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導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇物聯(lián)網(wǎng)工程的特點,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)10-00-03
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前成為全球各行業(yè)各領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點,它能給我們的經(jīng)濟、生活帶來巨大的變革。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,對人才的需求必然會有一個飛躍性的增長。專家預(yù)測10年內(nèi)就可能會大規(guī)模普及,產(chǎn)生一個上萬億元規(guī)模的高科技市場,因此社會對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的人才需求巨大[1]。國家教育部從2010年3月,了《關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知》,隨后我國有數(shù)百所大學(xué)申報和準(zhǔn)備申報物聯(lián)網(wǎng)或傳感網(wǎng)專業(yè)。
信息獲取、信息傳輸和信息處理,這三個部分構(gòu)成了信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱,他們也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的三個組成部分。電子、通信、計算機是物聯(lián)網(wǎng)三大支柱中的必備學(xué)科。其中每一個學(xué)科都有一套人才培養(yǎng)的知識體系,而每一個學(xué)科又有多個方向。而物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)需要這三個學(xué)科知識的支撐,所以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)可選擇的基礎(chǔ)、專業(yè)課程眾多,所涉及的應(yīng)用更是無處不在,在教學(xué)上往往會希望面面俱到但是又無所適從[2]。如何根據(jù)具體情況做出取舍是一個值得探討的課題。
各院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系設(shè)計不盡相同,有的甚至差異很大[3-6]。絕大部分院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課課程體系只是對物聯(lián)網(wǎng)工程涉及的多學(xué)科領(lǐng)域現(xiàn)有課程進修簡單的裁剪和疊加,再增加物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論等專業(yè)核心課程,這類課程體系沒有體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特色。因此有必要從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自身發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)人才需求和學(xué)生自身素質(zhì)全面發(fā)展三個角度,對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行分析探討[7]。
許昌學(xué)院2013年通過國家教育部審批通過,開始招收物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生,在探索物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案的過程中,我們也借鑒了許多高校的經(jīng)驗和做法,也尋求了多家企業(yè)的合作,目前對該專業(yè)的課程設(shè)置也有了自己的看法和思考。我們可以從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)和人才就業(yè)方向入手,探究不同人才培養(yǎng)就業(yè)方向在體系架構(gòu)中所需要的核心技術(shù)和課程,從而理清思路,為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系的設(shè)置提供參考。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框架
圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框圖
物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)如圖1所示,從圖中可以看出,物聯(lián)網(wǎng)按照網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。圍繞著這三層,可以探討其中所需要的核心知識,從而得出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生所需的知識體系。
2.1 感知層
感知層的主要作用是信息的感知和采集,主要由感知器件來實現(xiàn)各類信息的采集,如各種傳感器、RFID、各種二維碼、紅外和智能裝置等。
在這一層中,需要具備的知識主要包括:
各種傳感器的功能、性能、結(jié)構(gòu)、特性和工作原理等內(nèi)容;
RFID、條形碼等的相關(guān)知識;
各種智能終端的特點、結(jié)構(gòu)、工作原理等。
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點,不需要對傳感器的具體細節(jié)做過多的認識和學(xué)習(xí),只需要簡單了解和使用即可,所以不需要開始相關(guān)的傳感器原理等課程。但是傳感器所采集到的信息需要有相應(yīng)的硬件進行收集處理并上傳至網(wǎng)絡(luò)層進行發(fā)送,可以說嵌入式是整個物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)部分,所以有必要開設(shè)嵌入式相關(guān)的課程。
與嵌入式相關(guān)的硬件主要包括:單片機、ARM和FPGA三種。
2.1.1 單片機
單片機的使用非常廣泛,而且在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)層中所使用的CC2530 ZigBee模塊中也包括單片機模塊,因此,單片機課程應(yīng)成為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所必開的課程。與之相配套的課程包括:C語言程序設(shè)計、電路和電子學(xué)和數(shù)字電路。有些學(xué)校還開設(shè)有計算機組成原理和微機原理與接口技術(shù),筆者認為,這兩門課程可以選擇一門進行開設(shè)。
計算機組成原理主要面向計算機專業(yè)的學(xué)生進行考取研究生需要,并且它可以讓學(xué)生從計算機整體的結(jié)構(gòu)、功能和組成角度認識和理解整個處理器、存儲器和輸入輸出系統(tǒng)之間是如何協(xié)同工作的。微機原理與接口技術(shù)主要面向接口,但是其中接口的內(nèi)容可以放到單片機課程中進行講解和實踐,而匯編語言的相關(guān)內(nèi)容在計算機組成原理課程中也可以進行補充和加強,所以筆者建議只需選用計算機組成原理課程進行開設(shè)即可。
2.1.2 ARM
ARM是一個總稱,其中也包含系列產(chǎn)品,對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生來說,ARM也是其知識體系中必備的一項內(nèi)容。單片機無法運行操作系統(tǒng),因此在有些情況下需要用到更高級的處理器。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和許多高級的電子產(chǎn)品都需要用到它。開設(shè)與嵌入式相關(guān)的課程還需要開設(shè)Linux操作系統(tǒng),有必要對Linux的使用和主要組成有一個清晰的認識和掌握。另外還有嵌入式應(yīng)用層開發(fā)的高級語言,如C++等。
2.1.3 FPGA
FPGA是一個提高性的內(nèi)容,如果偏電子設(shè)計與開發(fā)的學(xué)??梢钥紤]開設(shè),或者可以為學(xué)生開設(shè)相關(guān)的選修課程,增加學(xué)生的知識面和視野。但是由于這門課程的難度要高于前兩部分,所以筆者認為可以根據(jù)學(xué)校的特點和學(xué)生接受能力進行取舍,它可以不算作物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生所必備的知識體系成員。
2.1.4 RFID技術(shù)和條形碼技術(shù)
對于RFID而言,是目前應(yīng)用最為普遍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù),所以它理所當(dāng)然成為物聯(lián)網(wǎng)學(xué)生知識體系中不可或缺的部分,因此建議開設(shè)RFID技術(shù)與應(yīng)用課程,除了講解RFID原理之外,還要針對RFID的應(yīng)用進行相應(yīng)的開發(fā)和實踐。
2.2 網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層主要負責(zé)將感知層采集到的信息進行傳輸。目前常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括:ZigBee、藍牙、Wi-Fi和433等,所使用的通信網(wǎng)絡(luò)主要有2G/3G/4G電信網(wǎng)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)。所以在這一層次上,需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要包括ZigBee技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。
針對無線網(wǎng)絡(luò),除了ZigBee之外,還有Wi-Fi、藍牙和其他無線傳輸技術(shù),如300 MHz、433 MHz、915 MHz無線通信技術(shù),對它們的特點和應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)給予適當(dāng)?shù)闹v解。尤其目前藍牙4.0技術(shù)已經(jīng)得到了比較大的改進,蘋果新推廣的ibeacon技術(shù)有可能會對藍牙技術(shù)起到大力推廣的作用,所以對這幾種技術(shù)應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生都有所接觸和認識。在課程中可以體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進行講解。另外在課程設(shè)計和實踐活動中,可以對這些技術(shù)予以應(yīng)用加深學(xué)生的理解和掌握。
2.3 應(yīng)用層
物聯(lián)網(wǎng)目前的應(yīng)用非常廣泛,但是就應(yīng)用層技術(shù)而言主要是應(yīng)用層軟件的開發(fā),所以物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)生應(yīng)該掌握的主要技術(shù)應(yīng)該包括Java技術(shù)和移動平臺應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù),但是偏硬件和體系構(gòu)成的學(xué)生可以淡化這兩個內(nèi)容的學(xué)習(xí),偏軟件的學(xué)生應(yīng)該加強這兩項技術(shù)的訓(xùn)練。
另外,目前提得比較多的云計算和大數(shù)據(jù)的內(nèi)容,也應(yīng)體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的知識體系之中。云計算其實應(yīng)該是云服務(wù),它主要包括三個方面的內(nèi)容,即IaaS、PaaS和SaaS。在這三個內(nèi)容中,PaaS是目前云服務(wù)所用到最多的技術(shù),所以要讓物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生對這項技術(shù)有所了解,從而為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)開發(fā)開拓更寬廣的思路。
就目前物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用案例來看,每個案例往往是這三層的綜合,所以物聯(lián)網(wǎng)工程的學(xué)生的知識體系在這三層中離開了哪一層都不完整。我們從這三層出發(fā),梳理出了大致的脈絡(luò),有了比較清晰的思路,再根據(jù)所定位的學(xué)生的就業(yè)方向予以加入相關(guān)的專業(yè)知識或者根據(jù)學(xué)生的培養(yǎng)定位增刪一些相關(guān)的內(nèi)容,即可確定相應(yīng)的培養(yǎng)方案。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才就業(yè)方向分析
在人才需求方面,各地政府紛紛上馬物聯(lián)網(wǎng)項目,急需大量的物聯(lián)網(wǎng)人才。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一些課程涵蓋了電子、通信和計算機三個學(xué)科領(lǐng)域,所以學(xué)生的就業(yè)范圍比較廣泛,但是也有有人提出質(zhì)疑,認為物聯(lián)網(wǎng)三個學(xué)科都有所涉及但是哪一個學(xué)科都沒有學(xué)精,所以就給物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)規(guī)劃提出了問題。
目前許多高校往往會結(jié)合自身的原有學(xué)科特點,對某一方面有所側(cè)重,關(guān)鍵是看學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo),并且要和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟特點相結(jié)合,有所側(cè)重,也就是要瞄準(zhǔn)行業(yè)應(yīng)用而開展,這樣才能做到有的放矢。
也有專家提出來了相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生就業(yè)可從事的行業(yè)主要有[8]:
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理員、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)管理員等核心職業(yè)崗位以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備技術(shù)支持與營銷等相關(guān)職業(yè)崗位;
物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā);
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工程師,進行物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟件系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā);
無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計和管理;
物聯(lián)網(wǎng)在智能系統(tǒng)、普適計算、工業(yè)控制、信息處理、通訊和管理等領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)和工程實現(xiàn);
高等院校和科研院所與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的教學(xué)科研工作。
從以上專家所列出的就業(yè)方向來看,可以將就業(yè)方向也歸納為硬件、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用三個大類,這和以上根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)所描述的知識體系基本吻合。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才有自身特有的素質(zhì)構(gòu)成,與計算機、通信和自動化專業(yè)的學(xué)生比較起來,主要有以下特點[9]:
計算機專業(yè)的學(xué)生要么側(cè)重于計算機軟硬件技術(shù)的研究與應(yīng)用,要么側(cè)重于計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組網(wǎng)、管理或者開發(fā),但缺少物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用中所必須的傳感、控制、通信等領(lǐng)域的知識。
通信專業(yè)側(cè)重于使學(xué)生掌握基本的通信原理,但對物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的傳感、嵌入式和應(yīng)用開發(fā)涉及較少。
自動化專業(yè)雖然對物聯(lián)網(wǎng)中必須的傳感和控制技術(shù)等有所側(cè)重,但是對于計算機應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域涉及較少。
由此可見,對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才而言,是適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點而具備更綜合的專業(yè)素質(zhì)。
4 知識體系基本構(gòu)成
通過以上的分析,綜合物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)和人才就業(yè)方向的定位,另外與二本層次學(xué)生的特點相結(jié)合,可以歸納出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的知識架構(gòu),歸納總結(jié)如下:
基礎(chǔ)知識相關(guān)課程:數(shù)學(xué)(高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計)、英語、電工與電子學(xué)(在這門課中包含有電路分析和模擬電路)、數(shù)字電路、C語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機組成原理。
專業(yè)必備知識:物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、Linux操作系統(tǒng)、Java語言程序設(shè)計、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用、單片機、嵌入式技術(shù)、通信原理、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)。
專業(yè)實訓(xùn)課程:安卓系統(tǒng)開發(fā)、ZigBee課程設(shè)計、RFID課程設(shè)計、無線傳感網(wǎng)課程設(shè)計。
另外可增加:印制電路板設(shè)計、數(shù)字信號處理、EDA等相關(guān)課程,以擴展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野和基本技能。
5 實踐教學(xué)的開展
實踐教學(xué)模塊有基礎(chǔ)實踐教學(xué)部分和專業(yè)實踐教學(xué)部分。基礎(chǔ)實踐教學(xué)部分由“基礎(chǔ)實驗―綜合設(shè)計―應(yīng)用創(chuàng)新”三個層次組成。第一層主要培養(yǎng)學(xué)生的基本技能,以電子技術(shù)學(xué)習(xí)為主。通過電子技術(shù)的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握元器件的辨別和使用,結(jié)合專業(yè)課程的教學(xué),進行課程實驗,掌握基本知識和基本技能等;第二層主要包括各門課程的課程設(shè)計、電子綜合設(shè)計以及先進設(shè)計工具 EDA技術(shù),旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、團隊合作能力以及創(chuàng)新意識;第三層是應(yīng)用創(chuàng)新層,引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯作品大賽和科研項目等。
專業(yè)實踐教學(xué)部分注重物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)――嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。通過開設(shè)硬件設(shè)計一條線課程(單片機、嵌入式、RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò))和軟件設(shè)計一條線課程(C 語言、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)),使學(xué)生系統(tǒng)掌握嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計技術(shù),掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信。
6 結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)由于涵蓋的學(xué)科范圍廣,在學(xué)生知識體系構(gòu)建方面需要花費較大力氣進行研究,從物聯(lián)網(wǎng)自身的體系架構(gòu)來探討物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才所必須的知識體系,在滿足基礎(chǔ)知識體系的前提下,結(jié)合相應(yīng)的就業(yè)方向,增加適當(dāng)?shù)奶厣n程,構(gòu)建出適應(yīng)各個學(xué)校特色的培養(yǎng)方案,從而培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)需求的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);計算機組成原理;分流培養(yǎng);教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0103-02
一、引言
計算機組成原理課程是計算機類專業(yè)本科階段最重要的核心基礎(chǔ)課之一,在整個計算機類專業(yè)教學(xué)中起著重要的承上啟下的作用。該課程對于學(xué)生完整地理解計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),系統(tǒng)地建立計算機整機的概念,培養(yǎng)學(xué)生對計算機系統(tǒng)分析、應(yīng)用、設(shè)計及開發(fā)的能力,都具有非常重要的作用。目前,國內(nèi)重點高校的計算機組成原理課程主要是面向計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的學(xué)生,相關(guān)教學(xué)改革研究也主要是針對上述計算機類專業(yè)展開的,很少針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)展開計算機組成原理課程教學(xué)改革研究。然而,教育部自2010年批準(zhǔn)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來,國內(nèi)很多高校陸續(xù)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),我校于2014年也開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。針對新開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點,有必要對計算機組成原理課程的教學(xué)改革展開新的研究,以使本課程更好地為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生后m課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。本文針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案與人才培養(yǎng)目標(biāo),基于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的整體發(fā)展趨勢和人才市場的需求,通過分析當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)特點,并總結(jié)目前物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在教學(xué)過程中存在的問題,構(gòu)建適用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的計算機組成原理課程的教學(xué)內(nèi)容。在設(shè)置教學(xué)內(nèi)容時把握內(nèi)容的基礎(chǔ)性和新穎性,既注重基礎(chǔ)的、核心教學(xué)內(nèi)容的完整性,又要考慮物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點。同時,又要跟上現(xiàn)代計算技術(shù)的發(fā)展水平和實際情況,增加新進而實用的相關(guān)知識點。既要考慮教學(xué)內(nèi)容的完整性,又要考慮到教學(xué)學(xué)時的有限性,設(shè)計部分培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容,從而構(gòu)建課堂學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)相融合的教學(xué)內(nèi)容,最終形成一套基于分流培養(yǎng)模式的層次化教學(xué)內(nèi)容。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)計算機組成原理課程面臨的新問題
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能,具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識的高級工程技術(shù)人才。物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計算技術(shù)等,是一門具有涉及領(lǐng)域廣、學(xué)科交叉性強和工程實踐性強等特點的學(xué)科,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運用。因此,面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),本課程的授課內(nèi)容還需要考慮以下二個方面的問題。
1.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)對嵌入式相關(guān)內(nèi)容有較高要求。英特爾構(gòu)架事業(yè)部副總裁兼嵌入式與通信事業(yè)部總經(jīng)理唐迪曼指出“物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ):嵌入式”。指出物聯(lián)網(wǎng)是嵌入式計算系統(tǒng)一種新的應(yīng)用,比較傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的層次更加豐富和復(fù)雜,既有表現(xiàn)在傳感層上的實時應(yīng)用,還有在計算和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上的海量的數(shù)據(jù)處理和分析工作。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分,是互聯(lián)網(wǎng)與嵌入式計算系統(tǒng)發(fā)展到高級階段的融合。嵌入式計算技術(shù)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。然而,傳統(tǒng)面向計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和軟件工程專業(yè)的計算機組成原理的大部分內(nèi)容是面向復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機類而設(shè)置的,而面向嵌入式類的,如面向精簡指令系統(tǒng)計算機類的授課內(nèi)容幾乎沒有涉及。而我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在本課程的后續(xù)課程中有很多與嵌入式相關(guān)的課程。
2.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案及前后課程設(shè)置與其他計算機類專業(yè)不同。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的飛速進步和體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,多核/眾核處理機硬件日趨普及,使得昔日高端的并行計算機呈現(xiàn)出普適化的發(fā)展趨勢,并行計算系統(tǒng)已成為各類計算系統(tǒng)的基礎(chǔ)。然而,我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案與計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案不同,在本課程之前并未設(shè)置匯編語言與接口技術(shù)課程,本課程之后也沒有計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理等課程。因此,需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案的實際情況,根據(jù)前后課程的設(shè)置來構(gòu)建本課程的授課內(nèi)容。例如,原先在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程中介紹的新進技術(shù),如多處理器、多核、流水線技術(shù)等有必要有取舍地引入到本課程中來。因此,我們有必要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)和物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特點,對本課程的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置進行進一步深入研究。
三、基于分流培養(yǎng)模式的層次化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
在我校原有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,我們借鑒了南京大學(xué)計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)課程的部分授課內(nèi)容,同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案,采用了“計算機組成與設(shè)計:硬件/軟件接口”一書的部分內(nèi)容,將本課程由原來的9個部分優(yōu)化為7個部分,去除了原有課程中外部設(shè)備部分內(nèi)容。并將原先第2部分(計算機中數(shù)據(jù)信息的表示)和第3部分(運算方法和運算器)的內(nèi)容進行合并,弱化了運算部件設(shè)計部分的內(nèi)容,此部分內(nèi)容可在實驗課程或后續(xù)計算機組成與設(shè)計課程中重點講解。同時,將系統(tǒng)總線和輸入輸出系統(tǒng)進行了合并,并增加了異??刂屏鞑糠謨?nèi)容。優(yōu)化后的授課內(nèi)容如下:第1部分是計算機系統(tǒng)概述,第2和第3部分分別介紹高級語言程序中的數(shù)據(jù)和語句所對應(yīng)的底層機器級表示,展示的是高級語言程序到機器級語言程序的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系,即數(shù)據(jù)的機器級表示與處理和指令系統(tǒng);第4部分和第5部分著重介紹與程序的運行密切相關(guān)的硬件部分―中央處理器和存儲器的組織,即中央處理器和層次結(jié)構(gòu)存儲系統(tǒng);第6部分介紹打斷程序正常運行的事件機制―異??刂屏?;第7部分主要介紹程序中I/O操作的實現(xiàn)機制。其中,每個部分又包含了3個層次:基礎(chǔ)與核心、專業(yè)特色和新進技術(shù)和知識點強化。
1.基礎(chǔ)與核心:本部分內(nèi)容主要包括計算機系統(tǒng)最基礎(chǔ)與最核心的內(nèi)容,是本門課程重點講授的內(nèi)容,與原有課程的教學(xué)內(nèi)容基本上相同,但結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)需求,做了部分優(yōu)化。
2.專業(yè)特色與新進技術(shù):本部分內(nèi)容結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程的專業(yè)特色,考慮了嵌入式計算系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中核心與基礎(chǔ)地位,設(shè)置了部分以ARM和MIPS為實例的內(nèi)容。同時,考慮到并行計算系統(tǒng)的重要性及我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)后續(xù)課程中沒有計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程,引入了部分新進技術(shù),如流水線方式下指令的執(zhí)行和并行與存儲器層次結(jié)構(gòu)。
3.知識點強化:本部分內(nèi)容貫穿整個教學(xué)內(nèi)容,是訓(xùn)練和強化學(xué)生建立整機概念的重要環(huán)節(jié)。擬以高級語言程序的開發(fā)和運行過程為主線,將該過程中每個環(huán)節(jié)所涉及的硬件和軟件的基本概念P聯(lián)起來,以使學(xué)生建立起一個完整的計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)及其相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,并建立起整個專業(yè)課程之間的相互關(guān)系。同時,對指令在硬件上的執(zhí)行過程和指令的底層硬件執(zhí)行機制有一定的認識和理解,從而增強學(xué)生在程序的調(diào)試、性能優(yōu)化、移植和健壯性保證等方面的系統(tǒng)能力,并為后續(xù)的相關(guān)課程打下基礎(chǔ)。最后,考慮到課時的限制,我們設(shè)置了部分培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的內(nèi)容,主要包括數(shù)字邏輯電路、匯編語言、基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)等內(nèi)容。
四、結(jié)束語
計算機組成原理課程的地位決定了合理設(shè)置本課程教學(xué)內(nèi)容的重要性。在面向新開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)時,需要考慮新專業(yè)的培養(yǎng)方案、人才培養(yǎng)目標(biāo)以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的特點,同時要考慮新技術(shù)的發(fā)展,并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的實際情況來設(shè)置合理有效的教學(xué)內(nèi)容。
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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域有著獨特的優(yōu)勢,引領(lǐng)著互聯(lián)網(wǎng)在新時代的要求下不斷進步,高校在建設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的時候需要構(gòu)建符合技術(shù)特點的結(jié)構(gòu)體系,在培養(yǎng)人才的道路上既要利用高校的優(yōu)勢學(xué)科,又要明確該學(xué)科的發(fā)展方向。
1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自身原理和計算機技術(shù)有著很大的共通性,這種網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)有著很強的技術(shù)基礎(chǔ),并且在融入高校的相關(guān)專業(yè)時需要充分分析傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中才能充分了解該技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成。通過分析高校計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的現(xiàn)有狀況發(fā)現(xiàn)該專業(yè)課程主要集中在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,并且該專業(yè)有很多的基礎(chǔ)知識是適用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的,因此在二者的結(jié)合過程中還需要增加感知層方面的知識,這樣才能使計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)從整體上具有運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可能性。在高校中設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向并不是要徹底改變該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo),教師在開展教學(xué)的時候可以適當(dāng)調(diào)整具體的內(nèi)容,這樣使二者有效地結(jié)合。在高校的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向要充分考慮當(dāng)?shù)氐氖袌鲂枨螅行└咝V皇敲つ康匦Х缕渌咝5淖龇?,沒有結(jié)合自身的師資力量和教材的特色,因此在實踐過程中很難制定符合標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)培養(yǎng)方案。
2利用高校的學(xué)科優(yōu)勢培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程人才
不同區(qū)域的市場對于網(wǎng)絡(luò)人才有著不同的要求,學(xué)校在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的相關(guān)課程時需要建立符合技術(shù)特點的課程體系,而課程結(jié)構(gòu)的合理性要根據(jù)學(xué)校的硬件設(shè)備和優(yōu)勢專業(yè)來判定。和其他的專業(yè)方向一樣,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)也要在自身的發(fā)展過程中不斷創(chuàng)新,教師在教學(xué)過程中不僅要加強專業(yè)知識的講解,而且還要創(chuàng)造一定機會讓學(xué)生進行實踐操作,進行專業(yè)的實踐訓(xùn)練需要學(xué)校提供現(xiàn)代化的實驗室,通過實踐基地的建設(shè)可以提高復(fù)合型人才的綜合素質(zhì)。在開展評價工作時要根據(jù)行業(yè)的具體要求進行,很多計算機行業(yè)對于人才的個性化特點有很大的要求,因此學(xué)校不僅要通過教學(xué)優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),更要使學(xué)生在解決專業(yè)問題的時候運用創(chuàng)新的思維方式,這樣的方式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生在工作崗位上才能完成行業(yè)的操作。高校在運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時需要專門教材的配合,建設(shè)有自己特色的教材不僅要求發(fā)揮專業(yè)教師的作用,而且還可以通過和企業(yè)開展合作來加強教材的針對性,專業(yè)的教材需要將理論知識和實際運用有效結(jié)合,這樣才能使培養(yǎng)出來的人才符合崗位的要求。
3完善網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程內(nèi)容
3.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
高技能人才不僅要有科學(xué)的素養(yǎng),而且還能從事多領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)工作,這種應(yīng)用型的人才在很多行業(yè)都有很大的需求,比如說在信息產(chǎn)業(yè)和輕工行業(yè)。高校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的培養(yǎng)目標(biāo)包括很多方面技術(shù)的掌握,不僅包括通信技術(shù)和傳感技術(shù),還要有技術(shù)推廣的能力,這種技術(shù)的推廣主要表現(xiàn)在學(xué)生實踐能力的提升。衡量該專業(yè)能力的標(biāo)準(zhǔn)有很多方面,其中掌握計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)工程的理論是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié),而物聯(lián)網(wǎng)感知層的相關(guān)知識的獲得是制定和實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵關(guān)節(jié),除此之外,學(xué)生還要學(xué)會檢索文件,了解一些基本的軟件編程程序,綜合這些方面可以有效地評價目標(biāo)的實現(xiàn)程度。
3.2課程設(shè)置
物聯(lián)網(wǎng)方向的課程需要根據(jù)現(xiàn)實社會的信息來設(shè)置,除了已有的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層知識的傳授,感知層的相關(guān)知識也要納入到計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的課堂中去,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的知識不僅包括原理的分析,還需要了解一些基本程序的設(shè)計。對于物聯(lián)網(wǎng)三個層次的知識的掌握,該專業(yè)在課程結(jié)構(gòu)上要突出行業(yè)的特點,并且適當(dāng)增加一些網(wǎng)絡(luò)課程,比如說無線自組網(wǎng)應(yīng)用課程,這些課程的加入可以學(xué)生的技術(shù)處理能力。
3.3專業(yè)實驗
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門操作性很強的技術(shù),成熟技術(shù)能力的掌握需要學(xué)校根據(jù)自身的特點來設(shè)置專業(yè)的實驗,這樣可以讓學(xué)生有機會鞏固自己的理論知識。在進行專業(yè)實驗時要按照標(biāo)準(zhǔn)的步驟進行,首先要完成畢業(yè)實習(xí),在設(shè)計課程之前要進行計算機基礎(chǔ)練習(xí),企業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)要在學(xué)生的論文之前完成。物聯(lián)網(wǎng)的實驗有很多種課程設(shè)計,高??梢愿鶕?jù)自身的學(xué)科優(yōu)勢選擇適合自己的課程,比如說網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成課程設(shè)計是一種運用很廣泛的專業(yè)實驗。
4結(jié)語
綜上所述,高校人才培養(yǎng)因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的高速擴張而迎來了新的機遇和挑戰(zhàn)。本文通過分析網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)方向,結(jié)合高校優(yōu)勢學(xué)科培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才的新思路及利用高校的學(xué)科優(yōu)勢培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程人才,分析總結(jié)出完善網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程內(nèi)容。并且社會的發(fā)展在各個領(lǐng)域都對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)有很大的需求,而高校作為專業(yè)人才的培養(yǎng)場所要認真分析自己的學(xué)科優(yōu)勢,從而為復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)制定有特色的方案。以上的淺顯之見希望能給相關(guān)的業(yè)內(nèi)人士提供一點參考借鑒。
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物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。面對國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,教育部于2010年批準(zhǔn)設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),到2015年為止,全國已有200多所本科高等學(xué)校開設(shè)了該專業(yè),辦學(xué)規(guī)模不斷擴大[1]。中國石油大學(xué)(華東)自2011年起依托計算機專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)方向,并于2014年4月獲批物聯(lián)網(wǎng)工程新專業(yè),在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)上積累了一定的經(jīng)驗。物聯(lián)網(wǎng)工程作為工程應(yīng)用型專業(yè),如何科學(xué)的構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系是專業(yè)建設(shè)的核心內(nèi)容之一[2],我校在這方面也做了很多探索與實踐,取得較好的效果,為培養(yǎng)滿足社會需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才奠定了基礎(chǔ)。
一、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系現(xiàn)狀
在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申請的籌備階段,學(xué)校先后到北航、西交、武大、華中科技等十余所開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的高校調(diào)研,并參加了2013年和2014年中國物聯(lián)網(wǎng)大會等多個研討會,與產(chǎn)業(yè)界和教育界相關(guān)人員做了較深入的交流。通過調(diào)研和交流發(fā)現(xiàn),實踐教學(xué)體系改革是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革中最關(guān)注的領(lǐng)域,由于是新設(shè)專業(yè),很多高校都在摸索。目前,大多高校延續(xù)傳統(tǒng)的“實踐內(nèi)容=實驗+實習(xí)+畢業(yè)設(shè)計”實踐教學(xué)體系,但構(gòu)建時由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新、對應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈長、相關(guān)技術(shù)門類差異大,往往將實踐環(huán)節(jié)分成零散的單元,各個實踐環(huán)節(jié)在具體實施過程中目標(biāo)偏向單一、手段缺乏創(chuàng)新,各個環(huán)節(jié)彼此獨立,缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和管理,不利于系統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。
二、工程教育背景下的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系
1.現(xiàn)代工程教育理念
現(xiàn)代工程教育理念起源于美國,它是伴隨美國工程教育的變革歷程而生成的一套完整的指導(dǎo)工程教育改革的理論體系[3]?,F(xiàn)代工程教育理念非常強調(diào)工程實踐訓(xùn)練在教育中的作用,是對工程教育從“科學(xué)模式”回歸“工程模式”的重大變革。我國在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中明確提出促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國,以現(xiàn)代工程教育理論為指導(dǎo),培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)[4]。因此,在工程教育背景下,進行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建是非常有必要和有意義的。本文針對現(xiàn)代工程教育的要求和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特點,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求,以強化綜合能力和提高工程素質(zhì)及創(chuàng)新能力為培養(yǎng)核心,探索物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建。
2.物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系構(gòu)建
實踐教學(xué)涉及課程實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)、創(chuàng)新訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計等多個環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)按照層次又可劃分為基本技能訓(xùn)練、綜合實踐和創(chuàng)新訓(xùn)練等,構(gòu)成一個多維的整體。因此,在設(shè)計各實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容時,應(yīng)避免孤立存在,需整體規(guī)劃,并明確各環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)目標(biāo)中的作用,同時結(jié)合課外學(xué)科競賽、學(xué)生創(chuàng)新團隊等多種形式,構(gòu)建一個系統(tǒng)性強的實踐教學(xué)體系。要實現(xiàn)以上目標(biāo),關(guān)鍵是如何選擇主線將各環(huán)節(jié)串聯(lián)起來。在工程教育背景下,工程實訓(xùn)項目的實施在人才培養(yǎng)中起到關(guān)鍵作用,讓學(xué)生在項目實施中加深對專業(yè)理論的學(xué)習(xí),同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團隊合作等方面的綜合能力。因此,我校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系時,采用如下思路:構(gòu)建實踐教學(xué)體系首先結(jié)合專業(yè)特點,密切聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),以工程實訓(xùn)項目為驅(qū)動,將項目實施作為主線,貫穿于課內(nèi)外實踐教學(xué)的全過程,各實踐環(huán)節(jié)要為項目實施服務(wù),這也符合國際工程教育界工程教育模式的特點。具體實施時,主要包含專業(yè)課程的課內(nèi)實踐體系頂層設(shè)計、課外學(xué)生競賽和導(dǎo)師指導(dǎo)下的創(chuàng)新團隊建設(shè)三個方面:
(1)重視專業(yè)課程的課內(nèi)實踐體系頂層設(shè)計,以實際工程項目的實施為主線,打破各課程實踐環(huán)節(jié)界限,重組課程實驗及課程設(shè)計內(nèi)容,以項目為驅(qū)動設(shè)計課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)。課內(nèi)的實踐環(huán)節(jié)是實踐教學(xué)體系中的基礎(chǔ),也是關(guān)鍵的一環(huán)。課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)包括專業(yè)課程實驗、課程設(shè)計、實習(xí)等,在設(shè)計時,每門課程的實踐環(huán)節(jié)不單純?yōu)楸菊n程服務(wù),而是要站在項目實施的角度進行組織,重視各課程實踐環(huán)節(jié)之間的貫通和融合。根據(jù)學(xué)生的認知特點和規(guī)律,依托物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中完整的實際工程項目,以工程實訓(xùn)項目為主線,把項目實施過程中涉及的知識模塊分解到各課程實踐環(huán)節(jié)中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有鮮明的行業(yè)特征,可選擇幾個典型應(yīng)用領(lǐng)域,如:智能家居、物流、智能交通、智慧油田等,結(jié)合現(xiàn)在實驗條件,設(shè)計若干個大型綜合性工程實訓(xùn)項目案例,把每個工程項目案例的實施按照物聯(lián)網(wǎng)感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層(傳輸層)和應(yīng)用層(管理服務(wù)和創(chuàng)新應(yīng)用層)的知識體系結(jié)構(gòu)劃分成易于課程實踐實施的多個模塊,把這些模塊分解到專業(yè)課程的實踐環(huán)節(jié)中去,找到各模塊與專業(yè)課程知識點之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣學(xué)生能直接感受到所學(xué)知識在實際工作中的作用和地位,提高學(xué)生綜合利用學(xué)習(xí)知識解決實際問題的能力,同時激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
(2)依托各種課外科技競賽,以工程實訓(xùn)項目為紐帶,培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。學(xué)科競賽是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上,通過競賽的形式對學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力進行多方位考察的課外實踐教學(xué)活動。倡導(dǎo)、組織學(xué)生參加各類課外學(xué)術(shù)科技競賽,是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的重要組成部分。目前我校在這方面有比較好的氛圍,但物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為新辦專業(yè),在具體實施中,可能會存在學(xué)生無成熟經(jīng)驗借鑒、對本專業(yè)內(nèi)的學(xué)科競賽不了解等問題,因此,在學(xué)院層次,搭建一個課外實踐活動網(wǎng)絡(luò)平臺,并嘗試通過社交網(wǎng)絡(luò)、課外實踐活動與課內(nèi)綜合實踐類課程的融合等方式提高學(xué)生參與的積極性。針對學(xué)生普遍存在的課程負擔(dān)重、對競賽積極性不夠等問題,可將課外競賽與課內(nèi)實踐課融合。
(3)強化導(dǎo)師團隊指導(dǎo)下的學(xué)生創(chuàng)新團隊建設(shè),鼓勵學(xué)生參加教師科研項目。為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、開闊學(xué)科視野,鼓勵學(xué)生參加教師科研項目或科研項目轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新項目。由于本科學(xué)生知識水平有限、工程能力不強,他們的科技創(chuàng)新活動尤其是活動初期需要指導(dǎo)教師提供較多幫助。但在實際過程中,如果是一個學(xué)生創(chuàng)新團隊只有一位教師指導(dǎo),會在時間和精力上無法保證,挫傷學(xué)生的積極性,同時單個指導(dǎo)教師掌握的知識也存在局限性。因此,我們采用由多位教師和研究生組建導(dǎo)師團隊,學(xué)生在自愿的前提下,結(jié)合興趣點選擇加入相應(yīng)的導(dǎo)師團隊,并按項目組建學(xué)生創(chuàng)新團隊。創(chuàng)新團隊的學(xué)生可直接參與到教師的科研課題中去,以科研項目為依托,將科研項目轉(zhuǎn)化為學(xué)生實踐項目,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力,提高學(xué)生理論與實際相結(jié)合的實踐能力和創(chuàng)新能力。參與科研課題,還能讓學(xué)生及時了解學(xué)科的最新研究動向,并根據(jù)興趣愛好盡早確定自己的研究方向。
三、實踐效果
基于現(xiàn)代工程教育理念,中國石油大學(xué)(華東)在物聯(lián)網(wǎng)方向的計算機專業(yè)學(xué)生以及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生中進行了實踐教學(xué)體系的構(gòu)建探索,取得了明顯的實踐效果。比如物聯(lián)網(wǎng)方向的計算機專業(yè)學(xué)生普遍具有較強的動手實踐能力,參加各種學(xué)科競賽及創(chuàng)新項目的積極性高漲。2011年至2014年期間,每年均有二十多名學(xué)生積極參加物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計、智能車和嵌入式設(shè)計大賽等各類競賽,獲國家級一、二等獎及山東省一等獎等十多項獎項。物聯(lián)網(wǎng)新專業(yè)的學(xué)生雖然只處在低年級階段,但專業(yè)興趣濃厚,對新專業(yè)的認同感非常高,很多已提前進入專業(yè)課程的學(xué)習(xí),為參與各自實踐活動及課內(nèi)外競賽做準(zhǔn)備。因此,基于現(xiàn)代工程教育理念探索物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建是可行和有意義的。
參考文獻
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[中圖分類號] G642.0 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)04-0080-04
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是隨互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展壯大而興起和發(fā)展的,自 1998年被教育部列入本科專業(yè)目錄以來,全國已有近 300 所高校設(shè)置了該專業(yè),為社會培養(yǎng)了大批網(wǎng)絡(luò)專業(yè)技術(shù)人才[1]。我國大多數(shù)高校的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為基礎(chǔ)開設(shè),在專業(yè)建設(shè)過程中,各高校本著“培養(yǎng)高層次的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)管理維護、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才”這一專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),通過增設(shè)通信原理、互聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)與規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全等課程開展專業(yè)人才培養(yǎng),與原有的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)模式相近[2,3]。由于教學(xué)體系、教學(xué)實踐經(jīng)驗的不足以及硬件設(shè)備更新?lián)Q代的滯后,使得學(xué)生分析問題、解決問題的能力和實踐工程能力相對較弱,畢業(yè)生的專業(yè)特色和優(yōu)勢不夠明顯。近些年,由于低端網(wǎng)絡(luò)人才市場趨于飽和,本科生就業(yè)市場上出現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)難、用人單位招聘不到合適人才”的普遍現(xiàn)象,導(dǎo)致部分應(yīng)用型高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)出現(xiàn)萎縮或停招。這足以說明,“傳統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)亟需在專業(yè)內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式等方面進行重大的改革創(chuàng)新。
1 “新互聯(lián)網(wǎng)”時代大潮對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè) 的影響
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)經(jīng)過40多年的長足發(fā)展,其產(chǎn)業(yè)變革席卷全球,顛覆傳統(tǒng)行業(yè)的節(jié)奏也進一步加快。2014年1月8日,在釣魚臺國賓館召開的“2014互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)年會”上,互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)各界人士一致認為:移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)必然將在工業(yè)應(yīng)用中扮演更加深入和廣泛的角色,促進工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈、全信息鏈的信息共享和協(xié)同集成。思科首席執(zhí)行官約翰錢伯斯(John Chambers)在拉斯維加斯舉辦的“CES2014展會”演講中也對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展充滿信心,表示:“這一轉(zhuǎn)變已經(jīng)開始,它(指物聯(lián)網(wǎng))將改變我們生活、工作和娛樂的方式……2014年將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)生關(guān)鍵轉(zhuǎn)變的一年,并且到2017年,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的影響,將比整個互聯(lián)網(wǎng)更為深遠”。
物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起給網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)帶來了新的契機和挑戰(zhàn),只有正視這種洶涌的“新互聯(lián)網(wǎng)”時代大潮,不斷豐富和發(fā)展網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的內(nèi)涵、人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式,才能適應(yīng)新網(wǎng)絡(luò)時代的要求,培養(yǎng)面向企業(yè)需求的實踐人才,煥發(fā)專業(yè)活力。本文分析總結(jié)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)實踐經(jīng)驗:“突出專業(yè)特色,彰顯時代特點”、“優(yōu)化專業(yè)層次結(jié)構(gòu),大類培養(yǎng)”、“加強實踐,注重校企合作”,旨在探索一條適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的面向物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)工程實用型人才培養(yǎng)的新道路。
2 “新互聯(lián)網(wǎng)”時代下網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建 設(shè)思路
大連工業(yè)大學(xué)于2004年開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),經(jīng)歷了傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)工程人才培養(yǎng),迄今已畢業(yè)6屆、300余名網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生。通過對本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況的跟蹤統(tǒng)計可知,目前網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)方向主要有四個領(lǐng)域:傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用、Web軟件設(shè)計與開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和移動互聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起和蓬勃發(fā)展,近幾年嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的就業(yè)比例逐年上升,已漸有超過傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用這一傳統(tǒng)就業(yè)主體的趨勢。根據(jù)這種現(xiàn)狀,大連工業(yè)大學(xué)從2010年起著手改革新的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式,學(xué)生就業(yè)優(yōu)勢明顯加強。
首先,拓展傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)內(nèi)涵,突破傳統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)建網(wǎng)、管網(wǎng)、用網(wǎng)”領(lǐng)域,以時代需求為導(dǎo)向,引入物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)知識,拓寬專業(yè)領(lǐng)域;在人才培養(yǎng)目標(biāo)方面,既要培養(yǎng)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃與設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)管理與維護等層次的專業(yè)人才,也要培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、移動互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。
其次,在課程設(shè)置上優(yōu)化專業(yè)層次結(jié)構(gòu),結(jié)合計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)制定“寬口基礎(chǔ)+特色方向”的課程體系,開展大類培養(yǎng)。
最后,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)作為一個跨學(xué)科、實用性強、服務(wù)面廣的專業(yè),要大力加強學(xué)生實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。這既需要高校本身的努力,加大教師實踐能力培養(yǎng)、加大硬件設(shè)備的更新?lián)Q代,更需要社會、企業(yè)和學(xué)校的緊密配合,探索一條群策群力培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的切實可行的新模式。
3 拓展專業(yè)內(nèi)涵,彰顯時代特點
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合射頻標(biāo)簽和傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),實現(xiàn)人與物、物與物智能溝通和對話的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)[4]。近幾年,國內(nèi)申請增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的高校數(shù)量眾多,但在不同程度上都存在著物聯(lián)網(wǎng)課程體系規(guī)劃不完善、教材建設(shè)計劃不完備、師資力量薄弱、實驗室配套設(shè)備缺乏和實驗方案標(biāo)準(zhǔn)有待規(guī)范等問題。
實際上,在培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)課程設(shè)置等方面,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)已涵蓋了大多物聯(lián)網(wǎng)知識領(lǐng)域,擁有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的學(xué)科建設(shè)優(yōu)勢,具備應(yīng)用層的基礎(chǔ)知識,需要補充的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層的相關(guān)課程[4]。顯然,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在知識結(jié)構(gòu)上有很多共性,只要適當(dāng)補充和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程設(shè)置,即可培養(yǎng)具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識的專業(yè)人才。
物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)是“新互聯(lián)網(wǎng)”時代兩個最熱點的技術(shù)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)新技術(shù)發(fā)展和企業(yè)崗位需求,大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重新定位了專業(yè)內(nèi)涵,調(diào)整原有的專業(yè)課程體系,補充物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識,制定了新的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)方案,目的是培養(yǎng)面向工程的具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型的“新”網(wǎng)絡(luò)工程人才。新培養(yǎng)方案中將網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向設(shè)定為4個方向:(1)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)方向;(2)系統(tǒng)集成方向;(3)物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)方向;(4)Web軟件開發(fā)。
4 優(yōu)化專業(yè)層次結(jié)構(gòu),大類培養(yǎng)
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》明確提出:“優(yōu)化結(jié)構(gòu),辦出特色……優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu),促進多學(xué)科交叉和融合。重點擴大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)模?!?/p>
大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是以校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為基礎(chǔ)、依托校網(wǎng)絡(luò)中心工程環(huán)境開展學(xué)生培養(yǎng)的,具有堅實的教學(xué)師資和教學(xué)資源基礎(chǔ)。為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的層次結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)“應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型”人才,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)采用與計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)聯(lián)合的交叉大類“2+2培養(yǎng)”模式:前兩年教學(xué)內(nèi)容與計算機專業(yè)保持一致,使學(xué)生具有扎實的計算機技術(shù)基礎(chǔ);后兩年根據(jù)專業(yè)特色,按照行業(yè)技術(shù)發(fā)展和企業(yè)崗位需求,設(shè)立了“傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”、“系統(tǒng)集成”、“Web軟件開發(fā)”、“物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”四個特色方向,形成合理、有時代特色的課程群體系(見表1),及有效的實踐環(huán)節(jié),從而保證學(xué)生在校學(xué)習(xí)內(nèi)容和企業(yè)需求的有機接軌。
5 面向工程應(yīng)用,優(yōu)化實踐教學(xué)模式
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》同樣明確提出:“提高人才培養(yǎng)質(zhì)量……加強實驗室、校內(nèi)外實習(xí)基地、課程教材等基本建設(shè)……強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)……創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。”
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)對學(xué)生的實踐能力要求較高,實踐能力的提升是培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程人才工作的重中之重。根據(jù)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本身的特點,筆者采取“校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實踐教學(xué)模式開展對學(xué)生實踐工程能力的培養(yǎng)。
5.1 實踐教學(xué)體系
實踐教學(xué)體系設(shè)置堅持“面向工程應(yīng)用,優(yōu)化實踐教學(xué)模式”原則。具體劃分為“四層次、七類別”實踐教學(xué)體系,見圖1?!八膶哟巍笔侵笇W(xué)生應(yīng)獲取基礎(chǔ)實驗和認知能力、初步設(shè)計能力、綜合實踐能力、創(chuàng)新和工程能力等四個層次的能力;“七類別”是指課程實驗、課程設(shè)計、專題訓(xùn)練、各類實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、參加創(chuàng)新和科研課題、職業(yè)培訓(xùn)等七個環(huán)節(jié)[5]。
根據(jù)大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)自身特點,針對“課程群”系列課程,開設(shè)綜合性較強的專題訓(xùn)練實踐環(huán)節(jié),既有利于提高學(xué)生的綜合實踐能力,又有利于與企業(yè)實訓(xùn)項目相結(jié)合、置換。例如,筆者將第七學(xué)期的“網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計專題訓(xùn)練”、“網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計”和“生產(chǎn)實習(xí)――網(wǎng)絡(luò)管理+Linux系統(tǒng)運維”三個實踐環(huán)節(jié)組合成一個綜合性專題訓(xùn)練模塊,引進合作企業(yè)的生產(chǎn)實踐項目,由學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員共同對學(xué)生進行綜合實訓(xùn),取得了非常好的效果。
5.2 “校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實踐教 學(xué)模式
根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),充分關(guān)注行業(yè)、企業(yè)需求,密切校企合作,建立了“校內(nèi)+校外”、“校企聯(lián)合”的創(chuàng)新與實踐教學(xué)模式。
1)有效利用校內(nèi)資源,將教學(xué)實踐與實際生產(chǎn)環(huán)境有機融合。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)依托大連工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心開展校級實踐活動,將教學(xué)實踐落實到生產(chǎn)現(xiàn)場,開展從校網(wǎng)絡(luò)中心到教育網(wǎng)地區(qū)中心全方位的教學(xué)實踐活動。在這個過程中,既可以引入網(wǎng)絡(luò)中心具有豐富實踐經(jīng)驗的教師承擔(dān)認識實習(xí)、操作實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)任務(wù),將網(wǎng)絡(luò)中心技術(shù)人員的工程實踐經(jīng)驗更好地融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中,還可以引導(dǎo)學(xué)生參與勤工儉學(xué),通過承擔(dān)一定的網(wǎng)絡(luò)維護開發(fā)等活動,有意識地引導(dǎo)學(xué)生參與專業(yè)實驗室、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)維護工作,提高學(xué)生的專業(yè)認知和動手能力。通過上述方式,將網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教學(xué)實踐融入實際的生產(chǎn)環(huán)境中,使學(xué)生學(xué)以致用,既深化了對專業(yè)理論的理解,也提高了學(xué)生的工程實踐能力,突出了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的工程特點。
2)擴大校企合作。根據(jù)行業(yè)、企業(yè)需求,結(jié)合學(xué)校實際,筆者重新定位網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向,建立了“企業(yè)崗位定制”教學(xué);同時,加強校企教師的雙向培訓(xùn)機制,與企業(yè)在學(xué)生和師資培養(yǎng)等方面建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。在圖1所示的四個層次實踐課程體系中,強調(diào)培養(yǎng)過程中的企業(yè)參與,將企業(yè)的實際項目引入專題訓(xùn)練環(huán)節(jié),實現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)的無縫接軌。
3)支持學(xué)生參與創(chuàng)新科學(xué)研究,推行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)的“導(dǎo)師制”。從大學(xué)一年級入學(xué)開始,即進行專業(yè)介紹和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,逐步引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣和方向,鼓勵本科學(xué)生參與科技創(chuàng)新實踐活動,建立“導(dǎo)師制”師生研究室。教師帶領(lǐng)本科生積極開展科研創(chuàng)新實踐活動,建立了課內(nèi)與課外相結(jié)合的創(chuàng)新與實踐教學(xué)模式。目前,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生已參加了多項國家級大學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)項目,科研實踐能力大幅提升。
4)積極開展專業(yè)競賽,以賽促學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生積極參加各種專業(yè)競賽,以優(yōu)秀獲獎學(xué)生為榜樣,帶動更多的學(xué)生積極向上、銳意進取。同時,通過聯(lián)合開辦的思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院、紅帽學(xué)院,鼓勵學(xué)生考取思科認證網(wǎng)絡(luò)工程師(CCNA)、思科認證網(wǎng)絡(luò)高級工程師(CCNP)等行業(yè)國際資格認證,極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)熱情,也增強了學(xué)生的就業(yè)競爭力。
6 結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)帶來了新的機遇,本文討論在“新互聯(lián)網(wǎng)”時代背景下,以《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《卓越工程師教育培養(yǎng)計劃》為契機,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與高校傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)有機融合,通過整合教學(xué)資源、擴展專業(yè)內(nèi)涵、優(yōu)化教學(xué)體系、建立創(chuàng)新實踐教學(xué)模式等一系列舉措,大力加強學(xué)生實踐能力的訓(xùn)練,探索了一條以行業(yè)需求為目標(biāo),培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、實踐能力強、富有創(chuàng)新精神和團隊意識的復(fù)合型、應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)工程人才的新思路。
參考文獻
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2009年8月總理在無錫視察時提出“感知中國”后,同年11月溫總理在人民大會堂向科技界發(fā)表《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話,指出國家重點發(fā)展的五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),其中就包括物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。在此背景下,為積極參與“感知中國”及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究以及擴大在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢,2009年9月全國高校首家物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院在南京郵電大學(xué)成立。2010年初,教育部下達了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報通知,全國眾多高校積極申報,最終全國共有37所高校獲準(zhǔn)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專業(yè)。
一、物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)分析
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展和網(wǎng)絡(luò)延伸,它利用感知技術(shù)對現(xiàn)實物理世界進行感知,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,進行數(shù)據(jù)挖掘、分析、決策,最終實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的信息交流和無縫對接,達到對物理世界進行管控、決策的目的。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包括傳感器、射頻識別(RFID)為主的感知制造業(yè),通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造、傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造以及機器到機器(M2M)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造等為主的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)和提供網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息處理以及運營服務(wù)等的應(yīng)用服務(wù)業(yè)等。因此,物聯(lián)網(wǎng)可以分為三個層次:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
1.感知層關(guān)鍵技術(shù)
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的最底層,主要負責(zé)物品的標(biāo)識、信息感知采集,主要是由基本的感知器件完成,包括RFID、二維碼、傳感器、紅外感應(yīng)等。該層的關(guān)鍵技術(shù)包括:傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)。
2.網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)物聯(lián)網(wǎng)感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞,在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中起到承上啟下的作用,是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、物物相連的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)最終將實現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,因此通信技術(shù)將是網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù),包括藍牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS等相關(guān)技術(shù)。
3.應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)
應(yīng)用層對經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層傳輸過來的感知信息進行處理,主要由業(yè)務(wù)支撐平臺、服務(wù)支撐平臺、網(wǎng)絡(luò)管理和信息處理平臺等構(gòu)成,共同完成信息的計算、分析、存儲、挖掘等功能,供用戶使用和決策。核心技術(shù)包括云計算、中間件技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲、檢索以及虛擬技術(shù)等。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)體系關(guān)系研究
1.正確處理好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與社會人才需求關(guān)系
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一門綜合型、交叉型、跨學(xué)科的新型學(xué)科,涉及信息的感知、處理、傳輸、應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以通信和計算機技術(shù)為基礎(chǔ),專業(yè)知識涉及通信、電子、自動化、計算機、安全等多個專業(yè),目標(biāo)在于培養(yǎng)掌握多學(xué)科基礎(chǔ)知識和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論、技術(shù),適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)需要的應(yīng)用、開發(fā)、管理方面的復(fù)合型人才。目前社會對于物聯(lián)網(wǎng)方面的專業(yè)人才需求非常大,但各個行業(yè)需求所涉及的領(lǐng)域各不相同,有智能交通、智能電網(wǎng)、智能農(nóng)業(yè)、智能水利、智能安防、智能服務(wù)等各個領(lǐng)域。因此,各高校在培養(yǎng)過程中一定要定位清晰,不然培養(yǎng)出來的人可能是懂得多但是不精,不是社會真正需要的專業(yè)人才,尤其是跨專業(yè)復(fù)合型人才。
2.正確處理好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系和其他相關(guān)專業(yè)教學(xué)體系的關(guān)系
現(xiàn)在許多高校將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)掛靠在計算機學(xué)院、通信學(xué)院等相關(guān)院系,或在計算機學(xué)院或通信學(xué)院等相關(guān)院系基礎(chǔ)上成立物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院,擬開設(shè)十幾門冠以“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的課程,脫離計算機、通信相關(guān)專業(yè)的相關(guān)教學(xué)體系。筆者認為,這樣的課程設(shè)置是有待商榷的。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景來看,通信、計算機是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)是計算機科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、自動控制、數(shù)學(xué)和物理公共學(xué)科、通信工程、信息安全等多種學(xué)科緊密結(jié)合,在具體技術(shù)應(yīng)用中的產(chǎn)物。因此要正確處好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置與相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置之間的關(guān)系。
3.根據(jù)學(xué)校辦學(xué)特色,正確處理好理論教學(xué)與課程實踐的關(guān)系
國內(nèi)高校經(jīng)過近幾十年的發(fā)展,每所高校在相關(guān)的學(xué)科建設(shè)方面都有各自的強勢學(xué)科、優(yōu)質(zhì)師資以及良好的實驗教學(xué)環(huán)境,有別于其他高校的教學(xué)特色。例如南京大學(xué)在計算機系統(tǒng)教學(xué)和體系結(jié)構(gòu)研究方面具有優(yōu)勢;東南大學(xué)在RFID技術(shù)研究應(yīng)用方面具有優(yōu)勢;北京郵電大學(xué)在WSN應(yīng)用研究方面具有優(yōu)勢。因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)過程中,各個學(xué)校應(yīng)該充分發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢,因地制宜,揚長避短,尋找適合自身特點和專長的方向進行教學(xué)和研究,形成不同的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特色。
在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天,高校培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生要能夠滿足社會對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求,這就要求高校在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)體系設(shè)計、課程設(shè)置上緊跟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、企業(yè)需求、社會進步。
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2物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐體系的建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)傳感層、通信傳輸層與應(yīng)用層等是關(guān)鍵技術(shù)知識,對這些知識的傳授是建設(shè)好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐體系的基礎(chǔ).通過實踐感受物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用和感知、處理、通訊、控制各個部分的工作過程;通過對支撐物聯(lián)網(wǎng)的各種硬件設(shè)備、軟件資源、開發(fā)平臺、研究平臺和對物聯(lián)網(wǎng)條件下的電子商務(wù)應(yīng)用的使用、開發(fā)并進行應(yīng)用型的實驗、研究、探索,從而支撐該專業(yè)創(chuàng)新型的研究、開發(fā)和應(yīng)用.案例教學(xué)法從對學(xué)生進行素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)造能力的角度入手,彌補了傳統(tǒng)教學(xué)法的不足,與傳統(tǒng)教學(xué)法相比,它具有以下幾個鮮明的特點:1)強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性;2)重視學(xué)生分析問題、解決問題的能力培養(yǎng);3)注重教師在教學(xué)中的“導(dǎo)演”作用.
2.1注重專業(yè)能力的培養(yǎng)是培養(yǎng)人才的重要工作全方面的能力包括對知識的掌握能力,對學(xué)科的分析能力、創(chuàng)新能力以及對事業(yè)的專注力.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實踐能力,要求學(xué)生掌握專業(yè)的基礎(chǔ)知識與理論,對科研儀器及設(shè)備的使用能力,必要的工程輔助能力,例如:輔、設(shè)計性軟件及儀器儀表的使用,論文與申請書的撰寫等都是必不可少的.
2.2能力的培養(yǎng)是漸進式的培養(yǎng)過程遵循一個普遍的規(guī)律,即動手實踐—發(fā)現(xiàn)問題和思考問題—設(shè)法解決問題—總結(jié)歸納—形成科學(xué)觀點.作為新專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)結(jié)構(gòu)具有多學(xué)科性特點:因其多學(xué)科的特點,以案例教學(xué)方式構(gòu)建實踐體系是最合適的一種體系結(jié)構(gòu).將多門課程、多個學(xué)科以項目案例式進行教學(xué),課程、學(xué)科適當(dāng)?shù)亟徊嬖谝黄?,有機結(jié)合起來,以實現(xiàn)對學(xué)生全方位專業(yè)能力的培養(yǎng).例如:完成一個基于嵌入計算機控制甚高頻的設(shè)計與實現(xiàn),要完成這一任務(wù),需要掌握哪些理論與知識,要有哪些能力,要用到哪些儀器與設(shè)備,各種需求書如何撰寫等,都可以做一案例教學(xué)好好設(shè)計,好好實施.首先,將各類實踐,無論是課程實驗、課程設(shè)計、多知識與多課程綜合實踐、設(shè)計性實踐,都以案例教學(xué)的方式進行設(shè)計、實施;其二,要夯實基礎(chǔ),把課程內(nèi)的認識實驗、驗證性實驗,以案例教學(xué)的方式,實現(xiàn)對專業(yè)知識的掌握、分析能力的提高、儀器的正確使用;要加強科研儀器的準(zhǔn)確使用以及工程輔助能力的培養(yǎng);其三,加強研究性基本功的訓(xùn)練,即素質(zhì)教育訓(xùn)練,探討科研現(xiàn)狀描述的訓(xùn)練,為科研而需要的動手能力訓(xùn)練以及以科研教學(xué)的小科研項目訓(xùn)練.(本文來自于《西南師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版》雜志。《西南師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版》雜志簡介詳見)
2.3在基礎(chǔ)實踐、軟件工程開發(fā)和硬件開發(fā)上完善專業(yè)素質(zhì)在基礎(chǔ)實踐案例方面,如完成一個低頻放大器的實驗,所涉及的知識有基爾霍定律、疊加原理、諾頓定理;要求掌握的專業(yè)測量方法有交流或直流電壓、電流,放大倍數(shù),輸入、輸出電阻,放大器頻率特性、功率等;會使用的儀表及儀器有電壓、電流表、示波器、毫伏表、函數(shù)發(fā)生器、頻率計等.以軟件工程開發(fā)為例,基于物聯(lián)網(wǎng)工程軟件開發(fā),通信協(xié)議、接口非常重要,軟件需求、軟件開發(fā)平臺工具、軟件架構(gòu)、軟件測試都有諸多的知識與實踐能力需要掌握.由于軟件的規(guī)模越來越龐大,其所涉及的技術(shù)與管理機制也遠非單個程序員可以獨立完成,畢竟單個程序員很難同時擁有所有軟件開發(fā)的知識、技術(shù)、素質(zhì)和背景.因此,團隊的分工協(xié)作成為了當(dāng)今軟件開發(fā)的主流.軟件開發(fā)團隊不是簡單的人員疊加,而是以架構(gòu)師為核心,個人有不同的角色分工(如分析、涉及、測試、管理和支持等角色),以木桶原理作為團隊質(zhì)量控制總量協(xié)作單元.在硬件開發(fā)方面也同樣用案例的方式,首先要讓學(xué)生學(xué)會使用科研儀器儀表,比如要求學(xué)生正確使用示波器,可以提出諸如如何利用示波器測量電感的電感量及內(nèi)阻等命題,讓學(xué)生在實際操作中熟練地使用各種儀器儀表;然后還必須讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用Protel,AUTOCAD等基礎(chǔ)應(yīng)用軟件和進行焊接技術(shù)的訓(xùn)練,這兩項可同時進行;接下來可以讓學(xué)生通過參與具體的科研課題,使他們能熟練掌握器件選擇的方法,PCB板的制作方法,項目的成本核算等,使學(xué)生能對整個項目的進程和實施有更深入的了解和能力上的全面提升.從以上的分析可以看出,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐體系的建立,首先要有改革的信念與決心;其二是要有雙師型的教學(xué)隊伍;其三要構(gòu)建并寫好關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的各類實踐教材;最后就是認真貫徹.這樣才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的、合格的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才.
前言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次革命,涉及的領(lǐng)域廣,其理念也日趨成熟。從整體來看,中國物聯(lián)網(wǎng)市場主要份額有智能工業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)和智能家居等行業(yè)。2009年8月,“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展推向了,我國在無錫建立了“感知中國”研究中心,中國科學(xué)院、電信運營商和多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu),越來越多的行業(yè)和企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才,加大物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)各級人才培養(yǎng)力度,已經(jīng)成為當(dāng)前職業(yè)教育相關(guān)專業(yè)改革與發(fā)展的一項重要和緊迫任務(wù),中職業(yè)學(xué)校的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置應(yīng)該著眼于社會的發(fā)展需要,增加在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng),在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及實訓(xùn)上增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識與技能實訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計算機專業(yè)的知識技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,適應(yīng)社會信息化產(chǎn)業(yè)新趨勢的發(fā)展。
1中職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀
目前,全國大多數(shù)本科、高職院校都開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)專業(yè),并把該專業(yè)作為重點規(guī)劃和發(fā)展專業(yè),學(xué)科知識體系及課程設(shè)置都在研究與探討,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)與實訓(xùn)處在摸索、實踐階段,沒有成熟的體系、成功的經(jīng)驗可以借鑒。中職學(xué)校也積極創(chuàng)造條件開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè),但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展技術(shù),主要涉及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟件開發(fā)和電子技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用,而大多數(shù)中職學(xué)校學(xué)科體系不夠完善、受學(xué)制,專業(yè)師資和教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備等因素限制,如何在學(xué)校現(xiàn)有師資、課程、實訓(xùn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建能滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)企業(yè)的需求、又具有本校特色的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),是各個學(xué)校急需解決的問題。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的建設(shè)與人才培養(yǎng)上采用兩步走的方式來實現(xiàn):第一步,各中職學(xué)校將結(jié)合學(xué)校學(xué)科專業(yè)體系的特點與優(yōu)勢在電子技術(shù)應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟件技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向的基礎(chǔ)課程和實訓(xùn)課程,進行探索與實踐。第二步,整合相關(guān)專業(yè)教學(xué)實踐、教學(xué)資源,制定統(tǒng)一、完善的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案,使之形成一個整體。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置
目前,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)課程與教學(xué)實踐都是基于普通計算機之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多個學(xué)科技術(shù)交叉融合的新興發(fā)展綜合技術(shù)。主要涉及電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)等綜合的學(xué)科應(yīng)用技術(shù),知識系統(tǒng)非常龐大,必須進行研究與梳理,依據(jù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位,考慮中職學(xué)制與學(xué)生學(xué)習(xí)能力,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識,進行適時課程的設(shè)置調(diào)整,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)特點和關(guān)鍵技術(shù),課程設(shè)置如圖1所示,使學(xué)生掌握新的知識與技術(shù),從而擴大就業(yè)面,提升在就業(yè)中的優(yōu)勢而計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)置中已經(jīng)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層知識領(lǐng)域,只需要增加的主要是物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層的相關(guān)核心課程。具體是在專業(yè)基礎(chǔ)課增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論》,專業(yè)課上增加感知層《傳感技術(shù)與檢測》、《RFID技術(shù)與應(yīng)用》、《傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)》課程和《網(wǎng)站建設(shè)與管理》、《數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用技術(shù)》應(yīng)用層課程。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)體系設(shè)置
對于中職學(xué)生而言,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的定位應(yīng)體現(xiàn)在工程實踐性,學(xué)生需要有知識理論的學(xué)習(xí),更要注重工程能力的實踐,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實踐體系,設(shè)計教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實際工程的應(yīng)用技能,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)置,結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)與設(shè)施情況,確定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程的實訓(xùn)體系,確定實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容。(見表1)
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)實訓(xùn)的實踐
中職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)受學(xué)制(三年)和學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實訓(xùn)條件、師資等因素限制,課程調(diào)整的空間較小,在明確專業(yè)人才培養(yǎng)定位,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程架構(gòu)與知識體系,合理組織增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識教學(xué)與實訓(xùn),系統(tǒng)的增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識,適當(dāng)調(diào)整專業(yè)課程,一方面將物聯(lián)網(wǎng)傳輸層新技術(shù)與知識“嵌入”到原有的課程教學(xué)中,比如:將傳感器技術(shù)和RFID技術(shù)知識作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)容,無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)加入到網(wǎng)絡(luò)課程中,將數(shù)據(jù)庫技術(shù)知識融入網(wǎng)站建設(shè)與管理課程中。另一方面,進行適時課程的設(shè)置調(diào)整,在有限的學(xué)時上增加《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)與實訓(xùn),進行典型的應(yīng)用系統(tǒng)綜合實訓(xùn),如智能家居與智能安防監(jiān)控綜合實訓(xùn)。
5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)室設(shè)計
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)建設(shè)有完善的網(wǎng)絡(luò)布線實訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實訓(xùn)室、系統(tǒng)搭建實訓(xùn)室、網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)室,能完成網(wǎng)絡(luò)工程的實踐教學(xué)實訓(xùn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)室可以對原有的網(wǎng)絡(luò)工程實訓(xùn)室進行改造,規(guī)劃和購置物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)模塊設(shè)備,模擬物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程環(huán)境和實際應(yīng)用環(huán)境,構(gòu)建“理實一體化”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)室,拓展原有實訓(xùn)室的功能,提供課程教學(xué)實訓(xùn)從理論知識學(xué)習(xí)、講解到演示、基本技能訓(xùn)練、工程項目實踐等多層次教學(xué)實踐。借鑒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的項目教學(xué)實踐體系,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程的工作過程構(gòu)建實踐體系,設(shè)計教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容,注重培養(yǎng)學(xué)生實際工程的應(yīng)用技能。因此,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)課程、實訓(xùn)體系設(shè)置、實訓(xùn)實踐及實訓(xùn)室建設(shè)的研究和探索,我們可以在中職計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)增加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的知識與技能實訓(xùn),培養(yǎng)既掌握計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的知識技能,又懂得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)人才,擴寬計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)渠道,提高學(xué)生就業(yè)競爭力。
參考文獻:
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物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論作為新興復(fù)合型學(xué)科“物聯(lián)網(wǎng)工程”的入門引導(dǎo)課程,旨在引導(dǎo)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識內(nèi)涵建立起整體認識,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。由于物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論兼?zhèn)淅碚撔耘c實踐性,知識覆蓋面廣,加之學(xué)生認識偏差和學(xué)習(xí)方法等主觀問題,能夠讓學(xué)生很好地掌握課程知識點并非易事。筆者結(jié)合實際教學(xué)工作,對教學(xué)過程中若干問題進行分析,探討提高課程教學(xué)質(zhì)量的辦法與學(xué)習(xí)建議。
1 課程特點與存在問題
1.1 物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型學(xué)科涉及技術(shù)廣
從智慧地球到感知中國,物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別、激光掃描、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按協(xié)議規(guī)范,把物品與物品之間以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)連接起來,進行信息交換資源共享,從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理[1]。在技術(shù)體系上物聯(lián)網(wǎng)融合了計算機科學(xué)、通信工程、微電子檢測、自動化等多門專業(yè)技術(shù)。如何將多門學(xué)科綜合起來,較好地運用于物聯(lián)網(wǎng)工程是掌握好這門專業(yè)的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)作為典型交叉學(xué)科,涉及技術(shù)廣,因此在物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論教學(xué)過程中必須貫穿以全局指導(dǎo)局部的思想,對教學(xué)內(nèi)容進行整體優(yōu)化,力求為后續(xù)的技術(shù)學(xué)習(xí)構(gòu)建一個基本知識框架。
1.2 教學(xué)對象一年級新生的特點
大學(xué)一年級學(xué)生初步涉及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)習(xí),了解專業(yè)知識總體較少,普遍欠缺動手能力,但是他們對新知識、新技術(shù)具有較強的好奇心和求知欲,因此物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論在教學(xué)過程應(yīng)該根據(jù)每名學(xué)生的特點合理組織教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)他們掌握了解相關(guān)基礎(chǔ)知識,理清物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系的基本脈絡(luò),通過綜合運用各種教學(xué)手段,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。與此同時,培養(yǎng)他們的職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)道德,為今后的學(xué)習(xí)與工作打下良好基礎(chǔ)。
1.3 教學(xué)過程中教師的自我完善
物聯(lián)網(wǎng)工程作為新興的研究領(lǐng)域,面臨著涉及專業(yè)多、學(xué)科建設(shè)不成熟、課程體系有待完善和高校缺乏能夠全面掌握實踐教學(xué)的師資隊伍等問題,因此對這門學(xué)科的任課教師提出了更多要求。教師在授課之前必須充分備課,通過自學(xué)、參加培訓(xùn)、教研探討、學(xué)術(shù)交流等多種方式擴充自身知識結(jié)構(gòu),不斷更新自我認知內(nèi)容,并且要根據(jù)學(xué)生提問、師生交流、平時作業(yè)、考試等環(huán)節(jié)的反饋信息,及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,改進教學(xué)方法,保證教學(xué)質(zhì)量。
2 教學(xué)方法思考與探討
2.1 注重系統(tǒng)性教學(xué)
物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程內(nèi)容豐富,各部分知識點要求程度并不相同,在教學(xué)過程中應(yīng)注重系統(tǒng)性授課。(1)突出重點,把握好內(nèi)容難易程度適中,運用多樣化教學(xué)方式。例如:物聯(lián)網(wǎng)歷史、研究現(xiàn)狀、應(yīng)用案例等內(nèi)容可以作為一般性介紹,而在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)、信息處理與軟件服務(wù)等方面則要重點介紹。(2)在講授新知識點時,應(yīng)盡量避免過多使用專業(yè)詞匯。由于物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程內(nèi)容比較抽象,新生還不能掌握大多數(shù)專業(yè)詞匯,如果過多使用會增加學(xué)生理解的難度。如果遇到必須掌握的專業(yè)詞匯,比如射頻識別(Radio Frequency IDentification,RFID),則在教學(xué)過程中必須對縮寫詞原文、詞匯含義、主要特點、運用領(lǐng)域等內(nèi)容做出合理的解釋說明。(3)在教材選擇上應(yīng)避免使用過于簡單或過于復(fù)雜的教材。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)剛剛設(shè)立,在教材和參考資料上相對比較欠缺,所以教材選擇一定要根據(jù)學(xué)生的實際情況和教學(xué)效果綜合考慮,力求通俗易懂,比如一些專著,雖然內(nèi)容、組織論證非常好,但作為一年級新生專業(yè)入門教材并不太適合,可以選擇一些具有引導(dǎo)作用的入門性優(yōu)秀教材。
2.2 教學(xué)方式多樣化
由于一年級學(xué)生知識掌握程度參差不齊,而且物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程內(nèi)容比較抽象,如果采用單一的授課方法,很難達到預(yù)期的教學(xué)效果,可能對學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極的負面影響,甚至?xí)屗麄儺a(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此,多樣化教學(xué)方式應(yīng)該貫穿于整個授課過程。
2.2.1 案例式教學(xué)
通過直觀方法分析抽象的內(nèi)容,把實際生活案例編織到教學(xué)內(nèi)容中,以案例帶動知識點。例如:在介紹ZigBee技術(shù)[2]時,可以引入世博園中運用ZigBee無線技術(shù)實現(xiàn)無線路燈控制案例;在介紹物聯(lián)網(wǎng)與傳感關(guān)系時,可以引入上海浦東機場防入侵系統(tǒng)傳感節(jié)點如何感應(yīng)物品、傳輸數(shù)據(jù)等成功案例。
2.2.2 啟發(fā)式教學(xué)
啟發(fā)式教學(xué)是把學(xué)生被動性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有詫W(xué)習(xí)的一種方式,將課程內(nèi)容歸納提煉,提出問題啟發(fā)學(xué)生思考,從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。例如在分析中間件技術(shù)時,讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)教材、研討、資料查閱等多種形式了解目前在物聯(lián)網(wǎng)里主要有幾種中間件技術(shù)[3],例如:RFID,WSN,設(shè)備中間件,軟硬件關(guān)系等,從而達到對問題的充分認識,得到解決實際問題的方法,最后在教師的指導(dǎo)下圓滿解決問題。
2.2.3 交互式教學(xué)
運用多媒體教學(xué)環(huán)境輔助教學(xué)。例如在分析物聯(lián)網(wǎng)中的移動技術(shù)時,對比802.20廣域網(wǎng)技術(shù)與3G技術(shù)[3],則可以使用多媒體以表格形式同時列出2項技術(shù)的主要特性,直觀對比2項技術(shù)特點。在講授物聯(lián)網(wǎng)底層技術(shù)—無線移動自組織Adhoc網(wǎng)絡(luò)[4]的移動節(jié)點兼具主機、路由、天線功能的這個知識點時,可以運用PPT等工具制作動畫,形象描述節(jié)點移動性、路由探測、天線覆蓋等過程。另外,在授課時隨時解決學(xué)生提出的問題,以免影響學(xué)習(xí)效果,保證教學(xué)質(zhì)量的提高。
2.2.4 多元化課外輔導(dǎo)
構(gòu)建課堂之外的教學(xué)環(huán)境,例如:精品課程網(wǎng)站、遠程輔導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)教室、網(wǎng)上討論輔導(dǎo)平臺BBS、電子圖書等網(wǎng)上教學(xué)資源,打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)時間和空間受限的弊端,可以通過計算機、掌上電腦、手機等終端通信設(shè)備隨時隨地進行教學(xué),為學(xué)生課余提供一個自主學(xué)習(xí)、思索、討論的開放空間。
2.3 通過實驗突出專業(yè)特點
物聯(lián)網(wǎng)工程作為實踐性很強的工科學(xué)科,實驗是教學(xué)中的必備環(huán)節(jié)。學(xué)生通過實驗操作的感性認識可以加深對理論知識的理解。在實驗教學(xué)過程中應(yīng)該注意以下幾方面。
(1)實驗內(nèi)容應(yīng)該豐富多樣。例如大部分物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生都有自己的筆記本電腦,在講解物聯(lián)網(wǎng)中對等式網(wǎng)絡(luò)時,為加深學(xué)生對技術(shù)的認識,可讓學(xué)生開啟無線網(wǎng)卡,配置對等式模型,實現(xiàn)小型對等式無線局域網(wǎng)搭建實驗;在講解無線個人區(qū)域網(wǎng)時,可以讓學(xué)生運用手機中的藍牙通信功能進行數(shù)據(jù)傳輸,進一步了解無線個人區(qū)域網(wǎng)的特點,如10米內(nèi)傳輸、傳輸速度、主從節(jié)點關(guān)系等;在講解物聯(lián)網(wǎng)安全知識時,可以演示一些趣味防御實例,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。(2)在實驗環(huán)節(jié)設(shè)計時必須精心選題,突出專業(yè)特點。實驗題目應(yīng)具有代表性,知識點覆蓋全面。例如在講解傳感器感知知識時,可以選擇圖像采集、鍵盤與顯示屏模擬感知等典型實驗[5]。(3)可以組織小組互助。實驗前對學(xué)生進行分組,合理搭配小組成員,并選出組長。實驗過程中遇到問題時可以讓學(xué)生先在小組內(nèi)討論,養(yǎng)成主動積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。(4)組織豐富多彩的集趣味性、專業(yè)性于一體活動,讓學(xué)生在一起交流學(xué)習(xí)心得和方法,并可以去實習(xí)基地實踐,提高實際運用能力。
3 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)作為一項戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在國內(nèi)剛剛起步,并飛速發(fā)展。據(jù)CCID預(yù)測,未來3年內(nèi)我國將有50萬物聯(lián)網(wǎng)人才缺口,因此高校教育任重道遠。“物聯(lián)網(wǎng)工程”已經(jīng)逐步成為一門重要學(xué)科,物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論肩負著如何把“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)新生引入物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)殿堂的重任。在教學(xué)過程中必須不斷地改革和完善教學(xué)模式,積極探索、研究并推廣教學(xué)方法,調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,著力理論與實踐的雙向培養(yǎng),達到本課程的教學(xué)目的,指導(dǎo)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)出社會急需的高級物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。
參考文獻
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[2]詹青龍,劉建卿.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.
中圖分類號:G712 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)32-0190-03
一、引言
2011年,南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院正式成立物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè),2012年該專業(yè)成為國家骨干高職院校重點建設(shè)專業(yè)。按照《教育部、財政部關(guān)于確定“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”骨干高職院校立項建設(shè)單位的通知》(教高函[2010]27號)文件要求,國家骨干高職院校應(yīng)著力推進辦學(xué)體制機制創(chuàng)新,增強辦學(xué)活力,以專業(yè)建設(shè)為核心,強化內(nèi)涵建設(shè),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,帶動本地區(qū)高等職業(yè)教育整體水平提升。高職專業(yè)建設(shè)的理念最終要通過課程來實現(xiàn),專業(yè)核心課程的建設(shè)水平,是衡量專業(yè)建設(shè)水平的一個重要指標(biāo)。同時教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高[2006]16號文件)指出:高等職業(yè)院校要積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程,根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位(群)的任職要求,參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容。建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范課程教學(xué)的基本要求,提高課程教學(xué)質(zhì)量。由此可見,高職的課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵,是高職院校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,帶動本地區(qū)高等職業(yè)教育整體水平提升的一項重要任務(wù)?!拔锫?lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)”課程作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程之一,在大三學(xué)年第一期開設(shè),是重要的崗位能力課程,是對前序課程的綜合運用,也是對畢業(yè)生職業(yè)能力的提升。該課程首次在全國開設(shè),具有較強的探索性。
二、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)制定原則
1.以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,融入職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。課程面向?qū)W校所在區(qū)域培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)群應(yīng)用型人才,在課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中堅持以就業(yè)為導(dǎo)向,緊緊圍繞學(xué)生未來的職業(yè)崗位,著眼于從事具體職業(yè)崗位工作所需的核心職業(yè)能力,根據(jù)能力要求來設(shè)計具體課程內(nèi)容,保證教學(xué)內(nèi)容與崗位核心能力的要求相吻。同時課程以項目為依托導(dǎo)向、采取一體化的教學(xué)模式,保證職業(yè)資格證書考試標(biāo)準(zhǔn)與課程標(biāo)準(zhǔn)全面接軌。
2.基于工作過程,突出工學(xué)結(jié)合。課程開發(fā)要基于工作過程,充分體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的特點,以真實的工作任務(wù)為載體來實施課程整體設(shè)計。
3.校企合作、共同開發(fā)。企業(yè)合作進行課程及課程標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā),根據(jù)企業(yè)實際需求,制定課程教學(xué)內(nèi)容,從而保證培養(yǎng)一線實用型技術(shù)人才的質(zhì)量。
4.立足現(xiàn)實,保證可實施性。課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)立足專業(yè)基礎(chǔ)、實訓(xùn)條件和教學(xué)團隊力量,確保課程的可實施性。
三、課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程
為保證課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)和有效,需要對開發(fā)過程進行控制,課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的控制流程如下:市場需求調(diào)研崗位分析工作任務(wù)分析職業(yè)能力要求分析課程標(biāo)準(zhǔn)編寫課程標(biāo)準(zhǔn)審核課程標(biāo)準(zhǔn)修訂。在課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)過程中,積極與行業(yè)、企業(yè)、合作辦學(xué)單位開展調(diào)研合作,始終遵循課程標(biāo)準(zhǔn)制定原則和課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程。
四、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)
物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)的課程標(biāo)準(zhǔn)基本框架構(gòu)成如下:課程定位、課程目標(biāo)、課程設(shè)計思路、課程內(nèi)容與教學(xué)要求、考核評價、課程實施等。
1.課程定位。本課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的崗位能力課程。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解物聯(lián)網(wǎng)項目建設(shè)相關(guān)崗位所需的基本概念和工程管理基礎(chǔ)知識,能夠根據(jù)客戶需求編寫物聯(lián)網(wǎng)項目設(shè)計方案,能夠進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選型和采購,能夠完成物聯(lián)網(wǎng)工程施工和調(diào)試,能夠完成對物聯(lián)網(wǎng)項目的功能測試,能夠進行系統(tǒng)故障判斷與維修,為將來從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目相關(guān)工作打下堅實的基礎(chǔ)。課程學(xué)習(xí)后應(yīng)達到“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程師”資格證書的基本要求。物聯(lián)網(wǎng)是一個綜合的領(lǐng)域,所涉及的行業(yè)種類繁多,確定課程建設(shè)的方向尤為重要,基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域和學(xué)院基礎(chǔ)的分析,我們選取了智能家居這個行業(yè)作為本課程的建設(shè)內(nèi)容落腳點。課程以一個真實的智能家居系統(tǒng)項目入手,按照物聯(lián)網(wǎng)項目的建設(shè)進度流程,依次引入物聯(lián)網(wǎng)項目的立項,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或產(chǎn)品的采購,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的調(diào)試,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的維護和管理等幾個工作任務(wù)。
2.課程目標(biāo)。總體目標(biāo)面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成和調(diào)試工程師、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備銷售經(jīng)理工程師、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝工程師、物聯(lián)網(wǎng)項目運營師、物聯(lián)網(wǎng)高級監(jiān)理師等工作崗位,針對“智能家居”物聯(lián)網(wǎng)工程項目的項目設(shè)計、設(shè)備選型與采購、設(shè)備安裝與調(diào)試、系統(tǒng)維護等典型工作任務(wù),著力培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)工程項目相關(guān)崗位的職業(yè)能力,培養(yǎng)正確的工作態(tài)度,養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。課程目標(biāo)分為知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。(1)知識目標(biāo)。了解物聯(lián)網(wǎng)工程項目的建設(shè)過程、熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程項目各個階段的特點及任務(wù),了解物聯(lián)網(wǎng)工程項目產(chǎn)品選型與采購的相關(guān)知識,熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程項目的安裝調(diào)試和運行維護方法,了解施工圖的識讀方法。(2)技能目標(biāo)。①能夠根據(jù)客戶需求和現(xiàn)場勘測設(shè)計項目方案;②能夠進行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選型;③能夠根據(jù)需求進行設(shè)備的采購;④能夠根據(jù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在工程現(xiàn)場對設(shè)備進行安裝;⑤能夠?qū)υO(shè)備進行調(diào)試,對一般故障進行現(xiàn)場排查與處理;⑥能夠根據(jù)設(shè)計方案和驗收標(biāo)準(zhǔn)對工程進行測試和驗收;⑦能夠根據(jù)工程圖紙指導(dǎo)施工;⑧能夠使用相關(guān)軟硬件設(shè)備和工具對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行檢測與維護;⑨對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的日常數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與匯總,并能根據(jù)數(shù)據(jù)判斷物聯(lián)網(wǎng)項目的運行狀態(tài)。(3)素質(zhì)養(yǎng)成目標(biāo)。國家教育部在教高[2006]16號文件中指出,高職的培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定為“為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)千百萬高素質(zhì)技能型專門人才”,因此在注重培養(yǎng)職業(yè)技能的同時,還應(yīng)該注重職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。因此課程的素質(zhì)目標(biāo)確定為:良好的精神狀態(tài)和樂觀進取的工作生活態(tài)度,良好的職業(yè)道德素質(zhì)、敬業(yè)精神、良好的團隊協(xié)作精神和意識,永不滿足的創(chuàng)新精神以及良好的自我身心調(diào)控能力等。
3.課程內(nèi)容。課程在內(nèi)容設(shè)計方面突出體現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng),緊緊圍繞完成工作任務(wù)的需要來選擇課程內(nèi)容,從“任務(wù)與職業(yè)能力”分析出發(fā),打破傳統(tǒng)的知識傳授方式,以“項目”為主線,構(gòu)建工作情景。課程內(nèi)容以南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院新技術(shù)體驗中心(別墅)智能家居項目案例構(gòu)建了七個項目,分別是:項目一智能家居項目建設(shè)方案、項目二照明項目、項目三智慧家電項目、項目四智慧安防項目、項目五智慧監(jiān)控項目、項目六智慧門禁系統(tǒng)和智能家居管理項目。課程內(nèi)容的每一個項目又有具體要求,表1是項目二智慧照明項目的具體實施要求。表1教學(xué)活動的設(shè)計既有利于教師教學(xué)的實施,具有切實的指導(dǎo)作用,同時有利于學(xué)生培養(yǎng)各種職業(yè)能力。
4.課程的教學(xué)評價。由于是任務(wù)引領(lǐng)下的學(xué)習(xí)方式,在完成任務(wù)的過程中,學(xué)習(xí)相關(guān)知識和職業(yè)技能,所以考核必須結(jié)合課程的授課特點,變一次性考核為過程考核,即在學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程中考察學(xué)生。總評成績由課堂表現(xiàn)、項目實操、項目報告和理論考試綜合構(gòu)成。具體考核內(nèi)容和權(quán)重分配見下頁表2。
以上各項獨立評分,按比例記入課程總成績,對考核結(jié)果及時進行統(tǒng)計分析。
5.課程建設(shè)的保障。①教材及教學(xué)方法。通過文獻檢索和調(diào)研,目前本課程沒有現(xiàn)成的實例可以借鑒,需要根據(jù)市場調(diào)研、企業(yè)調(diào)研和參考相關(guān)資料編寫教材。在教材編寫過程中北京凌陽愛普科技有限公司和北京中訊威易科技有限公司的工程師給予了指導(dǎo)建議,并參與了部分內(nèi)容的編寫。本課程授課時要注意理論和實際有機結(jié)合,采取一體化教學(xué)方法,在智能家居實訓(xùn)室和智能家居體驗中心的環(huán)境中讓學(xué)生融入工作情景。同時還可以帶學(xué)生體驗物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)基地的煤礦人員定位系統(tǒng)及不停車系統(tǒng),帶領(lǐng)學(xué)生分析討論。教師在授課時應(yīng)注意調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),多采取分組布置任務(wù)、小組討論、任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)手段,教師的任務(wù)主要是歸納、總結(jié),知識的系統(tǒng)講解。②教師。教師需要通過自身的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)提高專業(yè)知識水平,可通過與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的合作、實習(xí)提高教師的實踐能力。由于課程的工程性較強,課程內(nèi)由企業(yè)工程師現(xiàn)場講解設(shè)備的安裝和調(diào)試的相關(guān)知識。企業(yè)工程師授課學(xué)時數(shù)不少于課程總學(xué)時的50%,企業(yè)工程師授課時校內(nèi)教師作為助理,從而保證課程效果。③智能家居綜合實訓(xùn)基地。作為課程實施的有力保障,智能家居綜合實訓(xùn)基地分為智能家居實訓(xùn)室和智能家居體驗中心兩部分。智能家居實訓(xùn)室擁有9套物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)平臺,采用結(jié)構(gòu)化實訓(xùn)架作為實訓(xùn)項目的“柔性工位”,實驗所用產(chǎn)品均接近實際應(yīng)用系統(tǒng),能夠組建具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)工程實訓(xùn)項目,確保學(xué)生可利用智能家居實訓(xùn)室設(shè)備搭建真實物聯(lián)網(wǎng)項目。智能家居展示體驗中心是一套兩居室的樣板房,完全按照實際的家居環(huán)境設(shè)計,智能家居體驗中心將當(dāng)前熱門和最有市場潛力的智能家居產(chǎn)品方案引進實訓(xùn)基地,為高校師生接觸和研究當(dāng)前先進技術(shù)搭建橋梁,讓學(xué)生了解所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識在實際工程項目中的應(yīng)用。
五、總結(jié)
提出了基于職業(yè)能力培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)項目綜合實務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方案。該方案有利于提高學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)時間不長,在課程建設(shè)方面還有很多問題,如師資問題、教材問題等還需進一步的深入研究。
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