新工科形势下的物联网工程专业人才培养创新研究

朱昌洪 郭振军 柯捷

[摘           要]  新工科形势下的物联网工程专业人才培养涉及的学科多、范围广，并需要培养的学生理论和实践紧密结合。然而，由于物联网专业开设的时间比较短，可借鉴的经验不多，因此，如何利用行业特色和依托各自所在地方区域来发展和培养物联网工程的人才是各个高校物联网工程专业的教师思考和探索的方向之一。作为广西地区的地方性应用型本科院校的物联网工程专业，其人才培养依托珠三角地区的电子信息行业，以智能机器人平台为核心进行教学模块设计，来创新改革人才培养模式和体系以探索物联网工程专业人才培养方式。

[关    键   词]  新工科;物联网;模块化;人才培养

[中图分类号]  G642                    [文献标志码]  A               [文章编号]  2096-0603（2020）23-0098-02

随着时代的发展和科技的进步，传统的专业人才培养体系已经无法顺应新时代的发展潮流，其专业课程单一化、知识体系陈旧化、实践知识不突出等问题越来越突出，因此国家和教育部适时地推出了更加符合社会发展的新工科。物联网工程专业的人才需求越来越大，如何培养适应新工科形势的物联网工程合格人才，已经成为众多高校计算机学科的研究和探讨的方向之一。

一、高校人才培养现状

随着信息时代人工智能技术的不断发展，物联网人才培养存在的主要问题如下。

（一）培养目标和社会需求脱节

物联网融合了多个相关学科知识，包含计算机、通信、网络、控制、机械等，知识面广而深。我国大部分高校的物联网工程专业开设时间短，基本上从计算机、电子信息、自动化等学科转变而来，没有太多可以借鉴和参考的经验，大家都在不断摸索和探讨，还没有形成一套成熟的教学体系。因此，不同高校的物联网专业培养目标不断变化，无法显示各自的培养特色和应用行业，从而导致各个高校自成体系，没有一个统一的标准和模式，培养出的物联网方向的人才不符合企业的要求，造成高校人才培养和企业需求严重脱节。

（二）培养体系不合理

高校的人才培养体系是按照专业来进行，人才培养方案一般分为公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课等课程环节，而且每一个环节规定了总学分学时、理论学分学时、实践学分学时等内容，一旦制订好了相关的人才培养方案，就要执行四年，不能轻易进行调整。然而，社会和企业需求却是时刻在变化，相关专业课程不能随着社会需求而随时调整变化，使得高校培养的学生知识技能无法满足岗位需要。

同时，为了满足社会对应用型本科专业的要求，物联网工程专业不断增加实践方面的教学比重，减少理论课程课时学分，给高校的人才培养带来很大的困扰。

（三）专业特色不鲜明

物联网专业包含了计算机、通信、网络、控制、机械等软、硬件方面的学科知识，从而使该专业的课程内容多元化、复杂化与综合化，没有真正意义上属于物联网专业自身的课程内容。而且，由于物联网专业的跨学科、跨专业、多融合的专业特性，只能是依附于某一个地方的行业发展来发展物联网，而大部分高校物联网专业和相关行业的产学研结合较少，缺少行业的合作和支持，物联网相关行业的发展更加缓慢。

（四）师资力量不健全

物联网是一个新兴专业，师资力量也是从其他学科专业调整过来，很多教师并不具备物联网行业相关企业的从业经历，教学和实践方面缺少物联网应用的开发和实践经验，教师需要具有新工科要求的综合能力，既有计算机软件系统方面的能力，又有电子通信等硬件方面的基础，而且要懂机械、材料等方面的知识，最重要的是要有相关行业的实践经验。

总的来说，物联网专业的师资力量要求高，需要从头开始培养，而师资培养的周期比较长，因此使物联网工程专业师资队伍不健全，还需要大力引进人才，精心培养。

（五）实践实验环境缺乏

由于物联网工程有较强的实践性，对实验设备有着非常高的要求，这就需要高校进一步强化实验实训条件。大多数高校依旧注重理论方面培养，在实践能力培养上却明显不足，建设的实验室也偏向传统的嵌入式或软件实验环境中，缺乏综合性实训室，过于注重理论、忽视实验，重视验证、忽略设计，不能根据实际的物联网工程和产品设计实践教学。

在实验教学过程中，还需要使用各种复杂程度的仪器设施设备，或者亲自设计实验场景。这些实验设备或实验环境建设的成本太高，需要空间和经费，而很多高校经费有限制，并不能很好地建設相关的专业实验室，因此造成物联网学科专业的实验实践环境缺乏，从而影响相关课程的开设以及实验实践能力的培养。

二、新工科物联网人才培养思路

（一）明确培养目标

由于我校处于广西地区，而广西地区发展相对比较突出的是电子信息行业以及相邻广西的珠三角电子信息行业，因此物联网工程专业的培养目标就很清晰——针对电子信息行业进行智能化开发，形成“电子信息+软件+控制+特定产品”的物联网应用特色。

（二）增强实践能力

要培养具有电子信息行业应用的物联网工程人才，就要学生具有较好的软硬件基础和较强的实践能力，要落实到课程设计、教材选定、实践实验、专业实习、毕业设计的每一个环节中，以开发和改革创新课程项目作为出发点，组织企业专家、课程专家、专业教师以电子信息为核心、以物联网服务和应用作为平台进行课程内容编制，设计教学项目，实现理论与实践的有机结合，真正意义上体现出理实一体化的教学模式。

（三）加强校企合作和产学研联合

由于物联网行业更新太快，仅仅依靠学校投入经费是远远不够的，要依靠物联网行业的实训基地进行实践能力培养，因此必须加强校企合作。

1.通过校企合作，构建物联网专业实训基地培养复合型人才。

2.通过校企合作，构建双师型师资队伍。

3.通过校企合作，校企共建专业实验室，促进行业、企业、学校、学生的多方共赢。

三、创新新工科的物联网人才培养

（一）创新人才培养模式

培养新工科形势下的物联网专业实践应用能力，必须创新人才培养模式，实现“3+1”教学模式，前面3年在校集中学习相关理论基础，最后1年到物联网相关企业完成专业综合实践实习和毕业设计，以此来培养学生理论和实践结合。

（二）课程体系模块化

在创新人才培养模式下，要进行课程体系模块化，即以模块化为主线来进行相关课程、实践的设计和开展，依靠广西地区及珠三角的电子信息行业特色，以智能机器人平台（如智能小车、智能无人机、智能插座等）为核心，围绕核心来完成教学模块的设定，分为硬件基础模块、软件工具模块、控制系统模块、数据采集和通信模块、数据传输和应用模块等，如下图所示。

（三）课程教学项目化

在课程体系的教学模块中，根据具体的课程目标和任务，以及课程的性质，紧紧围绕智能机器人平台设计课程内容，进行项目化教学，把整个课程划分为不同的子项目，每一次或几次课堂教学完成一个子项目，由易到难，循序渐进，知识掌握就相对比较快。在不同的模块化学习中，还可以发扬不同学生的特点，偏向软件、硬件、控制、应用等，也有助于学生了解和提升物联网专业能力，促进物联网行业的就业率提升。

（四）实践教学工程化

模块教学设计分为理论模块和实践模块，在实践模块中，由于物联网工程专业的广泛性和特殊性，包含学科众多，产品也多种多样，因此根据智能机器人的组成模块，在开展实践教学模块中，选用一些和智能机器人各个模块接近的实际产品开展工程教学，有利于提高物联网行业的产品认知以及提高从事物联网应用开发的信心和能力。

（五）毕业设计产品化

最后一年是在企业完成专业实践和毕业设计工作，分成不同网络、通信、控制、应用等方向，根据学生在不同的企业和不同的岗位进行专业实习，结合工作岗位选择实际产品作为毕业设计题目完成毕业设计，以此来达到毕业设计产品化，体现物联网工程学科的专业特点，体现新工科的综合性。

（六）师资力量双师化

在整个模块化教学的设计和完成的不同环节中，理论教学和实践教学，需由专业教师和企业工程师来共同完成，要进行校企双方的互相学习和不断探讨，理论和实践的结合，验证实验和工程设计的融合等多个方面内容，加快校企双方教师的相互融合，形成一支具有较高理论素养和实践教学紧密结合的“双师型”师资力量。

四、结论

物联网工程是一个包括多个学科方向的新专业，尤其是新工科的形势下，要发展具有一定特色的品牌和影响力，必须要依托类似于电子信息行业发展的方向，必须要创新人才培养模式，以智能机器人平台为核心来设计课程体系，按照模块化的教学设计，开展课程项目化教学，以工程化实践化、毕业设计产品化等思路来开展教学，并从多方面进行论证和分析，提出了新工科形势下的，适合本校物联网工程人才培养的一种创新模式。

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编辑 陈鲜艳