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物联网专业课程体系精选(九篇)

物联网专业课程体系

第1篇:物联网专业课程体系范文

>> 物联网工程专业课程体系的研究与探索 物联网工程专业课程体系建设的探索与研究 本科院校物联网工程专业课程体系研究 独立学院物联网专业课程体系研究与实践 物联网专业课程体系探索 高职物联网专业课程体系建设 通信工程专业课程体系建设与实验实践改革研究 面向区域特色经济的物联网工程专业课程体系结构研究 基于物联网方向的嵌入式系统工程专业课程体系构建研究 物联网工程专业课程体系建设的思考 高职物联网应用技术专业课程体系建设研究 工业工程专业课程体系重构与教学方法改革研究 教学研究型大学物流工程专业课程体系建设的思考 物流管理专业课程体系及实践教学研究 物联网工程专业课课程体系 工程管理专业课程体系改革研究 物联网专业网络课程实验教学研究与实践 以“三线并重”为核心的物联网应用技术专业课程体系研究 面向机械装备制造业的物联网专业课程体系研究 高职院校物联网应用技术专业课程体系构建及教学实施 常见问题解答 当前所在位置:.

[2] 姜颖,刘国丽,刘佳.物联网工程专业课程体系建设的探索与研究[J].时代教育,2013(9):127-128.

[3] 朱金秀,韩光洁,,吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[J].课程教材改革,2012(16):67-68.

第2篇:物联网专业课程体系范文

(长春市公共关系学校,吉林长春130052)

摘要:在吉林省大力发展新兴产业的背景下,迫切需要壮大创新型工程科技队伍。本文以物联网专业课程设置作为范例,以此探讨加快教学内容、课程体系、教学方法改革与创新的有效方法。

关键词 :物联网;CDIO;工程科技人才;课程体系

DOI:10.16083/j. cnki. 22 - 1296/g4. 2015. 08. 051

中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1671-1580( 2015) 08-0109-02

一、吉林省新兴产业对于人才的需求

目前,国家大力提倡发展战略性新兴产业,为了适应这个大背景,我省确定了六大战略性新兴产业,并确定了生物医药等20个重点发展领域,计划未来5年战略性新兴产业产值达到7000亿元。战略性新兴产业的发展更加迫切地需要坚实的科技支撑,更加迫切地需要素质优秀、结构合理、团结协作的创新型工程科技人才队伍。这就要求高校教育工作者要通过更新教学理念、改革教育模式、修订培养方案,为新兴产业培养出“技能型、创新型、高素质”的工程科技人才,为吉林省新兴产业人才的培养提供支撑。

本文以“物联网”这一新兴产业中的重点发展领域的人才培养为例,运用CDIO的国际工程教育理念浅谈吉林省人才培养的支撑问题。

二、工程教育模式的核心

CDIO是目前国际丁程教育改革领域的最新发展成果,这一理念是工程教育模式的核心。它以产品的构思、设计、实现、运行的生命周期为教育背景,把工程实践当作载体,培养工程思维、团队合作、交流学习等多层面能力,培养基础工程技术知识、引导创新理念,敢于承担工程科技人才对于职业与社会所应负的责任。

三、CDIO指导下的物联网专业课程体系的构建

(一)综合课程体系的设置

新兴产业的发展需要人才在“技能”方面具有扎实的技术知识以及敏锐的推理能力,具有职业的实践创新能力,同时善于与团队合作和沟通,遵守职业规范和职业道德。因此,物联网专业综合课程体系由公共课程、专业基础课程、专业提高课程、创新培养课程四大模块构建而成。公共课程模块是创新与实践的必备知识。其主要包括健康安全、数学文史、政治理论、军事理论等课程。专业基础课程设置了专业人才必备的基础知识课程,包括物理、模拟与数字电路、程序设计基础、计算机导论等相关课程。专业课提高课程保证学生系统、综合地学习掌握物联网技术,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本知识,培养学生软件算法、传感技术、电子制作等设计能力,其详细设置与构思如下:创新教育课程以创新精神、创新意识、创新实践及个人专长的培养为终极目标。

(二)以项目设计为核心构建专业课程体系

物联网作为新兴领域,与相关领域差异较大,其专业知识体系仍在归纳与研讨中,当前主要划分为信息感知、信息传输、信息处理三个主要分支。在专业课程设置中,应依据其专业的目标定位,结合前沿科技发展与产业发展需求,科学地设置课程体系,并注重课程体系的交叉融合,尽可能增大本专业的知识体系的辐射面。

CDIO理念是“做中学”与“思中学”的综合概括,是“基于项目教育和学习”的抽象表达。引入CDIO理念的物联网专业课程体系将从任务驱动展开,以“项目设计为核心”来展开专业课程的设置,将整个课程体系围绕项目设计系统有机地结合起来。按照CDIO工程教育模式,将该专业的项目分解为课程设计、课程群能力设计与综合设计,逐步深入地培养学生的分析、设计和开发能力以及解决实际问题的能力。整个物联网专业课程设置一级项目、二级项目、三级项目分别作为课程的主线、支撑、基础,将系统协调认知与核心课程统一起来,将大系统的掌握、运行和调控能力相融合,并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力综合培养。

物联网专业的课程涵盖范围较广,按方向大体可划分为六部分,即嵌入式硬件系统、嵌入式软件系统、物联网技术、电子制作、软件算法、传感技术,每个课程群课程的设置由浅入深、层层递进。嵌入式硬件系统包括:微型机技术及应用、无线数据通信技术、嵌入式实时操作系统、嵌入式系统硬件设计。嵌入式软件系统包括:嵌入式系统工程学、J2EE高级程序设计、无线网络算法设计、嵌入式系统软件设计。物联网技术包括:物联网工程概论、物联网控制原理技术、物联网传输层技术、物联网网关设计技术。电子制作综合设计包括:模拟/数字电路、数字电子技术、基础电路实验、通信电子线路。软件算法综合设计包括:算法设计与分析、JA-VA程序设计、数据结构、程序设计基础。传感技术综合设计包括:传感器设计基础、射频识别与红外感应、RFID基础技术、传感器原理与技术。

电子制作综合设计首先开设模拟/数字电路,学会电路基础知识及设计模拟/数字电路的简单方法;然后开设数字电子技术这门基础课程,加强数字电子设计知识,拓展设计思路;然后在基础电路实验中强化电路设计系统方法,并加入创新型实验;最后通信电子电路则涉及许多通信理论知识、通信电路中常用的基本功能部件以及实际电路,遵循从特殊到一般的认知规律,密切联系实际,培养学生在电子制作方面的综合设计能力。

1.为每门专业核心主干课程设置三级项目,学生可在课程学习中完成。三级项目的实际体验能够加强专业必修的单项技能。在三级项目设计的同时,另外根据课程目标设置单元和单元组项目的有效实践任务。

2.紧密围绕着课程群的知识与技能,为每个课程群设置二级项目。二级项目将理论与技能有机结合,注重理论的同时突出技能。在完成项目的过程中将知识转化为专业技能。

3.一级项目的设置应该是以专业支柱性核心主干课的总体目标为依据,专业实习、毕业设计等一级项目至少在学生四年学习中设置四个。

第3篇:物联网专业课程体系范文

关键词:物联网工程;课程体系;人才培养

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)13-3100-02

1 物联网工程专业课程体系结构的现状

物联网(IOT,The Internet of Things)是互联网的延伸,是未来网络的发展趋势。面对国家战略性新兴产业发展的需要,为了满足人才培养的需求,教育部于2010年7月组织相关专业教学指导委员会的专家审批设置了物联网工程专业。但整体而言,目前无论国内还是国外,物联网的研究和开发都还处于起步阶段,不同领域的专家对物联网的研究有不同的角度,物联网的系统模型、体系架构和关键技术都还没有明确的共识,而且物联网又是一门交叉学科,涉及到计算机、通信、电子、自动化等领域,内容繁多。因此怎么样针对不同学校的特点建立有特色的物联网工程的课程体系结构是普通高校进行物联网教育的主要问题。

本文在分析物联网体系架构、知识体系结构、关键技术的基础上,对物联网技术在平顶山区域特色经济煤炭、电力、化工领域的应用进行深入分析总结,提炼出技术应用点和相应岗位的岗位技能、知识结构,并据此调整物联网工程专业课程体系结构,使之培养学生能更好服务平顶山地方经济发展,实现平顶山学院 “立足平顶山,面向河南,为区域经济社会发展服务”的服务面向定位和“特色名校”的发展战略。

2 物联网技术在平顶山的特色经济中应用

河南省平顶山市作为中原城市群中心城市之一,经过五十年的发展,已形成以能源和原材料工业为主体,以煤炭、电力、钢铁、纺织、化工、机电、建材、食品等工业基地为支撑的新兴工业体系。随着“十一五”期间我国向环保型、节约型社会发展战略的转变,平顶山面临着整个能源和原材料产业体系的全面升级。升级的核心是利用现代信息技术手段改造传统的粗放式生产模式,物联网技术成为产业升级的主要推动力之一。但物联网人才的严重匮乏成为制约这些产业升级的主要瓶颈。河南和平顶山的发展,需要一大批培养具有较高工程技术能力和创新精神的高级物联网专业人才。

本文恰以此为契机,面向社会需求,调整课程体系,提炼平顶山学院物联网工程专业的特色,力求专业建设和信息产业发展保持同步,不断适应社会对人才需求的变化。

2.1 物联网技术在煤炭领域的应用

本文在研究大量的国内外文献和实地调查,发现物联网技术在煤炭领域的应用体现在以下几个方面:

1) 利用物联网技术对煤矿井下人员、生产设备进行精确定位、自动识别、智能管理。在传统生产中,地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况。因此,井下人数不详、被困人员位置不清、通信不畅是灾后应急救援急需解决的问题[1]。煤炭开采面临的是移动的生产环境,大量的设备需要跟随采掘的进度搬迁,煤炭企业的设备管理与运行维护水平普遍较低,导致效率低下,设备、材料损耗浪费现象严重[2]。利用物联网技术对人员和设备进行准确定位和智能管理能有效提高煤矿企业的安全水平和设备的利用率;

2) 利用物联网技术加强煤矿防爆电气设备等安全标志产品管理(传感器,无线网络,监控系统开发),实现煤矿防爆电气设备等矿用安全标志准用产品生产、运输、仓储、使用、维护等全程管控,可以有效地防止假冒伪劣产品用于煤矿井下[3];

3) 采用物联网技术,实现瓦斯多级监管; 即使煤矿没能及时实现瓦斯风电闭锁,没能将相关区域作业人员全部撤至地面或全风压进风流处; 上级主管部门也能及时发现事故隐患,指导煤矿采取相应的防范措施[3];

4) 煤炭产量远程监测,以物联网技术嵌入式控制器为重点,可通过煤炭产量远程监测系统,把物联网技术运用于安全生产领域,使煤炭生产全过程置于严密监控之下[4]。

2.2 物联网技术在电力领域的应用

智能电网是与物联网最为密切的一个行业,物联网应用于智能电网是信息通信技术发展到一定阶段的必然结果,未来智能电网的建设必然产生世界上最大、最为智能、信息感知最为全面的物联网。利用物联网技术将能有效整合电力系统基础设施资源,提高电力系统信息化水平,改善现有电力系统基础设施的利用效率。

在研究大量的国内外文献和实地调查的基础上,该文总结物联网技术在电力领域的应用的几个重要方面:

实现按需发电,避免电力浪费。感知中心就是一个面向智能电网的传感器网络中枢,通过搜集家家户户的电表信息,可以计算出一定时间段的生活用电动态需求量,再将这一信息及时反馈到发电企业,按需发电,避免无效发电的成本浪费;在用电环节中,智能管理,节约用电。智能交互终端是实现家庭智能用户服务的关键设备。它通过近距离无线传输和GPRS等通信技术,对家庭用电设备进行统一监控与管理,指导用户合理用电,调节电网峰谷负荷,实现电网与用户之间智能用电 [5];

此外,利用物联网技术对公共设施用电进行智能控制。利用物联网技术可以解决传统控制方法中存在的问题,使得路灯监控脱离了人工干预,实现自动化控制[6];并且基于在线状态监测的状态检修可通过物联网技术获得的实时可靠地在线数据,对数据和信息分析与管理并制定检修计划[7];

2.3 物联网技术在化工领域的应用

传统的化工在物联网技术的推动下,也会出现新的局面。在进行大量研究的基础上,我们发现物联网技术未来在化工领域的应用主要体现在以下几个方面:

1) 制造业供应链管理。物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域, 通过完善和优化供应链管理体系, 提高供应链效率, 降低成本;

2) 生产过程工艺优化。物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平[8];

3) 利用物联网技术全程监控危险品供应链,在提高危险品供应链效率的同时,有效改善了危险品供应链的安全性能[9]。

3课程体系结构的借鉴和调整

在上面的论述中可以发现,定位技术、远程监控技术、无线传感网技术和远距离信息传输技术在在平顶山特色经济煤炭、电力和化工中应用尤其广泛。根据这些应用点,可以准确把握这些领域对未来物联网相关的岗位的能力要求和知识结构要求,从而调整物联网课程体系结构,体现专业特色。

针对平顶山学院应用型本科教育的特点,我们制定物联网工程专业的专业素养培养目标为系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备基于计算机技术,通信技术、网络技术、传感技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力,能在物联网的感知、接入、网络、应用等不同层次进行嵌入式应用软件的开发的高级应用型人才。

为了实现培养目标,学生的专业知识结构为掌握与物联网工程技术相关的计算机、电子与通信学的知识,物联网关键技术的基本理论、基本知识;掌握物联网各个层次的嵌入式应用软件设计、开发、应用和维护;

为了提炼专业特色,项目人员加大学生对掌握远程监控技术,定位技术、无线传感网技术和远距离信息传输技术的工程应用的教学力度,并采用多种校企合作的模式,把企业生产中的实际问题引入课堂,提高学生利用专业知识解决实际问题的能力。

4 结束语

本文讨论了物联网工程专业课程体系结构的现状和研究意义,提炼出物联网技术在平顶山特色经济煤炭、电力和化工中的应用点和相应岗位的岗位技能、知识结构,并据此调整物联网工程专业体系结构,加大远程监控技术,定位技术、无线传感网技术和远距离信息传输技术的工程应用课程,使学生能更好服务平顶山地方经济建设。

参考文献:

[1] 刘延龄. 基于物联网的煤矿人员定位系统解决方案[J].煤矿机械, 2011,32(5):222-223.

[2]孙继平. 煤矿物联网特点与关键技术研究[J]. 煤炭学报,2011,36(1):167-170.

[3] 孙继平. 基于物联网的煤矿瓦斯爆炸事故防范措施及典型事故分析[J]. 煤炭学报,2011,36(7):1172-1175.

[4] 张剑勇,陈泽亮,赵娜. 基于物联网的煤炭产量远程监测系统[J]. 科技风向标,2011(3):44-46.

[5] 刘克恒. 无线传感器网络在电力监控中的应用研究[D]. 重庆大学,2011:36-37.

[6] 平青. 基于物联网技术的城市照明控制系统[D].苏州大学,2010:22-24.

[7] 赵强. 基于物联网技术的电力设备状态检修[D].华北电力大学,2011:35-37.

第4篇:物联网专业课程体系范文

关键词: 物联网 物联网工程专业 实验环节

1.引言

2010年3月,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一[1],作为地方经济的源动力的地方本科院校,急需开始培养物联网工程专业人才。

物联网的定义是:具有自我标示、感知和智能的物理实体基于标准的通信协议进行连接,构成物理世界和信息空间之间融合的信息系统。图1是物联网技术体系示意图。

从图1可见,物联网的技术体系涵盖面极广,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,在教学上无法面面俱到,地方本科院校该如何做好前期积累、如何根据具体情况做出取舍等具体细节,是一个值得探讨的课题。

2.知识体系

根据《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范》,物联网工程专业的知识单元可分成核心知识、基础知识和领域应用知识三大类,其中第一大类——核心知识的具体细化见表1。

第三大类——领域应用知识各学校可根据自己的特色选定,针对诸如智慧城市、智慧医疗、环境监测、智能物流等典型应用设置相应的知识单元。

在具体教学活动中,前述知识体系的载体是一组适当课程组成的课程体系,这样的课程体系并不唯一。这种不唯一适应了物联网无处不在的发展空间,同时也为各学校构筑具有学校特色的课程体系提供了依据。

3.专业建设

在覆盖面极宽的知识体系和百花齐放、层出不穷的物联业行业发展背景下,物联网工程专业宜以“课程精,实验强”为建设目标。

3.1提前建设相关专业,实现专业积累。

依据物联网工程所包含的学科,与其相关的专业可界定为以下几个:计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、网络工程。这些专业都开有可纳入物联网工程专业的课程,都能为进一步创建物联网工程专业在课程设置、实验室建设、师资贮备等方面打下一定的基础。

3.2理论课程设置。

物联网工程专业的课程分为专业基础课、专业核心课和领域应用课。为力求“课程精”,下文是一种可供参考的规划课程体系的步骤。

第一步,由于物联网很难做到大一统,各大学的物联网工程专业的课程设置不统一,需充分参考周边已开办物联网工程专业的大学的课程设置。前面几批获准开办物联网工程专业的大学,尤其是第一批被授权的大学,全是拥有博硕士点的大学,这些大学将成为后续开办物联网工程专业的地方本科院校学生就读研究生的去向,因此,参考这些大学的教学计划,在规定的课程外增开针对性的选修课,有利于毕业学生进一步求学。

第二步,在选定专业基础课和专业核心课等后,列表分解各课程对物联网的各知识单元的覆盖情况,确保课程体系有效承载知识体系。表3是一个专业核心课程覆盖物联网工程知识单元的分解示意。

第三步做分类整理,理清所开课程间的前趋后继关系,剃除重复内容,确保教学具体实施时时间上的层层推进。

第四步,分配课时,计算学分,引入选修课,进一步强化课程体系的特色。选修课的确定原则如下:以物联网的技术体系为框架,以服务地方经济为目标,以行业为特征,以地方相关企事业及学校实验环境为依靠,以强化学生的工程技术与创新意识为目标,参考学校的师资构成、学生的接受能力等因素加以确定。

第五步,根据前面确定的课程体系,确定相应的教材,做好无现成教材或者现有教材不能满足需要的课程的教材编写工作。

3.3实践教学。

图1的技术体系可直接映射到众多的行业,如何在众多的可选行业背景下做到“实验强”,这是一个复杂的课题,也是一个发展的课题,需要不断地摸索改进。

一般地,除了一些培养学生社会素质的实训项目外,物联网工程专业还应包括核心课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计等环节。为确保实践内容的体系,专业核心课程实验应包括传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制、物联网信息安全技术,综合课程设计应包括嵌入式系统综合课程设计、物联网感知综合课程设计、物联网传输综合课程设计、物联网数据处理综合课程设计、物联网应用系统综合课程设计。专业实习应安排在实习基地、物联网企业、相关研究机构等单位进行。毕业设计是综合性、创造性、理论联系实践最紧密的实践教学环节,时间安排一般不少于12周。表4是与专业相关的集中实践环节安排示例。

进一步要解决的问题是实验设备的选取。首先看培养目标,地方本科院期望将学生培养成“高级工程技术人才”,因此,实验设备宜重视与工程实用挂钩,消化课程内容,培养工程兴趣。其次,还需考虑部分有志于升造进入研究领域的学生,引入一些可不断研化提升的实验设备。由于实验设备涉及面极广,难以在此一一列举,不妨以无线传感网络为例作简要说明。无线传感网络主要涉及网络协议栈。网络协议栈有两种可选方案,一种是固化协议栈,相应有XBee系列、Jennic系列、SNAP系列、Ember系列、STM32W系列等,网络协议栈完全固化在无线传感网络模块中,对使用者透明,有利于减少实验复杂性,帮助学生巩固课程知识和培养工程兴趣。另一种是开源协议栈,相应有TinyOS、Z-Stack、MsstatePAN、GOS、ZigBee精简协议栈等,这些协议栈开放源码,为学生深入研究提供了机会。

3.4师资建设。

物联网工程专业的第一批授权时间为2010年,地方本科院校直接引进对口专业人才是不可能的,因此,只能整合相关专业的人才,形成物联网工程专业的师资。具体实施途径:前期开办相关专业,积累师资;引进相关专业的各种层次的毕业生,充实师资;学校间联合办学,共享师资;通过培训获得专业师资;与企事业联合办学,吸纳其中的优秀人才补充师资。

4.结语

物联网有“技术高度集成,学科复杂交叉,综合应用广泛,发展日新月异”等特征,物联网工程专业设置时必须面对海量知识、无尽应用,物联网工程专业也因此将进入无止境的发展中。为了反映纷繁复杂的物联网技术体系,地方本科院校一方面要以“课程精,实验强”为出发点,选定课程,设计实验,达到培养“高级工程技术人才”的目的。此外,还要以发展的眼光看物联网工程专业,不断更新改进相应的课程、实验,激发学生的创新热情,让部分拔尖的学生有机会以更高的层次投入物联网研发的大潮中。

参考文献:

第5篇:物联网专业课程体系范文

关键词:课程体系;教学模式;平台建设;分层/分类培养

中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:2095-1302(2014)01-0077-03

0 引 言

物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。代表了未来网络的发展趋势与方向,政府大力支持物联网的发展,企业和教育界、科技界共同推动,物联网产业已经成为国家战略性新兴产业,需要大量熟悉和精通物联网的专业人才[1,2]。在此背景下,北京联合大学自动化学院对2011版自动化专业培养计划进行了修订,在 “智能测控技术”专业方向的基础上建立了“信息处理与物联网技术”方向[3]。

1 专业现状与背景分析

原“智能测控技术”专业方向以信息的采集和处理为主,课程主要包括检测技术、传感器原理及应用、智能仪器、计算机控制技术以及LabVIEW技术等,是传统的专业方向,课程的覆盖面较窄,偏重于系统前端的硬件采集原理,系统的概念较为薄弱;从人才培养的角度来看,已经满足不了厚基础、宽口径的人才需求,学生掌握知识的集成度不高。为了既保持传统的经典知识内容,又要为课程体系增加新的特色和先进内容,将传统的专业方向赋予时代意义,使学生们真正学以致用,“信息处理与物联网技术”专业方向应运而生。

“智能测控技术”和“信息处理与物联网技术”并不是割裂的,前者是后者的基础,后者是前者的延续和拓展。从技术的角度上讲,物联网分成三个层次[4,5],即感知层、网络层、应用层,形成了物联网的体系架构。物联网的感知层涉及到传感网技术,会有多种传感器应用其中,正是“智能测控技术”方向的核心内容;物联网的应用层是多种信息的智能处理技术,也是“智能测控技术”方向的主要内容,它们被物联网网络层连接,即新的专业方向加入无线传感网等新知识、新技术,形成物联网系统体系的概念。

我们的教学理念在于从一个大系统的角度看待物联网,利用物联网实现系统的集成创新应用和信息化服务。以物联网体系框架为依托,实现信息的采集、传输、有用信息的提取和整理、以及完成相应的控制和信息应用,重点突出无线传感网和应用层设计,及物联网的行业应用和信息化服务。因此本课程体系的设置将突出系统网络架构、选择物联网关键技术,并将物联网技术与经典的检测及控制方法相结合,实现物联网的多领域应用[6,7]。以物联网为载体,培养学生的创新意识,增强学生的实践动手能力,提高学生专业综合素质。

2 课程体系设置

“信息处理与物联网技术”专业方向设置在自动化学院,因此它的应用特色非常鲜明。课程体系的设置如图1所示,加强了实验/实践环节的内容设置。其中,理论教学是基础,对物联网的体系结构、关键技术和相关领域的典型应用形成完整的阐述,实验教学作为理论课程的延伸,是抽象到具体的过程,试验环节的设置按照物联网的体系结构,完成由下而上的知识获取和验证;物联网作为一种实用技术,让学生去感受、去体验、去亲自动手设计和实现一个系统更是至关重要的。通过实践环节中的认识实践,学生去企业参观感受,体会知识的力量和企业文化,培养对专业的认知和信心;工作实践则更近了一步,利用假期时间到相关企业中从事基础和简单的专业工作,深化所学知识的专业应用技能;请工程师或行业企业从业者走进学校的课堂,结合实际的应用案例,为学生出题和指导,进行专业综合训练,为学生的实际设计能力和实际动手能力培养打造了平台,提供了方向。理论教学、实验教学、案例教学和各个实践环节相结合,增加课程的实用性。为应用型人才的培养奠定了基础。

2.1 理论课程

集成了多种新知识和新技术的应用,涉及的知识点众多,作为系统的学习和设计,理论教学中课程内容的衔接、承上启下的课程安排非常重要;理论课程包括基础课程(也称为学科大类课程)和专业课程[1]。

本专业方向偏重于传感检测、无线网络的设计以及行业应用,尤其是工业物联网的两化(信息化、自动化)融合,因此在限选课中还有相关行业技术应用课程:虚拟仪器技术、现场总线技术等。任选课作为专业限选课的补充,完善物联网的设计和应用。

通过理论课的学习,学生将会对知识融会贯通,对信息处理和物联网的应用体系和架构充分了解,具有物联网系统的理念和基本的组网设计能力。但是在实际应用中,需要将多门课程、甚至多学科的知识融为一体,去设计、安装、调试、运行一套系统。这种灵活运用所学知识于实际系统的能力,是真正的学以致用的体现。因此实验室建设、实验基地建设和实验项目开发,对于学生消化、理解理论知识和培养实际动手能力至关重要。

2.2 实验室建设

图2所示是物联网专业方向的实验室建设框架,实验室建设与课程设置紧密相连,并考虑到学生的分层教学以及科研平台的扩展性。利用已申请的中央财政支持地方高校专项资金,正在筹建支撑“物联网技术及应用”、“无线通信和无线网络基础”及“物联网应用层系统设计”等课程的课内实验平台,包括三个模块:第一是物联网技术基础实验模块; 第二是无线传感网开发设计模块;第三是物联网技术沉浸式体验模块。其中第一和第二模块在教学上采用学生熟悉的C或C++语言实现节点和无线网的设计,网关采用Linux、andor两种操作系统,学生可以根据自己的基础和喜好选择;第三模块是智能家居(体验)实验室,根据家居实景建立的物联网系统,可以实现灯光、安防、烟感、窗帘、空调等家居设备的远程控制。此系统采用最适合无线传感网络的Tiny OS操作系统,可以作为学生初识物联网系统的感性认识体验模块,也可以作为教师、学生进行科研开发的平台。目前在建实验室物流综合实验室和未来超市都是物联网在行业中的具体应用,提供学生进行专业综合训练。

课程的实验内容全部以实际系统为主,综合训练学生的系统设计、软件编程和系统调试能力,包括对传感/变送器的选取、信号的采集与处理方法、无线传感网组网技术、物联网应用层设计、针对不同领域执行器的选择等;并将先进的虚拟仪器技术与物联网应用相结合作为物联网的信息处理方式,培养学生设计智能仪器的开放性创新能力。通过实际项目训练,学生可以完成从了解任务的需求、根据需求制定系统方案、在最佳性价比的基础上选型系统的硬件配置、组网,到应用所学知识编制合理的软件程序,并具有系统调试、通过系统运行结果分析问题、定位问题、以及解决问题的专业核心能力。

2.3 实践基地建设

物联网工程技术是集成的信息/控制服务系统,可以应用于不同的行业和领域。据报道目前物联网专业的人才缺口近20万,因此培养适合于企业的应用型人才就是物联网专业的人才培养目标。产学研的办学模式是企业和学校快速沟通、共建共赢的很好方法。在课程建设、实验室建设的同时,积极与企业联系,建设校外实践教学基地是专业方向建设的重要环节。同时在我们的教学计划中还有工作实践的内容,建设实践基地也为学生的工作实践提供了场所和条件。利用北京市高新企业多,许多区县建立数字北京、智慧北京的物联网项目的机会,与企业和公司合作,进行横向项目的开发和实践基地的建设。选派学生到相应的公司企业进行毕业设计,不但使学生掌握了物联网技术、熟悉了企业的运行模式,还可以为企业提供专业的人才,实现企业与学生的双向选择。

3 教学模式的探索

物联网教学涉及的知识点众多,学生直接进行理论课的学习难免感觉枯燥和凌乱;但物联网的应用可以无所不在、生动有趣,这样的特点决定了我们在教学时可以先引起学生的兴趣,让他们明白所学可以如何用。因此在课程的安排上首先是导论和浸入式体验的认识实践,然后才是相关专业课的学习和实验,并在第六个学期进行工作实践,加深专业知识的应用,第七学期开设专业综合训练,学生进行设计性、应用性训练,形成物联网系统。图3所示是学校物联网方向的教学进程图。

4 结 语

物联网技术的课程设置应当具有以下特色:

第一是先进。课程设置针对目前最热门的集成技术应用—物联网系统的设计及应用,是传感技术、计算机技术、网络技术和信息控制技术的发展方向,体现了先进技术的特质;

其次就是实用。课程设置和内容将重点突出实用性,理论是基础,实用是根本。强调实验环节,以增强学生的实践动手能力和毕业后对岗位的适应能力为宗旨,突出重点,强调实用。

第三是灵活。不但体现在课堂上课程设置的灵活性,也显示了物联网学习的灵活性。以物联网体系框架为依托,重点突出无线传感网和应用层设计及工业物联网的应用。学生可以根据实际系统的需要灵活配置。强调培养学生灵活思维,突出创造性和创新意识,是学生综合素质的体现。

最后是深入。课程的工程性、实用性、设计性很强,也有许多公司会举办大型的物联网设计大赛,因此可以为有兴趣的同学开辟第二课堂,通过指导学生参加相关专业的科技竞赛带动大家的学习热情,深入理解本门课的内容。

参 考 文 献

[1] 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.

[2] 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.

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[5] 沈苏彬,范曲立,宗平,等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报,2009,29(6):1-11.

第6篇:物联网专业课程体系范文

目前对物联网普遍认同的定义是:通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种信息传感设备,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。由此可见物联网的主要功能是“全面感知,正确认知,智慧处理”。对于高等教育而言,计算机网络技术、传感技术、通信技术的成熟预示了物联网在高校教育中的巨大潜力,物联网工程是为满足时展而新兴的专业。

二、如何设置物联网工程专业培养目标与课程体系

物联网技术具有“新、长、专”的特点。物联网工程专业开办不久,学科建设还不够完善,课程体系的设计在国内外无先例可以借鉴,并且在物联网技术和产业发展过程中,物联网工程学科体系也必然要经历一个不断深化的认识过程。如何建设物联网本科专业是我们面临的严峻问题。从下面几个关系入手分析:

(一)物联网工程专业教学体系与社会对专业人才需求的关系。物联网工程专业究竟应该归属于哪个学科门类?关于物联网的结构,人们已经形成了一个共识,那就是可以分为感知层、网络层与应用层。如果从电子学科的角度出发,体现出电子学科的特点与优势就应从感知层入手,扩展到网络层与应用层,建设“传感网技术专业”。如果从计算机学科的角度出发,从网络层与应用层入手,展开到感知层,建设“物联网工程专业”,也正体现出计算机学科的特点与优势。因此,作者认为,从教学的角度来看,“物联网工程专业”应归属于计算机学科门类。

在考虑新专业培养目标定位与课程体系设置时,应该充分考虑到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。要做到这一点,就要多多听取意见和建议,集思广益,为物联网工程专业培养目标的定位与课程体系的建设提供科学依据,防止脱离科研与产业实际,由少数人闭门造车,做出草率决策。

(二)课程设置与计算机专业课程体系的关系。物联网是计算机技术与电子学科、智能学科紧密结合,并在各行各业更深层次应用的必然产物。从物联网产生的技术背景看,计算机技术是物联网技术发展的基础,从学科关系上来说,它的知识基础是计算机学科,所以它的未来发展仍然将倚重于计算机学科。从现在个别申办物联网工程专业的学校提出的教学计划来看,完全是另起炉灶,重设新的课程体系,拟开设十几门,甚至是二十几门冠之以“物联网”某种技术的课程,脱离了依托计算机专业的教学体系。如果一个学校要在短时间内开设那么多门新的课程,无论在教材建设、实验室建设以及师资准备上,都是不现实的。这样开设一个新专业,失败的可能性是很大的。因此在物联网工程专业教学计划与专业课程设置上,一定要处理好与成熟的计算机专业课程体系之间的关系。

(三)基本能力培养与不同学校专业办学特色的关系。每一所大学都有自己的历史和发展过程,所以每个学校的强势学科、教学资源、实验条件、师资条件都是各具特色的,其教学资源建设与积累的基础,也都必然有自己有别于其他大学的特色。比如,工科的院校有的在计算机体系结构研究与教学方面具有优势;有的偏重理论研究的大学在软件理论教学与研究方面具有优势;有偏重艺术的大学在计算机网络应用方面具有优势;有的大学在射频应用技术方面具有优势。在物联网工程专业建设中,应该考虑不同大学的特色,在满足基本与共性要求的基础上,充分利用和发挥各个大学的优势,扬长避短,形成具有不同特色的物联网工程专业建设。

三、物联网工程专业课程建设

物联网工程专业实际应用性强,课程建设应该坚持“重理论,强实验”的原则。物联网工程专业课程建设包含两部分的内容,一部分是计算机专业主干课程作为基础课,另一类是具有出物联网工程专业特点的专业课课程。计算机学科的基础课程已经在《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》中作出了系统的讨论,这里就不做过多的重复和引用了。

在物联网工程专业课程建设中,需要注意以下三点:第一,在设置课程体系时,要注意从教学内容与教学环节中体现出对设定的培养目标的支撑作用,以及课程内容之间的先继与后续关系,防止教学内容低层次重复与顺序颠倒的缺点。第二,这几门课程该是本专业最基本的课程,各个大学可以结合自身的教学与科研优势, 设置体现专业特色的课程。第三,对于一个前期基础较差的新建专业,在制定教学计划时,如果从现有教师的组成、教师知识结构的现实出发,因人设课的话对于长远的学科建设是非常不利的。我们应该从新专业的培养目标出发,让教师通过进修以及教学与科研实践来积累经验,以适应教学的需要。物联网工程专业培养的是“工程应用型”人才,必须高度重视与理论教学相辅相成的实验教学环境的建设。服务于能力培养的实验教学环境的建设,需要教师对某一门技术的深入理解和自身能力的修炼、积累,同时还需要有相应的实验室建设经费的投入。

第7篇:物联网专业课程体系范文

(三峡大学 计算机与信息学院,湖北 宜昌 443000)

摘 要:根据当前物联网产业人才的需求情况,分析地方本科院校物联网工程专业人才的培养目标,提出一种面向创新的人才培养模式,即通过系统化的实训提高人才培养质量。

关键词 :物联网;实训;创新;人才培养模式

基金项目:湖北省教研项目“地方高校IT类专业创新性人才培养实训教学体系的建立与实践”;三峡大学教研项目“基于项目驱动的物联网实训教学模式研究与实践”。

第一作者简介:田卫新,男,副教授,研究方向为物联网应用与大数据挖掘,t_wxin@126.com。

1 背 景

物联网工程是一门典型的交叉学科,涉及计算机科学、电子信息工程、通信工程等多门专业的核心知识。物联网技术以传感器、射频识别、嵌入式系统、计算机网络、无线通信技术、分布式系统及大数据处理等技术为基础,对监控对象实现声音、图像、环境、位置等信号的采集,进行各种距离上的信息传输,对信息进行处理、实时控制以及对过程中积累的海量数据进行分析挖掘,最终实现对各种受控对象的智能感知和管理。物联网技术是实现智慧地球的基础,和云计算技术一起被认为是未来IT技术的两大发展方向,蕴含着巨大的产业价值。当前,世界上主要发达国家和经济体都制定了物联网发展计划:美国提出了“智慧地球”的概念,奥巴马政府将物联网列为振兴经济的两大重点产业之一,计划投资新一代的智慧型基础设施;欧盟了欧洲物联网行动计划,提出欧盟政府要加强物联网管理,促进物联网发展;日本、韩国分别提出了各自的物联网发展计划U-Japan和U-Korea,建设本国的物联网基础设施,发展物联网产业。中国的物联网经过几年的发展,产业布局已经走在世界前列,物联网被列为国家五大战略新兴产业之一,建立了以“感知中国”为核心的物联网技术研究和应用开发产业链,《信息产业科技发展“十一五”规划和2020 年中长期规划纲要》将物物通信(Machine-to-Machine,M2M)相关产业纳入国家重点扶持项目,《国家中长期科学与技术发展规划(2006—2020 年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将“传感网”列入重点研究项目。据《2014—2018年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》数据表明,2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元,2013年中国物联网产业市场规模达到4 000多亿元,而且预计今后几年内每年都会以二位数的百分比增长。

为了适应物联网战略新型产业快速发展的需求,避免形成物联网产业人才瓶颈,国家在2010年批准设立物联网工程专业,至今已有千余所高校开设了该专业。在规模增大的情况下,如何提高物联网专业人才培养质量成为一个迫切问题。由于开设时间较短,当前物联网工程在专业建设方面尚处于探索阶段,教学内容主要由各开设高校根据教育部制定的培养目标自行设计,没有形成统一的标准,在培养模式上没有成熟的经验。

2 物联网工程产业人才需求分析

物联网是随着IT技术逐渐发展成熟而出现的继互联网之后又一具有巨大影响的新事物。在各国政府的重视和大力投入下,物联网产业在最近几年得到蓬勃发展。当前国内物联网产业规模已达到数千亿元,相关产业链基本形成,涉及的行业门类日趋广泛,物联网专业的人才需求也随之增大。据统计,全国物联网产业人才需求每年约20万左右,物联网产业发达地区,物联网专业人才需求已经超过传统用人大户。从行业来看,当前物联网人才需求集中在智能交通、环境监测、远程医疗、公共安全、智能家居以及智能农业等方面。从人才需求类型来看,主要分为研究型人才、技术应用型人才以及服务辅助型人才。具体技能要求为:对研究型人才,要求其了解物联网相关政策,有能力制定行业标准、产品规划、系统评测等工作;对技术应用型人才,要求其具备物联网技术设计、产品研发维护等技能;对服务辅助型人才,要求其具备物联网相关产品销售、推广普及、专题讲座以及技术培训等方面的技能。技术应用型人才根据其所处产业链位置不同,在技能要求上又可细分为3类:①感知技术,通过多种传感器、RFID、二维码、定位、地理识别系统、多媒体信息等数据采集技术,实现外部世界信息的感知和识别;②网络技术,通过广泛的互联技术,实现感知信息高可靠性、高安全性传送,要求掌握各种传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等;③应用技术,通过应用中间件提供跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同及共享功能,要求掌握数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现、服务体系架构、软件和算法技术等。以上分析可以看出,物联网工程专业人才要求具有知识面广、综合性能力强、创新能力强等特点,高校只有对物联网工程专业人才培养目标有明确的定位,才能更好地为物联网产业发展提供人才保障。

3 物联网工程专业平台建设

地方性本科院校由于在教学资源、影响力等方面同985、211高校具有一定的差距,在物联网专业人才培养目标上不能片面追求同国内一流高校看齐,应该结合高校自身在地方和行业领域方面的特色,强化优势,提高人才在专业知识和技能方面同国内一流高校之间的互补性。

基于上述考虑,三峡大学在建设物联网工程专业时将目标定位为培养技术应用型人才,专业建设原则是充分利用原有计算机专业教育资源,发挥自身教学积累和师资优势,具有比较鲜明的计算机特色。人才培养知识结构定位以掌握物联网应用层和网络层相关工程技术为重点,面向物联网产业链中的物联网需求分析、网络规划、系统集成以及应用开发等领域,培养掌握各类传感器接口技术、嵌入式系统、数据传输网络原理及组网技术、信息系统分析设计、移动终端程序设计、Web程序设计等物联网工程核心知识的、具有一定创新能力的复合型人才。

3.1 课程体系

围绕物联网工程专业人才培养导向及目标,按照本科课程类别,建立功能明确、主次分明的课程体系是人才培养质量的重要保障。课程按照关联性纵向划分成群,一个课程群一般由1~2门核心课程及多门支撑课程组成,对应物联网工程中一项具体应用技术。同一课程群内的课程分属专业基础课、学位课、选修课等不同类别,根据教学计划,按课程内容的依赖关系安排在不同学年。目前设置的主要课程群有嵌入式技术、传感器及传感网络、物联网应用开发技术等。

3.2 一个平台两个培养方向

专业平台开设除大学公共课以外的专业基础课以及相关的必修课程,如计算机网络、操作系统、数据库系统、微机原理等平台必修课。在课程平台上,分设物联网终端技术和物联网信息系统两个专业方向。物联网终端技术方向学习终端设备数据采集、数据传输相关技术,设置的主要平台选修课程有传感器原理及应用、RFID技术、微机接口技术、嵌入式系统设计等。物联网信息系统方向学习物联网规划及组网技术、物联网应用开发相关技术,设置的主要平台选修课程有物联网组网技术、信息系统分析与设计、Windows程序设计、Web程序设计、智能终端程序设计等,具体设计如图1所示。

3.3 兴趣驱动的分流模式

平台必修课结束后,学生将转入两个不同的专业方向进行后续学习。选择物联网终端技术方向还是物联网信息系统方向,主要考虑学生自身兴趣,并参考已修相关方向支撑课程的成绩进行引导分流。

3.4 实践能力培养

实践能力是创新能力的基础,大学期间提供足够的实践训练有助于学生提高综合素质,毕业后能快速适应工作环境。我们主要从两方面加强物联网工程专业实践能力培养环节,一是实践课时的保障,使专业课程配套实验率达到100%,对于理论性课程,通过针对核心原理设计验证性的实验,加深学生对原理的认识;对于应用技术类课程,按照理论与实验比例1:1以上配设实验,改变以往被动式的学习模式,通过大量实验培养学生积极思考、主动学习,真正将教材的知识消化为自己的知识。二是加强实践条件建设,在条件建设方面采用“硬软”二手同时抓的策略,一手抓实验室硬件条件建设,一手抓以丰富实验内容、提高实验质量为目标的软件建设。我们紧跟当前物联网进展情况,引进较为先进的物联网相关教学设备和模拟系统,以提高课堂实验质量;着力改进实验内容,增大设计性实验比例,引入问题来激发学生的学习兴趣和探索热情;关联课程群结课后,进行集中综合性实验,提高对所学知识的综合运用能力;积极开展同企业合作,通过“引智工程”,让企业骨干工程师到课堂讲授部分综合实训课程,同时通过院级联创平台,让学生有机会参与企业项目。三是采用“3+1”培养模式,大幅提高实训比重,即3年课堂内教学,1年课外实训,将主要课堂教学任务安排在前六个学期完成,后面两个学期除了完成毕业设计外,到企业进行实习。

4 实训体系建设

实训体系建设以创新能力培养为目标。创新是企业在市场竞争中的生存基础,科学技术人才是企业开展创新活动的主体。物联网工程作为一个新兴产业,面临专业知识门槛高、行业标准缺乏、市场不成熟等诸多困难因素,更是迫切需要具有创新能力的产业人才。首先,要加强专业基础课程教学,扎实的专业理论是科技人才创新能力的基础,物联网工程专业人才培养,要重视专业基础理论教学质量,抓关键知识点的教学过程管理。我们根据物联网工程专业基础课程特点,采取针对性的教学模式,积极吸收借鉴精品课程、网络公开课等优秀教学资源,探索新的教学手段和方法,让专业基础理论在教学过程中具体化、应用化。其次,要提高学生专业实践能力训练水平,逐步加大应用性课程配套的实验比重,加大设计型实验在配套实验中的比重,合理设计课程实验体系,建立设计驱动型的教学实验模式。第三,建立创新激励机制,鼓励学生组建创新团队,参与本专业全国范围的学科竞赛,同时积极组织相应的校级、院级层次的创新设计比赛,激发学生的学习热情和创新思维。

系统化设计实训内容。围绕专业培养目标,合理规划实训内容,自上而下建立知识结构完整、过程安排合理、层次清晰的实训内容体系。在指导思想上,将原来以理论教学为本,实验服务于理论教学的做法,变为以设计能力为本,理论为设计服务。打破原有按照单一课程安排实验时间、内容的方法,在体系设计时对实训内容统一规划整理,注重内容的衔接,消除不同课程之间的重复实验,建立以课程实验、课程设计、综合设计、创新设计竞赛、企业合作项目以及校外实习为一体,以设计、实践能力驱动的人才实训培养模式。

完善质量评估标准。为切实保证人才培养质量,必须进一步加强人才培养质量监控和评价体系建设。首先我们积极探索同人才培养要求相适应的评价方法,根据物联网工程专业技术应用型人才的培养特点,开设课程中实训内容占有较大比例,课程要求除了掌握基本理论外,更要求具备实际动手设计能力,因而在评价中需要引入“硬”“软”结合的评价方式,除采用卷考等“硬”指标外,积极引入答辩、设计论文等“软”指标进行综合成绩评价。其次加强教学过程监控,加强教学过程管理,落实平时成绩评定 ,将课程成绩评定分解到各教学环节中,提高教学质量和教学效果的可预见性。最后积极探索推进学分改革,针对性地增加创新设计学分,从评价机制上鼓励参与实践设计项目以激励创新。

5 结 语

如何提高物联网工程专业人才培养质量,培养物联网产业需要的人才,是当前高校面临的一个亟待解决的问题。将目标定位为培养技术应用型人才,通过较大幅度提高课程实训比重,将创新意识培养贯穿到整个培养环节,系统地建立实训模式,使人才培养过程具有明确的目标导向,可作为地方性本科院校物联网工程专业建设的参考。

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第8篇:物联网专业课程体系范文

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。

第9篇:物联网专业课程体系范文

关键词:“3+4”中本衔接;物联网工程专业;课程衔接

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)28-0138-04

“3+4”中本衔接物联网工程专业”没有现成的案例,需要理清的问题很多,其中课程衔接是根本问题。“3+4”中本课程衔接必须对人才培养目标、人才培养规格、职业能力、就业岗位、工作任务、课程体系、课程标准等进行深入的研究与分析,而本文主要讨论 “3+4”中本衔接物联网工程专业”课程衔接的具体思考和做法。

1 “3+4”中本衔接物联网工程专业的建设背景

“3+4”中本衔接物联网工程专业,进行衔接的两个专业虽然同属于信息类且相关性较强的专业,但如图1所示,本科阶段衔接的物联网工程专业属于电子信息类专业且偏底层硬件,中职阶段的计算机网络技术专业属于计算机类专业且偏上层应用(偏软)。在此基础上,通过互补、整合、优化的路径,重组“3+4”中本衔接物联网工程专业的课程体系。因此,出现了课程衔接相似课程较少、相关课程较多的现象,甚至被个别专家误认为是“两张皮”,其实不然。

2 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接的整体思路

课程衔接紧密围绕人才总体培养目标,紧扣岗位能力培养要求。突出人才培养整体性、针对性和适应性,以及强调前3年夯实学生的基础知识并突出其实践操作技能的培养,后4年强调拓宽理论知识和加强工程设计能力培养,将理论结合实践并将其深化、突出学生的工程实践能力和综合创新能力的培养,并通过有效衔接优化及平滑过渡,形成7年一贯制课程体系。按照从简单到复杂的任务进行重构,工作场景通过学习领域来体现,构建融合物联网行业特色和规范的“中职-本科衔接、实践导向”的课程体系,如表1所示。

3年中职阶段的课程体系,基础理论知识遵循“必需、够用”的原则,以实际应用为目的,突出实践技能的训练。课程体系由“通识课程+专业课程+实践环节”组成。为了达到本科入学标准要求,提高学生的可持续发展能力,将通识课程中的英语、数学等课程称为接口课程,定为核心基础课。按照本科要求,加大课时和加深内容,考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。专业课程由专业基础课程、专业课程构成。其中专业基础课程是知识形成的主体,旨在形成专业学习需要的基本知识和能力,需要增加此类课程的课时数以及课程门数,将C语言程序设计、电子技术基础等课程定为接口课程,考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作;专业课程是专业特色的集中体现,包括学生必须掌握的本专业的基本技能;专业综合能力课程为计算机维修实训、电子电工实训、网络组建与管理实训、网站建设实训、网络综合布线实训,是实践性教学环节,重点培养学生的综合实践技能。专业必修课程考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。

4年本科阶段的课程体系,把深厚的理论基础知识、加强专业工程设计能力、实践创新素质三者的培养教育融为一体,培养基础知识扎实,符合物联网工程领域和行业乃至区域经济建设需求、既有本科层次专业理论、又经工程实践能力强化、具有责任意识和创新能力的物联网工程应用型人才。课程体系由“通识课程+专业课程+实践环节”组成。以电子技术基础、电路信号与系统、嵌入式系统原理及应用、单片机原理与应用、物联网应用软件设计等为核心课程;以物联网工程软件实习、硬件实习和综合训练为实践环节,突出物联网专业特色。重点培养学生的专业基础知识、工程实践能力及研发学习能力。

3 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接存在的问题和对策

“3+4”中本衔接物联网工程专业的课程体系是通过对衔接的中职和本科原有专业的课程体系进行互补、整合、优化后重组而来,因此原有中职和本科的培养目标、课程结构、课程内容、教学模式都直接影响着课程衔接的具体实施。

3.1培养目标导致的衔接问题和对策

中职学校为了提升学生的就业竞争力,十分重视职业能力的培养,以就业为目的的教学计划,十分重视针对岗位的专业技能的训练,理论知识学习相对薄弱,其中基础通识课学习弱化更为明显。本科教育则重视学习、思考和创新能力的培养,策略性技能培养不足,没能实现人才层次的提高,造成中职、本科人才培养目标缺乏延续性。选择中职与应用型本科专业这类培养目标比较接近的专业衔接是解决这一问题的理想策略。江苏理工学院的物联网工程专业主体人才输出口径是具有“大工程观”视野的应用型技术人才,从培养目标的衔接方面看,与刘国钧高等职业技术学校三年制计算机网络技术专业的培养目标比较接近。

3.2 课程结构导致的衔接问题和对策

通过调研发现,中职院校都十分重视实践能力的培养,实践教学学时占的比例很高。而本科类院校更加重视理论知识的传授。导致课程结构衔接有如下几方面的问题:文化基础课存在脱节现象,专业理论课程部分重复,专业技能(实习)课程倒挂现象明显,职业资格证书与课程对应关系不紧密等。为此,针对我们物联网“3+4”项目,在课程结构设置上采用两兼顾和两加强的措施,兼顾中职和本科课程的基本结构和导向,加强各自文化基础课程设置,重复的课程在双方协商下进行调整和优化。

3.3 课程内容导致的衔接问题和对策

课程内容的衔接包含文化课和专业课,文化课和专业课应分别针对性的进行课程内容衔接的设计,制定可行性的课程标准。

由于中职学校着重强调的是职业基础知识的培养和实践技能的训练,对文化基础知识的学习要求相对淡化。如果在中职阶段不重视基础文化课程的学习(包括数学、语文、英语、物理等),进入本科阶段,首先对大学英语、高等数学等公共基础课程的学习产生困难;进而,对专业理论课程的学习掌握形成障碍,限制了对专业实践知识、技能的理解,形成“知识建构塌方”的典型现象。同时,由于缺乏较为完善的知识结构从而影响专业新知识自学能力的提升,最终影响学生职业创新能力和职业发展。为此, “3+4”的中职阶段建议要适当增强针对专业的“够用”的基础文化课程,特别对英语和数学的要求,在进入本科时要科学制定转段要求,设置合适的准入门槛,中职阶段设置月考模式,多方面促使学生在中职阶段自觉打牢文化基础,为后续学习做好起步准备。

3.4 课程教学模式导致的衔接问题和对策

中职阶段专业课程教学普遍采用项目化教学,突出做中学和学中做,相应的月考和课程终结性考核主要是通过完成考试要求的操作项目或任务的形式进行。根据“3+4”中本衔接物联网工程衔接的规定,中职阶段的专业必修课程考核由江苏理工学院主导负责出卷、阅卷等工作。应用型本科学校目前仍然较多的采用学科教学的模式,导致本科学校老师在出卷时受本科学校教务规定的要求,主要以书面考试的形式。因此产生了课程考核模式的矛盾,而考试模式又直接影响到教学模式和内容。为此,“3+4”的中职阶段建议专业课程的考核采用书面和操作相结合的考试方式,约定书面和操作内容的各自比例。

4 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接的具体做法

课程衔接问题的实质是使得“中本”衔接课程内容能够相关,课程衔接的前提是能实现“中本”课程内容层次化的描述,以促使课程任务在“中本”之间获得合理分配。

以下将主要从培养能力、教学内容、教学要求和衔接方法这四个方面对中职阶段的专业核心课程(C语言程序设计、电工电子基础)与本科阶段相关课程的衔接进行具体的说明。

4.1 C语言程序设计

在中职阶段设置了C语言程序设计课程(6学分,102学时,其中理论50学时,实验52学时),本科阶段与之相衔接的是程序设计(C)课程(4学分,80学时,其中理论48学时,实验32学时)。在中职阶段,主要根据学生的接受能力对程序设计的基本概念,C语言的基本语法,基础的数据类型和程序结构进行介绍。在本科阶段,主要针对C语言中的函数、指针等重难点内容进行较为深入的讲解,并着重培养学生应用计算机解决实际问题的能力。具体的衔接情况如表2所示。

4.2 电工电子基础

在中职阶段设置了电工电子基础课程(8学分,132学时,其中理论50学时,实验82学时)。本科阶段与之相衔接的是电路、信号与系统(5学分,80学时),以及电子技术基础(5学分,80学时)这两门课程,特别是电路、信号与系统课程中的电路部分和电子技术基础课程中的模拟电子技术部分。在中职阶段,电工电子基础课程主要包含了传统的本科电路分析和模拟电子技术课程中适合中职阶段学生学习的较为基础内容,通过大量的实践操作,旨在让学生建立起对电路系统的基本认识,具备一定的操作能力。与普通的计算机网络技术专业相比,此课程的比重和地位都有较大程度的提高。而在本科阶段,通过将一部分基础内容下放到中职阶段,成功地将原有的电路原理、模拟电子技术及数字电子技术课程进行了整合,从而可以开设更多的软件类课程,更好的实现对软硬兼修的物联网工程技术人才的培养。具体的衔接情况如表3所示。

5 “3+4”中本衔接物联网工程专业课程衔接后续研究的思考

对于中职阶段的学科专业课程,在本科阶段均有相关的课程与之对应。 为了使“3+4”人才培养方案形成了一个有机的整体,必须保证相关课程之间在培养能力、教学内容和教学要求方面形成良好的衔接。以上已经讨论的问题和相应对策外,课程衔接还直接体现在课程标准、课程教材和课程评价;除了专业课程衔接,文化课的衔接也不容忽视。

参考文献:

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[2] 谭文培.英_澳_美中高职衔接课程体系的构建及对我国的借鉴[J].科教文汇,2014(7):104-105.

[3] 郝丽萍,熊昕,熊茂华.物联网技术专业的中高职衔接人才培养标准的研究[J].时代教育,2015(11):51-52.

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