前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇物联网应用技术方向范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
【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
[1]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010(16):1~3
[2]揭秘北京邮电大学物联网工程专业课程体系[EB/OL]. http://:8080/zgwlcyw/mainnews/szyw_zw.jsp?NewsID=107705&Classid=23
[3]朱金秀、韩光洁、、吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[J].中国电力教育,2012(16)
[4]崔艳荣、陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[J].长江大学学报(自然科学版),2010(2)
关键词:物联网;无线传感网络;射频识别;安卓平台
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)22-0011-02
物联网专业是一个新兴的、综合性很强的专业,涉及到微电子技术、控制工程、通信技术、计算机技术等多领域。2010年,教育部批准第一批40所高校开办物联网工程专业;2011年初,批准第二批27所高校开办物联网工程专业;2012年2月,再次批准80所高校开办物联网工程专业;教育部先后进行了3批物联网相关专业审批,约200所高职高专办“物联网应用技术”专业,我校也于2012年成功申报物联网应用技术专业。
教育部和天津市教委联合举办2012年、2013年、2015年3届全国高职物联网技能大赛,都由我校来承担此项赛事项目,对职业院校物联网专业教学改革起到巨大的引领和带动作用,促进专业体系建设、优化教学内容、改进教学手段、提高专业教学师资队伍素质、加强学院实训基地建设,构建以职业技能竞赛为平台、培养学生技能为核心的实践教学体系。
1 历届全国高职物联网技能大赛分析
1.1 2012年全国高职物联网技术应用赛项
2012年大赛,主要考察高职学生在RFID技术、二维码技术、网络技术与信息系统等领域的应用实践能力,检验高职学生在物联网组建、物联网应用系统开发等方面的关键技能和职业素养,以及对质量、效率、成本和规范的意识。大赛促进专业教学内容更新与教学方法改革,深化校企合作,引导专业教学方向调整,以适应物联网产业快速发展及高度关注物联网应用技术的趋势。
2012年全国高职物联网技术大赛,主要还是对物联网专业基础知识结构进行考察,围绕着专业的基本理论、简单应用设计大赛试题,考查选手使用传感器、二维码、一维码、Zigbee、RFID等基本应用的开发能力,对物联网三层架构:感知层、传输层、应用层的专业基础技能进行考察。可以说本届大赛促进社会对物联网应用技术相关职业岗位的了解,提高社会对高职专业人才的认可度,提高学生的就业能力水平。
1.2 2013年全国高职物联网技术应用赛项
2013年大赛内容模拟学生“e动校园生活”的一天,集物联网时代的移动支付、智慧生活等主题应用。从本届大赛内容上看,不仅包括对物联网基础技术考察,更多融合物联网工程专业的很多生活中应用,更加有深度和广度,具有很强的实用性和时代特征,本届大赛促进专业的教学改革与专业建设,展示物联网技术应用领域快速增长的人才需求;促进物联网技术(包括自动识别、网络传输、应用开发等)的普及。
1.3 2015年“物联网技术应用赛”赛项
2015年大赛内容对物联网工程应用实训系统的操作,涵括了智慧社区、智能环境监控、智能商业、智能农业等物联网主题应用。可以看出,本届大赛主要对物联网技术应用的范围进行很大扩展,从2013年的生活领域应用扩展到专业领域应用,包括商业、农业、环保领域等等。通过竞赛,提高学生在物联网组建、物联网产品配置与应用、物联网应用系统开发等方面的关键技能和职业素养,进一步促进专业教学内容更新与教学方法改革,深化校企合作,引导专业教学方向调整,高度关注物联网应用技术的趋势。
2 全国高职物联网技能大赛引领和带动物联网专业建设
传统物联网专业建设本着专业的知识体系来进行课程设置,物联网知识体系可分为感知层、传输层、应用层三层,针对三层设置了相关的教学课程。
这3届全国物联网技能大赛,极大地拓展高职院校对物联网专业的认知,不再单纯的认为物联网就是多个专业课程的简单堆砌,而是专业课程之间有着很强的内在联系,有着自身专业的核心思想、理念、技术,明确地提出高职院校物联网专业的建设方向,与现有相关专业进行整合而不是孤立的发展物联网专业。
通过对技能大赛使用设备进行认真分析、研究,了解物联网专业在当前社会各个领域的应用情况,物联网应用的前沿技术信息,感知未来的发展方向。对物联网专业建设指出明确的培养方向,经过3年的教学应具备哪些素质和技能。以本校为例,通过参加这3届全国物联网技能大赛促进物联网专业进行深入建设:
1)结合本校在电子专业优势和计算机专业特点进行深入分析,与物联网专业进行深度结合,利用电子系嵌入式实训室、传感器实训室等现有设备重点培养学生感知终端的操作和应用,包括各种传感器的使用,如温度传感器、压力传感器、光传感器等,嵌入式芯片开发和应用技术,要求学生掌握一定的电子设备知识、数字和模拟电子知识、嵌入式开发知识等内容。
2)结合计算机专业软件开发、网络技术的优势,重点培养学生在实训室物联网应用层的软件开发和设计能力,充分利用Android移动操作系统实训室、移动终端平台实验室,锻炼学生在Android移动终端的程序设计、开发能力,具备一定的开发水平。
3)基于物联网技能大赛背景,侧重物联网基本架构及应用架构,专业建设可容纳6个班的实验场地,随着专业规模的扩大,实验场地也将及时增加。实验室的建设将包含4个平台:基础实验平台,云信息处理平台,综合实训开发平台,创新实训平台。
3 全国高职物联网技能大赛改革专业课程和课程内容
全国物联网技能大赛对高职院校物联网专业课程建设,课程内容的设定有着深远而积极的影响。2012年物联网大赛内容主要是对物联网专业基本技术的考核,即物理网专业核心技术的应用,包括传感器、二维码、一维码、Zigbee技术、RFID技术等基本技术,可以说这些技术早已经广泛应用在超市、商业街区、局域网等方面,但是并没有得到重视、认同,原因在于物联网的基础应用领域早已存在多年,并没有更多新技术的产生,更没有在社会多领域的应用和普及,所以大多数人都不知道物联网。
2013年物联网大赛内容有突破性进展,在硬件设备种类上有很多更贴近生活,例如:无线射频IC卡、RFID电子标签、智能电表、智能窗帘、感应式门禁、火焰探测器、烟感探测器等,这些设备都会在生活中的某个领域得到广泛使用,有了这些实际应用设备作为开发对象,再有2012年物联网中的部分设备让很多高职院校对物联网应用前景、应用领域都有深刻认知,在广大职业院校引起强烈反响。很多高职院校在大赛结束后,组建专门团队学习研究物联网专业的课程,对课程内容进行调整,转变教学方式。
2015年物联网大赛在2013年基础上有新的变化,把这2年来物联网应用领域进行大规模扩展,涵盖智能社区、智能环境监控、智能商业、智能农业、智能楼宇等物联网主题,对于物联网专业的人才需求有很大促进作用;同时,大赛上物联网设备种类进行一步扩展,出现Zigbee无线传感网络,智能网关、LED电子屏等,前2届物联网大赛设备也都出现,与计算机无线网络进行互连互通,桌面软件开发、移动终端软件开发的综合性、难度有很大提升,可以说是真正的实现多种设备的“物联网”,整合到统一的开发平台,成为一套综合性的物理网管理平台。
物联网技能大赛出现各类设备、仪器,考核的内容引领着专业课程建设,改变教学内容,在课程设置和课程内容上进行全面优化,围绕着物联网核心技术、重要知识点重新安排专业课程,尤其是安排大量的实验、实训环节,重点培养学生的实践动手能力,不再以“感知层”、“传输层”、“应用层”进行课程设置,而是以“核心技术课程实验实训”、“开发技术课程实验实训”、“物联网平台综合实训”为主。
1)核心技术课程实验实训,主要是传感器技术实验、RFID射频识别实验、Zigbee网络技术实验等物联网核心技术课程实验。
2)开发技术课程实验实训,Android移动终端技术实训、嵌入式技术实验、移动终端平台实训等。
3)物联网平台综合实训,智能社区实训、智能家居实训、智能温室控制实训、物联网RFID智能车辆管理实训等,既包括对核心技术的应用也包括对开发技术的使用。
例如,本校在举办物联网大赛后进行课程改革,设立物联网综合实训课程,主要采用技能大赛中的各种物联网设备,对竞赛试题进行改造进行实训。其中智能家居实训内容:智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,通过手机、PDA、互联网用户可以控制家用设备、执行场景操作,使多个设备形成联动。主要功能为楼宇对讲、安防视频监控室内灯光、窗帘控制、家电控制、远程操控访客环境、灾害远程监控与报警、老人健康监测、家庭能源管理、社区信息查询与服务。智能家居是物联网技术的综合应用,涵盖有电子技术、传感器技术、单片机、无线传感、RFID技术、嵌入式网关、中间件、电机控制、计算机、网络通信、音视频多媒体技术。
参考文献:
[1] 温显斌,肖迎元.物联网专业实验室建设初探以及注意的几个问题[J].物联网技术,2015(3).
[2] 孔锐,张冰.物联网工程专业实验课程设置探索[J].实验技术与管理,2014(2).
[3] 刘韬.物联网专业理论教学及实践教学研究[J].软件导刊,2014(1).
[4] 周亮,张克功.高职院校物联网技术专业建设研究[J].职教通讯,2015(6).
关键词:CDIO;物联网应用技术;人才培养模式
DOIDOI:10.11907/rjdk.151127
中图分类号:G434
文献标识码:A 文章编号:16727800(2015)006021702
基金项目基金项目:东莞职业技术学院2014年教学改革立项项目(JGXM2014031)
作者简介作者简介:柯钢(1983-),男,湖北黄石人,硕士,东莞职业技术学院计算机工程系讲师,研究方向为计算机教育、网络安全技术;曹文梁(1980-),男,江西泰和人,硕士,东莞职业技术学院计算机工程系副教授,研究方向为算法分析与设计、网络安全技术。
0 引言
物联网是通过条码与二维码、RFID、GPS、传感网络等自动标识与信息传感设备及系统,按照约定的通信协议,通过互联网将各种物品连接起来,进行信息交换与通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。它是继个人计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,也称为继互联网之后信息产业的第二个万亿元级的产业。世界上有多个国家将物联网作为国家战略,我国政府将物联网列为新兴产业规划五大重大领域之一来积极推动发展[12]。
随着物联网产业的快速发展,物联网人才呈现爆发式增长。据东莞市人才交流中心及智通、卓博等人力资源服务公司的调查报告显示,随着物联网市场的急剧扩张,预计2015年东莞市物联网技术人才需求的缺口达2 000人,而且未来5~10年,每年会递增30%。
目前,我国高等职业教育人才培养与产业需求脱节的矛盾普遍存在。这种矛盾突出表现在:一方面社会急需大量来则能用的熟练技术人才,另一方面却有大量毕业生因不符合企业用人要求而不能顺利就业。如何系统有效地解决该矛盾成为摆在职业教育工作者面前的难题。
本文提出将CDIO工程教育理念应用于物联网应用技术专业人才培养实践中,探索从根本上解决高职物联网应用技术专业人才供求脱节等诸多矛盾的有效途径,切实提高物联网应用技术专业人才培养质量,为专业的可持续发展打下坚实基础。
1 CDIO教育理念
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、操作(Operate)4个英文单调的缩写,它把这4个过程作为载体来培养学生的工程能力,包括专业基础知识、终身学习能力、团队交流能力和工程系统能力等[34]。CDIO工程教育是一种提倡“做中学”和“基于项目的学习”的教学模式,与当前我国高职院校所倡导的“工学结合”和“项目式教学”的教育理念完全一致。因此,将 CDIO 引入高职教育是可行的,也具有重要意义。
2 物联网应用技术人才培养模式
2.1 CDIO人才培养目标
物联网应用技术人才的培养必须适应经济发展要求,为此,对东莞本土物联网企业进行了调研。调研结果显示,物联网企业对高职层次人才的主要需求为:物联网技术支持助理工程师、物联网系统管理员、物联网工程项目助理工程师、物联网应用开发助理工程师等,如图1所示。
借鉴CDIO大纲对工程师的培养目标,依据物联网应用技术岗位的职业要求来明确人才培养目标。物联网应用技术专业的人才培养目标为:本专业培养德、智、体、美全面发展,初步掌握物联网应用技术行业相应岗位必备的理论知识和专业知识,能适应物联网产业应用领域的生产、建设、服务、管理第一线需要,具有较强的物联网组建与管理、物联网设备安装与调试、物联网应用系统的软件设计能力,具有良好的职业道德和创业精神,能从事企事业单位物联网规划设计、建设、管理、维护、技术支持等工作的高素质高技能型人才。
2.2 CDIO课程体系
物联网应用技术专业参照CDIO工程教育的理念,对该专业的课程体系设置进行了探索[5],如图2所示。
基于CDIO的课程体系设置以项目为导向,着重培养学生的实践能力。整个课程体系以项目为骨架,分别设置了1级、2级两个级别的项目。1级项目为主线,包括物联网应用和毕业设计2个项目;2级项目为支撑,包括嵌入式开发课程设计、网络安全技术实训、物联网综合应用实训、移动互联应用开发实训4个项目。1级项目贯穿整个课程的学习过程,是整个课程体系的主线,着重培养学生的综合能力;2级项目将各门核心课程串联起来,引导学生掌握核心课程的知识点,着重培养学生的职业技能。这种鱼骨头式的课程体系设置,以项目为骨架,实现了课程和项目的有机关联,有利于学生职业技能和综合能力的培养。
2.3 校企合作
校企合作是实施基于CDIO理念人才培养的关键要素,如图3所示。学校通过各种途径与物联网企业进行校企合作。学校聘请企业的工程技术人员担任兼职教师,把企业项目实施过程中的一些案例搬到课堂上,让学生了解项目实施的完整过程,增加学生的职业技能;学校安排学生去企业顶岗实习,鼓励学生运用所学知识去解决实际工作中的一些技术难题,提高职业能力,为今后的就业打下基础[6]。
2.4 师资培养
将CDIO工程理念引入物联网专业人才培养模式中,实质是对物联网专业课程体系实行“工学结合”和“项目式教学”的教学模式,因此教师自身的实践能力得到相应提高才能确保基于CDIO的人才培养模式顺利实施。而目前高职院校的物联网专业教师大多缺少企业工作经历,理论知识强,实践能力弱。为了强化教师的实践能力,通过本地的物联网行业协会,与本地的物联网企业建立校企合作平台。校企合作平台促进了企业工程师与学校教师的交流,企业工程师作为兼职教师参与教学,学校教师利用自己的知识帮助企业攻克技术难题,实现学校智力资源与企业工程项目实践项目交融,促进了企业的发展,提升了学校教师的实践能力。在校企实习实训平台下,学校根据教师的个人情况,每年安排教师去企业进行至少1个月的顶岗锻炼,熟悉企业工作环境,掌握技术开发技能。这样不仅给教师提供了理论联系实际,解决企业实际技术难题及将来可能的科研项目合作机会,也让教师接触了社会,了解了企业对人才的需求,提升了教师的实践能力。
3 结语
本文从人才培养目标、课程体系设置、校企合作、师资培养等4个方面探讨了基于CDIO理念的物联网专业人才培养模式。基于CDIO的物联网人才培养模式以项目为导向,改变了以往以知识传授为主的教学模式,着重培养学生实践能力,对促进当前高职教育改革具有重大意义。
参考文献:
[1] 胡颖.高职物联网技术专业建设探讨[J].辽宁高职学报,2011(12):2426.
[2] 曾宝国.高职物联网工程应用专业课程及实验室建设架构浅探[J].职业教育研究,2011(6):127128.
[3] 顾佩华,沈民奋,李升平,等.从CDIO到EIPCDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究, 2008(1): 12 20.
[4] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J] .中国大学教学,2008(5): 1619.
随着物联网技术的成熟和产业推进,物联网产业规模迅速扩大,国内市场对物联网相关产品与系统的需求增长强劲。物联网技术的推广和应用离不开人才,物联网是一门多学科、多技术交叉融合的学科,需求的人才呈多层次化趋势,因此,高职院校如何根据企业用人特点,构建切实可行的物联网专业人才培养方案和课程体系,培养大批企业急需的应用型、技能型人才,是很多学校面临的紧迫问题。
1 物联网概述
1.1 物联网概念
所谓“物联网”,就是通过各种信息传感设备,如射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等,实时采集物品信息,按照约定的协议通过无线传感网与互联网相连,形成一个大的网络。物联网主要实现人、机器和物体之间的智能互联,是继互联网之后的第三次信息产业革命,具有巨大的经济效益和社会效益,因此高校必须重视物联网技术研究和专业人才培养。
1.2 政府支持物联网产业发展,企业加大研发力度
物联网受到各个国家政府高度重视,美、日、韩、欧盟投入巨资研究物联网技术,中国也于2009年提出“感知中国”计划,并在无锡成立了物联网研发中心,期望能够抢占这次全球信息产业革命的制高点。无锡市以国家物联网发展研发中心为核心,大力吸引海内外知名企业和人才落户物联网产业园,目前引进企业200余家,涉及智慧交通、智慧医疗、智慧农业等多个行业,大力打造全国物联网研发中心与制造基地。
2 高职院物联网专业定位
物联网专业具有学科交叉,知识体系庞杂的特点。本科院校开设的物联网工程专业,主要偏向理论研究,侧重于物联网系统与终端产品研发与设计上。高职教育侧重于学生动手能力的培养,因此高职教育物联网人才培养应该以物联网应用为重点,培养一批“高素质、懂技术”,能够胜任“生产、管理、服务”一线岗位上的技能型、应用型人才。该类型人才可以胜任以下工作岗位:
物联网应用实施工程师:具备物联网的网络综合布线能力,末端传感器、智能网关、无线网络部署能力,物联网系统的综合管理能力。
物联网应用开发工程师:能够进行物联网感知层系统开发、嵌入式系统开发及Web服务器应用层系统开发。
物联网应用技术支持工程师:能够根据客户需求对物联网系统及末端设备进行配置、调试与系统运行;能够现场发现问题,与公司开发工程师进行沟通,实现系统的更新与升级工作。
3 课程体系建设
3.1 物联网专业关键技术
物联网是以计算机科学为基础,以网络通讯技术为纽带,最终将采集到的物体信息进行云存储和云计算的综合性专业。物联网主要技术集中在感知层和传输层,其中射频技术、传感器技术、无线传感网络技术是物联网专业的关键技术。
智能网关是一种解决不同网络协议进行相互转换的智能设备,在物联网系统中起到承上启下的作用,所以嵌入式技术也是物联网专业的核心技术。
物联网的应用系统主要解决从感知层获取的大数据的深度计算(云计算),挖掘出有价值的数据,实现分类分项数据统计和报表生成。这部分内容对高职学生来说比较困难,不建议全面开课,可以通过综合实训课程,让学生全面了解物联网数据的全过程即可。有兴趣的学生还可以通过专业课拓展的方式进行选修深造。
3.2 物联网专业课程体系
物联网专业课程体系最理想的构建方式是在嵌入式应用技术专业基础上加入物联网感知层和传输层课程,同时结合物联网在行业中的特殊应用综合实训,全面培养学生在数据感知、数据传输和数据应用方面的实施、管理、开发、维护能力。
高职院校学生在校时间短,所以建议公共平台课只开设计算机基础、计算机专业英语和高等数学和程序设计基础;专业基础课重点培养学生的计算机编程基础知识,侧重物联网概论和嵌入式技术;专业核心课全面开设物联网感知层和网络层技术课程;专业拓展课分为感知控制、智能产品设计、移动互联三个方向。课程体系结构图1。
3.3 专业课拓展方向划分
物联网的三层架构涉及的学科非常多,所以物联网专业必须处理好本专业和计算机专业、自动控制专业之间的关系,物联网专业只解决全面感知和无线传输部分,其他课程需要分散到不同专业授课。大三上学期学生可以选修一到三门专业拓展课,主要分为以下几个方向:
感知控制方向:研究传感器和传感技术、无线数据采集终端技术、无线组网技术。
智能产品开发方向:重点研究单片机技术、嵌入式Linux系统开发,研究物联网网关系统的构建与设计。
移动互联与云计算:研究M2M应用,Android应用开发及云存储与云计算。
4 课程实施方案
高职校的人才培养目标是物联网应用的实施、研发与技术支持。实际授课过程中需要与典型的物联网企业紧密合作,以企业实际项目和系统作为教学项目,真正做到教、学、做三位一体,使学生与企业零距离,毕业后就可以快速适应企业研发生产工作。
课程实际实施过程中,必须建立与课程相适应的物联网实训室,以项目为载体,以项目分解任务为驱动,全面实施项目化教学。具体建议如下。
建立物联网综合实训室:建议购买物联网综合实验箱,通过该实验箱完成RFID、Zigbee、WIFI、GPRS、嵌入式ARM系统构建与裁剪等多种基础实验,使学生能够全面掌握物联网的基础知识。
建立物联网综合实训平台:该校物联网专业偏重智能楼宇专业,所以我们开发了一套“建筑能耗数据采集终端与系统”实训平台,集成多功能电表、水表、燃气表及各种环境信息实时采集,通过Zigbee无线传输技术上传智能网关,最后进行大数据处理,通过Web端完成数据挖掘展示。学生可以在这个大系统中了解建筑物联网的全数据走向,也可以选取一个模块进行升级改造。
建立校企合作实习基地:高职院校应该在该地区寻找典型的物联网公司,并建立校企合作关系,确保学生能够在企业进行实习。该院与常州网联云控公司、常州国光物联网研究院紧密合作,建立校外企业实训基地。实习过程中学生参与企业物联网终端、系统的研发生产工作,极大地提高了学生实际动手能力,收到了良好的效果。
关键词:物联网;课程体系;实践
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。
参考文献: