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序论:在您撰写物联网工程的学习方向时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:物联网;智慧地球;创新能力;科研能力
0、引言
物联网技术在世界范围内被关注才只有十几年时间,而引起重视并获得快速发展也只是近几年的事情,却已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空问和海洋探索等领域投入应用。随着教育部批准各高校开设物联网工程专业课程以来,国内具有一定教学和科研基础的高校陆续响应,积极投入师资力量和硬件资源。物联网工程专业属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科,各院校物联网工程专业的培养目标基本是培养具有多领域基础理论知识和创新实践能力的复合型人才。
根据当前国内物联网技术以应用为先导的特点,大部分高校在注重物联网理论知识体系架构的同时,还加强对学生工程实践能力的培养,培养为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型技术人才。显然,物联网技术的不断推广和应用使得社会对物联网人才素质的要求逐步提高。面对21世纪信息化时代的挑战,如何培养面向广大应用市场需求的物联网工程专业人才和科研人才,成为现阶段物联网教育领域的一项研究课题。
1、物联网工程专业人才培养的基本要求
物联网的技术架构可以概括为c3sd,即建立在传感网络fsensor network)之上的通讯(communication)、计算(computation)、控制(control)、数据海(data ocean)集成的架构。物联网由通讯系统、计算系统、控制系统、感知系统和数据海5大技术系统支撑。
物联网工程专业的实践课程必须是以物联网体系结构为核心进行设计和技术开发。相应地,我们在学生培养的不同时期设置不同的物联网专业实践课程,使学生循序渐进地学习和运用物联网5大技术的不同层次的开发和集成应用,具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力,能够从事物联网应用系统规划、设计、实施、管理和维护等相关工作。
2、物联网工程专业人才创新能力培养方式
以物联网专业的需求为引导,学生针对不同的应用方向和已有物联网领域知识进行创新,通过技术创新巩固已有的物联网专业理论知识,形成将理论学习与运用创新相结合的良性循环,在注重物联网理论知识体系架构的同时,也加强对工程实践能力的培养。
2.1 物联网工程专业知识学习
物联网工程专业学生培养方式的侧重点在于全方位的计算机硬件、软件以及物联网理论知识的学习,而不局限于单一行业的知识运用需求。区别于计算机专业学习,物联网工程专业知识学习更加注重学生的专业应用实践能力培养,将计算机知识如数据结构和算法、编程语言设计、数据库等运用到物联网实际应用领域中,通过数据处理、算法分析、系统开发等实际应用验证计算机和物联网理论知识。
学生可以通过算法和理论进一步理解物联网技术原理,尤其是通过相关实训应用程序开发(传感器原理及应用、reid原理及应用、传感器网络原理及应用、数据处理与智能决策、物联网通信技术、物联网控制、物联网信息安全等)进行物联网理论和方法相关课程的创新思维培养,达到创新性学习。
2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向
基于工程应用需求的物联网工程专业学生培养模式建立在市场对物联网工程专业学生有较高的物联网发展洞察力、解决特殊问题的创新能力等要求基础上。学生需要结合自身专业特色对当前物联网工程应用需求进行深入分析,找到切入物联网的兴趣点,将物联网理论和技术运用到实际问题中,如智能交通、智能仓储,进入运用理论解决问题以及利用问题促进理论创新的良性循环。
将计算机、物联网理论和工程应用相结合,为物联网理论创新性教学提供了一个方向。目前,计算机学院已建设智能交通、智能仓储等实训综合平台,基于工程应用需求不断更新和优化实验教学内容,强化学生实训和实践能力锻炼,采用项目案例库的方式培养学生物联网工程设计能力和开发创新能力。
2.3 以学生为中心的自主创新
在培养物联网工程专业
学生创新能力的过程中,我们更需要注重学生的自主创新能力培养,允许学生自主选题并自主研究,将自身兴趣、专业知识和研究方向紧密结合,尊重学生的思想独立性,引导学生根据已有的计算机和物联网工程专业知识和自身的兴趣爱好,结合物联网技术具体应用,选择自主研究领域。同时,为学生提供开发资源如开发平台、数据库系统、rfid+gps物流管理系统(利用rfid技术、gps定位技术、自动控制技术以及网络通信设备等搭建物流管理实验平台)等,让学生从实际应用中体会物联网的体系结构,针对不同的物联网技术应用方向开展具体的研究并不断创新。
在此基础上,引导学生从计算机技术的角度思考物联网技术问题,鼓励学生从计算系统以外的角度进行系统创新,将计算机和物联网理论知识与实际的工程运用需求相结合,培养物联网工程专业学生的专业素养和实践能力。
3、物联网工程专业人才自主科研能力培养方式
关键词:物联网;专业建设;CDIO;校企合作;应用型
中图分类号:G642;TP39 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)01-0-02
0 引 言
根据《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》《国家中长期人才发展规划纲要2010-2020》《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》等相关报告和政策性文件,物联网被誉为信息技术的第三次革命,有着广阔的发展前景[1]。自2012年起,全球物联网市场规模已经超过1 700亿美元,2015年接近3 500亿美元,年增长率接近25%。美国市场研究公司Forrester预测,到2020年,世界上“物物互联”的业务跟人与人通信的业务相比,将达到30:1,仅在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元。因此物联网被称为下一个万亿美元级的信息技术产业,未来10年,物联网将实现大规模的普及与发展[2,3]。物联网作为新增本科专业,在国家大力推进物联网的发展过程中,如何能更好地贯彻教育精神,把握市场动态,提高教学质量,培养适合市场需求的物联网工程人才就显得尤为重要。
1 物联网工程专业建设思考
1.1 物联网概述
物联网在维基百科中的解释是:The Internet of Things (IoT) is the network of physical objects or "things" embedded with electronics, software, sensors, and network connectivity, which enables these objects to collect and exchange data“…all about physical items talking to each other”。
根据国家教育部相关规定及《普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划》,明确了物联网工程专业属于计算机类学科[4],在市场需求的引导下,分析了全国物联网工程专业的开设情况,尤其是西北地区的开设情况后,结合物联网产业体系及我院现有专业布局情况,明确我院的发展战略,确定物联网工程专业定位。我们将物联网分为感知层,传输层,智能层,应用层共四樱而分院其他四个专业包括电子信息工程、通信工程、网络工程、软件工程将围绕这四层进行服务和支持。物联网体系结构如图1所示。
传感层主要通过传感技术、辨识技术实时获取关键的特征值和数据。
传输层通过有线、无线,公网等连接,支持IPv6,通过防火墙等技术进行网络安全处理。
智能层借助云计算、数据挖掘等机器处理技术进行信息处理和决策。
1.2 校企合作联合培养
通过对分院现有成熟专业建设的经验来看,培养应用型人才的重要途径是与企业合作,而且是与明星企业合作。如何在物联网工程建设中加强与企业的合作,可以借助其他专业的做法,首先进行学生实习、实验室建设,包括设备、师资培养等,随后可以在课程置入、学生就业等方面进行深度合作。通过与企业合作,在人才培养过程中构建多元化的培养模式,在结合市场,考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求后,努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。
1.3 职业素养体系设置
在对学生专业进行能力调研的过程中,多数企业均指出学生职业素养培养的重要性,因此在物联网工程专业培养方案修订过程中,增加了基于学生企业文化、职业安全、时间管理、专业工具使用等方面的职业素养培养,在具体执行过程中主要由合作企业工程师、部门经理进行内容讲授和实践,让学生在学校期间就与企业零距离接触,这样可有效节约企业二次培养的成本。
2 课程建设
2.1 课程地图建设
专业课程地图是学生大学四年的学习导航[5],主要为学生提供有效的学习引导,按照培养方案中课程体系从大一到大四课程之间的关联,前续、后续课程之间的关系及课程之间的能力支撑给予了学生明确的学习目标,让学生能够更有效的学习并规划自己的生活。
通过对大、中、小型10多家企业进行深度访谈与招聘网站90多家企业能力的调研,及国内外标杆院校的调研分析,根据物联网的体系结构,明确我院物联网培养目标,并设置两个方向,分别为智能信息处理与应用方向和传感技术与控制方向,同时设置了专业选修课,以满足学生多元化能力培养。通过建立专业课程地图,协助学生以职业生涯发展为导向进行学习规划。
2.2 实践课程设置
对于应用型人才的培养,更要重视实践应用能力的培养,如何更好地完成学生工程应用能力的培养呢?
首先要学习CDIO工程理念培养的大纲,重视学生做中学,学中做的过程,通过设置课程设计环节让学生从构思、设计、执行、操作等方面培养技术、团队协作、领导能力,之后加大实践环节的具体实施,在大一阶段,通过认知实习,让学生参观企业,对企业文化、办公场所等有了感官认识;在大二阶段让学生利用所学的电路、传感等知识进行电子小产品设计与制作,为后续的系统设计打下基础。同时利用寒暑假进行市场调研,了解专业动态,清楚市场需求,明确自己的就业方向;从大三开始利用无线传感网络实验室,结合老师的项目进行实践,通过开放实验室、第二课堂等科技活动,聘请企业人员进行指导实践,增强学生的学习兴趣,重视毕业设计的过程控制及真题真做的题目,而更多的题目则来源于学生的创新思维、竞赛等,采用企业和校内导师共同指导的方式完成课题,保证设计质量,通过答辩提升学生的沟通、表达能力。
3 结 语
物联网作为战略新兴产业和信息时代的发展趋势,势必会对未来社会发展、人们生活等方面带来很大的影响。如何在国家政策及计算机、通信、控制等技术高速发展的情况下进行物联网工程专业人才的培养是一项与时俱进的任务。对于应用型人才的培养需要实时关注市场动态,加大企业合作的力度和深度,而这也将是我们下一步研究的重点。
参考文献
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[4]王志良,闫纪铮.普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011:38-56.
[5]燕丽红.基于CDIO的电子信息工程专业课程地图建设[J].课程教育研究,2015(30):170-171.
[6]黄静,徐艺,毕海燕.基于CDIO模式的项目式教学对大学生实践能力培养――以贵州师范学院为例[J].物联网技术,2016,6(7):119-120.
关键词:物联网;课程体系;能力;人才培养
作者简介:胡中栋(1958-),男,江西婺源人,江西理工大学信息工程学院,教授;曾传璜(1964-),男,江西吉安人,江西理工大学信息工程学院,副教授。(江西赣州341000)
基金项目:本文系江西省教育厅教改资助课题(编号:JXJG-10-6-33)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0071-02
2009年1月美国IBM首席执行官彭明盛首次提出了“智慧地球”这一概念。[1-2]奥巴马政府希望通过物联网技术能掀起像当年“信息高速公路”战略一样的科技和经济浪潮,继续成为管理全球的战略工具。[3]同年,欧洲制订了《物联网战略研究路线图》等意见书,日本也制定了i-Japan计划。[4-5]我国也已将物联网上升为国家五大战略性新兴产业之一。物联网技术已成为各国竞争的焦点和制高点。
培养物联网工程技术人才对于增强国家的核心竞争力具有重要意义。2010年教育部《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》。我国有几百所大学申报新建物联网工程专业。[6]全国有几十所高校自2011年率先开始招收培养“物联网工程”专业本科生。
物联网的研究开发涉及多个学科,是一门新兴的综合学科。物联网研究开发人员必须掌握交叉多学科专门知识。物联网工程技术人才的培养有其特殊性。建设物联网工程专业在国内外无先例可以借鉴。因此,开展对物联网工程技术人才培养的研究是必要的,而且具有重要的现实意义。
一、确立物联网人才培养目标
目标定位是人才培养方案设计的基本指导思想。培养目标明确就有了方向。目标定位以市场需求为导向。物联网技术及相关产业正处于迅猛发展中,物联网的体系结构目前还未完全形成。物联网技术的不断更新,对物联网技术人才的需求也将不断发展变化,需要培养基础扎实、适应面广、具有较强创新能力的物联网工程技术人才。
物联网专业培养学生掌握扎实的电子技术、无线传感器网络技术、计算机技术等基础理论,掌握物联网系统的信息感知层、汇聚层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,培养从事物联网领域的系统设计、系统集成、系统应用等方面的物联网工程技术人才。
二、设计“厚基础、模块化”的课程体系
培养目标在方案设计方面起了宏观指导作用,而课程体系是人才培养的基础。构成人才的素质、能力和竞争力都是通过课程学习逐步形成的。物联网是典型的交叉学科,涉及到计算机、网络工程、通信工程、自动化、电子工程、信息安全等,如图1所示。由于物联网产业涵盖面宽,应用广泛,所以要求物联网工程专业必须培养宽口径人才。课程体系设计以“厚基础、模块化”为基本原则。设计公共基础模块课、专业基础模块课、专业方向特色模块选修课与实践课程等四大体系。
厚基础:包括公共基础模块课与专业基础模块课,强调基础面宽而且扎实。主要专业基础模块课有:离散数学、数据结构、操作系统、程序设计、信号与系统、通信原理、计算机网络、无线传感器网络、嵌入式系统、射频识别技术等。
模块化:专业方向特色模块选修课。由于物联网产业涵盖面宽,应用广泛,物联网专业应设置不同的培养方向,根据不同的专业方向设置不同的专业选修课程模块。学生可灵活选择不同的选修课程模块学习。
主要专业实践课程:高级语言程序设计、基于Web的数据库设计、嵌入式系统设计、无线传感器网络设计、RFID系统设计、物联网综合设计与实现等。
三、建立以能力为中心的人才培养模式
物联网新理论、新技术层出不穷,涉及的行业众多,应用广泛。因此,必须建立以“学习新理论、新技术的能力,实践能力,创新能力”为中心的物联网专业技术人才培养模式。
1.建立优良的物联网实践教学环境
(1)完善物联网基础实验室。对已有的计算机、网络与通信等相关专业实验室进一步完善和发展,主要包括:计算机应用实验室(C/C++语言、JAVA、数据库等)、无线传感器网络实验室、嵌入式系统实验室、RFID实验室等。
(2)建立物联网综合实训室。由于物联网技术涉及领域广泛,应根据专业方向与行业特色建立若干个物联网综合实训室。如建立物联网智能家居综合实训室、物联网定位控制实训室等。
(3)建立校外实习基地。物联网应用遍及智能交通、环境保护、智能家居与军事领域等很多领域。学校没有资金建设这么多实验室,实验室设备更新更无法及时跟上物联网技术的发展。所以,必须在物联网技术发展较好的行业和企业建立实习基地,使学生能学习到最新的物联网技术,提高实践能手能力和创新能力。
2.课内与课外相结合的教学方式
在课堂教学中,教师充分利用现代教育技术,采用双语、启发式、案例法和项目驱动下互动式等先进的教学方法,结合自己的研究方向和课题向学生传授最新的、实用的专业知识。
重视实践教学,增加设计型和综合型实验的比例,充分利用课程设计、生产实习、毕业设计等环节,让学生将所学知识连贯起来,获得实际工程项目从分析、设计到实现的完整过程的训练,激发学生的学习兴趣,提高动手能力。
课外教学采用丰富多彩的互动式科研活动和创业演练活动等方法,以培养学生的自主学习与创新能力。具体课外教学活动有:建立程序设计、无线传感器网络设计等学习兴趣小组;结合专业方向,鼓励学生自选课题进行研究与开发或参与老师的科研项目;向学生开放实验室,进行各种综合设计性实验和科技制作发明;鼓励有专业特色的社团活动;鼓励学生参与社会实践,积极参加各种类型的技能竞赛;鼓励学生参加高级程序员、网络工程师等IT认证培训与考试,取得相应的资格证书等。
3.建立新型校企合作模式
(1)与企业共同研究、制订人才培养方案。目前全球物联网状况尚处于概念、论证与试验阶段,处于攻克关键技术、制定标准规范与研发应用的初级阶段。[7]物联网技术的应用首先在企业实现。高校与物联网及相关企业合作,共同制订人才培养目标、教学计划,可以使高校培养的人才更符合实际的需求。
(2)与企业合作培养教师。物联网专业师资需要“从零开始”培养。物联网是典型的交叉学科,涉及到多方面专业知识,学校中精通物联网技术的科研人才很少。随着大专院校中物联网专业的迅速发展,物联网专业师资将严重不足。学校必须与物联网相关企业建立教师培训、交流和深造的长效机制,指派专业教师定期到企业进行学习交流,加强工程训练,参与科技开发等。
(3)与企业联合开发专业教材。目前,物联网的教材很少,可选择的范围非常小。而最新的物联网技术往往是先在企业中应用,高校教材中介绍的技术一般相对要滞后一段时间。与物联网企业联合开发教材可以使学生更好更快地掌握物联网的最新技术。
(4)共建产学研实训基地,学生到企业顶岗实习。企业与学校共建技术水平先进的实验室,使人员培训、教学实验、科学研究及服务运营融为一体。共建产学研实训基地,学生到企业顶岗实习。使学生尽早了解企业文化,熟悉企业规章制度,加强学生对企业的认同,培养学生的主人翁责任感和敬业精神,培养学生的实践动手能力与创新能力。[8]
四、结束语
物联网工程专业是面向国家战略性新兴产业发展的需要而设置的。物联网技术正在迅猛发展,要着眼于未来,前瞻性地培养物联网工程技术人才。由于物联网体系结构目前还未完全形成,物联网工程专业的人才培养体系还需要随着物联网技术的发展而不断调整。本文对物联网专业人才培养进行了探讨,期望对高校物联网专业建设与物联网工程技术人才培养有所帮助。
参考文献:
[1]彭明盛.智慧的地球[N].人民日报,2009-07-24(9).
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[7]朱仲英.传感网与物联网的进展与趋势[J].微型电脑应用,2010,
传统网络工程专业与物联网专业在知识结构上有很多共性,只要适当补充和调整网络工程专业的课程体系,就能够达到物联网专业人才培养的目标。因此,在计算机网络工程专业中设置物联网方向是切实可行的。近两年,国内申请增设物联网相关专业的高校数量众多,但他们在不同程度上存在着物联网课程体系规划不完善、教材建设计划不完备、师资力量薄弱、实验室配套设备缺乏和实验方案标准有待规范等问题。区别于部分高校现开设的物联网工程专业,学校在计算机网络工程专业开设物联网方向时可以在该专业多年积累的教学资源的基础上,结合本校独特的优势学科制定具有行业物联网应用特色的战略性新兴产业人才培养方案。计算机网络工程专业开设物联网方向的专业目标是要让学生在具备一定的数学和计算机科学理论知识的基础上,系统地掌握计算机网络以及物联网的相关原理和应用技能。笔者认为计算机网络工程专业物联网方向的学生对有关物联网感知层的基本知识和基本技能达到掌握程度即可,重点是要结合各高校的优势学科及地方人才市场需求,让学生在充分掌握计算机网络技术的基础上,强化对物联网应用层关键技术的理论学习和应用实践。
结合高校优势学科培养网络工程专业人才
不同的发展历史、相异的学科建设等因素使得每一所大学都有自己的品牌专业、强势学科以及与其培养目标相配套的软硬件资源的建设与积累。物联网有着非常广泛的应用范围,高校在计算机网络工程专业物联网方向的专业定位上可以结合自身现有的优势学科,参考人才市场的用人需求,改革网络工程专业的课程体系,因地制宜地制定具有本校重点学科特色的培养方案和教学内容。网络工程(物联网)培养模式可以从专业定位、知识结构、创新能力培养和人才培养模式评价体系四个方面进行讨论。其中,专业定位和知识结构将在下一节论述。在复合型工程应用人才的创新能力培养上,需要转变以往的以传授知识为主导的教育模式,注重学生的创新思维和自主学习能力的培养,强化教学实践环节。例如:开设具有行业背景的工程训练课程,开展个性化的创新能力培养研究,提高实验和培训课程的比重,扩展大学生创新实践基地建设[5]等,形成以行业应用为背景的立体化培养模式。完善的评价体系可以实现人才培养模式与质量的跟踪与评价,依据评价结果可以适时地调整教学内容,有利于提高人才的适应性。从行业应用出发,可以分别从学生的综合素质能力培养、学生知识结构优化、工程实践与创新能力培养等方面对研究成果进行评价。计算机网络工程专业物联网方向人才培养模式如图1所示。将传统网络工程专业的课程设置与学校的优势学科的专业知识有机结合,使得毕业生不仅能够从事计算机网络方面的工作,也能直接从事行业背景下的物联网工程领域的工作,增强毕业生的工程实践能力,拓宽其就业范围。以天津科技大学为例,学校建有“食品营养与安全”、“工业发酵微生物”2个教育部重点实验室和1个教育部“食品生物技术工程研究中心”,在食品科学和生物工程等领域的研究与教学处于全国前列。依托天津科技大学的食品、生物等优势学科和应用背景,笔者认为,目前计算机学院的网络工程专业可以以食品安全和生物发酵与菌种保藏控制物联网为应用领域,融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源,拓展网络工程专业的培养方向。通过多学科的交叉融合,建设以轻工行业物联网应用为特色的计算机网络工程专业培养体系。
优化网络工程专业培养目标和课程体系
由于物联网技术下的网络工程专业需要融入不同专业学科,所以,在确立了以轻工行业物联网应用为特色的网络工程专业培养目标的基础上,调整教学大纲,对原有专业的课程配置进行科学地增补和取舍。结合学校的优势学科的应用背景,依照网络工程专业物联网方向的培养目标设置相应的课程内容和实践环境,形成特色教育,增强毕业生的就业竞争力。
1.专业培养目标物联网技术下的计算机网络工程专业面向现代信息处理技术,主要培养学生良好的科学素养,使学生毕业后可在轻工行业、信息产业、科研单位从事物联网应用相关技术开发和研究,成为具备行业知识和专业技能的高级应用型人才。培养的学生具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论和应用能力,能进行系统集成及相关技术的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力。专业能力培养要求:掌握计算机科学与技术和网络工程等方面的理论和方法,具有扎实的理论基础知识;掌握传感器技术、无线通信网等物联网感知层关键技术的基本知识和基本技能;具备各类网络系统的运维能力和一定的分析、设计和开发能力,拥有较强的软件编程功底;具备从事轻工行业物联网领域的科学研究能力;了解计算机网络及物联网的行业发展动态和技术标准,掌握文献检索、资料查询的基本方法,熟悉利用Internet获取信息的手段,具有获取信息的能力。
2.主干课程网络工程专业物联网方向的课程设置以专业培养目标为向导,注重学生动手能力和创新思维的提高。学生可以通过对计算机网络及物联网的基本理论和基本知识的学习,掌握网络分析和设计的基本方法,掌握物联网应用的基本技能。物联网中的感知层主要用来感知和采集现实世界中的信息,网络工程专业物联网方向的课程设置可以在现有计算机物理层的相关课程基础上,融合通信原理、传感器技术基础和射频技术与无线通信等课程,提高学生在物联网感知层理论知识的理解。对于物联网网络层方面,传统的网络工程专业已包含该领域涉及的大部分知识,需要增加无线传感网络和无线自组网理论课程,强化学生对物联网网络层的理解。物联网应用层的主要作用是依据各行业的实际需求开发信息管理平台,并根据行业应用的特点集成相应的内容服务[6]。结合应用层的特点,各院校可结合自身优势学科增设具有行业特色的物联网信息处理技术、无线自组网应用和物联网应用程序设计等课程。有关物联网安全技术的课程,不仅涉及物联网的三个层次,也关系到嵌入式知识的相关课程。网络工程专业物联网方向的课程体系结构如图2所示。综合考虑现有网络工程专业的课程设置,计算机网络工程专业物联网方向的专业课程主要有:离散数学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、物联网技术概论、物联网应用程序设计、无线传感网络、嵌入式系统概论、嵌入式操作系统、网络系统集成、网络程序设计、网络管理、射频技术与无线通信、物联网安全技术、无线自组网理论及应用、物联网信息处理技术等。
3.主要专业实验专业实验的设置将使得学生具有一个计算机网络技术和物联网技术学习、开发与实验的综合平台,有利于提高学生的创新能力和实际动手能力,便于学生熟悉和掌握网络工程与物联网的原理和实际应用。网络工程(物联网)专业的实践环节可以从毕业实习、计算机基础练习、课程设计、生产实习和毕业设计(论文)五个方面进行。专业实验主要包括:C语言课程设计、面向对象课程设计、数据结构课程设计、无线传感器网络课程设计、网络系统集成课程设计和物联网综合应用课程设计等。
关键词:物联网;人才培养;改革创新
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)24-0181-03
1人才培养模式改革综述
随着我国科技的快速发展以及智能信息一体化进程的不断推进,物联网行业如雨后春笋,成为新型信息技术行业中的一支主力军,造成物联网工程方向的人才严重缺乏。如今无论是高职院校,还是本科院校,都开设了物联网工程方向的专业,主要为物联网行业培养和输送高素质的技能型人才与应用型人才,为推动科技发展打造物联网精英。然而,就我国目前情况来看,还尚未形成高等院校、企业、毕业生三方共赢的良好局面,具体表现在两个方面:一方面,很多物联网企业通过招聘,但很难招到适合企业岗位需求的毕业生;另一方面,许多高校物联网专业的毕业生没有意识到企业岗位的用人需求,毕业生没有动手能力,也无实践经验,最终导致就业率非常低。那么高校物联网工程方向人才的培养效果,和物联网企业需求之间的差距越来越大,其根本原因就是人才培养模式和培养方法的守旧与落后,缺少专业与课程的改革与创新。如今,大多数高校物联网工程类专业还主要以理论教学和实验室为中心的传统的人才培养模式,这使学生的实践能力和职业技能的培养大大受到限制,最终对该专业人才培养的质量与特色产生很大的影响,无法适合物联网企业的需求。针对物联网企业招人难以及物联网专业毕业生就业难的问题,可以看出很多高校的高等教育与企业实际出现了严重的脱节。鉴于此,本人针对此问题,以我校为例,依托校企合作,进行共建专业,共建实验室,对物联网专业人才培养模式进行创新与改革,培养出“素能本位,理实一体”的专业人才,既有利于为物联网企业培养高素质应用型与技能型人才,也拓宽了物联网专业毕业生的就业渠道。
2物联网专业建设
物联网专业经过多年建设,现已成为我校的品牌专业之一,建有“电工电子实验实训中心”、“现代通信实验实训中心”以及“中央财政支持楼宇智能化专业实训基地”等。另外,学校还拥有多个校内外实习实训基地。其中“现代物联网实验实训中心”和“软件实训中心”是我院与多个物联网设备有限公司合作建成了实验实训中心,并科大讯飞等知名企业签订了合作办学协议。该中心引进了目前社会上先进的物联网设备(福建新大陆产品),及教学用软件(青岛东信科技产品),从而做到了“学生在校所学内容和实践环节与社会使用同步”,开创了教学(理论+实验)—实践(实训+实习)—就业零距离的教学模式。目前物联网技术尤其是互联网+技术已经成为当前物联网技术的主流,物联网技术的应用也在紧锣密鼓地进行。我国发展物联网技术还存在巨大的市场潜力,目前物联网技术企业严重缺乏产品技术支持,产品技术维护维修等一线岗位应用型人才,随着物联网技术的更新发展,网络设备的使用量逐年增多,社会急需大量的网络设备维护人员以及物联网方向的技术人员,这为物联网专业的毕业生提供了更加广阔的就业空间。为适应市场需求,我院抓住此契机,在2011年,物联网专业与多个物联网设备有限公司共同申报并获批专业人才培养计划,2012年开始招生,实现校企合作,共同培养人才,旨在培养物联网应用及其设备维护方向技术人才。
2.1前期调研等情况
我校物联网专业先后派出三批骨干教师赴南京、无锡、北京进行物联网行业情况的学习和调研,并参加中国物联网行业协会举办的会议。并且在2012年12月,由专业带头人带队,先后去无锡贝浮特通信有限公司考察,就无线通信产品的研发等问题达成合作意向,随后赴江苏经贸职业学院和南京邮电大学参观物联网实验室与实训基地的建设,学习并交流经验,为我校与相关物联网设备有限公司合作办学、合作共建实验室打下坚实的基础。
2.2实验室建设
在已建设的实验室中,其中包含网络实验室、软件实验室、物联网实验室、楼宇智能化实验室以及与物联网相关的一些实验室,其中网络实验室能实现网络系统的仿真、设计,为物联网专业学生提供了一个演示平台,提高动手能力与设计能力;软件实验室与物联网实验室为我校与多个物联网设备有限公司合作共建,专为我院开设物联网方向提供服务,学生在此实验室可开展物联网设备的维护及优化实习实训,提高动手实践能力,为学生走上工作岗位实现无缝对接;另外,目前已具备的单片机实验室、PLC实验室等也为现有专业包括后期物联网方向的发展提供了一个平台。学校以中央财政支持专业——楼宇智能化实训基地为平台。2012年以来,经过与多个物联网相关公司的反复沟通和深入交流,现已就共建专业、共建实习实训基地(实验室)、合作就业等达成共识,建立了长期合作关系,签订了框架协议。同时,合作就业工作稳步推进,其中有已有物联网以及相关公司已决定在2015届毕业生中招收学员进行培训,并在我校开始开班授课,对学生进行专业培训,为该公司物联网技术储备人才,并计划在以后每届接收物联网专业毕业生约几十人左右。
2.3师资队伍
目前电子、计算机等专业方向拥有一支专业基础扎实、爱岗敬业、具有丰富实践经验的教师队伍,专兼职教师共五十多人,具有高级职称的教师十几人。物联网技术作为综合型专业方向可整合我系师资资源进行课程教育。2013年,先后派出多批教师去多家物联网设备有限公司参加技术培训与暑期社会实践与企业挂职锻炼,物联网专业教育的核心团队已初步形成。同时,结合物联网工程人才培养计划,利用合作关系,聘请企业技术人员进行物联网一些专业课程教育,这也符合应用型或技能型人才培养的需求。同时,建立“校企互聘互管”的制度,一线专业教师进入企业锻炼,承担企业的项目与产品的研发以及社会服务项目,必须到学校科研处签订相关的协议备案,作为后期晋升高一级职称评审以及评先评优的条件之一。兼职教师的考核管理纳入企业管理机制,完善教师的奖励制度、考核制度与评聘制度等。物联网方向的设立将为地方及周边省市培养高级应用人才。本专业的学生,不仅可以满足合肥市及安徽省物联网人才需求,而且可以覆盖长三角经济圈甚至全国乃至全球。
3物联网专业人才培养模式改革的具体措施
3.1校企深度合作机制的建设
全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。
3.2创新人才培养模式
物联网的人才培养模式分为本科四年制和高职三年制两类,三年制是在四年制的基础之上,缩减部分公共课课程与专业选修课程。下面以本科四年制为例,重点讲述人才培养模式的创新之处,四年制采用“3+1”的培养方式,其中3年在校集中学习,主要学习基础科学知识、核心工程基础知识以及专业工程基础知识三方面的知识、锻炼工程技术能力以及培养综合素质。另外,累计1年的时间在企业实习并做毕业设计,重点培养、锻炼和应用个人素质和发展能力、协作能力和在企业与社会环境下的综合工程能力。前四学期“重基础”,完成对学生专业基础知识和基本技能的培养。通过强化数理基础模块和注重专业基础模块教学,促进学生创新思维的形成和创新方法、创新工具的掌握;让学生更早了解工程背景,为专业后续模块学习和工程能力培养打好基础。第五、六学期开始进行“工程应用能力”的培养,即一方面使学生深入学习专业课程、专业方向课程;另一方面加强与企业的合作,通过让学生在企业进行专业课程设计、项目训练、专业实习等环节,将物联网行业所需要的专业能力融入人才培养体系;培养学生综合运用多学科知识、各种专业技能和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质;培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。第七、八学期“强工程”,学生利用一年时间到企业进行实践实训、毕业实习和做毕业设计(论文),通过上述工程实践环节,强化学生从事工程实践所需的专业技术能力,进一步锻炼学生的工程实践能力和独立工作能力。毕业设计(论文)的选题要求来源于企业。
3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革
要想实现人才培养模式的创新,归根结底要在课程中去落实,要在教材中去落实,要在教学过程中去落实。根据我校物联网专业教师于2014年去南京参加全国物联网专业课程体系研究论文发现,很多高校的物联网专业的都没有一个合适的课程体系,体系的建立没有依据;针对这种课程体系建设出现的问题,我校以课程项目开发与改革作为突破口,实施教学内涵的建设。在进行物联网行业市场需求调研时,组织企业的专家、课程专家、专业教师进行多方位的课程项目的开发。以工作就业为主线贯穿整个课程的设置,以职业能力发展、工作任务的完成为出发点编写课程内容,以物联网服务为载体进行教学项目的设计,将理论与实践进行整合,完成理论与实践的一体化教学,体现“理实一体”的教学原则,另外,学生一边完成教学项目一边构建理论知识,以提高学生的学习兴趣以及其职业能力。最后让学生在学校的最后一年,进入相关物联网企业各项目组,进行项目训练,实地锻炼。
3.4校企合作建设实训基地
实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。
3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍
学校制定了相关措施,建设“双师型”师资队伍,鼓励专业教师通过企业实践、社会服务、培训考证等相关途径往“双师型”教师转型,提高教学水平与教学效果。物联网方向的师资队伍由本校“双师型”教师与企业聘请的兼职教师组成。另外,学校制定了企业兼职教师管理方法,做到有章可循;制定了企业兼职教师的任职条件、聘用程序、管理要求及教学工作规范等相关文件;并采取相应的激励措施,充分调动了企业兼职教师的积极性,为学校的专业建设与课程建设出谋划策。
4总结
校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。
参考文献:
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[10]黄忠国,彭熙,贺建民,等.转变教育思想观念深化人才培养模式改革[J].重庆工学院学报,2004(2).
关键词:物联网专业;学习兴趣度;关联分析
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0267-02
一、物联网专业课程体系
物联网是计算机和互联网技术的延伸和发展,促进了互联网的进一步完善。物联网具有信息感知等基本功能,并在感知技术的基础上发展了交互技术,促进了物联网技术的不断成熟。[1]“物联网技术”是湖北工业大学计算机学院在“十三五”规划时期新开设的专业,在2016年学院进一步完善了的“物联网技术专业本科培养方案”,并对物联网专业学生进行导师指导制,在大三以后的学习中按照自己的专业兴趣度选择物联网专业小方向。此次的创新改革体现了将创新性课程且符合信息产业新需求、培养创新性人才等目标。课程创新规划旨在以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质与工程实践能力,培养能够满足物联网产业未来发展需要、适应和引领未来的物联网发展方向的工程师。[2]
二、关联分析物联网专业的学生数据
关联分析是数据挖掘中十分重要的一种方法,其中Apriori算法作为关联分析的主要应用方法已经十分稳定成熟。Apriori算法的基本思想是:第一步先找出所有的频集,这些项集出现的频繁性至少和预定义的最小支持度一样。然后由频集产生强关联规则,这些规则必须满足最小支持度和最小可信度。接下来使用第一步找到的频集所产生期望的规则,产生只包含集合的项的所有规则,其中每一条规则的右部只有一项,这里采用的是中规则的定义。一旦这些规则被生成,那么只有那些大于用户给定的最小可信度的规则才被留下来。为了生成所有频集,使用了递推的方法。总的来说:首先找出支持度大于最小支持度的项集;然后使用该项集产生的期望规则;接着对项集进行连接、剪枝;最后得出频繁项集。[3-5]当前普遍存在一个现象:大学所培养出来的大学生与企业的期望往往不相符,学生质量在不断下降,很重要的一个原因就是就是学生没有选择好自己的就业方向,不能很好地了解自己。
物联网专业可以大致分为硬件和软件两个方向。为了让学生了解自己适合哪个就业方向,我们可以对学生的各科成绩及科目偏科的方向来进行分析,从数据中找出一些规律,亩指导学生进行对未来就业方向的选择。以下关联分析数据为本校2012级物联网专业的100位同学在大学前两个学年的专业课(C语言,数据结构,数字电路以及模拟电子技术)的原始成绩为研究样本。我们将通过Apriori算法对物联网专业的学生从大一开始的专业课成绩进行分析,帮助他们确定大学后两年的专业侧重方向,在专业课学习中发挥自己最大的兴趣度和能力。经过关联规则的初步分析如表1所示。
支持度计算(设支持度阈值为0.5),support:C语言:11/20=0.55;support:数据结构:15/20=0.75;support:数电:15/20=0.75;support:模电:17/20=0.85;
置信度计算
confidence(模电,C语言)=0.529 confidence(数据结构,C语言)=0.714
confidence(模电,数据结构)=0.706 confidence(数电,C语言)=0.315
confidence(数电,模电)=0.8 confidence(数据结构,数电)=0.311
confidence(模电,数电)=1 confidence(数据结构,模电)=0.414
confidence(C语言,数据结构)=0.72 confidence(C语言,模电)=0.215
confidence(数电,C语言)=0.467
经整理得到表2的结果。
由此我们可以得出:模电和数电关联度比较高,是偏硬件方向的,C语言和数据结构关联度比较高,是偏软件方向的,所以模电和数电成绩相对好的可以选择硬件方向,C语言和数据结构成绩相对较好的同学可以选择软件方向的。
三、结语
当前普遍存在一个现象:大学所培养出来的大学生与企业的期望往往不相符,学生专业知识不符合工作需要,其根本原因在于大多数学生没有选择好自己的方向,学生在大学专业课学习的重要环节不能很好地将自己兴趣度与专业相结合。因此本文使用Apriori算法对物联网专业的学生从大一开始的专业课成绩进行分析,帮助他们确定专业侧重方向,更好地开展专业课学习和创新实践活动,在专业学习中发挥自己最大的兴趣度和能力,成为更加具有竞争力的物联网毕业生。
参考文献:
[1]李宇.探析物联网信息感知与交互技术[J].信息通信,2015,(8):133-133.
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[3]毛国君,刘椿年.基于项目序列集操作的关联规则挖掘算法[J].计算机学报,2002,25(4):417-422.
[4]毛国君,王实.数据挖掘原理与算法第1版[M].清华大学出版社,2006.
[5]黄德才.数据仓库与数据挖掘教程[M].清华大学出版社,2016.
Research on Relevance Analysis of Interest Degree of Learning Based on Internet of Things
WU Jun,YE Zhi-wei,ZHONG Xiao-fang
关键词:联网工程 实践创新 研究
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(b)-0241-01
物联网技术是一种十分新型,但工作效果极为强大,短短几十年而已,这种技术就在世界范围内得到了极为广泛的思考和研究。并且还为我国的军事以及医疗,农业等方面做了巨大的贡献,并且,随着科技的不断进步,我国的物联网技术必将得到更大的发展,这就使得物联网工程专业实践创新能力培养更加必要,在国家大力倡导下,我国很多高校都已经开始使用物联网技术,这对于培养学生的实践能力与理论结合实践的能力具有重要的现实意义。
1 物联网工程专业人才培养的基本要求
(1)具有扎实宽广的自然科学基础,扎实的信息科学基础知识。
(2)具有较好的人文社会科学、管理科学知识,综合素质较高,并具有一定的组织协调与管理能力。
(3)熟练掌握一门外语,具有良好的听、说、读、写能力,能顺利阅读本专业外文书籍和文献。
(4)掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术,主要包括电路理论、模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、多媒体信息融合等。
(5)较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、自助服务管理及信息处理等方面的知识,了解本专业学科的前沿发展趋势。
2 物联网工程专业人才创新能力培养方式
任何技术的顺利实施和普及,归根结底是以人为主体进行的活动,因此,物联网专业技术的普及和应用,也要以学生的主体情况为前提和基础,对于不同的学生,所采用的方式方法也会有所不同,因此,我们也需要根据学生的实际情况,采取不同的方式进行培养,我们要通过以下方式进行。
2.1 物联网工程专业知识学习
在进行互联网工程专业人才创新能力培养的过程中,我们也要注意一些重点,并且,还要注意理论与实际相结合,我们可以将教育的重点问题放在硬件与理论知识的研究上面,并且我们还不能够只限于一个行业的研究。在进行物联网创新能力培养的过程中,我们要了解到它与计算机专业的区别所在,切不可完全按照计算机专业的教学方式进行,物联网工程的重点在于培养学生的主观实践能力,同时还要将计算机操作的各种基础知识,如:数据结构,语言编程等进行综合的运用,学生能够在算法与理论的基础上,对物联网理论及其有关的科目进行学习,进而实现其创新思维的培养。
2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向
对于物联网学生的培养的,是建立在工程应用这个基础之上的,这就要求学生们必须要具有敏锐的洞察力与适应各种复杂环境的能力,同时还要具有创新精神与冒险精神。学生们要懂得将自身的专业特点与现阶段物联网工程最为需求的方面相结合,继而准确找到两者之间的衔接点,可以合理的将物联网理论与实践相融合,进而解决掉很多实际问题,比如,交通智能化,这样就可以促进创新理论的科学发展,如果将计算机技术,物联网理论与工程实践相结合,那么物联网的实践创新就有了一个新的发展目标。现阶段,我国的大部分的计算机学院已经具备了智能化的教学训练平台。并且随着工程应用需求量的不断增加,我们对于实践教学的内容也会有一个更加科学合理的改善,而对于学生的培养和训练也要更加专业,强度也需要更大。
2.3 以学生为中心的自主创新
在实现学生创新能力的过程中,我们所要注意的是学生的自主性,加强学生自主能力的培养,能够有效的提高学生学习的兴趣与主观能动性,使其能够对学生产生兴趣,进而实现专业知识与实践方向的有机结合,要以学生的兴趣与思维为主,教师发挥其引导和监督的作用,使学生们能够将自身所贮备的知识与其爱好进行统一,从而实现其对研究领域的选择。我们还要为学生提供一个完善的开发平台,这样学生们才能够从中获取有用的资源,并能够促使学生对物联网实际结构有所研究和了解,并可以做到具体问题具体分析,对于不同的物联网技术进行不同方向的研究和分析。在这样的基础之上,教师要能够帮助学生从计算机技术的方向出发,去思考物联网技术的问题,引导学生对于新技术的开发和创新,进而促进学生的全面发展。
2.4 物联网工程专业人才自主科研能力培养方式
移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异,传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行,单一地从GIS算法方面进行创新改进,不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生,结合已有的计算机硬件理论知识,从嵌入式设备软件设计原则的角度出发,设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架,改善传统GIS算法性能。
综上所述,成功将移动三维立体虚拟地球软件向试验平台转化,不但有利于学生学习积极性的提高,还能够有效的提高学生研究与创新的能力。我们一定要明白一个道理,那就是科研与教学两个方面,是相互促进,相辅相成的关系,如果能够将科研成果与教学进行有机的结合,那么一定会对实践教学产生巨大的推动作用,进而能够培养一批具有高度创新能力的人才。
3 结语
物联网技术在我国的研究和发展,近些年来取得了一些成就,但是这还远远不能满足人们的实际需求,因此,我们就要从培养学生的学习能力与创新能力入手,提高学生自主学习的能力,使其能够对所掌握的知识进行有效的巩固,同时还要加强学生独自分析和解决问题的能力,使其能够建立自主学习的意识。每一个学生都是一个独立的个体,因此其学生状况与爱好都不尽相同,我们要根据学生自身的爱好对其进行引导,使其能够结合物联网理论,找到最为适合自己的研发领域,只有培养出一批又一批高素质的物联网技术创新人才,才能够实现我国的物联网技术的进一步发展。