能力以及工程综合素质。

一、物联网工程专业实践教学建设现状

实践教学是新版《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》和新版专业人才培养方案强化的重点内容，也是《关于加强建设高水平本科教育全面提高人才培养能力意见》文件第28 条，第31 条等重点强调实现新工科教育概念下的重点建设内容，物联网工程作为一个新兴本科专业，它不以理论为主导，而重点在于工程应用[3-4]。据统计，物联网专业从2012年建设至今还处于发展初期，人才培养目标定位、课程体系建设、实践教学环节和综合设计创新能力培养都需要大量的研究和探讨，专业课程实践能力培养的教学体系建设和人才培养定位是各高校从事物联网专业建设面临的重大问题[5]。实践教学体系在物联网工程专业建设中的地位举足轻重，但是目前物联网工程专业的实践教学还存在诸多问题。（1）理论与实践细分缺乏合理性。在物联网的课程设计，综合设计与创新应用层面没有很好实施，学生在工程性应用技术发展能力上较为薄弱。（2）实验项目配套教学内容与能力培养衔接上欠缺合理性，企业岗位能力需要分析欠缺合理性，对物联网应用模式，岗位工程能力培养与现实需求脱节。（3）学科的多元融合性、多学科交叉性不够，学生的专业综合能力发展受限。

二、物联网专业多元融合实践教学体系的内涵认知

新工科，是新一轮科技和产业革命背景下，构筑具有跨界整合能力、创新创业能力、应用实践能力等特征的中国本土化新型工科。在本文中主要指是在物联网人才培养中，加强学生专业实践能力培养与探索，突出中国特色的工程教育改革特色。

物联网工程，物联网工程专业是“中国制造2025”背景下新工科人才培养的重要专业，在本文中主要指突出实验教学多元融合体系特色，有利于夯实学生的专业实践能力，有利于培养具有跨专业、跨学科能力的复合型人才目标实现。

多元融合实践教学体系，在本文中主要指以专业实践教学体系建设为核心，建立以基础类实践、专业类实践、综合实践和科研创新创业实践等本科多元融合实践教学体系，结合校内外实践环境及人力资源，全面覆盖物联网专业的实践教学环节。

三、多元融合的物联网工程专业实践教学体系建设思路

（一）实践案例模块化建设，突破单课程实践能力延展性

用模块化案例单元采用由浅入深、循序渐进的方式，将实践课程以认知性、验证性、设计性、综合性、创新性等实验案例，梯度式提升对单课程能力，采用章节实践+课程设计的方式，在单课程实践中，注意PBL 教学模式引导，加强学生对细分实践能力掌握。同时对整体项目导入，集中以课程设计方式进行学生训练，课程设计部分将贯穿整个专业培养过程，积极联合多个企业共同整合实践性案例，提升学生对单课程在专业发展领域认知与应用能力。

表1 物联网工程专业课程设计实践表

图1 物联网工程专业课程设计实践表

（二）多元融合建设专业实践课程群，注重专业实践环境建设

紧贴物联网技术发展的前沿，采用行业主流技术，搭建设计型软硬件实验室，其中软件实验环境包括：数据库实验室、算法设计与分析实验室、件工程实验室、软件测试实验室、程序设计实验室、移动互联开发实验室等；硬件实验环境包括：物联网实验室、数/模电子实验室、电子电工实验室、传感技术实验室、单片机与微机原理实验室、电子综合实验室、无线网络实验室、计算机网络虚拟实验室等；创新综合应用实验环境包括：物联网体验与展示实验室、物联网创新应用实验室、物联网基础与虚拟仿真实验室等。强化注入企业项目设计思维，对接市场岗位需求，深度融合2 门或以上的专业课程，通过校企课程综合实践提升专业能力，培养学生在真实项目能力上的实践能力。对应企业项目，结合物联网岗位应用市场，将软件开发与硬件集成的专业能力目标，细化到课程能力目标中去，开设由企业工程师授课，或暑假专业实践的能力提升训练班，在整体上拉动企业应用专业能力发展，真正提升物联网技术专业实践的部署、应用、设计、开发等能力。

（三）融入科研创新创业能力发展模块，联通产业需要发展

紧紧围绕专业“人才培养模式”“教师职业技能与素养”等具体的教研内容定期开展教研教改活动，借助基地平台开展现场实境教学、高效课堂教学活动研究、创新性教研活动，进行启发式、参与式、研讨式教学，着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力，彰显独特的办学特色。建设物联网工程专业科研创新创业中心，突出线上云平台资源建设及线下创客空间建设，结合学科竞赛、专业技术竞赛、创新创业科研、专业科研等项目综合提升学生的整体专业实践能力，系统性注重学生科研素养提升。建设科研平台中心，校企合作研究工作室，企业在校内的研究技术分部，结合学生专业基础，对应科研发展方向，真实项目引领岗位能力需求项目，一方面真正提升学生的专业实践综合能力，另一方面提升学生的工程领域科研能力，鼓励学生响应“科技兴国”发展政策，为科技创新培养新生力量。加强对学生创新创业能力发展，组建各类目学科竞赛工作，积极鼓励学生参加专业、创业类竞赛，提升学生综合实践能力水平。

（四）四类型+多维度打造多元化实践体系

基于物联网工程专业实践教学研究现状，理清专业课程实践设计思维，探索从专业课程的基础类实践、专业类实践、综合实践和科研创新创业实践等实践教学体系，加强校企协同育人机制在课程能力培养中的渗透力，规范校企共育机制。有梯度，有跨度围绕专业发展方向培养学生工程应用实践能力，科研及创新创业能力，突出物联网专业人才培养特色，打造卓越工程师口碑。

四、结束语

在新工科建设的背景下，观测目前高校物联网工程专业的实践教学有部分开始有力借助企业力量推动培养，有部分将创新创业能力培养融合到专业能力中。然而，大多数高校在推动物联网工程专业实践能力培养过程中，专业实践教学体系建设不明朗，学生实际能力弱，专业课程能力拓展空间窄，课程融合综合能力欠缺等等，没有从培养内核上有效驱动学生专业技术能力培养。针对物联网工程专业实践教学中发现的问题，以新工科为发展核心，强劲推动物联网工程专业人才的实践能力发展，包括校内专业课程知识的认知、验证、设计、科研、创新等能力，校内多门专业课程综合项目实践能力，打造从专业课程的基础类实践、专业类实践、综合实践和科研创新创业实践等实践教学体系，巧用校外企业结合力量，采用项目工程催动学生的专业设计开发能力，创新创业综合能力等，真正实现专业高质量人才输出，利于高校人才培养的高效能产出发展趋势的形成。