我校物聯網工程專業建設探索

石志國，王志良

(北京科技大學計算機與通信工程學院物聯網與電子工程系，北京 100083)

物聯網是當前最具發展潛力的產業之一，將有力帶動傳統產業轉型升級，引領戰略性新興產業的發展，實現我國產業化結構戰略性調整，并能引發社會生產和經濟發展方式的深度變革。

本文結合我校教育部特色專業物聯網工程的建設情況，重點探討了專業定位、培養目標、知識體系以及各類課程的設置。

1 特色專業建設的總體思路

1)專業特點

我校的物聯網工程專業作為教育部批準的首批6所高校特色專業，具體如下特點。

(1)該專業完整的教學體系將是國內的第一次嘗試，因此具備較強的探索性和示范性。

(2)本系教學團隊成員參與了全國高校物聯網及相關專業的策劃，能在其中發揮有效作用。

(3)在教育部特色專業建設項目的支持下，我系已經完成了四年的培養計劃。并在此基礎上，全面提供了課程的開放性資源。

2)專業定位

本專業的課程定位是學習:“電路電子技術”、“信號與系統”、“物聯網技術及應用”、“嵌入式系統與單片機”、“無線傳感器網絡與RFID技術”、“云計算與物聯網”和“物聯網安全綜合實訓”等課程。學生在物聯網軟件與服務方向、物聯網感知與控制方向、物聯網傳輸與網路方向上，具有從事物聯網系統研究、設計和開發能力。

3)專業目標

專業培養目標以信號與系統、物聯網系統設計與組網及數字信息處理等理論為基礎，研究各種網絡信息處理技術，例如信息感知、網絡傳輸、信息安全、云計算和標簽技術等。在此基礎上研究和設計各種物聯網應用網絡系統和感知服務系統。教學環節包括理論教學、實踐教學和職業道德教育等。

4)專業出口

我校該專業有15%以上的保研指標，學生可以申請EE(Electrical Engineering)和CS(Computer Science)兩個方向的Ph.D學位或者M.S學位攻讀。

2 知識體系與課程設置

整體上，物聯網被分為感知控制層、網絡傳輸層和應用服務層三個層次。根據物聯網的服務功能，可以劃分為感知識別層、網絡構建層、管理服務層和創新應用層，即將數據的分析和管理等單獨劃分為一個層次，如云計算和普適計算等數據處理單元。

1)知識體系

將物聯網工程分為三大知識領域:通識基礎類知識領域、綜合管理類知識領域和專業技術類知識領域，如圖1所示。

圖1 物聯網工程專業體系

2)專業課程體系

各個學校工科專業的通識基礎和公共基礎課等學科模塊大致相同。這里重點進行物聯網工程專業的專業必修課和方向選修課的討論。根據專業特色和辦學背景，安排了7門專業必修課課程，具體課程安排如表1所示。

表1 專業必修課安排

其中，“物聯網體系結構及綜合實訓”課程與富士通(中國)共建，主要在富士通公司捐助的實驗設備上進行授課。

選修課程體現出學科發展的專業特點，規劃了三個專業發展方向的選修課。教學大綱要求學生在學習專業必修課程的同時，根據自己的興趣選修三個方向的課程，并且規定每個方向的最低選修學分。

(1)物聯網軟件與服務方向設置包括了如下課程:“C#程序設計語言”、“人工智能”、“Linux操作系統”、“JAVA程序設計”、“軟件工程”、“高級編程技術”、“物聯網與信息服務”、“數據庫系統原理(雙語)”、“物聯網系統模型”、“數據倉庫與數據挖掘(雙語)”、“應用軟件系統設計與案例分析”和“Oracle”。

(2)物聯網感知與控制方向設置的課程包括:“計算機電路輔助設計”、“智能機器人控制”、“DSP處理器及應用”、“計算機體系結構”、“模式識別基礎”、“數字信號處理”、“物聯網控制基礎”、“嵌入式計算”、“大規模集成電路設計(雙語)”、“可編程邏輯器件及應用”和“無線電定位導航原理及應用”。

(3)物聯網傳輸與網絡方向設置的課程包括:“現代密碼學”、“數據通信網”、“TCP/IP網絡程序設計基礎”、“網絡安全技術”、“網絡安全與管理”、“現代交換技術”、“移動通信(雙語)”、“多媒體通信技術”、“通信原理概論”、“通信網基礎”、“信息對抗與網絡攻防技術”和“通信網安全”。

我系在教育部和本校兩項若全支持下已基本完成了物聯網工程專業的課程企業化教改任務，與IBM大學合作部共建了三門課程:“DB2數據庫應用開發”、“RSA開發基礎”和“RSA開發J2EE應用程序”。

3 實踐環節

工程實踐能力是應用性較強的新興專業人才培養的主要目標。

實踐環節地點除了無錫物聯網產業基地、北京佰能公司和科大恒興高技術有限公司新興的物聯網相關企業之外，還選擇了其它優勢行業:如濟南鋼鐵公司、安陽鋼鐵公司和首都鋼鐵公司等。工程實踐能力最終需要培養的是提高就業能力，就業最重要的能力包括:在團隊中有效地工作、分析信息、有效溝通和自學[3，4]。

[1]劉琳娜，張彥通.加強校企合作，保障高等工程繼續教育的實效性[J].北京，高等工程教育研究.2011(3):93-96.

[2]王志良.物聯網工程概論[M].北京，機械工業出版社.2011..

[3]羅丹.課程建設:高等教育質量提升的關鍵[J].北京，高等工程教育研究.2011(3):140-146..

[4]Edward F，Johan M，etc.顧佩華，沈民奮，陸小華(譯).重新認識工程教育[J].北京，高等教育出版社.2009..