面向應用創新的物聯網專業實踐教學體系研究

李海洋+何紅洲+范敏

摘要：物聯網技術的快速發展需要更多的具有應用創新能力的專業人才。高校的物聯網專業人才培養應符合物聯網專業發展規律和創新教育規律。該文以綿陽師范學院物聯網專業為例，就如何構建面向應用創新的物聯網專業實踐教學體系進行了探索和研究，并重點從課程體系、實踐資源、師資隊伍幾個方面進行了介紹和總結。

關鍵詞：應用創新；物聯網；實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）01-0275-02

Abstract： The rapid development of Internet of things technology requires more professional talents with innovative ability. The education of Internet of things in universities should conform to the law of development of Internet of things and innovation of education. Taking Mianyang Normal University as an example， this article explores and studies how to build a professional practice teaching system for Internet of things and introduces and summarizes several aspects of curriculum system， practical resources and teaching staff.

Key words： application innovation； Internet of things； practice teaching system

1 概述

物聯網是通過信息傳感設備，將物與物、人與人、人與物互聯，進行信息交換和通信，實現各種信息服務和應用。物聯網是我國的戰略性新興產業中信息產業的核心發展領域，已逐漸在我國的各行各業發揮出越來越重要的作用。近年來，我國物聯網行業年均增速一直維持在30%左右，存在大量的人才缺口，特別是缺少有創新能力的物聯網專業技術人才。為了更好地培養物聯網專業人才，2010年，教育部下達了物聯網專業申報的通知，國內眾多高校紛紛開始設置了物聯網專業。物聯網發展的靈魂是應用創新，高校物聯網專業的設置應符合物聯網特點，培養學生的應用創新能力。但是，目前國內很多高校受傳統教學模式的影響，實踐教學往往處于教學活動中的次要地位，不能適應物聯網工程專業創新能力培養的需求。對于物聯網專業而言，目前還沒有成熟和完善的實踐教學體系可以借鑒，如何建設符合物聯網專業發展規律和創新教育規律的實踐教學體系，仍然是一個亟待解決的問題。

本文從課程體系、實踐條件、師資隊伍建設幾個方面對綿陽師范學院物聯網工程專業建設進行介紹，對面向應用創新的專業實踐教學體系的構建過程進行了總結。

2 課程體系建設

2.1 理論課程體系

物聯網技術是一項綜合性技術，主要包括感知技術、通信技術、網絡技術，涉及電子、通信、計算機等多種領域，具有跨學科特點。綿陽師范學院物聯網工程專業的培養目標是以地方經濟發展為出發點，培養德、智、體等方面全面發展，具有良好的科學素養和人文素養，具有計算機工程領域扎實理論基礎和專業知識，系統掌握物聯網工程的基礎理論、基本方法和基本技能的復合型本科人才，能勝任地方發展所需要的物聯網工程師，移動終端開發工程師，物聯網產品講師等工作崗位。根據物聯網特點和專業培養目標，學院構建了一套較為完善的物聯網工程專業課程體系，如圖1所示。

2.2 實踐教學環節

學科基礎教育的實踐教學包括課程實驗和課程設計。課程實驗分為驗證性、綜合性和設計性實驗，強調學生掌握學科基本理論與應用基本技能，主要依托學院 “校企共建”實驗室和專業實驗室進行。課程設計注重專業實踐技能的訓練，提高學生發現和解決專業實際問題的能力，主要依托學院 “校企共建”實驗室和專業實驗室進行， 一般是完成一項涉及本課程主要內容的綜合性開發項目。

專業基礎教育的實踐教學主要包括專業實訓、畢業實習和畢業設計。專業實訓是對學生的操作技能、技術應用能力和綜合職業能力的訓練。專業實訓以提高學生就業能力為目標，通過模擬案例或實際案例，對學生基本操作技能和解決實際問題的綜合職業技能進行訓練，強調獨立操作、反復訓練、學會技能、形成技巧。專業實訓主要依托校內實踐基地和校外實踐基地進行，一般是完成一項模擬或實際的綜合性、應用性開發項目。畢業實習是學生將校內所學的理論和技能向職業崗位實際工作能力轉換的重要教學環節，強調內容的綜合性。畢業設計的目的是對學生的知識能力進行一次全面的考核，并培養學生綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力。畢業設計要求學生獨立設計并實現功能較為完善的系統或模塊，除了提交相應的代碼，還應提交整套的開發文檔，并具有一定的工作量要求。如果學生選擇以論文形式作為畢業設計，要求必須在答辯之前在省級以上刊物公開發表。

創新能力的達成是使學生在掌握專業基礎知識的基礎上，通過指導學生科研和參加專業、學科競賽等，培養學生的應用創新能力。學院除了開設相應的課程，如創造學、學科競賽等課程，還將學生科研和學科競賽計入學分，從而在課內外激發學生自主創新的興趣和應用創新能力的培養。

3 實踐教學資源建設

實踐教學資源是面向應用創新的實踐教學的基礎保障條件。

3.1 學科基礎實驗室

近年，學院不斷加大了實踐教學投入，并加強了學科基礎實驗室建設。目前，學院建有軟件技術實驗室、網絡實驗室、程控交換與通訊網重點實驗室、軟件工程實驗室、數字電路實驗室、模擬電路實驗室等。這些實驗室大多為“校企共建”實驗室，能有效滿足學科基礎教育的實踐教學活動，為學生打下牢固的學科基礎。endprint

3.2 專業實驗室

在加強學科基礎實驗室建設同時，學院規劃籌建了新的物聯網專業實驗室，包括：IOS移動應用開發實驗室、物聯網傳感器實驗室、RFID實驗室、無線傳感器網絡實驗室、物聯網綜合實驗室等專業實驗室等。這些專業實驗室除了能有效滿足專業課程實驗外，大多面向學生開放，學生能在這些實驗室完成競賽項目、科研項目的設計開發，激發學生的科研熱情，培養學生自主創新能力。此外，學院專門為專業教師建設了應用創新實驗室，根據教師研究方向配備了科研設備，用于科研項目研究。專業教師可以選拔實踐能力較強的學生進入其科研團隊，直接從事研究開發，從而提高學生的創新能力。

3.3 校內外實踐基地

學院建設校內實踐基地2個，校外實踐基地多個，包括省級大學生校外實踐基地1個。物聯網專業的所有學生都能進入校內外實踐基地參加實訓。校內實踐基地采用的是學生自己組織、自己管理的方式，除了可以提高學生實踐能力，還可以培養學生的管理水平。校內實踐基地主要針對大學一、二年級學生，在他們具有初步的專業知識和實踐能力情況下，由具有一定實踐能力和創新水平的高年級學生組織帶領，完成一項或多項綜合性項目，逐步培養其創新意識和創新能力。校外實踐基地是針對高年級學生，在學生具有一定的實踐能力和創新能力情況下，直接進入合作企業參與項目研發，在企業導師帶領下，解決實際生產問題，為學生走向企業崗位實現無縫連接。

4 師資隊伍建設

學院物聯網專業建設之初，專業師資力量薄弱，大多由軟件工程專業、計算機網絡專業組成，專業實踐能力不足。針對這種情況，學院采取了多種措施打造師資隊伍、提升師資力量。

一是鼓勵青年教師到國內知名高校攻讀博士學位，培養師資隊伍的整體創新能力。目前，物聯網專業具有博士學位教師已經從0人提高到3人，其余均具有碩士學位。

二是鼓勵低職稱教師進行職稱晉升，改善師資隊伍的職稱構成。目前，物聯網專業具有教授1人，副教授5人，講師3人。

三是鼓勵專業教師積極參加科研，促進師資隊伍的整體創新能力。目前，物聯網專業教師累計主持四川省教育廳科研項目8項，綿陽市科研項目1項，綿陽師范學院科研項目7項，橫向項目1項。

四是加強校企合作，提高師資隊伍的整體創新能力。學院鼓勵青年骨干教師到企業參與實際項目研發，提高工程實踐能力，每年2-3人次。學院聘請企業工程師到校辦講座，每年3-4人次。學院鼓勵鼓勵教師參加企業認證考試，物聯網專業教師100%取得企業認證工程師資格。

5 面向應用創新能力的實踐教學

5.1 創新能力培養的實踐教學內容

專業課程實驗項目是根據實驗教學大綱大綱制定，分為驗證型、設計型和綜合型。學院對實驗項目的開設進行了改革，每門課程均要求設置一個設計型和綜合型實驗項目。每個實驗項目都規定了實驗內容，在實驗要求和實驗步驟則鼓勵學生進行探索，提出學生自己的實驗思路，達到培養學生創新思維的目的。以《無線傳感器網及應用》課程實驗為例，課程實驗教學目標使學生掌握無線傳感網絡的基本概念、特點、結構、原理及設計方法，學會使用無線傳感網絡可編程框架實現傳感器節點組網。在課程項目和內容設置上，按照實驗教學目標，采用項目驅動方式，把實驗項目設置為Zigbee、藍牙、Wifi三大模塊。每個模塊的實驗要求，規定學生按照實驗內容和步驟完成，培養學生扎實的基礎實踐能力。在此基礎上，鼓勵學生自主研究，提出新的實驗內容和實現步驟，形成自己的創新點。

5.2 創新能力培養實踐教學過程

相比于理論教學，實踐教學具有自己獨特的優勢。以學生為中心進行探究性教學、實現個性化教育在實踐教學過程中相對易于實施。因此，培養學生創新能力，一定要充分發揮實踐教學優勢。一是激發學生進取精神，引導學生創新求異。在實踐教學過程中，要充分調動學生積極性，鼓勵學生大膽提出自己的思路和見解，自主參與教學活動，甚至成為教學主角。但如果學生的思路和見解出現偏差，教師應及時點撥和引導。二是鼓勵學生質疑，培養學生發現問題的能力。在實踐教學過程中，學生會發現很多問題。對學生提出的有價值問題，實踐指導教師應及時予以肯定和表揚。對學生提出的簡單問題甚至幼稚問題，實踐指導教師應及時找出問題原因，不挫傷學生的積極性。三是引導學生自主釋疑，培養學生解決問題能力。對學生發現的有價值問題，實踐指導教師可以讓學生自己或其他同學提出解決方案，進行自主探究。應根據實際情況，如果學生確實不能解決，實踐指導教師可以提供解決思路。四是及時總結點評，形成學生創新成果。每一個實踐教學過程，學生都或多或少地會提出創新性思路、問題并獲得創新性成果，實踐指導教師應及時點評歸納，將學生的智慧的火花搜集整理，積少成多，最終形成學生的創新成果。

6 結束語

本文以綿陽師范學院物聯網專業為例，介紹物聯網專業實踐教學體系的構建過程。該實踐教學體系實施以來，通過不斷總結和完善，取得了較好的效果。但是，由于物聯網具有跨學科、應用廣泛、發展快速的特點，因此，如何培養具有應用創新能力的物聯網專業人才仍需要深入研究。

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