物联网工程的认识

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物联网工程的认识范文第1篇

[关键词]铁路应用；物联网；人才培养模式

中图分类号：G250.72 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）46-0072-01

2010年初，教育部下达了高校设置物联网专业的申报通知。在学校、学院领导的高度重视和精心组织下，充分发挥我校信息、通信、电子、运输等多学科的传统优势和较强积累，我校成功申报并获批了物联网工程专业，成为当前甘肃省拥有物联网工程专业的唯一高校。本专业既是战略性新兴产业专业，又是国家战略需求与甘肃省区域经济社会发展所需紧缺人才专业。目前，物联网工程专业已招生3届，专业、学科建设取得了一定成果。

物联网不同于其它专业，是现有信息技术综合集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落地的应用系统”，要切实地面向应用。而从我校的建设历程和历史传承来看，与我国铁路建设事业的发展密切，每年铁路部门对人才的需求是我校各专业学

生就业的有力保障。因此，本文从探讨物联网工程专业发展方向及人才培养需求出发，着力开展了面向铁路应用的物联网工程专业人才培养模式研究。

1 物联网工程专业人才培养目标

2010年8月21日，在教育部高等学校计算机科学与技术专业教指导委召开的“物联网工程专业建设研讨会”上，与会代表一致认为，“物联网工程专业”是面向国家战略性新兴产业发展的需要设置的，要在国家发展战略的视野上看该专业的建设问题。目前，将人才培养定位于“建设物联网系统所需要的专业人员”符合国家建设的需要，体现了相关技术发展的状况，是准确的。同时，该专业的建设是信息技术与社会需求发展的必然。但作为新专业，必然会在专业建设上遇到前所未有的困难。各专业点在专业建设过程中要时刻想到社会、学生、专业及其发展的需求，要充分考虑“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点，深入研究，准确定位；跳出课程的框框，规划建设好课程；按照毕业生将面对的问题空间，推进能力导向的教育；落实“培养建设物联网系统所需要的专业人员”的总目标，加强实践教学，强化学生理论结合实际能力的培养。各个专业点要开展研究和实践，科学办学，办出特色，确保专业办学质量。为奠定该专业发展的基础，大家要不断探索，不断总结提高，积极开展相关优质教学资源的建设。

2 铁路应用背景下的物联网专业建设

2.1 研究内容

（1）基本能力培养与我校专业办学特色的关系。

任何一所大学的学科建设、教育发展，都有它的历史和发展过程，都有强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件，教学资源建设与积累的基础，都必然有自己有别于其他大学的教学特色。在物联网工程专业建设中，应该充分利用和发挥各个大学的优势，扬长避短，在满足基本与共性要求的基础上，形成不同学校在物联网工程专业建设中的特色。从我校的建设历程和历史传承来看，与我国铁路建设事业的发展密切，每年铁路部门对人才的需求是我校各专业学生就业的有力保障。因此，有必要研究如何将对物联网工程专业学生的基本能力培养与我校专业办学特色紧密结合。

（2）物联网工程专业理论教学与能力培养的关系。

物联网技术属于“集成创新型”技术，因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才。未来的用人单位考核一个物联网工程专业毕业生时，一方面会重视毕业生在物联网技术方面的专业基础，更重要的是看他是否能够具有胜任物联网一个特定应用领域实际工作的能力。“工程应用型”人才培养，一定要从培养目标定位与课程体系的设计开始就重视培养适合学校教学与科研基础、特色性的能力，处理好理论教学与能力培养之间的关系，以增强毕业生今后的就业竞争优势。

（3）以铁路行业应用为抓手，进行物联网专业人才培养模式的改革。

物联网的兴起与发展将对我国铁路运输领域带来深远的影响。我国铁路系统近几年来取得了显著成绩，高速铁路发展成就尤为突出，为了适应这种发展，实现铁路的智能化、信息化迫在眉睫。随着科技的进步、信息化的发展，铁路通信信息正朝着数据化、可移动性以及宽带化发展，如铁路客票系统、铁路车号采集系统等，物联网技术在其中已经起到了巨大的作用。而减少铁路故障、保障安全行驶等也是铁路建设的首要任务之一。铁路系统的设计、施工、管理必须要与时俱进，建立更加高效的管理体系。结合物联网技术的应用，将会使铁路更好地发挥其功能，从而推动铁路的高速发展。根据这些需求，结合物联网专业基本培养需求，研究有针对性、有依托性的人才培养工作。

（4）厘清专业内涵与人才培养定位。

人才培养与专业建设紧密相联，当前急需理清的是物联网新专业建设面向铁路应用时，需要多少知识点，由这些知识点组成的知识体系构造出课程体系，再由新课程体系构造出教材体系，再根据新教材体系编制教材投入使用，并结合工程实践加以深化。

2.2 研究方案

（1）明确面向铁路应用的物联网工程专业的人才培养定位。

通过培养需求的深入调研以及跟踪铁路、轨道交通通信领域发展趋势，邀请行业权威和用人部门共同对本专业知识、能力和素质结构的进一步优化进行研究；建立行业部门、用人单位共同参与制定培养方案的合作机制，明确专业发展方向与人才培养定位。

（2）为所设置课程建立面向铁路应用的主线。

在基本能力培养基础上，课程内容强调物联网技术在铁路信息化领域的成熟应用，如安全视频监控、物联网技术在货运、施工安全中的应用等。同时，引导学生进行创新拓展，对物联网技术在铁路的可能应用做出设计，使得学生真正具有胜任物联网一个特定应用领域实际工作的能力。

（3）以铁路实际应用为导向，更新教学内容。

根据铁路信息化发展现状和趋势，以应用为主线，讲述物联网应用技术，从物联网体系结构入手，对应感知、传输、应用三个层次，着重讲述铁路专用通信系统、调度通信、列车控制信息传输、旅客信息传输通道、面向物联网的铁路货运信息传输等。

（4）转变培养思路

铁路最需要的是从事维护、应用的人才，应从这个方面入手，开展教学工作，改变以往基于“万能”教育的培养模式。这种培养，要在认知实习、课堂教学、实验教学、生产实习各个阶段反复强调并贯彻。

物联网技术属于“集成创新型”技术，因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才。通过探索“工程应用型”人才培养目标与课程体系的关系、重视培养适合学校教学与科研基础、特色鲜明的专业人才，便可增强本专业毕业生的就业竞争优势。

同时，论文所探索的基于学校优势特色、确立新专业建设人才培养模式的研究思路，对其他新专业建设也有一定的启发、借鉴价值。

参考文献

[1] 熊曙光，王涛.物联网工程专业人才培养模式与课程体系研究.科教文汇[J]，2012，31：45-46.

[2] 钟章队，谢健骊，李翠然.铁路物联网[M]，中国铁道出版社，2014年8月.

[3] 谢健骊，李翠然，杜丽霞.铁路专用通信课程内容与人才培养模式的探索.中国科技博览[J]，2011，19：223.

物联网工程的认识范文第2篇

电子学科是物联网技术发展的基础．物联网是电子学科与计算机技术、智能学科的紧密结合，是各行各业更深层次应用的必然产物．物联网工程可以设置为集成多个学科的一个专业，但一定不是一个学科．因此，可能因为定位不清而难以培养出真正的专业人才．物联网工程专业培养要求是：1）掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、高频微波、RFID、计算机技术等知识、专业技能以及初步的设计；掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论、应用方法以及初步的设计；2）掌握物联网基本知识和基本技能，了解物联网科技发展动态；3）熟悉各类关于物联网的标准与协议；4）掌握物联网工程应用、科学研究方法和管理方面的基本知识．综上所述，物联网工程专业是一个应用性极强的专业，注重实践、注重创新应是该专业的重要研究课题，作为这个专业的重点，从实践环节来说，应在传感、通信、计算机技术、系统工程应用上保持高度的关注与重视．实践性虽与理论紧密相联，但为了加强创新能力的培养，有必要改变以往的教学体系结构，让实践环节独立设课，自成体系，独立考试．实践性教学环节可分为以下4个环节：实践认识性环节、实践验证性环节、实践综合性环节及实践创新性环节．工科本科培养人才的目标是实践型的具有初步设计能力的人才，现有的人才培养目标计划，还不能满足社会的需求．物联网工程专业是应用性极强的专业，对于这样的专业在实践体系上完全可以立足创新，图3是为物联网工程专业设计的案例式实践体系结构图．

2物联网工程专业实践体系的建设

物联网传感层、通信传输层与应用层等是关键技术知识，对这些知识的传授是建设好物联网专业实践体系的基础．通过实践感受物联网的行业应用和感知、处理、通讯、控制各个部分的工作过程；通过对支撑物联网的各种硬件设备、软件资源、开发平台、研究平台和对物联网条件下的电子商务应用的使用、开发并进行应用型的实验、研究、探索，从而支撑该专业创新型的研究、开发和应用．案例教学法从对学生进行素质教育和培养创造能力的角度入手，弥补了传统教学法的不足，与传统教学法相比，它具有以下几个鲜明的特点：1）强调学生学习的主动性和积极性；2）重视学生分析问题、解决问题的能力培养；3）注重教师在教学中的“导演”作用．

2.1注重专业能力的培养是培养人才的重要工作全方面的能力包括对知识的掌握能力，对学科的分析能力、创新能力以及对事业的专注力．物联网工程专业的实践能力，要求学生掌握专业的基础知识与理论，对科研仪器及设备的使用能力，必要的工程辅助能力，例如：辅、设计性软件及仪器仪表的使用，论文与申请书的撰写等都是必不可少的．

2.2能力的培养是渐进式的培养过程遵循一个普遍的规律，即动手实践—发现问题和思考问题—设法解决问题—总结归纳—形成科学观点．作为新专业，物联网工程专业结构具有多学科性特点：因其多学科的特点，以案例教学方式构建实践体系是最合适的一种体系结构．将多门课程、多个学科以项目案例式进行教学，课程、学科适当地交叉在一起，有机结合起来，以实现对学生全方位专业能力的培养．例如：完成一个基于嵌入计算机控制甚高频的设计与实现，要完成这一任务，需要掌握哪些理论与知识，要有哪些能力，要用到哪些仪器与设备，各种需求书如何撰写等，都可以做一案例教学好好设计，好好实施．首先，将各类实践，无论是课程实验、课程设计、多知识与多课程综合实践、设计性实践，都以案例教学的方式进行设计、实施；其二，要夯实基础，把课程内的认识实验、验证性实验，以案例教学的方式，实现对专业知识的掌握、分析能力的提高、仪器的正确使用；要加强科研仪器的准确使用以及工程辅助能力的培养；其三，加强研究性基本功的训练，即素质教育训练，探讨科研现状描述的训练，为科研而需要的动手能力训练以及以科研教学的小科研项目训练．（本文来自于《西南师范大学学报自然科学版》杂志。《西南师范大学学报自然科学版》杂志简介详见）

2.3在基础实践、软件工程开发和硬件开发上完善专业素质在基础实践案例方面，如完成一个低频放大器的实验，所涉及的知识有基尔霍定律、叠加原理、诺顿定理；要求掌握的专业测量方法有交流或直流电压、电流，放大倍数，输入、输出电阻，放大器频率特性、功率等；会使用的仪表及仪器有电压、电流表、示波器、毫伏表、函数发生器、频率计等．以软件工程开发为例，基于物联网工程软件开发，通信协议、接口非常重要，软件需求、软件开发平台工具、软件架构、软件测试都有诸多的知识与实践能力需要掌握．由于软件的规模越来越庞大，其所涉及的技术与管理机制也远非单个程序员可以独立完成，毕竟单个程序员很难同时拥有所有软件开发的知识、技术、素质和背景．因此，团队的分工协作成为了当今软件开发的主流．软件开发团队不是简单的人员叠加，而是以架构师为核心，个人有不同的角色分工（如分析、涉及、测试、管理和支持等角色），以木桶原理作为团队质量控制总量协作单元．在硬件开发方面也同样用案例的方式，首先要让学生学会使用科研仪器仪表，比如要求学生正确使用示波器，可以提出诸如如何利用示波器测量电感的电感量及内阻等命题，让学生在实际操作中熟练地使用各种仪器仪表；然后还必须让学生学习如何使用Protel，AUTOCAD等基础应用软件和进行焊接技术的训练，这两项可同时进行；接下来可以让学生通过参与具体的科研课题，使他们能熟练掌握器件选择的方法，PCB板的制作方法，项目的成本核算等，使学生能对整个项目的进程和实施有更深入的了解和能力上的全面提升．从以上的分析可以看出，物联网工程专业实践体系的建立，首先要有改革的信念与决心；其二是要有双师型的教学队伍；其三要构建并写好关于物联网工程专业的各类实践教材；最后就是认真贯彻．这样才能培养出适应社会需求的、合格的物联网工程专业人才．

3结论

物联网工程的认识范文第3篇

关键词：物联网工程；知识体系；课程体系

作者简介：朱金秀（1972-），女，江苏常州人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授；韩光洁（1972-），男，黑龙江伊春人，河海大学计算机与信息学院（常州），副教授。（江苏常州213022）

基金项目：本文系国家“物联网工程”特色专业建设项目、江苏省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题“‘卓越计划’课堂有效教学方法”（KT2011174）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）16-0067-02

物联网（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根据2005年国际电信联盟（ITU）的定义，[1]物联网主要解决物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互联。这一高度交叉的新兴前沿领域在国际上备受关注，美国IBM公司基于物联网提出“智慧的地球”概念；中国科学院早在物联网概念诞生之初就启动了传感网研究。2009年，无锡物联网产业研究院成立，总理考察时提出“感知中国”的概念。2010 年3 月9 日教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。

自2010年7月教育部批准30余所高校院系建设物联网工程专业以来，中国电子学会物联网专家委员会、教育部电子信息与电气学科教学指导委员会、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会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、工程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工程专业的课程体系进行了探索。[2-4]2010年7月，河海大学（以下简称“我校”）成为首批获批物联网工程专业的30所大学之一；2011年3月，我校物联网工程专业成为第七批国家特色专业。物联网目前属于新兴产业，中国高校刚刚开始开设物联网工程专业，没有成熟的经验可以借鉴。笔者近年来致力于物联网工程专业建设，分析物联网工程专业的知识体系及核心知识领域，力求归纳物联网工程专业建设的专业共性基础，并结合我校特色，构建了物联网工程专业的课程体系，以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。

一、物联网的技术体系分析

在业界，物联网大致被公认为有三个层次，[1，5-7]底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。

感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。

网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上，其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网（如GSM、TD-SCDMA）、无线接入网（WiMAX）、无线局域网（Wi-Fi）、卫星网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。

物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分，也是应用层众多应用的基础。

物联网各层次间既相对独立又紧密联系。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。

二、物联网工程专业知识体系分析

所谓专业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工程专业的知识体系，“物联网工程”知识结构中的专业知识部分应能够构成物联网整体的框架并体现其关键技术。因此物联网工程专业知识体系应包括感知层、网络层和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技术与无线传感器网络的技术；对应于网络层为通信与网络技术、异构网络互联与协同技术；对应于应用层为数据处理技术和信息安全技术；对应于物联网整体的框架为物联网应用系统设计和物联网工程规划与设计。

基于以上讨论，物联网工程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、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等相关专业知识；具有物联网及其相关领域的系统、网络、终端、协议等方面的研究、设计、开发能力以及组织和实施物联网应用项目的能力；并在创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面有良好的素养，能适应国家现代化与信息化建设需要，为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型高等工程技术与管理人才。

三、物联网工程专业核心课程构成

物联网工程专业课程体系应尽可能多地覆盖本专业的知识体系。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点，该专业知识部分由四个部分组成：基础类、感知类、网络与通信类、数据处理与领域应用类。

基础类课程为：数理类课程，例如高等数学或离散数学、线性代数、概率与统计、物理等；电路类课程，例如电路、模拟电子技术、数字逻辑与系统、高频电子电路等；程序类课程，例如程序设计语言C、数据结构与算法、Java语言程序设计等。感知类课程为：射频技术（RFID原理及应用）、传感器技术（与设计）、微机原理与接口、模式识别与状态监控、物联网定位技术、数据获取与信息处理系统等。网络与通信类类课程为：计算机网络、射频技术与无线通信、通信原理、无线传感器网络原理、短距离无线与移动通信网络、物联网数据库技术等。数据处理与领域应用类课程为：物联网工程导论、信号与系统、数字信号处理、嵌入式系统设计、云计算与云存储、定位应用开发技术、物联网工程规划与设计、物联网系统综合设计、移动开发等。

四、物联网工程专业课程体系构建探索

物联网工程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基础和我校在物联网方面的领域区域特色。因此我校培养模式坚持以水利特色为主导，发挥水利学科的传统优势；整合优化专业课程体系设计包括学科基础课程群、物联网工程专题课程群，使学生有兴趣、有研究、有实践地学习专业领域的知识，逐步地、系统地增长工程实践能力、创新能力与科学研究能力。

学科基础课程群：按基础类、感知类、网络类、应用类将相关课程分为四大课程群，有效克服每门课程各自为阵造成的“内容重复、衔接不紧”等弊端。物联网工程专题课程群：根据专业共性基础和我校在物联网方面的领域区域特色，重点建立无线传感网技术、物联网应用开发两个方向，明确制定各方向的课程体系，为学生提供充分的选课空间和时间，使学生的个性得到充分发挥。

1.无线传感器网络

该方向侧重无线传感器网络与应用的研究，强调物联网传输与网络层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的无线传感网络的基础理论，具有无线传感网络及应用软件的开发和研究，方向重点是物联网网络层和感知层的研究与设计。

2.物联网应用开发

该方向侧重物联网应用技术的研究，强调物联网应用层的开发与实践。通过课堂教学与实践、毕业实习以及前沿技术讲座等多种形式，学生将掌握扎实的物联网技术的基础理论，系统掌握物联网基础及应用软件的开发方法和开发工具，方向重点是物联网网络层和应用层的研究与设计。并增加水声通信技术、水联网及水环境检测应用作为我校的行业特色。

综上所述，我校的物联网专业课程体系结构如图1所示。

在课程设置中，把行业应用特色纳入个性化课程、专业课模块，形成学术型和技术型两套既有共性、又有个性的课程体系。该课程体系坚持以水利特色为主导，夯实基础教学，为学生未来发展创造条件，以方向选修课为平台，拓宽学生的知识和认识视野，妥善化解突出特色和拓宽视野间的矛盾。

五、结束语

物联网工程专业不是以理论为主导，重点是工程应用，教学应该由应用来驱动，时刻做好准备，不断调整教学内容。课程设置及内容应重在特色，在实施过程中，将高度重视特色专业点建设工作，大力加强课程体系和教材建设，改革人才培养方案，强化实践教学，加强教师队伍建设，紧密结合国家经济社会发展需要，推进专业建设与人才培养，切实为同类高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。

参考文献：

[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..

物联网工程的认识范文第4篇

[关键词]物联网工程 实践教学体系 平台建设

[中图分类号] G642；TN929.5-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）03-0037-02

实践教学培养是本科院校高等工程教育体系中不可或缺的重要环节，是影响物联网工程专业人才创新实践能力的主要因素。福州大学物联网工程专业是全国首家校企联盟的物联网教学单位。本文结合福州大学物联网工程专业办学实践情况，分析物联网工程专业实践教学培养准备，以物联网工程人才的素质培养为基础，构筑高层次物联网工程技术人才培养新体系。

一、物联网工程人才实践教学培养体系研究

（一）物联网工程人才实践能力培养标准

物联网不但可以提高经济效益，节约生产成本，培育新兴产业，而且还可以推动传统产业升级，促进信息化和工业化深度融合。因此，综合工程实践素质培养是物联网工程专业人才培育的重点。根据国家教指委出台的相关文件精神，一般认为物联网人才实践能力主要包含三个方面：1.具有综合运用掌握的物联网知识、方法和技术解决实际问题的能力；2.具有运用掌握的现代信息技术学习新技术、新知识的能力；3.具有技术创新和产品创新的初步能力。

（二）物联网工程专业实践教学培养现状

福州大学的物联网工程专业于2011年开始筹建，并于2012年开始正式招生。在近四年的发展过程中，福州大学陆续投入了大量的人力、物力、财力，根据物联网人才实践教学培养的标准，建设物联网专业实验室，完善实践教学体系。然而，任何的一个学科建设都不是一蹴而就的，对于物联网工程专业来说更是如此。在目前的教育环境下，福州大学的物联网工程专业的实践教学培养既存在其他高等院校的共性问题，也存在一些个性问题。这些问题主要包括以下几个方面。

1.课程之间缺乏整合，专业实验课程衔接不畅。而初生的物联网工程专业无法在短期内融合电子、通信、计算机、自动化控制等相关传统学科所示内容，因此在物联网工程专业课程群建设缺乏规划的情况下，专业实践课程衔接不够，相对孤立。最终导致实践教学知识跨度大，学生接受程度低。

2.教学模式封闭单一，教学课程与学生动手实践活动衔接不畅。福州大学的物联网工程专业依托于物理与信息工程学院，实践教学培养主要参照传统的电子信息类专业，也承接了现有电子信息类专业实践教学的共性问题，其中专业实践教学环节的学时比重不足30%。造成这一现象的原因，一方面是物联网技术第二课堂还未完善，另一方面是与合作企业的衔接还不流畅。

3.师资队伍工程经验不足，培养过程与工程实际的衔接不畅。作为福建省211重点院校，在经过多年的发展后，福州大学基本已形成了知名教授领导，海外知名院校、重点985院校毕业优秀博士为主力的师资队伍。然而，本科院校多年普遍重理论研究，轻工程实践，教师普遍工程经验较少，因此在培养过程中不可避免地出现实践环节与工程实践衔接不畅的问题。

二、物联网工程专业实践教学体系建设思路

为了加强物联网工程教师队伍的工程实践经验，加快在校学生融入物联网企业的脚步，福州大学在筹建物联网工程专业的初期就与物联网龙头企业新大陆科技集团、三鑫隆、欣创摩尔等福建省内物联网新兴企业开始了紧密的合作。根据福州大学的实际办学情况，福州大学确立了以下建设思路。

1.充分发挥校企合作协同创新在学生实践能力与综合素质培养中的关键作用，构建“合作重实质、功能重实用、培养重实效”的物联网工程专业培养新模式。

2.密切与行业和企业的联系，建立稳定的校外实践基地，加强和推进校外实践的力度。在与企业签订协议的基础上，进一步加强内涵建设，邀请其工程技术人员全程参与人才培养过程，共同开展项目课程开发和实践，保证学生实践质量。

3.建立健全长效机制，完善管理制度和考核办法，使企业、学校、学生三方受益，使校企合作、工学结合具有可持续发展能力。

4.加强实践教学、实践基地与大学生“预就业”相结合的建设，推广大学生在实践基地“预就业”，以获得实际工作的机会，了解用人单位的用工需求，提高自身能力和素质，让学生充分发挥“预就业”的优势找到理想的工作。

三、实践教学体系构建

福州大学物联网工程专业课题组在经过三年多的探索后，初步构建了多层次的物联网实践教学体系。高等工程教学体系是由工程教学设施、工程教育教师队伍两大部分组成。福州大学物信学院根据高等工程教学体系的基本组成部分，着眼于物联网工程校企合作办学特色专业建设，以提高电子类、信息类、通信类本科生、研究生的工程实践能力、科研创新能力为目标，构建一个包含软硬件的高等工程教育交叉学科“校企合作”实践教学体系，培养复合型、创新型的多元人才。

（一）数字化多层次物联网工程创新实践教学平台建设

物联网是通信网络和计算机网络的拓展应用和网络延伸，是感知技术、传输技术、智能信息处理和控制技术等方面的有机融合。物联网工程专业是一个典型的交叉学科，教学内容覆盖电路分析、传感器与检测、信号与系统、通信原理等方面的基本知识，科研创新包含低功耗微小器件、绿色能源、智能信息处理、3D立体显示等研究方向。项目建设拟坚持优化组合、资源共享、高效运转的原则，围绕理论教学、实践教学、科学研究三位一体的教学模式，分层次建成面向全院电子与科学技术、信息与通信信息系统学科的特色实验室、适应高素质创新人才培养的综合技术实验室、本研共享的学科研究实验平台。

1.以“提升学生创新能力”为指导，建设物联网感知与控制创新能力培养平台。物联网工程是一个典型的交叉学科。它与电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信息系统、电子信息工程等学科均有交叉，是一个既涵盖基础元器件又包括应用系统和信息互联等众多应用的平台。在该平台上，我们将整合福州大学物信学院光电信息显示、电子科学技术等专业的实验教学资源，充分发挥学生的创新能力，建设信息传感、传输、显示、存储、分析识别及智能互动的物联网信息处理综合实验平台，不断提高学生创业创新能力。

2.以“学以致用、协作创新”为指导，建设物联网软件与服务应用工程能力培养平台。服务区域经济，建设物联网工程专业是本项目的建设目标之一。物信学院通过与先进的物联网企业合作，根据行业发展的主要特色，在实践基地为电子类、信息类、通信类、计算机类、物流类、电气工程类等相关专业本科生、研究生提供各种真实情景的工程教学科研实训环境，建设物联网软件与服务应用工程能力培养实践平台。以“校科合作”为平台，通过“专业课程认识实习专业课程实验专业课程项目实训专业综合实训专业科研毕业实习”的系统化实践教学体系建设，进一步深化人才培养模式改革、构建突出职业岗位能力的课程体系，建立规范的课程标准，提升师资水平。

（二）高层次工程教育教师队伍建设

为了确保教师队伍能满足高校发展的现实需求，汇聚、培养优秀创新人才，促进物联网工程专业的内涵式发展，项目建设拟从以下方面开展教师队伍建设――校企合作“内外双修”教师培训计划。具体的建设计划如下所述。

1.采用进修深造和项目培养两种模式，提高现任在职教师的业务水平。在学校和学院的支持下，继续支持教师通过短期职业培训、校外进修、研修结合等形式逐步提高自己的综合素质。此外，在项目建设中，还将依托实践基地与新大陆、欣创摩尔等企业开展深入的科研合作，融技术研究、工程开发、技术转移和人才培养为一体，通过合作立项，促进教师由理论走向实际，逐步加强实践创新的能力。

2.积极聘任企业高级工程技术人才为专职教师。根据专业设置、课程安排、学生实训等方面的需求，有计划地面向企事业单位，择优选聘工程人才，担任专业课或实习指导兼职教师。定期或不定期为学生系统讲授课程、开展专业知识讲座。2012年12月，学院就积极邀请新大陆科技集团总裁王晶在物联网工程专业的学科导论课程中为大学生讲授物联网的产业发展状况，该次课程收到了良好的效果。在今后的专业建设中，学院将积极探索校企合作兼职教师交流制度，建立教师交流平台。

总之，物联网工程专业是一个全新的专业，且跨多种专业门类，具有很强的实践性，福州大学物信学院多层次的物联网实践教学体系是否能为地方经济发展培养优秀的物联网工程专业人才，还要继续探索和完善。

[ 参 考 文 献 ]

物联网工程的认识范文第5篇

关键词：物联网工程；实践教学体系；模块化；课程群

中图分类号：G642；TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-0-03

0 引 言

物联网工程专业是教育部为服务国家战略性新兴产业而开办的新型专业[1]，自2010年起，国内已先后有700多所高校开设了物联网相关专业[2]。经过6年的教学实践，物联网工程专业在课程设置和人才培养模式上取得了很大进步，但现阶段物联网工程专业的毕业生还无法满足物联网产业的发展需求，大部分毕业生只能支持产业的初级工作，而能够胜任物联网规划设计、开发和管理等方面的创新型工程应用人才十分紧缺。高校仍然处在物联网教育的初级阶段，人才培养体系不够完善，特别是实践教学环节还比较薄弱。本文针对物联网工程专业教学中存在的问题，根据物联网的知识体系结构和信阳师范学院物联网工程专业培养方案，以培养满足物联网产业发展所需要的创新型应用人才为目标，提出一套基于模块化的物联网工程专业的实践教学体系。

1 物联网工程专业教学存在的问题

目前物联网工程专业教学主要存在以下问题：

（1）没有形成系统化的课程设置体系，课程多而不精。由于物联网工程专业是一门多学科交叉专业，很多高校在课程设置上求全不求精，学生毕业后尽管知识面较广但无一技之长。

（2）各课程自成体系，教师只注重相关知识。

（3）实验教学模式单一，大部分实验还只停留在单门课程的验证性实验上，缺少本门课程内容的讲解，很少涉及课程间的相互联系，学生很难全面、系统的掌握与物联网相关课程相互融合的综合性实验，学生综合知识运用能力差。

（4）缺乏有实际开发经验的教师。高校教师的来源主要是高校应届毕业生，缺乏企业工作验和工程实践开发经历。

2 物联网工程专业实践教学体系模块化的意义

教学模块是围绕特定主题、特定技能训练所开展教学活动的组合[3，4]。模块化根据专业知识体系结构和人才培养目标，把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同一技能范畴的课程作为一个模块来开展教学。对物联网工程专业的学生而言，实践教学体系模块化具有十分重要的现实意义。

2.1 优化课程体系结构，提高实验课程教学质量

由于物联网工程专业是一个多学科交叉专业，涉及计算机、电子、通信、自动化等学科[5]，目前专业指导思想不明确，课程规划繁杂，很多课程之间教学内容重复，课程特色不够鲜明，开课次序不合理，导致课堂效率低下，实验内容单一，部分内容重复，达不到通过实验提高学生知识运用能力、动手能力和创新能力的目的。而模块化实践教学将针对某一特定主题、技能开展教学活动，同一模块内任课教师构建教学团队，明确各门课程的教学任务，体现课程特色，整体优化教学体系，避免课程之间开课次序不合理、前后不衔接、内容重复等问题，提高实验课程教学质量。

2.2 口径宽与能力专相结合，培养个性化人才

从物联网工程专业培养目标来看，要求学生掌握电子技术、传感器技术、网络通信技术、计算机技术等众多实用技术，但受到教学总课时与学生精力、兴趣爱好等方面的限制，学生很难全面掌握物联网相关技术。而模块化实践教学可以根据学生的兴趣爱好、就业方向，提供个性化实践教学，着重培养学生在某一方面的实践能力和创新能力，使学生毕业后有一技之长，提高学生的就业竞争力。

2.3 促进教师从“单师型”向“双师型”转变

目前高校教师主要来源于高校应届毕业生，尽管这些教师具有较高的学历，理论基础扎实，但缺乏企业工作经验，实践操作能力相对薄弱，大部分老师只有教师资格证，没有工程师资质。而开展模块化实践教学，教师必须提高自身的实践操作能力和项目开发能力，促使教师到企业学习、进修，促进教师从“单师型”向“双师型”转变。

3 物联网工程专业实践教学体系模块划分的依据和原则

实践教学体系模块化并不是把物联网工程专业的课程按照相近程度进行简单划分，这是一项系统的工程，必须遵循一定的原则才能制定系统、科学、可操作的实践教学体系。在划分模块时，要遵循以下原则：

（1）系统性原则。系统研究物联网知识体系架构，从“物联网”系统的角度来划分模块。

（2）实用性原则。制定出的实践教学体系要具有实用性、针对性和高效性。在划分模块时，要分析每门实验课程的特色及实验应达到的目的和要求，注重同一模块内课程间知识的渗透、融合与前后衔接关系，强化学生的知识综合运用能力、实践能力和创新能力。

（3）遵循教育教学规律。实践教学要符合教育教学规律，循序渐进，从认知实践教学到专业技能实践教学，再到综合性创新性实践教学，逐步提高学生的动手能力。

（4）符合学校实际情况。要根据学校师资力量和学校实验室条件来制定切实可行的实践教学体系。

4 实践教学模块的划分

在划分模块时，必须深入研究物联网体系结构，理清各层所包含的主要技术及各层之间的关系。物联网是指通过传感器、射频识别等信息传感设备，按约定的协议把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、监控和管理的一种网络，其主要特征是通过传感器、射频识别等方式获取物质世界的信息，通过互联网、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，提高对物质世界的感知能力，实现智能化决策和控制[6]。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为感知层、网络层、数据处理层和应用层[7，8]。依据物联网知识体系结构、信阳师范学院物联网工程专业培养方案和教育教学规律，把物联网工程专业的实践教学体系分为认知实践教学模块、程序设计与算法分析实践教学模块、感知层实践教学模块、网络层实践教学模块、数据处理层实践教学模块和应用层实践教学模块。

4.1 认知实践教学模块

认知实践教学模块主要包括计算机引论和物联网导论这两门课程的实践教学。该模块实践教学的目的是让学生掌握计算机硬件、软件、计算机网络、物联网的组成及相关技术，明确各专业课程的意义和相互联系，为后续学习打下坚实基础。实践教学主要将教师演示与学生操作相结合，让抽象的理论通过实验演示变得形象，让学生动手操作以激发学生的求知欲。计算机技术是物联网技术的基础，在讲授计算机引论时，应增加物联网的相关知识，既完善了计算机引论的知识体系，又为学生学习物联网导论打下坚实的基础。例如在演示计算机硬件组成时，可以增加对单片机、ARM芯片的讲解和演示；在做操作系统实验时，增加嵌入式操作系统的实验。物联网是计算机技术的一个典型应用，在讲授物联网导论时，要复习计算机引论相关内容，把两门课程中的相关内容进行分析、对比，不仅可以加深学生对知识的理解，而还以激发学生思考问题。通过这两门课程的学习，让学生明白计算机科学与技术专业和物联网工程专业的联系与差别，有利于学生的学业规划和职业规划。

4.2 程序设计与算法分析实践教学模块

程序O计与算法分析实践教学模块主要包括C语言程序设计和数据结构这两门课程的实践教学。该模块的实践教学目的是让学生掌握C语言、数据结构和算法设计等知识，着重提高编程能力和算法分析与设计能力。C语言程序设计实践教学从基础语法知识开始，逐步引入经典、有趣且与日常生活联系紧密的案例，引导学生从解决问题出发，学习编程知识，并培养学生的编程思维，提高学生的编程兴趣和编程能力。数据结构主要让学生掌握经典数据结构的逻辑结构、物理结构及相关算法实现，重点是数据的组织结构和算法实现。

4.3 感知层实践教学模块

感知层主要负责信息的采集和短距离传送，是物联网系统的核心层。我校针对感知层开设的课程有电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口、嵌入式系统、信号系统、传感器技术、无线传感网络、数据采集技术、射频识别技术、ZigBee技术等课程。本模块实践教学课程多，开课时间跨度大，且课程间知识联系紧密，所以实验教学内容一定要注意课程间的联系。依据课程间的相互关系，该模块实践教学可以细分为硬件课程群和数据采集课程群。

4.3.1 硬件课程群

该课程群包括电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口和嵌入式系统5门课程，主要使学生掌握计算机硬件系统的结构和工作原理，使学生具有计算机系统硬件开发能力和针对具体硬件进行软件开发的能力。该课程群的实验教学不仅加深了学生对理论知识的理解和巩固，还能激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，培养学生的创新意识，为以后的学习和工作打下坚实基础。目前，我校该课程群的实验采用“软件设计与仿真”和真实的硬件开发平台相结合的方式。软件设计与仿真实验主要是加深学生对理论知识的理解和运用，真实的硬件开发平台主要提高学生的动手能力和调试能力，这两种形式虚实结合，相辅相成，各有优势。

4.3.2 数据采集课程群

该课程群包括传感器技术、信号与系统、RFID技术、ZigBee技术、无线传感网络技术、数据采集技术等课程，主要让学生掌握传感器的基本原理、信号处理、数据采集、无线通信及组网技术等，使学生具有设计和开发数据采集系统的能力。目前，我校以北京奥尔斯科技股份有限公司开发的物联网创新实验箱为平台，依次开设有CC2530基础实验、传感器及控制器模块实验、ZigBee无线网络通信实验和嵌入式网关实验，通过这4部分的实验，逐步提高学生的动手能力和创新能力。

4.4 网络层实践教学模块

网络层主要负责信息的传输。该模块的内容使学生能够清晰地认识信息传输的过程、原理和应用，从而使学生能根据实际需要选择合适的通信方式构建物联网网络。我校针对网络层开设的课程有通信原理、计算机网络原理、TCP/IP协议分析、物联网组网技术和网络信息安全技术等课程。首先需要学习通信原理课程，主要内容有与信号相关的基础知识、模拟传输、数字基带传输、基本的数字频带传输、模拟信号数字化与PCM、信号空间分析与多元数字传输、现代数字传输技术、多用户与无线通信、信息论基础以及纠错编码等内容，使学生掌握通信的基本原理；其次，通过学习计算机网络原理、TCP/IP协议分析等课程，使学生认识信息传输的实现机制和具体技术；然后学习网络信息安全技术等课程，使学生了解信息传输中应该考虑的实际问题；最后，通过物联网组网技术课程的学习，使学生能够构建可行的通信网络，同时能够使学生把所学的知识贯穿起来，并在实践中加以应用。

4.5 数据处理层实践教学模块

数据处理层对网络层传输来的海量数据进行存储、处理和智能决策服务等。通过该模块的学习使学生掌握物联网工程中数据处理的基本过程、工作原理和主要方法，并利用这些知识对典型物联网应用领域提出具体的数据处理方案。我校针对数据处理层开设的课程有云计算、物联网数据处理技术、数据挖掘、人工智能等课程。通过云计算课程的学习使学生熟悉当前常用的海量数据存储方案和并行计算框架；通过物联网数据处理技术课程的学习，使学生掌握常用的采集数据的预处理方法，确保采集数据的有效性；通过数据挖掘和人工智能课程的学习，使用相关知识能够在大量采集的数据中发现有价值的规律并加以验证，最后，将发现的有价值的规律应用到实践中，产生实际的应用价值。

4.6 应用层实践教学模块

应用层主要为用户提供良好的解决方案。我校针对应用层开设的课程有数据库技术、操作系统、Linux操作系统、Java语言、网络编程技术、移动软件开发技术等课程，主要让学生掌握数据库技术、操作系统原理、网络编程技术和移动软件开发技术，能根据实际需求设计并实现高效、可用的物联网应用层软件。在前述各模块的基础上，该模块教学过程以典型应用驱动的方式开展。以当地水质检测、茶叶种植场所的土壤养分监控为例，使用Java语言，基于Linux操作系统和MySQL关系型数据库，以Browser/Server架构为指导，实现此类型的物联网典型应用，用户可以通过移动设备方便、快捷地使用这些系统。通过该模块的实践教学，最终使学生将所学知识运用到实践中，让学生深刻体会到实践在学习中的重要性，从而提高他们学习和从事研究的兴趣。

5 模块化实践教学体系实施方案

为了达到模块化实践教学目的，必须遵循教学规律，制定由浅入深，循序渐进的实施方案，整个实践教学过程大体按照认知实践教学模块、程序设计与算法分析实践教学模块、感知层实践教学模块、网络层实践教学模块、应用层实践教学模块和数据处理层实践教学模块的次序开展。由于每个模块包含多门课程，各模块之间开课时间有部分重叠。为进一步提高学生的动手能力和综合知识运用能力，在大四上学期根据学生兴趣和就业方向开展有针对性的C合性实践教学，使学生具有一技之长。具体实践教学体系如表1所列。

6 结 语

物联网工程专业是集计算机专业、通信专业、自动化专业为一体的交叉学科，是一个典型的基于工程应用的学科。因此，实践教学对人才培养质量起着至关重要的作用。本文针对目前物联网工程专业教学存在的问题，提出一套基于模块化的物联网工程专业实践教学体系。该实践教学体系有以下优点：

（1）层次清晰。从认知教学到专业技能模块教学，再到综合性实践教学，由浅入深，由易到难，层次清晰，环环相扣。

（2）教学目标明确。通过系统化的分析方法将物联网工程专业的众多课程分为6个模块来开展实践教学，每个模块教学目标明确，着重强化学生的动手能力和综合应用能力，提高实践教学的效果。

（3）人才特色鲜明。除认知实践教学模块外，每个实践教学模块都对应了物联网工程专业的一个就业方向，学生可以根据自己的兴趣，加强该模块的学习和实践开发，使学生具有一技之长。经过多年教学实践表明，该方案科学合理、切实可行，教学质量得到显著提高。

参考文献

[1]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）：26-29.

[2]周鹏，王金凤，刘兆瑜，等.物联网工程专业人才培养模式研究[J].软件导刊・教育技术，2015，14（10）：41-43.

[3]邵一江，刘红.基于能力导向的模块化教学体系构建[J].合肥学院学报（自然科学版），2013，23（4）：58-63.

[4]陈鹤鸣，王玮，李峻.基于创新人才培养的模块化教学研究[J].闽江学刊，2013，5（2）：93-97.

[5]彭剑，戴经国，茂，等.物联网工程专业实践教学体系设计[J]. 计算机教育，2015（4）：111-113，118.

[6]朱洪波，杨龙祥，于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报，2010，31（11）：2-9.