工程教育背景下物聯網工程專業課程改革研究

摘"要：針對高校物聯網工程專業課程在教學內容、教學方法方面所存在的不足，結合物聯網工程的專業特點，圍繞應用型人才培養的目標，以溫州理工學院智能制造與電子工程學院設立的物聯網工程專業課程為參考，結合浙江省及智能制造與電子工程學院產學合作協同育人項目中關于新工科專業應用型課程的教學改革，同時與當地物聯網相關企業密切結合，研究新工科應用型課程的教學體系，探索工程教育背景下新工科應用型人才的培養機制。為物聯網工程專業的新工科課程改革提供具備實際項目經驗的教學改革參考意見，為專業建設的螺旋式上升做好鋪墊。

關鍵詞：物聯網工程；專業認證；工程教育；應用型人才培養；教學改革

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）02-0137-04

Abstract：AimingatthedeficienciesintheteachingcontentandteachingmethodsofthecoursesofInternetofThingsEngineeringincollegesanduniversities，combinedwiththeprofessionalcharacteristicsofInternetofThingsEngineering，focusingonthegoaloftrainingappliedtalents，andtakingtheInternetofThingsEngineeringcoursessetupbytheSchoolofIntelligentManufacturingandElectronicEngineeringofWenzhouInstituteofTechnologyasareference，incombinationwiththeteachingreformofappliedcoursesfornewengineeringmajorsinZhejiangProvinceandtheindustry-universitycooperativeeducationprojectofIntelligentManufacturingandElectronicEngineeringCollege，theteachingsystemofappliedcoursesfornewengineeringisstudiedinclosecombinationwithlocalrelatedenterprises，andthetrainingmechanismofappliedtalentsfornewengineeringunderthebackgroundofengineeringeducationisexplored.ItprovidesreferenceopinionsonteachingreformwithpracticalprojectexperienceforthenewengineeringcurriculumreformoftheInternetofThingsEngineering，andlaysthegroundworkforthespiralingriseoftheprofessionalconstruction.

Keywords：InternetofThingsEngineering;professionalcertification;engineeringeducation;cultivationofappliedtalents;teachingreform

黨的二十大以來，國家高度重視技術創新，提出并實施“物聯網”“互聯網+”和“人工智能”技術，以新技術、新形態、新模式和新產業為代表的新型經濟快速發展，對高級專業技術人才有了更深層次的要求，亟需加快以工程教育為背景下的改革創新。同時，技術創新意味著技術人才對新工科、新知識“開疆拓土”的新要求[1]?！靶鹿た啤钡摹靶隆眹@五大板塊：工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系[2]。區別于科研為主的學校，培養符合中國經濟發展規律，具有工程實踐能力的應用型人才為當下應用型高校主要人才培養模式。物聯網工程基于互聯網等信息載體，實現物理對象的互聯互通，是當代信息技術的第三次革命產物，同時也是國家大力發展的新興產業，被《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》列入重點研究領域[3-4]。隨著社會經濟生活對物聯網技術的迫切需求，物聯網產業發展迅速，在各領域可開發的應用前景無比廣闊，因此，高級專業技術人才隨之成為物聯網產業中迫切需求的對象。物聯網工程專業誕生于該市場背景之下，專業目標以物聯網三層架構（感知層、網絡層和應用層）的關鍵技術為核心，培養具備扎實的物聯網理論基礎知識和實踐基本操作能力，具有優越創新能力及復雜工程分析能力的高端應用型新型技術人才[5]。

物聯網工程專業是國家在交叉學科的背景下，為戰略性發展新型信息通信技術設立的新興專業。2021年，國家教育部高等學校計算機專業教學指導委員會頒布了物聯網工程專業最新的《高等學校物聯網工程專業規范（2020版）》，為普通本科高校物聯網工程專業的辦學定位，專業建設提供指導方向[6]。物聯網工程專業的建設，旨在加強實踐過程教學改革，保證核心技術應用研發案例與時俱進，為各大相關企業及事業單位注入新方向，同時實現工程師資格與工程教育的互通互認，以應用型新型人才為載體提升我國工程教育的核心質量。工程教育以學生的培養成果為質量反饋對象，突出成果導向。為進一步得提升教學質量，工程教育背景下的物聯網專業課程建設研究顯得非常重要[7]。

一"專業課程建設的現狀分析

（一）"物聯網工程專業是多學科交叉融合的新興專業

物聯網專業是電子科學與技術、信息與通信工程、計算機科學與技術等相關學科高度交叉、相互融合的一個新興專業，具有前沿特征明顯、學科交叉融合、知識技術密集等特點。物聯網技術作為一種處于摸索階段的集成創新型技術，存在知識體系模糊、產業邊界不清晰等問題。因此，各高校針對物聯網專業的課程體系建設也沒有統一的標準，各學科教學很多都處于“簡單疊加”的狀態，“合而不融”的問題亟待解決[8]。

（二）"物聯網工程專業是應用驅動教學、系統集成性強的專業

與其他領域相比，物聯網技術并不是指一種核心技術，它屬于一種系統集成創新技術。它通常以一種集成系統的形式為用戶提供某些專業應用服務，集成系統設計和應用時務必重視數據在該系統內的全生命周期和閉環流轉。因此，為了滿足物聯網行業的廣泛應用需求、確保專業建設和產業發展精準對接，本專業應該進一步強化頂層設計、糅合優勢學科和優勢資源以發掘新的教學質量增長點[9]。

（三）"物聯網工程專業具有創新性、工程實踐性強的特點

物聯網專業是響應國家戰略性新興產業發展需要而開設的專業，呈現明顯的科技創新性需求和產業發展指示性。因此，物聯網專業的課程建設應突出創新能力、強化工程實踐，這與工程教育的理念高度吻合[10]。本專業應以產業需求為導向，增加實習實踐類課程在培養計劃中的比重、延長學生進企業實習的時間，強化企業導師進課堂等措施，筑牢校企合作協調育人。

二"工程教育背景下物聯網工程專業課程建設存在的問題

目前，我國國內各高校的物聯網專業建設時間短，大多處于摸索階段，因此物聯網專業的培養方案并沒有豐富的優秀經驗可以借鑒。本文基于工程教育的大背景，通過調研若干地方型二本院校的物聯網專業建設情況，并結合本校物聯網專業建設，分析認為物聯網專業課程建設存在以下問題。

（一）"人才培養模式有待完善

工程教育的關鍵是要確認學校培養的工科畢業生的工程能力和工程素質達到行業認可標準。但是很多高校由于硬件設備有限、實踐資源匱乏等原因，物聯網專業課程設置中實踐課程課時較少，無法滿足工程能力培養的要求?；蛘?，有些高校雖然有比較完善的課程設置，但是實踐課程的內容往往以各專業課程的驗證性實驗為主，不能充分反映生產實際需求，無法切實提高學生工程素質。

（二）"師資力量薄弱

目前，物聯網專業的教學大多依托于電子科學與技術、計算機科學與技術、信息與通信工程等一級學科的師資力量。然而受國家政策、城市區位和地方發展水平等影響，相比起學科齊全、實力雄厚的985、211院校，地方型二本院校往往學科發展不齊全、師資力量比較薄弱，這為物聯網專業的教學和發展帶來較大阻礙。

（三）"教學重理論而輕實踐

物聯網的專業核心課程包括傳感器原理、無線傳感器網絡、通信原理、計算機原理和射頻識別原理等。大部分教師沒有充分認識到物聯網專業的實踐性，在這些課程教學中仍然沿用該課程在其他專業的授課方式，在教學內容上側重將原理、算法等理論知識講全、講深、講透，而將課程實踐僅作為理論教學的補充，這樣學生很難從工程角度進行專業認知。與此同時，這些枯燥、晦澀的課程理論教學進一步降低學生學習熱情，繼而影響整體專業教學質量。

（四）"課程定位的不確定性

在“中國制造2025”等國家重大戰略的需求下，多學科交叉和多技術融合將成為常態。物聯網作為新工科背景下的熱門專業，技術涉及眾多，專業課程體系龐大；應用場景廣泛，包括工業監控、城市管理、智能家居、環境檢測等生活生產諸多領域。因此，物聯網專業要求培養學生開闊的眼界，注重各交叉學科融會貫通和綜合應用。但是，各高校物聯網專業課程建設通常沒有明顯的層次性，內容繁多，因此，一旦課程定位沒有明確的“產業導向”“行業牽引”，即課程教學脫離實踐應用場合，學生往往不能將該課程和工程應用進行有效聯系，更不能在工作中達到學以致用的效果，工程應用人才培養將失去其正確的方向。

（五）"實踐創新能力培養體系不健全

物聯網是應用型專業，其對學生實踐創新能力的要求較高。目前，大部分物聯網專業的授課教師雖然理論知識扎實，但是缺乏企業工作經歷，導致培養的學生實踐創新能力較弱。地方二本院校由于經費有限，實訓設備落后或者人均數量較少，學生實踐技能不能得到有效的訓練。而且專業實踐項目大多屬于單門課程配套實驗，缺乏工程特征，因此無法對學生進行工程性的培養，更遑論創新能力的提升。即便近幾年來“挑戰杯”“互聯網+”等大學生創新創業大賽聲勢浩大，學生也無信心去嘗試和挑戰。

三"物聯網工程專業課程改革策略

（一）"完善人才培養模式

1"人才培養目標

順應“互聯網+”和新一代信息技術的發展趨勢，立足地方、面向全國，以產業發展為導向，瞄準企業需求，結合地方二本院校人才培養的要求及特色，強化優勢，精準定位高素質工程應用型人才培養目標，進而構建科學的人才培養方式。

2"人才培養方式

緊密圍繞人才培養目標，通過對行業技術信息和崗位能力需求的深入調研，及時修訂人才培養方案中的不足，調整專業知識結構。根據人才培養特色，對專業課程要有主次、有側重地進行建設；梳理課程知識之間的邏輯關系，合理安排課程學習的先后順序；根據課程的特點，科學建立課程考核方式和有效評價機制。

3"人才能力培養宗旨

在人才培養目標的指導下，秉承CDIO工程教育理念，研究物聯網工程專業人才應具備的專業能力，以及專業能力之間的關系，由此有針對性地設置理論課程和實踐課程，使學生能達到預定培養目標。

（二）"優化課程體系設置

1"物聯網工程專業課程體系建設及創新

通過走訪調研若干地方二本院校物聯網工程專業，總結專業建設、課程體系設置、課程教學方法和課程評價機制的共性和差異，借鑒校企合作新模式、新經驗，基于CDIO工程教育理念，提出一套更為注重培養學生良好工程素養、工程實踐能力和創新能力的物聯網工程專業課程體系。

2"物聯網工程專業特色課程、一流課程建設

一流專業建設是我國高等教育的重要戰略，一流課程建設是一流專業建設的重要組成部分，已成為當前高教教學研究的重點和熱點。一流課程豎立了現階段大學課程的“金課”標準，可以通過設置一批專業特色課程，再遴選、打造一批一流課程，形成示范，以點帶面，推動專業高質量建設。同時，要注重將CDIO理念貫穿在整個教學改革、課程體系建設及一流課程建設過程中，使課程建設、課程體系設置更具有工程實用性。

（三）"體系結構優化后的課程教學與教師隊伍建設

1"系統優化后的理論課程教學改革

根據應用型人才培養的能力目標，本著理論教學“夠用”“適度”的基本原則，在理論教學內容方面，確定教學的廣度、深度和精度，深入挖掘、提煉課程蘊含的思政元素；在理論教學的考核評價方式上，采用靈活多樣的考核方式，既要考查基礎理論知識，又要重點考查學生的創新能力和工程實踐能力；在課堂教學手段方面，積極推進教學手段現代化，采用線上線下混合式教學，突出學生主體地位，培養學生自主學習意識，激發學生創新精神。

2"系統優化后的實驗實踐課程教學改革

實驗實踐課程是提高學生工程能力、培養工程綜合素質的重要載體，因此實驗實踐課程的教學改革是整個教學改革中一個十分重要的環節。在實踐課程的內容方面，設計一套專業理論知識覆蓋全面、貼近一線生產實際、強化動手實踐能力的實踐教學主題。在校內實驗實踐資源匱乏或者緊張的情況下，加強與校外本土企業的合作，共建本專業校外實踐基地；在資源投入相對較小的情況下，也可以積極開發虛擬仿真實驗項目，通過項目驅動式的課程設計和“小組合作型”的教學方法，讓學生在項目實踐中學會做事、學會共處。

3"體系優化后的教師隊伍建設

高質量的教師隊伍是培養高質量應用型人才的重要保障，這就要求教師不僅要有高超的理論知識水平，還要具備一定的工程能力。因此，在教師隊伍建設中，要注意教師隊伍的結構合理性，要著重加強教師的培養培訓，以校企合作等方式豐富教師企業實踐經驗。教師的教學理念要從傳統的知識傳授向工程能力培養進行轉變，通過視頻教學法、案例教學法等將課程內容多形式、多角度地呈現，促進學生視、聽、說能力協調發展，也能讓學生主動自覺地參與到教學活動中，成為課程的主人。鼓勵教師指導學生參加學科競賽和各類創新創業大賽，以賽促教、以賽促學。

4nbsp;學科專業發展與溫州科技市場需求的融合

如果學科專業發展脫離科技市場需求的引導，那么學科很有可能專注自身的創新和突破而超前于科技市場，繼而與應用型人才的目標背道而馳。因此，溫州理工學院作為一所地方二本院校，要立足區域發展，只有將學科專業與當地科技市場對稱、協同發展，兩者有機融合，才會有利于培養能適應新時代發展、高質量融入當地科技市場的高素質應用型人才。

四"專業課程改革的特色與創新

（一）"特色

多種教學方法相配套，理論聯系實際，緊靠應用型專業培養特點及學生成長成才路線，大規模開展緊貼應用型工程人才培養方式的教學設計及實踐，打破傳統的被動、灌輸式教學模式，使學生成為知識主動的追求者、探索者，卓越提高學生分析解決實際工程問題的綜合應用能力，處理實際工程項目的綜合素質能力，幫助學生學會終身學習（圖1）。

（二）"創新點

在學生培養的模式中，結合溫州當地物聯網企業的實際技術人才需求與溫州理工學院應用型本科院校的培養特點和實際情況，注重以企業需求為導向，實踐動手能力為主要抓手，結合理論實際，為當地物聯網企業輸送優秀的專業技術人才。課程教學過程中，根據學生的實際需要，采用現場教學法、直觀演示法、任務驅動法等成果可觀的教學方法，培養學生的工程創新思維。

（三）"應用價值及推廣途徑

課題的研究內容及成果將給本校物聯網工程專業建設提供指導方向，完善課程體系建設，引導工程專業走向工業前沿，為溫州物聯網相關企業輸送水平高、素質高的工程技術人才。同時，本課題的研究成果也可外擴給其他高等院校共同交流討論，取長補短，精益求精。

五"結束語

物聯網工程作為21世紀面向新工科、新技術的國家重點發展專業，應適應時代發展的潮流，擯棄傳統的理論教學為主模式，學習國內外先進的物聯網工程應用實踐經驗，同時根據技術企業對物聯網應用的實際需求及發展需要，量身構建理論與實踐相結合的新工科應用型專業培養體系。物聯網工程專業應將培養學生的實際應用創新開發能力作為主要培養內容，為物聯網行業輸送理論知識扎實完備，工程實踐能力重點突出的應用型人才。

根據應用型人才培養特點，如何將工程知識的廣度和深度與學生的認知水平結合起來培養學生的創新應用能力將成為教學的主要研究方向。故在物聯網發展的大背景下，專業的教學模式改革勢在必行。企業是改革的風向標，應積極走進企業，探索實踐平臺建設，與企業共同制定物聯網人才的培養方案及課程實施體系。教師依托平臺組織學生參加各類物聯網相關的創新項目，培養學生的自主創新能力，為新一代物聯網技術儲備高水平應用型人才。

針對當下物聯網工程專業存在的教學理科化、脫離行業企業前沿技術的核心問題，以溫州理工學院智能制造與電子工程學院設立的物聯網工程專業課程為參考，結合浙江省及智能制造與電子工程學院產學合作協同育人項目中關于新工科專業應用型課程的教學改革，同時與當地物聯網相關企業密切結合，研究新工科應用型課程的教學體系，探索工程教育背景下新工科應用型人才的培養機制。該機制強調以工程需求為導向，形成交叉學科多方向教學體系，憑借現代多種教學模式開設以學生為中心的個性化教學課程，同時完善教學的考評機制，為包括但不限于物聯網工程專業的新工科課程改革提供具備實際項目經驗的教學改革參考意見，為專業建設的螺旋式上升做好鋪墊。

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基金項目：浙江省教育科學規劃項目“職業勝任力視角下應用型高校專業課程實施‘雙導師制’的有效性及實現路徑研究”（RZX202203003）；溫州理工學院校級教學改革項目“工程認證背景下物聯網工程專業課程建設與探索”（2022JG12）；溫州理工學院校級教學改革項目“校企協同育人背景下畢業實習改革體系構建的探索與實踐”（2022JG01）

第一作者簡介：樂英高（1985-），男，漢族，湖北咸寧人，博士，副教授。研究方向為物聯網網絡通信。

*通信作者：曹莉（1987-），女，漢族，湖北宜昌人，博士，副教授。研究方向為物聯網。