應用型地方本科院校物聯網工程專業課程體系探索

張雅瓊

摘 要：物聯網工程專業是新興的本科專業，目前培養模式和課程體系并不明確，且物聯網涉及眾多知識領域，每個學校對物聯網的切入點也不一樣，都處于探索階段。切合地方本科院校應用型人才培養的目的，探討物聯網專業的課程體系設置，并探索物聯網的教學模式，通過合理的課程體系設置和科學的教學模式培養工程應用型人才。

關鍵詞：物聯網工程；應用型人才；課程體系設置；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）05-0-02

0 引 言

物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。物聯網工程專業面向新一代信息技術發展的前沿，具有學科交叉、基礎雄厚、產學研用結合緊密、系統工程能力突出的工程化特色，既強調基本理論和基礎知識，也注重鍛煉實踐和創新能力，同時注意新技術和新應用的學習。物聯網工程專業具有理論與實踐相結合的特征。

榆林學院是一所地方本科院校，多年來學校堅持培養應用型人才。2013年9月，榆林學院迎來第一批物聯網工程專業本科生。如何借鑒已有的成功經驗，完善人才培養模式、合理設置課程體系、培養適應社會需求的合格應用型人才，成為榆林學院迫切需要解決的問題。

1 覆蓋物聯網技術各層面，完整課程體系設置

物聯網（Internet of Things，IoT）是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網架構分為三個層次，即感知層、網絡層和應用層。感知層主要是利用物聯入網感知和采集物理世界中發生的物理事件和數據，利用最多的是RFID、傳感器、攝像頭和GPS等技術，感知層的目標是利用上述諸多技術形成對客觀世界的全面感知。信息獲取和信息短距離傳輸是其主要功能。網絡層是一個龐大的網絡體系，用于整合和運行整個物聯網，主要承擔著數據傳輸功能，涉及的技術主要有通信技術和計算機網絡技術等。應用層形成了類似于人類社會的物聯網 “分工”，每行每業都需要進行各自的物聯網建設，以不同的應用目的完成各自的“分工”。物聯網應用層解決的是信息處理和人機交互問題，主要涉及軟件開發和大數據處理等方面。

為了使學生建立物聯網的概念，專業課程體系設置需要涵蓋物聯網技術的各個方面，同時作為開設在信息工程學院的物聯網工程專業，必然要倚靠原有的計算機科學與技術類專業，即課程設置側重于物聯網的應用層技術。課程體系設置包括學科基礎，專業基礎和專業核心課程三大模塊，如圖1所示。

圖1 專業課程體系設置

專業核心模塊部分的課程設置需涵蓋物聯網技術的三個層次，在感知層涉及到的主要課程有傳感器與檢測原理，RFID原理與應用；網絡層涉及到的主要課程有通信原理，計算機網絡，無線傳感器網絡等；在應用層涉及到的主要技術有數據庫技術，中間件技術，以及編程技術等。通過這三個層次課程的學習，學生不僅會對物聯網有一個全面的認知，還會對各層面相應的技術有所掌握，為從事物聯網相關領域工作打好基礎。

2 強化實踐實驗類課程設置，重視應用型人才培養

實踐是創新的源泉，創新離不開實踐。地方本科院校須突出學生應用能力的培養，課程設置應加強實驗/實踐環節的內容。理論教學是基礎，對物聯網的體系結構、關鍵技術和相關領域的典型應用形成完整的闡述，實驗教學作為理論課程的延伸，是由抽象到具體的過程，實驗環節的設置按照物聯網的體系結構，完成由下而上的知識獲取和驗證。理論教學、實驗教學、案例教學和各個實踐環節相結合，增加課程的實用性，為應用型人才的培養奠定基礎。

物聯網工程專業各學年實踐教學安排如圖2所示。第一學年的實踐類課程主要有物理實驗、電路電子類課程以及基礎程序設計語言的上機；第二學年的實踐類課程有RFID、傳感器、通信原理、數據結構等課程，從感知層到應用層加強學生的認知與實踐能力；第三學年的實踐類課程有計算機網絡、嵌入式、物聯網數據處理等一些綜合性較強的課程設計，重在培養學生的動手能力；最后一學年完成物聯網系統綜合設計和畢業論文。通過逐步加強加深的實踐類課程安排，循序漸進地增強學生創新能力的培養。實踐環節的設置由淺入深，由簡單到復雜，層層遞進，從電子電路設計到單片機系統設計再到嵌入式系統設計，一步步培養學生的設計能力和工程實踐能力。

3 探索教學模式，突出創新人才培養體系

物聯網技術涉及的知識點眾多，若直接進行理論授課，學生必然覺得枯燥和抽象，但實際生活中物聯網的應用無處不在，因此在教學時可以先引起學生的興趣，讓其明白所學可以如何用。在課程的安排上首先是導論和浸入式體驗的認識實踐，通過物聯網的綜合案例導入，然后才是相關專業課的學習和實驗。物聯網專業課程的授課可以采用案例驅動式教學，通過各種應用視頻或者教師的案例講解，充分調動學生的積極性，將晦澀的理論知識形象生動的展示出其應用，之后再來闡述具體理論。這樣，不僅學生學起來有熱情，容易理解，教師的授課也會達到事半功倍的效果。另外，實踐教學一定要輔助理論教學，實踐環節不能脫離理論僅僅做動手能力的培養，更應該將理論知識形象化，通過實踐教學回顧和鞏固理論知識并融會貫通，達到理論教學與實踐教學相輔相成缺一不可的效果。

4 結 語

物聯網專業作為新興專業，培養方案和課程體系的設置仍在不斷的探索和研究中，但其課程設置應當注意以下幾點：一是融合，課程設置不僅僅是傳感技術、計算機技術、網絡技術和信息控制技術等專業核心課程的簡單拼湊，更應該體現物聯網的先進技術和綜合應用；二是應用性，課程體系設置應突出實用性，理論是基礎，應用是目的。強調實踐環節，以增強學生的實踐動手能力和創新能力為宗旨，突出重點，強調實用。

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