物聯網工程應用型人才培養質量標準的構建

張其林，項東升，徐德剛

（湖北文理學院 數學與計算機科學學院，湖北 襄陽 441053）

1 背 景

2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，探討了新工科內涵、建設與發展的路徑選擇，形成了新工科建設“復旦共識”。4月8日，教育部又在天津大學召開新工科建設研討會，60余所高校共商新工科建設的愿景與行動，新工科建設行動路線——“天大行動”蓄勢待發。物聯網工程是典型的新工科專業，自2010年誕生以來，已在全國本科高校中布點近500個。這一方面反映了我國戰略新興產業發展對專業人才的需求；另一方面，如何培養適應物聯網產業發展的高素質工程人才，值得我們深思。

2012年7月，教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會制定了《高等學校物聯網工程專業發展戰略研究報告暨專業規范（試行）》[1]和《高等學校物聯網工程專業實踐教學體系與規范（試行）》[2]，成為物聯網工程專業人才培養的指南，但存在以下問題：①規范由國內知名重點高校相關專家編寫，對于地方高校應用型人才培養的實際考慮不足；②規范并沒有對工程性人才培養質量標準進行明確闡述。2013年11月，教育部和中國工程院印發《卓越工程師教育培養計劃通用標準》，初步建立了卓越工程人才的“國標”。2015年，教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會制定了《計算機類專業教學質量國家標準（征求意見稿）》。然而，各高校根據本校實際制訂各專業人才培養質量標準進展緩慢，沒有建設科學合理的人才培養質量標準，使得專業人才培養工作還停留在狀態維持和經驗管理階段。隨著我國高等教育“質量工程”的不斷推進，如何制訂一個全面客觀的物聯網工程應用型人才培養質量標準，對更好地培養合格的專業人才，對本科院校教學管理和評估的科學化具有非常重要的實際意義，更是人才培養模式系統性重構的基本前提。

2 工科應用型人才培養質量標準的內涵

人才培養質量標準不等同于教學要求。標準和要求有相通的地方，教學要求往往是從教學管理的角度提出的，而質量標準則是基于人才培養質量評價的角度來理解的。人才培養質量標準描述的是人才培養過程或結果的狀態、學生知識和能力掌握的程度等。教學要求規定了教學內容如何講授等具體的細節，包括教學內容的組織與教學重難點的把握、教材的編排及教學方法等。人才培養質量標準是設計教學要求的指南，相對穩定；教學要求是人才培養質量標準的具體化，可以根據教學過程中出現的問題進行一定調整。

人才培養質量標準也不等同于教學目標。教學目標是對教學預期結果的描述，是一種期望狀態，不一定可以實現；而人才培養質量標準則是在一定范圍內對人才培養過程和結果所必須達成狀態的表達，是根據現有條件和資源能夠達到的質量標準，具有保障性和引導性的意義。教學目標與人才培養質量標準之間存在一定的疊合，同時又具有差異性。

人才培養質量標準必須是在一定范圍內的標準，不同類型、不同層次的本科院校應有不同的人才培養質量標準[4]。工科應用型人才培養質量標準具有其獨特的質量參數和內涵要求，是工科應用型人才培養目標分解在專業教育過程和結果方面的基本質量要求，即在本科教育期間通識教育、專業理論、實踐能力、課堂內外教學和校園內外教育應該達到的畢業合格的目標要求，是工科應用型本科教學活動及結果，反映教學質量的規范性文本；其質量指標和參數滲透著實踐性、應用性、特色性、地方性或行業性的規格要求；其目的是從人才培養、課程體系開發、實施教學組織等方面總結并提煉出一種參考模式，經實施、檢驗、優化完善后，對同類院校、同類專業的建設具有借鑒意義[5]。

3 構建物聯網工程應用型人才培養質量標準的過程

培養物聯網工程應用型人才，不僅要提升學生的工程實踐能力，還要培養學生具備一定的理論思維能力，要求學生既懂得從哪里動手，又明白怎么動手和動手后的效果評價。物聯網工程應用型人才培養質量標準的核心和關鍵是確立人才的能力目標，構建人才培養質量標準需要圍繞能力目標，挖掘并搭建課程模塊、教學過程和能力目標之間的內在關聯和實現路徑[3]。

3.1 物聯網工程應用型人才的能力目標

“計算機類專業教學質量國家標準”“中國工程教育認證標準”[6]將工程人才的畢業要求，即能力目標分為10條，是所有工程類專業的通用標準。不同辦學層次的高校應該根據其辦學定位與特色制訂自身的專業人才能力目標。湖北文理學院是一所地方本科高校，定位面向地方經濟發展，培養高素質應用型人才，2013年招收第一屆物聯網工程專業本科生，面向區域物聯網產業的發展，以物聯網應用系統開發為目標，培養物聯網工程應用型人才。2017年，首屆本科生已經順利畢業，95%的學生已經在物聯網相關行業高薪就業，表明該專業應用型人才培養取得了一定成效。

將物聯網工程應用型人才的能力目標分解成12項能力目標，分別用A1-A12表示。

表3是平均基頻，F01-F10表示praat軟件測量的10個點，T1表示陰平，T2表示陽平，T3表示上聲，T4表示去聲，T5表示入聲，入聲分為陰入和陽入，且這兩種調類有歸入其他調類的可能。

A1：具備數學、自然科學和工程知識，并將它們運用到物聯網工程項目的設計、實施和部署之中；

A2：具有抽象邏輯思維和計算思維能力，能夠運用物聯網相關的基本原理對實際問題進行建模、分析、設計和測試；

A3：掌握物聯網工程基礎知識、理論和方法，通過完成一定難度和綜合程度遞增的階段性實踐項目，具備解決物聯網工程實際問題的能力；

A4：通過創新性課程與實踐，獲得一定的工程創新意識和能力，并能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化、環境等多方面因素；

A5：能夠使用常用的工具，如建模工具、開發工具等，且理解這些工具、環境的差異與適用領域，對實際問題進行實驗與分析；

A6：具備理解“人— 網絡（計算機） —社會”系統的能力，能夠評價信息技術對社會、健康、安全、法律及文化的影響，并通過優化解決方案減輕這種影響，承擔相應的社會責任；

A7：具有尊重、保護知識產權的意識，自覺維護網絡空間安全；

A8：具備人文社會科學素養、社會責任感，能夠在物聯網工程實踐中理解并遵守相關職業道德和規范，履行責任；

A9：具備團隊協作能力，能有效進行人際溝通，并在工程實踐中有效運用；

A10：通過英語和雙語課程的學習與研討，具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流；

A11：通過工程經濟學和跨學科課程的學習，掌握工程項目中涉及的管理、經濟決策方法，并能應用到實際項目中；

A12：具備自主學習能力和終身學習的意識與能力。

3.2 課程對能力目標的支撐

大學的專業課程設置直接關系到學生知識結構和能力結構的形成，是人才培養目標實現的保證[7]。我校根據提出的人才培養目標，設計合適的課程結構和教學內容，以保證畢業生達到預期的學業目標。課程與能力目標的支持邏輯采用矩陣的形式展示，見表1。表中Xi表示課程代碼，其中X={C,D,E,F,G}，C表示通識教育課程，D表示學科基礎課程，E表示專業基礎課程，F表示專業方向課程，G表示創新創業課程，i=1,2,3n表示某一類課程的序號。

在能力目標與課程設置方面，著重考慮兩個方面的問題。一是以應用型人才培養目標為核心，強化動手能力的培養。對于物聯網方面的核心專業課程，不以掌握理論知識為目標，而是在一定理論的基礎上，強調以某一平臺為基礎的應用開發，如無線傳感器網絡課程，重點學習基于ZigBee的應用開發技術；在綜合實踐方面，通過課程實驗、課程設計和綜合實訓，逐步拓展實踐的廣度和深度。二是重視創新創業方面的教育，要求學生必須修滿8個學分的課外創新創業課程，方可畢業。通過大學生創新項目、學科競賽、教師科研項目、申請專利、發表論文等多方面的訓練，可進一步提升學生的綜合能力，逐步增強創新創業意識。

3.3 教學方式方法與能力目標的過程匹配

教學方式方法是實現人才培養目標的途徑，是教學內容和學生認知結構形成的橋梁。方式方法與能力目標的過程匹配，就是將能力目標支持矩陣中的課程按照教學方式方法進一步細化，以構建一個有利于培養學生創造力和自主學習能力的教學時空環境，見表2，表中課程采用編號表示。

表1 課程對能力目標的支持邏輯

從表2中可以清晰地得到應用型人才培養的能力目標與教學活動、課程的對應關系，有助于厘清人才培養的過程。社會經濟和相關產業的發展對人才的需求會發生變化，通過能力目標、教學過程與課程的邏輯矩陣，可以有針對性地調整課程；在表2的基礎上，可以進一步將每門課程的知識點和能力目標進行分解，并找到對應關系，從而形成更加詳細的能力目標、教學過程及課程的邏輯矩陣。

表2 能力目標、教學過程與課程匹配的邏輯矩陣

4 結 語

物聯網工程專業應用型人才培養質量標準的構建是一個開放的、動態的、發展的過程。在前期人才培養過程中，我們積累了一定的經驗，在人才培養質量標準構建方面做出了初步的探索，然而這還遠遠不夠，人才培養沒有終點，只有起點。我們將不斷加強與同行專家的交流，廣泛學習、借鑒并吸收國內外高校的優秀案例，進一步完善應用型人才培養的質量標準，實現從教學質量管理上升到對人才培養質量全過程管理的轉變，不斷促進應用型人才培養質量的提升。

參考文獻：

[1]教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會. 高等學校物聯網工程專業發展戰略研究報告暨專業規范（試行）[M]. 北京: 機械工業出版社, 2012: 9-12.

[2]教育部高等學校計算機科學與技術專業教學指導分委員會. 高等學校物聯網工程專業實踐教學體系與規范（試行）[M]. 北京: 機械工業出版社, 2012: 1-3.

[3]黃彬, 鄒曉平. 工科應用型人才培養質量標準研究[J]. 高教發展與評估, 2015, 31(3): 48-56.

[4]陳玉祥. 從標準的內涵看我國本科教學質量標準的建立[J]. 中國高教研究, 2007(7): 35-37.

[5]劉志成, 王詠梅, 張瑩. 對接行業標準的專業教學質量標準構建與實施[J]. 職業教育研究, 2012(12): 160-162.

[6]中華人民共和國教育部.工程教育專業認證標準（試行）[EB/OL]. [2017-08-28]. http://www.moe.edu.cn/s78/A08/gjs_left/moe_742/s5638/s3861/201110/t20111008_125419.html.

[7]俞婷婕, 眭依凡. 大學課程與人才培養: 基于大學教學理性的思考[J]. 清華大學教育研究, 2013(6): 30-38.