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此次竞赛为全国同行提供了了解浙江省职业院校物联网应用技术专业“从无到有、从有到精”发展历程的窗口。
校企各展所长 共育物联网英才
——记浙江省职业院校物联网应用技术专业建设
文/本刊记者 刘 飞
物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网应用涉及人类社会生活的方方面面,包括工业、农业、环保、物流、交通、安全、家居、医疗、电网等,因此物联网应用技术是一门关联程度非常强的专业,可以辐射众多领域,是职业院校的新兴专业。2012年,浙江省教育厅批准浙江经济职业技术学院、浙江机电职业技术学院、职业技术学院等学校开设物联网应用技术专业,从此拉开了浙江省职业院校物联网应用技术专业建设的序幕。
浙江省职业院校在建设物联网及其相关专业的过程中,及时跟踪市场需求的变化,主动适应区域、行业经济和社会发展的要求,以学校强势专业为依托,有针对性地调整和设置专业,并与物联网企业及行业紧密合作,形成各自的物联网专业特色。
因地制宜,原有专业衍生“物联网”
在比赛现场记者了解到,浙江职业院校已开设的物联网应用技术专业,大多是从原有的计算机、通信网络或信息等专业的基础上衍生的。金华职业技术学院物联网应用技术专业主任苏红富向记者介绍:“2012年,我们学校在信息工程学院原有的计算机网络技术专业新增物联网专业方向。2014年,物联网应用技术专业开始单独招生,学制三年。”该校物联网应用技术专业凭借计算机网络技术专业原有的办学基础,主要培养偏向软件技术的物联网专业人才。
物联网应用技术专业的人才培养目标是“掌握物联网的基础知识,具备能运用计算机技术、嵌入式系统技术、传感技术和互联网技术进行信息感知识别、传输处理和控制的能力,能进行系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力”的高素质技能人才。金华职业技术学院根据自身的实际情况,致力于培养社会紧缺型技术工程师。所培养的学生主要面向三个方面发展:大型软件公司从事手机、掌上电脑等移动终端的客户端软件设计与开发,网络运营、系统集成单位从事物联网络施工管理与工程管理工作,以及联想服务及其战略合作伙伴的设备维修。
以计算机网络技术专业为依托,金华职业技术学院的物联网应用技术专业集合了通信、网络、楼宇智能等专业优秀教师进行授课,下辖Cisco授权网校、联想工程师合作培训中心,并提供智能安防实训室、电子产品检测中心等共享型实训室。专业教学以ASP.NET技术学习为主线,逐渐上升至网页设计、高级程序设计乃至整个物联网项目的开发。该专业开设的主干课程还包括物联网工程制图识图、嵌入式系统应用、传感器与测控技术、无线传感器网络、RFID安装与调试、综合布线技术、服务器配置与管理、C#程序设计基础、ASP.NET中高级编程等。专业以学校“智慧校园”建设为契机,将网络部分(教务系统、网上图书馆、IC卡管理等)的工作根据学校现有实训设备以项目的形式分配给学生进行系统集成实训,确保学生学以致用。
本次竞赛为金华职业技术学校物联网专业的学生提供了展现技能的舞台和提升技能水平的机会。学校物联网应用技术专业学生劳银翔向记者介绍说:“比赛以北京新大陆时代教育科技有限公司物联网工程应用实训系统2.0为平台,内容涉及智慧城市物联网应用环境安装部署、物联网感知层设计开发、智慧城市物联网Android平台应用设计开发、智慧商超物联网PC平台应用设计开发。要求参赛学生具备物联网工程部署、物联网设备调试、嵌入式产品开发、Android应用开发、.NET应用开发等方面的知识,提升了团队成员专业理论知识水平、实践能力和团队协作精神。”最终,金华职业技术学院参赛团队获得团体第一名的优异成绩。
除了高职院校的物联网应用技术专业是从原有专业衍生外,中职学校虽然目前尚未获得物联网专业代码,没有专门开设物联网应用技术专业,但不少中职学校也在现有专业的基础上细化出与物联网相关的专业方向,培养掌握物联网应用技术的人才。
真枪实弹,真实项目引领教学
嘉兴技师学院自2014年起开设通信网络应用(物联网方向)专业,学制5年。学生前两年主要学习电气自动化设备安装与维修专业的相关课程及通信网络专业的基础课程。两年后,经过校内统一选拔分流,达到物联网技术方向要求的学生可以进一步学习物联网技术的专业课程。
同高职院校相比,嘉兴技师学院的物联网技术方向更加注重真实项目引领教学。嘉兴技师学院电气工程系主任钱琴梅告诉记者:“在接下来的教学中,该专业的教学想以‘智慧实训大楼’项目建设为引领,让学生进行真刀真枪的训练,而不是仅仅止步于实训室中实训设备的操作。”
嘉兴技师学院有7000多平方米的电气工程实训中心,预设的管理系统完全基于物联网技术进行设计建设。例如学生考勤系统,中心内的每一间实训室门外都有电子班牌,除了通过人脸识别系统记录学生考勤之外,还可以展示上课班级的基本信息以及实训中心的环境指数等内容。除此之外,基于RFID以及二维码技术的资产管理系统可以实时跟踪实训资产的领用及归还。实训中心智能管理系统项目的设计依托北京新大陆时代教育科技有限公司工程师以及该校专业教师共同完成。以“智慧实训大楼”项目引领教学,不仅能够提升学生的实践能力,还能够实现教学内容与企业需求的完美对接。
嘉兴技师学院副院长沈民权说:“此次全省‘物联网技术应用与维护’竞赛就是一次对物联网应用技术教学的检验,不仅有利于学生素质的全面提升,也为学校以赛促教、以赛促训提供了良好的契机。”
企业参与,全方位助力人才培养
物联网应用技术人才培养离不开企业的参与。作为本次竞赛的设备提供方,北京新大陆时代教育科技有限公司全程全方位参与了职业院校物联网应用技术人才的培养。
该公司物联网产品中心产品支持部经理邹梓秀向记者介绍:“公司物联网产品中心下设产品支持部,专门负责将公司研发产品的使用方法转化为专业教材,为各院校物联网专业的课程教学提供方便。”学校具有物联网专业的理论优势,企业具有实践优势。在教材编写的过程中,公司邀请学校老师介入,并进一步了解物联网专业的课时设置,与老师共同撰写课程大纲以及教材目录,力求编写出以实际工程应用为目标的理论教材。
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0158-02
计算机应用技术发展于20世纪90年代初,当时我国计算机应用技术刚起步,国家机关,国有大中型企业、外资企业纷纷引入计算机辅助办公,社会上急需大量的计算机应用人才。综合性大学、职业院校纷纷开设计算机应用技术专业,为当时社会培养了大量的计算机应用人才。从20世纪90年代开始,计算机应用技术专业一直都是最热门的专业之一,一直占据着人才需求排行榜的前几名,这种状态持续了20多年。
随着,计算机技术的不断发展,计算机功能越来越丰富,价格却越来越低。到21世纪初,计算机基本普及,办公环境中:文档处理、数据管理、业务办理、信息展示等等都要离不开计算机。城市中多数家庭也都拥有了个人电脑,有的甚至不止一台,计算机使用者的年龄在不断下降。新成长起来的一代,对计算机的熟悉度非常高,他们对自己的计算机水平非常的自信,认为自己就是个电脑高手,在他们眼里,网上冲浪、网络购物、网络游戏、看电影听歌曲等等就是计算机的所有功能。在这种情况下,计算机应用技术专业逐渐冷下来,甚至到了招生困难的境地。
1 “计算机应用技术专业”的概述
计算机应用技术是计算机科学与技术一级学科下设的一个二级学科,该专业应用十分广泛,它以计算机基本理论为基础,突出计算机和网络的实际应用。
传统上,该专业一般文理兼收,不但要求学生掌握计算机基本理论和应用开发技术,具有一定的理论基础,同时又要求学生具有较强的实际动手能力。学生毕业后能在企事业单位、政府部门从事计算机应用、计算机网络系统的开发、维护等工作。随着社会和计算机技术的发展,传统意义上的计算机应用技术专业培养出来的人才越来越无法满足企业需求,就业稳定率下降。
权威统计机构“麦可思”花了3年时间开展持续的企业调研后,了2011年麦可思大学毕业生就业分析报告。该报告中列出了近年来就业形势不好的一些专业,分别用红黄绿牌来分级预警,计算机科学与技术专业榜上有名。麦可思指出计算机相关专业目前存在的主要问题是:“计算机类专业失业量较大,但是相关行业对于人才的需求非常旺盛。仅以软件行业为例,每年人才缺口大约几十万。人才供给和需求不匹配的原因在于目前的的教学方法无法满足企业需求。对于这类的专业,以满足社会需求为目标,改进培养模式和教学方法。”
从这个结果看,当前计算机应用技术人才不是饱和了,而是人才的专业性不突出,专业技能与企业需求之间存在差距的问题。从2009年开始,我们也一直进行着企业走访和毕业生跟踪调研,我们的调研结果和麦可思的结论非常的一致。每年到我们学校要毕业生的单位一直不断,动手能力强、学习成绩好、综合素质高的学生,总能在第一时间找到自己满意的单位。连续多年,我校计算机相关专业学生的初次就业率都保持了100%。但后期的职业稳定率和对口率与以前相比,有明显的下降。出现这种情况的主要原因是学生的专业能力和动手能力无法适应工作岗位的需求。
2 “计算机应用技术专业”的突破
对于高职院校来说,“计算机应用技术专业”几乎到了存亡危机的时刻。院校必须开展深入的专业建设,采用了不同的改革方式,来破解当前的困境。具体的改革,可以从以下几个方面入手。
2.1 细化专业方向
近年来,很多高职院校计算机应用技术专业在原来的专业名称后面加上具体的应用方向。那样,培养的人才专业性更强了,也更加符合当前社会的需求。例如:深圳职业技术学院计算机应用技术专业有“嵌入式与计算机架构技术方向”“云计算技术”“软件技术(应用本科)”三个培养方向,温州职业技术学院的计算机应用技术专业方向为“信息系统运行与维护”,北京信息职业技术学院的计算机应用技术专业方向为“智能楼宇技术”,北京农业职业学院的计算机应用技术专业方向为“动态网站开发技术”。
目前,比较适合高职院校,社会需求度高,发展前景好的计算机应用方向有软件技术(理科)、物联网技术(文理兼收)、移动互联技术(理科)、动态网站开发(文理兼收)、网络安全技术(理科)、网页设计(文理兼收,可招美术方面艺术生)、平面广告设计与制作(文理兼收,可招美术方面艺术生)等。计算机技术是一门应用极为广泛的学科,在它应用的每一个方向中都已经诞生并继续诞生出新的学科和专业,像比较新兴的移动互联技术、物联网技术等,都有着巨大的发展前景。学校在选择应用方向的时候,最忌一窝蜂,而是要突出自身特色,给社会培养真正有用的人才。例如北京北大方正软件职业技术学院,就有一个“方正激光照排”方向,充分利用了方正集团自身的产业优势,教学与产业互助发展。在专业方向的选择方面可以综合考虑以下几个方面:
(1)计算机技术的发展方向;
(2)当地行业企业人才需求与;
(2)学校的优势资源与发展方向;
(3)学生生源情况(文理科情况和招生地域);
(4)专业师资与实验室条件。
2.2 与企业合作办学
然而,由于校企合作模式和物联网应用技术总体起步较晚,基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的发育尚不成熟。
针对国内外校企合作专业人才培养模式的分析可知,国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养模式在校企合作保障机制、合作模式推广力度及人才培养模式理论的研究方面存在诸多问题,亟待解决。为此,在高职物联网应用技术专业人才的培养中,需要全面落实基于校企合作的专业人才培养模式的实施,以实现基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的深入改革,促进国家社会经济的高速发展。
一、基于校企合作的高职院校专业人才培养模式的发展
1.1国外基于校企合作的职业院校专业人才培养模式
国外高职教育校企合作人才培养模式最早起源于1903年英国桑德兰特技术学院推行的“三明治”人才培养模式,美国辛辛那提大学随后在1906年推行“工学交替”这一典型校企合作人才培养模式,后来美国安提亚克大学又在1921年全面提出合作教育模式,高职教育校企合作人才培养模式逐渐呈现全球发展趋势,受到各大高职院校的欢迎[2]。
当前形势下,国外主要存在企业访问模式、与企业合作创办新型的职业学校模式、“双元制”模式以及企业―职业教育契约模式四种典型的职业教育专业人才校企合作培养模式。
企业访问模式是指学生借由对相关企业的走访,掌握企业生产及业务的实际情况,最终确定将来的就业机构和岗位。企业访问模式多见于日本,许多职业学校配备有专门的企业信息室和专业指导老师,帮助学生进行企业信息的采集、被访企业的选择、被访企业的联络、企业访问计划的制定、企业现场访问的记录以及访问结果的反馈等各项企业访问活动,加强学生的职业意识和责任感。与企业合作创办新型的职业学校模式是指通过政府的发动号召,企业主动参与职业院校专业人才的培养,与学校联合举办职业培训学校和机构,进行专业技术人才的培养,为企业和社会源源不断地输入专业技术型人才,该类人才培养模式于1988年在英国城市技术学院开始实施,发展至今已在英国大多数职业学校中取得卓越成就。
“双元制”模式是指学生在职业学校和企业两元之间同步进行专业理论知识的学习和职业技能的培训,进行理论知识和专业技能的有机结合,“双元制”主要应用于德国、印度等国家,要求学生在职业培训学校学习两年,随后在企业实训一年,保证学生理论知识和职业经验的双重收获。企业―职业教育契约模式是指政府教育主管部门、学校、企业、工商协会等组织经协商签订契约,约定学校与企业之间建立互惠互利的合作关系,此类专业人才培养模式多见于美国,主要有波士顿教育协定和底特律契约两种形式,教学质量和学习质量经由专业全面的考核制度得以确保。
国外四种职业教育校企合作人才培养模式的比较如下表1所示。
从上表可知,高等职业教育专业人才的培养需要注重与企业的紧密合作,才能确保专业人才的培养规格和培养目标满足企业和社会需求。对于国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的改革而言,需要立足于我国当前的基本国情,认识到我国与国外在政治经济制度、传统职业教育、经济发展水平等方面的差异,参考借鉴国外职业技术教育培养模式的优势,取长补短,深入进行国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的改革,创建符合我国当前基本国情的高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式,为国家经济建设提供高质量的物联网应用技术专业人才。
1.2国内基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式
相对来说,国内基于校企合作的高职院校专业人才培养模式的发展改革起步较晚,直到上世纪末国务院才开始在《关于大力发展职业技术教育的决定》[3]中明确提出进行“产教结合、工学结合”的高职专业人才培养模式的改革方向,目前职业院校人才培养模式改革已取得初步成效,主要有订单式、校企联合式、工学交替式、产学合作式以及校企互动式等五种高职专业人才校企合作培养模式。
1、订单式模式
在基于校企合作的专业人才培养模式中,“订单式”培养模式是指用人单位根据企业的发展规划,制定对不同规格的人才需求,提出符合自身发展的人才订单,随后高职院校依照用人单位提出的规格、数量进行物联网应用技术专业人才的特殊培养,保证培养出的物联网应用技术专业人才达到用人单位的人才需求。
其中,教学计划由校企双方共同参与制订,以岗位知识结构、能力结构和素质方面的实际要求确定培养方案,构建理论和实践教学体系。
2、校企联合模式
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中,“校企联合”培养模式,通常是指学校与用人单位共同办班的一种办学形式。在这种培养模式下,企业与学校成为物联网应用技术专业人才培养的共同的责任承担方和利益共享方,双方共同出资、共同建设。
学校获得企业办学经费及师资支持,同时企业获得符合自身人才规格需求的高素质技能人才,校企双方成为利益共同体。
3、工学交替模式
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中,“工学交替”培养模式,是指校企双方在长期的合作过程中优势互补、扬长避短逐步形成的一种人才培养模式。
由于学校的每一个专业不可能都建立良好的校内学生实践基地,而企业又迫切需要这方面的人才,校企双方就牵手订立协议,把企业作为学生的实习基地,学生在校接受理论知识与初步的技能培养,更高一些的实践技能培养由企业来承担。
4、产学合作模式
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中,“产学合作”培养模式,是由企业直接进驻学校,通过企业的生产让学生在学校零距离接触生产过程的一种人才培养方式。
通过“产学合作式”培养模式,学校获得企业资助是次要的,重要的是师生可以通过观摩生产过程和接受技术人员的指导,接触并学习企业生产最前沿的知识与技能。
5、校企互动模式
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式中,“校企互动”培养模式,是指学校主动为企业培训员工,参与企业技术革新,企业主动接受学校师生实践、学习的一种职业教育合作模式,借由校企双方主动参与物联网应用技术专业人才培养的意识,保证学校专业人才培养的资源得到满足的同时,符合企业对专业技术型人才的需求。
在目前的高职院校物联网应用技术专业的校企合作人才培养模式的选择中,不同的院校依据自身发展的传统、优势和需求,都在探索合适的合作模式,有的院校在实践中并不局限于一种合作模式,而是多种合作模式的组合融汇,以期实现最大的社会效益。
二、基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养现状
2.1高职校企合作物联网专业人才培养模式实践性有待提升
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养中,由于校企合作人才培养模式的起步较晚,企业并不愿意全面主动地参与人才培养的过程,其主要目的在于企业技工人才的补充。同时,高职学校由于自身办学水平有限,企业基础服务能力不够,企业和职业学校双赢的合作目标难以实现。
2.2高职校企合作物联网专业人才培养模式长久性有待加强
在基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才的培养中,高职教育校企合作的保障机制通常借由政府、学校和企业(包括行业)的综合实情考虑进行相关制度的建设,进行自身和彼此间结构的完善和调整,强化各参与方的合作意图,确保合作能力的提升、合作过程的规范、合作结果的监督,进而保证高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式的稳定、有序、高效和可持续发展。
然而,由于高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式相关制度建设的保障和约束得不到满足,校企合作体系构建中的非制度因素过多,合作关系十分脆弱,难以承受市场经济浪潮的冲击,任何一方都有可能因为不愿承担太大的代价而随意退出合作,给对方造成损失,人才培养模式难以持续有效开展[4]。
2.3高职校企合作人才培养模式深入性有待强化
实践是检验真理的唯一标准,同时理论是指导实践的重要基础。虽然我国高职物联网应用技术专业人才校企合作培养模式已进行了一系列探索并取得一定的成就,但对成功实践经验总结推广和校企合作人才培养模式的理论研究仍然没有及时跟进,对于校企合作的管理制度研究、发展趋势研究、动力机制研究以及人才培养模式的教学改革研究都有待进一步加强。
三、基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式的实施
3.1建立校企合作的保障机制
企业是校企合作的主体,高职院校与企业在新技术专业建设中能否长期合作,合作能否达到预期的效果,取决于合作中建立的各种保障机制。建立校企合作的法律保障机制、激励导向机制和科学评价机制,是当前校企合作中最需要解决的核心问题。
建立法律保障机制,才可使校企合作双方做到有法可依、依法治教,使双方在法律的约束下履行各自的责任和义务;建立激励导向机制,可以激发和调动校企双方的积极性,推进校企合作向深层次发展;建立科学完善的评价机制,可以衡量校企合作的成效,对校企合作中的各环节进行反馈和改进[5]。
3.2科学制定人才培养方案
为确保基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的全面发挥,专业建设负责人需要进行企业专业人才职业岗位的专业分析,根据物联网专业的实践特性要求,在综合考虑感知、传输、网络、应用等专业基础知识的同时,适当添加专业拓展类课程,根据物联网应用技术专业覆盖知识面广、应用产业链长、技术发展迅速的特点,人才培养方案要尽可能树立“大职业”教育观,尽可能扩大学生的专业视野和国际视野,尽可能消除与关联专业之间的障碍,消除与国际物联网技术之间的差距,以此进行专业技术型人才培养方案的科学制定,保证人才培养方案的合理性、全面性、科学性和有效性[6]。
3.3统筹建设人才培养团队
基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的发挥,主要在于人才培养团队的统筹建设,要求相关工作者注重物联网高端人才的引入,构建高技术、高含量的人才培养师资队伍,同时及时更新人才培养的现代化教学方法和手段,全面强化人才培养教学团队的建设,科学优化人才培养教学资源的配备建设,建立健全考核评价机制,以专业人才综合能力的提升为重点,实行教学质量和学习效果的多元化评价,保证校企合作人才培养模式的综合效益[7]。
3.4加大实训平台建设力度
基于校企合作的高职物联网应用技术专业人才培养模式效益的发挥,还在于企业实训平台建设力度的加强,确保校企合作中企业与学校的主体地位,深入促进企业和职业学校的合作力度,强化高职物联网专业人才培养模式的实践力度,要求企业全程参与专业人才培养的同时,从技术和资金两方面加大人才实训平台的建设力度,配备优质的培训技能教师以促进学校师资队伍的建设,以资金和设备等形式的支持优化学校培训资源的配置,确保专业人才培养模式的全面顺利开展[8]。
3.5全面开展职业规划和就业指导
【中图分类号】G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)02C-0183-03
一、农业物联网人才需求情况概述
我国经历三十多年的改革开放,工业和服务业都得到极大发展,已是全球制造业大国,相比而言,农业的发展稍显滞后,随着我国工业化现代化及城市建设发展进行到一定阶段,当前我们亟需大力发展与投入的是新农村的综合性、全方位的建设。我国农村一直实行,土地流转工作才刚启动,处于经济和体制转型的关键时期,“三农”问题近些年一直得到国家各界的高度重视,而农业信息化建设正是解决此问题的关键。适逢此时,物联网产业恰好兴起。物联网( Internet of Things,IoT),即“物物相连的互联网”,被称为信息产业的第三次浪潮,自其被提出之日起,短短数年已在世界各国广泛采用,并渗透到各行业中去。随着物联网产业的发展进步,物联网在农业生产、流通、管理等领域也得到越来越广泛的应用。从生产领域来说,农业物联网利用传感器、通信网络、智能决策系统,对养殖、种植对象进行环境监控、养料供给等,以实现降低成本、减少耗损、提高质量、改善环境的目的。此外,在农产品流通环节可建立起信息管理系统,建立从源头到消费终端的管理体系。
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》里,明确提出“加快发展面向农村的职业教育”“强化职业教育资源的统筹协调和综合利用,推进城乡、区域合作,增强服务‘三农’能力”“加强涉农专业建设,加大培养适应农业和农村发展需要的专业人才力度”。未来农业的发展必将向信息化、现代化、网络化、科技化方面发展,农业物联网是现代农业发展的引擎,目前,我国农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段。高等院校才刚刚有物联网专业的毕业生,直接面向农业的物联网人才培养尚未正式启动,而我国幅员辽阔,大部分土地是农村,大多数人口是农民,因此,面向农业信息化建设方面的物联网人才市场缺口巨大。仅“十二五”期间,估计农业物联网方面的人才需求就有大约1000万人。
农业物联网专业人才可分为研发型人才和应用技术服务型人才。研发型人才主要是指从事农业物联网新技术的开发及相关设备生产工作的人员;应用技术服务型人才则主要指利用现有的农业物联网技术和设备,直接面向终端用户,服务于农业生产第一线的人员,其在整个农业物联网人才需求数量中所占的比例也是最大的。本文主要针对农业物联网服务型人才的培养展开研究,以期对面向农业的物联网人才培养模式进行探讨,为农业物联网培养知识面广、综合素质高的复合型人才。
二、农业物联网服务型人才培养目标
开展农业物联网应用技术服务型人才培养,首要明确人才培养目标。目前,国内高校的物联网工程专业的培养计划普遍还处于探索阶段,培养目标不明确,培养方案、教学模式趋于相同,由于物联网的应用领域广泛,就农业物联网而言,要想做好这方面的工作,不仅需要具备物联网技术、产品知识,还要对农业生产知识有所了解。因此,目前各高校探索性的物联网人才培养方案普遍是缺乏针对性的,并不能满足农业物联网人才培养的实际需要。在专业设置和建设的探讨过程中,通过对多所院校的物联网专业人才培养方案进行分析,及与相关教师进行交流,笔者也发现,普遍存在着对物联网人才培养的方向模糊,对物联网产业链人才需求未来状况预估不足的现象。
首先,当物联网作为一个新兴的巨大产业来临之际,我们要对它的未来产业链发展状况有个预估,才能与之相适应地去进行合适比例的人才培养。纵观其它高科技产业的发展历程,也可以看出,许多产业在人员需求上以应用型人才为主。譬如,电子信息产业,真正投入研发领域工作的,只是集中在大城市,只需要少数高端型人才,面向全国范围的、需求量较大的仍是以应用型人才为主。这是一个“橄榄型”的产业链人才需求结构,研发和制造人才需求少,分别占两端,中间多数为应用型人才需求。物联网产业也具有这样的特质,更何况它本身就是一个应用创新型产业,其产业巨大的生命力也体现在应用上。然而,目前大多数院校,包括很多高职高专院校,在物联网专业的人才培养上,仍过于注重研发设计能力的培养,忽视应用领域综合能力的培养,这是与产业链人才需求状况不相吻合的。
其次,物联网是向各产业、行业渗透的一个基础性产业,其必然带有跨行业的性质。譬如,农业作为第一大产业,它涉及的领域是很广的,仅是农业物联网对人才的需求就是巨大的,可是目前的物联网专业普遍都没有体现出这种行业的针对性,学生就业时,仍将面临着对行业领域知识的一个再培训过程。
根据前文论述,我们在进行农业物联网人才培养中,应以培养物联网应用型人才为主要出发点,并结合农业生产、流通、管理等行业背景知识,进行知识全面能力较强的综合型人才培养。这样才能培养出农业知识丰富的物联网人才,有利于满足社会的需求,有利于解决人才的就业问题,极大地推动物联网在农业领域的应用创新发展。
对于农业物联网方向的高职高专学生培养,我们提出以下几点专业能力目标:掌握物联网工程专业的基本知识和基本原理;熟悉农业物联网产品软硬件配置,能从事物联网解决方案的设计、管理和维护工作;掌握农业现代科技、农产品生产流通基础知识、农业物联网应用技术、工程施工基础知识,具备农业物联网应用系统设计实施能力;了解物联网工程技术的技术前沿、应用前景和最新发展动态。
三、农业物联网服务型人才培养专业课程体系构建
农业物联网服务型人才培养的课程体系应当围绕着培养目标展开,除公共基础课、选修课程及实践课程外,以下详细例举专业基础课和专业核心课程的构建。
(一)专业基础课
1.农业现代科技技术概论
主要介绍介绍国内外农、畜、林三业的生产、储藏、加工、消费、市场现状与发展趋势;现代育种目标、育种技术和育种方法;现代种植(养殖)技术;农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术;现代农业生物技术、信息技术等高新技术的应用情况。
2.电子技术基础
通过本课程的学习,使学生掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,初步具有查阅电子元器件手册、正确使用元器件、读识常见电子线路图、测试常用电路功能及排除故障的能力。能复述逻辑门电路的功能,并能利用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路,并能分析简单时序逻辑电路的功能。
3.嵌入式技术
主要讲述嵌入式系统的基本概念、界面设计、应用编程等知识。通过学习该门课程可以使学生能够编写、调试嵌入式程序。
4.物联网数据库应用及管理
重点培养学生数据库基本技能,通过本课程的学习,学生能应用数据库应用软件对物联网工程中所需数据进行管理、查询、维护等操作。
5.农产品生产管理流通概论
课程介绍农业产品生产管理流通基本理论,从农产品生产到销售的过程为出发点,介绍不同农产品在生产销售流通等活动中的基本情况,应用的现代化技术、信息技术等情况。
6.计算机网络与通信技术
结合TCP/IP协议深入讲授计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点一点网络、广播网络、交换网络、网络互连、差错控制、流量控制、拥塞控制方面的基本问题。
7.循环农业生产与管理
主要介绍农业生产管理中与环境保护的相互关系、掌握循环农业生产与管理的关键技术,了解农村节能减排的政策、技术措施等内容。
8.物联网与供应链管理
主要介绍应用物联网技术的供应链系统的概念及功能、物流的发展、物流管理原理、物流运输管理、仓储管理、包装与装卸、农产品供应链等内容。
9.工程进度与质量管理
通过学习本门课程,学生掌握建设物联网工程质量与安全管理的基本程序与方法,物联网工程质量验收标准,施工安全生产技术规范,物联网工程质量安全事故的处理,解决物联网工程监理过程中遇到的实际问题。
(二)专业核心课
1.无线传感器网络技术
全面系统地阐述当前各种主流的无线网络的基本原理,结合多种工业现场传感器和多功能的上位机软件,深入浅出地讲解无线网络的基本技术。
2.物联网射频识别技术
主要介绍物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例,以及物联网RFID技术现状和标准体系。
3.工程线路识图
主要介绍工程设计绘图基础知识、基本理论,主要培养学生识读电器元件的结构形状的能力,同时了解相关工程的国家标准,识读图样,了解物联网工程绘制图样所需的机器、仪表和设备的结构和性能。
4.综合布线与网络工程实施
使学生能掌握网络综合布线的国家标准和行业规范,并能熟练地运用于网络综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节,培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力,并掌握综合布线的基础知识。
5.ERP运营维护
课程主要从物联网工程的角度介绍物联网工程系统中的主流程体验、销售管理、采购管理、存货管理、产品结构管理、物料需求计划管理、工单与委外管理、工艺管理、应收应付管理、财务管理等学习任务,掌握ERP系统的主业务流程和操作技能。
从以上课程体系的构建中可看出,在实际进行农业物联网课程体系的建设时,注重突出实际应用领域特色,学生既要学习电子信息技术,又要学习农业科技和农业生产技术,还要求掌握工程领域的基础知识,注重综合性能力的培养。考虑到农业物联网的项目一般偏小,各地点分散,其应用服务人才不可能专业划分过细,否则任何一个点都需要物联网、农业、工程安装等不同领域的人员组成团队配合工作,这对于偏小的农业物联网项目来说是不实际的,必然要求建设及维护人员具备多专业综合的能力素质。
四、改革教学方法,优化师资队伍
(一)改革教学方法
在教学方法上力求突破,当前所流行的行动导向、慕课均是可采取的方式,无论哪种方式,主导思想将贯穿以学生为中心的教学方法来进行实施。由于农业物联网服务型人才培养的专业特性、跨学科特性,带领学生进行现场学习将是必不可少的教学环节。此外,农业物联网在实际工作领域的实施,往往以一个个项目的形式来进行,因此,案例教学也是必然要采用的教学方法,在案例教学过程中注重对学生进行启发式教学引导,亦有利于学生兴趣的调动和综合设计实施能力的培养。
(二)优化师资队伍
从课程体系的构建可以看出,要做好农业物联网服务型人才的培养,师资队伍应具备物联网知识能力、农业生产流通和管理知识能力、工程实施等方面的知识能力,在实际建设中,各校可根据自身状况进行优化。同时,基于农业物联网应用创新的特质,应大力开展校企合作,引进更多的企业兼职教师来补充师资队伍。由于物联网本身(下转第186页)(上接第184页)是个新兴产业,农业物联网又兼有跨行业的特性,因此,教师的培训学习也是队伍建设中不可缺少的一环。
五、满足实验与实习条件,建设实训基地
应根据院校重视面向农业领域专业应用能力的培养思路,坚持基础和应用协调共进的原则,通过农、学、企相结合的方式,建设相应的实训平台,如企业提供最新的设备支持、学校提供专业人员、农业终端用户提供场地,搭建起一个真实的现代农业物联网应用平台。在实训过程中,学生收获了丰富的实战经验,为日后就业打好基础;企业获得了充足的人力资源,充分解决了农业物联网服务企业人员匮乏的现状;而农户则在合作中体验到农业物联网技术给农业生产带来的种种好处,为农业物联网的大力推广增强了信心。
其次,建立一个以农业物联网为背景的技术服务及农产品流通实训平台,通过该平台,培养出农业物联网领域的信息化人才,为技术服务的推广和农产品的流通打好基础。
通过利用实训基地对物联网服务型人才进行深入培养,可培养出一大批技术过硬、经验丰富的专业人才,以缓解目前农业物联网缺少此类人才的局面。同时也为农业物联网技术在我国大范围推广打下坚实基础。
物联网浪潮的来临,为现代农业发展创造了前所未有的机遇,改造传统农业、发展现代农业,迫切需要运用物联网技术实现对各种农业要素的全面感知、可靠传输以及智能处理。因此,对农业物联网服务型人才的培养具有重大实际意义和价值,人才培养模式就是其中一项迫切而又重要的研究工作。所以,应尽快在分析农业物联网发展现状的基础上,结合我国的实际国情对农业物联网人才培养过程中涉及的管理模式、技术模式、商业模式展开分析和探讨。在政府的引导下,在相关企业的积极参与下,建立一个多方共赢的人才培养模式,为农业物联网的长远发展提供长效动力。
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关键词 物联网;实验室;智能教学环境
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)19-0086-02
物联网指的是一种物体与物体间进行连接的互联网,是严格按照相关协议对专门的设备进行连接,实现互联网、任意物品间的相互连接,进行信息交换和通信,从而实现智能化识别、跟踪、定位等目的的全新技术。人们将其誉为第三种类型的信息技术,是信息产业的又一次革新,被视为在互联网基础上的业务和应用。因此,物联网的核心技术依然是互联网,它是对互联网技术的延伸,其用户终端覆盖世界上全部的物品,能够实现包括物品与物品之间的通信。
1 物联网专业课程开发现状以及存在的问题
高校物联网课程开发现状 物联网是由负责标识物品感知层、负责网络接入和信息传播的传输层、负责信息分析和应用的处理层等三大部分构成的庞大信息系统。物联网技术涵盖材料、通信、信息、电、机等各个领域。作为新型专业,物联网在很多高校已经存在。本文分析各个高校的情况,为物联网课程开发提供借鉴。从培养层次角度来看,大部分高校主要是培养中级技术人员,只有少数高校侧重培养高层次人员,与此同时重视培养产品研发人才的也是少之又少。从培养方向看,高校的人才培养定位主要集中在三方面:1)系统维护以及调试;2)相关设备安装;3)项目管理以及施工。从招生规模看,各个高校的招生规模主要是1~2个班,与其他学科相比,招生人数较少。从主干课程看,近几年高校同时考虑到应用程序、电子技术等方面技术,如安卓系统、C语言编程、安装智能家居、电子电路等。很多高校招生学生较少,而且培养方向也有所不同,主要集中在管理、生产等方向,很少涉及产品研发。
物联网课程开发存在的问题
1)课程设置、定位间存在矛盾。在调查过程中发现,多数高校物联网人才培养主要是设备管理、维护、调试等人员,少数涉及产品开发,这说明该专业主要是提高学生物联网基本技能。换句话说,大部分高校的课程集中在物联网终端以及感知这两个层次。然而课程设置与此情况存在明显矛盾,多数课程侧重物联网相关程序开发,难以充分显示出人才培养方向。
2)教材难以满足发展需要。一是教材知识跟不上发展步伐。目前,很多特殊学校仍然采用十几年前的教材,存在严重滞后性。同时,一些学校过度重视学生的理论知识,而忽视今后踏入社会的情况,忽视培养他们适应社会发展的能力,难以适应物联网的发展。可见,教学内容缺乏实用性,与今后发展需求存在矛盾,难以满足今后发展需要。同时,教学过度重视灌输书本知识,难以达到切实效果,反而会引起学生反感,进而降低学习的积极性。二是教学内容较难。在调查过程中,笔者发现很多教材较难,偏向理论,加上学生基础差,因此达不到教学效果。
3)实训场所落后。多数高校使用一些市场上较为常见的设备,确保先进技术以及设备。实训场所对于提高学生技能具有巨大的推动作用,同时也明显开阔了学生的视野。与此同时,物联网中的RFID、传感等技术都发展较快,设备更新较快。但是很多高校开设的实训课较少,而且相关教学资源落后,难以提高学生的物联网技能。
2 课程开发实践路径探索
明确人才培养目标 明确目标是课程开发的基础,对于课程设置具有至关重要的影响。实践表明,培养目标是否与社会需求相适应,直接影响社会经济发展。培养目标包括:社会对人才需求;行业发展;培养人才类型。其中,现阶段社会需要的人才大致分为四类:1)研发类,主要工作是开发硬件以及软件、设计系统等,要求具有完善的物联网知识,而且在创新方面具有较大的潜力;2)施工类,工作是设备调试、选型以及制订具体施工方案等,要求具有较强的协调能力;3)运营维护类,工作是系统管理、测试等,技能较强,而且熟悉物联网的大部分技能;4)营销类,工作是服务客服、产品营销,熟悉一定的技术以及技能,而且全面了解产品的特点以及使用,同时善于与人交流。
强化校企合作 校企合作对于物联网教学发展具有现实意义。首先,代表着教育理念的重大变革,也象征着一种教育发展趋势或教育潮流;其次,作为一种先进的、科学的教育理念,校企合作有效地提高了学生的知识、业务水平和专业素养,使学生更加勤奋、努力地提高自己的能力;最后,校企合作强化了学校的教育、管理,实现了学校教育与学生职业生涯的有序衔接,不仅帮助企业找到优秀的人才,还使学校的教育工作更具有针对性,大大提高了学生的就业率。
为了制订校企合作人才培养模式教育方案,学校应该与企业进行合作,并以企业为核心,无论是市场调查还是技能培养,都应将教学结构、教学内容与企业相结合,一方面与企业进行合作为学生创造实习机会,一方面在课堂上将教学与实践进行结合,提高学生的专业技能。在教学过程中,按照工学结合制订培养计划,加强培养学生的实践能力,并高度重视培养学生的就业习惯与就业意识,不仅要加强学生的岗位技能训练,还要培养学生的应用能力,以此来满足社会的需要。要想充分发挥此种方法的作用,学校关键点在于建立一个完整的评价系统。借助这个评价系统,可按期对学生的就业竞争力、技能进行考核与观察,不仅可以充分评价人才培养的质量,还可以检验人才培养过程中的优势与不足。因此,校方应积极与企业进行合作,并展开评价活动,检验学生在企业实践中是否具备专业水平、专业素养。由于企业与学校各自的目的存在差异,因此在学校中主要以评价学生的专业知识、能力为首要目标,以此来确保评价的客观性。
开设特色课程 高校的人才平培养有所不同,因此应当结合自身特点,开设特色课程,形成差异化课程,如农业学院设置物联网农业,将物联网技术应用在农业生产过程中。如进入培育阶段后,可以采用物联网技术及时掌握种植环境状况,如温度、湿度、CO2等信息。同时可根据收集的信息设置自动检测,对产品进行及时管理,那样可以高效应对环境变化,马上采取措施,确保幼苗生长环境最佳。进行温度信息采集,能够远程调节适宜的温度,高科技的应用不仅可以减少人员成本,而且能确保生产出来的农产品的质量以及产量。在生长过程中,有关工作人员同样可采取物联网监测功能,这样有利于农民及时、准确掌握植物的生长环境、营养情况及病害虫情况。利用传感器能够及时获得土壤、水分、光照等情况,通过监测的结果分析,可帮助农民改善植物生长条件,进而减轻病虫害的损伤,稳定作物的生长条件,运用光感科技获得信息对产品进行科学管理具有非常重要的意义。此外,家居设计专业课将其应用于家居建设过程中,通过综合布线,建成一个具有网络通信、安全防范、智能控制以及音视频等效果的实验室。
强化教学资源建设
1)强化实验室建设。相关人员可从两个方面着手。一方面是改造。物联网技术发展迅猛,具有较快的更新速度,目前不少高校实验室已经难以跟上时展步伐,导致大量设备不能满足教学需要。为此,高校应当强化对此类实验室的改造,置办一些先进设备,同时全面考虑经济、安全等因素。另一方面是新建。高校可新建具有针对性的实验室,如智能类型的家居、安防、交通等。如智能家居,在软件方面,其网口的驱动设置为10 M/100 M的适应模式,其无线网Wi-Fi设备驱动应用802.11b/g;Tvout驱动是NTSC模式,3D驱动是Graphics;视频驱动支持JPEC CODEC的标准;GPS驱动支持全球定位;网络协议设计支持大部分应用,比如HTTP等。在硬件方面,主处理器是应用ARM13,网络盒应用家里现有的无线Wi-Fi设备;GRPS模块应用SiRFStar IIIGSC3F/LP.7979,在捕获时是144 dBm;VGA接口应用液晶显示器,将250 M内存集成,可以播放出高清视频。
2)在智能教学环境中的应用。物联网信息技术主要是指依据相关的网络协议,通过GPS、射频识别、传感器、感应器等先进技术工具,实现物体、互联网间的连接,并在网络中完成信息的交换,最终达到监控、定位等效果的全新技术。通过物联网信息技术可以构建出智能化的教学环境,让学校直接在智能化教学平台中对校园中的各类电子设备进行管理。例如:教师或学生走进教室后,校园网络中的温度感应系统可以依据教师身体温度,对中央空调的温度进行调整;光线识别系统可以对教学环境的亮暗程度进行判断,之后自动启用相应的照明设备;人像识别系统则可以识别出进入教室的人是教师还是学生,如果进入对象是学生,系统将会启用自动识别签到,若是教师进入则自行启动课堂中的多媒体教学设备,并直接将学生的签到信息发送到多媒体设备中。此外,智能化教学环境运行时,如果多媒体设备出现故障,物联网络中的传感器系统能够及时对故障信息进行收集和分析,并传送到校园网络管理平台中,提醒相关的管理人员及时进行维护和检修。
3 结束语
如今社会是信息发展的时代,科学技术更新较快,同时互联网、电脑等技术也得到长足发展,而且对于物联网发展具有积极促进作用,实现新技术的革新与进步。物联网是一种全新的科学技术,是信息、通信、互联网技术的结合体,为人们生活、生产的需要提供了庞大的信息量,其智能化的信息技术实现了信息的传输、感知与交互。本文基于物联网概述以及前景分析,剖析该专业课程现状以及存在的问题,最后提出进行课程开发的行之有效策略。■
参考文献
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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)34-0171-02
1 物联网产业发展与人才需求
1)物联网产业蓬勃发展
自从2009年,提出“感知中国”,物联网产业在我国迅速发展,年均增幅超过25%。到2015年物联网产业规模超过7500亿元。物联网产业涉及传感技术、射频识别技术、计算机网络技术、通信技术、软件技术等。物联网应用于我们生产生活的方方面面,如节能减排、环境保护、食品卫生、智能交通、智能农业、智能家居等。
2)物联网软件开发行业人才需求量大,就业薪资水平高
物联网软件开发主要有PC端应用开发和手机端应用开发两部分。PC端开发的.net软件工程师在我国每年对软件人才的需求将达到 80万~100 万人;手机端开发的Android开发人才缺口至少达到三十万以上。高职学历物联网软件开发人员薪资普遍在6千~8千元左右,不少学生能够拿到8千甚至1万以上的薪水。
支撑物联网的移动通信行业(特别是4G)发展迅猛,网络优化人才需求量大
移动通信网络是物联网应用的核心技术之一,支撑物联网技术的行业应用于推广。从2014年底我国4G牌照的发放,4G移动通信产业迅速发展壮大,4G网络前期建设拉动的投资规模达5000亿元左右,网络正式商用后,还将带动终端制造和软件等上下游行业,产业规模有望突破万亿元大关。4G网络优化人员薪资待遇一般是实习2~3千,初级5~6千,中级8千以上,高级1万以上。
2 物联网专业建设现状分析
1)物联网软件开发与无线网络优化等高端产业知识更新快,学校很难做到与行业同步更新
物联网软件开发与无线网络优化等均为引领产业发展潮流的知识密集型产业,知识更新非常快。而学校培养方案都是提前几年制定完成的,不会随意更改。这样势必造成学校教授的知识跟不上产业发展需求,对于培养高技能人才不利。在与这些知识更新很快的高端产业对接时,如何抓住技术核心能力培养并时刻关注产业技术发展,做到紧跟技术发展而不盲目跟随技术,需要在专业培养中深入研究。
2)学校实训条件无法做到与物联网软件开发与无线网络优化等高端产业同步更新
高端产业发展快,势必导致教授这些技术所需的实训条件能跟上技术发展。而专业实训室一般是前一年申报第二年建设,至少2年的周期,这样很难满足技术发展需求。如何利用好现有实训条件、如何规划好专业实训室建设也是对接高端产业时急需研究的问题。
3)同一专业的学生个体特点、学习兴趣与学习能力存在差异,同一方向培养不了满足学生的个性化需求
现在大学生在高考选定专业或服从专业调剂进入大学后,能难有机会对自己的专业规划进行选择。即使再不情愿也得学完本专业的内容,毕业后去找个与专业不相关的工作。如何培养学生专业兴趣、如何增加学生职业方向选择权,同样是对接高端产业需要研究的一个问题。
4)各行业和技术均有各自不同的特点,传统培养模式很难与高端产业对接
物联网软件开发与无线网络优化等高端产业都有各自特点,若用同一种培养模式去培养不同技术特点的方向人才,其效果势必大打折扣。分析产业技术特点,寻找适合各自特点的人才培养模式也是对接高端产业需要研究的问题。
3 物联网专业建设改革思路
3.1 改革内容
1) 物联网软件开发与无线网络优化等高端产业技术特点的研究与核心能力的提炼
物联网软件开发人才需求与技术要求的调研,形成调研报告。
无线网络优化人才需求与技术要求的调研,形成调研报告。
物联网软件开发核心技术线路的梳理与提炼,形成课程链路与知识、技能提纲。
无线网络优化核心技术线路的梳理与提炼,形成课程链路与知识、技能提纲。
2) 分方向培养模式的改革与探索
基于分方向培养的课程体系构建,①形成宽基础物联网专业平台课程体系,并修订课程标准;②形成物联网专业各方向专业课程体系,并修订课程标准。
基于分方向培养的运行机制建设,①制定物联网方向选修指导与选拔方案,并制定各方向能力考核指标;②制作职业方向宣传介绍材料,让学生充分了解各个职业方向。
3) 适应物联网软件开发与无线网络优化等高端产业人才培养的实训室建设与规划
形成物联网专业实训室建设三年建设规划。
现有智慧实训室的有效运行与维护,①提炼一套物联网项目体验与调研的基础实训项目;②制定一套物联网综合实训的项目,含项目与指导书。
完成网络优化实训室的建设,完成建设任务并提炼实训项目,制定实训指导书。
物联网专业实训室文化建设,制定物联网专业实训室文化建设方案,搜集文化建设素材。
4) 物联网软件开发方向与无线网络优化方向人才培养途径探索
引言
近十余年时间里,我国的高等职业教育无论是在办学规模、招生数量和人才培养质量等方面均取得了一定的成绩,但是高等职业教育的发展现状与其应该扮演的角色之间还存在着很大的反差,重重困境,生源危机、毕业生就业错位、缺乏吸引力等问题成为制约高等职业教育发展的瓶颈。在贯彻落实教育部《关于推进高等职业教育改革创新,引领职业教育科学发展的若干意见》(教职成[2011]12号)等有关政策文件精神的基础上,针对高等职业教育的发展现状以及面临的困境,教育研究者和高等职业教育工作者研究了一系列改革方案,并在实施中取得了一定的效果,但还需要进一步探讨解决现实中诸多问题的思路。本研究将以高职计算机专业为例,深入探讨该专业的专业转型和教育教学改革的思路,为更有效地培养合格的专业技术人才提供参考。
一、形势与现状
近十几年我国计算机技术不断发展,技术应用迅速普及,高职计算机专业也针对性培养了大量的应用技术人才,极大地促进了现代信息社会的经济发展。为了适应当前的国家经济转型,社会人才市场上还需要大量计算机技能应用型人才。
1.现状
针对高职计算机专业的毕业生普遍存在就业难和就业的专业相关率低的问题,高职教育工作者也提出和实施了“产教结合”、“工学结合”、“做中读”、“半工半读”、“工读交替”等人才培养思路,但实施效果不理想,导致这门曾经是非常热门的专业现在变成红牌专业了。
2.原因分析
学校非常希望通过校企合作达到培养满足社会需求的合格技术型人才的目的,企业也希望通过这种合作创造更多的效益。所以学校和企业其实都希望有良好的校企合作。然而为什么企业却不愿意给毕业班的学生提供实习岗位,不愿意录用高职计算机专业毕业生,造成学生就业的专业相关率低的现象呢?原因主要是高职计算机专业教育教学方面出了问题,使学生的知识技能有些跟不上时代的发展,学生的主动学习热情也不高。
学生一般都是去中小型企业工作,中小型企业的特点是人数较少,而且为了提高效益和效率,普遍采用较时尚先进的相关岗位技术,因此经常要求员工一岗多能,并具有先进时尚的知识技能,而且不愿意花人力和时间从零开始培训实习生。而当前高职计算机专业学生掌握的技能跟不上时代要求,知识面较窄,达不到中小企业对岗位技术人才的要求。
因此现在只有及时进行高职计算机专业转型和教育教学改革,才能培养出满足企业需求的合格人才,提高学生就业率及就业的专业相关率。
二、计算机应用方向的市场调查
高职计算机专业是IT方向很老的专业,现在IT行业技术分类越来越细化,应用技术更新越来越快,计算机应用型人才应该具备的知识技术也应该快速跟上时代的步伐。
计算机专业一直希望顺应时代的发展,培养满足社会技术需求的人才,曾经着重进行计算机软硬件安装与维护方向、网站建设与维护方向、网页设计制作的方向、多媒体制作等方面的教学。计算机应用岗位需求量曾经非常巨大,高职学生的就业也曾经很好,但近年调查数据显示,这些技术方向相关的岗位已经有了大量成熟的岗位人才,岗位人才的需求量明显减少,同时大量本科计算机毕业生也在与高职计算机毕业生进行岗位竞争,本专业的高职毕业生从事专业相关岗位工作的人数比例低于30%。随着移动互联网的迅速普及应用,中小企业现在对移动互联网技术方面的岗位技术人才的需求直线上升。因此为了尽快提高学生的就业率和就业质量,高职计算机专业转型和教学改革刻不容缓。
三、高职计算机专业课程体系及教学改革
高职计算机专业的教师需要经常到相关企业一线挂职实习锻炼,及时感知行业技术新技术动向和企业相关岗位技术的需求,然后尽快将这些技术融入到教学内容中,同时改革教学方法,以便更好的培养满足企业岗位技术需求的人才。
当前IT行业的新技术动向为移动互联网、智能楼宇和物联网,高职计算机专业改革理应从这几个新技术中选择一个。对中小型企业人才需求的调查结果表明,目前人才需求最多的是移动互联网方向,而且该方向的课程可以高效利用已有的教学资源,资金投入相对较少,比较适合高职计算机专业当前的专业转型,而且移动互联网方向的移动应用开发技术(Android)和WEB前端技术和移动服务器技术等要求的编程较少或比较容易,高职计算机专业学生比较容易理解和掌握。所以高职计算机专业转型到移动互联网技术是现实可取的。
1.专业转型后的课程体系特点
高职计算机专业转型后,为了体现专业新技术特点,课程体系首先应该确定多门主要专业课程和专业基础课程,比如移动互联网概论、移动应用开发、WEB前端技术应用技术、移动服务器技术、移动互联网营销等课程和一些列专业基础课;第二,按企业需求动态开设专业选修课;第三,为开设的各门课程合理分配课时量,使学生更好的吸收和掌握这些知识技能。另外还要强调课程之间的互联性,课程中和性、完善性。
专业课程体系中,第一学期为了让新生初步具体感知专业方向,需要设置移动互联网概论课程,从第二学期到第四学期学习各门专业课和专业拓展课,第四学期课堂教学的最后两周可以开设专业综合实训,锻炼学生综合动手能力,尽量能使学生零距离上岗,更好地达到企业的人才需求。移动互联网概论课程内容很广,涵盖后面学习移动通用页面设计与制作、移动客户端应用软件开发、移动服务器端建站、移动产品网络营销、数据库等多门课程的案例分析及设计制作环境的介绍,为学生深入学习后面各门专业课程起到铺垫作用。专业综合实训是让学生运用学到的各门专业课程的实践技巧,综合设计和制作一个具体的移动互联网技术与应用相关的作品。
2.教育教学的改革措施
高职生主要来源是三校生和普高生,虽然他们都使用过移动互联网产品,但专业理论基础和技术基础却有很大差异,为了达到更好的教学效果,针对不同的生源应该采用不同的教学方法。三校生的专业课教学是突出知识技术水平在以前的基础上进一步提高,而普高生的专业课教学需要从课程的理论和技术基础开始,循序渐进,所以给他们上同一门课的老师,虽然课名和教材一样,但教学进度和内容不一定相同,需要制定不同的教案。
专业课程内容应该减少课程内容中过于理论的内容,增加新技术及其应用技能方向的实践内容。实验分为校内和校外。校内课程实验和实训应继续坚持校内的“产教结合”模式和案例教学,但是课程实验教学的方法还需要改革。传统的课堂教学模式是老师先讲理论,再做相关实验演示,然后学生被动模仿。现实工作中都要求员工具有主动学习思考的能力,所以培养学生主动学习的能力很重要。专业课程教学方法可以进行以下尝试。课程的早期实验可以先按传统教学模式进行,中期阶段随着学生知识的积累,可以指导学生先做实验,教师解释实验中理论依据,课程后期教师可以先指导学生自己做实验,让学生主动搜索查找相关的理论依据,以这种渐进的方式激发和培养学生学习的主动性。校外实训应该提高“工学结合”的有效性。“工学结合”要求作为校外实训基地的企业提供充足的专业相关性实习岗位,鼓励企业对实习生进行岗位培训,而不是把学生当廉价劳动力在企业做于专业不相关的简单打杂事务。另外还应该培养学生较宽的技能范围。中小型企业要求员工不仅具有应用时尚技术的能力,一职多能,所以还需要鼓励学生根据自己的职业规划学习更多的跨专业的选修课。
教师的专业培训和业务水平与教学质量有很大关系,与学生的就业也密切相关。因此学校应该尽量多的给教师提供针对性的培训机会,教师自己也应该有意识的自己更新拓展相关知识,到企业一线进行实际锻炼,学习掌握新技术,并将学到的新技术尽快融入教学中,及时传授给学生,使企业愿意接收高职计算机毕业生,真正达到为社会培养合格人才的目的,提高学生的就业率和就业专业相关性。
四、结语
我校新计算机专业课程体系已经建成,招收了专业新方向的新生。去年开始针对大二的学生中途进行该方向的课程教学实践,这些学生在今年顶岗实习的单位受到普遍欢迎,说明这个专业方向选择的正确性和教育教学改革的有效性。虽然专业改革取得了良好的效果,但是还需要与时具进,不断完善,争取更好地为社会培养合格人才。
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近几年来,电子与信息技术专业(以下简称电信专业)在市场经济与产业转型升级的大潮中遇到前所未有的冲击,传统的岗位操作工严重饱和,新岗位设置不明朗,招生人数连年滑坡。与此同时,以专业结构与产业结构吻合度为重点的市场调研在全省职业教育界广泛开展,从2011年下半年开始,我们团队进行了大量的行业企业调研、同类学校走访、专家咨询,进行了多次研讨,抓住无锡物联网发展机遇,确立了在电信专业建设中嵌套物联网技术的新思路,着力打造电信专业升级版。同时,人才培养方案、课程体系、教学模式、教学评价、师资建设、校企合作、基地建设等方面也逐步完善,提高了电信专业适应新形势、新技术的能力,更大程度符合区域经济发展和产业结构的调整,使专业焕发出新活力,为电信专业的内涵建设积累了一些实践经验。
一、电信类专业嵌套物联网技术的可行性分析――市场给力
物联网的概念早在1999年就被提出,是在互联网的基础上,利用RFID技术、传感网络(WSN)技术、GPS卫星定位技术、M2M物物数据通信技术等现代信息技术手段,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。
电信类专业中涉及的物联网相关技术比较多,尤其是传感器技术和通信技术应用广泛。最近几年,物联网的发展为产业结构调整注入了活力,物联网超过一半的标准采用无锡创造,物联网技术与应用产业成为无锡的一个热点,也必然会成为新一轮社会发展的一个增长点。目前而言,物联网尚处于产业化初期,对于人才的需求体现出高端性,研发和设计人才需求量比较大,但随着近期智能交通、智能环保、智能安防等应用项目不断催生,系统安装、调试、维护等方面的一线技能人才需求量也在逐步增加。所以,电信类专业与物联网技术匹配度还是比较高的,无锡物联网技术的蓬勃发展为电信类专业毕业生提供了一个前所未有的就业机遇。
二、专业建设以校企合作为平台――善借外力
专业建设的传统做法是通过市场调查,先确定人才培养的目标和模式,组织教师研讨构建课程体系,然后购买各种实训设备,最后派教师参加培训学习,开发课题,组织教学。这样一种按部就班的专业建设方式看似有条不紊,但实施起来很难完全对接,由于物联网技术的特殊性,目前各厂家的实验实训平台很难与课程体系完全符合,教师参与的各类培训也很难与要构建的课程完全吻合,教师感到力不从心,甚至无从下手。对于一个新的专业方向来讲,首要任务应该是解决开什么课(教什么)和以什么形式上课(怎么教)的问题。职业教育具有明确的职业价值取向和职业特征,以及较强的职业定向性和针对性。“校企合作,工学结合”是目前我国职业教育改革发展的方向,是实现职业教育人才培养目标的重要途径。探索校企合作共建专业的体制机制已成为专业建设的必由之路。结合几年来的专业实践,我们认为:专业建设应以校企合作为平台,要善借外力,借力使力。
我们成立了包括政府、企业、行业、专业专家在内的专业建设指导委员会。定期组织讨论交流,集聚本专业的专家和高技能人才为专业建设把脉领航,按照企业用人标准设置专业学习内容和课程标准,市场有什么,我们开什么;市场缺什么,我们添什么;市场淘汰了,我们就不学。初步形成了学校与行业、企业、研究机构及社会其他组织共同建设本专业的良好局面。
2011年,我校作为成员单位,加入无锡物联网职教集团,以无锡中电科物联网创新研发中心为理事长单位,江南大学物联网工程学院和美新微纳传感系统有限公司等8家单位为副理事长单位,此举也为校企合作、专业教师培养等建立了很好的平台。2012年物联网职教集团积极发挥在高职人才培养体制改革中所起的重要作用,探索创新校企合作模式,深化工学结合人才培养路径。与企业签订长期合作协议,学生定期到企业进行工学结合顶岗实习:无锡海力士半导体与我校签订长期合作协议,每年为我校提供6万元的建设基金用于“海力士订单班”的学生奖学金和发展基金;无锡红光微电子公司每年接收我校两批电信专业学生下厂顶岗实习。2012年,我校又和无锡泛太科技有限公司合作,校企共建了物联网基础实训室、物联网综合实训室、物联网开发实训室,涵盖智能家居、智慧农业、智能物流、智能交通等物联网领域。双方互派学员,企业提供数据源代码,学校引进技术,开发产品,教学内容贴近市场、贴近生活、贴近实际。
另外,我们积极以亚太经合组织(APEC)实训基地(无锡市公共技能实训基地)为依托,研究校外基地建设的配套问题,研究校内外实训基地的相互补充和相互完善机制,定期组织教师学生去该基地实训,近距离感受物联网技术。
三、专业建设以教科研为突破口――提升内力
教什么、怎么教的大方向问题解决了,如何让各部分内容有题可做、有机组合、有效衔接呢?这就是内涵建设。必须找到专业建设的突破口,只有找到突破口后,专业建设思路才会更加清晰,建设任务才会更加明确,建设过程才会更加快速。苏霍姆林斯基说:“如果你想让教师的劳动成为他们幸福的生活,使一节节课不至于成为教师单调乏味的义务,那么你就把教师们引到从事教育科研的幸福道路上来。”教师群体的专业生活方式,决定着专业高度。
第一是优化人才培养方案。通过物联网产业重点领域及人才需求的现状分析,明确物联网技术工作领域,研究物联网背景下本专业在学习领域与工作领域的关系,研究本专业的核心能力和核心课程。物联网应用技术方向除了学习公共基础课和专业基础课程以外,还要系统学习专门化方向课程:物联网技术导论、传感器原理及应用、单片机技术及应用、EDA技术、RFID原理与应用、物联网通信技术、无线传感网原理及应用等。在人才培养方案的重新构建中,着重注意以下四点:一要“有眼光”,通过市场调研,研究物联网技术与电子技术的衔接点和衔接面,在原有专业基础上科学规划,提高专业对于物联网产业化初期的适应性,提高专业发展对于物联网发展的前瞻性。二要“促就业”,要根据物联网人才培养的要求,研究相应的岗位能力,解析相应岗位的能力与学生核心能力的关系,促进学生就业竞争力的提升。三要“优课程”,人才培养方案是专业建设的文本性资料,其涉及的内涵要求关键体现在课程设置上,因为物联网技术的嵌套,课程改革的力度必将加大,课程的选择和课程内容的选择至关重要。以基础课程、实践课程、主干课程、课程排序四个方面为维度研究电子类专业新的课程体系,研究课程内容、实施时间、课程深度、课程难度的关系,提高课程设置的科学性和管理的有效性。四要“会变通”,目前无锡的制造业市场已处于转型升级的关键时刻,人才培养的规格肯定要顺应市场规律发生变化,在执行这个方案的过程中,一定要确保方案的实时性。
第二是自主开发校本教材。传统的实训设备和教学资料已不能满足现行教学要求,我们针对物联网感知层、传输层、应用层的不同技术特征和相互之间的联系,结合自主要求,努力开发教学讲义。具体说就是由借鉴无锡泛太的产品转向自主开发实验实训项目产品。在整个开发过程中,先科学分析人才培养目标、课程体系,确定实验实训平台的功能需求,同时大力参与企业项目,进行剖析转换,孵化生成,使之适合教学需求。在此基础上组织专家和教师确定实验实训项目的功能、实训项目名称、教学组织形式等具体内容。目前已经在智能交通和智能物流两块全面铺开,这种做法也解决了许多长期困扰职教专业发展的问题,如课程体系与实训平台不吻合、教学脱离实际、兼职教师难聘任等问题。
第三是全员参与课题研究。依托名师工作室的支撑,鼓励全体教师通过专项课题研究解决自身发展的“高原”现象,要求每位教师主持或参与至少一项校级课题,2012―2013年度无锡市教师教科研专项课题“电子与信息技术专业中嵌套物联网技术的实践研究”(课题编号:2012WXJYD6)成功结题,多位教师的论文在各级各类评比中获奖。这些“接地气”的措施不仅让教师们增强了教科研能力,更主要是拓宽了他们的专业知识面,增强了驾驭本专业知识教学的能力,课堂教学有题可做,得心应手。
四、形成合力,充分激发专业活力
专业建设的过程是辛苦的但也是快乐的。通过两三年来的共同努力,市场―学校―企业―教师―学生五位一体,形成了推动专业发展的强大合力,这种在电信专业教学中嵌套物联网技术的专业教学模式逐渐得到了学校、企业、行业和社会的认可,呈现出教学有实际项目、学习有可行目标、实训有配套基地、就业有对接市场的蒸蒸日上的好势头。本专业也因此激发出新的活力,近两年毕业生就业率连创新高,社会效应不断扩大,招生呈现上坡趋势。在2013无锡市职工技能大赛中,我校青年教师参加物联网智能家居项目,获得一等奖。2013年6月,电子与信息技术专业成功创建江苏省中职品牌专业,使我们的专业建设上了一个新的台阶。在当前中高职并存的局面下,我们也在研究不同层次类似专业建设之间的衔接和沟通问题,明确了通过合适的内容与方式来进行衔接与沟通,科学定位,合理配置项目资源。今年除了原定计划外,又和无锡城市学院确定举办“3+3”的中高职衔接的现代职教体系试点项目,我校申报的物联网应用技术专业(专业代码:590129)也被批准为江苏省五年制高等职业教育新增专业。“一分耕耘,一分收获”,我们坚信,电信专业建设的道路必定会越走越宽广。■
【参考文献】
[1]熊泰蓉.浅谈新形势下中等职业学校电子专业的教学改革[J].成才之路,2011(15).
[2]李爱涛,孙桂萍,唐艳娜.浅谈校企合作对物联网专业建设的影响[J].价值工程,2012(28):272-274.
[3]周稽裘.现代职业教育要突出强调转型发展[J]. 江苏教育,2013(44):21-23.
一、引言
物联网将人类生存的物理世界网络化、信息化,将分离的物理世界和信息空间有效互连,是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,为新一代信息技术的发展提供了新的机遇和平台。在这样一个具有战略性重要作用的物联网领域中,我国目前已居于世界领先行列。无论是在政策、技术还是产业链上,我国的物联网发展都拥有显著优势,具备难得的发展机遇。
二、物联网的定义
1.英文名:Internet of Things(IOT),也称为Web of Things。
2.物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
三、技师学院开设物联网专业的可行性
物联网虽说是新兴高科技产业,但主要以高中毕业生为起点的技师学院开设物联网专业,培养物联网技能人才并非遥不可及、高不可攀。物联网是实实在在的,既不要把物联网神秘化,更不能把物联网虚拟化。任何新专业的开发,都是由浅入深、逐步建立的;急功近利的做法不可取,简单否定的做法也不可取。我们只要认识物联网的真实属性和本质,就能大力推进物联网专业的发展。
作为连续9年位居中国软件百强之首的华为有46%的人力集中在研发,33%的人力集中在市场,生产、管理和行政合计只占21%。生产主要是作业员、品管员、物料员等市场主要是销售工程师、渠道经理等,管理主要是总经理、副总经理、人力资源经理等行政主要是文员、行政经理、食堂宿舍管理员等
由此可见专业技能型人才是物联网的建立与发展产业链中的一支不可忽视的重要力量。当下技师学院应面向大型企业培养应用型、实用型人才的办学思路,为物联网专业培养不同层次人才给出了一条新的思路,即以大型企业需求为导向,培养初、中级实用型专业人才。
四、物联网专业建立的重要意义
加快发展物联网是构建现代产业体系、走新型工业化道路的内在要求。作为信息技术新的突破方向,物联网成长潜力大、带动力强、综合效益好,不仅本身蕴含着巨大的战略增长潜能,而且能够有力地推进信息化和工业化深度融合,带动传统产业转型升级,催生新的经济增长点。加快发展物联网,将为我国建设结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、吸纳就业能力强的现代产业体系。
五、物联网专业开设的现状
1.2010年,教育部批准40所高校办学2011年初,第二批批准27所高校2012年2月,教育部批准80所高校办学。目前,共有147所学校开办物联网工程专业,还有在其他专业下开设(物联网方向)的办学模式,约200所高职高专办《物联网应用技术》专业,估计近500所高校已办或准备开办物联网专业。
2.当前我国物联网发展总体与世界同步。我国环渤海、长三角、珠三角以及中西部地区四大物联网产业集聚区基本成型,西部的贵州、甘肃、四川、重庆等省市积极布局物联网产业。截至2012年6月底,三大运营商已在全国320多个城市和当地政府合作建设智慧城。
3.目前物联网开设的主要课程:
《RFID技术》、《WSN无线传感器网络》、《M2M技术》、《物联感知与终端(嵌入式)技术》、《物联网组成原理》、《物联网综合实训》、《短距无线与异构组网技术》、《物联网安全》、《云计算》、《物联网工程与平台综合技术》、《大数据技术》和《物联网系统调控方法》
六、市场需求大,就业前景广阔
工业和信息化部杨学山表示,以云计算、物联网、移动互联网和大数据为代表的新一代信息技术,正在对软件产业带来一系列深刻变化,开放式创新、产业链垂直整合、产业生态体系的竞争、技术与业务深度融合成为新时期软件发展的重要特点。
1.2012年07月-12月深圳物联网预定人才需求数量
2.深圳IT企业招聘研发岗位的领域和方向
(1)华为中兴及其外包系列(华为技术、中兴通讯、易思博、华胜天成、文思创新、软通动力、东南融通等);
(2)对日软件外包系列(鹏开信息、东洋网篮等);
(3)嵌入式类软件企业(凯立德、元证科技、茁壮网络等);
(4)对香港软件外包系列(大展信息、香港永泰、香港志鸿、新华南方、中联信息等);
(5)应用软件开发企业(联软科技、金蝶软件、腾讯等);
(6)民营电子产品企业的自主研发―为制造型大国走向创造性大国而努力!
3.深圳软件名企
(1)华为技术――中国软件百强之首、世界通讯行业亚军;
(2)中兴通讯――世界专利申请冠军、中国软件百强亚军;
(3)腾讯科技――世界第一互联网公司;
(4)迅雷科技――中国最大的下载软件平台;
(5)金证科技――中国证券行业软件冠军;
(6)长城股份――中国软件企业百强、上市公司;
(7)创维数码――中国软件企业百强、香港上市公司;
(8)长亮科技――中国小型商业银行软件冠军、创业板上市公司;
(9)宇龙科技――中国国产智能手机之冠(酷派);
(10)金蝶软件――中国中间件第一名、香港上市公司、
4.物联网朝阳产业
2011年中国实现软件产值18500亿元。增长32.4%,国家GDP增长9.2%,按照中国软件从业人员产值80万元计算,现有软件从业人员231万人。2015年中国将实现软件产值4万亿元。到2015年物联网相关产值将达到1万亿,平均年增长29.1%,是中国GDP增长速度的4倍。
七、深圳软件园订单定岗高端就业
就业案例:
1.毕业生2010年11月入职:深圳融创天下公司毕业前薪资:3900元,工作地址:深圳市南山高新区国家软件园。
2.姓名:宋亚楠,性别:女,培训毕业时间:2011年6月,培训专业:深圳软件园J2EE开发,就业时间:2011年3月入职深圳融创天下,毕业前薪资:3500元。
3.姓名:王杰,性别:男,学历:专科,专业:计算机应用,毕业时间:应该于2011年6月,培训专业:深圳软件园J2EE/Android开发,就业时间:2011年4月入职深圳鹏开信息,毕业前薪资:3400元+(注:该披露,该生挂科17课,目前仍未拿到证书)。
总之,物联网的发展对学校来说,是一次难得的发展机遇。广东省南方技师学院深圳分校应充分发挥身处深圳的特殊地域优势,就业市场广阔,人才需求量大等特点开设物联网并积极开展校企联合办学,以灵活的办学机制、有效的教学手段、可行的实训计划来开设新型专业教学。
参考文献
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)10-00-03
0 引 言
物联网技术目前成为全球各行业各领域研究和应用的热点,它能给我们的经济、生活带来巨大的变革。随着物联网的兴起,对人才的需求必然会有一个飞跃性的增长。专家预测10年内就可能会大规模普及,产生一个上万亿元规模的高科技市场,因此社会对物联网技术方面的人才需求巨大[1]。国家教育部从2010年3月,了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,随后我国有数百所大学申报和准备申报物联网或传感网专业。
信息获取、信息传输和信息处理,这三个部分构成了信息产业的三大支柱,他们也是物联网产业的三个组成部分。电子、通信、计算机是物联网三大支柱中的必备学科。其中每一个学科都有一套人才培养的知识体系,而每一个学科又有多个方向。而物联网工程专业需要这三个学科知识的支撑,所以物联网工程专业可选择的基础、专业课程众多,所涉及的应用更是无处不在,在教学上往往会希望面面俱到但是又无所适从[2]。如何根据具体情况做出取舍是一个值得探讨的课题。
各院校物联网工程专业的课程体系设计不尽相同,有的甚至差异很大[3-6]。绝大部分院校的物联网工程专业课课程体系只是对物联网工程涉及的多学科领域现有课程进修简单的裁剪和叠加,再增加物联网导论等专业核心课程,这类课程体系没有体现出物联网工程专业的特色。因此有必要从物联网技术自身发展、物联网相关企业人才需求和学生自身素质全面发展三个角度,对物联网工程专业人才培养方案进行分析探讨[7]。
许昌学院2013年通过国家教育部审批通过,开始招收物联网工程专业的学生,在探索物联网工程专业培养方案的过程中,我们也借鉴了许多高校的经验和做法,也寻求了多家企业的合作,目前对该专业的课程设置也有了自己的看法和思考。我们可以从物联网技术体系架构和人才就业方向入手,探究不同人才培养就业方向在体系架构中所需要的核心技术和课程,从而理清思路,为物联网工程专业培养方案和课程体系的设置提供参考。
1 物联网技术体系框架
图1 物联网技术体系框图
物联网的整体架构如图1所示,从图中可以看出,物联网按照网络架构可以分为应用层、网络层和感知层。围绕着这三层,可以探讨其中所需要的核心知识,从而得出物联网工程专业学生所需的知识体系。
2.1 感知层
感知层的主要作用是信息的感知和采集,主要由感知器件来实现各类信息的采集,如各种传感器、RFID、各种二维码、红外和智能装置等。
在这一层中,需要具备的知识主要包括:
各种传感器的功能、性能、结构、特性和工作原理等内容;
RFID、条形码等的相关知识;
各种智能终端的特点、结构、工作原理等。
根据物联网工程专业的特点,不需要对传感器的具体细节做过多的认识和学习,只需要简单了解和使用即可,所以不需要开始相关的传感器原理等课程。但是传感器所采集到的信息需要有相应的硬件进行收集处理并上传至网络层进行发送,可以说嵌入式是整个物联网的基础部分,所以有必要开设嵌入式相关的课程。
与嵌入式相关的硬件主要包括:单片机、ARM和FPGA三种。
2.1.1 单片机
单片机的使用非常广泛,而且在后续网络层中所使用的CC2530 ZigBee模块中也包括单片机模块,因此,单片机课程应成为物联网工程专业所必开的课程。与之相配套的课程包括:C语言程序设计、电路和电子学和数字电路。有些学校还开设有计算机组成原理和微机原理与接口技术,笔者认为,这两门课程可以选择一门进行开设。
计算机组成原理主要面向计算机专业的学生进行考取研究生需要,并且它可以让学生从计算机整体的结构、功能和组成角度认识和理解整个处理器、存储器和输入输出系统之间是如何协同工作的。微机原理与接口技术主要面向接口,但是其中接口的内容可以放到单片机课程中进行讲解和实践,而汇编语言的相关内容在计算机组成原理课程中也可以进行补充和加强,所以笔者建议只需选用计算机组成原理课程进行开设即可。
2.1.2 ARM
ARM是一个总称,其中也包含系列产品,对于物联网工程专业的学生来说,ARM也是其知识体系中必备的一项内容。单片机无法运行操作系统,因此在有些情况下需要用到更高级的处理器。物联网网关和许多高级的电子产品都需要用到它。开设与嵌入式相关的课程还需要开设Linux操作系统,有必要对Linux的使用和主要组成有一个清晰的认识和掌握。另外还有嵌入式应用层开发的高级语言,如C++等。
2.1.3 FPGA
FPGA是一个提高性的内容,如果偏电子设计与开发的学校可以考虑开设,或者可以为学生开设相关的选修课程,增加学生的知识面和视野。但是由于这门课程的难度要高于前两部分,所以笔者认为可以根据学校的特点和学生接受能力进行取舍,它可以不算作物联网工程专业学生所必备的知识体系成员。
2.1.4 RFID技术和条形码技术
对于RFID而言,是目前应用最为普遍的物联网应用技术,所以它理所当然成为物联网学生知识体系中不可或缺的部分,因此建议开设RFID技术与应用课程,除了讲解RFID原理之外,还要针对RFID的应用进行相应的开发和实践。
2.2 网络层
网络层主要负责将感知层采集到的信息进行传输。目前常用的网络协议包括:ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和433等,所使用的通信网络主要有2G/3G/4G电信网和传统互联网。所以在这一层次上,需要学习的内容主要包括ZigBee技术、无线传感器网络技术、通信原理、计算机网络等内容。
针对无线网络,除了ZigBee之外,还有Wi-Fi、蓝牙和其他无线传输技术,如300 MHz、433 MHz、915 MHz无线通信技术,对它们的特点和应用也应当给予适当的讲解。尤其目前蓝牙4.0技术已经得到了比较大的改进,苹果新推广的ibeacon技术有可能会对蓝牙技术起到大力推广的作用,所以对这几种技术应当让学生都有所接触和认识。在课程中可以体现在物联网导论、无线传感器网络中进行讲解。另外在课程设计和实践活动中,可以对这些技术予以应用加深学生的理解和掌握。
2.3 应用层
物联网目前的应用非常广泛,但是就应用层技术而言主要是应用层软件的开发,所以物联网工程学生应该掌握的主要技术应该包括Java技术和移动平台应用程序开发技术,但是偏硬件和体系构成的学生可以淡化这两个内容的学习,偏软件的学生应该加强这两项技术的训练。
另外,目前提得比较多的云计算和大数据的内容,也应体现在物联网工程专业学生的知识体系之中。云计算其实应该是云服务,它主要包括三个方面的内容,即IaaS、PaaS和SaaS。在这三个内容中,PaaS是目前云服务所用到最多的技术,所以要让物联网工程专业的学生对这项技术有所了解,从而为后续物联网应用服务开发开拓更宽广的思路。
就目前物联网的主要应用案例来看,每个案例往往是这三层的综合,所以物联网工程的学生的知识体系在这三层中离开了哪一层都不完整。我们从这三层出发,梳理出了大致的脉络,有了比较清晰的思路,再根据所定位的学生的就业方向予以加入相关的专业知识或者根据学生的培养定位增删一些相关的内容,即可确定相应的培养方案。
3 物联网工程专业人才就业方向分析
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。由于物联网专业的一些课程涵盖了电子、通信和计算机三个学科领域,所以学生的就业范围比较广泛,但是也有有人提出质疑,认为物联网三个学科都有所涉及但是哪一个学科都没有学精,所以就给物联网专业学生的就业规划提出了问题。
目前许多高校往往会结合自身的原有学科特点,对某一方面有所侧重,关键是看学生的培养目标,并且要和当地的经济特点相结合,有所侧重,也就是要瞄准行业应用而开展,这样才能做到有的放矢。
也有专家提出来了相应的物联网专业学生就业可从事的行业主要有[8]:
物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位;
物联网终端系统的设计与开发;
物联网应用系统开发工程师,进行物联网相关软件系统的设计与开发;
无线传感网络系统的设计和管理;
物联网在智能系统、普适计算、工业控制、信息处理、通讯和管理等领域的应用开发和工程实现;
高等院校和科研院所与物联网相关的教学科研工作。
从以上专家所列出的就业方向来看,可以将就业方向也归纳为硬件、网络和应用三个大类,这和以上根据物联网基本架构所描述的知识体系基本吻合。
物联网工程专业的人才有自身特有的素质构成,与计算机、通信和自动化专业的学生比较起来,主要有以下特点[9]:
计算机专业的学生要么侧重于计算机软硬件技术的研究与应用,要么侧重于计算机网络系统的组网、管理或者开发,但缺少物联网工程应用中所必须的传感、控制、通信等领域的知识。
通信专业侧重于使学生掌握基本的通信原理,但对物联网中所涉及的传感、嵌入式和应用开发涉及较少。
自动化专业虽然对物联网中必须的传感和控制技术等有所侧重,但是对于计算机应用开发领域涉及较少。
由此可见,对物联网工程专业的人才而言,是适应物联网行业的特点而具备更综合的专业素质。
4 知识体系基本构成
通过以上的分析,综合物联网体系架构和人才就业方向的定位,另外与二本层次学生的特点相结合,可以归纳出物联网工程专业学生的知识架构,归纳总结如下:
基础知识相关课程:数学(高等数学、线性代数、概率论与数理统计)、英语、电工与电子学(在这门课中包含有电路分析和模拟电路)、数字电路、C语言、数据结构、计算机网络、计算机组成原理。
专业必备知识:物联网导论、Linux操作系统、Java语言程序设计、RFID技术与应用、传感器原理与应用、单片机、嵌入式技术、通信原理、无线传感网络、云计算和移动互联网开发。
专业实训课程:安卓系统开发、ZigBee课程设计、RFID课程设计、无线传感网课程设计。
另外可增加:印制电路板设计、数字信号处理、EDA等相关课程,以扩展学生的学习视野和基本技能。
5 实践教学的开展
实践教学模块有基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基础实验―综合设计―应用创新”三个层次组成。第一层主要培养学生的基本技能,以电子技术学习为主。通过电子技术的学习使学生掌握元器件的辨别和使用,结合专业课程的教学,进行课程实验,掌握基本知识和基本技能等;第二层主要包括各门课程的课程设计、电子综合设计以及先进设计工具 EDA技术,旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识;第三层是应用创新层,引导学生参加大学生电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和科研项目等。
专业实践教学部分注重物联网的核心技术――嵌入式系统技术。通过开设硬件设计一条线课程(单片机、嵌入式、RFID技术、传感器网络)和软件设计一条线课程(C 语言、面向对象程序设计、嵌入式操作系统、移动互联网开发),使学生系统掌握嵌入式系统的硬件和软件设计技术,掌握物联网网络协议栈和实现物联网通信。
6 结 语
物联网工程专业由于涵盖的学科范围广,在学生知识体系构建方面需要花费较大力气进行研究,从物联网自身的体系架构来探讨物联网工程专业人才所必须的知识体系,在满足基础知识体系的前提下,结合相应的就业方向,增加适当的特色课程,构建出适应各个学校特色的培养方案,从而培养出适应行业需求的物联网工程专业人才。
参考文献
[1]吴国民,徐秀芳.地方工科院校物联网工程专业人才培养的研究[J].现代计算机,2011(7):35-37.
[2]赵学健.物联网工程专业人才培养方案探讨[J].科技信息,2013(4): 63-66.
[3]李仲生,唐杰,黄同成,等.地方本科院校物联网工程专业建设探讨[J].信息技术教育与研究,2013(3):126-128.
[4]潘丹,甘宏.构建物联网工程专业课程体系的思考与分析[J].广东技术师范学院学报,2012(1):68-70.
[5]彭力,谢林柏,吴治海,等.物联网工程新专业本科人才培养方案研讨[J].计算机教育,2013(15):77-81.
[6]刘鹏.物联网工程专业创新人才培养探索[J].计算机教育,2012(21):9-12.
0物联网发展的背景
物联网(Internet of Things)是通过在物品上内嵌电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识,通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统,而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。物联网可实现物与人之间的信息沟通。
能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。物联网前景非常广阔,它将极大地改变我们目前的生活方式。它把我们的生活拟人化了,万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。物联网利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
1卓越计划及创新创业型人才需求
国家教育部于2009年决定实施的“卓越工程师教育计划”,是为顺应国际发展趋势;适应国家工业、企业需求;增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路;培养各类型工程师的重要决策。作为民办应用型本科院校也应顺应这种发展趋势,提升自己的核心竞力。
创新创业人才教育以培养学生创业意识和创业精神为核心,以培养创业素质和能力为目标,以开展创业实践活动和实施创业项目为载体,把创业教育贯穿于人才培养的全过程。这个过程可以说是一个系统教育体系,包括:更新创新创业教育理念、创新创业教育与专业教育的有机融合、创新创业教育课程体系与教材建设、创新创业教育师资队伍建设、创新创业教育实践活动、创新创业教育管理机制和教学组织形式等方面。
高校创新创业人才的培养目前还处于起步阶段,分析高校的特点,创新性的提出采用有别于研究型大学以学术带动创新创业人才培养的模式和高职高专以技能带动的创新创业人才培养的模式,独辟蹊径,培养适应社会需要的人才。具体包括科学定位创新创业人才培养目标,建立多维度的创新创业教育课程体系,健全创新创业人才培养机制,全面推进创新创业人才培养的方案。
2物联网卓越工程师人才培养目标及规格
2.1人才培养目标
物联网工程专业人才需求随着物联网的发展和完善,物联网将遍及智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、工业监测、高效农业、健康护理等诸多领域,且应用不断延伸,未来将成为一个无孔不入的网络,成为一个具有上万亿市场规模的庞大产业。面对规模宏大的产业变革,对从事物联网工程与技术的专业型人才的需求将与日俱增,这些需求总的来说主要体现在研发和应用两个领域。
在研发领域,目前,我国物联网技术的研发水平已位于世界前列, 在一些关键技术上已处于国际领先地位,成为国际标准制定的主要国家。因此物联网专业要为社会培养研究型人才,以便在产业链上游形成创新型的研发团队,使我国在新兴产业和自主知识产权方面掌握主动权。
在应用领域, 整个物联网产业链中涉及的环节众多, 包括RFID 和传感器网络硬件平台的生产制造者、各种应用平台的开发者、解决方案的提供者、运营商、终端客户服务等。众多的环节需要大量掌握物联网专业知识的从业人员。
本专业培养的学生要知识结构合理,具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理等基础理论,掌握物联网系统的感知层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技能的能力以及较强的创新实践能力。
2.2人才培养规格
1)具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,具有勤奋好学、勇于创新的精神。
2)具有基本的工程技术基础理论,系统地掌握相关领域技术基础理论知识;具有知识更新能力。
3)掌握信息获取、处理的基本理论和方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。
4)具有物联网领域所需要的绘图、运算、实验、测试、表达及工艺设计技能及较强的计算机应用能力和自学能力。
2.3物联网卓越人才培养形式
1)本科教育
① 新专业培养:四年制物联网/传感网新专业,基础扎实,培养周期4 年;
② 新方向培养:在现有课程基础上新建物联网、传感网专业方向,在大二、大三学生基础上补充特色课程,培养周期2-3 年。
2) 研究生教育成立物联网/传感网研究生新专业,培养人才层次高,培养周期3 年。
3) 社会培训/就业培训针对传统培养的长时间及社会需求的急迫性的矛盾,社会培训在近期内是最好的暂时缓解人才需求的培养方式,电子信息类毕业生通过半年到一年的社会培训,或高校大四学生的就业培训,可以在1 年左右时间实现人才培养。
2.4课程体系
课程体系建设学科基础平台:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、场论与复变函数、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、C 语言程序设计。高数和工程数学是后续课程的基础,必须开足,其中,场论与复变函数是为学习电磁场与电磁波、微波技术与天线做铺垫。电路分析及模拟、数字电子技术为电路设计奠定了基础,系统底层设计需要C 语言做支撑。
专业基础平台:数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、Java 程序设计、操作系统、信号与系统、数字信号处理、通信原理,这些课程是计算机和通信专业的核心课程。例如计算机专业考研的专业统考科目就有数据结构、操作系统和计算机网络,Java 程序设计则是当前流行的面向对象网络编程语言等。
方向模块:电磁场与电磁波、微波技术与天线、传感器技术、RFID 系统应用、嵌入式系统。
3 物联网卓越工程师人才规格培养条件
3.1实验室建设
(1) 充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。通过专业教师直接参与实验室建设可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力;
(2) 物联网专业实验室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验;
(3) 物联网专业实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步;
(4) 物联网专业实验室可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。
3.2专业建设保障措施
(1) 教学内容、教学方式以及评价体系改革。物联网工程专业建设以应用为主,理论教学与实践教学有机结合,走产学研道路,培养学生创新能力,重视实验室与实践教学,加强实践环节动手能力。利用教育信息化技术,采取多媒体授课,学生“学会学习”、“学会思考”。
(2) 整合资源,逐步形成特色的专业学科群,学科群的建设与形成有利于发挥学科间的综合优势,并加强学科间的交叉与渗透。在学科群建设过程中,学科建设应注意发展相关基础学科和新兴交叉学科,以科研项目为纽带、以技术渗透为前提,组建跨系、跨学科的学术团队,建设以科研攻关为任务的跨系、跨学科的研究中心,积极引进优秀教育资源、科研资源,整合学校现有资源,并形成相关学科群的师资队伍与学术团队。
(3) 加强师资队伍建设。高素质、实践能力强的师资队伍是提高物联网专业人才培养质量的保证。学校应该加强物联网专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进,努力提高师资队伍的业务水平和工程能力,不断更新和拓展物联网专业知识,提高专业素养。
(4) 扩大交流,走开放办学之路。高校进行物联工程专业建设应加强与地方政府、大中企业以及兄弟院校的合作,积极参与国际交流,走开放办学之路。
物联网工程专业培养适应社会主义现代化建设需要、德智体全面发展,具有良好的科学与工程素养,系统地掌握物联网技术及相关学科的基本理论、基本知识、基本技能与方法研究,能在工程及实际应用中从事物联网技术的规划设计与开发工作, 富有创新精神和创新能力、掌握多学科交叉知识的复合型工程应用人才。
参考文献:
[1]李坡,吴彤,匡兴华.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011,(01):18-22.