应用型本科“无线传感器网络”课程开展校企合作的模式探讨

沈林 骆绍烨

摘 要：物联网工程专业作为近年来新建热门专业，普遍存在专业建设时间短、建设经验不足的现象。对于应用型本科，引入校企合作，可以使专业建设更加符合培养应用型人才的要求。文章探讨了应用型本科“无线传感器网络”课程开展校企合作的模式。“无线传感器网络”是物联网工程专业课程体系中承上启下的一门课程，通过研究校企合作在该课程中的意义和合作方法，可以更好地为物联网工程专业的课程体系服务，为培养应用型人才奠定更好的基础。

关键词：无线传感器网络；校企合作；应用型本科

物联网是一门多学科交叉的新兴学科，融合了电子信息、通信、计算机、信息安全等学科的知识[1]。物联网工程专业作为莆田学院近年来新创建的本科专业，从创建伊始就以应用型本科为办学指导思想，把培养理论知识扎实，有一定研发能力的技能型、应用型人才作为自己的目标。物联网工程专业在全国普遍存在建立时间短，教学实践经验积累不足，可供参考的成功案例不多，不得不摸着石头过河的情况。企业由于处于社会生产的第一线，对社会经济的发展方向和需求把握得更加准确，并且作为人才的接收者和使用者，对人才能力的需求把握得更加准确。因此莆田学院一开始就把校企合作作为莆田学院物联网工程专业的培养模式，构建教学、科研、生产、技能培训为一体的新型人才培训平台。

“无线传感器网络”课程要求学生掌握无线传感器网络的体系结构、通信协议、节点定位、拓扑控制、时间同步、数据处理等技术及应用，是整个物联网工程专业课程体系中承上启下的课程，是软件编程、计算机无线网络、传感器应用和嵌入式系统的交叉应用课程，是实践性很强的课程，所以在学习该课程之前，学生需要先掌握上述课程[2-3]。同时该课程也是物联网系统设计、物联网应用开发等高级课程的基础，只有“无线传感器网络”课程学好了，才能学习好物联网应用系统的设计与开发。因此，“无线传感器网络”课程的学习效果将直接影响物联网工程专业的人才培养效果。正因为如此，讨论如何利用校企合作在“无线传感器网络”课程中培养应用型人才，是非常有意义的事情。

1 “无线传感器网络”课程的特点

1.1交叉性和综合性

物联网本身具有极强的交叉性和综合性特色，在各本科院校的物联网工程专业中，一般都是将“无线传感器网络”课程作为各个基础知识模块的第一次融合，该课程是一门非常具有物联网特色的课程。该课程所涉及的知识点多、广、杂，需要学生将之前学到的软件编程、无线网络协议以及嵌入式系统灵活地结合起来[4]。

物联网分为感知层、网络层和应用层，“无线传感器网络”课程需要将这3层有机地结合起来，但并不是采用平均主义，而是应该有所侧重。对于感知层，学生只要掌握各种传感器的原理及主要参数指标即可；对于网络层，学生必须深度掌握无线网络组网技术、无线网络拓扑控制和无线网络的通信协议，是理论和实践高度结合的部分；对于应用层，学生要具备在Linux和Android环境下嵌入式编程的能力，具备调用各种网络通信协议的能力，但由于莆田学院在后续还有针对应用层的其他课程，所以无需提出过高的要求。通过上述分析，可以看出“无线传感器网络”课程是一门具有非常强的交叉性和综合性的课程。

1.2实践性强

“无线传感器网络”课程是实践性很强的一门课程，该课程要求学生根据任务，选择恰当的传感器、无线网络设备进行组装[5]，完成运行环境的搭建，并在网关＼移动端＼PC机上编写相对应的代码，完成各个节点的拓扑控制、数据读取及控制。由于该课程需要掌握的知识点多，且基本都涉及实践操作，所以应将各个知识点进行分解，由易到难。莆田学院为该课程搭配有课程设计，所以可以将课程设计的任务分解为多个小任务，在课程设计之前的实验课上完成这些任务。

1.3技术更新快

整个物联网产业本身就是最前沿的战略性新兴产业，各国政府及各高科技产业集团都欲在其中占据一席之地，这使得各种新技术层出不穷，产业的技术标准不统一。在无线通信邻域，短距离的ZigBee，WiFi，蓝牙已经得到了广泛的应用，LoRa和SigFox则凭借自己传播距离的优势也有一席之地，传播距离更远的LTE Cat-m和NB-IoT正在规划建设中；在无线射频技术邻域，射频识别（ RadioFrequency Identification，RFID）已经被广泛应用在身份识别、物流、监视跟踪等大量的邻域，新兴的近距离无线通信技术（Near Field Communication，NFC）也凭借自己的特点在消费电子邻域不多擴大市场范围；此外还有大量的公司开发了针对物联网的中间件技术。这些首先对教师队伍的水平提出了很高的要求，教师自己首先要不断更新自己的知识系统；其次对实验室的建设提出了要求，需要不断更新设备，以适应社会对人才培养提出的新要求。

2 应用型下的“无线传感器网络”课程的校企合作

莆田学院在建立物联网工程专业时，就把校企合作培养应用型人才作为办学的指导思想，同新大陆集团、厦门铂士莱信息科技有限公司等企业建立了合作关系。这样可以充分利用学校和企业的教育资源，为学生提供全方位、多层次的技术教育。具体可以从以下几个方面展开合作。

2.1让企业参与到教学大纲的制定

教学大纲是教学工作开展的纲领性文件，说明了课程的作用、教学目标、章节内容、学时规划，是对专业培养方案在一个知识模块上的具体说明，是制定更为具体的教学计划的依据，也是衡量教学质量的标尺。为了突出培养应用型人才的目标，莆田学院在为物联网工程专业制定培养计划时，就在课程组合、各课程的培养目标展开讨论。具体到“无线传感器网络”课程，认为该课程应该使学生掌握电子应用系统分析设计、通信和信息处理、物联网软硬件系统设计等能力，并且应该是培养理论知识扎实，有一定研发能力的技能型、应用型人才。课程教学内容和实验教学内容分别如表1-2所示。

2.2让企业参与到课堂教学中

企业由于处于行业发展的第一线，往往对于行业的发展方向更加敏锐，像物联网这样的新兴行业，更是如此。因此让企业的工程师来针对某些章节授课，可以更贴近社会的应用需求。在“无线传感器网络”课程中，可以请企业的工程师为同学介绍行业最新技术的发展及应用。

2.3让企业参与到教材编写中

因为物联网工程专业是新兴专业，所以其专业课程的教材建设还处于初级阶段。对于“无线传感器网络”课程而言，教材总体可以分为两类：（l）以理论知识为主，主要介绍“无线传感器网络”的关键技术知识如网络拓扑结构、无线路由协议、节点定位、目标跟踪等，这些知识普遍较抽象、枯燥、难以理解，学生不容易联系实际。（2）实际相当于是某套设备的实验指导书、操作指南，主要介绍完成各种实验的步骤，对原理及背景知识缺乏介绍。这两类教材都不适合培养理论基础过硬的创新型、应用型人才。高校的教师理论基础扎实，而企业则更关注前沿应用，将这两者结合起来，以应用带动理论的学习，让学生了解学到的每个知识在应用系统中的用途、位置，以达到引导学生学习的目的。

2.4让企业参与到师资建设中

由于物联网工程专业是个新兴专业，所以教师队伍主要为从事其他专业的教师，教师队伍本身正在和这个专业一起成长。让教师到企业“顶岗实践”是非常有效的方法，可以让教师接触到真实的、复杂的社会需求。此外，还可以采取“科研合作”模式，教师可以帮助企业开发新产品、技术，为企业提供咨询。“科研合作”既可以是横向课题，也可以是纵向课题，教师可以发挥自身在申报纵向课题的优势，帮助企业获得来自政府部门的科研项目，形成一种双赢的模式。

3结语

“无线传感器网络”课程是一门理论性、交叉性、实践性极强的课程，将企业引入課程的教学有利于培养理论基础过硬的创新型、应用型人才，这也可以培养更符合企业需求的人才。尽管校企合作是一种双赢的模式，但在具体的合作中还存在很多挑战，对于全国应用型本科院校的物联网工程专业而言，都还在探索中。莆田学院也在合作过程中，不断寻找一条可以持续发展的校企合作道路，满足校企双方的利益需求。

[参考文献]

[1]杨怀德.创新创业能力导向的高职物联网专业教学改革研究[J]无线互联科技，2017 （15）：88-90

[2]胡必玲，潘洁珠.无线传感器网络课程教学中RBL模式的应用研究[J]计算机教育，2017 （9）：136-140

[3]余华平，刘波涛，刘鹏，等.物联网工程专业《无线传感器网络》课程教材建设探究[J]软件导刊，2017（5）：210-212

[4]王俊.“无线传感器网络”课程特点与教学方法改革探索[J]中国电力教育，2014 （23）：37-38

[5]陶为戈，钱志文，贾子彦，等.ZigBee无线传感器网络实验教学体系研究与探索[J]实验技术与管理，2012 （11）：163-173