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物联网工程导论精选(九篇)

物联网工程导论

第1篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网;导论;层次结构;教学内容

作者简介:吴治海(1981-),男,安徽亳州人,江南大学物联网工程学院,副教授。(江苏 无锡 214122)

基金项目:本文系江南大学本科教育教学改革研究项目“物联网新专业实验实践性环节设置策略研究”(项目编号:JGB2011057)、“物联网新专业人才培养与产业结合模式研究”(项目编号:JGB2011053)的研究成果。

中图分类号:G642.421 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0070-02

最近几年,物联网(Internet of Things,IOT)概念的提出及其技术的飞速发展引起了世界各国的广泛关注,被称为继计算机与互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。为了能在这一技术领域占据重要位置,许多国家提出了相应的物联网发展战略。如美国的“智慧地球”、日本的“u-Japan”、韩国的“u-Korea”、欧盟的“欧盟物联网行动计划”、中国的“感知中国”等。发展物联网技术的基础与核心是培养物联网方向的专业人才,为此,国内各大高校相继开设了物联网工程专业并开始招收第一届本科生,如哈尔滨工业大学、华中科技大学、西北工业大学、北京科技大学、江南大学、南京邮电大学等。然而,物联网工程的新专业属性,决定其人才培养方案的制订、课程的设置以及教学方法的实施等,目前仍处于“摸着石头过河”的探索性阶段。但是,国内目前已开设物联网工程专业的大部分高校,都将“物联网技术导论”作为本专业的第一门课程,旨在向学生整体介绍物联网的概念、内涵、关键技术、发展现状以及主要应用等,以激发学生的学习兴趣,并使学生树立学习的信心。因此,“物联网技术导论”课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量,进而影响到中国物联网技术发展的进程。

一、物联网的概念及内在层次结构

目前,关于物联网的定义有多种,但是被大多数学者认同的一个定义为:物联网,即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息的交换与通讯,以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。使用通俗的语言,可以这样表述物联网的内涵:使用传感器获取物理对象的信息、使用网络传输信息、使用计算机处理信息、使用控制器设计反馈控制策略、利用执行器对物理对象进行控制与管理等各类操作。由此可以绘制出物联网中的信息流(如图1所示)。因此,从控制学科的角度来说,物联网是一个典型的网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)。从物联网的定义以及图1中展示的物联网中的信息流向,可以概括出物联网的层次结构:感知层、网络层、处理层与控制层(如图2所示)。其每层的功能分别为信息的获取、信息的传输、信息的处理与信息的反馈。这四层结构的划分是对传统的物联网三层结构,即感知层、网络层与应用层的进一步细分,本质上是一致的。从这四层结构的划分不难看出,物联网技术涉及信息技术领域的四大一级学科,即电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术以及控制科学与工程。因此物联网是一个多学科交叉的技术,这使得物联网的内容极为丰富。但另一方面,这种交叉性也增加了“物联网技术导论”课程的讲课难度,对教师的专业素质提出了更高的要求。因此,如何选择讲课的重点,既让学生感受到物联网技术的重要性,激发他们的学习兴趣,又使他们面对繁杂的内容而不畏惧,树立学好物联网技术的信心,具有重要的意义。

二、“物联网技术导论” 教学内容选择

目前国内已出版发行的“物联网技术导论”教材有十多本。[1-12]通过浏览这些教材的目录,不难发现物联网内容极其庞杂,主要涉及传感器技术、无线传感器网络、射频识别技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、无线单片机、嵌入式系统、云计算技术、机器学习、模式识别、数据挖掘、智能信息处理技术、物联网控制技术、物联网安全技术、物联网技术标准、物联网应用等。依据物联网的四层结构,可以将上述内容进行如下层次归类:感知层包括传感器技术、无线传感器网络与射频识别技术;网络层包括短距离无线通信技术与远程通信技术;处理层包括云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘;控制层包括物联网控制技术;物联网安全技术、物联网技术标准与物联网应用横跨物联网的四层结构。但另一方面,作为一门导论课,一般来说讲课时间会限制在20课时以内。试图在较短的时间内把上述内容完全彻底讲一遍是不现实的,因此需要选择重点内容进行讲解,目标是让学生对物联网的整体架构、关键技术有一个整体上的清晰认识。那么如何选择主要内容呢?以江南大学已经实施两年的“物联网技术导论”课程教学方案为例,结合物联网的四层结构,来分配每讲的主要内容。目前江南大学“物联网技术导论”课为16课时,除去最后一次考核占用的2课时,还有7讲14课时。下面,结合物联网的四层内在结构,详细叙述每讲的主要内容。

第一讲——绪论。介绍物联网的基本定义、内在结构、研究现状、发展动态、主要应用领域。重点讲解物联网的基本定义与内在结构,讲解时应播放一段物联网应用案例的视频,增加学生对物联网内在结构的整体认识。

第二讲——感知层技术一。介绍智能传感器技术,包括传感器技术、微控制器接口、无线单片机、嵌入式系统。重点介绍传感器工作原理、比较CC2430和CC2530功能差异、嵌入式智能传感器的一般结构、标准接口与串行接口。

第三讲——感知层技术二。介绍无线传感器网络。由于无线传感器网络具备了一个简单的物联网系统的架构,对本讲内容的讲解可以大大提高学生对物联网内在结构的认识。主要讲授无线传感器网络的定义、体系结构、特征、协议栈结构、主要支撑技术,如定位技术、时间同步、数据融合、安全技术等。可以结合无线传感器网络在智能农业当中的应用来讲解本部分内容。

第四讲——感知层技术三。介绍射频识别技术。由于射频识别技术也具备了一个简单的物联网系统的架构,所以对本章内容的讲解可以进一步增强学生对物联网内在结构的认识。主要讲解射频识别的组成、分类、工作原理、技术标准、与传统自动识别技术的区别以及安全问题。可以结合射频识别技术在门禁系统当中的应用来讲解本部分内容。

第五讲——网络层技术。介绍短距离无线通信技术和远程通信技术。重点介绍Zigbee技术、WiFi技术、蓝牙技术、超宽带技术和3G无线远程通信技术,简单介绍多路访问技术和多路复用技术。应结合具体的应用来讲解Zigbee技术、WiFi技术和蓝牙技术。

第六讲——处理层技术。主要介绍云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘。重点介绍它们的含义、基本结构和主要方法。在介绍基本结构时应画出结构方图,使其技术原理清晰明了。

第七讲——控制层技术。重点介绍控制的思想,即反馈。可以结合具体的例子来讲解,如倒立摆的控制,让学生主观感受反馈的作用,但要避免复杂的数学公式。也可以适当介绍控制学科的前言问题,如网络化控制系统与多智能体系统,让学生深刻感受到控制技术在物联网技术当中的地位。

以上七讲基本包含了物联网技术的主要内容。通过这七讲的学习,学生基本上对物联网架构和关键技术有了一个整体上的认识。由于不同高校开设物联网工程专业的院系有所不同,教师的专业背景也有所不同。但是,确保学生正确认识物联网技术的一个基本要求是教师向学生完整地介绍物联网的四层结构。任何一层的缺失都将导致学生对物联网概念和内涵认识的不准确,影响其以后的学习效果。

三、结语

本文在阐述物联网内在层次结构的基础上,结合“物联网技术导论”课程课时短、内容多的特点,详细介绍了如何在有限的课时内分配主要的物联网技术的知识点。由于“物联网技术导论”是一门新的课程,目前还没有成熟的课程教学方案,因此,本专业的高校教师要善于结合自己的专业知识和教学经验,编写符合中国国情的“物联网技术导论”教材,探寻一条符合中国学生的“物联网技术导论”课程教学方法,进而培养出基础扎实、技术熟练的物联网专业人才,推动“感知中国”战略的进程。

参考文献:

[1]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.

[2]曾园园.物联网导论[M].北京:中国铁道出版社,2012.

[3]张凯,张雯婷.物联网导论[M].北京:清华大学版社,2012.

[4]张翼英,杨巨成,李晓卉.物联网导论[M].北京:中国水利水电出版社,2012.

[5]张飞舟.物联网技术导论[M].北京:电子工业出版社,2010.

[6]王汝传,孙力娟.物联网技术导论[M].北京:清华大学出版社,

2011.

[7]桂小林.物联网技术导论[M].北京:清华大学出版社,2012.

[8]黄东军.物联网技术导论[M].北京:电子工业出版社,2012.

[9]王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.

[10]吴功宜,吴英.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,

2012.

[11]暴建民.物联网技术与应用导论[M].北京:人民邮电出版社,

第2篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网工程;TCP/IP协议;教学模式;应用驱动

近年来,物联网(Intemet of Things)受到国内外工业界和教育界的重点关注。物联网的概念由美国麻省理工学院于1999年提出,主要通过射频识别(RFID)技术、无线传感器、激光扫描仪、全球定位系统等信息传输设备,按照无线传输协议,将物品连接到互联网进行信息传输,从而实现“物物相连”的应用目标。与传统互联网不同,物联网更强调全面感知,即通过RFID、无线传感器等感知体采集信息,同时通过无线网络进行可靠传输,智能处理捕获的信息,真正实现物与物的沟通。物联网被认为是继计算机、互联网、移动通信之后的新一代信息产业化浪潮,深刻影响着人们的生活、工作方式,目前已在智能家居、环境监测、工业监控等领域成功应用。

在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,物联网工程相关专业建设是信息技术与社会需求发展的必然要求,同时为计算机教育和计算机应用型人才培养提供了新的方向。该专业旨在培养能系统掌握物联网相关理论和技能,具备通信、网络、传感技术等专业知识的高级工程技术人才。截止到2012年秋,全国经教育部批准开设物联网工程专业的本科院校有135所。目前,物联网工程相关专业的课程设置、培养模式、实验配置、教材建设等内容尚处于探索和完善阶段,同时,物联网技术领域需要的从业人员数量急剧上升。

由于在技术特点方面,物联网是互联网、无线网络、嵌入式软件、传感器技术的集成和整合,重点涉及高频技术和通信协议栈等核心技术,对从业人员的知识储备和实践能力要求较高。但目前,国内相关专业多专注于单项技术的培育,对上述多种技术的聚合存在较大欠缺,需要根据物联网技术的特点,对其课程内容进行升级和扩容。

TCP/IP协议分析是计算机网络、通信相关专业的专业课,也是物联网工程专业的核心课程之一。作为计算机网络原理的后续课程,该课程侧重于讲述TCP/IP协议族的基本原理和核心技术,使学生对网络互连的原理有更深刻的认识。对于物联网,核心技术已由传统的互联网转向无线网络和无线通信,如zigBee无线网络协议和IPv6协议。因此,对于物联网工程专业,TCP/IP协议分析不仅要讲述经典TCP/IP协议,更要侧重物联网环境下的无线网络协议。显然,要对TCP/IP协议分析的教学模式进行改革,使其满足物联网工程专业的培养需要。

1、教学现状分析

TCPflP协议分析的主体是对TCP/IP协议族中各层协议的详细介绍,增强学生对TCP/IP协议复杂机理的直观理解。根据作者实践教学总结,目前该课程存在如下问题。

1.1 授课内容偏重理论,与先期课程重叠过多

TCP/IP协议分析的核心是TCP/IP 4层模型及相关通信方式、时序等规则,一定程度上与计算机网络原理课程重复,单纯的理论阐述会导致学生失去兴趣。此外,抽象讲解各种协议的实现细节容易重复,如每个协议的组成部分几乎一致,简单重复很容易使学生感觉枯燥。

1.2 教学内容单一,缺少源代码分析

通过分析TCP/IP的源代码,有助于观察协议实现细节,深化对协议的理解,提高网络编程与内核开发技能,使学生具备根据需求修改协议栈的基本能力。然而,在实践教学中我们发现,绝大多数TCP/IP协议分析教材集中于对协议的抽象分解,如采用示意图的方式描述帧的封装过程,在实验教学中多采用数据包捕获软件分析协议的运行机理。这样无法使学生真正理解网络协议,将实际网络协议的修改和应用与源码的实现细节进行有效结合,造成理论与实践应用脱节。以帧的封装为例,Linux下数据包的统一数据结构为“struct sk_buff”,所谓的封装和解封是该结构体中头尾2个指针的移动,这个机制简单,但充满了技巧,如果不阅读源代码,理论和应用之间始终存在隔阂。对于已经引入Linux TCP/IP协议栈源代码的教师来说,如何有效组织上万行的协议栈源代码是重要问题。在教学中抽取出具有代表性的代码段,需要根据不同学生的基础条件反复凝练,还要兼顾学生的学习热情,激发自主学习意识。

1.3 几乎不涉及无线网络理论的讲授

现行教材几乎全部以经典IPv4为授课内容,部分教材扩展到IPv6,对网络层以下涉及甚少,基本默认以IEEE 802,3标准(以太网)为例阐述。而在近些年的实际应用中,无线网越来越成为业界的技术亮点,各种成熟的网络产品纷纷延伸至无线网平台。无线网标准主要以IEEE 802.11和802.15为代表,在实现细节以及协议规则方面与以太网有较大差别,为提高传输效率,在网络层和传输层需要有相应的改变。通用的IP和TCP协议显得过于冗余且针对性不强,无法应对无线网高容量、短延时、低速率的应用需求。这就决定了现有教学内容无法直接应用于物联网工程专业。同时,现有的绝大多数实验组网设备不适宜无线网络架构,因此,无法提供这方面的实验平台。此外,无论是经典的LinuxTCP/IP代码分析,还是无线网络协议的理论学习,均缺乏相应的操作性强的实验指导教材,这也不利于学生的学习和理解。

2、教学模式改革

依照物联网工程专业的培养目标,TCP/IP协议分析课程改革遵循“应用为先导、工程为特色、实践能力为培养重点”的教学理念,按照如下思路进行实践。

2,1 应用驱动型的启发式教学模式

根据物联网的应用特点,明确“TCP/IP协议分析”课程以应用为驱动,促进学生从应用的角度学习。教师有意识地根据物联网不同的技术需求,引导学生对经典的TCP/IP协议知识进行重构,从而培养富有探索精神的思维模式和创新精神。

在具体教学中,以Linux协议栈代码分析为主,TCP/IP协议的大多数原理在先导课程“计算机网络原理”中已经教过,所以课堂教学一半时间讲述理论细节,其余时间辅以代码分析。例如,Linux平台下“struct sk buff”作为数据包的统一结构体,涵盖了经典协议栈里的诸多选项,此时,我们除了引导学生对代码进行分析外,还应启发学生思考如何删减和添加哪些选项,才能保证实现无线网络高容量、短延时等应用要求。然后以ZigBee协议为代表,抽选出该协议下的帧结构以及相应的实现代码,并以此展开ZigBee协议的若干细节,比如NPDU中载荷选项的构成、序列信息的作用以及半径域选项的意义。通过对比学习,学生们可以轻松地过渡到物联网技术氛围。又如,Linux平台下传输层的主要实现函数为“tcp v4 do rcv( )”,主要工作是遍历后备队列链表,将合适的数据包添加至完成队列,并作校验。教师除了带领学生对此函数进行详细分析外,还要指出zigBee协议中传输层功能很小,甚至已经合并到网络层,引导学生思考原因,以及哪些功能可以保留,哪些是冗余,并对比经典TCP协议的滑动窗口机制,分析物联网应用环境下应如何实现拥塞控制。再如,在经典TCP/IP协议中,路由是IP层的核心功能,常用的路由协议如OSPF、RIP等多考虑广域网的情况,但在物联网应用中,这些协议显然都不适合。此时我们引导学生思考,如何通过在路由选择格式、地址转换计算、算法的实时性、安全性等方面的调整,以指定适宜短距离无线通信的路由选择协议。尽管一两节课的时间不足以将改进的细节讨论完善,但通过这样的学习,使学生既达到了掌握经典TCP/IP协议理论的目的,也明白了物联网与常用网络协议的异同,为课下自学以及后续课程的学习打下良好的基础。

2.2 理论与工程产品相结合的教学方法

TCP/IP协议内容庞杂,涵盖面广,协议细节繁琐,根据教学实践,如果直接照本宣科,学生容易厌倦,教学效果不好。对于物联网工程专业的学生,我们在授课时加入了大量的无线网络理论,加大IPv6讲授部分,这些内容在“计算机网络原理”课程中一笔带过,实践中学生的反响非常强烈,听课兴趣明显增加。例如在网络层的授课内容中,我们加入了配置无线网网关的内容,首先从实际无线路由的网关配置演示,扩展到zigBee无线网关协议转换的实现,并给出了无线网关射频部分(物理层)接收到数据报文后进行有效载荷等选项的格式转换细节,直到最终交由802.3以太网网卡处理。数据最终还是返回到熟悉的以太网,但学生对无线网关的数据传输原理有了更深入的理解。

此外,我们在教学中增加了物联网相关工具箱的应用。目前主要使用ZigBee工具箱做教学对象。由于现在主流ZigBee工具箱体积小、便于携带,且都具备在线调试功能,因此很容易在课堂进行变量观察,对上述新添加的无线网的理论进行实时验证。同时,工具箱大多配备图形、汉字LCD显示器和各类语音接口,便于学生直观感受。此外,zigBee工具箱大多开放源代码,理论授课完全可以伴随代码分析。理论讲授、工具箱验证、代码分析构成了我们教学方法的“三重奏”。

2.3 仿真软件与编程实践相结合的教学手段

由于物联网系统需要配备多个传感器、无线网关和终端,设备成本较高,因此可采用以仿真软件为主的教学手段。目前我们主要采用NS2软件,可以方便地设定各类通信环境和不同的区域网络类型,构建虚拟的无线与有线耦合的通信网络模型,可以观察不同协议的运作流程。例如,我们采用NS2仿真zigBee协议体系中树形路由的分布式地址分配方式,构造了不同类型的无线网络节点接入方式,并可以得到直观的性能分析定量数据。基础实验以数据包捕获软件为主,这类软件有助于学生直观地了解协议实现细节,不用在开始就纠缠具体的代码。目前我们实验主要采用的是锐捷公司的协议分析器,界面简单直观,所支持的协议类型全面。此外,我们推荐学生在课余学习中使用Sniffer软件,这也是一款轻量级的捕获软件,便于安装在学生电脑中。

显然,单纯的捕获并分析数据包只能从宏观角度理解网络协议的原理,如想与物联网的应用性接轨,则应在实验教学中适当引入网络编程。这里的网络编程并不是指内核(协议栈)开发,而是指从应用层编程人手模拟部分协议。由于Linux内核编程的基础知识要求较多,而LinuxSocket编程易学易用,因此我们在教学中引入后者作为实验技术。例如,讲完ICMP协议后,我们会在课堂上讲授基于Linux c的ping程序的主干代码,然后在实验中根据无线网关和无线地址分配的机理,要求学生进行相应的修改。又如,讲完TCP的ACK、RST、SYN等报文格式后,我们利用Linux c编写端口扫描程序,并指导学生进行调试。引入Linux c网络编程的直接好处是,学生不再认为TCP8P协议分析是纯理论,产生了浓厚的学习兴趣,同时Linux c编程能力也得到了很好的锻炼。

3、结语

目前,物联网工程专业的课程建设尚处于起步和摸索阶段。对于该专业的每门课程都要以物联网本身的技术特点和应用需求作为导向,进行教学模式调整,这样才有助于实现该专业的培养目标。作为该专业的核心课程,TCPhP协议分析在今后的教学中不仅要完成经典网络协议原理的讲授,更要考虑无线网络的特殊需求以及对学生实践能力的培养。

参考文献:

[1]冯翔,姜鑫,昊永和,物联网教育应用的标准建设研究[J],华东师范大学学报;自然科学版,2012(2):42-51。

第3篇:物联网工程导论范文

[关键词]物联网 就业导向 人才培养方案

[作者简介]蒋琴雅(1966- ),女,江苏常州人,南京邮电大学学生工作处就业指导中心副主任,副研究员,硕士,研究方向为大学生就业与创业。(江苏 南京 210003)

[基金项目]本文系2008年江苏省教育科学“十一五”规划重点资助课题“理工科大学生就业与创业教育研究”、2010年江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目“以就业为导向的物联网专业人才培养研究”(项目编号:2010SJB880026)、2011年南京邮电大学思想政治教育校级规划项目“物联网对大学生思想行为影响的调查研究”(项目编号:XC211021)的阶段性研究成果。

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)08-0103-02

一、研究背景

1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网概念,自此物联网概念正式进入人们的视野。物联网的英文名是 Internet of Things,也称为Web of Things,是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。2009年8月同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时,对物联网应用提出了一些看法和要求,自提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一并写入“政府工作报告”,物联网受到了中国全社会极大的关注。每个产业的发展都离不开人才的培养。当今物联网时代,对物联网人才的培养势在必行。物联网与互联网、传感网有着重要的联系,互联网和传感网的人才培养早已开始,但物联网的人才培养还处在初始阶段,因此我国更应该加快物联网专业人才的培养。

二、物联网人才培养的现状

2010年2月25日,《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》指出:当前国家决定大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业。为了加大战略性新兴产业人才培养的力度,支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴产业相关专业的人才,满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求,经研究,决定在2010年4月前完成一次战略性新兴产业相关专业的申报和审批工作。战略性新兴产业涉及的领域包括:(1)新能源产业。(2)信息网络产业。如传感网、物联网技术。(3)新材料产业。(4)农业和医药产业。(5)空间、海洋和地球探索与资源开发利用。可见,教育部已经认识到物联网人才培养的重要性,并希望各高校能够增设物联网相关专业,为物联网产业的发展提供优秀的专业人才。各高校积极申报,教育部快速反应,在《教育部关于公布同意设置的高等学校新兴产业相关本科新专业名单的通知》中获得批准的物联网工程专业30所、物联网技术专业5所、智能电网信息工程专业2所。2011年,在《教育部关于公布2010年高等学校专业设置备案或审批结果的通知》中,新增批准的物联网工程专业25所。尽管高校开办物联网相关专业的热情高涨,但有一个现实不容回避,即目前许多高校的物联网学科课程未形成体系,实训建设标准等相关问题有待进一步规范。面对这一现状,高校需要及时跟踪物联网可能发展的就业空间,找准物联网行业企业动向,以就业为导向制订物联网专业人才培养方案。

三、以就业为导向的物联网专业人才需求分析

1.物联网人才需求及就业岗位分析。物联网行业需要多种技术人才,根据物联网的四层架构,可对应为四类技术人才。电子设备开发人员和传感器设计与制造人员;移动通信和计算机网络人员;软件设计人员,特别是网络服务人员;嵌入式软件设计与开发人员。根据物联网人才需求分析,物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能,有较强的物联网应用系统操作能力、一定的系统设计和开发能力,能从事物联网硬件系统安装与调试、物联网系统管理及嵌入式软件开发的高技术应用型专业人才。根据对物联网企业的调研,其面向的职业岗位主要有感知设备设计与安装、系统集成与调试、嵌入式软件设计、物联网管理与应用。

2.物联网专业培养方向和能力需求分析。物联网专业是一个综合性学科,涉及电子技术、计算机技术和软件技术等相关专业,所以人才培养可根据不同的岗位目标分为四个方向,即感知设备设计与安装方向、传输与网络方向、嵌入式应用软件方向和物联网管理方向。四个培养方向对学生的能力要求有所不同。物联网专业学生应掌握物联网系统基本理论,具备构建、调试、运行和管理物联网专业应用系统的能力,具备开发物联网终端软件的基本能力,具备物联网应用系统故障排除能力,了解物联网技术发展动态等。

四、物联网专业人才培养方案研究

1.课程设置。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整。本文根据物联网的四个方向,结合目前物联网产业设计的四大核心学科——微电子、无线传感、通信传输、计算机及其网络,以网络工程、物联网工程两个专业方向来讨论物联网专业人才培养方案和核心课程,重点是课程设置。

一是网络工程。人才培养目标:培养适应信息产业发展需要,在德、智、体、美诸方面全面发展,基础扎实、知识面宽、实践能力强,具有创新精神、较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,拥有扎实的通信技术、通信系统、网络工程和网络管理等方面的基础理论和系统专业知识,能在物联网与传感网技术等相关领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等工作的高级专业技术人才。专业核心课程:网络技术概论、离散数学、数据结构与算法、计算机组成原理、信息与系统、通信原理、操作系统、数据库系统原理、编译原理、计算机网络、网络安全技术、IP网络技术及应用、网络编程技术、网络工程基础实验等。 专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养的网络工程专业技术人才应满足企事业单位需求,着重网络与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。

二是物联网工程。人才培养目标:培养适应国家战略性新兴产业发展需要,德、智、体、美全面发展,基础扎实,创新意识和实践能力强,具有较高的思想道德和良好的科学文化素质以及敬业精神和社会责任感,拥有扎实的物联网基础理论知识和专业技术方法,能在信息网络等领域从事科学研究、教学、应用开发、产品设计等方面工作的高级跨专业型人才。专业核心课程:高级语言程序设计、电工电子技术基础、数字电路与逻辑设计、物联网架构和技术、数据结构与算法、计算机组成原理、通信原理、操作系统原理、数据库系统原理、计算机网络、嵌入式系统原理与应用、物联网感知技术及其应用、无线传感器网络、物联网安全技术、软件工程、通信软件设计基础等。专业方向:面向信息网络国家战略性新兴产业培养满足企事业单位需求的物联网工程的专业技术人才,着重在物联网产品与应用系统研发、运营支撑以及技术创新能力的培养。

2.实践体系。以“智慧校园”为背景,搭建集传感层、网络层、应用层的综合应用系统,以智能家居、智能安防、智能门禁、智能教学、广域信息等为应用背景的综合系统,坚持开放性和应用为导向的原则,以实训的形式培养学生的创新能力为主要目的,见下图。

3.师资建设。首先,物联网是一个多学科领域,除计算机学科外,还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的讲师,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训共建,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。其次,整合现有人才资源,将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现软件资源共享。最后,走出去进修或请进来培训,对于有些未开设过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或聘请教师对校内教师进行培训,以提高师资水平。

4.校企合作。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,物联网技术领域需要的人才每年都在百万人的量级。物联网高技能人才将作为商家和企业的宝贵财富,在促进企业提高效益、实现科技成果转化和增强企业经济技术实力方面具有不可替代的重要作用。校企合作是培养物联网人才的途径。对学校而言,要选择管理比较规范、经济效益比较好的企业作为校外实习教学的合作伙伴,并成立实习小组,由学校确定组长,负责学生上班和业余时间的管理,确保实习正常进行;同时聘请企业领导或专家听课,对教师所教、学生所学、企业所用三者是否对接进行评估,及时发现和纠正问题,学生实习前,学校、企业、学生三方面要签订相关协议。对企业而言,可以挑选人才,降低用人方面的成本和风险。当前校企合作的模式有四种:学校引进企业模式,实践和教学相结合、工学交替模式,校企互动式模式,“订单”式合作模式。其中,“订单”式合作模式使学生入学就有工作,毕业即就业,实现了招生与招工同步、教学与生产同步、实习与就业联体,突出了职业技能培训的灵活性和开放性,培养的学生适应性强,就业率高。

5.学术交流。高校教学和课程相对独立和封闭,缺乏全国范围内教与学沟通的平台,阻碍了新学科的发展。物联网专业应本着开放性的态度,建立教学交流的开放平台,便于学生、教师、专家、学者进行交流。交流的具体功能如下:教学交流,教师可讨论、交流、共享,促进课程的标准化、完善化,形成精品课程;学生学习交流,可按不同的知识点分版块、课程交流和学生项目交流;以学科竞赛促进交流;业界厂家新技术交流、人才需求;标准课程的再推广,包括师资培训、社会人才培训和高校课程的再植入。

物联网作为一个战略性新兴产业,涉及领域很广,不仅需要学校培养人才,也需要社会帮助培育。高校作为培养高素质人才的主要场所,应结合实际,以就业为导向,为未来庞大的物联网产业输送人才,为我国物联网产业的发展贡献力量。

[参考文献]

[1]冯高峰,魏楠,原佩剑.高职物联网技术专业人才培养模式探讨[J].电脑知识与技术,2012(5).

第4篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网专业;网络安全;课程建设

作者简介:姚健(1974-),男,安徽合肥人,江南大学物联网工程学院,讲师,江南大学物联网工程学院博士研究生。(江苏 无锡

214122)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0107-02

随着计算机技术、网络通信技术等信息技术的迅猛发展,物联网时代来临了。物联网是指物品通过各种信息传感设备如射频识别、红外感应器、全球定位系统及激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[1]目前世界先进国家都对物联网技术发展高度重视。美国把物联网确立为新一轮国际竞争优势的关键战略。在我国,从2009年到现在,总理多次明确指出物联网发展的重要性和紧迫性。

然而,物联网技术的快速、健康和可持续发展离不开物联网人才的培养。因此结合我国当前社会、经济和物联网发展现状,制定符合中国国情的物联网人才培养战略是当务之急。2011年3月,教育部正式公布了战略性新兴产业相关本科新增专业名单。此次全国高校新设本科专业140个,有30所高校均增设了物联网工程专业。这些专业自2011年开始招生。鉴于物联网是一门集计算机、电子信息、通信、自动化等多学科的交叉新兴学科,很多工科类大学新建立的物联网工程专业都是从现有专业中抽调教师,除了根据专业特点安排一些新课程以外,很多课程都是交叉学科的课程,比如反映物联网安全的信息安全专业的“网络安全”课程。本文就如何上好物联网工程专业中的“网络安全”课程做一些探讨和研究。

物联网可以说是把“双刃剑”,安全可靠的物联网可以帮助人们改变生产生活方式,大幅度提高人们生产生活的效率,反之,如果因为安全问题造成局部或全局系统的瘫痪,也会极大影响人们的正常生产生活。所以,安全问题是物联网中的一个重要问题。“网络安全”课程就是针对物联网中与各种通信网络有关的安全问题所设的一门课程。

“网络安全”课程讲授的是网络安全最基础的原理、技术及方法,知识更新快,交叉学科多,知识面广,难以掌握。这些特点要求“网络安全”课程课时较长,理论教学与动手实践并重,教师的教学手段多样,学生的动手能力较强。

一、树立正确的教学指导思想

“网络安全”作为信息安全专业的一门综合性课程,其前导专业课程较多,涉及的技术、知识面较广,部分内容晦涩难懂,学生普遍反映学习、掌握的难度较大。而物联网工程专业也是一个多学科交叉的专业,学生如果想要达到本专业的培养目标,需要在有限的时间里学量课程。所以,物联网工程专业的“网络安全”课程安排的学时数不可能达到信息安全专业中的水平。另外,物联网的网络是互联网的延展,这也增加了新的学习内容。如何在有限的教学学时内,不但把基本理论、基本知识讲深讲透并且能让学生同时掌握一定的动手能力是任课教师的一项艰巨任务。[2]

要想让物联网工程专业的学生学好“网络安全”课程,首先要树立正确的教学指导思想。

1.理论教学与实践教学并重

这是由“网络安全”课程的特点决定的。“网络安全”课程的理论教学涵盖了网络安全体系结构、网络安全技术和网络安全工程三大部分。

(1)网络安全体系结构描述网络信息体系结构在满足安全需求方面各基本元素之间的关系,反映信息系统安全需求和网络体系结构的共性,并由此派生了相应的网络安全协议、技术和标准。[3]这一部分内容相对枯燥,却是本门课程的基础。可以通过一些软件演示来改善学习效果,比如可以通过sniffer软件来实时演示如何抓包并分析包的协议字段。这些包都是平时学生上网时常见的,由此可以提高学生的学习兴趣。

(2)单一的网络安全技术和网络安全产品不能解决网络安全的全部问题。应综合运用各种网络安全技术,包括防火墙、VPN、IPSec、黑客技术、漏洞扫描、入侵检测、恶意代码和病毒的防治、系统平台安全及应用安全。[3]这是“网络安全”所教授的主要内容,既有基本理论需要掌握,也需要大量的实践来保证教学效果。由于学时有限,可以采用课堂讲授基本理论,课下根据学生的兴趣另外安排实践的方式。

(3)对网络安全进行的综合处理,要从体系结构的角度,用系统工程的方法,贯穿网络安全设计、开放、部署、运行、管理和评估的全过程。[3]这一部分也是既有理论也有实践,但实践的不是具体的技术。需要学生对(1)、(2)部分的掌握比较扎实。这部分可以结合案例来讲授,以提高吸引力。

这里要纠正一种过于偏重实践能力培养的教学倾向。“网络安全”课程有大量的实践内容,但这些实践必须建立在扎实的理论基础之上,教学过程中要纠正学生热衷做试验而忽视理论学习的不良倾向。

2.教学指导与自主学习并重

由于“网络安全”课程的内容涉及面非常广,仅仅课堂学习是远远不够的。所以在教学实践中,既需要任课教师提供及时的理论支持和技术支持,更需要学生进行高效率自主学习,包括课前预习、课后复习,并积极利用学校各种资源如图书馆、互联网、机房等,帮助理解和掌握理论知识,加强发现问题解决问题的能力。任课教师要充分利用网络的便利性,建立课程网站以及能同步或异步互动的论坛,通过与学生的互动,既可以提高学生的学习兴趣,解决课时有限的问题,同时也激励教师不断跟上新技术,改善教师理论较强而相对实践较弱的问题。

二、采用多样化的教学手段

良好的教学手段是提高教学质量的重要环节。教学过程中可以充分利用现代科技提供的各种工具,根据教学内容的不同采用与之相适应的教学方法,既继承了传统方法的优点,又能克服传统方法的缺陷。

1.现代化的教学手段

现代化的教学手段中,以计算机为基础的多媒体教学无疑是最常用的手段。可以通过播放课前制作的动画、剪辑的与安全有关的科幻电影片段等,使抽象的网络安全理论更加生动、形象,既提高了教学效率,也能对重点、难点问题进行较为透彻的讲解。

建立课程网站(含论坛)是另一个重要的教学辅助手段。课程网站包含任课教师收集的所有与课程有关的资料,格式包括文本、图形、图像、声音和视频,内容涵盖课程规划、任课教师队伍、教学课件、参考资料、习题与解答、实践等。学生可以各取所需。同时论坛提供了一种教师与学生的互动模式。

本文提出了另一种形式的互动,即建立QQ群。QQ是一种即时通信工具,提供了强大的即时通信功能,而且它有着广泛的应用基础。任课教师以课程为单位建立QQ群,所有“网络安全”课程的任课教师和学生都加入群中,大家可以通过文字、语音、视频等方式共同探讨问题,也可以在群里建立临时或长期讨论组,就某些小群体关心的问题进行讨论。学生可以利用QQ群提供的共享区共享各种资料,还可以利用远程协作功能实时、共同地完成某项任务。

2.案例辅助教学

物联网就在身边,而物联网的安全案例也随时随地可以发现;同时,“网络安全”是一门综合性课程,知识点分散、课程内容更新速度快、实践性强。通过案例教学,让学生应用所学的理论知识分析和认识网络安全事件和解决方案,以提高学生综合运用知识的能力。在教学过程中,可以有针对性选取有代表性、实效性和实战性的案例,教师和学生在案例教学中分别找准自己的定位,教师要扮演帮助者和引导者的角色,而学生要站在网络安全技术人员的角度去发现问题解决问题。教师还要对案例讨论进行总结和评价。[4]

3.成立兴趣小组

网络安全知识点分散,需要较强的实践能力。可以结合学院发起的“大学生创新项目”,学生根据自己的兴趣点,利用所学的知识,针对某个安全问题提出解决方案并最终在指导教师的帮助下完成所申请的创新项目。既锻炼了学生的调研、自学、解决问题的能力,又可以让学生提前进入模拟工作环境,给他们今后走上工作岗位添加自信。

三、建立合理的评价体系

各种教学手段的应用极大地丰富了教学过程,同时也带来如何评价学生成绩的难题。传统“填鸭式”教学很容易给学生的表现打分,但这种打分只停留在学生死记硬背的基础上,最后考试的成绩不能真实地反映学生水平。

1.课堂提问与作业反馈的评价相结合

任课教师可以在课堂上就某个问题对学生提问,然后根据学生的回答给出相应的分数。课后作业一定程度上反映了学生学习的认真程度和对课程知识的理解程度,教师批改后也给予分数,这些分数在最终考评中都占有一定的比例。

2.理论基础与动手能力的评价相结合

这可以通过两种方案来实现。一是在课程考试时采用笔试和机试相结合的方式。笔试主要测试基础知识和理论,机试主要测试学生动手能力;二是在平时阶段性地要求学生完成一些作品,提交结果报告,并打分。期末考试仍然笔试。第一种方案强调分析问题解决问题的能力,第二种方案强调创新和综合运用的能力。任课教师在教学过程中对这两种方案既可以挑一使用,也可以混合使用。

参考文献:

[1]胡向东.物联网研究与发展综述[J].数字通信,2010,(2):19-23.

[2]张军.非计算机专业“计算机网络”教学改革实践[J].广东工业大学学报,2006,(12):103-104.

第5篇:物联网工程导论范文

正在全世界如火如荼的展开,产业规模的高速扩张背景下,必然存在着巨大的人才需求量。我院作为全国首批28所国家示范性高职院校,在依据国家对山东半岛蓝色经济区的重要部署,以及对《山东省物联网产业发展规划纲要(2011-2015年)》研究的基础上,积极就物联网极其相关产业的就业市场进行调研,于2012年开设了物联网应用技术专业。确立了物联网应用技术专业的人才培养目标:通过工学结合办学模式,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有良好道德、可持续发展能力与创新精神,掌握物联网基本知识和基本原理,具备物联网组建、管理、维护、应用,物联网设备营销与技术支持等能力,能在物联网技术及其应用的各相关领域中从事物联网专业的产品生产、技术服务、工程建设、网络管理、网络维护及方案设计的高素质、技能型专人人才。

2人才培养模式设计

2.1“行动导向、校企合作”的人才培养模式的确立为实现物联网应用技术专业的人才培养目标,我们提出了“行动导向、校企合作”的人才培养模式。以校企合作为平台,以职业能力为主线,进行行动导向的课程开发,实现专业课程的理论与实践教学一体化。培养具备良好的职业能力、专业技能、可持续学习能力和符合企业需求的物联网专业人才。课程的设置,针对学生不同的学习阶段,分别采用任务驱动、项目导向、一体化教学、生产性实训、顶岗实习等行动导向的教学模式。课程体系的构建、教学内容的选择、教学项目和学习情境的设立、师资队伍的建设、实践教学条件建设、教学评价等过程,均通过校企合作来共同完成。

2.2双师型师资队伍建设优秀的师资队伍是确保物联网专业人才培养目标实现的前提条件。由于物联网专业是一门实践性极强的应用型交叉学科,涉及计算机、电子、测控、通信等多方面的专业知识,教学团队的成员要能够分工合作,优势互补,协同进行专业建设和基于工作过程的课程设计与实施。我院物联网专业主要通过以下三种途径促进双师型师资队伍的建设:1)师资培训:根据师资实际情况,制定专业师资队伍培训计划,每年安排专业教师参加学术交流、课程研讨及各类新技术培训,学习国内外先进直叫理论和先进网络技术并应用到课程教学中。2)顶岗实践:组织教师分期分批地参加校内生产性实训锻炼、企业挂职锻炼和顶岗实践,使教师熟悉生产流程、工艺要求和车间管理制度,提高实践能力,在实践中解决理论教学中的困惑。3)人才引进:以更加开发的姿态和灵活的方式,吸引企业技术人员作为兼职教师参与到部分教学的过程中,充实兼职教师资源库的人才储备。

2.3实践教学条件建设实践课是培养学生职业技能的重要环节,而实践教学条件的建设直接关乎着实践课开展的效果。根据物联网技术行业发展和职业岗位工作的需求,以真实项目为教学情境,逐步建设与完善物联网应用技术专业校内实训基地,在我院原有电工电子实训室、传感器实训室、计算机网络实训室、单片机原理与接口技术实训室,通信技术实训室的基础上,增设RFID系统开发实训室、无线网络实训室、物联网综合应用实训室等,用以满足人才培养方案中对应课程项目的实践教学及职业能力的培养,提高学生的实际动手能力,满足就业岗位的需求。

3课程体系构建

本专业通过对物联网行业企业的需求进行调研,明确毕业生的就业岗位,确立了本专业的人才培养目标和培养规格。以校企合作为途径,会同企业专家针对岗位(群)进行职业能力分析,确立了工作任务,进行典型工作任务分析,职业能力分析,归纳出行动领域,再转换为学习领域,完成面向工作岗位的课程体系建设。

4职业实践活动设计

本专业充分利用校内生产性教学工程、校外实习基地开展“识岗、跟岗、顶岗”职业实践活动。其中识岗安排在第一、二学期,一方面由专业带头人进行专业教育,是学生了解本专业的定位、明确学习目标;另一方面聘请企业专家来校讲座,宣讲企业的组织管理模式、岗位技术要求、企业文化、用人要求等,使学生加深对企业、岗位的了解,提早进行职业发展规划。跟岗安排在第三、四、五学期,通过跟岗职业实践,使学生在工作中学习、了解企业的运作流程,理解企业文化,学习企业的管理规范,掌握物联网应用技术不同岗位的职业要求。顶岗安排在第六学期,采用顶岗的形式实现从学生到企业员工身份的转本,实现从学习到就业岗位的无缝对接。

5结束语

第6篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网;管理信息系统;实践教学;实验项目;课程设计

中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2016)13/14-0138-04

“管理信息系统”课程是一门综合性、交叉性课程。内容涉及信息技术、系统工程、管理学、行为科学等诸多学科。其中信息技术是管理信息系统设计和实施过程中的重要影响因素。物联网是信息技术发展的新浪潮和未来趋势。物联网技术将会成为管理信息系统开发的重要技术基础。李瑶、陈磊等探讨了物联网在物流管理信息系统开发中的应用。[1-4]物联网在信息系统方向相关课程的实践教学改革也得到了较多的关注,常杰提出了基于物联网的物流实训中心的构建方案[5],赵婉鹛以“智慧物流”的实验构建为实例,提出将物联网引入高效商科类实验的基本思路、方法和途径[6],赵刚探讨了面向物流工程专业的物联网实验系统的建设。[7]但以物联网技术为主题的“管理信息系统”实践在教学研究中尚不多见。在“管理信息系统”课程中如何有效融入物联网技术是一个值得探究的课题。

问题描述

当前,在管理科学与工程类专业开设的“管理信息系统”课程中,教师讲授与信息技术有关的内容存在如下问题。

1.知识点分散

“管理信息系统”课程中关于信息技术基础部分的介绍,主要包含数据库技术、网络技术、条码技术、EDI技术、RFID技术、GPS/GIS技术等。由于课程性质和课时的限制,教师在介绍上述内容时,既难以对每块技术内容进行全面深入的介绍,也缺乏对这些技术内容之间的关系的有效梳理。新的信息技术,如云计算、移动互联网、大数据、人工智能等知识大都以专题的形式介绍给学生,知识点繁杂,又缺乏一个基本的知识框架进行整合,导致所学习的知识片段不容易联接成一个整体。

2.理论和实践部分联系不够紧密

“管理信息系统”课程教学内容主要偏重于理论内容的讲授和学习,由于学生缺乏实践经验,对内容的理解不够全面,达不到应有的深度。通过学习,学生没有形成足够的信息素养和信息意识,也不具备足够的信息技能,在具体的业务领域面临问题时难以系统、高效地利用现代信息技术和先进的管理思想和管理方法构建合适的信息系统解决方案,造成院校培养的学生的能力水平与社会需求的期望值之间存在一定的差距。

研究思路

1.加强实践环节

借助现代信息技术条件和手段开展的专业实验教学,成为高校专业课程教学的重要和必要的补充,增加实验学时比例,用实验教学带动理论教学符合管理科学与工程学科中专业教学的发展趋势。[8-9]在“管理信息系统”课程教学中增加实验和实践教学环节,在实践中应用理论,用理论指导实践,使学生深刻理解专业理论知识的同时,提高其专业实践技能。

2.以物联网技术框架整合信息系统技术基础知识点

在管理信息系统的技术基础中,包含网络技术、数据库技术和程序设计语言等内容,完成数据的采集、传输、存储、处理和应用。但在传统的管理信息系统中,数据的采集环节主要由人工完成,使用者利用设备把获取的现实物理世界中的数据输入到系统中,并对数据进行处理转换成为信息支持组织中的计划、组织、领导和控制等管理职能;物联网技术融入到管理信息系统中,传感器、条码、RFID等技术自动采集数据,将会降低管理人员,特别是基层管理人员的工作强度,减少人工干预,提高数据采集的效率,也为管理人员的决策提供及时全面的信息。

开发和实施基于物联网的管理信息系统,开发人员需要了解诸如传感器、条码、网络、移动通信、数据库、数据挖掘、程序设计等诸多技术内容。

在“管理信息系统”课程的技术基础部分,教师将分散的技术知识点放入物联网技术框架中,有助于学生认识各种技术的作用及其之间的关系。物联网具有全面感知、可靠传输和智能处理等特点,物联网技术框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。[10]表1中列出了各种信息技术在物联网技术框架中的位置。

3.基于信息流程设计的物联网实验系列

为了综合利用物联网技术,笔者设计了一个信息处理流程:传感器从现实世界自动采集数据,经过上位机的处理,进入传统的信息系统工作层,管理人员通过固定或移动终端使用传感器数据完成管理工作(如图1)。

该信息流程包含信息的采集、传输、存储、处理和使用等功能。信息的采集主要通过传感器、RFID、摄像头等感知智能设备完成;信息的传输主要采用ZigBee短程无线传输技术、GPRS远程无线传输技术以及有线网络传输技术等;信息的存储主要通过使用SQL Server、Oracle、Access等数据库管理系统实现;信息的使用既可以在本地显示,如在窗体中以图表的形式呈现,也可以通过远程网络实现,如网页、短信、微博等,还可以通过数据的深度处理,产生新的信息,如产生报警信息等。

传感器数据的采集和传输在IAR环境中用编程来实现,上位机对传感器数据的处理和存储功能通过Visual Studio编程环境来实现,数据的远程应用可以在Dreamweaver环境中用编程来实现。为了完成该信息流程,笔者设计了六个单项实验,每一个实验可以完成数个信息处理环节。

4.综合课程设计项目设计

六个分项实验主要从技术的角度了解物联网在信息系统中的作用。在管理信息系统的构建和实施中,使用者不仅要考虑技术因素,更要利用信息技术解决现实业务领域中存在的问题。技术内容与具体的业务结合起来,才能提高管理人员的管理水平,为全面理解物联网技术在管理信息系统中开发、实施的作用,还需要通过课程设计环节、学生分组、协作分工,以某个业务领域为背景,综合运用管理知识、业务流程重组理论和方法以及信息技术知识选择一种信息系统开发方法,按照系统分析、系统设计和系统实施的工作阶段完成系统的开发,以解决管理业务中面临的问题。[11-12]

实验项目简介

本文设计的六个分项实验可以逐步完成从数据自动采集、数据传输和存储到使用数据的信息流程,并且涉及物联网技术框架中各部分的内容。各实验的内容、类型和课时分配如表2所示。

在六个实验中共使用了IAR、SQLSERVER、Visual 、Dreamweaver四个软件开发平台,以及串口调试助手和远程短信软件(remote SMS)两款工具软件。实验者可以通过IAR软件和串口调试助手完成传感器数据采集和传输实验;通过SQL Server完成数据库的建立和使用;通过Visual 集成开发平台使用语言开发窗体应用程序来完成对数据的存储、显示和调用,建立传感器采集模块与数据库之间的联系,并利用Remote SMS软件进行短信报警;通过Dreamweaver网站编辑软件完成动态网页设计实验。

综合课程设计示例

在单项实验的基础上,笔者通过完成一个综合型的课程设计项目,综合利用掌握的物联网技术解决现实中的某个问题;在选题上一方面提供数个备选题,另一方面也鼓励学生自行选题。下面笔者以物流领域中的仓储环境管理系统的开发为例介绍基于物联网的信息系统的开发。

1.管理业务需求分析

某仓储中心仓储环境监测的手段和监测数据处理方法存在数据处理不及时、监测手段落后、无法远程监控等问题。结合物联网技术特征,笔者对管理活动做了如下改进:及时采集传感器数据并存放到数据库中,以便进行数据的分析和处理;设置临界值,预警处理;使用短信远程获取预警信息。

2.系统目标

本系统的设计目标为分析和设计仓储环境监测系统软件及数据统计分析,从而对仓库的温度和湿度进行监控,免去耗时耗力的人工监控,使管理人员能够随时掌握仓储现场环境,以便进行合理的管理。

3.基于物联网的仓储环境监测信息系统的体系结构

系统分为上位机系统和管理平台两个子系统。上位机系统获取、保存和传输传感器数据;管理平台负责在监测服务器上接收所有上位机上传的数据,分析处理数据,并将处理的结果以不同方式展现给监测人员(如图2)。

4.系统主要实现功能

本系统利用物联网技术实现采集监测点的数据,并将数据上传至管理平台。管理平台分析处理上传的数据后,判断数据是否超标,如果超标,则进行预警或报警,同时通过短信通知监测人员,以达到对突发事件及时、有效的处理。系统主要实现功能是:①上位机实时监控监测点,接收传感器传输的数据,并将数据通过网络传输给管理平台;②管理平台具有数据存储,数据库管理和对数据进行处理的功能;③管理平台能够有效地管理和共享监测数据,使监测人员能够方便、快速地可视化各种数据信息,包括信息查询、信息修改等。

结语

本次教学实践关注物联网的技术框架,以传感器采集数据、网络传输数据和管理人员使用数据的信息流程为指引,设计了分项实验项目,并结合专业领域的业务知识进行课程设计。笔者通过引导学生掌握物联网关键技术,提高他们的信息素养,利用最新的信息技术构造信息系统解决现实中面临的管理问题。本实践在物流工程专业硕士“高级物流信息系统”教学中已实施了两届,取得了较好的教学效果,理论和实践的有效结合有助于学生把握物流系统的信息化和智能化的发展趋势,紧跟时代潮流,在科研学术活动中融入更多的物联网元素。

在教学过程中,笔者也发现了一些不足,如传感器实验平台稳定性不够,由于经费限制无法购买多套设备且无法及时升级等。随着移动互联技术的成熟与普及,教师可以使用智能手机代替实验传感器实验平台,使用4G技术或即将商用的5G技术,连接云计算平台,不仅可以在传统的Internet网络环境下使用数据库,也可以在云端进行数据存储和数据处理。新的技术方法和手段的运用将会帮助学生掌握最新的理论知识,激发他们的学习兴趣,构建其与时俱进的知识结构。

参考文献:

[1]李瑶.基于物联网的物流信息系统的设计与实现[D].吉林:吉林大学,2015.

[2]陈磊.基于物联网的物流管理信息系统优化研究[J].价格月刊,2014(08):76-79.

[3]卓志宏.基于物联网技术推进现代企业物流信息系统运作研究[J].物流技术,2013(17):438-440.

[4]王燕.基于物联网的现代企业物流信息系统的设计与应用[J].软件导刊,2012(8).

[5]常杰.基于物联网技术的高等院校物流实训中心建设研究[D].山东:山东大学,2012.

[6]赵婉鹛,李医群,章学拯.物联网相关技术与应用引入商科类实验的构想[J].实验室研究与探索,2013(06):394-397

[7]赵刚.面向物流工程专业的“物联网概论”实验系统建设探讨[J].中国电力教育,2014(08):168-169.

[8]方兴林,余萍.管理信息系统课程实验项目的构建与设计[J].实验技术与管理,2012(06):178-183.

[9]邓文华.管理信息系统课程实验与课程设计改革研究[J].教育教学论坛,2013(08):97-99.

[10]王志良,王粉花.物联网工程概论[M].北京:机械工业出版社,2011.

[11]郭宁,郑小玲.管理信息系统[M].北京:人民邮电出版社,2010.

第7篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网工程专业;项目驱动;实践教学体系

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)42-0129-02

2011年工业和信息化部制定并印发《物联网“十二五”发展规划》,要求在已具备的技术、产业和应用基础上大力发展物联网,在关键核心技术上攻坚克难,使物联网技术体系逐步完备并实现产业化。物联网产业是新兴产业,为了快速推动物联网相关技术的进步,社会急需大量具有工程实践能力的创新能力的人才。

高校是人才培养基地。2010年教育部批准设立物联网工程专业,至今,全国开办物联网工程专业的本科院校已超过200多所。物联网工程专业是一个多学科交叉型的新兴专业,集计算机信息技术、嵌入式技术、测控技术和通信技术等为一体,理论知识涉及面广,同时与工程实际又有着密不可分的关联。该专业人才培养目标要求学生既要掌握扎实的理论基础,又要具备较强的工程实践能力和工程创新能力。许多高校在物联网工程专业建设中,仍然沿用传统教学模式,重理论而轻实践,导致物联网人才的培养流于形式,无法培养出真正懂物联网、研究物联网和应用物联网的高级应用型人才。为此,必须打破原有的模式,积极研究并构建适合物联网工程专业发展的实践教学新模式。

一、实践教学体系构建原则

物联网是基于互联网,将RFID射频识别技术、红外感应技术、卫星定位技术和激光扫描识别技术等多种信息感知技术进行融合,按照统一约定的协议实现物物相连并进行信息的通信与交换,构建集智能化识别、定位、跟踪、监控和管理于一体的网络系统。

物联网工程专业作为新兴专业,主要承担着物联网系统架构和关键技术的研究与应用任务,以培养出具有一定科学研究能力,同时具有系统分析、设计、开发、应用和解决一些实际问题能力的工程应用创新型人才。

物联网工程有很强的工程应用背景,决定了物联网工程专业的实践教学也不能脱离实际的工程应用要素,因此,在实践教学体系中必须以实际工程化项目作为载体,采取项目驱动式及实施方案反推原则来构建,即按照“校外实践基地建设―实践教学师资建设―校内实践基地建设―实践教学模式建设”四个阶段来构建物联网工程专业实践教学体系,培养出具备实践能力、创新能力、岗位能力和创业能力等四大能力的物联网工程专业毕业生,才能符合市场对人才的需求。

二、实践教学体系构建方案

在构建物联网工程专业实践教学体系过程中,按照构建原则的四个阶段来完成以下建设内容:

1.校外实践基地建设。建立校外实践基地可以充分利用社会资源为学校服务,能够对校内实践教学的各个环节得以充实和完善。物联网工程专业应该重点寻找产业集聚区(产业基地)中与物联网相关的企业进行深度合作,通过校企合作方式建立校外实践基地,不仅解决学生实践应用平台问题,而且为企业储备技术力量,进而实现双赢。

校外实践基地自身储备有大量的工程化项目资源和适于专业实践教学的设备资源,能给学生提供一个全面的、真实的实践教学平台。学生在实习中,不但强化了学生的专业技能,而且提高了学生对实际问题的分析和解决能力,为今后更快适应用人单位的岗位职业技能需求打下基础。

2.实践教学师资建设。物联网工程专业是新兴专业,目前在岗教师的知识结构难免会出现满足不了新专业要求的情况。物联网工程专业偏重于物联网技术的研究与工程应用,年轻教师具备丰富的理论知识和较强的科研能力,但是缺乏在企业一线生产和管理的实际工程经验,无法指导学生进行工程化项目设计与应用。为加强“双师型”实践教学师资队伍建设,可采取以下途径:

(1)向社会积极引进物联网技术相关的高级人才、企业工程师或技术人员等,在本身具备工程实践能力的条件下,经培训和考核合格后取得高校教师资格证,成为重要的“双师型”教师。

(2)积极开展校企合作,让专业实践教学教师加入到企业一线去参与生产和管理工作,学习工程化项目的设计与应用能力,经过分阶段、分批次地到企业中去培训,成为合格的“双师型”教师。

(3)无法长期到合作企业中锻炼的教师,可以依托“产学研”科研课题进入企业,在科研过程中逐渐了解企业情况,掌握企业生产和管理流程,逐步成为合格的“双师型”教师。

3.校内实践基地建设。校内实践基地直接面向校内物联网工程专业,是学生理论、实践一体化教学的主要实施场地,在整合校外实践基地优质资源基础上,使校内实践教学和校外企业生产结合起来,提升学生的工程综合实践能力和工程创新能力。

校内实践基地主要包含四种类型实验/实训室,分别为基础实验型、专业实训型、技术创新型和岗位实战型。

(1)基础实验型包括软件开发实验室、数据库原理实验室和微机原理与接口技术实验室等。此类型主要面向C语言和JAVA语言等软件开发原理与应用技术、数据库原理与开发技术以及微型计算机组成原理与接口技术方面的理论知识和以验证性实验为主的实验室。

(2)专业实训型包括单片机原理及应用实训室、传感器原理及应用实训室、RFID原理及应用实训室、嵌入式系统原理及应用实训室、计算机网络实训室和ZigBee网络原理及应用实训室等。此类型主要面向物联网关键核心技术的开发与应用实训,涉及物联网的感知层和传输层重要理论和开发技术,以综合型和设计型项目为主,采取项目驱动方式进行教学,强调工程实践能力的培养。

(3)技术创新型包括物联网创新实验室、学生自主实训室等。此类型主要面向有系统设计和开发需求的学生,在物联网创新实验室中提供包括机械加工、PCB制作、电路焊接与装配、电路测试与调试以及丰富元器件等整套器材,学生可以通过项目申请方式以组为单位进入实验室完成物联网应用系统的开发。学生自主实训室提供基础的应用平台,对学生24小时开放,便于学生实施自主定制的应用系统开发。

(4)岗位实战型包括智能交通实践平台、智能家居实践平台和面向行业集成应用平台等。此类型主要面向大三、大四的学生进行真实系统的研究与开发,以工程化项目驱动为导向,培养学生从事物联网相关行业所必备的能力和素质。

4.实践教学模式建设。采用项目驱动的实践教学模式以工程实践能力培养为主线,以学生为中心,充分调动学生的主观能动性。在教师引导下,以项目案例作为铺垫开展理论教学和实践教学,让学生明白实践的目标和实践的内容,进而实现特定的训练目的。

该实践教学模式充分融合“校内校外一体化”、“课内课外一体化”和“理论实践一体化”人才培养模式,实现基础实验课程、专业实训课程和岗位实战课程等的分类改革,从而建立与实践能力、创新能力、岗位能力和创业能力培养相协调的实践教学模式。

三、结语

物联网工程专业的建设与发展必须紧跟社会发展的潮流,物联网技术在社会中应用的重要性已经凸显,如何培养适应社会发展需求的专业人才是关键。构建以项目驱动为导向的物联网工程专业实践教学体系才能培养出真正适应物联网发展与演变的人才。基于项目驱动的实践教学体系可以使企业、学校、教师和学生等多方面实现共赢,为“双师型”教师发展奠定基础,为学生积累丰富的工程化项目开发经验,为对口就业率的提高起到强大的推动作用。

因此,要做到以工程能力培养为核心,合理设计物联网工程专业实践教学体系,采用项目驱动教学模式,校企深度联合,全面培养学生的实践能力、岗位能力、创新能力和创业能力,才能培养出高质量的应用型、复合型与拔尖创新型人才。

参考文献:

[1]张辉杰.以项目驱动法为主体的实践教学方法的探索与研究[J].科技,2013,(7):9-10.

[2]于北瑜.基于项目驱动的计算机专业实践教学研究与实践[J].吉林省教育学院学报,2013,(29):35-36.

[3]崔贯勋,王勇,王柯柯,等.基于CDIO的物联网工程专业实践教学体系的研究与实践[J].实验技术与管理,2013,30(5):111-114.

[4]朱军,熊聪聪,张贤坤,等.物联网工程专业实践教学体系探究[J].天津市教科院学报,2014,(3):36-38.

[5]王其,刘青山,钱承山,等.基于工程应用型人才培养的物联网工程专业课程体系改革与探索[J].科技信息,2013,(12):23,26.

第8篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网;人才需求;课程体系

中图分类号:G712?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)36-0265-03

一、引言

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的革命性发展,自2009年始,物联网产业已受到各国政府的大力支持和极度重视,如美国“智慧地球计划”欧盟的“物联网国家战略计划”同志提出的“感知中国计划”,目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网就是物物相连的互联网,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

物联网已被广泛应用于交通、物流、安防、电力、家居、医疗、矿业、军事等领域,作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域。物联网专业是教育部允许高校增设新专业后高校申请最多的学校,其主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护等。

二、物联网专业课程体系现状

物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各高校都构建了物联网专业课程体系。高职高专的人才培养目标一直是以就业为导向,培养高技能应用型人才,而这些技能型人才的培养不仅需要专业理论知识的支撑,更需要实践能力的培养。因此,高职高专物联网专业的课程体系尤为重要。

目前,多数高职高专物联网专业的课程体系受本科院校的影响,都是以学科理论为导向的“知识本位”模式,缺乏对学生进行物联网应用领域的专业化、行业化的职业技能的培养,专业课程的内容缺乏针对性和实用性,难以激发学生的学习兴趣,特别是在实践环节上缺乏先进教学理念的指导和行之有效的手段,在此课程体系下培养出来的学生的专业水平已经和市场需求相背离,从而导致学生在就业时缺乏竞争力。

纵观多数高职高专院校物联网专业的课程体系,大都脱离了就业这个导航标,就业定位不清晰,所开设课程与市场需求相关性不高,有些理论过于高深使学生根本无法掌握,有些缺乏相应的实践技能,还有些课程设置不够全面,这就导致很多即将毕业的学生在就业时无所适从,甚至无法就业。因此,高职高专院校应根据市场需求来设置课程体系。

三、物联网专业人才需求分析与人才培养目标

(一)物联网专业人才需求及岗位能力分析

目前,物联网在智能家居、智慧校园、智能交通等方面广泛应用,对人才的需求也供不应求。通过对各大求职网站及人才市场进行调研发现,目前针对高职高专院校物联网专业的人才需求主要有如下三类。

1.软件研发人员,如物联网开发经理、嵌入式软件开发工程师、物联网产品测试工程师、云计算工程师、C++工程师、Android开发工程师等岗位。

2.硬件开发人员,如物联网硬件开发工程师、传感器设计工程师等岗位。

3.物联网产品生产和销售人员,如物联网设备安装与维护员、传感器制作员、物联网产品销售助理、物联网产品培训师等岗位。

根据物联网人才需求不同,各岗位的职责与能力要求也有所不同。各就业岗位群对能力、知识和素质三方面的需求如表1所示。

(二)物联网专业人才培养目标

高职高专教育提倡以就业为导向,全面发展学生的各项能力,致力于培养高技能应用型人才。人才培养目标的准确定位是构建合理课程体系的前提,高职高专教育的人才培养目标必须与社会经济发展对人才的要求一致,这样高职高专教育才能满足社会经济发展的需求。[1]根据物联网人才需求分析,物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能的综合型人才。[2]物联网专业的人才培养目标是:培养德、智、体、美全面发展,能适应中国物联网产业快速发展的需要,熟练掌握物联网技术开发的专业技能,具备在物联网行业从事物联网软硬件开发、应用、销售和项目管理等工作的能力,具有吃苦耐劳、团结协作精神的实用型人才。

四、课程体系的构建

(一)课程体系的设置依据

课程体系的创建是为了更好地完成人才培养目标。[3]课程体系是人才培养的具体实施,对于高职高专院校,在构建课程体系时,必须考虑以下两个因素。

一方面要考虑学生的就业情况。高职高专的学生只有少部分选择转本继续深造,大多数学生将面临就业,而学生在校期间所学的课程将直接影响到学生就业岗位的选择。因此,课程体系必须围绕人才需求来构建。按照岗位能力要求,学生需要掌握的专业知识和实践能力也要在课程体系中有所呈现。

另一方面也要考虑生源问题。高职高专院校的学生学习基础相对薄弱,必须依据多数学生的学习基础来构建课程体系,做到以人为本、因材施教,课程和教材的选取要难易适当,理论不能过于高深,同时又要重视实践能力。

(二)课程体系的构建

课程体系应紧紧围绕就业岗位群,依据其能力需求来组建课程结构,以使学生综合掌握物联网专业的知识和技能。根据物联网专业人才需求及岗位能力分析,物联网专业的课程体系由三部分组成,即公共基础模块、专业核心模块和专业应用模块三部分组成。其中,公共基础模块主要是高等数学、大学英语、计算机专业英语、体育、概论和IT职业道德修养等课程,确保学生有扎实的数学基础和较好的英语阅读能力,能够德智体全面发展;专业核心模块是各就业岗位群所需的专业基础课程,主要有C语言程序设计、数字电路与逻辑电路、计算机组成原理、单片机技术基础、计算机网络技术、物联网技术导论、传感器技术与应用、无线传感器网络、C++或Java程序设计、关系数据库与SQL语言、Linux操作系统、嵌入式系统原理与应用、技术、无线Soc和Zigbee技术、RFID技术基础、综合布线、TCP/IP协议和物联网软件、标准与中间件等课程,确保学生掌握就业所需的物联网知识;专业应用模块主要包括Android系统开发、各类实训课程(如微机实训、单片机技术实训、C语言程序设计实训、实训、嵌入式程序设计实训、工程制图实训、微机组装与维护实训、传感器技术实训等)和顶岗实习,可以全面提高学生的实践能力。如果将来欲从事物联网产品销售方向的岗位,还可以选修市场营销类的课程来掌握营销技巧。

五、小结

有效的课程体系能够促进学校物联网专业的发展,并使学生更好地就业。随着物联网技术的快速发展,物联网的应用越来越广泛,物联网专业的人才也炙手可热。高职高专院校物联网专业的学生除了要掌握基础的物联网专业知识,还要具备积极的心态、良好的执行能力、团队合作能力等素质,力争做一个复合型人才。

参考文献:

[1]林喜辉.基于物联网专业的高职院校人才培养模式研究[J].新课程研究,2014,(2).

[2]蒋琴雅.以就业为导向的物联网专业人才培养研究[J].教育与职业,2013,(8).

第9篇:物联网工程导论范文

关键词:物联网;培养体系;课程体系;校企合作

中图法分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)04-0076-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息技术革命,在2011年、2012年物联网先后纳入国家“十二五”规划和国家战略性新兴产业,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。我国物联网发展总体还处于起步阶段,就产业发展情况而言,完成《物联网“十二五”发展规划》的任务还很艰巨。目前,整个产业面临标准不统一、核心技术不成熟、商业模式不清晰以及存在潜在的安全隐患等问题,而人才短缺则是今天物联网发展的重大瓶颈。因此,解决物联网发展的关键还在于培养物联网领域的专业人才。

自2010年起,国内已先后有200多所本科高校和400多所专科学校经教育部批准后开设了物联网相关专业,目前与物联网相关专业的本科和大专学生共计5万多名,并且数量在逐渐增加。物联网产业的迅速发展给物联网教育带来前所未有的机遇,同时也给物联网人才的培养带来新的挑战。现阶段高校产出的专业对口学生远远无法满足旺盛的物联网产业需求,大部分毕业生仅能支持产业的初级工作,能够胜任研发、设计、管理、应用核心等方面的复合型人才十分紧缺。显然,经过三年的教育尝试,目前高校仍然处在物联网教育的探索阶段,人才培养体系还不完善,在为国内物联网产业输送大量专业人才方面所发挥的作用还有待进步。

1 国内高校物联网专业教育现状与问题

目前,国内高校物联网专业教育普遍面临以下问题:

(1)培养目标和专业定位不明确。物联网是计算机、电子、通信、自动控制、软件、管理工程等多个学科的融合,国内开设物联网专业的高校都是首次试水,国外也没有相关的经验可供借鉴,多数院校的物联网专业是由计算机、通信或电子信息等背景的老专业发展而来的,不像其它比较成熟的专业有明确的培养目标和专业定位。高校对于如何开设物联网专业,学生应该学习哪些知识,社会需要哪些技能人才并不十分清晰。作为用人方,许多企业渴望借助物联网东风,在物联网发展浪潮中能够分一杯羹,为自己企业的高速发展或战略转型提供一个良好的平台,但整个物联网产业链尚未形成,物联网技术标准未统一,行业、企业对物联网技术人才的需求量大,但对岗位需要哪些知识与技能不清晰。因此高校也只能根据行业、企业的预测信息培养物联网技术人才,无论从实践还是理论研究上,物联网专业目前都还处于探索阶段[1]。

(2)课程设置体现不出专业特色,缺乏行业应用支撑。当前物联网专业的课程设置大多是将各个交叉学科的课程直接设置在物联网专业的课程体系之中,比如计算机专业相关的课程、通信专业相关的课程以及电子技术相关专业的课程。导致课程体系复杂、内容繁多、缺少层次,真正体现物联网特色的课程少之又少,体现不出专业的特色。另外,在很多院校物联网专业的课程体系中缺乏行业应用,物联网虽然是刚刚兴起的新专业,但是很多概念和技术已经在各个相关行业应用多年,是各行各业更深层次应用的必然产物,行业应用和背景对物联网专业的发展至关重要,如果没有行业应用的支撑,物联网专业的人才培养将失去目标和方向。

(3)教学实践环节差,实验条件不完善。物联网工程实践性强,对实验设备要求高,高校的实验实训条件有待完善与加强。大部分高校还停留在传统理论的培养上,严重缺乏实践环节的设置,所搭建的物联网实验室仍停留在过去的单片机、嵌入式实验环境,缺乏综合性的实训室。在一些传统的实验教学体系中,往往重理论轻实验,重验证轻设计。部分教师本身就缺少生产或工程一线的实际工作经验,难以真正做到联系实际的工程问题展开实验教学。加上实验教学过程中需要用到一系列不同复杂程度的仪器设备,或者需要亲自设计实验场景,对教师的技能要求也更高,导致一些教师在编写课程大纲或设计实验教学体系时,有意无意地缩减一些难度较大的实验环节[2]。由于缺乏实验实训,导致学生即使学习了再多的理论知识,将来在步入工作岗位时也容易眼高手低,在解决实际的问题时无从下手。

(4)师资力量薄弱,师资培训投入不够。由于物联网专业出现的时间短,各院校物联网课程教学体系的建设还在探索之中,其教师和实验技术人员大都是从其它专业调整过来的,不具有物联网行业相关企业的从业经历,缺乏物联网应用的实践经验。物联网应用是跨专业、跨学科、高难度、深层次的应用,需要多个学科的融合,因此,物联网专业教育对师资要求高,由于跨专业、跨学科,需要学习、补充新知识,师资培养有一个较长的周期。学校对师资培训的投人不够,师资培养缺乏针对性、连续性和有效性。

(5)校企合作不够深人,缺乏清晰的合作模式。学校目前比较闭塞,校企合作意识不强,缺乏专门的校企合作机构和专门发展资金。虽然也有很多高校针对物联网专业采取了校企合作培养模式,但多数停留在很浅的表面,局限于向企业输送实习人员,深入发展的动力不足。企业迫于市场竞争压力,忙于生存和发展,往往过度重视短期收益,采取的多是短期的、单一形式的合作,缺乏长期的、多种形式的合作。学校和企业之间缺乏清晰的利益关联模式,造成校企之间缺乏深度交流与合作,仅停留在教学层面,缺乏科研项目合作,无法充分整合学校和企业之间的资源优势,难以真正实现优势的互补与共同发展。

2 对物联网人才培养体系的思考与建议

2.1 明确物联网专业定位和培养目标

每所院校都有自己的强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件,教学资源建设与积累的基础,都必然有自己有别于其他高校的教学特色[3]。有的院校在传感器和射频识别等信息感知领域的教学和研究方面具有优势;有的院校在计算机网络与通信技术研究方面具有优势;有的院校在计算机应用与软件理论研究方面具有优势。各院校在物联网专业建设中,应该充分利用和发挥自身的优势,扬长避短,在满足基本与共性要求的基础上,同时结合学校所在区域的经济优势,形成不同院校在物联网专业建设中的特色。

各院校物联网专业要找准自己的定位,明确其专业要培养什么样的人才,其优势和特色是什么。高校应将工作重心放到物联网人才培养环节上来,应深入了解企业需求,进行广泛的物联网人才需求调研,对岗位职业能力进行系统分析,前瞻性地预测并充分认识到社会对物联网专业人才的真正需求,合理制定招生计划和培养方案,保证最终培养出来的学生在数量和质量上能和物联网产业发展趋势相吻合。

2.2 完善课程体系建设

物联网技术具有覆盖面广、学科交叉性强与综合性高等特点,在课程体系的建设过程中要充分保证物联网技术专业基础知识的合理性,为学生提供多样的专业方向。应从现有支撑物联网的专业着手,以就业为导向,根据物联网产业发展的实际情况做出实时调整,重点培养学生的物联网技术应用专业技能。课程体系的建设可遵循以下原则:

(1)以物联网技术的感知层、传输层、应用层3个层次所涉及的核心技术为基础;

(2)由浅入深的课程建设原则,注重保持学生接受和学习新知识的积极性;

(3)充分挖掘和利用现有的课程及教师资源,与高校现有课程紧密结合;

(4)结合物联网应用的行业背景,注重培养学生了解物联网技术在行业中的应用;

(5)掌握物联网技术的发展趋势,合理的进行课程安排;

(6)合理的配置理论实践课和专业技能课程的比例;

(7)结合学校的传统专业优势和当地的区域经济优势。

2.3 加大物联网实验室建设

在物联网专业人才培养过程中的实践教学环节非常重要,高校物联网实训基地建设及实验设备配备是高校物联网专业建设的当务之急,是提高物联网专业教育质量的根本保证。高校物联网实训基地建设及实验设备配备要有计划性和前瞻性。

对于实验室的建设,部分基础课程实验室依托现有的计算机专业、通信专业或电子技术专业实验室,通过重用相关设备、调整有关配置来实现实验环境的构建,完成实验教学。同时需要结合行业应用,建设物联网综合演示实训室,构建完整的集传感层、网络层、应用层的物联网应用系统。

物联网实验室要兼顾教学、实训、创新、应用与科研于一体,以物联网技术为核心,兼顾当前流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合与灵活应用,理论联系实验,实验联系工程项目,既可满足日常教学要求,同时注重创新实验及项目实践,能够将物联网技术真正融会贯通到实际应用中。

2.4 加强师资队伍建设

物联网是一个多学科领域,在物联网专业人才培养体系的构建中,要特别重视师资队伍建设,各院校应广泛探索加强师资队伍建设的方法和途径,为该专业师资队伍的快速成长找到一条有效的途径,可参考以下措施:

(1)整合现有人才资源,将计算机、电子信息和通信工程等专业的教师资源整合起来,实现人才资源共享。

(2)聘请国内外高校物联网专业知名教授和物联网、传感网高级技术专家做兼职教师,对教学团队形成有益的补充。

(3)选派专业带头人和骨干教师到物联网相关培训机构参加培训,学习和提高物联网相关理论。或聘请专家对校内教师进行培训,以提高师资水平。

(4)尽可能多争取或申报一些物联网相关的科研项目,为教师创造一个良好的科研环境,以教学促进科研,以科研指导教学,进一步将理论与实际需求相结合。

2.5 深化校企合作培养模式

校企合作培养模式在高校人才培养中已经发挥了很多积极作用,不仅有利于高校充分了解社会需求,保持旺盛的创新能力,更有利于巩固和维持毕业生就业市场,在毕业生就业时发挥积极作用[4]。物联网人才的培养对物联网产业的发展具有重要的支撑和引领作用,而物联网行业对从业人员的专业和经验要求很高,为适应物联网应用技术发展的需要,进一步创新和深化校企合作培养模式,充分发挥双方各自的优势,实现互惠互利、资源共享,加快物联网人才的培养。

在师资建设方面,学校可邀请企业的管理人员、技术人员担任特聘教授或实习指导教师,为学校课程开发、教材编制及专业建设提供建设性意见。同时鼓励高校教师到物联网企业锻炼以及参加物联网项目,提高专业应用能力。

在人才培养方面,从招生、培养到实习、就业,都可以和企业联合,共同制定计划和方案,提高人才质量,增强学生的市场适应能力,保障学生就业。

在科研方面,高校和企业共同参与物联网技术理论及应用项目,使其技术应用获得更好的理论指导,提高科研成果转化效率,同时也能获得更多的科学技术科研经费。

3 结 语

物联网产业正在蓬勃发展,人才紧缺问题已越来越明显,高校是培养人才的摇篮,物联网行业要想快速发展必须培养大批的物联网专业人才,而这一重担就落在高校肩上。当前高校物联网专业教育还处于探索阶段,存在专业定位不明确、课程体系设计不合理、师资力量薄弱、实验条件不完善等问题。高校物联网专业的建设和发展任重而道远,需要各院校结合自身办学特色、优势以及学生特点,进一步明确培养目标和专业定位,加强师资力量建设,充分发挥校企合作的联合人才培养模式,积极探索创新课程体系,帮助学生提高实际运用能力,为物联网产业培养真正需要的复合型人才。

参 考 文 献

[1]顾卫杰,王云良. 对不同层次教育的物联网专业定位的思考[J]. 中国电力教育,2011(27):182-183.

[2]欧阳志友,孙知信. 物联网专业创新型实验教学体系建设与实践[J].物联网技术,2013,3(7):73-74.

[3]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(21):26-29.

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