高職物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系建設(shè)初探

譚勁松

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高職物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系建設(shè)初探

譚勁松

重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與信息安全系,重慶 404020

為了探索物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式，從而對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)況及人才需求進(jìn)行分析，結(jié)合高職院校的辦學(xué)定位和學(xué)制要求，對(duì)高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置進(jìn)行了初探。

物聯(lián)網(wǎng)；人才培養(yǎng)方向；課程設(shè)置

1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）技術(shù)又稱(chēng)為傳感網(wǎng)技術(shù)，它將嵌入式開(kāi)發(fā)、傳感器感知、點(diǎn)狀信息處理、無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)通信等技術(shù)進(jìn)行融合，具有通過(guò)各種小型智能化傳感器對(duì)被測(cè)物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)墓δ躘1]。當(dāng)這些有用的信息被傳送到上位機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)世界、世間萬(wàn)物與人類(lèi)社會(huì)的互聯(lián)，在下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中具有重要作用。它和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能控制、無(wú)線(xiàn)通信關(guān)系密切，是一項(xiàng)具有交叉學(xué)科性質(zhì)的新技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有：車(chē)聯(lián)網(wǎng)、公共安全、商品溯源、環(huán)境監(jiān)控、智能家居、數(shù)字油田、智能電網(wǎng)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、智能醫(yī)療等，它的發(fā)展將促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和規(guī)劃升級(jí)，并將使國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大調(diào)整，這正好與當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策相吻合。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有無(wú)限的應(yīng)用前景和戰(zhàn)略意義。

物聯(lián)網(wǎng)被業(yè)內(nèi)專(zhuān)家稱(chēng)為“下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)規(guī)模產(chǎn)業(yè)”。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將在2020年達(dá)到8000億元，并以年平均增長(zhǎng)率12%的速度發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來(lái)飛速發(fā)展的階段。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展一直處于世界前列，由于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的特殊性，形成全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本不可能，這就為我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展中與發(fā)達(dá)國(guó)家齊頭并進(jìn)提供了天然的歷史機(jī)遇。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，需要專(zhuān)業(yè)人員作支撐，我國(guó)在未來(lái)幾年對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求將不斷增加。基于此，各高校需要設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，并培養(yǎng)合格的技術(shù)技能型人才。

2 物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方向

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包括三個(gè)方面：信息感知、信息處理和信息無(wú)線(xiàn)傳輸。感知控制主要通過(guò)感知裝置（各種傳感器、RFID 裝置、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等）來(lái)獲取物體感知信息，和嵌入式技術(shù)密切相關(guān)，需要應(yīng)用電子技術(shù)人員和嵌入式底層驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)人員。當(dāng)物體的相關(guān)信息被感知后，相關(guān)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這個(gè)環(huán)節(jié)主要是通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此需要無(wú)線(xiàn)通信和傳感網(wǎng)技術(shù)人員[2]。信息處理單元的主要作用是對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（模數(shù)轉(zhuǎn)化），因此需要嵌入式、信息融合、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)應(yīng)用和系統(tǒng)管理人員。其知識(shí)體系如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)體系

綜上可知，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)是一個(gè)對(duì)實(shí)踐能力要求很高的交叉學(xué)科，因此企圖培養(yǎng)全能學(xué)生，使他掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的所有技術(shù)是不可能的，所以本文認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)可以根據(jù)崗位目標(biāo)要求，從以下四個(gè)專(zhuān)業(yè)方向進(jìn)行。

（1）感知控制方向。主要牽涉感知設(shè)備的選取及應(yīng)用，包括不同傳感器的選型，如位移傳感器、聲音傳感器、溫濕度傳感器等，以及芯片編程及應(yīng)用技術(shù)，如RFID標(biāo)簽以及CC2530芯片開(kāi)發(fā)等，學(xué)生應(yīng)掌握傳感器知識(shí)、電子電路知識(shí)、單片機(jī)編程知識(shí)等內(nèi)容。

（2）無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)方向。通過(guò)各種無(wú)線(xiàn)射頻芯片將感知控制層的各種信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理及決策層，并且將決策信息發(fā)送到感知控制層的目標(biāo)結(jié)點(diǎn)。這個(gè)方向主要解決數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸問(wèn)題。學(xué)生應(yīng)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)、Z-Stack協(xié)議棧等相關(guān)知識(shí)，具備無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)與管理的能力。

（3）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和集成方向。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)系統(tǒng)解決方案或系統(tǒng)集成方案，實(shí)施前要經(jīng)過(guò)詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，因此物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)人員既要有物聯(lián)網(wǎng)硬件的選型、編程、施工能力，又要有IT人員所具有的系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)方面的能力，這就要求學(xué)生同時(shí)具備物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)和系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和集成能力。

（4）物聯(lián)網(wǎng)管理和服務(wù)方向。應(yīng)用服務(wù)層技術(shù)類(lèi)主要提供各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)，如物流、工業(yè)控制、智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、商業(yè)零售、安全防衛(wèi)等，是物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)中的典型應(yīng)用。從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層面來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是一個(gè)應(yīng)用管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)、定位追溯、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程控制、預(yù)案管理、安全防范、遠(yuǎn)程維保、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、在線(xiàn)升級(jí)、決策支持等管理和服務(wù)功能。所以該方向需要既懂得物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)，又懂得IT技術(shù)和信息管理的人才。

3 高職物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的目標(biāo)定位是培養(yǎng)能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)單理論，具有傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、應(yīng)用層APP開(kāi)發(fā)技術(shù)等信息技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。要求掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論和應(yīng)用設(shè)計(jì)技能，具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)編程技術(shù)和電子器件應(yīng)用技術(shù)。

作為高職院校，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)更注重學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用、操作、施工以及方案編寫(xiě)的能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，需要大量從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)的高級(jí)理論型人才。這些崗位高職學(xué)生不能勝任，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)“應(yīng)用為先”的特征決定了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)要想做大、做強(qiáng)、做快，必然需要一大批具有相關(guān)理論知識(shí)、熟悉國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、具有物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)施工能力的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才，而高職院校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生正好符合這一要求[3]。分析大型專(zhuān)業(yè)招聘網(wǎng)站可知，針對(duì)高職高專(zhuān)院校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位主要有：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品調(diào)試和銷(xiāo)售，感知層電路設(shè)計(jì)和底層編程，技術(shù)支持和售后服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)和二次開(kāi)發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的安裝、調(diào)試與維護(hù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的使用、管理和維護(hù)，等等。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，需要學(xué)生具備較高的整體素質(zhì)和能力，而學(xué)生素質(zhì)和能力的提高需要科學(xué)的、循序漸進(jìn)的課程體系。明確物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)各年級(jí)的人才培養(yǎng)方案，根據(jù)各年級(jí)培養(yǎng)目標(biāo)合理設(shè)置各階段的專(zhuān)業(yè)課程，并對(duì)每門(mén)課的開(kāi)課學(xué)期作合理安排，以使學(xué)生的學(xué)習(xí)由淺入深、由易到難，逐步遞進(jìn)。由于專(zhuān)業(yè)具有強(qiáng)應(yīng)用、重實(shí)驗(yàn)、懂設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，本專(zhuān)業(yè)應(yīng)重點(diǎn)教授傳感器技術(shù)、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式C語(yǔ)言編程技術(shù)及Android界面設(shè)計(jì)技術(shù)。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)熟練應(yīng)用為核心培養(yǎng)目標(biāo)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、硬件選型及軟件編程調(diào)試能力，以使高職物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生具備本行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文構(gòu)建的高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)漸進(jìn)式理論課程體系如圖2所示。

圖2 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)漸進(jìn)式理論課程體系

圖2中的課程設(shè)置能基本滿(mǎn)足高職物聯(lián)網(wǎng)工程各個(gè)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)要求，包括信息的采集（傳感器與檢測(cè)技術(shù)）、處理（單片機(jī)原理與應(yīng)用）、傳輸（Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)）和反饋以及RFID射頻識(shí)別課程等。

真知來(lái)源于實(shí)踐。只有通過(guò)大量的實(shí)踐才能積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、改正錯(cuò)誤。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)在重視培養(yǎng)高端技能應(yīng)用型人才的同時(shí)，更應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)精神、創(chuàng)新精神、自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和工程施工應(yīng)用能力。

在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系時(shí)，根據(jù)高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，采用“漸進(jìn)式綜合項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法”開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，基于不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，不斷提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。通過(guò)Autocad、OfficeVisio等實(shí)訓(xùn)課程使學(xué)生具備施工項(xiàng)目的繪圖能力[4]。通過(guò)Protel電路設(shè)計(jì)課程使學(xué)生具備電路圖識(shí)別和電路設(shè)計(jì)的能力；通過(guò)單片機(jī)技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生的嵌入式軟件編程能力；通過(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程使學(xué)生具備復(fù)雜底層數(shù)據(jù)處理的能力。學(xué)生從學(xué)習(xí)工程基本知識(shí)和單元電路設(shè)計(jì)到獨(dú)立完成小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其工程實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力將逐步提高。高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系如圖3所示。

圖3 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系

4 結(jié)束語(yǔ)

高職院校開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)是辦學(xué)方向，與社會(huì)和企業(yè)需求相適應(yīng)，是為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)技能型人才的具體表現(xiàn)。本文從物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)崗位工作過(guò)程和職業(yè)能力入手，從典型工作任務(wù)分析出課程設(shè)置，并通過(guò)崗位能力分析出專(zhuān)業(yè)方向、課程體系結(jié)構(gòu)等，對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置具有參考作用。

[1]李正.基于工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系改革[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（3）：12-14.

[2]譚立容，周波，劉豫東.物聯(lián)網(wǎng)主體崗位群工作任務(wù)與職業(yè)能力分析[J]．遼寧高職學(xué)報(bào)，2011（6）：45-46.

[3]陳冠玲，馬文新.應(yīng)用型本科電子信息工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)[J]．武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2012，58（S2）：279-281.

[4]傅大梅，倪瑛，戴娟.對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)體系的研究[J].學(xué)園：教育研究，2011（21）：11-12.

Construction of Curriculum System of Internet of Things in Higher Vocational Colleges

Tan Jingsong

Department of Network and Information Security of Chongqing Security Technology Career Academy, Chongqing 404020

In order to explore the application of Internet of Things technology professional training mode, carries on the analysis to the development of the Internet of Things industry present situation and talent demand, combined with the Higher Vocational Colleges school running orientation and system requirements, make a preliminary study on the setting of Higher Vocational Internet of things application technology professional curriculum.

Internet of Things; direction of personnel training; curriculum setting

F49-4;G712.3

A

譚勁松（1976—），男，重慶萬(wàn)州人，重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，講師，本科，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。