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Abstract: In this paper, we discussed some issues about college-enterprise cooperation, such as, experimental facilities construction, students engineering training, etc. And we also analyzed the reasons of this kind of cooperation and benifits for both college and enterprise.
Key words: intenet of thing;intenet of thing engineering major;college-enterprise cooperation
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)10-0250-03
0 引言
自2005年11月17日,在突尼斯召开的信息社会世界峰会上,国际电信联盟《ITU 互联网报告 2005:物联网》,正式提出“物联网”的概念以来,世界各国纷纷投入了大量的人力、物力、财力以发展物联网。2009年8月,国务院总理在无锡考察时,提出了“感知中国”的概念,从而掀起了物联网在我国发展的热潮。2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32号)中明确提出了以“新能源、新一代信息技术(物联网信息技术)、新材料、农业与生物、空间技术”为代表的国家战略性新兴产业发展规划。2010年3月9日,教育部发出通知,将针对新一代信息网络、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家重要战略性新兴产业,在高校本科教育阶段设立相关专业开始接受物联网专业申报,物联网工程专业正式列入我国高等教育本科专业目录,相关院校于2011年开始招生。
1 物联网工程专业特点
1.1 多学科交叉集成 从物联网技术框架看,比较普遍接受的观点是,物联网分为:感知层、网络层与应用层。其中各个层次所涉及的学科专业为:感知层:电子科学与技术、微电子科学与技术和计算机科学与技术等专业。网络层:网络工程、通信工程和计算机科学与技术等专业。应用层:软件工程、信息工程[1]、信息管理与信息系统、自动化和计算机科学与技术等专业。
与其他工程应用型专业一样,根据物联网在不同行业领域的具体应用,还涉及到其所应用到的各个行业领域的专业知识与技术。因此,多学科交叉是物联网的基本特点。
1.2 工程应用为目标 因是全新设立的专业,物联网并没有形成自身完整的理论与技术体系,而是集成了其他相关专业的知识和技术,形成的一个综合应用为目标的专业。在人才培养实践中,因学时和基础知识等方面的限制,我们不可能带领学生深入地学习各种理论知识,而是应该抓住相关技术的应用属性,并运用于物联网工程专业的实践教学中。因此,物联网工程专业的实践教学环节应该放在重点位置。突出实验实训环节,以便培养出掌握物联网核心知识框架与工程实践技术技能的工程应用型人才。
1.3 产业先于高教 物联网是传统互联网应用的一种延伸。IT产业应用推动了从“人联网”到“物联网”的拓展。在此过程中,与物联网相关的应用已经在国内外各行业逐渐开展。这些应用的实现,带动了物联网专业人才的需求,这在一定程度上推动了物联网工程专业的设置与发展。
1.4 摸索中的新专业 物联网属于发展中的集成创新型技术,知识体系不清晰;产业涵盖面宽,边界难以界定[1]。为了推进物联网及相关专业的建设与发展,在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会和教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会的共同指导和支持下,2010年8月29日成立了由全国首批批准设立物联网相关专业的高校相关专家组成的“全国高校物联网及相关专业教学指导小组”,针对有关物联网工程专业的课程设置、人才培养模式、教材选编等进行研究与指导工作。但时至今日,尚未出台国家统一的、规范性指导意见。因此,获得专业开设资格的各个高校往往根据自身资源与优势,结合所在区域的产业人才需求制定自己的物联网工程专业人才培养方案。
2 物联网工程专业培养模式
2.1 高校独立培养模式 目前,开设物联网工程专业的高校众多。这其中,公立大学基于自身的传统优势学科专业的物质和人力资源,对物联网工程专业的培养模式基本采用独立培养,即抽调相关学科专业人员,组建物联网工程专业的师资队伍;在实践教学方面,根据自身资源优势,设计和建设相关的实验/实训设施和内容;在技术方向上,则是依托已有的与物联网工程相关的优势专业方向,来制定物联网工程专业人才的培养方向。
这种模式有利于高校充分发挥既有资源优势,有利于物联网工程专业培养方案的顺利制定和实施,并通过教学与科研实践形成物联网工程专业的人才培养特色,进而带动物联网产业的技术发展趋势与方向。但是,这种模式并不适合所有高校,物联网毕竟是交叉型的全新专业,其所涉及的诸多技术领域并不是所有高校都有足够多的相关专业支持。因而,有的高校则把物联网工程专业变成了与之相关的传统专业在物联网领域的应用方向。
2.2 校企合作培养模式 高校与企业的合作一直以来成为各国高等教育与职业教育研究中一个热点问题。并通过这种合作实践,给高校、企业乃至国家带来了巨大的利益。关于校企合作,已有很多学者从不同的角度给予了界定:校企合作是指“大学与企业之间为达到一定目的,通过协调作用而形成的一种互动关系[2]”,“在人才培养、科学研究、技术开发、生产经营以及人员交流、资源共享、信息互通等方面所结成的互利互惠、互补互促的联合与协作[3]”。在物联网工程专业人才培养过程中,引进企业的资源和力量,对于一个新设立的专业十分必要。在校企合作办学模式下,企业会全程参与到学校的招生、教学、就业等三大环节中来,可以较好的帮助学校解决课程建设、师资建设、教材建设、实训室建设以及学生就业等一系列新专业亟需解决的难题,对专业建设产生了积极的影响[4]。
高校通过校企合作的这种模式有利于明确该专业人才的培养目标并能充分保证培养的人才与产业的需求有效对接,有利于高校对物联网工程专业实践教学环节的设计和实施,有利于学生学习过程中不断接触到行业发展的动态技术和信息,为学生未来的发展方向和就业提供指导性帮助;企业在这种合作中,有利于获得高校所具有的知识与智力方面的高级人力资源,有利于开拓设备设施的市场销售与推广,有利于为自身的发展储备“定制化”的人才。可以说是一种双赢的模式。
3 物联网工程专业校企合作动因
物联网工程是一个刚刚设立并集成了多种学科专业的应用型专业。对于一个强调应用的专业来说,不管是独立培养还是与企业合作培养,都离不开“来源于社会、应用于社会、服务于社会”的培养理念。因此,与社会的相关行业内企业合作,将是各个高校或多或少绕不开的一个路径。那么,校企合作过程,都有哪些因素驱动着彼此合作?
3.1 高校的角度
3.1.1 培养方案 关于物联网工程专业的人才培养,有学者认为,从规避风险的角度,应从未来毕业生可能从事的就业岗位和就业的能力需求出发,反过来审定我们所设计的培养目标,对课程体系和内容进行取舍[1]。通过校企合作,能够使学校比较准确地掌握物联网产业的发展动向和人才市场的需求信息,并根据这些信息制定物联网工程专业人才的培养目标、规格以及知识结构。从而制定本专业的人才培养方案。
3.1.2 师资队伍 物联网工程专业涉及很多前沿信息技术,尤其在工程应用方面,这部分人力资源大多集中在物联网相关的行业一线,有的高校在这方面的师资力量相对来说比较薄弱。因此,在相关核心专业课程的理论教学和实践教学环节存在着师资短缺的问题。通过校企合作,一方面院校可以直接聘用企业的工程技术人员进入校园教学,另一方面,也可以将教师派到合作企业中,通过实际的工程项目培训和锻炼,提升教师队伍的工程技术能力,构建起“双师型”的专业师资队伍。
3.1.3 科研学术 校企之间通过合作,共享各自的资源优势,对提升院校的科研学术的能力有着积极的推动作用。物联网专业涉及多个学科的交叉集成,一般院校很难找到各个相关专业的师资组成物联网专业的科研队伍。与企业合作,通过行业工程项目合作以及各级科研项目的联合申报等形式,不仅能够解决多元化科研人员的问题,也能够带动院校科研学术活动的实用型和成果的转化效果。
3.1.4 实践教学 实践教学在任何应用型专业的建设中都是重要的培养环节。作为一个全新设置的专业,相关的实验/实训设备正在不断更新和发展中,因此高校想要获得代表物联网工程应用需求现状和发展趋势的实践教学设施,离不开这些企业的相关产品和服务。通过校企合作,有利于高校在有限的资金投入下,建设能使学生掌握物联网产业的核心知识、技术和工程技能的实验/实训环境和设施。
3.1.5 实训实习 通过校企合作建立起的实验实训设施,满足了人才培养过程中的一般性实验和实训需求。但这种实验实训毕竟是一种有预案的验证性实践教学为主,为了保证学生能够接触到物联网产业一线的工程应用项目实践,学生到校企合作建立的“校外实训基地”或者企业中体验和参与真实的工程应用项目的整个实施过程,对学生来说无疑是一种校园内的培养无法给予的收获。而校外实训/实习基地的建设也是近几年来国家和各个省市教育主管部门一直提倡的办学指标之一。
3.1.6 学生就业 院校毕业生的就业率一直是衡量人才培养效果的重要考核指标。物联网工程作为新设立的专业,社会对该专业的毕业生的要求和接纳程度到底如何,目前还无法知晓。因此,院校通过与物联网行业内的企业合作,可以实时掌握企业用人标准、岗位、知识技能要求等多方面的人才需求信息。据此及时调整和优化培养内容、方法和标准,使得毕业生能够及早适应行业发展的需求。
3.2 企业的角度
3.2.1 产品与服务 物联网产业的兴起,带动了一批传统IT产业的企业投入到物联网产品与服务的行业中。高等教育的人才培养过程中需要大量的实验实训设备和设施,通过与高等院校的合作,企业最直接的受益在于产品和服务的销售。在合作中,产品的先入为主效应会帮助企业快速稳定地获得这一新兴教学设备市场的份额。并在后续的更新换代中,获得优势地位。
3.2.2 知识资源 相比于企业来说,高校储备的知识技术资源是企业进一步升级创新的有利保障。通过与高校的科研合作,充分利用高校教师科研人员的智力资源,是企业持续创新的一个重要人力与知识的来源。
3.2.3 定制化人才 物联网工程专业还没有一届毕业生走入这一新兴的产业,企业在未来的发展过程中所需要的物联网专业人才必将来自于各个高校培养出来的各个层次的学生。能否招聘到适合企业特色优势的后续人才,关系到企业的未来可持续发展。因此,通过及早介入高等教育阶段的人才培养,将有助于企业优先定制本企业所需的人才,避免高校人才培养与产业需求之间的脱节和错位。这也是校企合作对企业的一切吸引力所在。
3.2.4 品牌利益 高等教育培养的人才是未来行业的技术主干力量。企业通过有偿和无偿的方式,在人才的培养过程中使用自己的产品和服务,可以起到先入为主的效应。通过学生的使用和学习,形成对企业产品和服务的早起认知和体验,这必将影响到他们走进社会后对公司产品和服务的良好印象,进而影响到企业在行业内的品牌形象,带动市场份额的扩大和提高市场的影响力。这也是国内外知名企业通常的做法。
4 校企合作目前存在的问题
4.1 公司资源 抱有很强的合作愿望的企业多为实验实训仪器设备的研制公司。这些公司有的是传统的教学仪器供应商和制造商,有的是针对物联网工程专业的热潮而成立的新公司。这些公司在支持实践教学设施方面没问题,但在实习就业等方面缺乏支持资源和能力,也没有成熟的联合科研开发的思路和方案。
4.2 产品适用性 企业提供的产品与服务通常是根据其自身的技术与领域设计的,很少与高校一起合作共同开发。因此,院校对这类公司的产品均具有较强的陌生感,与院校所设计的课程体系、知识结构、技术特色没有形成有机的契合,因此需要院校调整相关课程的设置才能发挥其实验实训设备的效用。另外,物联网工程专业是高校开设的新专业,目前还缺乏公认的、系统的基础理论图书、技术普及图书,特别是适合物联网专业人才培养要求的系列教材[5]。一套实验/实训教学设施,除了硬件系统外,还需要配套的教材、软件及二次开发资源等,尤其是理论课与实验课理论与实验内容的有效衔接问题。
4.3 服务广泛性 在本院建设物联网实践教学设施的论证过程中,一些新兴的物联网实验设备公司过于专注仪器设备自身的性能指标参数的优劣,忽略了院校在承办全新的物联网工程专业所面临的一系列问题和不确定性。可以说,还是以往那种以产品销售为主的商业合作层面。实际上,院校更希望找到一个能够在实验/实训、实习、职业培训、师资、科研、就业等多方面的合作对象。
5 结束语
校企合作这种高等教育的办学模式在国内外已经被证明是非常有效的。我国社会各界对在高等职业教育方面进行了全面深入的研究和广泛的实践。随着我国高等教育的普及和国民经济产业结构的升级,本科阶段教育同样也需要进行各个层次的校企合作。尤其是对于物联网工程这类新设立的本科专业,通过有效整合企业资源,不仅能够帮助各个高校办好本专业,更有利于带动“产学研”纵向与横向的融合,共同促进。摆脱高等教育与产业脱节的问题,在这种有机组合的模式中,使得学生能够在理论与实践的双重学习与锻炼中,得到全面的发展。
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,2010,11.
[2]王廷芳.美国高等教育史[M].福州:福建教育出版社,1995.
[3]王章豹,祝义才.产学合作:模式、走势、问题与对策[J].科技进步管理,2000,9.
关键词:物联网;校企合作;互联网+
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0029-02
一、引言
物联网作为国家确定的战略新兴产业,近年来得到了不断的发展。国家“十三五”规划提出要积极地推进物联网的发展,尤其是推进物联网的开环应用。物联网正与农业、工业、家居、交通、电网、医疗等行业深度融合,成为新的经济增长点。高职院校也通过开设物联网专业,并开展物联网方向的校企合作,培养大批直接从事生产一线的物联网行业技能型和应用型人才,推动物联网产业的健康发展。当前,“互联网+”正深度渗透到各行各业,也给教育教学带来了新的发展思路,同时也是践行创新发展理念的重要方向。本文探讨通过“互联网+”促进高职院校和企业更广泛、深入地进行物联网专业的共建和合作,促进资源的配置优化,优化物联网的人才培养。
二、职业院校物联网人才培养现状
1.物联网人才培养校企合作。在我国经济结构调整、产业升级的大背景下,对技能型人才的需求巨大,高职人才的培养进入了机遇期。由于物联网是集电子技术、通信工程、计算机科学、软件工程等多个学科综合、交叉的技术,其专业涵盖面广、辐射行业多,所以高职院校在培养人才的过程中须结合企业对物联网产业人才的需求来明确物联网的专业建设方向,设置相关的实训内容。根据调研,高职院校的毕业生所从事的相关岗位主要有:产品检测工程师、软件工程师、网络管理、硬件工程师、售前/售后工程师、销售人员等。核心的知识点包括电路基础、网络配置与管理、软件测试、RFID技术、嵌入式系统应用、传感器安装与应用等。物联网是新兴专业,高校在专业的建设上缺乏经验,在课程的安排上存在师资紧张、实训课程缺乏的实际案例。校企合作人才培养是一种被普遍认可的职业教育方式,它依托行业背景,以产学结合的方式,培养满足社会要求和企业生产实际需要的物联网人才。校企合作的意义主要表现为以下几点:①实时把握市场动态,针对需要培养人才。物联网的技术更新快,只有随时了解企业需求,把握人才需求动态,才能使培养出的学生不与人才市场脱节。企业还可根据自身需求提出培养办法,加强人才培养的针对性和实用性,为企业定向培养所需人才。②加强实践环节。物联网专业具有较强的工程实践性,学生在学会理论知识后,还要有实际的工程项目经验。加强校企合作,可促进企业和高校的优势互补,将工程实践融入到职业教育教学与实训当中,达到产学结合的目的。③融入实际工作环境。高校的实训基地为学生培养实践动手能力提供了良好的条件,但实际项目开发和案例相对较少。为了使毕业生能够融入到真实的工作场景,与实际工作相适应。校企合作可提供给学生机会到企业生产的一线当中进行实习,提升学生的实际操作能力和职业素养。
2.校企合作所遇到的问题。尽管校企合作在高职院校的发展中有着重要的促进作用,但目前从具体的实施过程来看,受经济成本和人力资源等因素的限制,还存在一些问题,表现为:①当前校企合作大多表现为以学校为主导、企业相对被动的浅层次合作。企业所投入的人力、物力少,指导学生的时间少,并且很难长期维持;②校企双方“双师”素质需提高。企业人员缺乏教学经验和教学方法,学校教师缺乏实践经验。在教学过程中缺乏交流,没有形成合力,达不到预期效果;③企业实习机会少:由于受企业(尤其是中小型企业)的规模和日常运行的客观影响,企业无法安排所有学生都进入一线实习,这与学生大量的实习需求形成了矛盾。综上所述,进一步提升校企合作的效率、健全合作体系是亟待解决的问题。
三、基于“互联网+”下的物联网人才培养校企合作
在互联网、大数据等科技不断发展的背景下,人们思考怎样利用互联网与其他产业深度融合,创造新的发展形态。“互联网+”一词也在政府的工作报告中多次提及,通过“互联网+”来进一步深化改革,推动创新。将“互联网+”与校企培养物联网人才相融合,将是一种全新的思考方式。如何利用“互联网+”所带来的快速、分享、透明的特质,有效地解决目前校企合作所存在的问题,帮助提高教学效率,创新教学模式,实现多方共赢的局面,是值得深入探究与思考的问题。基于物联网专业特点和上述提到的校企合作所遇到的问题,结合“互联网+”平台,提出如下解决方案:
1.搭建教育资源远程共享。教学模式创新的重要途径之一是教学资源的共享。作为信息技术大类的专业之一,物联网技术的知识面广、更新快,需要不断地学习新知识,不断地更新知识积累。因此,光靠课堂的学习是远远不够的,学校需要通过与社会企业紧密联系,利用互联网教学平台,开发数字教育资源,提供网络化的教学服务,以“互联网+”的方式为学生提供学习资源。具体来说,学校和企业根据自身状况,侧重点不同。学校偏重理论知识的讲授以及教学材料的编写,建设精品课程资源和教学视频。企业可根据实际项目分享经典案例的操作与工程问题分析等,根据物联网专业的课程设置,不同的课程可建立各自的学习资源库。学校和企业形成优势互补,通过微课程、慕课等网上课堂的形式提供给学生。如此,学生打破了时间和空间的限制,可很方便地使用电脑、手机、平板等移动互联网设备进行学习。这种新的教学资源获取模式有效地避免了学校和企业的人力和时间等资源的浪费,是对传统授课方式的有益补充。
2.“线上指导+线下实践”的校企合作。基于线上的教学资源整合,在线下校企双方还可以利用互联网工具,加大沟通程度和合作力度。学生进入企业生产实习,在进行技能实训期间,将理论知识运用到真实的工作生产中,做到学中做、做中学,通过完成工作中所分配的任务,掌握专业技能,提高职业能力。另外,线上进行与生产实习相关课程的学习和补充,可通过在网上建立实训论坛方式,将线下实训的技术资源共享在论坛上,也可将遇到的棘手问题提出来,共同探讨与解决。互联网平台提供了最为广泛的交流平台,不仅拓宽了学生寻求资源的渠道,而且提升了自主解决问题的能力。学生待生产实习结束后回到学校,还可通过互联网平台跟进项目的进度,继续学习。此外,除了面对面的教学外,企业和学校双方也可通过网络平台对学生遇到的问题给予帮助,通过网络平台的助推,校企双方在实践中进行教学,能够有效提高教学效果,学生在真实的工作环境中以项目导向进行学习,能大大提高实战能力和岗位适应能力。
3.三方互动模式。教学由传统的一对多的交流形式,向一对一、多对多进行转变。通过互联网平台,学生可以个性化地制订自己的学习安排,通过互联网的方式请教问题、提交作业、查看自己的学习情况,学校和企业可网上对学生进行指导,查看教学进度和作业完成情况,了解学生的学习进度,收集学生的反馈信息。同时,学校和企业形成教育共同体,参与人才的评价标准,根据共同制定的人才评价标准进行学生的评价考核,包括课程知识学习和生产实践方面的综合评分,这样更注重学生的多方位考察,使培养出来的学生更符合行业所需。
4.共建人才培养计划,共享人才资源库。在人才培养计划的制定中,为紧跟产业发展,需充分调研市场对人才的需求。通过网上征集企业的人才需求,获得更多的意见和建议,来优化人才培养方案,开发专业课程。更为重要的是通过互联网平台,搭建物联网人才资源库,企业可从中挑选适合的人才。这样既能够促进学生的就业,也能为企业有针对性地选拔人才提供便利,有利于实现共赢。
四、结论
作为实践能力要求强、技术知识更新快的物联网专业,采用校企多元化合作是为了能培养出满足企业专业水平要求、促进产业发展、服务于社会的新一代高职人才。而通过“互联网+”高职教育,加强了校企交流和互补,整合了校企优质的教学资源,拓展了合作的模式,提升了人才培养质量,也为企业有针对性地选拔人才提供了便利,推动了物联网高职教育事业的创新改革和发展。
参考文献:
[1]刘青.基于岗位的物联网应用技术专业人才培养与专业建设研究[J].荷泽学院学报,2013,35(5):88-91.
[2]林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究,2012,(3):7-23.
The Cooperation between School and Enterprise for the Internet of Things in Personnel Training Based on "Internet+"
ZOU Cheng-jun,LI Xue,XIE Zhong-min,XIANG Mo-jun
(School of Information Technology,Chengdu Agricultural College,Chengdu,Sichuan 611130,China)
【关键词】高职院校物联网专业建设
1. 引言
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。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的,其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系,而在其系统集成和应用端,可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。
目前物联网技术还属于一个新兴技术,正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论,发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点,开始鼓励各高校申报相关专业。教育部高等学校高职高专计算机类专业教学指导委员会于2010年11月在西安举办了物联网应用暨计算机网络专业改革发展研讨会,来自全国102所高职院校及企业的与会人员围绕物联网技术发展、物联网络专业设置、深层次的校企合作等问题交换意见,分享经验。多位企业代表在会议上从企业的角度分析了物联网技术对人才的知识结构、技能要求和数量需求等方面的期望,为高职高专院校的人才培养提出了新的目标和任务。深圳职业技术学院孙湧教授作了《物联网专业办学若干思考》的报告。多位专家还从各自单位实际出发,阐述了对物联网专业申办和计算机网络专业改革的认识和实践。
2. 物联网专业建设的需求分析
从物联网产业链来分析,物联网产业主要有传感控制、数据传输和数据处理三个环节。传感控制主要通过传感器等设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;当物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通讯技术,因此需要通讯和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。根据以上物联网特征分析,物联网产业人才需求主要为电子设备技术和芯片设计技术人才,计算机网络和通讯人才,系统集成和应用人才。
物联网专业的学生毕业后能够在信息、物流等部门从事物联网相关领域的技术研发工作,也能胜任物联网技术在环境保护、工业监测、智能交通、公共安全、智能消防、个人健康等多个领域中的应用工作。
然而,经过两年的发展,物联网专业的培养目标还是不很清晰,尤其当大批的本科专业
批准开设后,高职高专的物联网专业如何建设,与本科的培养目标如何界定,物联网相关专业的定位、人才培养目标,如何进行物联网相关专业的课程设置、技能实训要求以及如何根据地域特点进行物联网专业应用人才,都是高职类院校设立物联网专业需要探讨的问题,也是高职类院校计算机专业一个新的生长点。
3. 物联网专业建设的内容分析
对于高职院校建设物联网专业的内容主要应从以下方面展开:
1) 高职院校物联网专业目标岗位及人才培养方向研究
物联网专业的建设,根据物联网市场人才需求特征和高职人才培养目标,结合地方区域特征和我院计算机学科已有优势,研究物联网专业目标岗位定位,进而确定人才培养的方向。使得培养对象既具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,又具备较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,成为能够从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。
2) 高职院校物联网专业课程体系建设的研究
课程体系的建立是实现专业人才培养目标的重要环节,也是人才培养的具体表现。本项目将以岗位需求为牵引,以人才培养方向为目标,从学生基本道德品质、职业素养、职业核心能力的培养的角度,同时兼顾一定的知识面和专业延伸,来研究如何构建适应于我院特点的物联网专业课程体系。
3)高职院校物联网专业实践教学基地的建设的研究
为了提高物联网专业人才的技术含量,加强物联网专业人才的技能培养,必须开发和建设物联网专业实训演练基地。由于目前物联网实验建设没有一个完整、成熟的方案,因此从改造和新建两个方面来探讨适应于高职院校物联网专业的实践教学基地的建设方案,并可以借助本地的地域经济特点,建立以行业应用案例为教学师范的实践平台,比如物联网在农业、煤矿等领域的应用为依托,探讨基于这些领域应用的实验平台的建设方案。
通过实证研究探讨在高职院校物联网专业建设的可行性,并在此基础上为物联网专业在高职院校的建设提供实施依据和前期论证。此项研究主要是整合我们现有在计算机网络方面的已有积累,结合当地的地域经济特点来解决物联网专业在课程、实训场地建设方面可能会遇到的问题以及在人才的培养、岗位需求方面需要前期论证的一些关键问题,为物联网专业在高职院校的建设提供可行性和可操作性的理论依据。
4. 物联网专业建设的实施
高职院校物联网专业的建设实施应该面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统开发及应用方面的高等工程技术人才。需要培养学生合理的知识结构、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、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统相关设计和应用的专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新技术的能力以及较强的创新实践能力。因此高职院校
物联网专业的建设可以从以下几方面考虑实施:
1)课程体系建设的实施
高职院校物联网课程体系的建设必须以面向应用为导向,因此必须以应用为目标,建议基于下列模块进行实施:
单片机和嵌入式系统
从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术,由浅入深,知识点包括:微机原理,接口技术,微控制器体系和原理,实时操作系统,C语言编程技术等。
无线片上系统
无线单片机通讯接口设计,无线有线收发器原理和结构,通讯原理和结构,运行于无
线片上系统的操作系统,如TINYOS等。
无线通讯和无线自组织网络
短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网技术,基本无线网络拓扑,ZIGBEE无线技术和802.15.4无线标准,高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术,C语言和无线网络算法高级技术原理。
RFID知识模块
电磁技术基础,RFID标签防冲突算法,EPC和IS0—18000—6C通讯协议和原理;大功率RFID读卡器原理和设计,RFID和物联网数据库结构和原理等。
物联网传输层知识模块
物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术原理,接入网络原理,3G技术原理和结构,M2M 数据传输和远程通讯,嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等。
数据库应用
SQL SERVER数据库在PC上的应用,SQL数据库嵌入式版本的移植和应用,嵌入式系统网关上的嵌入式数据库与PC数据库之间的同步与数据传输,备份等。
软件开发
使用VC或VB进行PC及服务器端的软件开发,编写对物联网网关设备的客户端控制程序,使用JAVA语言编写移动终端的控制程序及客户段程序。
2) 物联网专业实训教学环境的建设
在学生掌握物联网基础教学及开展基础教学实验后,以物联网的真实应用为依托,使学生能够进行物联网产品开发,产品应用改造及工程训练,掌握物联网技术应用。基于目前物联网在很多行业都有应用的空间,因此实训环境可以基于专题形式进行建设,具体建议按如下专题实施:
传感采集控制设计及实现
包含物联网无线传感数据采集基础、数据采集原理和应用、数传控制设计环境和应用
开发流程。基于现有产品实施监测体系的搭建和实际运行。
传感节点应用
传感节点应用初步包含物联网无线传感节点的设计原理、实务与开发流程、应用场景
描述和选配方案。
自动控制系统
自动控制实训包含物联网无线传感网的控制作用原理、实务与开发流程,自动控制基
础及初步应用。
通信网络设计及实现
通信网络设计及实现包含物联网无线局域组网、数据无缝接入、远程使用开发流程。
基于现有产品实施监测体系中网络部分的顺利建设和运行。
系统应用设计及实现
系统应用设计及实现包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成开发流程。基于
现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。
参考文献
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(哈尔滨理工大学,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:高校软件人才培养和软件企业对人才的需求脱节是软件工程教育面临的现实问题。CMMI是软件企业普遍采用的管理模型,其核心思想是软件过程管理。文章从软件项目实训研究现状出发,阐述了CMMI的基本内涵,并提出了基于CMMI的软件实训管理系统设计策略。
关键词:管理系统;项目实训;软件工程;CMMI
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)06-0086-02
信息化是当今世界发展的必然趋势,在信息化推进浪潮中,教育信息化快速发展。教育信息化带来的不仅仅是教育信息管理方式的网络化和信息化,更主要的教育理念和教学模式的变革和创新。随着个人计算机、智能手机、平板电脑等硬件设备的日益普及和移动互联网技术的飞速发展,出现了各种各样的网络教学平台。与传统的网络远程教育不同,新的教学平台从教学理念、教学模式、教学内容、授课方式等各方面改变着传统的教育模式。尤其是2013年以来,以慕课(MOOC)[1]为代表的新型网上课堂,在教育界刮起一阵旋风,引发热烈的讨论和追捧。本文探讨将软件企业普遍采用的CMMI管理理念运用到软件工程专业实训教学管理过程中,在高校内搭建基于互联网的新型实践教学平台,在实现实践教学管理信息化的同时,达到加强培养学生的工程实践能力培养的目的。
一、软件项目实训研究现状
近年来,教育界和工业界达成共识:目前高等院校培养的计算机及软件人才的能力素质并不能很好地满足软件企业对人才的实际需求,尤其在实践教学环节上,存在许多不足[2]。加强和改进IT相关专业的实践教学环节,提高学生的工程实践能力和工业化素质,实现人才培养和企业需求之间的平滑对接,是高等院校人才培养急需解决的一个重要问题[3]。
软件项目实训以提高学生的职业能力为目标,以实际的软件项目开发为背景,遵循人才培养的基本规律,并按照企业项目开发的标准流程和管理规范,以项目驱动和团队合作的模式使学生参加软件工程项目开发,重点培养和训练学生的专业技术应用能力和工程实践能力,使学生能够在正式参加工作前就熟悉软件项目开发的实际流程,积累项目经验。软件项目实训有助于协助学生实现从学生角色到职业人角色的顺利过渡。
软件项目实训过程涉及大量的文档、代码和多媒体资料,通过人工对这些项目资料进行管理,不仅工作量大、工作效率低,而且难以实现资源共享、资源利用率低。东软等一些大型软件企业的人力资源培训部门开始利用自身优势、借助互联网平台开展员工培训和社会培训。一些高校也开始尝试设计和开发学生实践教学平台,如山东大学软件学院的实训综合管理系统等。通过构建软件项目实训网络平台,教学管理人员可以方便地对实训资料进行管理和维护,实训指导教师可以有效地对实训流程进行管理和监控,学生能够随时随地地参加实训学习,不仅实现了资源共享,而且改变了传统的课堂实践教学模式,有助于激发学生的学习兴趣,提高实践教学质量。作者所在单位多年来坚持深化校企合作,通过改革教学模式、教学理念、教学方法等一系列措施,逐步建立起“两段式”(校内—校外)的工程实践教学体系,成立了校内软件实训中心,为学生在校内接受软件项目实训锻炼创造了平台。在软件项目实训的实际需求驱动下,我们设计了基于CMMI的软件项目实训管理平台,该平台以能力培养为目标,能够满足我校软件工程专业人才培养的实际应用需求,同时可以为其他高校的实践教学建设提供借鉴。
二、CMMI的基本内涵
CMMI(CapabilityMaturityModelIntegration)即软件能力成熟度集成模型,其核心思想是过程管理[4]。通过实施CMMI,首先能保证软件开发的质量与进度,对“杂乱无章、无序管理”的项目开发过程进行规范。其次有利于成本控制,因为质量有所保证,浪费在修改、解决客户的抱怨方面的成本会降低很多。实施CMMI还有助于提高软件开发者的职业素养,无论是项目经理,还是工程师,甚至高层管理人的做事方法逐渐变得标准化、规范化。
CMMI模型可分为五级,基本内容如下[5]:(1)初始级。软件过程是无序的,有时甚至是混乱的,对过程几乎没有定义,成功取决于个人努力。(2)已管理级。建立了基本的项目管理过程来跟踪费用、进度和功能特性,制定了必要的过程纪律,能重复早先类似应用项目取得的成功经验。(3)已定义级。已将软件管理和工程两方面的过程文档化、标准化,并综合成该组织的标准软件过程;所有项目均使用经批准、剪裁的标准软件过程来开发和维护软件,软件产品的生产在整个软件过程是可见的。(4)量化管理级。分析对软件过程和产品质量的详细度量数据,对软件过程和产品都有定量的理解与控制;管理有一个作出结论的客观依据,管理能够在定量的范围内预测性能。(5)优化级。过程的量化反馈和先进的新思想、新技术促使过程持续不断改进。
在软件企业里,CMMI体现为一系列的规范制度。本文借鉴CMMI的核心理念,将重要的规范和流程融入到软件项目实训平台设计中,将项目的实施计划、实施流程、各类文档、规范等固化成网页形式,实现各项开发活动的强制执行。通过使用该平台,有利于培养学生形成良好的工作习惯,熟悉软件开发的实际流程和规范要求,将软件工程过程学习融入到项目实训中,在潜移默化中促进理论与实践的有机结合。
三、基于CMMI的实训管理系统设计
基于CMMI的软件实训平台可以实现对实训教学过程中的人员、资料、规范、制度等进行流程控制和管理。该平台设计了教师、学生、管理员和普通用户(游客)四种角色,下面按角色介绍该平台的功能结构。
(一)普通用户功能
普通用户的功能非常有限,只能浏览网站主页,包括:(1)实训新闻。(2)实训公告。(3)友情链接。(4)实训中心简介。
(二)管理员功能
教学管理者可获取实训的各类统计信息,随时了解学员的实训情况及实训教学情况,监控实训教学过程。主要功能模块包括:(1)用户管理。可以对教师和学生信息进行增加、修改和删除管理等操作,可以批量添加学生和教师。(2)项目管理。可以创建、删除和修改实训项目,并为项目重置密码和项目指导教师。(3)课程管理。可以创建、删除和修改实训课程,并为实训课程重置密码和指导教师。(4)信息管理。可以在此模块相关的信息,如实训要闻,通知公告等。(5)实训组织管理。可以在此模块中对课程和项目成绩的模板进行设置,并可以备份数据库、对参加实训的人数进行动态分析和对实训论坛进行操作。
(三)实训指导教师功能
实训指导教师可以实时监控课程实训和项目实训教学的所有环节,分配教学任务,查看学生任务完成情况,方便指导学生实训,减轻教学压力,提高实训教学质量。主要功能模块包括:(1)我的首页。可以查看自己承担的课程和项目实训任务,课程和项目实训公告,查看和修改自己的信息。(2)成绩管理。可以为选择此课程和项目的学生录入和导出实训成绩。(3)课程实训。可以对实训课程资料进行管理,查看学生上交的成果物、日志和相关资料。(4)项目实训。可以对实训项目进行管理,查看学生上交的成果物、日志和相关资料。
(四)学生功能
通过该实训平台,学生可以进行软件项目实训锻炼,方便地获取实训课程和项目的参考资料、帮助文档、学习任务等,撰写开发日报及工作总结、提交工作成果,全程接受实训指导和监控。主要功能模块包括:(1)我的首页。可以查看已选择的课程和项目实训信息。(2)个人信息。可以查看信息和修改个人信息。(3)查询选课。可以根据课程号或者项目号对要参加的课程和项目实训进行选择,加入课程实训和项目实训。(4)查看成绩单。可以查看所选课程或项目的实训成绩。(5)项目实训。按照指导教师事先设计好的过程,下载相关资料,参加项目实训,提交成果物和日志。(6)课程实训。可以下载课程资料、提交成果物和日志。
值得特别指出的是,我们在软件项目实训平台中设计了实训日志功能,要求学生在实训过程中,像企业员工一样必须按时报告当天的工作内容、取得的成果、存在的问题以及对策等信息,教师和管理员可以即时察看日志信息,发现并及时解决各种问题,实现对于软件项目实训的过程控制。
本文探讨了在高校内对软件工程专业学生进行软件项目实训的必要性和可行性,提出通过构建基于CMMI的实训教学管理平台,提高软件项目实训的效率和质量。借助于软件项目实训平台,学生可以随时随地以多种方式参加软件项目开发训练,有利于培养学生的工程实践能力、团队合作能力和工业化素质。
参考文献:
[1]吴文峻.美国MOOC考察见闻[J].中国计算机学会通讯,2013,(10).
[2]卢维亮,屈蕴茜.软件工程专业工业实习课程的组织与管理[J].计算机教育,2013,(8).
[3]袁磊,黄健,宁彬.软件工程实训课程体系研究[J].计算机教育,2010,(22).
关键词: 物联网 物联网工程专业 实验环节
1.引言
2010年3月,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一[1],作为地方经济的源动力的地方本科院校,急需开始培养物联网工程专业人才。
物联网的定义是:具有自我标示、感知和智能的物理实体基于标准的通信协议进行连接,构成物理世界和信息空间之间融合的信息系统。图1是物联网技术体系示意图。
从图1可见,物联网的技术体系涵盖面极广,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,在教学上无法面面俱到,地方本科院校该如何做好前期积累、如何根据具体情况做出取舍等具体细节,是一个值得探讨的课题。
2.知识体系
根据《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范》,物联网工程专业的知识单元可分成核心知识、基础知识和领域应用知识三大类,其中第一大类——核心知识的具体细化见表1。
第三大类——领域应用知识各学校可根据自己的特色选定,针对诸如智慧城市、智慧医疗、环境监测、智能物流等典型应用设置相应的知识单元。
在具体教学活动中,前述知识体系的载体是一组适当课程组成的课程体系,这样的课程体系并不唯一。这种不唯一适应了物联网无处不在的发展空间,同时也为各学校构筑具有学校特色的课程体系提供了依据。
3.专业建设
在覆盖面极宽的知识体系和百花齐放、层出不穷的物联业行业发展背景下,物联网工程专业宜以“课程精,实验强”为建设目标。
3.1提前建设相关专业,实现专业积累。
依据物联网工程所包含的学科,与其相关的专业可界定为以下几个:计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、网络工程。这些专业都开有可纳入物联网工程专业的课程,都能为进一步创建物联网工程专业在课程设置、实验室建设、师资贮备等方面打下一定的基础。
3.2理论课程设置。
物联网工程专业的课程分为专业基础课、专业核心课和领域应用课。为力求“课程精”,下文是一种可供参考的规划课程体系的步骤。
第一步,由于物联网很难做到大一统,各大学的物联网工程专业的课程设置不统一,需充分参考周边已开办物联网工程专业的大学的课程设置。前面几批获准开办物联网工程专业的大学,尤其是第一批被授权的大学,全是拥有博硕士点的大学,这些大学将成为后续开办物联网工程专业的地方本科院校学生就读研究生的去向,因此,参考这些大学的教学计划,在规定的课程外增开针对性的选修课,有利于毕业学生进一步求学。
第二步,在选定专业基础课和专业核心课等后,列表分解各课程对物联网的各知识单元的覆盖情况,确保课程体系有效承载知识体系。表3是一个专业核心课程覆盖物联网工程知识单元的分解示意。
第三步做分类整理,理清所开课程间的前趋后继关系,剃除重复内容,确保教学具体实施时时间上的层层推进。
第四步,分配课时,计算学分,引入选修课,进一步强化课程体系的特色。选修课的确定原则如下:以物联网的技术体系为框架,以服务地方经济为目标,以行业为特征,以地方相关企事业及学校实验环境为依靠,以强化学生的工程技术与创新意识为目标,参考学校的师资构成、学生的接受能力等因素加以确定。
第五步,根据前面确定的课程体系,确定相应的教材,做好无现成教材或者现有教材不能满足需要的课程的教材编写工作。
3.3实践教学。
图1的技术体系可直接映射到众多的行业,如何在众多的可选行业背景下做到“实验强”,这是一个复杂的课题,也是一个发展的课题,需要不断地摸索改进。
一般地,除了一些培养学生社会素质的实训项目外,物联网工程专业还应包括核心课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计等环节。为确保实践内容的体系,专业核心课程实验应包括传感器原理及应用、RFID原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制、物联网信息安全技术,综合课程设计应包括嵌入式系统综合课程设计、物联网感知综合课程设计、物联网传输综合课程设计、物联网数据处理综合课程设计、物联网应用系统综合课程设计。专业实习应安排在实习基地、物联网企业、相关研究机构等单位进行。毕业设计是综合性、创造性、理论联系实践最紧密的实践教学环节,时间安排一般不少于12周。表4是与专业相关的集中实践环节安排示例。
进一步要解决的问题是实验设备的选取。首先看培养目标,地方本科院期望将学生培养成“高级工程技术人才”,因此,实验设备宜重视与工程实用挂钩,消化课程内容,培养工程兴趣。其次,还需考虑部分有志于升造进入研究领域的学生,引入一些可不断研化提升的实验设备。由于实验设备涉及面极广,难以在此一一列举,不妨以无线传感网络为例作简要说明。无线传感网络主要涉及网络协议栈。网络协议栈有两种可选方案,一种是固化协议栈,相应有XBee系列、Jennic系列、SNAP系列、Ember系列、STM32W系列等,网络协议栈完全固化在无线传感网络模块中,对使用者透明,有利于减少实验复杂性,帮助学生巩固课程知识和培养工程兴趣。另一种是开源协议栈,相应有TinyOS、Z-Stack、MsstatePAN、GOS、ZigBee精简协议栈等,这些协议栈开放源码,为学生深入研究提供了机会。
3.4师资建设。
物联网工程专业的第一批授权时间为2010年,地方本科院校直接引进对口专业人才是不可能的,因此,只能整合相关专业的人才,形成物联网工程专业的师资。具体实施途径:前期开办相关专业,积累师资;引进相关专业的各种层次的毕业生,充实师资;学校间联合办学,共享师资;通过培训获得专业师资;与企事业联合办学,吸纳其中的优秀人才补充师资。
4.结语
物联网有“技术高度集成,学科复杂交叉,综合应用广泛,发展日新月异”等特征,物联网工程专业设置时必须面对海量知识、无尽应用,物联网工程专业也因此将进入无止境的发展中。为了反映纷繁复杂的物联网技术体系,地方本科院校一方面要以“课程精,实验强”为出发点,选定课程,设计实验,达到培养“高级工程技术人才”的目的。此外,还要以发展的眼光看物联网工程专业,不断更新改进相应的课程、实验,激发学生的创新热情,让部分拔尖的学生有机会以更高的层次投入物联网研发的大潮中。
参考文献: