物联网工程特点范文

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关键词：物联网专业；知识体系；培养方案；高校教育

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-03

0 引 言

物联网技术目前成为全球各行业各领域研究和应用的热点，它能给我们的经济、生活带来巨大的变革。随着物联网的兴起，对人才的需求必然会有一个飞跃性的增长。专家预测10年内就可能会大规模普及，产生一个上万亿元规模的高科技市场，因此社会对物联网技术方面的人才需求巨大[1]。国家教育部从2010年3月，了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，随后我国有数百所大学申报和准备申报物联网或传感网专业。

信息获取、信息传输和信息处理，这三个部分构成了信息产业的三大支柱，他们也是物联网产业的三个组成部分。电子、通信、计算机是物联网三大支柱中的必备学科。其中每一个学科都有一套人才培养的知识体系，而每一个学科又有多个方向。而物联网工程专业需要这三个学科知识的支撑，所以物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多，所涉及的应用更是无处不在，在教学上往往会希望面面俱到但是又无所适从[2]。如何根据具体情况做出取舍是一个值得探讨的课题。

各院校物联网工程专业的课程体系设计不尽相同，有的甚至差异很大[3-6]。绝大部分院校的物联网工程专业课课程体系只是对物联网工程涉及的多学科领域现有课程进修简单的裁剪和叠加，再增加物联网导论等专业核心课程，这类课程体系没有体现出物联网工程专业的特色。因此有必要从物联网技术自身发展、物联网相关企业人才需求和学生自身素质全面发展三个角度，对物联网工程专业人才培养方案进行分析探讨[7]。

许昌学院2013年通过国家教育部审批通过，开始招收物联网工程专业的学生，在探索物联网工程专业培养方案的过程中，我们也借鉴了许多高校的经验和做法，也寻求了多家企业的合作，目前对该专业的课程设置也有了自己的看法和思考。我们可以从物联网技术体系架构和人才就业方向入手，探究不同人才培养就业方向在体系架构中所需要的核心技术和课程，从而理清思路，为物联网工程专业培养方案和课程体系的设置提供参考。

1 物联网技术体系框架

图1 物联网技术体系框图

物联网的整体架构如图1所示，从图中可以看出，物联网按照网络架构可以分为应用层、网络层和感知层。围绕着这三层，可以探讨其中所需要的核心知识，从而得出物联网工程专业学生所需的知识体系。

2.1 感知层

感知层的主要作用是信息的感知和采集，主要由感知器件来实现各类信息的采集，如各种传感器、RFID、各种二维码、红外和智能装置等。

在这一层中，需要具备的知识主要包括：

各种传感器的功能、性能、结构、特性和工作原理等内容；

RFID、条形码等的相关知识；

各种智能终端的特点、结构、工作原理等。

根据物联网工程专业的特点，不需要对传感器的具体细节做过多的认识和学习，只需要简单了解和使用即可，所以不需要开始相关的传感器原理等课程。但是传感器所采集到的信息需要有相应的硬件进行收集处理并上传至网络层进行发送，可以说嵌入式是整个物联网的基础部分，所以有必要开设嵌入式相关的课程。

与嵌入式相关的硬件主要包括：单片机、ARM和FPGA三种。

2.1.1 单片机

单片机的使用非常广泛，而且在后续网络层中所使用的CC2530 ZigBee模块中也包括单片机模块，因此，单片机课程应成为物联网工程专业所必开的课程。与之相配套的课程包括：C语言程序设计、电路和电子学和数字电路。有些学校还开设有计算机组成原理和微机原理与接口技术，笔者认为，这两门课程可以选择一门进行开设。

计算机组成原理主要面向计算机专业的学生进行考取研究生需要，并且它可以让学生从计算机整体的结构、功能和组成角度认识和理解整个处理器、存储器和输入输出系统之间是如何协同工作的。微机原理与接口技术主要面向接口，但是其中接口的内容可以放到单片机课程中进行讲解和实践，而汇编语言的相关内容在计算机组成原理课程中也可以进行补充和加强，所以笔者建议只需选用计算机组成原理课程进行开设即可。

2.1.2 ARM

ARM是一个总称，其中也包含系列产品，对于物联网工程专业的学生来说，ARM也是其知识体系中必备的一项内容。单片机无法运行操作系统，因此在有些情况下需要用到更高级的处理器。物联网网关和许多高级的电子产品都需要用到它。开设与嵌入式相关的课程还需要开设Linux操作系统，有必要对Linux的使用和主要组成有一个清晰的认识和掌握。另外还有嵌入式应用层开发的高级语言，如C++等。

2.1.3 FPGA

FPGA是一个提高性的内容，如果偏电子设计与开发的学校可以考虑开设，或者可以为学生开设相关的选修课程，增加学生的知识面和视野。但是由于这门课程的难度要高于前两部分，所以笔者认为可以根据学校的特点和学生接受能力进行取舍，它可以不算作物联网工程专业学生所必备的知识体系成员。

2.1.4 RFID技术和条形码技术

对于RFID而言，是目前应用最为普遍的物联网应用技术，所以它理所当然成为物联网学生知识体系中不可或缺的部分，因此建议开设RFID技术与应用课程，除了讲解RFID原理之外，还要针对RFID的应用进行相应的开发和实践。

2.2 网络层

网络层主要负责将感知层采集到的信息进行传输。目前常用的网络协议包括：ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和433等，所使用的通信网络主要有2G/3G/4G电信网和传统互联网。所以在这一层次上，需要学习的内容主要包括ZigBee技术、无线传感器网络技术、通信原理、计算机网络等内容。

针对无线网络，除了ZigBee之外，还有Wi-Fi、蓝牙和其他无线传输技术，如300 MHz、433 MHz、915 MHz无线通信技术，对它们的特点和应用也应当给予适当的讲解。尤其目前蓝牙4.0技术已经得到了比较大的改进，苹果新推广的ibeacon技术有可能会对蓝牙技术起到大力推广的作用，所以对这几种技术应当让学生都有所接触和认识。在课程中可以体现在物联网导论、无线传感器网络中进行讲解。另外在课程设计和实践活动中，可以对这些技术予以应用加深学生的理解和掌握。

2.3 应用层

物联网目前的应用非常广泛，但是就应用层技术而言主要是应用层软件的开发，所以物联网工程学生应该掌握的主要技术应该包括Java技术和移动平台应用程序开发技术，但是偏硬件和体系构成的学生可以淡化这两个内容的学习，偏软件的学生应该加强这两项技术的训练。

另外，目前提得比较多的云计算和大数据的内容，也应体现在物联网工程专业学生的知识体系之中。云计算其实应该是云服务，它主要包括三个方面的内容，即IaaS、PaaS和SaaS。在这三个内容中，PaaS是目前云服务所用到最多的技术，所以要让物联网工程专业的学生对这项技术有所了解，从而为后续物联网应用服务开发开拓更宽广的思路。

就目前物联网的主要应用案例来看，每个案例往往是这三层的综合，所以物联网工程的学生的知识体系在这三层中离开了哪一层都不完整。我们从这三层出发，梳理出了大致的脉络，有了比较清晰的思路，再根据所定位的学生的就业方向予以加入相关的专业知识或者根据学生的培养定位增删一些相关的内容，即可确定相应的培养方案。

3 物联网工程专业人才就业方向分析

在人才需求方面，各地政府纷纷上马物联网项目，急需大量的物联网人才。由于物联网专业的一些课程涵盖了电子、通信和计算机三个学科领域，所以学生的就业范围比较广泛，但是也有有人提出质疑，认为物联网三个学科都有所涉及但是哪一个学科都没有学精，所以就给物联网专业学生的就业规划提出了问题。

目前许多高校往往会结合自身的原有学科特点，对某一方面有所侧重，关键是看学生的培养目标，并且要和当地的经济特点相结合，有所侧重，也就是要瞄准行业应用而开展，这样才能做到有的放矢。

也有专家提出来了相应的物联网专业学生就业可从事的行业主要有[8]：

物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位；

物联网终端系统的设计与开发；

物联网应用系统开发工程师，进行物联网相关软件系统的设计与开发；

无线传感网络系统的设计和管理；

物联网在智能系统、普适计算、工业控制、信息处理、通讯和管理等领域的应用开发和工程实现；

高等院校和科研院所与物联网相关的教学科研工作。

从以上专家所列出的就业方向来看，可以将就业方向也归纳为硬件、网络和应用三个大类，这和以上根据物联网基本架构所描述的知识体系基本吻合。

物联网工程专业的人才有自身特有的素质构成，与计算机、通信和自动化专业的学生比较起来，主要有以下特点[9]：

计算机专业的学生要么侧重于计算机软硬件技术的研究与应用，要么侧重于计算机网络系统的组网、管理或者开发，但缺少物联网工程应用中所必须的传感、控制、通信等领域的知识。

通信专业侧重于使学生掌握基本的通信原理，但对物联网中所涉及的传感、嵌入式和应用开发涉及较少。

自动化专业虽然对物联网中必须的传感和控制技术等有所侧重，但是对于计算机应用开发领域涉及较少。

由此可见，对物联网工程专业的人才而言，是适应物联网行业的特点而具备更综合的专业素质。

4 知识体系基本构成

通过以上的分析，综合物联网体系架构和人才就业方向的定位，另外与二本层次学生的特点相结合，可以归纳出物联网工程专业学生的知识架构，归纳总结如下：

基础知识相关课程：数学（高等数学、线性代数、概率论与数理统计）、英语、电工与电子学（在这门课中包含有电路分析和模拟电路）、数字电路、C语言、数据结构、计算机网络、计算机组成原理。

专业必备知识：物联网导论、Linux操作系统、Java语言程序设计、RFID技术与应用、传感器原理与应用、单片机、嵌入式技术、通信原理、无线传感网络、云计算和移动互联网开发。

专业实训课程：安卓系统开发、ZigBee课程设计、RFID课程设计、无线传感网课程设计。

另外可增加：印制电路板设计、数字信号处理、EDA等相关课程，以扩展学生的学习视野和基本技能。

5 实践教学的开展

实践教学模块有基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基础实验―综合设计―应用创新”三个层次组成。第一层主要培养学生的基本技能，以电子技术学习为主。通过电子技术的学习使学生掌握元器件的辨别和使用，结合专业课程的教学，进行课程实验，掌握基本知识和基本技能等；第二层主要包括各门课程的课程设计、电子综合设计以及先进设计工具 EDA技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识；第三层是应用创新层，引导学生参加大学生电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和科研项目等。

专业实践教学部分注重物联网的核心技术――嵌入式系统技术。通过开设硬件设计一条线课程（单片机、嵌入式、RFID技术、传感器网络）和软件设计一条线课程（C 语言、面向对象程序设计、嵌入式操作系统、移动互联网开发），使学生系统掌握嵌入式系统的硬件和软件设计技术，掌握物联网网络协议栈和实现物联网通信。

6 结 语

物联网工程专业由于涵盖的学科范围广，在学生知识体系构建方面需要花费较大力气进行研究，从物联网自身的体系架构来探讨物联网工程专业人才所必须的知识体系，在满足基础知识体系的前提下，结合相应的就业方向，增加适当的特色课程，构建出适应各个学校特色的培养方案，从而培养出适应行业需求的物联网工程专业人才。

参考文献

[1]吴国民，徐秀芳.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机，2011（7）：35-37.

[2]赵学健.物联网工程专业人才培养方案探讨[J].科技信息，2013（4）： 63-66.

[3]李仲生，唐杰，黄同成，等.地方本科院校物联网工程专业建设探讨[J].信息技术教育与研究，2013（3）：126-128.

[4]潘丹，甘宏.构建物联网工程专业课程体系的思考与分析[J].广东技术师范学院学报，2012（1）：68-70.

[5]彭力，谢林柏，吴治海，等.物联网工程新专业本科人才培养方案研讨[J].计算机教育，2013（15）：77-81.

[6]刘鹏.物联网工程专业创新人才培养探索[J].计算机教育，2012（21）：9-12.

[7]教育部高等学校计算机科学与技术专业指导委员会.高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

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关键词：工程教育，物联网，实践教学

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业浪潮，物联网产业已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。面对国家战略性新兴产业发展的需要，教育部于2010年批准设置了物联网工程专业，到2015年为止，全国已有200多所本科高等学校开设了该专业，办学规模不断扩大[1]。中国石油大学（华东）自2011年起依托计算机专业设置物联网培养方向，并于2014年4月获批物联网工程新专业，在物联网专业人才的培养上积累了一定的经验。物联网工程作为工程应用型专业，如何科学的构建物联网专业实践教学体系是专业建设的核心内容之一[2]，我校在这方面也做了很多探索与实践，取得较好的效果，为培养满足社会需求的高素质创新型物联网专业人才奠定了基础。

一、物联网专业实践教学体系现状

在物联网专业申请的筹备阶段，学校先后到北航、西交、武大、华中科技等十余所开设物联网专业的高校调研，并参加了2013年和2014年中国物联网大会等多个研讨会，与产业界和教育界相关人员做了较深入的交流。通过调研和交流发现，实践教学体系改革是物联网专业建设和教学改革中最关注的领域，由于是新设专业，很多高校都在摸索。目前，大多高校延续传统的“实践内容=实验+实习+毕业设计”实践教学体系，但构建时由于物联网专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大，往往将实践环节分成零散的单元，各个实践环节在具体实施过程中目标偏向单一、手段缺乏创新，各个环节彼此独立，缺乏统一的协调和管理，不利于系统的培养学生实践能力和创新能力。

二、工程教育背景下的物联网专业实践教学体系

1．现代工程教育理念

现代工程教育理念起源于美国，它是伴随美国工程教育的变革历程而生成的一套完整的指导工程教育改革的理论体系[3]。现代工程教育理念非常强调工程实践训练在教育中的作用，是对工程教育从“科学模式”回归“工程模式”的重大变革。我国在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国，以现代工程教育理论为指导，培养造就创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[4]。因此，在工程教育背景下，进行物联网专业实践教学体系构建是非常有必要和有意义的。本文针对现代工程教育的要求和物联网工程专业特点，结合专业培养目标要求，以强化综合能力和提高工程素质及创新能力为培养核心，探索物联网工程专业实践教学体系的构建。

2．物联网实践教学体系构建

实践教学涉及课程实验、课程设计、专业实习、创新训练、毕业设计等多个环节。这些环节按照层次又可划分为基本技能训练、综合实践和创新训练等，构成一个多维的整体。因此，在设计各实践环节内容时，应避免孤立存在，需整体规划，并明确各环节在人才培养目标中的作用，同时结合课外学科竞赛、学生创新团队等多种形式，构建一个系统性强的实践教学体系。要实现以上目标，关键是如何选择主线将各环节串联起来。在工程教育背景下，工程实训项目的实施在人才培养中起到关键作用，让学生在项目实施中加深对专业理论的学习，同时培养学生的创新精神和团队合作等方面的综合能力。因此，我校在建设物联网实践教学体系时，采用如下思路：构建实践教学体系首先结合专业特点，密切联系物联网产业，以工程实训项目为驱动，将项目实施作为主线，贯穿于课内外实践教学的全过程，各实践环节要为项目实施服务，这也符合国际工程教育界工程教育模式的特点。具体实施时，主要包含专业课程的课内实践体系顶层设计、课外学生竞赛和导师指导下的创新团队建设三个方面：

（1）重视专业课程的课内实践体系顶层设计，以实际工程项目的实施为主线，打破各课程实践环节界限，重组课程实验及课程设计内容，以项目为驱动设计课内实践环节。课内的实践环节是实践教学体系中的基础，也是关键的一环。课内实践环节包括专业课程实验、课程设计、实习等，在设计时，每门课程的实践环节不单纯为本课程服务，而是要站在项目实施的角度进行组织，重视各课程实践环节之间的贯通和融合。根据学生的认知特点和规律，依托物联网产业中完整的实际工程项目，以工程实训项目为主线，把项目实施过程中涉及的知识模块分解到各课程实践环节中。物联网技术具有鲜明的行业特征，可选择几个典型应用领域，如：智能家居、物流、智能交通、智慧油田等，结合现在实验条件，设计若干个大型综合性工程实训项目案例，把每个工程项目案例的实施按照物联网感知识别层、网络构建层（传输层）和应用层（管理服务和创新应用层）的知识体系结构划分成易于课程实践实施的多个模块，把这些模块分解到专业课程的实践环节中去，找到各模块与专业课程知识点之间的对应关系。这样学生能直接感受到所学知识在实际工作中的作用和地位，提高学生综合利用学习知识解决实际问题的能力，同时激发学习兴趣。

（2）依托各种课外科技竞赛，以工程实训项目为纽带，培养学生的自主创新能力。学科竞赛是在课堂教学的基础上，通过竞赛的形式对学生的综合素质和能力进行多方位考察的课外实践教学活动。倡导、组织学生参加各类课外学术科技竞赛，是物联网工程专业实践教学体系的重要组成部分。目前我校在这方面有比较好的氛围，但物联网工程专业作为新办专业，在具体实施中，可能会存在学生无成熟经验借鉴、对本专业内的学科竞赛不了解等问题，因此，在学院层次，搭建一个课外实践活动网络平台，并尝试通过社交网络、课外实践活动与课内综合实践类课程的融合等方式提高学生参与的积极性。针对学生普遍存在的课程负担重、对竞赛积极性不够等问题，可将课外竞赛与课内实践课融合。

（3）强化导师团队指导下的学生创新团队建设，鼓励学生参加教师科研项目。为培养学生创新能力、开阔学科视野，鼓励学生参加教师科研项目或科研项目转化的创新项目。由于本科学生知识水平有限、工程能力不强，他们的科技创新活动尤其是活动初期需要指导教师提供较多帮助。但在实际过程中，如果是一个学生创新团队只有一位教师指导，会在时间和精力上无法保证，挫伤学生的积极性，同时单个指导教师掌握的知识也存在局限性。因此，我们采用由多位教师和研究生组建导师团队，学生在自愿的前提下，结合兴趣点选择加入相应的导师团队，并按项目组建学生创新团队。创新团队的学生可直接参与到教师的科研课题中去，以科研项目为依托，将科研项目转化为学生实践项目，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力，提高学生理论与实际相结合的实践能力和创新能力。参与科研课题，还能让学生及时了解学科的最新研究动向，并根据兴趣爱好尽早确定自己的研究方向。

三、实践效果

基于现代工程教育理念，中国石油大学（华东）在物联网方向的计算机专业学生以及物联网专业学生中进行了实践教学体系的构建探索，取得了明显的实践效果。比如物联网方向的计算机专业学生普遍具有较强的动手实践能力，参加各种学科竞赛及创新项目的积极性高涨。2011年至2014年期间，每年均有二十多名学生积极参加物联网设计、智能车和嵌入式设计大赛等各类竞赛，获国家级一、二等奖及山东省一等奖等十多项奖项。物联网新专业的学生虽然只处在低年级阶段，但专业兴趣浓厚，对新专业的认同感非常高，很多已提前进入专业课程的学习，为参与各自实践活动及课内外竞赛做准备。因此，基于现代工程教育理念探索物联网专业实践教学体系的构建是可行和有意义的。

参考文献

[1]吴韶波，李振华.物联网工程专业教学体系建设探讨[J].中国电力教育.2013.31（11）：51-53

[2]马忠梅，孙娟，李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用.2011.18(11):1-4

[3]王淑芳，金涌.大工程观教育理念下工程教育课程体系与教学改革[J].化工高等教育.2011.9(01):13-19

篇3

电子学科是物联网技术发展的基础．物联网是电子学科与计算机技术、智能学科的紧密结合，是各行各业更深层次应用的必然产物．物联网工程可以设置为集成多个学科的一个专业，但一定不是一个学科．因此，可能因为定位不清而难以培养出真正的专业人才．物联网工程专业培养要求是：1）掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、高频微波、RFID、计算机技术等知识、专业技能以及初步的设计；掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论、应用方法以及初步的设计；2）掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态；3）熟悉各类关于物联网的标准与协议；4）掌握物联网工程应用、科学研究方法和管理方面的基本知识．综上所述，物联网工程专业是一个应用性极强的专业，注重实践、注重创新应是该专业的重要研究课题，作为这个专业的重点，从实践环节来说，应在传感、通信、计算机技术、系统工程应用上保持高度的关注与重视．实践性虽与理论紧密相联，但为了加强创新能力的培养，有必要改变以往的教学体系结构，让实践环节独立设课，自成体系，独立考试．实践性教学环节可分为以下4个环节：实践认识性环节、实践验证性环节、实践综合性环节及实践创新性环节．工科本科培养人才的目标是实践型的具有初步设计能力的人才，现有的人才培养目标计划，还不能满足社会的需求．物联网工程专业是应用性极强的专业，对于这样的专业在实践体系上完全可以立足创新，图3是为物联网工程专业设计的案例式实践体系结构图．

2物联网工程专业实践体系的建设

物联网传感层、通信传输层与应用层等是关键技术知识，对这些知识的传授是建设好物联网专业实践体系的基础．通过实践感受物联网的行业应用和感知、处理、通讯、控制各个部分的工作过程；通过对支撑物联网的各种硬件设备、软件资源、开发平台、研究平台和对物联网条件下的电子商务应用的使用、开发并进行应用型的实验、研究、探索，从而支撑该专业创新型的研究、开发和应用．案例教学法从对学生进行素质教育和培养创造能力的角度入手，弥补了传统教学法的不足，与传统教学法相比，它具有以下几个鲜明的特点：1）强调学生学习的主动性和积极性；2）重视学生分析问题、解决问题的能力培养；3）注重教师在教学中的“导演”作用．

2.1注重专业能力的培养是培养人才的重要工作全方面的能力包括对知识的掌握能力，对学科的分析能力、创新能力以及对事业的专注力．物联网工程专业的实践能力，要求学生掌握专业的基础知识与理论，对科研仪器及设备的使用能力，必要的工程辅助能力，例如：辅、设计性软件及仪器仪表的使用，论文与申请书的撰写等都是必不可少的．

2.2能力的培养是渐进式的培养过程遵循一个普遍的规律，即动手实践—发现问题和思考问题—设法解决问题—总结归纳—形成科学观点．作为新专业，物联网工程专业结构具有多学科性特点：因其多学科的特点，以案例教学方式构建实践体系是最合适的一种体系结构．将多门课程、多个学科以项目案例式进行教学，课程、学科适当地交叉在一起，有机结合起来，以实现对学生全方位专业能力的培养．例如：完成一个基于嵌入计算机控制甚高频的设计与实现，要完成这一任务，需要掌握哪些理论与知识，要有哪些能力，要用到哪些仪器与设备，各种需求书如何撰写等，都可以做一案例教学好好设计，好好实施．首先，将各类实践，无论是课程实验、课程设计、多知识与多课程综合实践、设计性实践，都以案例教学的方式进行设计、实施；其二，要夯实基础，把课程内的认识实验、验证性实验，以案例教学的方式，实现对专业知识的掌握、分析能力的提高、仪器的正确使用；要加强科研仪器的准确使用以及工程辅助能力的培养；其三，加强研究性基本功的训练，即素质教育训练，探讨科研现状描述的训练，为科研而需要的动手能力训练以及以科研教学的小科研项目训练．（本文来自于《西南师范大学学报自然科学版》杂志。《西南师范大学学报自然科学版》杂志简介详见）

2.3在基础实践、软件工程开发和硬件开发上完善专业素质在基础实践案例方面，如完成一个低频放大器的实验，所涉及的知识有基尔霍定律、叠加原理、诺顿定理；要求掌握的专业测量方法有交流或直流电压、电流，放大倍数，输入、输出电阻，放大器频率特性、功率等；会使用的仪表及仪器有电压、电流表、示波器、毫伏表、函数发生器、频率计等．以软件工程开发为例，基于物联网工程软件开发，通信协议、接口非常重要，软件需求、软件开发平台工具、软件架构、软件测试都有诸多的知识与实践能力需要掌握．由于软件的规模越来越庞大，其所涉及的技术与管理机制也远非单个程序员可以独立完成，毕竟单个程序员很难同时拥有所有软件开发的知识、技术、素质和背景．因此，团队的分工协作成为了当今软件开发的主流．软件开发团队不是简单的人员叠加，而是以架构师为核心，个人有不同的角色分工（如分析、涉及、测试、管理和支持等角色），以木桶原理作为团队质量控制总量协作单元．在硬件开发方面也同样用案例的方式，首先要让学生学会使用科研仪器仪表，比如要求学生正确使用示波器，可以提出诸如如何利用示波器测量电感的电感量及内阻等命题，让学生在实际操作中熟练地使用各种仪器仪表；然后还必须让学生学习如何使用Protel，AUTOCAD等基础应用软件和进行焊接技术的训练，这两项可同时进行；接下来可以让学生通过参与具体的科研课题，使他们能熟练掌握器件选择的方法，PCB板的制作方法，项目的成本核算等，使学生能对整个项目的进程和实施有更深入的了解和能力上的全面提升．从以上的分析可以看出，物联网工程专业实践体系的建立，首先要有改革的信念与决心；其二是要有双师型的教学队伍；其三要构建并写好关于物联网工程专业的各类实践教材；最后就是认真贯彻．这样才能培养出适应社会需求的、合格的物联网工程专业人才．

3结论

篇4

关键词：职业能力；高职；物联网项目综合实务；课程标准

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0190-03

一、引言

2011年，南京信息职业技术学院正式成立物联网应用技术专业，2012年该专业成为国家骨干高职院校重点建设专业。按照《教育部、财政部关于确定“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位的通知》（教高函[2010]27号）文件要求，国家骨干高职院校应着力推进办学体制机制创新，增强办学活力，以专业建设为核心，强化内涵建设，提高人才培养质量，带动本地区高等职业教育整体水平提升。高职专业建设的理念最终要通过课程来实现，专业核心课程的建设水平，是衡量专业建设水平的一个重要指标。同时教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高[2006]16号文件）指出：高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程，根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关的职业资格标准，改革课程体系和教学内容。建立突出职业能力培养的课程标准，规范课程教学的基本要求，提高课程教学质量。由此可见，高职的课程标准建设是课程建设的关键，是高职院校提高人才培养质量，带动本地区高等职业教育整体水平提升的一项重要任务。“物联网项目综合实务”课程作为物联网应用技术专业的专业核心课程之一，在大三学年第一期开设，是重要的岗位能力课程，是对前序课程的综合运用，也是对毕业生职业能力的提升。该课程首次在全国开设，具有较强的探索性。

二、物联网项目综合实务课程标准制定原则

1.以职业能力培养为导向，融入职业标准。课程面向学校所在区域培养物联网技术专业群应用型人才，在课程标准建设中坚持以就业为导向，紧紧围绕学生未来的职业岗位，着眼于从事具体职业岗位工作所需的核心职业能力，根据能力要求来设计具体课程内容，保证教学内容与岗位核心能力的要求相吻。同时课程以项目为依托导向、采取一体化的教学模式，保证职业资格证书考试标准与课程标准全面接轨。

2.基于工作过程，突出工学结合。课程开发要基于工作过程，充分体现工学结合的特点，以真实的工作任务为载体来实施课程整体设计。

3.校企合作、共同开发。企业合作进行课程及课程标准的开发，根据企业实际需求，制定课程教学内容，从而保证培养一线实用型技术人才的质量。

4.立足现实，保证可实施性。课程标准开发立足专业基础、实训条件和教学团队力量，确保课程的可实施性。

三、课程标准开发流程

为保证课程标准科学和有效，需要对开发过程进行控制，课程标准开发的控制流程如下：市场需求调研岗位分析工作任务分析职业能力要求分析课程标准编写课程标准审核课程标准修订。在课程标准开发过程中，积极与行业、企业、合作办学单位开展调研合作，始终遵循课程标准制定原则和课程标准开发流程。

四、物联网项目综合实务课程标准

物联网项目综合实务的课程标准基本框架构成如下：课程定位、课程目标、课程设计思路、课程内容与教学要求、考核评价、课程实施等。

1.课程定位。本课程是物联网应用技术专业的岗位能力课程。通过本课程的学习，学生可以了解物联网项目建设相关岗位所需的基本概念和工程管理基础知识，能够根据客户需求编写物联网项目设计方案，能够进行物联网设备的选型和采购，能够完成物联网工程施工和调试，能够完成对物联网项目的功能测试，能够进行系统故障判断与维修，为将来从事物联网工程项目相关工作打下坚实的基础。课程学习后应达到“物联网应用工程师”资格证书的基本要求。物联网是一个综合的领域，所涉及的行业种类繁多，确定课程建设的方向尤为重要，基于物联网应用领域和学院基础的分析，我们选取了智能家居这个行业作为本课程的建设内容落脚点。课程以一个真实的智能家居系统项目入手，按照物联网项目的建设进度流程，依次引入物联网项目的立项，物联网设备或产品的采购，物联网设备的安装，物联网设备的调试，物联网系统的维护和管理等几个工作任务。

2.课程目标。总体目标面向物联网应用系统集成和调试工程师、物联网设备销售经理工程师、物联网设备安装工程师、物联网项目运营师、物联网高级监理师等工作岗位，针对“智能家居”物联网工程项目的项目设计、设备选型与采购、设备安装与调试、系统维护等典型工作任务，着力培养学生物联网工程项目相关岗位的职业能力，培养正确的工作态度，养成良好的职业习惯。课程目标分为知识目标、技能目标和素质培养目标。（1）知识目标。了解物联网工程项目的建设过程、熟悉物联网工程项目各个阶段的特点及任务，了解物联网工程项目产品选型与采购的相关知识，熟悉物联网工程项目的安装调试和运行维护方法，了解施工图的识读方法。（2）技能目标。①能够根据客户需求和现场勘测设计项目方案；②能够进行物联网设备的选型；③能够根据需求进行设备的采购；④能够根据相关的技术标准在工程现场对设备进行安装；⑤能够对设备进行调试，对一般故障进行现场排查与处理；⑥能够根据设计方案和验收标准对工程进行测试和验收；⑦能够根据工程图纸指导施工；⑧能够使用相关软硬件设备和工具对系统运行状态进行检测与维护；⑨对物联网系统的日常数据进行统计与汇总，并能根据数据判断物联网项目的运行状态。（3）素质养成目标。国家教育部在教高[2006]16号文件中指出，高职的培养目标规定为“为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才”，因此在注重培养职业技能的同时，还应该注重职业素质的培养。因此课程的素质目标确定为：良好的精神状态和乐观进取的工作生活态度，良好的职业道德素质、敬业精神、良好的团队协作精神和意识，永不满足的创新精神以及良好的自我身心调控能力等。

3.课程内容。课程在内容设计方面突出体现职业能力培养，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容，从“任务与职业能力”分析出发，打破传统的知识传授方式，以“项目”为主线，构建工作情景。课程内容以南京信息职业技术学院新技术体验中心（别墅）智能家居项目案例构建了七个项目，分别是：项目一智能家居项目建设方案、项目二照明项目、项目三智慧家电项目、项目四智慧安防项目、项目五智慧监控项目、项目六智慧门禁系统和智能家居管理项目。课程内容的每一个项目又有具体要求，表1是项目二智慧照明项目的具体实施要求。表1教学活动的设计既有利于教师教学的实施，具有切实的指导作用，同时有利于学生培养各种职业能力。

4.课程的教学评价。由于是任务引领下的学习方式，在完成任务的过程中，学习相关知识和职业技能，所以考核必须结合课程的授课特点，变一次性考核为过程考核，即在学生的整个学习过程中考察学生。总评成绩由课堂表现、项目实操、项目报告和理论考试综合构成。具体考核内容和权重分配见下页表2。

以上各项独立评分，按比例记入课程总成绩，对考核结果及时进行统计分析。

5.课程建设的保障。①教材及教学方法。通过文献检索和调研，目前本课程没有现成的实例可以借鉴，需要根据市场调研、企业调研和参考相关资料编写教材。在教材编写过程中北京凌阳爱普科技有限公司和北京中讯威易科技有限公司的工程师给予了指导建议，并参与了部分内容的编写。本课程授课时要注意理论和实际有机结合，采取一体化教学方法，在智能家居实训室和智能家居体验中心的环境中让学生融入工作情景。同时还可以带学生体验物联网实训基地的煤矿人员定位系统及不停车系统，带领学生分析讨论。教师在授课时应注意调动学生的积极性，让学生自主学习，多采取分组布置任务、小组讨论、任务驱动等教学手段，教师的任务主要是归纳、总结，知识的系统讲解。②教师。教师需要通过自身的学习和培训提高专业知识水平，可通过与物联网企业的合作、实习提高教师的实践能力。由于课程的工程性较强，课程内由企业工程师现场讲解设备的安装和调试的相关知识。企业工程师授课学时数不少于课程总学时的50%，企业工程师授课时校内教师作为助理，从而保证课程效果。③智能家居综合实训基地。作为课程实施的有力保障，智能家居综合实训基地分为智能家居实训室和智能家居体验中心两部分。智能家居实训室拥有9套物联网工程实训平台，采用结构化实训架作为实训项目的“柔性工位”，实验所用产品均接近实际应用系统，能够组建具有行业特色的物联网工程实训项目，确保学生可利用智能家居实训室设备搭建真实物联网项目。智能家居展示体验中心是一套两居室的样板房，完全按照实际的家居环境设计，智能家居体验中心将当前热门和最有市场潜力的智能家居产品方案引进实训基地，为高校师生接触和研究当前先进技术搭建桥梁，让学生了解所学习的专业知识在实际工程项目中的应用。

五、总结

提出了基于职业能力培养的物联网项目综合实务课程标准开发方案。该方案有利于提高学生的职业技能和职业素质。由于物联网专业开设时间不长，在课程建设方面还有很多问题，如师资问题、教材问题等还需进一步的深入研究。

参考文献：

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[2]肖俊华，尹高飞.国家骨干高职院校专业核心课程标准建设探索[J].北京劳动保障职业学院学报，2012，（12）.

[3]王雨华.关于高等职业教育课程标准建设的思考[J].辽宁高职学报，2011，（13）.

[4]赵白云.基于能力与素质培养一体化的高职数学课程教学改革[J].职业技术教育，2011，（32）.

[5]柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术，2012，（2）.

[6]谢昌荣，李菊英.高职物联网专业学生职业核心能力培养研究[J].物联网技术，2013，（9）.

篇5

关键词：物联网工程；专业教学体系；建设思考

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0211-02

我国的物联网专业是教育部为了适应国家经济发展战略的需要在2010年设立的新兴专业，它属于计算机科学与技术类，并且有30所高校在同一年被批准开设该专业，2011―2013年，陆续有270多所学校也被批准开设，同时，物联网仍然处于发展阶段，没有清楚的知识体系，涵盖了多种专业技术，无法清楚对其边界进行界定。因此，在建设物联网工程专业教学体系时，我们没有现成的经验可供借鉴，在建设中就必须要非常谨慎。为了避免在建设物联网工程专业教学体系时出现一些问题，我们在进行该专业的目标定位和课程体系设置时，要遵照有效发挥源学科的学科基础与优势、依据未来毕业生的就业岗位和需求这两个原则。

一、物联网工程专业建设现状

国内的多所高校陆续获批开设了物联网工程专业，物联网专业也逐渐受到广泛关注，成为最热门的专业之一，社会上对物联网专业人才的需求也在逐渐增大。虽然物联网专业近年来发展较快，很多高校开设物联网相关专业的热情也很高，但是他们对于物联网工程专业的专业定位仍然不是很明确，没有形成一定的专业体系，也没有具有过硬的物联网专业教师队伍来支持该专业的发展，专业方面的实验实训建设标准也没有制定出规范准则。物联网专业的教学体系建设面临着缺乏师资队伍、缺乏物联网技术专业的教材、缺乏物联网教学基地的问题，这些问题严重影响着物联网高端人才的培养。要想建设好物联网工程专业教学体系，就必须设法解决这些现实问题。

二、物联网工程专业理论课程教学体系

物联网工程专业的课程体系主要包括了基础类课程模块、感知层课程模块、网络层课程模块及应用层课程模块这四个课程模块。而基础类的课程模块又包含了公共基础课程模块和专业基础课程模块两部分。

物联网体系结构被分为感知层课程模块、网络层课程模块与应用层课程模块三个层次。感知层课程模块包括了RFID原理与技术、传感器原理、短距离无线通信技术、无线传感器网络技术、嵌入式系统等。学生通过这个模块的学习可以学习到物联网的相关硬件知识及物联网的节点感知技术。网络层的课程模块包括了无线自组网技术、解决实际生活中遇到的一些技术问题，主要有物联网应用系统设计、云计算基础、移动终端开发等课程。

三、对物联网工程专业课程建设的理解

在进行物联网工程专业课程教学体系建设中，各大高校都要本着“课程精、实验强”这两大原则。在物联网工程专业课程教学体系建设中，包含了计算机学科的基础课程和体现物联网工程专业特点的专业课课程两大类型。教育部高等学校计算机学科与技术教学指导委员会在《高等学校计算机科学与技术计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》与《高等学校计算机科学与技术计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养》中已经对计算机学科的基础课程以及实践能力培养问题做出了明确的指示和系统讨论。

要成为一名合格的物联网工程技术人员，除了要学习相关的物联网知识，还必须要能够掌握计算机原理与操作系统、软件基础与软件编程技术、网络与嵌入式系统、数据库与智能信息处理技术等基础知识和技能，以及移动计算、普适计算和云计算知识，学会将学到的知识与实践结合起来，达到学以致用的目的。

在进行物联网工程专业课程体系建设中，高校要注意以下几点。

1.我们所学习的这些课程属于物联网工程专业的基础课程，是所有高校的物联网工程专业课程中都有的课程，学校在进行课程设置时可以将它们与本学校的具体实际相结合，依据自己的教学优势和科研优势来进行特色课程设置。以天津科技大学为例，物联网专业建设依托计算机学科，而学校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。笔者认为，目前计算机学院的物联网工程专业可以以食品安全智能追溯为物联网应用领域，融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源，因此在涉及感知层的“感知技术及应用”与应用层的“智能信息处理”课程的设置中，学校可以发挥自身的优势，要从有特色的教学中培养一批物联网技术能力较强的学生，帮助学生在就业中脱颖而出，旨在培养具有轻工业特色的物联网专业应用型产业人才。

2.进行物联网工程专业的课程体系建设中，学校要注意避免教学内容层次较低、重复、深浅不一等问题，要从教学内容与教学环节出发，注重改变课程内容的衔接和协调方式，帮助学生学习相关的专业知识，提高学生的物联网技术能力。

3.物联网工程专业是一个新兴的专业，该专业还处于初级阶段，基础较差。我们不能像对待已有的专业一样看待它，直接从已有的教师中抽取教师队伍，根据已有的教师知识结构来设定课程，而是要根据物联网工程专业的特点，制定新的专业培养目标，形成一个真正的有机课程教学体系。物联网工程专业是一个新的专业，我们的教师对于这个专业也不是很熟悉，还没有形成成熟的专业教学模式和教学技能，这就要求学校要定期对教师进行相关的培训，让教师通过培训进修，在教学中结合教学及科研的实践来不断积累教学实践经验。物联网工程专业是为国家培养一批“工程应用型”人才的需要才出现的，学校必须对其十分重视，要注意将物联网的专业理论与具体的教学实际相结合，进行物联网工程专业实验教学环境建设。为了能够培养和提高学生的物联网专业能力，建设实验教学环境，我们的教师要加强对所教授的专业技术的深入理解，不断提高自身的教学能力，积累一些教学经验；学校要加大对该专业的实验室建设经费支出，完善教学设施。所有的物联网专业的学科建设者和管理者、学科带头人都要坚持“课程精，实验强”的原则，在物联网工程专业课程体系建设中时刻保持清醒的头脑，为物联网工程专业课程体系建设贡献自己的力量。

四、结语

总而言之，物联网工程专业是应国家战略性新兴产业发展的需要才出现的，我们对其要特别重视，要用国家发展战略的视野来进行物联网工程专业的建设，要将目光放长远，要有全局观和预见性，为国家培养一批具有扎实的物联网基础知识的复合型人才。物联网技术如果能够得到快速发展和广泛的应用，那么与之相关的计算机技术也将会得到广阔的发展空间，计算机类的教育教学就有了新的发展方向，计算机应用型人才也就多了一条新的发展道路。我们要在进行物联网工程专业的课程教学体系建设中保持“积极、谨慎”的态度，在进行科学研究和教学研究紧密结合的基础上，发挥信息技术学科的综合优势，从中研究出能够体现本校教学特色的办学优势。只有这样，才能培养出国家需要的合格人才，后续开设该专业的高校也就有了成功的经验可以借鉴。

参考文献：

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[2]陈辉，李敬兆，詹林.物联网工程专业人才培养和专业建设探索[J].计算机教育，2014，（04）：13-17.

篇6

【关键词】校企合作；专业特色；物联网；实践基地

引 言

物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。学习与掌握物联网的技术理论、发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。目前，许多院校开设物联网相关专业，其专业人才培养的建设方案也在不断完善，物联网实验实训基地的建设是物联网人才培养方案的重要组成部分，是关系到专业人才培养、适应物联网技术发展及相关人才市场需求的迫切问题。

一、物联网人才培养背景

（一）分析物联网教育背景及特点

2010年10月18日，国务院《国务院关于加快培育 和发展战略性新兴产业的决定》；《决定》明确现阶段节能 环保、信息、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车为七大战略性新兴产业，确定了七大产业的突破方向；信息技术产业突破方向为：新一代信息网络、“三网”融 合、物联网、云计算。 决定提出：要发挥研究型大学的支撑和引领作用，加强战略性新兴产业相关专业学科建设，增加急需的专业学位类别。改革人才培养模式，制定鼓励企业参与人才培养的政策，建立企校联合培养人才的新机制，促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。

（二）物联网专业的特点及人才需求分析

物联网是典型的交叉学科，涉及电子、通信、计算机、测控等多领域相关专业知识。多专业的融合与提升，需要多专业课程的汇聚，取其共性，建立基础教学。物联网专业培养的人才，不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术，还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及 3G 核心网/无线网络原理等最新技术。它不同于其它专业单一的知识体系，而是现有信息技术综合集成化的产物，它呈现形式是“一个实际落地的应用系统”，重在应用。

从物联网产业链的角度来分析，物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制主要通过感知设备来对物获取感知信息，涉及到物联网中的硬件系统，这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员；如果物的信息被感知到，就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制，从而进行应用，这个环节主要是通过网络进行传输，涉及到计算机网络和通信技术，因此需要通信和计算机网络人员；数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理，涉及到系统分析，因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。

综上所述，物联网人才需求可以概况为三类：

（1）电子设备技术和芯片设计技术人才，工作岗位主要有芯片设计、硬件集成等。

（2）计算机网络和通信人才，工作岗位主要有IT网络管理和应用等。

（3）系统集成和应用人才，工作岗位主要有系统集成与开发、物联网管理与应用等。

二、建立物联网特色实践教学体系

（一）物联网应用技术实训室建设要点.

（1）专业素质课程主要以课程讲授为主，这种教学模式下，同学缺乏实际操作经验保障，缺少团队合作素质培养，不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通，更难以激发主动创新的精神，物联网技术是一门全新的应用性很强的综合学科，需要在实践中体会。所以高校有自己的实践教学环境是很有必要的，这将使学生毕业时更适应企业的工作环境。

（2）人才培养需要有一个框架指导，企业和院校合作建设物联网教学体系，以国家物联网人才培养的高度和专业角度出发，满足学生的就业技能需求。

（3）物联网技术是一门实践技术，需要通过大量的实践环节来学习，和我们的单片机课程一样需要一个实验开发的平台，随着技术的进步，物联网实验开发平台已经很大程度上替代了原来的单片机实验实训课程。

（4）物联网应用技术的核心技能之一是代码编写，而代码编写人员是高等职业教育信息技术的主要培养对象。职业知识的要求决定了学制的长短，随着物联网技术的快速发展，物联网应用项目的爆发性增长，规模越来越大。团队协作能力和项目架构协调能力更加重要，物联网应用技术实训室能增强学生的团队意识和协调能力。

（二） 双师培训提升教学质量

教师在掌握理论知识的基础上，下企业深入了解企业生产，动手实践体验物联网技术的开发与应用，校方和企业工程师共同开发教学资源，提升专业教学技能，提高教学质量。

三、物联网实践基地建设方案构建

根据我们所提出的调研及讨论，物联网应用技术实训室的建立主要考虑如下几个方面：

（1）充分利用已有的资源，立足于自主开发建设，以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源，这里主要是由软件和计算机网络教研室老师直接参与实训室建设。本专业教师已经在数据库、可视化程序设计、软件项目管理、嵌入式软件开发、传感器应用等方面有较强的能力，通过专业教师的直接参与可以增强教师的实践水平，还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力。

（2）物联网应用技术实训室不仅有先进的设备，还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中，企业将全程参与沟通，选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境，建立符合市场需求的物联网应用技术实训室，使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验。

（3）物联网应用技术实验室采用校企合作的模式，邀请技术公司一线工程师课堂授课，支持骨干教师参与企业项目合作开发，做到教学信息和市场同步，鉴于物联网是一门全新的综合学科，企业和校方合作成立物联网知识库实行资源共享。

（4）物联网应用技术实训室即可以为学生提供综合实训，也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。

物联网应用技术实训室可开展的职业技能鉴定有：物联网应用工程师等级使学生在学校学习的同时可以获得相关的职业技能证书，为学生的就业提供帮助。

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Abstract： In this paper， we discussed some issues about college-enterprise cooperation， such as， experimental facilities construction， students engineering training， etc. And we also analyzed the reasons of this kind of cooperation and benifits for both college and enterprise.

关键词： 物联网；物联网工程专业；校企合作

Key words： intenet of thing；intenet of thing engineering major；college-enterprise cooperation

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0250-03

0 引言

自2005年11月17日，在突尼斯召开的信息社会世界峰会上，国际电信联盟《ITU 互联网报告 2005：物联网》，正式提出“物联网”的概念以来，世界各国纷纷投入了大量的人力、物力、财力以发展物联网。2009年8月，国务院总理在无锡考察时，提出了“感知中国”的概念，从而掀起了物联网在我国发展的热潮。2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发[2010]32号）中明确提出了以“新能源、新一代信息技术（物联网信息技术）、新材料、农业与生物、空间技术”为代表的国家战略性新兴产业发展规划。2010年3月9日，教育部发出通知，将针对新一代信息网络、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业开始接受物联网专业申报，物联网工程专业正式列入我国高等教育本科专业目录，相关院校于2011年开始招生。

1 物联网工程专业特点

1.1 多学科交叉集成 从物联网技术框架看，比较普遍接受的观点是，物联网分为：感知层、网络层与应用层。其中各个层次所涉及的学科专业为：感知层：电子科学与技术、微电子科学与技术和计算机科学与技术等专业。网络层：网络工程、通信工程和计算机科学与技术等专业。应用层：软件工程、信息工程[1]、信息管理与信息系统、自动化和计算机科学与技术等专业。

与其他工程应用型专业一样，根据物联网在不同行业领域的具体应用，还涉及到其所应用到的各个行业领域的专业知识与技术。因此，多学科交叉是物联网的基本特点。

1.2 工程应用为目标 因是全新设立的专业，物联网并没有形成自身完整的理论与技术体系，而是集成了其他相关专业的知识和技术，形成的一个综合应用为目标的专业。在人才培养实践中，因学时和基础知识等方面的限制，我们不可能带领学生深入地学习各种理论知识，而是应该抓住相关技术的应用属性，并运用于物联网工程专业的实践教学中。因此，物联网工程专业的实践教学环节应该放在重点位置。突出实验实训环节，以便培养出掌握物联网核心知识框架与工程实践技术技能的工程应用型人才。

1.3 产业先于高教 物联网是传统互联网应用的一种延伸。IT产业应用推动了从“人联网”到“物联网”的拓展。在此过程中，与物联网相关的应用已经在国内外各行业逐渐开展。这些应用的实现，带动了物联网专业人才的需求，这在一定程度上推动了物联网工程专业的设置与发展。

1.4 摸索中的新专业 物联网属于发展中的集成创新型技术，知识体系不清晰；产业涵盖面宽，边界难以界定[1]。为了推进物联网及相关专业的建设与发展，在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会和教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会的共同指导和支持下，2010年8月29日成立了由全国首批批准设立物联网相关专业的高校相关专家组成的“全国高校物联网及相关专业教学指导小组”，针对有关物联网工程专业的课程设置、人才培养模式、教材选编等进行研究与指导工作。但时至今日，尚未出台国家统一的、规范性指导意见。因此，获得专业开设资格的各个高校往往根据自身资源与优势，结合所在区域的产业人才需求制定自己的物联网工程专业人才培养方案。

2 物联网工程专业培养模式

2.1 高校独立培养模式 目前，开设物联网工程专业的高校众多。这其中，公立大学基于自身的传统优势学科专业的物质和人力资源，对物联网工程专业的培养模式基本采用独立培养，即抽调相关学科专业人员，组建物联网工程专业的师资队伍；在实践教学方面，根据自身资源优势，设计和建设相关的实验/实训设施和内容；在技术方向上，则是依托已有的与物联网工程相关的优势专业方向，来制定物联网工程专业人才的培养方向。

这种模式有利于高校充分发挥既有资源优势，有利于物联网工程专业培养方案的顺利制定和实施，并通过教学与科研实践形成物联网工程专业的人才培养特色，进而带动物联网产业的技术发展趋势与方向。但是，这种模式并不适合所有高校，物联网毕竟是交叉型的全新专业，其所涉及的诸多技术领域并不是所有高校都有足够多的相关专业支持。因而，有的高校则把物联网工程专业变成了与之相关的传统专业在物联网领域的应用方向。

2.2 校企合作培养模式 高校与企业的合作一直以来成为各国高等教育与职业教育研究中一个热点问题。并通过这种合作实践，给高校、企业乃至国家带来了巨大的利益。关于校企合作，已有很多学者从不同的角度给予了界定：校企合作是指“大学与企业之间为达到一定目的，通过协调作用而形成的一种互动关系[2]”，“在人才培养、科学研究、技术开发、生产经营以及人员交流、资源共享、信息互通等方面所结成的互利互惠、互补互促的联合与协作[3]”。在物联网工程专业人才培养过程中，引进企业的资源和力量，对于一个新设立的专业十分必要。在校企合作办学模式下，企业会全程参与到学校的招生、教学、就业等三大环节中来，可以较好的帮助学校解决课程建设、师资建设、教材建设、实训室建设以及学生就业等一系列新专业亟需解决的难题，对专业建设产生了积极的影响[4]。

高校通过校企合作的这种模式有利于明确该专业人才的培养目标并能充分保证培养的人才与产业的需求有效对接，有利于高校对物联网工程专业实践教学环节的设计和实施，有利于学生学习过程中不断接触到行业发展的动态技术和信息，为学生未来的发展方向和就业提供指导性帮助；企业在这种合作中，有利于获得高校所具有的知识与智力方面的高级人力资源，有利于开拓设备设施的市场销售与推广，有利于为自身的发展储备“定制化”的人才。可以说是一种双赢的模式。

3 物联网工程专业校企合作动因

物联网工程是一个刚刚设立并集成了多种学科专业的应用型专业。对于一个强调应用的专业来说，不管是独立培养还是与企业合作培养，都离不开“来源于社会、应用于社会、服务于社会”的培养理念。因此，与社会的相关行业内企业合作，将是各个高校或多或少绕不开的一个路径。那么，校企合作过程，都有哪些因素驱动着彼此合作？

3.1 高校的角度

3.1.1 培养方案 关于物联网工程专业的人才培养，有学者认为，从规避风险的角度，应从未来毕业生可能从事的就业岗位和就业的能力需求出发，反过来审定我们所设计的培养目标，对课程体系和内容进行取舍[1]。通过校企合作，能够使学校比较准确地掌握物联网产业的发展动向和人才市场的需求信息，并根据这些信息制定物联网工程专业人才的培养目标、规格以及知识结构。从而制定本专业的人才培养方案。

3.1.2 师资队伍 物联网工程专业涉及很多前沿信息技术，尤其在工程应用方面，这部分人力资源大多集中在物联网相关的行业一线，有的高校在这方面的师资力量相对来说比较薄弱。因此，在相关核心专业课程的理论教学和实践教学环节存在着师资短缺的问题。通过校企合作，一方面院校可以直接聘用企业的工程技术人员进入校园教学，另一方面，也可以将教师派到合作企业中，通过实际的工程项目培训和锻炼，提升教师队伍的工程技术能力，构建起“双师型”的专业师资队伍。

3.1.3 科研学术 校企之间通过合作，共享各自的资源优势，对提升院校的科研学术的能力有着积极的推动作用。物联网专业涉及多个学科的交叉集成，一般院校很难找到各个相关专业的师资组成物联网专业的科研队伍。与企业合作，通过行业工程项目合作以及各级科研项目的联合申报等形式，不仅能够解决多元化科研人员的问题，也能够带动院校科研学术活动的实用型和成果的转化效果。

3.1.4 实践教学 实践教学在任何应用型专业的建设中都是重要的培养环节。作为一个全新设置的专业，相关的实验/实训设备正在不断更新和发展中，因此高校想要获得代表物联网工程应用需求现状和发展趋势的实践教学设施，离不开这些企业的相关产品和服务。通过校企合作，有利于高校在有限的资金投入下，建设能使学生掌握物联网产业的核心知识、技术和工程技能的实验/实训环境和设施。

3.1.5 实训实习 通过校企合作建立起的实验实训设施，满足了人才培养过程中的一般性实验和实训需求。但这种实验实训毕竟是一种有预案的验证性实践教学为主，为了保证学生能够接触到物联网产业一线的工程应用项目实践，学生到校企合作建立的“校外实训基地”或者企业中体验和参与真实的工程应用项目的整个实施过程，对学生来说无疑是一种校园内的培养无法给予的收获。而校外实训/实习基地的建设也是近几年来国家和各个省市教育主管部门一直提倡的办学指标之一。

3.1.6 学生就业 院校毕业生的就业率一直是衡量人才培养效果的重要考核指标。物联网工程作为新设立的专业，社会对该专业的毕业生的要求和接纳程度到底如何，目前还无法知晓。因此，院校通过与物联网行业内的企业合作，可以实时掌握企业用人标准、岗位、知识技能要求等多方面的人才需求信息。据此及时调整和优化培养内容、方法和标准，使得毕业生能够及早适应行业发展的需求。

3.2 企业的角度

3.2.1 产品与服务 物联网产业的兴起，带动了一批传统IT产业的企业投入到物联网产品与服务的行业中。高等教育的人才培养过程中需要大量的实验实训设备和设施，通过与高等院校的合作，企业最直接的受益在于产品和服务的销售。在合作中，产品的先入为主效应会帮助企业快速稳定地获得这一新兴教学设备市场的份额。并在后续的更新换代中，获得优势地位。

3.2.2 知识资源 相比于企业来说，高校储备的知识技术资源是企业进一步升级创新的有利保障。通过与高校的科研合作，充分利用高校教师科研人员的智力资源，是企业持续创新的一个重要人力与知识的来源。

3.2.3 定制化人才 物联网工程专业还没有一届毕业生走入这一新兴的产业，企业在未来的发展过程中所需要的物联网专业人才必将来自于各个高校培养出来的各个层次的学生。能否招聘到适合企业特色优势的后续人才，关系到企业的未来可持续发展。因此，通过及早介入高等教育阶段的人才培养，将有助于企业优先定制本企业所需的人才，避免高校人才培养与产业需求之间的脱节和错位。这也是校企合作对企业的一切吸引力所在。

3.2.4 品牌利益 高等教育培养的人才是未来行业的技术主干力量。企业通过有偿和无偿的方式，在人才的培养过程中使用自己的产品和服务，可以起到先入为主的效应。通过学生的使用和学习，形成对企业产品和服务的早起认知和体验，这必将影响到他们走进社会后对公司产品和服务的良好印象，进而影响到企业在行业内的品牌形象，带动市场份额的扩大和提高市场的影响力。这也是国内外知名企业通常的做法。

4 校企合作目前存在的问题

4.1 公司资源 抱有很强的合作愿望的企业多为实验实训仪器设备的研制公司。这些公司有的是传统的教学仪器供应商和制造商，有的是针对物联网工程专业的热潮而成立的新公司。这些公司在支持实践教学设施方面没问题，但在实习就业等方面缺乏支持资源和能力，也没有成熟的联合科研开发的思路和方案。

4.2 产品适用性 企业提供的产品与服务通常是根据其自身的技术与领域设计的，很少与高校一起合作共同开发。因此，院校对这类公司的产品均具有较强的陌生感，与院校所设计的课程体系、知识结构、技术特色没有形成有机的契合，因此需要院校调整相关课程的设置才能发挥其实验实训设备的效用。另外，物联网工程专业是高校开设的新专业，目前还缺乏公认的、系统的基础理论图书、技术普及图书，特别是适合物联网专业人才培养要求的系列教材[5]。一套实验/实训教学设施，除了硬件系统外，还需要配套的教材、软件及二次开发资源等，尤其是理论课与实验课理论与实验内容的有效衔接问题。

4.3 服务广泛性 在本院建设物联网实践教学设施的论证过程中，一些新兴的物联网实验设备公司过于专注仪器设备自身的性能指标参数的优劣，忽略了院校在承办全新的物联网工程专业所面临的一系列问题和不确定性。可以说，还是以往那种以产品销售为主的商业合作层面。实际上，院校更希望找到一个能够在实验/实训、实习、职业培训、师资、科研、就业等多方面的合作对象。

5 结束语

校企合作这种高等教育的办学模式在国内外已经被证明是非常有效的。我国社会各界对在高等职业教育方面进行了全面深入的研究和广泛的实践。随着我国高等教育的普及和国民经济产业结构的升级，本科阶段教育同样也需要进行各个层次的校企合作。尤其是对于物联网工程这类新设立的本科专业，通过有效整合企业资源，不仅能够帮助各个高校办好本专业，更有利于带动“产学研”纵向与横向的融合，共同促进。摆脱高等教育与产业脱节的问题，在这种有机组合的模式中，使得学生能够在理论与实践的双重学习与锻炼中，得到全面的发展。

参考文献：

[1]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010，11.

[2]王廷芳.美国高等教育史[M].福州：福建教育出版社，1995.

[3]王章豹，祝义才.产学合作：模式、走势、问题与对策[J].科技进步管理，2000，9.

篇8

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。

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关键词：物联网；信息安全；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）13-0078-02

物联网（Internet of Things）是一个交叉性学科。物联网产业在中国得到了蓬勃发展，但就物联网技术本身来讲，物联网并非是全新的技术应用，它是信息技术发展到一定阶段的必然产物。一方面，人民对美好生活的不断追求提出了人物互联和物物互联的需求；另一方面，现代信息技术的快速发展也使得各类物体连入互联网成为可能。物联网是一种聚合性技术应用创新，其关键技术，如射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器技术、无线网络技术等大多都是前些年都已经出现并得到深入研究的技术。这些技术也在物联网大发展的环境下得到了更深入的研究和更广泛的应用。物联网人才的培养是物联网发展的根本要素。我国非常重视对物联网专业人才的培养，教育部早在2011年起增设了“物联网工程”新专业，不少高校都已经开始招收“物联网工程”专业的学生。在物联网产业繁荣发展的背后，物联网的安全问题也逐渐显现并引起了人们的重视。物联网是建立在互联网基础上的，互联网本身存在的诸多安全隐患在物联网时代依然存在。并且由于物体也直接连入互联网，物联网的安全问题会直接影响到实体安全，所以物联网所面临的安全问题比互联网更加复杂和严重，成为了物联网进一步推广应用的主要障碍。考虑到物联网对未来我国经济和社会发展的重要性，以及物联网安全对未来我国信息安全和国家安全的重要意义，高校有义务和责任重视培养物联网安全方面的人才，物联网安全相关课程也应该成为“物联网工程”专业学生的必修课。物联网安全课程的教学没有成熟的经验可以借鉴。通过对物联网安全问题的研究，以及对信息与网络安全课程多年教学经验的积累，经过多方调研，我们对物联网安全课程的教学有自己的一点浅见，下面分别就物联网安全课程教学内容和教学方法进行探讨。

一、物联网安全课程教学内容

物联网是一门交叉学科，涉及到RFID技术、无线传感器网络技术、通信技术、计算机技术等。物联网安全也涉及到各种技术自身的安全和整个系统聚合应用的安全。对比互联网，物联网大致可以划分为三个层次。第一个层次是感知层，负责信息的感知和采集。第二个层次是网络层，负责远距离信息的可靠传输。第三个层次是应用层，负责对信息的分析、处理和利用。应分层讨论物联网的安全问题。另外对于信息安全的一些共性技术，如数据加密技术、安全协议理论和技术、认证技术、隐私保护技术等，也是物联网安全的核心技术，也应该作为重点进行讲授。物联网安全课程的主要内容安排如下。

1.信息安全核心技术。物联网安全是信息安全的一个特殊领域，掌握信息安全的一些核心技术，如数据加密技术、认证技术、安全协议理论和技术等，以及信息与网络安全的一些基本概念，是正确认识和理解物联网安全的前提。其中重点在于数据加密技术，这不仅是信息安全研究的重点，也是保障物联网安全的核心技术，其他安全技术或理论大多都建立在数据加密技术的基础上。

2.感知层安全技术。感知层主要通过各类感知设备和技术，如传感器、RFID、二维码、GPS设备等，从终端节点感知和收集各类信息或标识物体，并可通过短距离无线通信方式完成一些复杂的操作。相应的安全问题主要是终端设备的物理安全和短距离无线传输的安全。物联网中感知层的安全是最能体现物联网特性的部分。由于感知层终端设备一般都具有电源有限、存储空间有限和计算能力有限的特点，传统信息安全中的解决方法不能直接用于解决感知层安全问题。如在RFID系统中，传统的安全协议就不能直接用在RFID标签和RFID读写器的通信中，并且传统的安全协议设计理论和模型也不适用于设计RFID系统的安全协议。对这部分内容的教学应充分体现物联网特性，并作为物联网安全课程的重点进行讲授。

3.网络层安全技术。物联网是建立在互联网的基础上，传统的网络安全问题在物联网中仍然存在。这部分内容主要讲授传统网络安全问题，同时应兼顾物联网的特性。由于物联网系统中，大量终端节点都接入网络，导致数据量激增，并且物联网呈现多元异构的特点，在这种复杂的网络环境下保证信息的机密性、可用性、完整性、不可否认性、可控性等安全属性会带来新的挑战。

4.应用层安全技术。应用层的安全主要是多种平台、多种业务类型、大规模物联网络的安全架构设计和建立的问题以及数据安全和用户隐私保护问题。这部分讲授的重点应放在用户隐私保护方面。在物联网时代，各类物体都连入网络，而这些物体都附属于某人或组织，如果没有有效的隐私保护措施，那么通过获取物体信息就可以获得物主的某些信息或实现对物主的追踪。

二、物联网安全课程教学方法

作为新的课程，物联网安全课程的教学方法没有成熟的经验可以借鉴。我们通过深入分析和广泛调研，认为应该坚持以下原则。

1.统筹考虑，突出特色。物联网安全涉及面比较广，内容杂，教学中应该统筹考虑，突出重点和特色。不同院校“物联网工程”专业课程设置应突出优势学科和特色行业，相应的物联网安全课程教学也应突出院校的特殊行业安全需求。

2.理论与实践并重。必须重视实践环节的教学，培养学生的动手能力，坚持理论与实践并重，着力培养具有创新精神的应用型物联网安全技术人才。

3.充分发挥多媒体教学优势。利用多媒体技术演示对物联网的各类攻击以及各种安全技术在物联网中的应用，将加深学生对物联网安全技术的理解，激发学生对课程的学习兴趣，培养学生的实践动手能力。

物联网安全问题的解决对物联网未来能否在各个领域大规模应用具有决定性的作用。物联网安全有区别于传统网络安全的特性，并且物联网安全问题更加复杂紧迫。探讨物联网安全人才的培养问题，对我国物联网的健康持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1]黄桂田，龚六堂，张全升.中国物联网发展报告[M].北京：社会科学文献出版社，2013.

[2]雷吉成.物联网安全技术[M].北京：电子工业出版社，2012.

[3]张海涛.物联网关键技术及系统应用[M].北京：机械工业出版社，2012.

[4]施荣华.物联网安全技术[M].北京：电子工业出版社，2013.

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关键词：多学科；物联网工程；课程体系；技术体系

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）04-0-03

0 引 言

物联网的概念由美国麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上进一步确定了物联网的定义和范围，自此在美国、欧盟、日本、韩国和中国掀起一次新的信息发展浪潮[1]。物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息时代大革命，物联网作为一项战略性新兴信息产业，越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术。

国家把物联网作为重点发展的战略性新兴产业之一，物联网的发展离不开人才的需要。从2010年起，在高校设立了物联网工程本科专业，到2015年全国共有340多所高校设立，已成为一个规模较大的本科专业[2]。物联网工程专业肩负了高层次人才的培养使命，但其高度综合交叉的专业特征决定了专业人才培养具有挑战性的特点，专业建设需要综合考虑IT技术发展、现实需求及已有基础等多个因素，以建立清晰的预期目标。但是各个学校设立专业的学科来源和基础各不相同，有电子科学与技术的，有通信工程的，有计算机科学与技术等，同时也说明物联网自身的学科体系还没建立起来。

一般地，任何新出现的专业学科都离不开相关成熟学科的支撑，通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科[3]。作为学科交叉极强的物联网工程新兴专业，如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要课题[4]。因此，本文从物联网产业与技术体系的构成进行剖析，结合本校实际情况，分析其学科交叉内涵，从中抽取相应的支撑课程构建物联网工程专业的课程体系，为制定符合规范的培养计划奠定基础。

1 物联网产业与技术体系剖析

物联网是近几年出现的信息产业发展战略的新兴行业，目前还没形成体系完备的行业规模，处于发展初期。但受各国战略引领和市场推动，全球物联网应用呈现加速发展态势，物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合，物联网对行业和市场所带来的冲击与影响已经广受关注。物联网行业表现出以下两个基本特征：

（1）纳入物联网行业的产业庞杂，面广量大。涉及到芯片 （传感器、RFID、无线通信模块等）、终端设备（PC机、TV、手机等）、网络设备、系统集成、软件与应用、网络服务商（移动、联通等）、运营及服务提供商等。

（2）带动物联网应用的领域多、规模大。有智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业智能制造、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事十大重点领域。

目前，国内总共有超过2 000家相关物联网公司或者研究机构成立。其中，研究机构以研究设计、示范引导应用为主业，许多省市、行业都成立了一些研究机构，一些知名企业如华为、格力电器、联想、海尔、移动、联通等也将物联网作为新的增长点。国外主要集中在美、欧、日、韩等少数国家，IBM、英特尔、西门子、霍尼韦尔等大牌公司也在进军物联网产业。企业对从事物联网人才的要求主要有重点发展物联网技术，从事物联网相关产品的研发、设计和制造；大力培育物联网产业，在传统产业中通过物联网技术促进产品智能化水平，提高产品的市场竞争力；在新兴信息产业中，创新开发适应物联网市场需求的智能化产品，开拓新产品；全力推广物联网应用，在一些应用领域推动物联网技术的融合，带动物联网技术的应用，提高智慧化水平；努力搭建物联网平台，在网络平台嵌入物联网服务功能，拓展新业务。

由于物联网工程专业是新建立的，所以其知识结构和课程的学科体系还没有独立建立起来。但从技术和产业角度来看，其技术体系结构已经基本确定下来，物联网系统的构成很长，其体系构架大致可分为感知层、网络层、应用层三个层面，每个层面又涉及诸多细分领域[5]，图1所示为物联网技术的体系构架示意图。

感知层的功能主要是识别与获取信息，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别。包括传统的无线传感器网络、全球定位系统、射频识别、条码识读器等。这一层主要涉及两大类关键技术：传感技术和标识技术。传感器网络的感知主要通过各种类型的传感器对物体的物质属性（如温度、湿度、压力等）、环境状态、行为态势等信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别，它可用于环境监测、远程医疗、智能家居等领域。标识技术通过给每个物体分配一个唯一的识别编码，实现物联网中任何物体的互联。感知层的主要技术方向为新型传感器及其感知节点的研发技术。实现感知节点中的感知单元、处理单元、传输单元和电源单元的高度集成、高度智能，结合节点节能技术，数据融合技术，开发新结构、新原理、新工艺的传感器技术。

网络层主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的传送和处理。从具体实现的角度，本层由下而上又分为接入网、核心网和业务网三层。

（1）接入网：主要完成各类设备的网络接入，强调各类接入方式，比如现有的蜂窝移动通信网、无线局域/城域网、卫星通信网、各类有线网络等。

（2）核心网：主要完成信息的远距离传输，目前依靠现有的互联网、电信网或电视网。随着三网融合的推进，核心网将朝全IP网络发展。

（3）业务网：是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分。

网络层的主要技术方向是感知节点组网与协同处理技术，多应用监测区域下的感知节点通信与组网技术，异构网融合技术，网络管理与安全技术。

应用层主要利用经过分析处理的感知数据，将物联网技术与个人、家庭和行业信息化需求相结合，可向用户提供丰富的服务内容，大大提高生产和生活的智能化程度，应用前景十分广阔。其应用可分为监控型（物流监控、污染监控、灾害监控）、查询型（智能检索、远程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路灯控制、远程医疗、绿色农业）、扫描型（手机钱包、ETC）等。应用层的主要技术方向是服务用户的应用软件及系统集成技术。满足用户的操作系统技术，存储和处理大数据的数据库技术、数据挖掘技术，适应物联网数据处理与使用的中间件软件技术，物联网系统设计与实现技术等。

由此可知，广义传感器在监测区域获取和采集各种信息后转化为数据形式，通过数据传输协议构成了从感知层、网络层到应用层的“数据流”。与物联网三层技术结构对应的知识结构支撑学科分别是电子信息类（电子科学与技术、仪器科学与技术等）、通信类（通信工程等）和计算机类（计算机科学与技术、软件工程、网络工程等）。因此，在制定物联网工程专业的人才培养计划时，需要考虑以下两个问题：

（1）物联网工程专业尚未建立起自身的学科体系，需要在多学科支撑下，逐步从各学科体系中收取相关内容，在工程实践中不断融合，才可形成自身的学科体系。因此制定计划时，需要从电子信息类、通信类和计算机类三大学科中提取与物联网直接相关的内容，确定主干和核心课程；

（2）物联网技术涉及的知识链较长、内容繁多，在大学4年中，很难做到“面面俱到、样样学到”。同时，如果所有物联网知识点都涉及的话，也会出现“样样了解样样松”的问题，无法做到“扎实掌握”的目的。而且在现代企业实际工作中，都是团队合作的模式，也不需要样样松的“全才式”毕业生。所以制定计划时，各校可以依据各自的基础，选择一部分课程，达到掌握程度；另一部分课程，达到了解程度即可。

从物联网产业群可知，其产业不仅长，而且庞大，将是下一个万亿级规模的产业。与之对应的人才能力要求也会因企业不同而各有不同，而且4年的大学教育也难以覆盖其全部内涵。因此，在物联网产业中，不同的岗位对毕业生的要求不同。

各学校应结合各自的条件和基础，制定出具有自身特色和自我优势的培养计划，以培养工程师工程设计和技术开发的能力为出发点，构筑工程师必备的知识体系、能力结构，重点加强工程技术等工程科学基础课程、信息大类专业基础课程、物联网专业技术课程群等工程应用类课程。实现相同专业的错位培养，满足物联网产业对各类人才的需求。

2 相关学科对物联网知识构建的支撑作用

虽然物联网工程专业是新出现的电子信息领域专业，可以认为是一个数据流过程，但本专业也是在其相关学科的技术积累集成而形成的。在物联网产生和发展的过程中，与之密切相关的支撑学科主要有仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术，从中抽取与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层。

从仪器科学与技术学科抽取“电子技术”、“微机原理”、“信号与系统”、“测控电路”、“传感技术”、“计算机控制技术与系统”、“数字信号分析与处理”、“误差理论与数据处理”等课程的部分内容，提供智能感知和控制仪器的知识和能力，解决物联网数据“测的准”的问题。从信息与通信工程学科抽取 “通信电子线路”、“通信原理”、“计算机通信网络”等课程的部分内容，提供数据接入、传输和下载的主干网（如互联网）的知识和能力，解决物联网数据“传的远”的问题。从计算机科学与技术学科抽取“计算机C语言”、“数据结构”、“计算机组成原理”、“软件工程”、“操作系统”、“算法设计与分析”、“Java语言”、“Linux系统应用”、“数据库技术与应用”等课程的部分内容，提供数据应用软硬件平台与数据算法的知识和能力，解决物联网数据“用的好”的问题。

由上述分析可知，3个支撑学科在构成物联网的三层技术结构的知识内容时，各层之间的关联性知识点还没有考虑进去，难以集成在一起。因此，必须结合与物联网有关的当今新出现的先进技术，在感知层与网络层之间构建无线通信、区域组网、融合、网关协议等知识，在网络层与应用层之间构建异构网络互联、数据挖掘、移动操作系统、物联网系统设计、应用管理等知识。

3 对课程体系构建的思考

综上所述，物联网工程专业的课程体系与产业对物联网技术的需求、三层物联网技术架构及支撑学科的作用是一致的。那么，如何解决在四年的大学本科教育活动中，既要让学生掌握专业知识，又让其知识体系符合认证标准呢？本文认为需要从以下两点考虑：

（1）物联网的最终目标是应用数据来提高社会的智慧信息化水平。因此可以认为，在物联网三层技术体系中，感知层技术是数据提供者，是专业建设的基础；应用层技术是数据的应用者，是专业建设的引领和推动者；这两层是专业建设的重点。

（2）网络层技术是数据通信的传输通道，可以认为网络层在专业建设中起桥梁作用，特别是核心网络中通信设备专用的、协议软件固化好的，因此网络层的知识了解即可。

综上所述，该学科应重点掌握物联网数据流中的数据采集与控制、数据的区域（短距离）传输与通信、数据的接入与异构互联、数据的存储与建仓、数据的计算、挖掘与应用等知识，基本掌握数据的公用网络传输、通信与管理知识等。所以，专业合理的定位为哑铃式线性课程结构，即重点掌握物联网两端的感知层和应用层知识，基本了解中段的网络层知识。图2所示为本文构建的课程体系。

从图2可见，该课程体系涵盖了物联网知识点，做到了与仪器科学与技术、信息与通信工程两大支撑学科的紧密融合，与计算机科学与技术支撑学科的深度交叉，突出了物联网“数据测量的准确”、“数据传送的遥远”、“数据应用”的专业能力和工程素养。

4 结 语

本文剖析了物联网产业对技术的要求，探讨了其体系构架的感知层、网络层、应用层三个层面的技术内容。分析了与物联网工程密切相关的仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术的支撑学科作用，从中与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层，为构建规范培养计划的课程体系奠定基础。

参考文献

[1]Kevin Ashton.That ‘Internet of Things’ hing In the real world， things matter more than ideas[J].RFID Journal， 2009（6）.

[2]张敬伟，张青，张会兵，等.物联网工程专业建设和人才培养模式探索[J].中国电力教育，2014（32）：111-112.

[3]马廷奇.高等教育如何适应新常态[J].高等教育研究，2015，3（36）：6-10.