新工科背景下物聯網工程專業建設存在的問題及對策

張偉， 吳宗勝， 韓改寧， 高英英

(1. 咸陽師范學院， 計算機學院， 陜西， 咸陽 712000; 2. College of Information Technology and Computer Science， University of the Cordilleras， Baguio 2600, Philippines)

0 引言

“新工科(new engineering)”概念一經提出，國內立即形成了“天大行動北京指南”和“復旦共識”[1]。在“新工科”思想的指引下，掀起了一場新工科的改革與建設熱潮。隨著全球經濟一體化進程及我國經濟結構的變化，特別是隨著物聯網、云計算、大數據等計算機類新興產業的興起，我國信息產業也逐步滲入到各個領域，這些領域都面臨著人才短缺的問題[2]。新工科的建設要以新產業為背景，探索傳統工科與新興工科相結合之路[3]。

在我國，物聯網工程專業設立于2010年,在新工科思想的指引下，經過10多年的建設，專業建設取得了一定成效[4]。但仍然存在一些不足。

1 物聯網發展趨勢

舉目全球，物聯網技術正成為經濟社會可持續發展的關鍵引擎[5]。我國已經基本形成了相對齊全的物聯網產業體系，涵蓋了智能制造、智能感知、網絡服務與應用等領域。據HIS公司預測，未來幾年，全球物聯網專業人才缺口將超過1 000萬人[6]。我們應該抓住物聯網專門人才需求的機遇，根據社會需求，優化物聯網專業培養模式，培養出更多能夠適應地方經濟社會發展的物聯網應用型人才。

2 物聯網工程專業人才培養計劃的現狀

我國已有600多所高校增設了物聯網工程專業[7]。江南大學經過多年的建設，已將物聯網工程專業建成為國家級特色專業[8]，其培養過程、教學經驗等可以為各高校提供參考。

目前，物聯網工程專業的人才培養過程中優秀的案例不多。因此，各高校應根據自身的專業定位及學校特色，以凝練行業特色為突破口，培養出既符合物聯網專業發展需求，又具備明顯優勢的物聯網技術專門人才。

3 地方高校物聯網工程專業存在問題

經過調研，地方高校對物聯網工程這一新專業的辦學定位、人才培養、課程體系等方面存在一些問題，主要體現在以下方面。

(1) 專業培養目標與地方經濟發展和專業特色結合不緊密

目前，不少地方高校的專業定位沒有與地方經濟需求相結合，導致培養的人才缺乏就業競爭優勢。大多數物聯網工程專業特色不鮮明。一些高校在專業設置時還是照搬原有的傳統課程，教學思維、教學方式上缺乏創新。另外，一些高校即使在新工科理念下開展教學，但沒有很好地凝練專業特色，導致本專業學生“什么都學，什么都不精”，培養的學生與其他相近專業區分不大，沒有明顯的就業優勢。

(2) 培養方案沒有結合自身特點，課程設置不大合理

一些高校物聯網工程專業培養方案沒有結合自身特點制定，只是對其他高校培養方案的簡單修改，課程設置也只是對現有課程的簡單裁剪和疊加。

(3) 實踐課時占比小，實踐教學環節較薄弱

大部分高校物聯網工程專業培養目標是培養學生具有較強的實踐能力，但是實際培養過程中實踐課時占比小，實踐教學環節較薄弱。

(4) 師資力量相對薄弱，專任教師“工程訓練”能力不強

物聯網工程專業開設較晚，該專業的現有教師大多數沒有物聯網專業教育背景。他們沒有系統地學習過物聯網工程課程體系，其工程實踐能力相對較弱。

(5) 成績考核以傳統考試為主，評價體制單一化

據調研，開設物聯網工程專業的高校，對本專業的學習成績的考核大多數仍然采用傳統的筆試，這樣不能很好地考核學生的實際應用能力，更不符合新工科培養人才的規律。

4 新工科背景下該專業建設的舉措

(1) 結合辦學實際，對物聯網工程專業的培養目標進行準確定位

物聯網專業是跨學科專業，知識體系比較復雜，應用性強，產業領域廣。我們必須研究社會經濟發展對地方高校人才的需求，從學校實際出發，凝練專業特色，準確定位培養目標，制定符合社會需求和學生實際的人才培養方案。

(2) 根據物聯網專業人才的社會需求，優化其專業課程設置

物聯網體系架構可分為感知層、網絡層和應用層三層(見圖1)[9]。感知層主要是利用各種傳感設備進行數據的采集和處理，涉及傳感器、RFID、WSN、嵌入式等技術；網絡層對感知層獲取的數據進行接入與傳輸，涉及各種短距離無線通信技術和網絡傳輸技術[10]；應用層根據實際應用需求，進行信息處理和人機交互，主要涉及數據處理和軟件開發技術。

圖1 物聯網體系架構

根據物聯網體系的三層結構及工程教育認證的需要，在2020級物聯網工程培養方案中，課程類別設置由通識教育、專業教育、實踐類教育、專業創新創業能力訓練及職業技能訓練五部分組成。其中，通識類占總學分的29.7%，專業教育類占總學分的51.4%，實踐類課程占總學分的16.6%，專業創新創業能力訓練課程占總學分的1.2%，職業技能訓練課程占總學分的0.6%(見表1)。

表1 物聯網工程專業課程設置表

(3) 調整實踐課比重，豐富實踐教學體系

逐年加大實踐課程在培養方案中的課時比例，力爭實踐課時占比達到總計劃課時的35%以上。

通過建設，目前我校物聯網工程實踐教學體系由課程配套實驗、專業見習、單列實驗課、專業課程設計、專業生產實習、畢業設計等7個實踐環節組成。實踐教學環節貫穿于本科生培養的整個過程中。通過多種實踐環節，不斷提升學生實踐能力。

(4) 加強師資的引進和培養力度，不斷優化教師職稱學歷結構

針對師資隊伍力量薄弱的問題，我們采取了對外引進、對內培養的人才強校方式。為了提升教師的實踐工程能力，通過選派老師參與企業掛職、國內外訪學、單科進修，參加高校教師師資培訓等多種形式，提高教師的工程化訓練能力。

2016至2021年引進西北大學等知名高校應屆畢業博士4人，教師考取博士2人。目前，博士學位教師占比達33.3%(如圖2)，博士及在讀博士教師占比達58.3%。

圖2 物聯網工程專業博士學位教師發展情況

近六年，有5位教師分別評上了高級職稱(如圖3)，截至2021年6月，高級職稱教師占比61.5%，有9人獲得了“雙師型”教師認定，本專業“雙師型”教師占比達69.2%。

圖3 物聯網工程專業高職稱教師發展情況

(5) 改革學生考評機制，將結果性考核與過程化考核并重

2020年，我校物聯網工程專業分別選取了“嵌入式系統原理與應用”、“JAVA 程序設計”兩門課作為本專業的過程化考核試點課程。

過程性考核摒棄一門課程由單次考核決定成績，改為最終成績由階段性實踐成績、團隊協作成績、期中成績及平時成績等多個部分組成[11]。實施過程性考核，激發了學生學習興趣，增加了過程化評價環節，培養了學生在項目實施過程中的實踐能力及團隊協作能力。

5 總結

地方本科高校擔負著為地方經濟發展培養合格人才的重任，我校物聯網工程專業自建設以來取得了一些成績，但離新工科的建設還有一定的差距。我們應以新工科建設為契機，以應用型人才培養為目標，結合自身辦學實際，不斷凝練專業特色。通過改革教學方法，創新教學思維，實現高質量、應用型人才培養。不斷優化我校物聯網專業人才培養模式，以培養出更多適應我國現代化建設需要的高級應用型物聯網專業人才。