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通过对国家物联网产业发展趋势、重庆市产业经济结构调整状况以及物联网人才需求情况的深入调研和分析,重庆工程学院电子信息工程系于2011年4月申报了物联网应用技术专业,并与教育部信息管理中心合作共建全国物联网应用技术人才认证实训基地,逐步形成了多层次、多元化的高职高专物联网应用技术人才培养体系。
一、岗位能力分析
物联网应用技术专业培养具备从事电子及物联网应用专业领域设备的生产调试、维修和检验等岗位群基本能力,熟练掌握无线传感网络系统的组建、调试、维修、维护技能,服务于国内电子产品制造类及物联网应用类企业的高级技术技能型应用人才。
物联网应用技术专业的岗位及岗位群主要有:①物联网设备的生产调试、维修和质量检验;②物联网系统管理、运行维护、监控、故障排除;③物联网工程实施及系统集成;④物联网设备营销、售后服务、技术支持;⑤物联网产品以及应用平台的辅助设计。从2011年至今,通过多次专业评审会讨论、分析专业培养岗位目标,明确岗位能力标准,优化了人才培养方案。通过几年的建设,根据行业发展不断调整、完善物联网应用技术专业毕业生岗位能力标准。表1是物联网应用技术专业岗位、岗位群(含拓展岗位)职业能力对照表。
二、以岗位能力为主线,构建模块化的课程体系
根据学院“产教结合”的办学特色,系部与教育部物联网人才孵化基地(无锡)深度合作,细化物联网应用工程师岗位(群)职业资格标准,以“职业能力”培养为主轴,构建了模块化、层次性的专业课程体系(见表2)。
专业课程改变了实践教学依附于理论教学的传统做法,注重“理实一体化”、“教学做一体化”、“基于工作过程、任务驱动”的课程教学,注重学生实践技能的能力培养,体现了高职教育的职业性、实践性。
在整个物联网专业课程体系建设过程中,课题组主要采取以下方式来保证课程体系建设的一致性和可行性。
1.以重点课程建设为龙头,全面推动课程改革与建设
以重庆市级、院级精品课程为示范,院级重点课程为骨干,全面带动课程建设的大好局面。唐中剑副教授主持建设的《路由与交换技术》于2008年评为重庆市精品课程。该课程将重点放在路由器、交换机的配置命令以及思科模拟配置软件等相关知识上面,使学生能进行实际网络配置。电子信息工程系立项建设了《单片机应用技术》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电子装调实训》、《电子设计实训》等5门核心课程作为重点课程。
2.校企合作,开发课程教学资源
系部积极探索“2+1”模式,与教育部无锡物联网人才孵化基地全方位合作,共同制定了包括单片机应用技术、无线传感网络技术等7门课程标准,完成了包括电工电子、模拟电子技术multism仿真项目指导书、单片机技术试验指导书、传感器技术试验指导书5本实验实训指导书。
3.课程开发体现职业性
王宏松老师(企业工程师)主持的《电子设计实训》课程,以“智能教室系统”项目贯穿全课程,按照系统开发流程和软硬件工程规范,让学生通过自己的调研、规划、设计、编码、测试、配置、和项目管理,重现该系统的开发全过程。使学生在完整的项目开发过程中,对模拟电子技术、数字电子技术、C语言和单片机应用等知识进行学习应用、技能训练,取得了很好的教学效果。景兴红老师主持的《模拟电子技术》课程,探索“基于工作过程导向”的课程模式,改革“先学后做”的传统教学方法,采用“教学做一体教学法”,让学生在做中学。把理论教学和实践教学、学习过程和工作过程、学生的心理过程和行动过程有机地结合起来,充分体现了“学生学习的内容是工作,通过工作来学习,最后学会工作”的高职教育理念。具体实施过程如图1所示。
在实训课程的教学中,提倡有目的、有计划、有组织地让学生参加各种技能竞赛,让学生通过自我学习、自我创新完成高强度的熟练性技能训练,使学生的职业能力取得突破性提高。我系学生参加重庆市“盛群杯”单片机设计大赛、重庆“TI”杯设计大赛、重庆市高职学生技能大赛、全国大学生电子设计大赛、全国物联网技能大赛等取得较好成绩,体现了突出岗位能力培养的成效。
三、基于岗位能力的物联网专业课程体系特色
1.以“多层次、多类型”人才培养模式为导向进行专业人才培养方案制定
对物联网应用技术专业的人才培养课程体系、人才培养标准、教材、教学内容、教学方法、教学模式进行研究,改变传统教学模式,突出“以学生能力为本位”的实践教学,采用基于“多层次、多类型”人才培养模式进行教学改革和探索。根据岗位能力目标需求,制定专业人才培养体系。在课程教学过程中,大力实施“分层次”教学法。在人才培养过程中,注重构成“多类型”培养方式,以培养出适合重庆本土市场需求的高级技术技能型人才。
2.校、政、企结合的“2+1”培养模式
校、政、企结合的“2+1”人才培养模式,是物联网专业课程的一个特色。在此过程中,教师和学生直接参与国家教育部IOT项目,及时体验物联网的最新技术、发展、政策信息等,始终处于行业最前沿。课程体系紧跟国家物联网规划发展的需求,真正实现“宽基础,多方向,易适应”的高职人才培养理念。
3.将职业规范融入专业教学过程,逐渐养成学生良好职业素养
良好的职业规范意识是在专业教学过程中逐步养成的。在专业技能课(如《单片机及嵌入式实训》)教学过程中通过教师的编码规范、职业素质的体现,以及教师按物联网开发岗位要求学生参与模块设计、编码、测试、文档编制等提升学生职业素质。通过案例教学、项目库练习、专业讲座、物联网设计大赛等方式培养学生职业规范意识;通过企业顶岗实习、参加实际项目或模拟项目学习培养学生良好职业规范实施能力。
四、今后课程建设思路
要实现技能培养的目标,实践教学环节是第一重要的,用实践教学带动理论教学是职业教育的基本理念。今后课程建设要以产品为依托,合并专业实训组件,强调专业实训环节的顺序性、连续性、一致性。
设想:以“传感器节点”产品作为实训载体,使学生在“电子装调实训”环节完成产品的焊接、组装、编程调试、性能测试等技能的培养;在“电子设计实训”环节完成RFID读写器、Zigbee终端及协调器产品的设计、开发、调试,技术参数验证、通信协议运用等能力的培养;在“无线传感网组网实训”环节完成各传感器节点产品的组网、功能运行、简单的人-机界面开发等能力的培养。
具体的实训产品应根据学生层次进行区分。对于高职学生,应包含红外、HF RFID读写器或Zigbee终端;而对于本科学生还应增加WIFI、蓝牙、UHF RFID读写器和Zigbee协调器等。实训产品的制作应严格按工厂生产标准要求,让学生尽早熟悉岗位需求。
参考文献:
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[5] 谢泽会,曹卫峰,邓玮.关于电类专业学生创新意识与实践能力培养的探索[J].中国电力教育,2013,(11).
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[7] 赵世伟.电类专业课教学的新设想[J].佳木斯教育学院学报,2013,(1).
一、设置面向机械装备制造业的物联网专业课程体系的必要性
所谓物联网,就是基于物物相连的互联网。物联网具备以下两大特色:一是在物联网中,互联网既是它的基础又是它的核心,物联网是通过互联网生出的新事物,也可以说是互联网的细分;二是物联网的用户端延伸和扩展的深度与范围非常大,可以不夸张地说,它覆盖了所有的物品,任何物品之间都是相互联系的。
当下,机械装备制造业发展快速,技术不断升级,信息化与智能化成为了其显著的特点。物联网技术向工程机械领域逐渐渗透,应用也越来越广泛,使得械装备制造业变得更加智能与节能,基于物联网的机械装备成为机械设备制造业发展的趋势。然而,当前基于机械装备制造业的物联网专业课程教学体系还不成熟,无法满足社会对于该专业人才的需求。因此,加强基于机械装备制造业的物联网专业课程教学体系研究十分重要。
二、物联网工程专业知识体系
物联网工程专业是一门学科交叉度较高的专业,目前由于发展时间尚短,它的理论体系还不成熟。但是市场需求大,要求其尽快建立完善的教学体系。按照正常的工程专业标准对物联网工程专业知识体系开展划分,基本可以将其分成三大领域:通识基础类知识模块、综合管理类知识模块与专业技术类知识领域。随着市场的发展,相关的企业对于物联网专业人才的需求越来越大,学校面对这样的形势,应当根据市场的需求建设物联网教学体系。就当前的市场与技术发展来看,物联网工程专业知识体系应当包括感知识别、网络构建、智能信息处理和创新应用等四个知识模块。其中,感知识别、网络构建知识模块属于物理基础层次,偏重于硬件技术;智能信息处理、创新应用模块则偏重软件技术。
三、物联网专业课程体系建设需考虑的因素
从已出版的物联网工程教学课本来看,当前的课本内容比较高深,其中深奥的算法甚至连硕士和博士研究生都无法读懂。大学课程教学的目标是教学生学会学习,而不是教学生掌握死的知识。如果只是“授之以鱼”,学生虽然学会了却不明白其中的道理,久而久之就会失去学习的兴趣。因此,物联网专业课程体系建设需要简化教学内容。
物联网工程专业要围绕能力培养实施教育教学,专业的课程教学和实践教学应该形成一个完整的体系,需要按照专业基本能力培养的要求组织课程教学和实践教学的内容。探讨如何将专业能力的培养落实到课程教学体系和实践教学体系中,是提高物联网工程专业教育水平的重要方面。
四、面向机械装备制造业的物联网专业课程体系的设置
1.专业基础教育
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程,突出专业定位和特色,拥有一定的广度和深度,多起点同时推进,利于学生在全方位的学习中,找到适合自己的发展方向。
建设专业基础课程体系,不能难度过大,过大的难度会降低学生的学习兴趣;设计难度也不宜过于简单,过于简单可能会使一些核心内容无法传授给学生。如果条件允许,课程都应当安排在实验室,这样有利于理论知识与实验实践的有机结合,从而使学生在实验过程中更容易掌握理论知识,提高动手能力。
2.专业课课程结构设置
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目,学生可根据自己的兴趣与发展方向进行选择学习。
3.实践课程设置
物联网机械制造课程内容繁多,不仅包含计算机、电子、通信、控制等知识,还包括机械的生产、制造、设计知识。对于刚刚接触这一专业的学生而言,如果只从书中汲取知识养分,难以把抽象的书面知识与实际应用联系在一起。所以,教师要重视实践课程的开展,利用实验室、物联网应用样板间、与企业合作等方式使学生接触到真实的物联网技术,明白自己研究的是什么。总之,开展实践与实验室教学可以提升学生的学习兴趣,帮助学生掌握技术发展的最新动态,保证学生在技术层面全面了解物联网,掌握物联网应用技术。
中图分类号:G712?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)36-0265-03
一、引言
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,自2009年始,物联网产业已受到各国政府的大力支持和极度重视,如美国“智慧地球计划”欧盟的“物联网国家战略计划”同志提出的“感知中国计划”,目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网就是物物相连的互联网,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网已被广泛应用于交通、物流、安防、电力、家居、医疗、矿业、军事等领域,作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域。物联网专业是教育部允许高校增设新专业后高校申请最多的学校,其主要就业于与物联网相关的企业、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护等。
二、物联网专业课程体系现状
物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各高校都构建了物联网专业课程体系。高职高专的人才培养目标一直是以就业为导向,培养高技能应用型人才,而这些技能型人才的培养不仅需要专业理论知识的支撑,更需要实践能力的培养。因此,高职高专物联网专业的课程体系尤为重要。
目前,多数高职高专物联网专业的课程体系受本科院校的影响,都是以学科理论为导向的“知识本位”模式,缺乏对学生进行物联网应用领域的专业化、行业化的职业技能的培养,专业课程的内容缺乏针对性和实用性,难以激发学生的学习兴趣,特别是在实践环节上缺乏先进教学理念的指导和行之有效的手段,在此课程体系下培养出来的学生的专业水平已经和市场需求相背离,从而导致学生在就业时缺乏竞争力。
纵观多数高职高专院校物联网专业的课程体系,大都脱离了就业这个导航标,就业定位不清晰,所开设课程与市场需求相关性不高,有些理论过于高深使学生根本无法掌握,有些缺乏相应的实践技能,还有些课程设置不够全面,这就导致很多即将毕业的学生在就业时无所适从,甚至无法就业。因此,高职高专院校应根据市场需求来设置课程体系。
三、物联网专业人才需求分析与人才培养目标
(一)物联网专业人才需求及岗位能力分析
目前,物联网在智能家居、智慧校园、智能交通等方面广泛应用,对人才的需求也供不应求。通过对各大求职网站及人才市场进行调研发现,目前针对高职高专院校物联网专业的人才需求主要有如下三类。
1.软件研发人员,如物联网开发经理、嵌入式软件开发工程师、物联网产品测试工程师、云计算工程师、C++工程师、Android开发工程师等岗位。
2.硬件开发人员,如物联网硬件开发工程师、传感器设计工程师等岗位。
3.物联网产品生产和销售人员,如物联网设备安装与维护员、传感器制作员、物联网产品销售助理、物联网产品培训师等岗位。
根据物联网人才需求不同,各岗位的职责与能力要求也有所不同。各就业岗位群对能力、知识和素质三方面的需求如表1所示。
(二)物联网专业人才培养目标
高职高专教育提倡以就业为导向,全面发展学生的各项能力,致力于培养高技能应用型人才。人才培养目标的准确定位是构建合理课程体系的前提,高职高专教育的人才培养目标必须与社会经济发展对人才的要求一致,这样高职高专教育才能满足社会经济发展的需求。[1]根据物联网人才需求分析,物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能的综合型人才。[2]物联网专业的人才培养目标是:培养德、智、体、美全面发展,能适应中国物联网产业快速发展的需要,熟练掌握物联网技术开发的专业技能,具备在物联网行业从事物联网软硬件开发、应用、销售和项目管理等工作的能力,具有吃苦耐劳、团结协作精神的实用型人才。
四、课程体系的构建
(一)课程体系的设置依据
课程体系的创建是为了更好地完成人才培养目标。[3]课程体系是人才培养的具体实施,对于高职高专院校,在构建课程体系时,必须考虑以下两个因素。
一方面要考虑学生的就业情况。高职高专的学生只有少部分选择转本继续深造,大多数学生将面临就业,而学生在校期间所学的课程将直接影响到学生就业岗位的选择。因此,课程体系必须围绕人才需求来构建。按照岗位能力要求,学生需要掌握的专业知识和实践能力也要在课程体系中有所呈现。
另一方面也要考虑生源问题。高职高专院校的学生学习基础相对薄弱,必须依据多数学生的学习基础来构建课程体系,做到以人为本、因材施教,课程和教材的选取要难易适当,理论不能过于高深,同时又要重视实践能力。
(二)课程体系的构建
课程体系应紧紧围绕就业岗位群,依据其能力需求来组建课程结构,以使学生综合掌握物联网专业的知识和技能。根据物联网专业人才需求及岗位能力分析,物联网专业的课程体系由三部分组成,即公共基础模块、专业核心模块和专业应用模块三部分组成。其中,公共基础模块主要是高等数学、大学英语、计算机专业英语、体育、概论和IT职业道德修养等课程,确保学生有扎实的数学基础和较好的英语阅读能力,能够德智体全面发展;专业核心模块是各就业岗位群所需的专业基础课程,主要有C语言程序设计、数字电路与逻辑电路、计算机组成原理、单片机技术基础、计算机网络技术、物联网技术导论、传感器技术与应用、无线传感器网络、C++或Java程序设计、关系数据库与SQL语言、Linux操作系统、嵌入式系统原理与应用、技术、无线Soc和Zigbee技术、RFID技术基础、综合布线、TCP/IP协议和物联网软件、标准与中间件等课程,确保学生掌握就业所需的物联网知识;专业应用模块主要包括Android系统开发、各类实训课程(如微机实训、单片机技术实训、C语言程序设计实训、实训、嵌入式程序设计实训、工程制图实训、微机组装与维护实训、传感器技术实训等)和顶岗实习,可以全面提高学生的实践能力。如果将来欲从事物联网产品销售方向的岗位,还可以选修市场营销类的课程来掌握营销技巧。
五、小结
有效的课程体系能够促进学校物联网专业的发展,并使学生更好地就业。随着物联网技术的快速发展,物联网的应用越来越广泛,物联网专业的人才也炙手可热。高职高专院校物联网专业的学生除了要掌握基础的物联网专业知识,还要具备积极的心态、良好的执行能力、团队合作能力等素质,力争做一个复合型人才。
参考文献:
[1]林喜辉.基于物联网专业的高职院校人才培养模式研究[J].新课程研究,2014,(2).
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)01-0012-03
一 前言
自2010年7月教育部首次批准多所高校(院系)建设物联网技术专业以来,教育部及相关部门一直高度关注物联网及相关专业建设。全国高校物联网及相关专业教学指导小组组织高校在物联网专业的知识体系、课程体系、应用实践和人才培养等方面进行了一系列的探索,国内高校也根据自身的情况对物联网相关专业的课程体系进行了探索。但物联网目前属于新兴产业,各高校都是刚刚开始设立物联网相关专业,没有成熟的经验可以借鉴。福建信息职业技术学院(以下简称“我院”)成为首批获批物联网应用技术专业的高职院校之一。虽然专业设立起来了,但事实上,对于我院来说,如何建立科学的物联网专业人才培养体系、如何把控物联网人才的培养方向、物联网专业的核心课程如何设计等问题却成为困扰我们的难点。笔者近年来致力于物联网应用技术专业建设,分析物联网应用技术专业的知识体系及核心知识领域,力求归纳物联网应用技术专业建设的专业共性,并结合我院特色,构建了以“三线并重”为核心的物联网应用技术专业课程体系,希望能通过我们的实践,给其他院校一些启发和借鉴,共同推动物联网应用技术专业及课程体系建设的健康发展。
二 物联网应用技术专业设置的必要性和可行性
物联网被公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,开发应用前景巨大。业内专家认为物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感器网络(WSN)、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
《福建省建设海峡西岸经济区纲要(修编)》指出:海西建设的目标之一是“利用现代网络技术,加快宽带通信网、数字电视网和下一代互联网建设,推进‘三网融合’,建设宽带接入网和业务支撑网,统筹3G移动网络建设,积极发展物联网。”
福建的物联网产品在全国城市网络、网格管理、智能监控、食品追溯、水质监测等系统应用较为广泛;与此同时,在电子回执、2.4G射频识别、自助终端、物联网操作系统级中间件平台、智能家居系统等领域的技术研发位居国内领先水平。依托厦门大学、集美大学、福建信息职业技术学院,已经成立了3个RFID应用研究中心,并将技术研发与市场运用紧密地结合在一起。200多亿的销售额使这一产业成为福建新兴产业中的老大,而备受各方的重视。
物联网用途广泛,主要涉及十大重点领域,包括智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事。未来十年物联网重点应用领域投资可达到4万亿,产出8万亿,形成就业岗位2500万个。产业发展,人才先行,物联网人才需求将急剧增加,需要高校开设并发展物联网相关专业。
作为首批开设物联网应用技术专业的院校之一,我院在近两年的时间里,在专业建设、人才培养方案制定以及课程体系建设方面做了很多工作,为办好“物联网应用技术”新专业打下了良好基础。我们认为新专业将以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》为指南,以智能化的物联网系统为载体,围绕“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”三个主要方向,紧密结合社会发展与经济建设的重大需求与发展战略,整合我校及校内外合作团队的优势资源,建立符合我院特色的“物联网应用技术”专业,为实现福建省政府颁布的《福建省加快物联网发展行动方案(2010~2012年)》目标,为促进信息产业的发展做出贡献。
三 物联网的技术体系
1.感知层
感知层是物联网的“皮肤和五官”,主要功能是识别物体、采集信息。感知层通过传感器、条码识别、射频识别、无线定位等手段感知与采集物理世界中发生的物理事件和数据,这些数据包括各类物理量、标识、音频、视频数据等;
2.网络层
网络层类似于人体结构中的神经系统,主要承担着把采集和感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,实现更加广泛的互联功能。它主要是建立在现有的通讯网(包括有线和无线通信网)、广播电视网和互联网基础上。物联网感知层通过各种接入设备与上述网络相连,它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内,尤其是远距离的传输问题。
3.应用层
应用层位于感知识别和网络传输层之上,是物联网智慧的源泉。人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称,如智能电网、智能交通、智能家居等,其中的智能就来自这一层。应用层解决数据如何存储(数据库与海量存储技术)、如何检索(搜索引擎)、如何使用、如何不被滥用(数据安全与隐私保护)以及设备的智能控制等问题。
应用层是物联网发展的目的,通过公共中间件、信息开放平台、云计算平台和服务支撑平台等物联网应用技术,实现跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能,从而支持物联网技术在工业、农业、环保、医疗等行业领域的应用。
物联网各层次间既相对独立又紧密联系。公共技术与物联网技术架构的感知层、网络层和应用层都有关系,其包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量管理等,不属于物联网技术的某个特定层面。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用,各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的,也不一定所有层次的技术都需要采用;即使在同一个层次上,对可供选择的技术方案也可以进行按需配置。
四 物联网应用技术专业知识体系
专业知识体系就是把一个专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个知识框架。在分析物联网技术体系的基础上构建物联网应用技术专业的知识体系,物联网应用技术知识结构中的专业知识部分应能体现物联网整体框架及其关键技术。因此,物联网应用技术专业知识体系应包括感知层、网络层、应用层的知识和系统整体架构与优化的知识。对应的核心知识领域为:对应于感知层为射频识别(RFID)技术、传感器技术与无线传感器网络技术等;对应于网络层为通信与网络技术、网络设备配置与管理等;对应于应用层为数据存储与处理技术、应用系统开发和云计算等;对应于物联网整体的框架为信息管理技术、物联网工程布线技术等。
根据上述分析,物联网应用技术专业的知识体系要能实现这样的培养目标:培养造就具有物联网技术基础理论、计算机网络技术、应用系统开发技术等相关专业知识;主要面向物联网工程建设、物联网应用软件开发、物联网产品制造以及物联网技术应用等方面企事业单位,在生产、服务及管理第一线能从事物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护等岗位的工作;并在创新和创业意识、团队合作与人际沟通以及资料查询与组织能力等方面有良好的素养,能适应国家战略性新兴产业建设需要,具有职业生涯发展基础,德、智、体、美全面发展的高技能应用型人才。
五 物联网应用技术专业课程体系建设基本思路
本专业课程体系建设充分吸收世界先进的CDIO工程教育理念,以物联网工程项目的规划、设计、实施和管理维护生命周期为载体,建立“做中学”的教育模式,研究开发符合本地区特色的物联网应用技术专业课程体系,培养学生具有较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,并能系统地掌握物联网应用技术。
第一,校企深度合作,面向市场需求,培养学生具备“智能家居、智能交通、产品追溯”三个应用领域的基本应用能力。按照学生职业岗位的能力,从初学到熟练的成长过程,以培养职业岗位技能为目标,基于工作过程进行物联网应用技术专业课程体系的建设。
第二,通过充分的社会调研,联合企业,聘请专家,找出上述三个领域中所有的代表性工作任务,选择完整的、对职业成长起关键作用的、有较大开放性和代表性的工作任务,从中提炼出典型的工作任务,再对所需的职业能力进行教学分析,研究提炼出适应“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”三个典型工作岗位的课程体系。
第三,通过“校企合作,工学结合”办学模式,进一步了解当前物联网企业的人才需求规格,培养满足企业实际需求的高技能人才,基于“以职业能力为目标、以项目为导向”的人才培养模式;“以服务为宗旨,以就业为导向”的指导思想,建设“教、学、做”三位一体的课程体系。
通过对上述“三个应用领域”、“三个典型工作岗位”及“三位一体的教学模式”的深入研究,结合本地区企业发展方向及学院实际情况,研究建设“三线并重”的物联网应用技术专业课程体系。
物联网应用技术专业课程的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点,应尽可能多地覆盖本专业的知识体系,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑,打破学科体系的约束,遵循职业教育的特点,根据工作过程和知识结构将上述专业课程分成公共基础课程、职业平台课程、职业能力课程、实验实训课程、能力拓展课程五部分。详细课程分类见附表。
七 结束语
物联网应用技术专业是以应用为驱动的专业,专业人才的培养根据专业共性知识和福建省物联网领域的区域特色,发挥我院在计算机网络技术等学科的传统优势,使学生有兴趣、有目的、有实践地学习专业领域的知识,逐步地、系统地增长应用实践能力和创新能力。在课程设置中,把行业应用特色纳入个性化课程或专业课中,形成理论型和实践型两套既有共性又有个性的课程体系。该课程体系坚持以“物联网应用集成、物联网应用开发、物联网应用维护”为主导,夯实基础教学,为学生的未来发展创造条件,以方向选修课为平台,拓宽学生的知识和认知视野,妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。
参考文献
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P键词:职业技能大赛;课程体系;物联网应用技术
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0070-02
自2009年8月同志提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入“政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大的关注。在政策的培育下,物联网产业在近几年处于高速发展期。为适应全国物联网产业的发展需要,各大高校逐步成立物联网专业。2013年江苏省率先开始招收物联网应用技术专业的学生,该专业核心技术涉及传感与检测技术、RFID技术、无线组网、嵌入式技术、计算机网络、通信技术、物联网系统集成等。截止2014年,全国已经有超过600所院校开设了物联网专业,其中高职院校占212所。
武汉软件工程职业学院物联网应用技术专业于2012年底申报成功,并于2013年开始招生。由于物联网应用技术专业是新兴的专业,专业知识面广,涉及行业多,深度要求不高,因此专业建设上没有成熟的体系和成功的经验可以借鉴。
职业技能大赛作为推动工学结合人才培养模式的改革,促进职业教育专业调整与教学改革的重要手段,因此本专业将课程体系制定思路定位为以职业技能大赛为纲,以专业共建委员会为辅,实现专业与产业企业岗位对接、课程内容与职业标准对接,构建基于专业项目驱动型的人才培养体制和针对性的课程体系。
课程体系的形成要经过产业背景分析、人才需要状况分析、就业岗位分析之后才能确定,而职业技能竞赛内容都是根据国家职业标准或行业标准设置的,因此我们首先分析职业技能竞赛内容所涉及的知识点,以2015年全国职业技能大赛高职组“物联网技术应用”赛项为例,赛项分值分布为:物联网行业应用标准和知识占10%,物联网工程环境安装部署占25%,物联网感知层设备配置调试占20%,PC端物联网应用开发与调试占20%,移动端物联网应用开发与调试占20%,职业素养占5%。然后通过赛项中的知识结构要求和职业能力要求,划分出基于物联网产业岗位需求的核心岗位和相关岗位,如表1所示。
我们根据以上工作岗位以及典型工作任务中的技能点,和专业共建委员会的企业专家共同讨论,根据本地物联网行业企业的需求,归纳出对应的知识类型、课程类型和相关课程,如表2所示。
2016年是物联网2.0时代,主要有三大发展趋势:一是物联网与移动互联融合的消费性物联网,例如可穿戴设备;二是生产和消费混合型物联网,例如车联网、智能家居;三是物联网综合集成应用平台,例如智慧城市。因此在后续的课程体系改革中,我们还将加入物联网智能家居综合实训、物联网智能商业应用实训等综合实训课,以及与物联网技术密切相关的移动互联技术、云计算、物联网与信息安全等选修课程。职业技能竞赛引入了行业的新技术、新设备,企业全程参与竞赛项目设计、标准制定、技术支持、设备的提供等,实现了职业教育与企业的零距离对接,推动了工学结合人才培养模式的改革,促进了职业教育专业调整与教学改革。高职院校要进一步加强与企业之间的合作,尤其要关注行业发展动态和技术更新信息,以便能够及时调整人才培养的方向,构建以职业实践为主线、以能力为本位、以项目课程为主体的职业教育课程体系,培养适应地方经济和社会发展的技能型人才。
参考文献:
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)18-0119-02
“物联网”的概念最早是美国麻省理工学院Ashton教授在1999 年第一次提出的:Internet of things,简称IoT,可以这样理解:物联网的基础平台仍然是互联网,采用无线射频识别(RFID)、红外识别等技术,通过各种传感器设备,遵循相应协议,将任何物品或者是人,定位、互联起来从而进行通信和系统化管理的网络。[1]目前,物联网已经在世界范围内的智能终端设备、人工智能技术等领域得到了非常广泛的运用。
1 物联网工程专业的开设背景
物联网的核心技术是互联网技术和传感器技术,在过去的二十年间,这两项技术均逐步趋向成熟并取得巨大的成功,与此同时,网络接入方式的多样化、信息处理能力的大力发展均成为物联网技术大力发展的推手。2005年,ITU了《ITU互联网报告:物联网》,从此物联网国际化的大门;美国于 2008年11月由 IBM 提出“智慧地球”概念;紧接着,欧盟、韩国、日本于等发达国家也先后推出了基于物联网的行动计划和国家战略方针及行动计划[1-2]。目前,民众已经充分享受到了物联网技术带来的便捷服务。
早在1999年我国就开始了传感网的研究,各项技术处于世界先进水平。传感网是物联网核心技术之一。2009年,“感知中国”战略构想的提出意味着我国政府已经充分意识到物联网产业所面临的巨大机遇及与全世界对接的重要性。中国通信标准化协会也于2010年成立了专门的小组对我国的物联网进行研究并制定相应的行业标准。同年10月《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》下文公布,明确了促进物联网的示范应用和研发。随后,各省、市先后制定出物联网产业的发展规划,出台扶持政策。
在政府的大力感召之下,在物联网产业大发展的背景之下,我国物联网得到前所未有的重视和发展,全国从事物联网的企业如雨后春笋般蓬勃发展,同时对专业人才的需求也逐年扩大,但目前我国物联网行业也遇到了众多新兴行业同样的瓶颈:初级专业技术人才的紧缺。
2 我国物联网工程专业的开设情况
大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担,2010年3月,教育部下发了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,同年7月,全国30所高校首批开设“物联网工程”的本科专业,如今已有数百所高校、职业院校设立了与物联网相关的专业,这也说明了高校对于新兴专业的敏感和重视。
物联网本身技术复杂、牵涉面广,电子、计算机、通信、自动化等多学科均有涉及,因此,物联网工程专业是个多学科交叉的新兴工科专业,融合了以上学科的相关知识,且十分注重实践应用。各高校的物联网工程专业在人才培养方面均把握了几个层次:第一层次:自然科学基础知识,培养学生人文素养;第二层次:物联网的相关理论、方法和技能,培养学生专业基础知识;第三层次:掌握物联网关键技术开发能力以及应用项目工程实践和项目组织经验,培养学生实践操作能力;第四层次:创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面。
各高校物联网工程专业的培养体系均包括了理论知识体系和实践体系两大部分。理论知识体系大致是在综合计算机科学与技术、电子科学与技术、自动化等多专业课程基础上发展起来的。实践体系主要涵盖实验类课程模块、实训类课程模块、实习类模块已经以及素质拓展模块[3]。
3 我校物联网工程专业建设发展的思考
湖南商学院(后称“我校”)是一所以经济学、管理学为主,综合性省属全日制普通高等学校,物联网工程专业设置在我校计算机信息与工程学院,计划于2016年开始招生。计算机与信息工程学院是我校较早设立的二级学院之一,经过几十年的建设和发展,目前已招生的有计算机科学与技术、电子信息工程、软件工程、信息管理与信息系统、工程管理五个专业,师资力量雄厚、办学条件良好。虽然如此,但一个新专业的开设,势必会遇到不少具体的问题,这就需要我们本着“稳步发展、开拓创新”的精神去挖掘出一条科学的专业建设道路,以下是几点建议与思考:
3.1 关于专业培养目标的思考
物联网工程专业整体培养目标,建议通过广泛的调研,吸取在物联网工程专业建设有特色有思想有成绩的其他兄弟院校,从知识要求、能力要求和素质要求三个方面去下功夫,这样才能培养出掌握扎实的专业知识技能、拥有再学习的能力、具备创新的视角和团队合作精神、对社会有责任感和主人翁意识的全面优秀人才。在培养途径方面,建议我们可以通过通识教育与专业教育的有机融合,促进学生的全面发展;通过理论教学与实践教学的有机融合,夯实理论基础,提高学生的实践能力;通过课堂教学和第二课堂的有机融合,强化创新能力和创新精神的培养,提高学生的综合素质。
3.2 关于专业建设定位的思考
1)保持与成熟专业课程体系的联系:物联网虽然是个新兴领域,但本质上说,物联网是计算机技术、人工智能技术以及电子信息技术紧密结合的产物。它主要还是计算机技术和通信技术的延伸,因此我们无可否认物联网学科与计算机学科、电子学科的关联,如果完全脱离开这些成熟学科课程体系是不科学的。大破大立完全创造一套全新的课程体系有其一定的风险性,因此,可以将计算机学科的网络方向作为基础,着重网络层和应用层的知识模块,进而展开到电子信息专业相关的感知层知识模块,将物联网工程专业的基础理论建立在计算机专业的基础之上,此外也包括部分电子学科传感网相关理论[4]。
2)体现新兴专业的办学特色:如果在人才培养和专业建设上照搬照抄计算机学科、电子信息技术学科,那么会出现“换汤不换药”弊端。我们应该认真思考,设置本专业的核心和特色课程,所包含的内容是计算机专业基础、电子信息工程、软件工程等专业无法提供的,从而保持一个新兴本科专业建设体系的时代动态性。例如,将物联网技术与编程技术相融合的“物联网编程”、传感网技术与RFID技术相融合的“无线传感器网络”等。
3)注重实践体系结构的建设:物联网工程专业应该培养出合格的“工程应用型”工科人才,比传统专业更注重专业的实践体系,因此需要根据社会对物联网人才就业岗位的能力要求、需求规模来设计目前物联网工程专业的整体培养目标与教学体系[4]。未来用人单位一方面会重视物联网工程专业毕业生在技术方面的专业基础,更重要的一方面是看他是否具有胜任物联网某一特定应用领域的实际工作能力。因此我们一定要从培养目标的定位与课程体系的设计开始就重视这两个方面的需求,处理好综合能力培养和理论教学以及实践教学之间的关系,进而增强毕业生的就业竞争优势。
4)开设适合我校商科院校办学特点的特色课程:我校是以经济学、管理学为主的综合性大学,可以适当考虑增开具有我校办学特点的优势专业任选课程,例如:行业营销专题、项目分析与策划专题、行业管理学专题等。
4 关于师资队伍和教材建设的思考
为确保教学质量,师资队伍的组建格外重要。立足计算机信息与工程学院,面向全校,甚至更广的范围,选聘专业基础扎实、经验丰富、教学水平高的优秀教师,主讲本专业的核心课程,尽快建设一支科研力量强、教学能力上档次、年龄及职称结构合理的教师队伍,选拔出优秀的学科管理人及学科带头人,为专业的长远发展夯实好基础。在专业建设初期,对于新兴的物联网工程专业来说,即便是教师,对这些新的技术、新的教学内容的掌握也相当有限,在这样的情况下,切勿出现因人设课的现象,可以通过加大投入力度,鼓励教师通过科研实践来为教学积累经验,打破“纸上谈兵”的弊端,此外通过寒暑假进修、交流等途径,拓宽知识面、深化技术能力。
物联网工程专业在我国2011年才开始进行第一批本科专业招生,之前仅仅是计算机大类中在硕士或者博士研究生培养阶段的一个方向。所以虽然目前有不少优秀的物联网方面的图书,但是适合本科教学用的教材的还是极少。因此在教材建设方面我们还有很多工作要做,一方面,精选一些相对较好的教材和参考书,另一方面鼓励教师自编教学教材,并根据学生课堂反馈情况对教材做进一步的完善。
5 结合优势资源,促进专业建设发展
1)实验室建设:实验室建设是实践教学环节的有力保障。计算机信息与工程学院下设计算机技术实验室、电子技术实验室和工程管理实验室,实验设备门类齐全。物联网工程作为新专业,一定要树立实践能力导向的培养观念,建议在原有资源的基础之上,设立专门的物联网工程实验室,加大投入,建立高水平的实验平台,采取“教授实验室负责制”,利用先进的设备,一方面鼓励学生多花时间在实验室,另一方面鼓励教师组建科研团队,在物联网、智能通信等方面多出成绩,“出高峰出高原”,以科研带动教学,实现创新教育模式。通过全面深入的实践性教学,培养出合格的物联网工程专业人才。
2)应用型研究机构的助力:物联网在物物相连进行信息交换和通信的过程中,产生了大量数据,物联网携手云计算、大数据产生了巨大商业价值,也影响着各领域新商业模式的形成。可以说,物联网生成大数据,大数据助力物联网。2015年,我校建立了大数据与互联网创新研究院,这是促进物联网工程专业建设发展的良好契机和平台。此外,计算机信息与工程学院还下设计算机应用和管理工程2个研究所,如何整合我校这些与物联网工程相关的研究机构的优势资源,促进本专业的发展,也是我们需要思考的新课题。
3)校企合作搭建人才培养平台:物联网产业的全面发展需要大批高素质的技能型专门人才,企业人才需求导向在高校人才培养中有着不可替代的重要影响,抛开社会需求,孤立地进行人才培养是非常不科学的。因此校企合作是一个良好的切入点,从人才培养的针对性、实践性和职业性下工夫,从而实现人才培养和产业需求的无缝对接。目前,湖南省从事物联网行业服务、研发、生产的相关企业达200多家,涉及物联网产业链的各个环节[6]。良好的校企合作资源背景,便于我们建立创新型校外专业实践基地,打造学校教师、企业骨干相互渗透的交互式教学模式,以大力发展横向课题为手段,解决企业实际问题,以凸显我校商科院校的人才培养特色。
4)校校联动搭建资源共享平台:第一批物联网工程专业招生在2011年,我省中南大学即为第一批招生的30所高校之一。此外,国防科技科大连续三年在全国大学生物联网创新创业大赛中获得特等奖;国防科技大学、中南大学和湖南大学共同承担了国家传感器网络专项研究课题;湖南大学成立物联网研究中心并建立超级计算机中心[7]。新专业的建设不是一蹴即就的,要不断进行探索,借鉴其他兄弟高校相关专业的成功建设经验,及时修正和完善不合理的地方。我校物联网工程专业建设初期应以校校联动为纽带,互通信息,互聘教师,互建项目,搭建教育资源、科研资源、人才资源的共享平台。
5)与地方政府对接,以推动地方经济发展:我校在促进区域经济发展方面一直起着不可磨灭的作用。进一步促进我校在物联网方面与地方政府的全面合作,推进“校地联盟”,实现地方政府通过经济资源和政策、项目支持学校,而学校用知识创新助力地方政府的“双赢”局面。
6)建立校园创业服务平台:在校内管理方面大力推进物联网技术的运用,通过在校内搭建适合物联网工程专业同学切身体会物联网企业发展全过程的创业服务平台,实现近距离的理论指导实践,实践促进理论的循环体系。
6 结束语
物联网工程专业作为一个新兴的应用型专业,其专业建设是一个复杂的工程。本着“新、精、实”的原则,寻求有商科院校特色的人才培养模式,建设优秀的师资队伍,搭建高水平的教学资源平台是我校办好物联网工程专业的前提。突出物联网产业人才的市场需求特点,采取学校与企业协调配合,学校与地方政府互利互助,理论课程与实践课程相辅相成,教师与学生互学互动的途径,培养出合格的物联网工程专业人才。
参考文献:
[1] 刘云浩.物联网导论[M].2版.北京:科学出版社,2013.
[2] 吴功宜,吴英. 物联网工程导论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.
[3] 胡忠望.“物联网工程”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010(22).
[4] 吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21).
近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象,很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向,另一方面相关的企业招不足需要的人才,存在着供需结构性失衡。国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革,但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架,既要培养学生较强的实践能力,又要有完整的知识体系,使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划。这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力,从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求,而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会。同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程,计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势。这些都对计算机专业的发展构成了挑战。
一、计算机专业面临的挑战
随着我国高等院校的数量逐年增加,在校生总数达到前所未有的数量,设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所,建立软件专业的学校600多所。除了计算机系(学院)外,很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系。随着信息技术在各行业的应用,极大地推动了人们学习计算机技术的热情,同时也给计算机专业带来巨大的挑战,信息技术的全球化,使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点,谋划布局新的技术创新点。挑战催生动力,创新获得优势。在此形势下,迫使我们努力思考:计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战?
二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇
物联网的概念是在1999年提出的。IOT(The Internet Things)也就是“物物相连的网络”。“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通信的一种网络。通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备,按照设定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息传输、计算、处理、知识挖掘,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的,实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接。
物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术,相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点。各高校也积极设置、建设相关的专业,“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生,同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列。
物联网技术涉及的原有专业非常多,有计算机,电子、传感器,自动化,自动控制、通信等等,还有相关的行业应用特点,使得物联网技术成为一个涵盖面广,应用广泛的一个大领域。而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业,基本上90%以上的院校都有计算机相关专业,99%以上的院校都有计算机课程。计算机专业的毕业生风光不再了,生源萎缩了,计算机专业如何在物联网大发展的形势下,进行创新获得新的生机与活力。需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来,找准自身定位,立足学生的长远发展,进行课程创新,教学计划更新。物联网工程导论是一门物联网技术的导入课,以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述,可以作为计算机专业的一个扩展,为进入物联网研究作导入。
三、物联网工程导论的课程特色
物联网工程导论课程的综合性强。作为典型的交叉学科,物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多,涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科,具有很强的综合性。其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系,很多概念也较宏观 ,这在教学上对教师的知识面要求很高。
但在强调物联网工程导论的融合背景的同时,应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程 , 与计算机技术有着密不可分的联系,具有较强的实践性。要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景 , 掌握该课程的基础知识和基本技能 , 同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现,比如在课程中学习的多种编码方法,都需要编程实现。
于此同时,物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系,如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容,它的发展具有深厚的信息技术基础,广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域。物联网不是互联网的简单接入和应用,它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用,必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用,带动广泛的学科交叉与融合,为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间。
四、教学方法研究与设计
(一)强调学科背景,激发学习兴趣
物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景,有众多现实的应用例子,接受起来比较容易。很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣。此外,由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念,部分学生在学习的过程中,会下意识地觉得物联网太大,是搞科学研究人员学习的内容,对就业没有什么太大的作用。这势必会影响到学生正常的学习态度,从而影响整个课程的学习效果。
因此,我们设计在第一次课时,结合物联网的学科特点以及与计算机的联系,强调随着通信和网络技术的发展 , 人类已进入了信息化的社会, 大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力,物联网工程导论正是信息技术发展的前言。因此 , 学好这门课程就显得尤为必要和重要,从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动。
(二)因材施教,打通学科联系
物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设,此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束,与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程,如网络工程、信息系统等。如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识,一方面,由于学生对理论课程的学习早已结束,部分知识已经淡忘,另一方面,刚开始接触计算机的专业课程,兴趣难免转移。为此,针对学生特点,对授课内容做了如下调整:
首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强,必须合理地筛选授课内容。在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下,重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点。在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系,如算法对程序设计的作用,施工技术对网络性能的影响等。
其次强调概念、理论的物理意义,联系应用以培养学习兴趣。由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的,过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥,渐渐造成学习兴趣的下降。针对这种情况,应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下,淡化学科区分和界限,强调融合应用。同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(三)创新教学手段,培养学生职业技能
著名《学会生存》一书中指出:教育既有培养创造精神的力量,也有压抑创造精神的力量,这就说明了教学方法,对学生的学习效果的重要性。为此在物联网工程导论的授课过程中,除了采用传统的老师讲,学生听的授课方式,更注重发挥学生的主体作用,采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段。
如:对于RFID模块开发,首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解,进行学生分组,布置开发作业在课后进行分析开发,然后再在课堂上分组上台进行展示解说 , 并让下面的同学提出问题 , 在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解,最后布置课后实践,要求学生全部会简单开发。通过自学、讨论、实践三个环节,使得学生们的学习热情很高, 纷纷花大力气查阅相关资料,积极讨论,学生的积极性得到空前激发,对所学内容有了较深的理解。
五、结束语
物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程,也是最近几年快速发展的一个课程,笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状,分析了该课程的特点,从教学内容,教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会,期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展,使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求。
参考文献:
中图分类号:TP212.9-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 20-0000-03
物联网是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,物联网的兴起,极大带动了物联网的兴起与广泛应用必然对未来城市管理和服务产生深刻的影响。随着传感技术、无线通讯技术、计算技术的不断发展和完善,物联网将遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、健康护理等多个领域。
在物联网产业迅速发展的同时,全国各高校纷纷申报及开设物联网相关专业,作为培养高技能人才的高职院校,其开设的物联网应用类专业应致力于培养适应物联网生产、管理、和应用类企业技术服务一线需要的,具有必备的基础理论和专业知识,具有创新意识和较强工作能力,既具有物联网工程项目的规划设计、施工管理、产品设计生产等基础研发能力,又能胜任物联网技术在各个智能应用领域的安装使用和调试维护的技术工作岗位。
1 物联网产业企业类别
物联网产业从纵向看可以分为感知层、网络层与应用层,相应的物联网企业也主要由芯片制造、系统集成开发和运营服务三个大类别企业组成,如图1示。
感知层的芯片制造企业主要进行现场各类RFID模块、传感设备、视频采集设备等智能设备的设计制作。系统集成开发企业主要进行网络传输、软件设计、设备生产集成等项目工作。运营服务类企业通过应用网络平台提供统一的智能应用与业务接口,如石油监控、电力抄表、车载应用以及家庭医疗等丰富多彩的物联网应用。
2 物联网企业典型工作岗位、职业能力与课程设置
2.1 感知层芯片制造类企业
完成该类企业所要求的职业能力,应在专业课程设置中开设:计算机网络与综合布线、通信原理、无线传感网技术、嵌入式系统、M2M技术、PLC与现场总线技术、编程技术等相关物联网专业或专业基础及实训课程。
2.3 应用层运营服务类企业
完成该类企业所要求的职业能力,应在专业课程设置中开设:专业英语、信息安全技术、数据库应用技术、物联网应用层开发技术、移动互联网技术、专业综合技能实训等相关物联网专业或专业基础及实训课程。
物联网企业对技能人才的需求往往是复合性的、多方位的,上述三类企业的职业能力和课程设置只是岗位主要知识能力,并不是孤立单一的,它们应互相穿插和融合。同时,所有岗位都要求具有基本的语言、运算、思想品德和身体健康等基础素质,必备的公共基础、体育锻炼和劳动教育课程是任何岗位都应进行的公共基础课程设置。因此,要具有全面的公共基础素质和物联网专业职业能力,才是一个合格的物联网高技能型人才。
3 物联网应用规模化产业岗位要求
随着我国物联网技术研发能力不断提高,IPv6海量IP地址的引入,网络整体架构能力日益加强,软硬件标准逐步规范等技术创新以及政府的大力推动下,必将使物联网技术形成规模化的产业应用。届时,由于技术的日益成熟标准,物联网中下游环节的生产集成开发企业的人才需求量将相对稳定,且以本科以上层次为主。而上游的物联网应用环节需要的物联网系统管理维护人员则存在巨大的缺口,其对人才较高的操作管理维修等综合能力需求,将成为高职院校物联网高技能人才的主要就业岗位。
重点产业 岗位要求 未来5年人才需求
智能交通 区域智能交通组网方案拟定及车联网组建;网络设备配置与调试;车辆控制;运营车辆管理; 20万
智能物流 现代物流货运枢纽园区规划;现代物流与智能仓储规划和布局设计;自动化监控安全管理;智能设备设施管理;现代物流配送和客服服务组织与管理;现代物流与智能仓储货物装卸搬运作业管理;智能仓储防霉控制技术;现代物流与智能仓储管理信息系统的操作和维护。 20万以上
智能电网 智能电网关键技术研发;技术标准体系设计;智能电网设备制作安装;智能产品检测维护;信息统计管理;工程实践能力。 100万
智能医疗 以数字化医院智能门诊/电子病历[个人电子健康档案]和电子处方等系统为基础,以物联网和互联网为平台,拓展到医院之外的社区、城市乃至更大范围内的医疗单位和个人,实现“区域医疗信息网络”和“医疗协作平台”智能化。智能医疗网组建、管理、维护、应用,智能医疗网设备营销与技术支持等能力的高素质、高级技能型人才。 100万以上
智能工业 具有智能工业过程管理与自动化控制的开闭环监控;计算机基本技能;智能过程管理;网络管理与维护;RFID过程管理应用能力;自动化控制设备使用维护。 50万
智能农业 具有信息存储和处理、通讯、WSN网络、多媒体、人工智能、3S技术(即地理信息系统GIS、全球定位系统GPS,遥感技术PS)等技术能力。 1000万以上
表4 未来5年物联网应用产业岗位要求
从上表可以看出,未来物联网应用领域人才需求空间非常大,但对人才岗位要求除了物联网技术领域的安装设计、综合布线、信息处理、测量维护等专业职业能力外,还需要具备该行业领域的设备使用、系统管理等能力。这就需要物联网专业的学生除了在校期间扎实掌握物联网专业技能外,应该在“2+1”模式的最后一年的顶岗实习期,加强对综合系统运行管理能力的学习,同时学习和了解该行业的智能设备和专业技能,物联网系统的智能应用操作与实际行业密切结合起来。
4 结语
作为新兴专业的各高职院校物联网专业,其课程体系和人才培养模式的构建应该围绕物联网行业市场发展和企业岗位活动,以职业能力和岗位需求为目标,确定公共基础、专业基础、专业课、专业技能和顶岗实习等教学活动,使学生具备行业需要的职业能力和社会能力,才能为他们今后的职业生涯提供良好的知识与技能基础。
参考文献:
[1]杨震.物联网发展研究[J].南京邮电大学学报,2010(6).
[2]周志德.物联网专业的人才需求分析与课程体系构建[J].中国职业技术教育,2011(12).
[3]邬贺铨.物联网的应用与挑战综述[J].重庆邮电大学学报,2010(10).
0.引言
教育部高教司于2012年初启动实施了“十二五”专业综合改革试点项目。江苏大学的物联网工程专业有幸得到该项目的资助,并于2012年的下半年启动。该试点专业建设的基本出发点包括办学定位、学科特色和服务面向3个方面。在办学定位方面,主要是培养兼具“计算思维”和“工程能力”的物联网专业卓越人才;在学科特色方面,主要是以优势学科支持物联网专业跨学科人才的培养;在服务面向方面,主要是面向长三角地区经济发展中行业物联网人才的需求。为了响应教育部“十二五”专业综合改革的号召,并紧跟江苏大学物联网工程专业综合改革的步伐,笔者将探索面向物联网工程专业的编译原理课程教学新模式,即一体两翼模式。
一体两翼教学模式是指给物联网专业人才装上“计算思维”和“工程能力”这一对有力的翅膀,使他们向“卓越”飞翔。多年来我国的教学和工程实践均表明,项目应用中的“工程能力”和创新解决问题的“思维能力”,是卓越人才必须依赖的一对翅膀。翅膀的深度和广度将决定人才离开学校后发展的高度。因此,此次面向物联网工程专业的编译原理课程教学新模式的初探,就是要从实践中摸索一套以“编译原理专业知识为体、以计算思维和工程能力为翼”的“一体两翼式”编译原理课程教学新模式。
1.研究现状
近年来,国内外各大学从编译原理课程的教学内容、教学方式、教学手段以及实践教学环节制订等多个方面对这门理论性和工程性较强的课程进行深入的研究和探讨,并发表了大量的教改论文。
以加州Berkeley大学和佐治亚理工学院为代表的国内外计算机领域专家和学者对编译原理课程改革这一问题进行了深入思考,并提出了一系列的教学改革方案,归纳起来有以下3点:
(1)明确了编译原理课程教学对象的变化,即从面向编译器设计专家转变为面向一般性软件专家。Berkeley大学的Rastislav Bodik在文献中明确表示,编译原理课程的教学内容已经从主要集中于后端优化等最新技术,向更加重视前端分析器设计的方向转变。
(2)设计新型的实验型编译器和小型语言,以尽量满足不同领域教学对象的需求。如采用DSL等专用语言,以提高学生对编译实际应用的理解与动手能力。
(3)基于云平成编译课程的实验和课程设计。这种方法使学生不再受开放环境、上机时间和地点的限制,可以更方便快捷地掌握编译技术的内容,并极大地提高学生的工程能力。
此外,国内编译原理课程的权威专家何炎祥教授提出了基于人本主义的教学新模式,是以学生为主、师生互动的全新教学模式,即明确指出教师的任务不是教学生学习知识,也不是教学生如何学习,而是为学生提供各种学习资源,提供一种促进学习的气氛,让学生自己决定如何学习。王强提出形象化的教学方法,即通过多媒体的形式向学生演示复杂的算法过程。徐振强提出研讨式教学模式,这种教学模式注重师生互动和主动学习。衷璐洁以引导式、实例化的真实业界编译器GCC来开展教学。该教学模式是一种与“概念-理论-应用”的传统教学模式完全相反的教学模式,它的教学思路是“案例一理论一概念”。柴艳妹提出除了具备必要的知识与信息获取能力、基本学科能力和团队合作能力外,通过编译原理课程的教学还应锻炼学生的抽象、发散、创新思维及动手能力。
通过跟踪最新的国内外有关编译技术教学改革的成果,发现当前的教学方法、教学理论以及教学模式的改革所采用的方法和手段不具有针对性,上述方法和手段同样适用于其他学科,包括文科专业。鉴于此,如何针对物联网工程专业人才的培养目标,为其量体裁衣,提出有针对性的、目的性较强的编译原理课程教学方法和教学模式的改革思路是具有挑战性的课题。
要想真正理清编译原理课程在物联网工程专业教学中的位置和需要进行的改革,必须寻找高水平物联网工程专业人才培养的客观规律,并据此对现有的编译原理课程的目标、内容和方法进行创新和完善。下面以此为线索,对编译课程的“一体两翼式”创新教学体系结构进行探讨和思考。
2.一体两翼式的教学模式
面向物联网工程专业的编译原理课程一体两翼教学模式体系结构见图1。以培养物联网工程专业人才为目标,围绕这个需求和目标设计编译原理课程的一体两翼教学新模式。那么,面向物联网工程专业的编译原理课程教学新模式就是“一体两翼”教学体系结构的主体,而计算思维和工程能力就是该体系结构的两翼。在编译原理课程中,培养学生计算思维的核心是乔姆斯基在1959年提出的形式语言与自动机,其中包括形式语言的基本概念(元语言、符号串和产生式等)、形式语言的描述(巴科斯范式、文法和语义等)及其识别系统——自动机(有穷自动机、下推自动机和图灵机等);培养学生工程能力的核心内容是设计与实现嵌入型的小型编译器,比如在传感器节点上设计与实现基于nesC语言的小型编译器。
在该体系结构中,计算思维和工程能力这对有力的翅膀决定了学生通过编译原理课程的学习到底能飞多高、飞多远,同时也决定了此次编译原理教学模式改革的成败。要特别说明的是,计算思维和工程能力这对翅膀不是相互独立的,而是相互依赖、相互支撑的关系,缺一不可。仅掌握计算思维,而不具备工程能力的学生在就业和升学时,会被冠以动手能力不强而被企业和高校面试所淘汰;仅具备简单的编码能力,而不具备计算思维的学生,在整个金字塔式的产业链中,永远只能做最底层的码农,没有上升的空间。因此,如何通过编译原理课程的改革使学生拥有这对有力的翅膀是本次教学改革成败的关键。
3.一体两翼式教学在编译原理课程中的实施
3.1一体两翼在理论教学中的实施
在理论教学环节,一体两翼式教学模式的重点在于培养学生的计算思维能力。掌握这种技能的学生通常能够解决工程中遇到的实际技术难题。具体实施策略如下:
1)“1-3-4-2”课堂组织形式。
在我们看来,教学不仅是教师的舞台,同时也是学生学习知识、提高技能并展现自我的舞台。因此,提出“1-3-4-2”课堂组织形式,它指的是课堂教学时间的分配及在该阶段时间内教师和学生应该共同完成的授课和学习任务。其中,“1”指复习上次课所学内容的时间,以50分钟的授课时间为例,大约就是5分钟。在这5分钟的时间里,选2-3位学生回答上次课程所讲述内容的相关问题,主要目的是帮助学生回忆上次课程所学内容,把握学生对课程所学内容的掌握情况;“3”指留给学生在本次授课过程中要学内容的预习时间,大约15分钟。在这15分钟内,学生要按照教师的要求完成对本次授课内容的自学,以达到熟悉本次课程内容要用到的符号系统,并提高自学能力的效果;“4”指教师的授课时间,用于讲述本次课程的重难点,大约20分钟。在这段时间内,学生可以重点学习自己在预习时看不明白的地方,学生学习和教师授课都更具针对性;“2”指学生和教师的探讨时间、学生的练习时间及答疑时间,大约10分钟。在这10分钟内,主要达到所有学生当堂问题当堂解决的效果。
2)综合运用多元授课方式。
针对编译原理课程在不同阶段的不同授课内容,综合运用多元授课方式,包括实例化教学、演示教学、启发式教学及任务驱动教学。下面逐一进行说明。
(1)实例化教学:源于哈佛大学的案例教学法,其含义是采用与传统教学的“概念一理论一应用”模式完全相反的教学模式,即“案例一理论一概念”的模式。由于LR(0)和SLR(1)语法分析器的算法描述比较抽象,按照传统的教学方法,初学者往往有听天书的感觉,同时,教师授课也同样困难,鉴于此,我们就采用了实例化教学方法。首先抛开抽象的概念和理论,在学生已掌握有限自动机这一知识的基础上,用通俗的语言和动画演示的方法讲述拓广文法的生成、活前缀自动机的构造、SLR(1)分析表的生成及如何使用分析表来分析一个句子是否符合语言的语法。之后,在学生具备了感性认识的基础上,开始讲述“项目”、“活前缀”、项目集的闭包、GO状态函数这些抽象的概念。最后,讲述构造SLR(1)分析表的算法。
(2)演示教学:是一种直观的教学方法,主要用于建立学生的感性认知和对抽象理论可行性的感知。该方法通常用在抽象难懂内容的授课中。在这里,我们将PPT的演示动画和事先编写好的编译系统作为演示的内容,通常将其穿插在授课之始和之末。把这段演示内容放在授课之始,目的是建立学生的感性认知,看得见摸得着的东西往往比抽象理论的讲解更容易引起学生的兴趣,激发他们学习本次课程的内在动力,这一点是非常重要的;把这段演示内容放在授课之末,目的是在学习完抽象的理论后,给学生以信心,告诉他们这些理论并不是空洞的、无用的,而是实实在在可行、可实现的。图2所示是一个简单的编译演示系统,包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成等功能。而图3是图2中IF条件语句的词法分析结果。
(3)启发式教学:此教学方法在强调传授知识的同时重视学生能力的培养及非智力因素的发展。它把学生真正置于主动者位置,充分调动学生的积极性,激发学生的内在动力。由于本课程理论性较强,概念原理较多,所以充分激发学生的积极性显得尤为重要。这里仍以自底向上的LR语法分析为例进行说明。LR语法分析包括LR(0)、SLR(1)、LR(1)以及LALR语法分析方法。若教师不加区分、割裂地去讲述上述内容,会给学生的学习带来额外的负担。其中上述内容之间的关系紧密,这里可以采用启发式教学方法,即首先详细地讲述LR(0)分析方法,因为它是其他LR语法分析方法的基础。然后,举一个算术表达式文法的例子,让学生用LR(0)分析方法对其进行分析,结果学生会发现自己所构造的LR(0)分析表存在冲突。这就迫使他们主动寻求解决该冲突的方案。此时,在教师的指导下,学生发现用求非终结符的集和集的方法可以解决LR(0)分析表构造中存在的冲突问题。这样,便掌握了SLR(1)语法分析方法。之后,按照这种方式,学生可以轻松地掌握LR(1)及LALR语法分析方法。
(4)任务驱动教学:是将要学习的新知识隐含在一个或几个任务中,学生通过对任务进行分析、讨论,明确涉及的知识,并找出新知识,然后在教师的指导帮助下找出解决问题的方法,在完成任务的同时培养学生分析问题、解决问题的能力。在“语义分析和中间代码生成”章节的讲述中,我们采用了任务驱动教学。这是因为语义分析不像词法分析和语法分析那样可以分别用正规文法和上下文无关文法描述。语义是上下文有关的,因此语义的形式化描述是非常困难的。以这一挑战问题为任务,引导学生找出解决语义分析的方案,即利用语法制导翻译来实现语义分析。这种语义分析方法首先为每个产生式添加语义动作,即语义子程序。然后,在语法分析的同时,同步调用语义子程序,那么,在完成语法分析时,也就实现了语义分析。这种方法避免了对语义进行形式化描述这一难题,在已有成熟方法和理论的基础上,通过扩展语义栈,巧妙地解决了该技术难题。
3.2一体两翼在实践教学中的实施
在实践教学环节,一体两翼教学模式的重点在于培养学生的工程实践能力。掌握这种技能的学生通常能够将模型转换成系统,完成系统的落地。具体实施策略如下:
1)上机实验。
结合理论教学,在学习相关章节的理论内容后,即可进行上机实验。例如,在完成词法分析章节内容的学习后,即可让学生进行词法分析的上机实验。实验内容设置应与课堂教学内容一致,实验目标明确,并给出具体的测试用例和实验结果供学生参考。
2)课程设计。
课程设计的目的是让学生在完成设计的同时,加深对所学内容的理解深度,提高动手实践能力。课程设计的内容涵盖词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、代码优化、符号表与错误处理等内容。区别于其他计算机专业的编译原理课程设计,我们采用面向无线传感器节点的通用编程语言nesC作为嵌入型编译器的开发语言实现上述功能。鉴于传感器节点的资源有限,我们首先在计算机上建立交叉编译环境,然后在交叉编译环境下完成基于nesC的编译器开发。之后,将编译成功的代码移植到Mica2传感器节点上。最后,再在Mica2传感器节点实现其上层应用系统的编译。
4.教学改革成效
我们对2011级物联网专业本科学生运用了一体两翼教学法。在课程结束后,让49名学生在网上进行了匿名的教学质量评价,结果表明一体两翼教学法教学效果明显好于传统的按章节授课的单一教学模式。表1所示是从授课内容条理清晰、重点突出、课堂气氛活跃、教学内容充实、能够激发学生兴趣、启迪学生思维、授课内容能够实现理论联系实际、培养学生综合能力等方面进行的教学效果对比分析,其中的数据来源于江苏大学教务管理系统。
通过对表1中的数据进行对比分析可知,一体两翼教学模式在各方面都明显优于传统的单一教学模式,特别是在激发兴趣、启迪学生思维、培养学生理论联系实际的能力、计算思维能力和工程能力方面,93%以上的学生都表示满意。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。即通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网作为新一代信息技术,必将带来继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。
物联网开启了新的产业革命,物联网的发展,必然带动其相关技术产业的发展,可以断言,物联网必将成为下一个世界经济的增长点,所有这一切都给职业院校的专业设置和科研提出了新问题[1]。
1.专业设置的必要性
1.1国家战略
近年来,世界各国尤其是主要大国纷纷把发展信息网络、节能环保、低碳技术等作为新一轮产业发展的重点,人们的生活方式以及国家的经济社会发展格局正在发生深刻变革。而发展物联网不仅可以节约成本,提高整体经济效益,而且可以提高具体产业的经济效益,更重要的是带动产业发展和升级。
2009年8月7日,总理在视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心时指示,要加快推进传感网发展,在无锡建立“感知中国”中心。2010年3月份,在政府工作报告中,温总理再次明确提出,将“加快物联网的研发应用”。
1.2社会需求
目前国内无论是物联网还是云计算专业的人才都处于炙手可热的状态。企业的信息化,制造装备和生产过程的自动化与信息化,制造产品的信息化与智能化等技术的发展,都离不开物联网工程技术,而这其中,人才是关键[2]。物联网的产业化和商业化发展为高职院校提供了新的发展机遇,由于企业急需物联网工程方面的专门技术人才,因此高校可以抓住机遇,在物联网人才培养方面大有作为。
1.3高职学生就业前景
随着我国物联网和IT产业的大力发展,“物联网”专业毕业生就业的行业极其广阔与灵活。光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化、信息安全等行业均将大量需要高技术型、高技能人才及相关的管理人才,这为高职院校提供了新的发展契机。在人才需求方面,各地政府纷纷上马物联网项目,急需大量的物联网人才,而且非常奇缺。例如,无锡到2015年总投资40亿元,建成引领中国传感网技术发展和标准制订的中国物联网产业研究院,集聚各类传感网企业500家,实现产值500亿,需要引进和培养高级物联网人才5000名,集聚从业人员5万人。仅仅无锡就需要5000名高级物联网人才,全国需要的物联网人才数量可想而知[3]。
2.专业设置的可行性
2.1师资条件
雄厚的师资力量是开设相关专业的基础,要开展物联网基础教育必须耍有相关专业教师队伍。刘国钧高等职业技术学校信息工程系现有计算机专业课教师15位,自动化工程系有两位教师专门从事单片机开发教学,专业师资力量较为雄厚。而且其中大部分教师有实际的嵌入式开发、单片机开发、网络开发的经验,这对于开展物联网的信息采集技术、信息传输技术等方面的教育具有很重要的意义,能够大大提高教育的效果。
2.2学生资源基础
五年制高职校的生源主要来自初中毕业生,生源质量虽然要比高等教育院校差一些,但是他们已经具有接受相关教育的基础,经过前三年的专业基础教育使他们足以能理解相关专业内容。但是由于物联网专业涉及的内容专业跨度比较大,不但需要计算机相关知识,而且还要学习电子信息与通讯,自动控制,遥感与遥测和电子商务等知识,对学生的要求比较高,因此对于五年制职校生来说还是有一定挑战性的,有一定难度的。
2.3教学设施及设备条件
教育资源是开设新专业的重要保障,必须要有相关的教学资源。我校现在已经开展了单片机开发相关专业的教学,具有多种单片机开发板,并且已经在此基础上展了嵌入式开发相关知识的教学。我校刘鞠秀图书馆是一座生态化、现代化的省一级图书馆,建筑面积12000多平方米,阅览座位840个,可提供参考咨询、阅览、外借、检索、复印等多种类型、多层次的服务。目前纸质藏书15万册,电子藏书5万余册,纸质报刊300余种,数字期刊8000余种,内容包括文史哲、数理化、经济、法律、教育、管理、外语、电子工程、计算技术等。专业藏书涵盖了财会、物流、计算机、动漫、数控、汽车等专业,品种丰富,更新及时,相关内容的图书学生学习提供了大量的资料基础。
2.4实习和实训条件
刘国钧高职校设有功能齐全的物联网应用实训室。实验室面积达120平方米,实验室不但具有供师生学习实验功能,还具有开展讲座等辅助功能。学校开办至今,在计算机教学设备上的投入已经超过420万元,学校现有面向学生开放的计算机房7个(每个机房可容纳45人左右)。特别是近年投资100多万建立的校园信息网络系统,为广大师生对内、对外的信息交流提供了极大的方便,为提高学生在Internet网络上的操作水平发挥着重要作用。
2.5课程设置与教学要求
由于物联网涉及的领域非常广泛,从技术角度,主要涉及的现有高校院系与专业有:计算机科学与工程,电子与电气工程,电子信息与通讯,自动控制,遥感与遥测,精密仪器,电子商务等等。其主要课程包括:物联网产业与技术导论、C语言程序设计、Java程序设计、无线传感网络概论、TCP/IP网络与协议、嵌入式系统技术、传感器技术概论,《传感器技术》、RFID技术概论、工业信息化及现场总线技术,《现场总线技术及应用教程》、《中间件技术原理与应用》、《物联网:技术、应用、标准和商业模式》等教材。要学习好这些课程,需要学生具有较好的数学和物理基础,掌握物联网的相关理论和应用设计方法,具有较强的计算机技术和电子信息技术的能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法,能顺利地阅读本专业的外文资料,具有听、说、读、写的能力。这些对五年制职校生来说无疑是一大挑战。
3.结束语
过本文分析可以看出,物联网有着很大的发展空间,它势必会成为未来经济发展的一个新的增长点,它将极大地影响和改变着我们的生活。但是就目前而言,物联网还是一个处于研究及未得到产业化发展的概念产品,它是一门综合性、交叉性学科。需要毕业生具备电子、通信、计算机等多方面知识和能力,虽然目前我校软件、硬件条件都比较很完善,但是对于五年制高职生来说,学习物联网课程还是具有很大的挑战性的,因此在五年制高职校贸然设置“物联网工程专业”需要慎重。但是不可否认,物联网肯定会像互联网一样普及到我们生活的方方面面,但这需要一个过程,至少需要10年到20年时间。因此,我校可以根据实际情况先设置有关物联网课程,待到时机成熟再设置无量网专业。
基金:本文系江苏联合职业技术学院立项研究课题《五年制高职适应产业结构调整的对策研究——以常州刘国钧高职校为例》的部分研究成果,课题编号:B/2010/09/022。
参考文献:
[1]梁湖辉.《高职院校设置“物联网”专业可行性探讨》[J].2011(3)
[2]赵达.《物联网要产业化》.光明日报,2011—03—12(6).
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0-02
0 引 言
少数民族预科教育是我国高等教育的一种特殊形式[1],同时也是我国民族高等教育中不可或缺的重要组成部分。预科学生在第一年的学习中强化高中课程,第二年再转入本科学习。在转入本科学习之前,他们面临着专业的选择。专业选择的好坏与成功与否,意味着他们是否能够很好地完成本科学业,也意味着对少数民族学生的培养是否成功[2,3]。因此,专业选择便成为预科生进入本科学习的一个重要环节。
物联网的理念由来已久,但物联网的基本思想在本世纪90年代才真正被提出,它的出现催生了一个新的信息技术产业,并被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一[4]。其应用范围包含了工业、农业、军事、交通、医疗等各个行业,是继计算机、互联网技术之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网工程专业是教育部允许各高校新增专业后,高校申请最多的专业,说明了各个高校对物联网专业人才培养的重视。物联网技术领域的人才需求每年在百万人左右,并以30%的年增长率递增,说明了物联网技术专业人才培养的迫切性。
很多少数民族预科生对“物联网”这个名词虽然并不陌生,对物联网技术也怀有一定的憧憬和梦想,但真正了解物联网工程专业、了解物联网技术的应用以及物联网工程专业就业方面的却很少。这就使得他们在专业选择时有些迷茫,不敢大胆选择新开的专业,也很难选择适合自己的专业。本文通过对物联网工程专业的介绍以及对少数民族预科学生专业选择时存在的问题进行分析,对他们的专业选择提出一些引导性建议和意见,帮助他们摆脱迷茫状态,选择适合的专业。
1 物联网工程专业介绍
物联网工程专业相比于其它专业,没有什么特殊要求。物联网技术偏重于硬件,更适合有基本硬件基础的学生。其开设的课程主要以硬件课程为主,包括掌握基本技能的课程:数字电路基础、模拟电子线路、计算机组成原理、C语言程序设计等,技能提升类课程,例如低功耗ARM处理器与接口技术、Cadence原理图及PCB电路设计、实时操作系统、传感器与无线传感网络、ZigBee系统开发、RFID与物联网等。
物联网工程专业主要包含了三大核心技术[5],分别是传感器技术,FRID标签和嵌入式系统技术。其中传感器技术也是计算机应用中的关键技术,在工业、农业、军事、医疗等方面都有广泛的应用。RFID标签技术是一项融合了嵌入式技术和无线射频技术的综合技术,在自动识别和物品物流管理中应用前景非常广泛。嵌入式系统技术综合了电子应用技术、集成电路技术、传感器技术和计算机软硬件技术,是一项更为复杂的技术。目前,以嵌入式系统为核心的智能终端随处可见,并改变着人们的生活,推动工业生产和国防军事的发展。
目前,物联网技术正处于高速发展阶段,其应用覆盖了水质监测,园林培育,病人监护,家居安防,消防、交通、环境的智能监控等各个领域。由于物联网技术的用途越来越广泛,因此该技术对人才的需求也越来越大,并将以30%的年增长率快速增长。这就给学生们带来了更多的就业机会和就业选择。一些大型的IT知名企业,如华为、中兴、联发科、西门子等都在大量招聘物联网技术工程师。
2 少数民族预科生专业选择存在的问题及影响因素
2.1 存在的问题
预科教育存在特殊性,其旨在为本科教育培养文化基础牢、综合素质高、实践能力强的合格的大学生,而不是学历教育,不能借鉴本科的教育模式,因此各种问题也随之而来。而预科生的专业选择问题关系到他们的未来,也是决定预科教育是否成功的重要环节。特别像物联网工程这样的新专业,学生在专业选择时更陌生,往往会与物联网工程专业擦肩而过。本文通过问卷调查以及个人访谈的形式,了解到预科生专业选择过程中存在的问题,主要有如下几点:
(1)很多预科学生不了解专业选择政策以及专业设置,被动地接受学校专业选择的安排。比如很多学生在专业选择前并不知道还有物联网工程专业,因此不会提前了解关于该专业的设置、开设课程、就业方向等。在进行专业选择时盲目跟风,四处打听,犹豫不决。个人的专业取向,他人观点以及同学的专业选择也会影响他们的情绪,产生思想波动,从而影响专业选择的结果。
(2)对备选专业了解不够。不少同学通过打听了解专业设置,知道有物联网工程专业可以选择。但是由于物联网工程专业是近几年新增专业,已毕业学生还很少,网上对该专业的评价较少,某些评价也不免掺杂个人情感。学生自己很难全面客观地了解该专业。
(3)缺乏重视,盲目跟风。少数民族学生进入预科学习之后已经成为准本科生,所以对一年的专业选择不够重视,不会主动去了解专业选择的政策以及专业选择动向。待到专业选择时盲目跟风,随意选择。
2.2 专业选择的影响因素
预科学生在专业选择时表现出来的问题,导致他们在选择专业时困惑迷茫,甚至无所适从,主要是由于以下几个因素的影响:
(1)自我认识不清
中国的应试教育严重禁锢了学生的思想,他们所学的内容大多数都来自于课堂上老师的讲授,缺乏独立思考和个性培养,学生不能清晰的认识自己,了解自己。他们不明确自己需要什么,也不清楚自己喜欢什么,更不知道自己适合做什么。对自己的学习生涯没有详细的规划。
(2)对专业缺乏了解
预科学生可选择的专业有限,只有事先了解才能更明确目标。然而很多学生并不重视,从入学就开始进行专业问题了解的更是少之又少。更多的同学选择被动地等待学校安排,被动地进行选择。同时,预科学生了解专业的途径单一,只能从网上查找到少量的相关信息,缺乏专业人士的讲解和解读。专业选择应该从入学后就着手准备,而多数学生没有这样的意识,专业认识不够,准备工作不充分,选择时手忙脚乱。
(3)专业选择的目的不明确
大多数学生在专业选择时着眼于现实,以找工作为目的来选择专业,或者根据当前的就业形势选择热门专业。虽然期望能从兴趣出发,但是总的来说不利于自身发展,同时缺乏远见卓识。
(4)来自他人的影响
预科学生在选择专业时父母会把自己的意愿强加在子女身上,老师、同学、朋友也会发表自己的观点,给出一些建议和意见,同时还有来自网络的信息。因此,有的学生会按照父母的要求来选择专业,有的学生也会因为老师、同学或者朋友的观点而动摇,甚至因为网上一些不负责任的言论,相信所谓的“热门”专业、“ 冷门”专业,从而盲目跟风。这些都会给他们的专业选择带来很大的影响。
3 给预科生在物联网工程专业选择的建议
少数民族预科生在专业选择时相较于一般学生有一定的优势。因为他们有一年的时间在大学校园学习,利用这段时间就可以对一年后的专业选择政策、动向以及将要选择的专业做一个详细的了解。在进行专业选择时就会做到有备无患。因此学校和学生更要充分利用这一年时间做好少数民族预科学生专业选择的前期准备工作。以下主要从两个方面提出预科生在物联网工程专业选择中的建议。
(1)首先是学校,学校在预科学生选择专业方面起到了非常重要的作用。在少数民族预科生进校后,学校应组织相关教师或专家对预科专业选择政策进行解读。同时告知学生可供他们选择的具体专业,提醒学生提前准备。其次对于新开的物联网工程专业,开展专业解读的系列讲座。主要应围绕物联网工程专业的人才培养目标,人才培养计划,目前的应用领域以及专业的就业前景等方面展开。最后,组织学生观摩学习,主要是了解物联网技术在实际生活中的应用,使学生更直观地了解物联网技术,了解物联网工程专业,激发学生的学习兴趣。
(2)其次是学生,学校在做一个方向性的引导后,学生需要沿着这个方向作深入的了解和学习,才能达到预期效果。因此,首先必须重视专业选择,这是关系到个人今后发展的重要选择;其次在进入校园后应主动了解专业选择的动向,以及专业设置。尤其是对新的专业更要深入了解,并积极参加学校组织的专业解读讲座。再次是根据知识讲座和自己的了解,明确自己的专业选择方向避免盲目跟风。
4 结 语
物联网技术的快速发展和该领域越来越大的人才需求,促进了物联网工程专业的发展,其中物联网工程技术人才的培养又满足物联网技术对人才的需求。而预科教育在几十年的发展过程中,专业选择问题一直都是重头戏。对于预科生在物联网专业选择时面临的种种问题,通过问题分析找出影响因素,寻找解决方案并具体实施。希望所有预科生对物联网工程专业有更深入、更全面的认识,在面对专业选择时思路清晰、目标明确,选择适合自身发展同时又感兴趣的专业。
参考文献
[1]庞晶,萨仁图雅.关于加强与改进民族预科教育的探索与研究[J].内蒙古工业大学学报(社会科学版),2003,12(1):100-101.
[2]蒋永红,党波涛.民族预科学生专业取向的调查研究[J].高等函授学报(哲学社会科学版),2009,22(6):102-104.