发布时间:2023-10-08 17:39:28
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【摘要】物联网是我国战略性新兴产业,它把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。为了适应新一代信息技术对人才的需求,高职院校开设物联网应用技术专业目的是培养高端技能型、应用型和可持续发展的物联网技术技能人才。本文从物联网应用技术专业课程体系现状入手分析了物联网人才培养目标、主要就业岗位,以物联网体系架构为核心,探索更合理的物联网应用技术专业课程体系。
关键词 高职院校;物联网应用技术;体系架构;课程体系
0 前言
物联网技术是是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,通过射条码与二维码、射频标签、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器和气体感应器等信息传感设备,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,具有十分广阔的行业前景。自2010年7月教育部首次批准多所高校建设物联网技术专业以来,国内高校都在根据自身的情况对物联网专业的知识体系、专业课程体系和人才培养等方面进行了一些探索,但目前物联网属于新兴产业,各高校基本上也都是依托自己原有的相关院系与专业开始设立物联网相关专业,没有成熟的经验可以借鉴。如何建立科学的物联网专业课程体系和人才培养方案等问题成为阻碍各院校专业发展的一个难点。本文致力于分析物联网应用技术专业人才培养目标和主要就业岗位等,力求归纳联网应用技术专业建设的专业共性基础,构建了以“物联网体系架构”为核心的物联网应用技术专业课程体系。
1 高职物联网应用技术专业主要就业岗位分析
高职物联网应用技术专业是一门交叉学科,应用非常广泛,专业培养应具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型的技术技能人员,工作重点在应用、服务和生产领域。通常可将本专业对应主要的岗位划分为物联网系统集成和测试工程师、物联网系统销售和技术支持工程师、物联网系统开发工程师等三大基本岗位:
物联网系统集成、测试工程师:系统集成、测试工程师的工作任务主要是负责系统的软件、硬件和传感装置集成,进行调试,发现并改进单元设计过程中的错误,负责无线网络与移动设备的构建组网等工作。
物联网系统销售、技术支持工程师:系统销售、技术支持工程师的工作任务主要是负责建立客户关系,能根据客户的需求,为客户推荐其感兴趣的产品,突出产品优势;根据客户需求进行物联网相关产品的配置、安装;负责物联网系统的日常和维护,进行一些基本的故障维修;负责传感器的采购、售前、售后维护等技术工作;负责物联网应用系统硬件和软件的日常维护工作。
物联网系统开发工程师:系统开发工程师的主要工作任务是应用流程设计、开发和测试;编写各种设计文档;嵌入式系统的解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导;RFID解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导。
2 高职物联网应用专业人才培养目标分析
自物联网作为国家发展战略以来,物联网技术及应用迎来了高速发展时期,从而导致大量物联网人力资源的短缺。各大高校及职业院校纷纷设立物联网学院、专业或专业方向来培养物联网相关专业人才。各高职院校在进行物联网应用技术专业的人才培养时首先要确定该专业的培养目标,经过对职业主要岗位工作任务、工作内容以及能力要求的详细分析和论证,得到学生培养目标为:本专业面向物联网技术应用领域,从事物联网工程设备安装调试与维护、物联网工程项目规划与施工管理、物联网工程项目技术支持、物联网产品设计与生产管理等技术岗位,培养德智体美全面发展,心理健康。通过对物联网系统的传感层,网络层与应用层等专门知识和关键技术的学习,掌握物联网应用技术各岗位群必备的具备电子技术、现代传感器技术、RFID射频识别技术、无线网络通信技术、物联网安全技术和系统工程等专业基础知识,具有扎实的基础、实践能力,良好的职业道德、职业素养以及创新精神和创新能力的高端技能型、应用型、可持续发展的技术技能人才。
3 以“物联网体系架构”为核心构建的专业课程体系
3.1 物联网的体系构架
物联网应用技术专业是一门典型的交叉学科,涉及电子、通信、计算机和自动控制等多领域相关专业知识,是跨学科的综合应用,物联网分为三个层次:感知层、网络层和应用层,如图1所示:
3.2 专业课程体系的构建
课程的构建是提高教学质量的核心,好的体系架构,才能保证学生在校期间受到有序的、合理的、系统的能力培养,才能保证教学内容、课程建设、教学方法的质量,以便学生在未来的职场具有更强的竞争力。那么如何构建合理的物联网应用技术专业课程体系就是我们急待解决的问题,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系思路如下图2所示:
感知层:感知层主要是物品标识及信息的采集,通常由感应器件和无线传感网络组成,感知层是物联网的核心层。物联网应用技术专业在感知层对应的主要专业课程为:单片机系统分析与调试、电路板测量与绘图、射频技术与应用、无线传感网络技术和条码技术与应用。
网络层:物联网的网络层主要完成信息传递和处理,网络层包括两个部分:接入网和传输网。传输网是由公网与专网组成,常用的传输网络有电信网、广电网、电网、互联网、专用网。接入网是连接感知层的网桥,它将获得的感知层数据进行汇聚,并发送到接入网络。物联网应用技术专业在网络层对应的主要专业课程为、嵌入式系统设计、M2M技术、网络工程与综合布线和物联网管理与信息安全。应用层:物联网的应用层也称之为处理层,主要解决的是信息处理和人机界面的问题。物联网的网络层传输过来的数据在应用层进入各类信息系统进行处理,并通过各种设备与人进行交互。物联网应用技术专业在应用层对应的主要专业课程为:嵌入式面向对象程序设计、Android的应用程序开发和动态网页设计。
4 专业课程体系及进度
根据人才培养目标和主要就业岗位,以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系如图3所示,其中还包含了四门专业基础课:C#程序设计基础、物联网技术概论、电路基础与电工技能和电子技术与实践。
5 结束语
作为战略新兴产业,物联网技术已经应用于各行各业,专业前景广阔,其对物联网人才的需求也正在迅猛增加,行业人才需求巨大。培养大量高技术技能性物联网人才是目前高职院校迫在眉睫社会责任,但物联网应用技术专业的人才培养方案尚处在初始阶段,课程体系构建仍在一个探索过程中,需要大家不断的去探讨和改进。
参考文献
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[2]赵传信,王杨.物联网专业实践课程建设探讨[J].电脑知识与技术,2012(4).
1.职业院校物联网应用技术专业学生面向的职业岗位群
通过访问企业,了解企业人才基本素质、专业技能及数量需求。调查结果表明,随着经济与产业结构调整步伐的加快,毕业生就业呈现出多元化的趋势。毕业生就业既有国企、三资企业、事业单位,又有民营、建设、管理与服务一线;就业岗位主要是一线的技术、工艺、技能、销售方面的管理与操作人员。对职业院校的毕业生而言,走向基层,走向一线,这应该是一种趋势。
我国目前已逐步实现以下目标:逐步建立完成行业或区域物联网管理中心和公共服务平台,为企业提供溯源、防伪、跟踪等物联网公共服务;建立国家代码解析服务系统(Code Solution Service, CRS);逐步建立完成国家物联网管理中心。
目前,中国已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。物联网业务是一个产业链长,涉及通信网络、信息系统集成、自动控制多个领域,正是因为如此跨行业所以其带动性强,会带动微电子、软件、信息技术的诸多领域发展。从发展预测上看会带动成千上万亿各行业产业的发展。物联网广阔的发展空间,势必需要相关行业的大量人才。
产业发展,人才先行,人才是科技发展的关键。由于物联网起步伊始,目前,我国从事该行业的人才极其匮乏。为了在这个新兴行业中争得先机,许多企业和地方政府都在纷纷抢占物联网人才资源。
2.企业需求量最大的物联网专业职业岗位
通过调查显示企业需求量最大的物联网专业职业岗位是物联网硬件开发人员,物联网硬件开发人员占65.1%;物联网软件开发45.3%;物联网应用与维护39.6%;物联网嵌入式应用38.3%;物联网技术支持37.3%;数据库处理24.6%;物联网应用开发30%。
3.课程设置力求面向职业岗位
职业院校必须加强对中高职衔接过程中,中、高职不同阶段职业教育内容和教育水平的定位的正确理解,不能走学科型的发展道路。必须改革现有的专业培养方案和课程设置体系,提供保持与产业同步更新的教学内容,按不同的分级标准进行理论课程的整合。
4.将职业资格证书融入物联网课程中
物联网专业的职业证书主要是家认定的职业证书,据不同证书的特点,社会培训机构的课程大多针对特定的职业资格证书设计,注重实践,强调动手能力和解决实际问题的能力,取证率高。缺点是短期速成,缺少系统性,突出专业技能的培训,以通过测试为主要目的,忽视基础知识的学习、淡化职业素质的养成。因此,建议在原有培训教学实践的基础上,吸纳社会培训机构的成功经验,将职业资格证书培训融入物联网技术专业的课程计划中。
5.加强学生英语技能培养,锻炼学生写作和沟通的能力
就企业而言,经常会遇到项目方案和投标文件的编写以及和各方谈判的工作,所以写作和沟通的能力是考察人员能力的重点之一,也是工作中所必须的能力。
6.加强学生实际操作技能训练和综合素质培养
几乎所有的被调查企业和毕业生都希望院校多给学生提供实践的机会,企业希望学生从院校毕业后能直接胜任工作,而不希望企业对学员进行二次培训。建议学校加强在校学生实际操作技能的训练。在教学过程中,遵循实际的工作流程,以增强学生的动手实践能力,解决实际问题的能力为目标。
企业普通认为职业院校的学生应该具备的综合素质包括再学习的能力(即具有自我学习、更新知识技能、适应岗位变化的能力)和文档检索与信息搜寻的能力(即借助字典阅读的一般的专业英文技术资料及技术说明的能力)、积极的工作态度、吃苦耐劳精神和客户服务意识等。所以,学校在要求学生掌握专业知识和专业技能的同时,应高度重视培养学生的职业素质和敬业精神。另外,由于有相当部分学生毕业后继续深造,所以必须注意学生的可持续发展能力的培养。
7.结语
未来十年物联网专业人才的需求将成为热门人才需求,发展物联网不仅是我国当前一项重要的战略任务,也是未来社会发展的必然趋势。可以断定,国家对物联网行业的推动及其本身巨大的市场需求和广阔的发展空间,必将滋生对该行业人才的巨大需求,高职院校要积极加强物联网专业人才的培养工作。
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.02.233
无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量传感器通过无线通信方式构成的多跳自组织网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。[1]“无线传感器网络”概念一经提出就迅速成为学术研究热点,并被美国《商业周刊》列为21世纪最有影响的技术之一。[2]随着近年来国家对于物联网技术的关注程度不断提升,作为物联网的关键支撑技术的无线传感器网络技术也逐渐升温,《无线传感器网络技术》课程已成为高职院校物联网应用技术专业的核心课程。[3]
我国高校于2010年起开始开设物联网专业,绍兴职业技术学院(下文简称“我校”)于 2012年正式获批开设物联网应用技术专业,当年开始招生,规模为100人,属于浙江省第一批开设物联网应用技术专业的高职高专院校。根据该校物联网应用技术专业人才培养方案规定,“无线传感器网络技术”课程是物联网应用技术专业核心课程。作为一门新兴课程,课程的教学内容、教学方法、实训设施、实验课程都处于不断变化更新中,该校已连续四年开设了《无线传感器网络技术》课程,在此课程的内容设置、实训设施选型、实验课程教授方面进行了一些探索,特别是在拓展第二课堂、培养学生创新创业意识方面积累了一定的经验。
1 “无线传感器网络技术”课程特点
无线传感器网络是集传感器技术、嵌入式系统、电子技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理系统,[4]具有广泛的应用前景,是计算机信息领域最活跃的研究热点之一。课程涉及的无线传感器网络通信协议、网络种类、网络设备、网络标准都是随着技术进步在不断更新的,这就要求课程内容须紧跟学术研究成果和行业规范标准,课程内容时效性较强。此外本课程较为注重工程实践应用,强调技能培养。
学科交叉是“无线传感器网络技术”课程最大的特点,也是其最大的难点。学科交叉使得此课程涉及的知识面较广,不仅包括传感器、硬件电路、软件编程等基础知识,也包含通信协议、软件算法等前沿知识。此门课程的学习对学生素质要求较高,高职高专学生学习此门课程具有较大的难度。
2 课程实施存在的问题
2.1 教学内容设计难度大
根据绍兴职业技术学院物联网应用技术专业人才培养方案规定,“无线传感器网络技术”课程在第三学期开设,一周4课时,共64课时,课程容量有限。但是此课程的理论和实践内容多,理论内容包括:无线传感器网络基础知识、协议规范、传感器检测技术、射频识别技术、通信技术、定位技术、时间同步技术、安全技术、数据管理与数据融合等;实践内容包括:传感器识别应用、传感器驱动电路设计、C语言编程、ZigBee组网、WI-FI通信、Bluetooth通信等。高难度、多种类、大跨度的知识体系让课程教学内容成为一个难点。如何在有限的课程容量中设置最合适的内容,是此课程成功的基础。
2.2 学生素质要求高
该课程涉及的理论知识较为深入且实践项目均要求学生能够综合应用传感器、电子电路、软件编程等方面知识。该课程的授课对象是绍兴职业技术学院大二学生,虽然在学习此课程之前,学生学过“C语言程序设计”“电子技术基础”“物联网导论”等课程,但是学生缺乏综合项目的实践锻炼。该课程的学习对学生提出了一定的挑战。
2.3 实验设施标准化程度低
由于无线传感器网络发展时间较短,发展还不成熟。配套的实训设施虽然种类较多,但产品质量参差不齐,且标准化程度较低,不利于学生的技能培养。市场上物联网产品也同样没有严格的标准,各厂商均使用独立的协议,产品的通用性较差,在一定程度上会造成教师授课方向偏差。
3 改善课程教学的措施方法
3.1 合理设置教学内容
课程组在制定“无线传感器网络技术”课程标准时发现此课程内容丰富,具有较强的工程性和实践性,合理有效的实训设置是授课质量的关键。所以在课程标准设置中要求学生在掌握无线传感器网络的体系结构、网络管理技术、通信协议等理论知识的基础上,着重掌握常用传感器的使用、无线传感器网络节点开发、无线传感器组网及通信等实践知识,最终锻炼学生电路设计、程序设计、嵌入式开发等技能。同时,在培养学生的过程中,结合校园文化,让学生树立起团队合作、爱岗敬业意识。
通过调研多个企业和兄弟院校,发现目前公司主流产品和训设备的通信方式主要有ZigBee网络、WI-FI、Bluetooth等几种方式,其中ZigBee网络应用最多,WI-FI次之。所以在实训设置时,侧重ZigBee节点开发、ZigBee组网通信等内容,让市场需求在一定程度上体现在课程内容设置中。
结合以往授课经验以及课程自身特点,对“无线传感器网络技术”课程授课内容和学时进行了精心安排,采用精简理论+项目式实训教学方法,由简到难、循序渐进,既照顾到了学生基础薄弱的情况,又保持了知识结构的完整性。具体授课安排如下表所示。
3.2 搭建创新实训平台
本校无线传感器网络实训室选用华育物联网综合实验箱进行无线传感器网络实训学习,此实验箱包含ZigBee模块、WI-FI模块、Bluetooth模块、RFID模块以及一个嵌入式网关,并配备多种传感器模块,具有较强的功能。特别是在ZigBee组网实验方面具有较强的优势,能够让学生较直观地看到实验结果和ZigBee网络结构,能够适应课程中ZigBee基础实验和组网实验。但是由于实验箱属于定制产品,体积较大,且各模块功能有一定限制,单独使用不方便,不能满足课程后续的综合创新项目应用。因此,课程组设计了一款基于ZigBee网络的开发板,开发板体积小、功能全,非常适用于独立项目应用和部署。实验箱与独立开发板的配合使用,能够完全满足学生课内课外学习的需求,效果较好。
3.3 拓展第二课堂
“无线传感器网络技术”课程内容较多,加之课堂容量有限,拓展第二课堂势在必行。第二课堂的作用主要是让学有余力或创造性思维较强的同学能够通过第二课堂实现创新探索。课程组将学有余力或有兴趣的同学吸收到物联网应用技术专业工作室,鼓励学生参与省市级大学生创新创业项目申请和省市级技能竞赛。两年来,共有30多名学生加入了物联网应用技术专业工作室,学生共申请省级创新创业项目一项、市级创新创业项目两项、校级综合项目两项,并获得省级竞赛二等奖一项、三等奖一项、市级奖项若干。通过开设第二课堂,学生各方面能力得到显著提升,创新创业意识明显增强。
3.4 完善考核方式,注重实践培养
“无线传感器网络技术”课程传统考核方式由平时成绩和期末成绩两部分组成,其中平时成绩占40%,期末考核占60%,平时成绩包括实训动手能力以及上课表现情况。为了增强学生创新创业意识,课程组将竞赛获奖、项目申请纳入课程考核中,开展学分置换。如果学生参与竞赛并获得省三等奖以上奖励或者成功申请省级创新创业项目,可以申请课程免考,这一举措大大调动了学生参与创新创业项目和技能竞赛的积极性。
4 结 论
“无线传感器网络技术”课程作为高职院校物联网应用技术专业的核心课程,具有较强的工程性和实践性。课程组结合市场需求及学生基础对教学内容进行了重组,采用精简理论+项目式实训教学方法,改善了教学效果。并积极开设第二课堂,引导学生参与技能竞赛和创新创业项目,实现学以致用,培养了学生创新创业意识。文章提出的思路符合国家关于深化高等学校创新创业教育改革的政策,与国家高职教育人才培养目标相吻合,并为创新创业教育在专业核心课程中的实践提供了参考。
参考文献:
[1] 马国强,路宁,包蕊. 农业院校“无线传感器网络”课程特点与教学方法研究[J]. 物联网技g,2015(11):107-108.
一、计算机应用技术
计算机最初的应用领域是在数学计算方面,在40年代中期至50年代末,计算机应用主要是科学计算、工程设计等数值应用。这一阶段使用第一代电子管计算机。50年代末到60年代末,计算机应用开始向非数值应用方面发展,这一阶段是第二代晶体管计算机,除了继续用于科学计算外,主要用于数据处理、工商业事务处理、企业信息管理。到了70年代,计算机应用普及到社会经济更多的领域,第三代集成电路计算机具有良好的性能价格比和可靠性,它促进了计算机的推广应用。计算机广泛应用于工业、农业、文化教育、卫生保健、服务行业、社会公共事业等。从70年代至今,计算机应用高速发展,迎来了大数据时代,此时软件越来越丰富,出现了数据库系统、可扩充语言、网络软件等。而且随着微型计算机和网络的出现,其应用领域已经涉及各个领域,在办公自动化数据库管理、图像识别、语言识别、专家系统及家庭娱乐等众多领域中大显身手。目前互联网已经深入到我们生活的每一个角落,并且应用的了社会系统中,计算机网络改变了我们的生活,便利了我们的生活。
二、计算机应用技术的领域
1、科学计算。最初的计算机应用就在于数学计算方面,随着时代的发展进步,科学计算仍然是计算机的主要应用功能,如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。
2、信息管理。信息管理是利用计算机来统计管理分析数据资料的一种功能,如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。目前信息管理是计算机应用领域应用最广泛的一种应用。
3、人工智能。开发一些具有人类某些智能的应用系统,用计算机来模拟人的思维判断、推理等智能活动,使计算机具有自学习适应和逻辑推理的功能,如计算机推理、智能学习系统、专家系统、机器人等,帮助人们学习和完成某些推理工作。
4、辅助功能。应用计算机对数据、信息、图形等等进行过程分析,得到想要的结果,建立各种图书档案、信息系统,达到辅助功能。
三、提高计算机应用技术水平
随着社会大时代信息化的发展,计算机在各行各业中的广泛应用,已经深入到人们生活的方方面面中去。计算机科学与技术的各门学科相结合,不仅促进了各门科学的发展,并且还革新了研究方法和研究工具。现在,计算和模拟已经成为除了实验和理论两种途径进行科学研究外的第三条途径。计算和模拟作为一种新的研究途径和方法,会使得一些学科衍生出新的分支学科。比如空气动力学、气象学。计算机定量研究的提高,不仅在自然科学中发挥着重要作用,在人文科学和社会科学中也是如此,例如,在人口普查、社会调查和自然语言研究方面,应用计算机处理信息效率更高,这些都是计算机在社会中的应用水平的提高的表现。
计算机在各行各业中的大力应用,常常也伴随着显著地经济效益和社会效益。关于新技术的应用,计算机网络化时代的发展,社会经济中的产业结构、产业布局和经营模式以及服务模式都发生了彻底地变革,网购这一近年来火爆的购物方式就是新网络营销模式的代表。并且随之也出现了新的产业,计算机制造业和计算机服务业,以及知识产业等新的行业。
计算机目前还是人们学习社交生活的重要工具,对比以往单一的计算功能的计算机功能,现在的计算机应用更加多样化丰富化,人们借助家用计算机、局域网、数据库系统等各种终端设备,可以轻松获得各种情报和信息,无地域限制学习课程,处理各种生活问题,详细地说比如购物、买票、查看新闻、聊天等等。
综上所述,我们可以明显地感觉到提高计算机应用水平的必要性,和潜在的重大意义。提高计算机的应用水平在现阶段来看势在必行,在全球化互联网雏形的阶段,全球网络已经覆盖。人们通过网络学习、社交、实验、娱乐,只有提高计算机应用技术的水平,才能跟上世界的脚步,适应时代的发展,免于国家和个人在世界上的落后。
四、提高计算机应用水平的策略
在了解了计算机应用水平的重要性,发展该技术的应用水平成为目前的要关注的重点。就我国的情况来说,计算机应用水平低,企业信息化水平低,上网企业和上网家庭数量还较少,信息技术在企业与家庭中应用尚不够普及。
针对我国的现状,比较与发达国家的差距,简单提出以下几点策略:
1、网络政策法律环境的完善。根据国家统计局中心的研究报告,我国有5.6亿网民。简单就城市网民来说网络已经达到普及率,但是缺乏有力的术经济学政策推动信息技术广泛应用。加大维护网络安全十分重要,既可以维护网络安全,保护网民的利用,又可以推动互联网的安全发展。
2、应用系统的研发。同样根据国家统计局研究报告表明,我国的信息化能力不仅落后于日美等发达国家,同样落后于许多发展中国家。大型应用系统的软件硬件研发水平弱,所以要加大对专项技术的研究,拥有我们自己的网络技术。
3、专业性人才的培养。针对目前社会发展的前景,人才的培养才是最主要的。我国想要在计算机应用技术水平上达到质的突破和发展,培养这方面的专长人才才是治本之道。
4、就业方向的推广。扩大计算机应用技术方面的工作岗位,扩大就业职位的多样化选择,引导该行业在社会上的发展。推广电子政务、电子商务等行业。
五、结语
网络环境日新月异,社会发展更新换代,只有跟上时代的脚步,才不会被社会所淘汰。计算机应用技术在当今社会的应用已经肉眼可见的深入到生产生活的每一个角落,面对我国的互联网现状,在网络普及以及计算机应用上明显落后于世界上的许多国家,长期以往很有可能造成越来越无法弥补的差距,当务之急提高计算机应用技术水平显得十分重要。总之,计算机的发展和应用已不仅是一种科学的技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。
【参考文献】
0 引言
湖北省战略性新兴产业是为地方经济科学发展、跨越式发展提供支持的产业。我校物联网工程专业2014年11月获批湖北省战略性新兴(支柱)产业人才培养计划的专业,基于此立项,在本研究中主要针对战略性新兴产业应用型人才的培养模式,培养应用技术型人才以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线,分析市场需求,规划培养方案,通过校企合同、项目带动实践等方式落实方案,力争培养物联网专业学生满足社会对工程技术人才的需要。
1 物联网工程人才需求能力分析
在物联网工程专业的人才培养模式中,除了基本的素质教育、人文社科教育等知识结构外,要求掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识和实践操作能力,针对市场需求的RFID工程师、智能物流工程师、物联网嵌入式软件工程师、移动应用开发工程师、Java工程师(物联网web方向)、无线传感网开发应工程师等岗位的专业能力需求,开设对应的理论课程、实验课程、课程设计、项目实训和企业实习,为学生适应社会岗位打下良好的基础。
2 物联网工程人才培养方式具体实施战略
2.1 CDIO工程教育模式引入战略新兴应用技术型本科培养方案
在制定培养方案前对企业的人才需求做大量的调研,人才培养模式以“产业+企业+专业”的产学研用实践人才培养,坚持主动适应经济社会发展需要的原则,坚持知识、技能、能力、素质协调发展原则,坚持以学生为本、因材施教、尊重学生个性的原则,突出“产教融合、校企合作”,强化实践能力培养。CDIO工程教育模式是将CDIO工程教育理念融入课程体系设计,即构思设计、实现和运作。CDIO工程教育模式是将项目引入教学设计,进行“边做边学”和“项目学习”的改革尝试,通过组建一支致力于CDIO工程教育改革的教学团队和建立校企合作办学的长效机制来完善。同时根据课程的相关性,划分出不同的专业课群组,并设计综合性的实验项目,加大实践教学力度,注重实践教学内容更新和教学环节质量标准建设,通过创新学分的设置,加强对学生的社会实践锻炼。
2.2 将就业信息作为反馈完善教学设计的PDCA循环
战略新兴应用技术型大学从入学到毕业,不应该仅仅是一个开环的教育系统,而应该将毕业生的就业情况的有效信息反馈到教学设计当中。PDCA循是全面质量管理所应遵循的科学程序,在教学质量管理上也发挥很大的作用。校企合作人才培养模式下,基于PDCA循环的教学质量保障体系的构建如图1所示:
PLAN指教学计划是教学质量监控保障体系的核心部分; DO指教学执行按照“咨询―计划―决策―实施―检查―评价”六步法实施;C指教学检查评估,A则指根据毕业生就业情况的反馈信息总结改进,完善资源优化配置体系和教学质量监控文件实施体系。
就业反馈的信息包括:就业岗位,就业要求的知识体系,社会需求对人才的专业知识和综合素质等。PDCA也体现在通过CDIO工程教育模式以项目的形式带动理论教学,通过实际的例子来讲解理论,通过验证性的实验理解理论,然后学生通过课程设计综合理论和实验的内容,最后和企业的项目实训提升自己的能力,遇到问题反馈到又一轮的学习中。
2.3 深化校企合作
在合作原则上,坚持互惠共赢、优势互补、资源共享,整合校内外两种资源,提升合作实效。在合作的理念上,学校的专业发展结合企业的产业,企业提供实习基地,和企业进行项目的合作等等方式。把培养应用型人才为服务社会作为首要任务。通过校企合作、产教融合,共同确定专业人才培养目标,通过校企合作对结合企业人才的需求修订人才培养方案,共同制定实验实训课程的教学大纲,把企业的工程师作为企业导师引进教学,做到产教融合。
2.4 以就业为导向的课程设置,实施订单培养
企业可为学校提供实训基地和实训设备,并接受师生见习和实习,服务专业面向产业,也为学校面向社会推行“订单式”教育提供了基础。同时通过校企合作实行订单培养模式,根据企业需求实现订单培养,在企业、学生互选的前提下,签订定向培养协议;在确保通识教育、学科基础课程和学科专业课程教学的前提下,根据企业需求,安排企业急需专业理论课程或实践教学环节;在确保毕业生教学质量的前提下,将毕业实践与企业试用期打通,使学生尽快地融入企业生产。通过校企合作,增强专业建设与地方产业行业发展的契合度和依存度,提高专业对地方经济社会发展的参与度与贡献率。
3 战略新兴人才培养面临转型挑战的对策
3.1 调理管理、更新观点
观念根深蒂固,管理和利益需调整,高校的专业沿袭以往的方式,培养人才与地方人才脱节,存在重学历、重书本理论知识,轻能力,轻实践等问题。没有对高校进行分类管理的体制机制、大学发展及利益受到阻碍。地方高校转型为战略新兴应用技术型大学,教育观念和师资队伍不适应,转型要排除观念上的障碍,更新观点。
3.2 引进、培养具有实践能力的师资队伍
高校要以能追赶、适应、引领产业发展的理念来推进教学改革,师资队伍非常关键。需要高质量、有实践经验、有技术专长、有专业知识的教学团队,到企业挂职锻炼,同时老师自己的科研服务教学,理论的研究带动科研,做到产学研结合,协同创新,提升服务地方经济社会发展能力。
3.3 教学课程资源整合建设
整合课程,编写对应的实验、实训课程大纲和讲义,理论与实践课程合并,解决理论与实践教学的同步性;在课程建设中,调整好网络通信,物联网应用开发,嵌入式技术应用等系列相关课程的整合,调整好各内容的学时学分的分配,理清各课程关键的知识点和对应实验的理论要求,着重点放在对实践操作能力的培养,理论教学为实验服务,力争培养湖北省战略性新兴产业人才培养计划”的要求。
4 小结
战略性新兴产业物联网工程专业人才培养研究,通过社会对物联网工程人才的需求,引进CDIO工程教育模式从制定培养方案开始,开展校企合作模式下以就业为导向的PDCA循环教学质量保障体系、科研与应用相结合、加强师资队伍建设、深化校企合作等几个方面来建设适应现代社会发展,努力培养好战略新兴应用技术型人才。
参考文献
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[7] Wei Longji. Deepen The Cooperation Between Colleges And Enterprises,And Establish University-Enterprise Cooperation Alliance In Travel Agency Industry To Secure Personnel Support――Take Qingdao As An Example[A]. Proceedings of 2014 2nd International Conference on Education Technology and Information System[C].2014.
中图分类号:TP391.44-4 文献标识码:A文章编号:1007-9599(2012)01-0000-02
Study of the Training Mode of the Internet of Things
Luo Luoyang,Tian Liwei
(Guangdong University of Science&Technology Department of Computer Science,Guangzhou523083,China)
Abstract:The Internet of Things has a wide range of applications in many fields,a huge industrial space.The talents of Internet of Things become particularly important.And Dongguan economic restructuring and development strategy, the concept of service of the local economy, adjusting the direction of the professional and professional structure of the institutions of higher learning;according to the socio-economic needs and arrangements for the development of institutions of higher education professionals in training programs and courses standards; according to local economic environment,the construction of professional internet of things,cultivate the talents of business needs.
Keywords:Internet of Things;Personnel training;Local economy;Professional construction;Vocational education
一、物联网人才培养背景
当前,物联网已成为各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导领域。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和《东莞市科学与技术发展“十二五”规划》中均将物联网列入重点研究领域。发达国家通过国家战略指引、政府研发投入、企业全球推进、应用试点建设、政策法律保障等措施加快物联网发展,以抢占战略主动权和发展先机。我国已具备一定的应用、技术和产业基础,并以建设物联网产业园区、智慧/智能城市建设和应用示范等为标志,形成了物联网发展热潮,取得了积极进展,但也暴露了一些深层次问题。
温总理曾指出我国物联网产业最为紧迫的三个问题:一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信心中心,或者叫“感知中国”。同时,要早一点谋划未来,早一点攻破传感网核心技术,要依靠科技和人才,占领科技和经济发展制高点,保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力。
二、物联网专业设置的可行性和必要性
目前,东莞正在大力实施经济社会“双转型”战略,致力于实现从资源型经济到创新主导型经济的转变、从初级城市化社会向高级城市化社会的转变,确定了以信息产业带动工业化,壮大电子信息、装备制造等优势主导产业,把“东莞制造”转变为“东莞创造”的发展策略。东莞经济社会要实现“双转型”和产业结构的优化升级,其关键在于人才。物联网作为一个宏大的产业,并不是一个简单的应用领域,几乎涉及东莞本地的电子、机械、家具、玩具、物流等所有应用领域,它面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高素质应用型技术人才,使其能够在各个行业中贡献自己的力量,为社会的发展做出贡献。
因此,社会对物联网技术方面的人才需求巨大,东莞对物联网技术方面的人才需求也是很大的。广东科技学院按照地区社会经济发展的要求设置和调整专业。学院已建立了一支水平较高、结构合理的管理队伍和师资队伍,具备了较充足的先进教学仪器设备和丰富的图书资料,这为建设高质量、高水平的物联网专业提供了保障。
新专业以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》为指南,以物理信息混合网络化系统为载体,围绕“网络化信息感知”、“网络化信息传输”、“网络化信息服务与安全”、“网络化资源优化”四个主要研究方向,紧密结合地方经济发展需求与发展战略,整合我校及校企合作的优势资源,建立以网络专业为依托、多学科交叉的“物联网技术”专业,为实现国家“信息化带动工业化”的战略决策,促进信息产业的发展做出重大贡献,并推动依托单位信息学科群的跨越式发展。
三、物联网知识结构与培养目标
(一)知识结构。物联网是由感知层、网络层和应用层组成的体系架构。感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层,该层需要硬件设计、嵌入式、传感器等方面的知识和技能。网络层主要实现信息的传递、路由和控制,包括延伸网、接入网和核心网,网络层可依托公众电信网和互联网,也可以依托行业专用通信网络,低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口,以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用,该层主要为软件组件技术,它将应用程序的不同功能模块化,并通过标准化的接口和调用方式联系起来,实现快速可重用的系统开发和部署。
“物联网”知识结构中的专业知识部分应体现其关键技术,包括:射频识别技术、传感器技术、无线传感器网络技术、无线通信技术、网络技术、软件技术、硬件技术、数据处理技术和安全隐私,如图1物联网的三层图。
图1 物联网三层图
(二)培养目标。根据物联网的体系结构,所涉及到的知识包含感知、网络通信、应用三个方面的内容:感知层――传感器相关知识和信号检测相关知识;网络层――网络技术、通信技术、安全技术;应用层――数据处理、云计算、软件开发等。所涉及的学科非常之广,专业跨越之大,远远超过传统的电子类或电气类的学科。物联网专业是多学科交叉的专业,一个学生要在四年的时间内要很好地掌握硬件、网络、软件三方面的技术是十分困难的。因此开设物联网专业,要根据所依托专业来选择,重点突破一个方面,其他两个方面作为扩展协同发展。由此,根据我校的实际情况,选择以网络专业为依托来开设物联网专业。
综上所述,“物联网”专业要求学生德、智、体、美全面发展,具备电子技术、现代传感器和无线网络通信技术、物联网相关高频和微波技术,掌握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,掌握物联网系统的感知层、网络层和应用层关键设计等专门知识和技能,并具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新能力,成为能够从事物联网领域的应用、设计、分析与开发等工程技术人才。
四、物联网专业课程体系结构
作为本科专业,在民办院校将其称为应用型本科,其特点就是要根据地方经济的需求,开设符合地方经济发展的专业,培养为地方经济服务的应用型人才,则在课程体系结构的设计中要符合应用型本科的特点,根据前面的分析,根据东莞经济的特点,物联网专业的课程体系分为:公共课、专业基础课、专业课、专业组选课、专业任选课五个模块。
(一)公共课。该模块为必修课,主要是思想政治教育课程和通识教育课程。帮助学生提高思想政治素质、外语水平、逻辑思维能力和创新能力等,其主要课程有思想道德修养与法律基础、中国近代史纲要、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学语文、大学英语、专业导论、体育、大学生健康教育、就业指导。(二)专业基础课。该模块也叫学科基础课,也是必修课,主要让学生为学习物联网专业的打下坚实的基础,其课程主要有:高等数学、离散数学、数据结构、数字逻辑、操作系统原理、数据通信原理、数据库原理及应用、计算机组成原理。(三)专业课。该模块为必修课,主要课程有:物联网工程导论、电路基础、电子技术、通信电子电路、数据结构、通信原理、操作系统原理、数据库原理、计算机网络、微机原理与接口技术等。(四)专业课组选课。可以根据专业方向选择以下课程:物联网射频技术、RFID基础技术、无线 SoC基础、传感器设计基础、传感器网络、ZigBee无线技术、网络程序设计技术、单片机原理及应用、嵌入式Linux系统技术、DSP芯片应用技术、软件工程、物联网和蓝牙技术、物联网传输层技术(3G/GPRS/GSM以太网)、嵌入式系统、WIFI技术及云计算在物联网中的应用、通信安全理论、信息安全、物联网应用层设计等。(五)专业任选课。该模块可以开设一些增加学生的学习兴趣或综合应用类的课程,如智能城市、智慧校园、智能交通、智能物流、智能医疗、智能农业、智能电网、智能车辆管理系统等等的课程。
关于实验实训课程,则嵌入到课程中,体现教、学、做一体化教学,让学生能及时的消化所学的知识,并能快速地将知识转化为技能,应用到实际工作中去,如表1所示为物联网各课程模块的学分与学时。
表1 物联网专业课程模块学分与学时数
五、小结
对于日渐兴起的物联网领域,掌握核心技术无疑就掌握了市场主导权,把人们感知的自然界信息集成一个网络,物体与物体之间做一个交互,这不只是一个新的技术,而是在包括过去射频识别等技术在内构成一个面向应用的学科。由于这个学科更侧重于应用,作为应用型本科院校,在物联网专业的课程上就要更倾向于课堂应用性的设计,在教育中的应用应该充分利用学校中的用户规模、校园网络资源、信息服务产品开发能力,在建设资金、网络运营经验、带宽资源和信息服务提供等方面的优势,合作共建,分工协作,全力打造国内高等院校中具有典型性的物联网专业。
参考文献:
[1]胡忠望.“物联网”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010(22):109-110
[2]物联网白皮书(2011)[R].北京:工业和信息化部电信研究院,2011
注:民办职业教育主动适应经济发展方式转变的研究---2011-2012年度广东省民办教育协会研究课题,课题编号:GM2011028。
作者简介:闻继伟(1981-),男,江苏无锡人,江南大学物联网工程学院,讲师。(江苏 无锡 214122)
基金项目:本文系江南大学青年科研基金资助项目“基于T-S模型的非线性系统滚动时域控制与滤波研究”(项目编号:JUSRP11233)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)34-0080-02
物联网自诞生以来,就引起了人们的极大关注,它将新一代的信息技术充分运用于各行各业之中,通过网络化、信息化的手段将人类生存的物理世界和网络信息空间有效互联,形成“物联”。物联网不是某一门学科发展到一定阶段自然衍生出的一门新的分支学科,有相对完整、独立的体系,而是新兴的、聚合性的应用技术,涵盖了诸多学科的知识,具有形式多样、技术复杂、牵涉面广的特点,且本身还在不断发展和完善中。
“物联网技术概论”作为一门新的基础课程,虽开设不久,在教学过程中已存在不少问题,导致很多学生一方面心有诸多疑惑,另一方面又对这门课程不够重视。如何合理开展教学改革,提高“物联网技术概论”课程教学的质量,使其符合大一新生的培养要求,切实能使学生有所收获,已成为该课程教改亟待解决的问题。为此,本文首先分析了“物联网技术概论”课程的特点,然后分别从内容、方法、实践和考核等几个方面分析了课程教学中存在的问题,并提出了相应的解决方案。
一、“物联网技术概论”课程的特点
物联网是一次技术革命,代表未来计算机和通信技术的走向,其发展依赖于诸多工程领域的技术创新,[1]遍及日常家居、智能交通、节能环保、科学研究、公共卫生、工业监控、健康护理等多个领域,因此更强调工程应用。该课程内容丰富、涉及面广,涵盖了自动控制、信息技术、微电子和计算机等学科,因此有必要在学生进入具体学科知识的学习之前,让其对物联网有宏观上的了解,建立对物联网的基本认识,为后续课程的学习打好基础。
目前,我国政府也高度重视物联网的研究与发展,2009年,总理在视察无锡时强调选择新兴战略性产业的重要性,提出了“感知中国”的战略构想,表示要大力发展物联网技术。[2]因此,物联网专业的学生掌握物联网基本原理及其应用对其今后就业或进一步从事相关领域的科学研究具有十分重要的意义。
二、“物联网技术概论”课程教学中存在的问题
1.教材内容涉及面较广,授课学时相对较少
本课程以江南大学彭力教授编写的《物联网技术概论》作为教材,全书共10章,涉及物联网概述、RFID技术、无线通信系统、无线单片机技术、传感器技术、无线传感器网络技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、智能信息处理技术、物联网技术的应用等方方面面。[3]
鉴于这门课程本身的特点,如果没有相当的工程经验,授课时势必以描述性的内容居多,容易使学生产生厌倦情绪。且由于课程仅有16个课时,很多内容只能如蜻蜓点水般一带而过,这样就会导致部分内容讲解不透彻,教师飞快的讲,学生却反映听不太懂,一知半解,始终只有一些朦胧模糊的概念,收不到良好的教学效果。
2.教学与实践脱离,学生缺乏感性认识
尽管在编排教材时编者安排了关于物联网应用的章节,教师在制作PPT时也加入了众多图文并茂的内容,然而在讲解基本原理时又回归到了传统的教学模式,把重点放在讲授原理上,且限于课时,往往有所疏漏,至于实践环节则几乎忽略不计。虽然学生通过死记硬背可以掌握一些知识,但也只是为了应付考试,这并不是我们设置这门入门课程的初衷。
3.考核形式单一
在目前的教学模式下,学生的学习效果通常是由考试来衡量,考核的角度主要是知识,而忽略了能力和品质。尽管教师主观上并不希望出现这样的局面,但闭卷形式本身的局限性成了决定性的因素;同时,以往考核只注重标准化,而忽略了学生对问题有不同的理解、看法。这种传统平面式的教学考核制度,使被衡量对象的真实成绩得不到确认,从而使学生产生了对考核的失望与迷惘。
目前,本课程的考核形式仍为笔试,考核成绩满分为100分,60分为及格。其中平时作业成绩占考核成绩的40%,期末考试成绩占考核成绩的60%。这种考核方式简单、易于操作,也能在一定程度上检验学生掌握书本知识的情况,但同时也比较片面、死板,导致学生轻视实践、不能理论联系实际和解决实际问题。
三、关于“物联网技术概论”课程教革的几点设想
上文分析了“物联网技术概论”课程的教学现状和存在的问题,笔者结合自身在教学实践中的实际情况,总结教育教学方法,就本课程的教学内容、教学手段、课余实践和考核方式提出了一些改进的设想。
1.合理编排教学内容,源于课本但要高于课本
物联网内涵丰富,但经过深入分析,仍可将其划分为四大部分:[4]一是传感网络,即以二维码、射频标签、传感器、智能终端等为载体标签事物;二是传输网络,即通过互联网、无线传感网、移动通信网络等传输数据;三是处理网络,即通过网格云计算等计算网络工具实现数据处理;四是应用网络,即通过手机、PC机等终端设备实现各种应用。这四大部分相对独立又相互联系,每一部分本身又蕴含着丰富的内容,在相对较短的学时内不可能实现融会贯通,这里涉及到广博与精深对立统一的问题。考虑到这门课程属于入门课程,不妨以理解基本概念、基本原理为主,对于一些专业性较强的知识不用太过苛求,可留予后续课程。这就犹如挖井一般,只有口子开得大,才能挖得深。本课程教学的目的在于让学生全面了解物联网专业所涉及的概念、原理、技术、应用等整体知识概貌,以便于日后选择一个专业方向展开更为深入、细致的学习。
为了使授课不致于因宽泛而流于肤浅,在讲解各部分内容时都应尽量结合实际问题。首先给出其产生背景,使学生知其然更知其所以然,以此激发学生的听课热情与积极性。以介绍RFID技术为例,RFID远距离射频识别技术在岗亭士兵枪支防抢盗系统中已经得到了成功的应用。士兵的枪支上安装有一个有源电子标签,该标签不断地主动向外界发出信号,当信号被安装在岗亭上方的读卡器读到之后,就进行信息处理,通过转换器传到后台监控中心,后台监控中心有一系列的软件控制体系,再配合报警系统,可实现实时的报警。
此外,还可以在课堂上安排一些与物联网有关的趣味小故事,以增强学生的学习兴趣。如美国麻省理工学院的科学家开发了一款新纤维材料,可制成有听觉的衣物。利用这种材料做成的衣服能够监测外界的声音,还能自行发出声音,而且这种衣服还可以实时记录演讲,或是用于监测使用者的身体状况。
2.改进教学手段,活跃课堂气氛
改进教学方法,提高教学效率,要根据教材内容、教学要求、教学手段和教育对象等因素而定。在教学手段上,可借助于多媒体教室和教学课件。值得注意的是,切忌照搬教科书内容,教师的讲课应来源于课本但是要高于课本,教师每年讲课的内容都应紧跟学科前沿的发展变化,因此,教师首先应当是个学者,能够享受挑战和创新的乐趣,而且能与学生进行有说服力的交流。其次如果条件许可,可以结合多媒体、传感器实物来教学,淡化理论推导,注重应用实例。[5]
此外,为了在课堂上能更好地启发学生思考,在利用现代多媒体手段的同时,要注意调整讲课节奏,不能一味地翻PPT,滔滔不绝,海阔天空,要注意学生听课的表情,通过课堂提问等方式,即时了解学生情况。采用板书也可以适当缓和讲课节奏,实现传统与现代教学方法的优势互补,以收到最好的教学效果。
3.适当安排课外实践活动
物联网专业刚形成不久,课程中实训项目并不多,学院购买的传感器实验平台以传感器实验箱为主。为了弥补课时不足带来的缺憾,可以鼓励学有余力的学生获取自己动手操作的机会,通过接触实物,获得各种直观感受,提高学习的兴趣,有利于更深刻地理解所掌握的知识和技能,同时也培养了学生热爱劳动、吃苦耐劳的精神。
要适当转变教学策略,课堂教学的模式化往往无法避免,很多教师,尤其是刚走上讲坛不久的新教师,往往机械地重复教科书中的知识,将复杂的脑力劳动变成了简单的体力劳动;而课外实践活动完全不同于课堂教学,它与工程实际相结合,教师与学生亲密接触,在活动中会遇到很多意想不到的问题,有时教师也不尽了解,这时,教师切忌不懂装懂,“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”,教师也是学习者,应和学生共同学习、研究,做到教学相长。
4.改变考核方式,培养创新意识
本课程是概论课程,考核方式可以不拘泥于传统的笔试,随着教学内容、教学方法的变化而变化,让学生将所掌握的知识与个人技能水平充分发挥出来。不要片面追求卷面分数的高低,而应注重对学生能力的考查。可以采用以卷面考核为重点,学生自评、小组互评、教师评价相结合的多元化评价体系。笔试是为了促进学生更好地巩固所学知识,克服概念混淆,增强逻辑思维能力,同时也可以了解教学中的薄弱环节,以便今后改进和完善;学生自评、小组互评、教师评价则是为了体现民主与公平原则,引导学生重视理论联系实际,对培养学生的应用能力有着重要作用。
四、结语
高等学校教学改革的目的是为社会培养“高层次、高素质、多样化、创造性的人才。“物联网技术概论”是一门新的课程,目前课程的教学还处在摸索、创新阶段。课程教师要善于结合自己的专业进行创新,致力于提高学生的思维能力,去探索获得良好教学成果的途径和方法,为物联网专业学生打好坚实的基础,使他们更有信心应对将来的各种挑战。
参考文献:
[1]王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.
[2]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(b)-0241-01
物联网技术是一种十分新型,但工作效果极为强大,短短几十年而已,这种技术就在世界范围内得到了极为广泛的思考和研究。并且还为我国的军事以及医疗,农业等方面做了巨大的贡献,并且,随着科技的不断进步,我国的物联网技术必将得到更大的发展,这就使得物联网工程专业实践创新能力培养更加必要,在国家大力倡导下,我国很多高校都已经开始使用物联网技术,这对于培养学生的实践能力与理论结合实践的能力具有重要的现实意义。
1 物联网工程专业人才培养的基本要求
(1)具有扎实宽广的自然科学基础,扎实的信息科学基础知识。
(2)具有较好的人文社会科学、管理科学知识,综合素质较高,并具有一定的组织协调与管理能力。
(3)熟练掌握一门外语,具有良好的听、说、读、写能力,能顺利阅读本专业外文书籍和文献。
(4)掌握物联网技术与工程专业的基础理论、专业知识和应用技术,主要包括电路理论、模拟与数字电子技术、射频识别、传感器原理、计算机网络、嵌入式系统、传感网络设计、分布式系统、并行计算、多媒体信息融合等。
(5)较好地掌握物联网系统设计、工业过程监控、自助服务管理及信息处理等方面的知识,了解本专业学科的前沿发展趋势。
2 物联网工程专业人才创新能力培养方式
任何技术的顺利实施和普及,归根结底是以人为主体进行的活动,因此,物联网专业技术的普及和应用,也要以学生的主体情况为前提和基础,对于不同的学生,所采用的方式方法也会有所不同,因此,我们也需要根据学生的实际情况,采取不同的方式进行培养,我们要通过以下方式进行。
2.1 物联网工程专业知识学习
在进行互联网工程专业人才创新能力培养的过程中,我们也要注意一些重点,并且,还要注意理论与实际相结合,我们可以将教育的重点问题放在硬件与理论知识的研究上面,并且我们还不能够只限于一个行业的研究。在进行物联网创新能力培养的过程中,我们要了解到它与计算机专业的区别所在,切不可完全按照计算机专业的教学方式进行,物联网工程的重点在于培养学生的主观实践能力,同时还要将计算机操作的各种基础知识,如:数据结构,语言编程等进行综合的运用,学生能够在算法与理论的基础上,对物联网理论及其有关的科目进行学习,进而实现其创新思维的培养。
2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向
对于物联网学生的培养的,是建立在工程应用这个基础之上的,这就要求学生们必须要具有敏锐的洞察力与适应各种复杂环境的能力,同时还要具有创新精神与冒险精神。学生们要懂得将自身的专业特点与现阶段物联网工程最为需求的方面相结合,继而准确找到两者之间的衔接点,可以合理的将物联网理论与实践相融合,进而解决掉很多实际问题,比如,交通智能化,这样就可以促进创新理论的科学发展,如果将计算机技术,物联网理论与工程实践相结合,那么物联网的实践创新就有了一个新的发展目标。现阶段,我国的大部分的计算机学院已经具备了智能化的教学训练平台。并且随着工程应用需求量的不断增加,我们对于实践教学的内容也会有一个更加科学合理的改善,而对于学生的培养和训练也要更加专业,强度也需要更大。
2.3 以学生为中心的自主创新
在实现学生创新能力的过程中,我们所要注意的是学生的自主性,加强学生自主能力的培养,能够有效的提高学生学习的兴趣与主观能动性,使其能够对学生产生兴趣,进而实现专业知识与实践方向的有机结合,要以学生的兴趣与思维为主,教师发挥其引导和监督的作用,使学生们能够将自身所贮备的知识与其爱好进行统一,从而实现其对研究领域的选择。我们还要为学生提供一个完善的开发平台,这样学生们才能够从中获取有用的资源,并能够促使学生对物联网实际结构有所研究和了解,并可以做到具体问题具体分析,对于不同的物联网技术进行不同方向的研究和分析。在这样的基础之上,教师要能够帮助学生从计算机技术的方向出发,去思考物联网技术的问题,引导学生对于新技术的开发和创新,进而促进学生的全面发展。
2.4 物联网工程专业人才自主科研能力培养方式
移动终端有CPU、GPU、管线等硬件性能差异,传统的虚拟现实系统平台软件无法高效运行,单一地从GIS算法方面进行创新改进,不能从根本上改善这一现状。我们引导对嵌入式开发感兴趣的物联网工程专业学生,结合已有的计算机硬件理论知识,从嵌入式设备软件设计原则的角度出发,设计针对移动终端的三维虚拟地球软件框架,改善传统GIS算法性能。
综上所述,成功将移动三维立体虚拟地球软件向试验平台转化,不但有利于学生学习积极性的提高,还能够有效的提高学生研究与创新的能力。我们一定要明白一个道理,那就是科研与教学两个方面,是相互促进,相辅相成的关系,如果能够将科研成果与教学进行有机的结合,那么一定会对实践教学产生巨大的推动作用,进而能够培养一批具有高度创新能力的人才。
3 结语
中图分类号:TP391.44;TN929.5
1 物联网的概念
2005年11月,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。2009年,美国总统奥巴马将物联网上升至美国国家战略,由此引发了世界各国对物联网的追捧。由于世界各国都在投入巨资深入研究探索物联网技术,所以,时下的物联网被普遍认为与当年的“信息高速公路”一样,成为振兴经济、确立竞争优势的关键。美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。所有的迹象都表明,世界已经开始进入物联网时代。
物联网是指通过射频识别(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,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。
2 物联网的关键技术
2.1 射频识别技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID),是20世纪80年展起来的一种自动识别技术,利用射频信号及其空间耦合传输特性,实现对静态或移动物体的自动识别。RFID系统主要由电子标签、天线、读写器和主机组成。工作原理是由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号,当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流,从而获得能量被激活,使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去;读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号,经天线的调制器(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的,对静止或移动物体的自动识别。
射频识别技术具有防水、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签数据加密、存储数据容量大、存储信息随意修改、识别高速运动中的物体,识别多个标签,在恶劣环境下工作等优点。
2.2 传感器技术
传感器是一种检测装置,能够感受被测量信息,并能将检测感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节,是物联网应用中的信息来源。
2.3 无线网络技术
无线网络技术丰富多样,根据距离不同,可以组成无线个域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。其中近距离的无线技术是物联网最为活跃的部分,因为物联网被称作是互联网的最后一公里,也称为末梢网络。根据应用的不同,其通信距离可能是几厘米到几百米之间,目前常用的技术主要有蓝牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。
蓝牙(Bluetooth)是一种低成本、低功率、近距离无线连接技术标准,是实现数据与话音无线传输的开放性规范。蓝牙技术使用的工作频率为2.4G-2.5G之间,属于免费的ISM频段。蓝牙技术可以实现语音、视频和数据的传输,其最高的通信速率为1Mb/s,采用时分方式的全双工通信,通信距离为10m左右(如果配置功率放大器可以使通信距离达到100m)。
ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信技术,主要面向低速率无线个人区域网,典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率,主要适用于工业监控、远程控制、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域,目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。Zigbee技术采用三种频段:2.4GHz、868MHz和915MHz。2.4GHz频段是全球通用频段,868MHz和915MHz则是用于美国和欧洲的ISM频段,这两个频段的引入避免了2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
“UWB”(ultra wideband)是超宽带无线技术的缩写。UWB技术是一种使用1GHz以上带宽的无线通信技术。虽然是无线通信,但其通信速度可以达到几百Mbit/秒以上。
Wi-Fi(WirelessFidelity,无线高保真)属于无线局域网的一种,通常是指符合IEEE802.11b标准的网络产品,Wi-Fi可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接。
3 物联网的应用
物联网应用领域范围几乎覆盖了各行各业。目前,我国物联网应用已开展了一系列的试点和示范。为了推动物联网的健康发展,2012年国家工业和信息化部的《物联网产业十二五发展规划》确定了智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居9大重点示范应用领域。
智能工业是运用物联网技术,将劳动力从繁琐和机械的操作中解放出来,大幅提高工业制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗。
智能农业是运用物联网技术,在微观尺度上直接与农业生产活动、生产管理相结合,创造新型的农业生产方式。
智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程,包括智能运输、智能仓储以及智能信息的获取、加工和处理等多项基本活动。
智能交通系统是将物联网技术进行有效地集成,实现高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统。
智能电网是电网的智能化,实现电网的可靠、安全、经济、高效、安全的目标,为新能源接入、电网防灾减灾、提高输电能力、激励用户参与电网调峰、提高资产管理效益等方面产生重要影响。
智能环保是运用物联网技术,构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监测网络,推动环境信息资源高效、精准的传递,促进污染减排与环境风险防范。
4 结束语
物联网以无线和移动技术为主要特征,通过智能感知、识别技术、云计算、泛在网络的有机融合,成为了第三次信息技术革命。目前物联网的发展仍处于起步阶段,许多关键技术有待突破,大规模的物联网的普遍应用还没有到来。我们必须抓住历史机遇,突破关键技术和核心技术,形成自主产权的成果和可持续竞争力,用心做大事,用力做小事,将感知中国、智慧地球都变为现实。
参考文献:
2 物联网工程专业的研究内容
2.1 物联网的体系结构
物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的,最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知,借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输,以及数据的智能处理,进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。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4个层次:感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源,包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等;网络层实现数据的传输,包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层;管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等,包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等;综合应用层实现不同行业的综合应用,包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。
2.2 物联网关键技术和研究内容
由物联网的4层体系结构图可以看出:感知层是物联网应用的基础,位于物联网应用的最底层,也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异,需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。
由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉,开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同,因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构,可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向,如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用,计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层,网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层,还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案,各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景,设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校,目前设有相关的专业有:计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net程、通信工程、电气工程及其自动化等,具有较好的相关专业建设基础,尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此,基于学校的行业背景和专业基础现状,物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用,兼顾管理服务层的相关技术研究,如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗,结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业,制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。
3 物联网工程专业培养目标和课程设置
3.1 物联网工程专业培养目标
在高等学校本科人才培养目标的前提下,根据物联网专业的研究内容和市场需求定位,物联网工程专业培养目标是:具有宽厚扎实的基础知识,系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识,具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力,能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工 作。
通过相关课程的学习,掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能;掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈,有线和无线网络技术原理,无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术;熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等,具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力,包括:工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力;掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识,具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力;熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术,并能够进行系统设计和开发;熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术,并在现有医院信息系统的基础上,进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外,还应具有较强的创新意识、创造性思维能力,能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具,将所学内容应用到其他行业和应用领域。
3.2 物联网工程专业课程设置
由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业,在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定,还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况,不断地调整和优化课程的设置。目前,物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上,增加与物联网相关的核心课程,但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状,物联网专业课程分为以下几个主要模块:(1)公共基础模块;(2)专业必修课程模块:(3)专业核心课程模块;(4)专业任选课程模块;(5)跨学科课程模块;(6)实践课程模块;(7)素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。
在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色,同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业,还没有专门的硕士和博士学位点,目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向,而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题,因此,在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接,使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状,学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程,同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用,能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识,在专业任选课程模块中开设了大量与物专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net联网和计算机相关和当前最为热门的课程,充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面,了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备,为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节,是达到学以致用的主要途径,是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动,以培养学生创新精神和实践能力,促进个性发展,提高综合素质。
4 人才培养和教学资源建设
4.1 物联网工程专业人才培养
高等学校的使命是培养人才,高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此,对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学,学校人才培养目标是:结合煤炭行业特色,培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式,同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求,努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下,借助现有相关专业的培养模式和经验,并结合物联网工程专业的特点,对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。
安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校,目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验,其核心培养方式是采取的3+X培养模式,主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习,至少1年时间采取校企联合培养模式,通过将企业纳入到人才培养主体地位,可以进行订单式培养,大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点,即行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才,可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上,加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学,另一方面加强实践教学环节,尤其是引入相关企业的参与。目前,我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议,联合培养物联网专业人才,由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台,并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外,安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议,共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会,同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外,安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系,有着很好的合作基础,双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才,进行校企深度合作,为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外,学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地,如上海、深圳、无锡、芜湖等,为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会,为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果,校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。
4.2 物联网工程专业教学资源建设
物联网专业人才的培养,除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外,还需要有配套的软硬件教学资源的支撑,教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业,面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中,相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。
(1)物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分,没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此,学校和学院都非常重视教师的培养,培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队,通过申专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究,目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目,5项省部级物联网应用课题,多项企业物联网应用横向课题,通过科研课题工作的深入展开和研究,大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平,对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外,学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训,通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能,然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。
(2)教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业,虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书,但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角,而且大多是技术类或普及类。因此,在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状,挑选出相对较好的基本教材和参考书,通过大家阅读讨论,然后根据制定的教学计划,来确定讲授的内容和学生需要自学的内容,并整理教学讲义和课件,为后续教材建设做好准备。通过这一环节,充分提高了对教学内容细节的掌握和理解,也对物联网技术掌握得更为全面。
(3)实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求,学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费,实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统,并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中,物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程,对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握;专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座,进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设,目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源,完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然,任何一个新的专业的开设,都需要一定时间的建设和完善,在建设的过程中要不断探索和完善,并借鉴其他高校的成功经验,及时修正不合理的方面。
5 结语
物联网工程专业的人才培养和教学资源建设,是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题,而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提,因此,各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点,着眼于市场需求和自身的办学优势,在体现物联网工程专业共同特点的基础上,要突出物联网工程专业的行业特色,这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。
参考文献:
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中图分类号:F24文献标识码:Adoi:10.19311/ki.16723198.2017.04.038
在当前普通本科院校向应用技术类院校转型背景下,“产教融合”的培养模式与应用技术大学教育理念相吻合。因此,西安思源学院国际贸易专业要以产业为依据培养用技术型国贸人才,也应该以“产教融合”为切入点,制定人才培养方案、优化课程内容、改进教学方法、改革考核方式、加强实践教学、开发应用技术型教材,培养真正符合区域经济发展和企业需求的国贸人才。
1产教融合制定人才培养方案
人才培养方案是一个专业人才培养的依据,也是人才培养的总体规划。人才培养方案的制定需要做到两个对接,即做到专业与产业对接,教学内容与商贸实践、职业标准对接。因此,人才培养方案的制定不能是学校单方面的“闭门造车”,而应由校企双方共同完成,制定主体为校企双方专家。在制定人才培养方案的过程中,校方专家主要关注学生四年学完所有课程后走向工作岗位理论是否够用;企业专家则主要关注所开设的课程是否能培养未来岗位需要的能力和素质。人才培养方案制定的具体步骤为:校内专业团队前期进行人才需求调研、撰写草案――专业指导委员会校内外专家论证讨论、提出修改意见――校内专业团队修订完善方案、定稿。之后,人才培养方案在具体实施过程中还需定期总结、评估和修正。
2以市场需求为导向优化课程内容
构建科学合理的国贸专业课程内容需以市场需求为导向,知识结构应以外贸业务为核心。因此,可以让企业专家参与实务类课程的开发,对于新生的专业导论课和毕业生的就业指导课也可以让企业人士参与课程大纲的制定与讲授,使学生对未来工作环境提前有所认知。此外,在学科拓展课中,为了顺应互联网经济的发展,跨境电子商务平台实操类课程也应加强。
3改进教学方法
3.1采用仿真模拟教学法
采用仿真模拟教学法,就是让师生在仿真的教学环境中教与学。这种教学方法可以使讲理论和做实操同时进行,更加注重学生的参与性,能有效提高学生学习的主动性。具体到国贸专业,就是通过依托国贸模拟仿真实验室,利用外贸仿真模拟软件,让学生在仿真的工作环境下从事外贸业务的操作,让学生了解如何与进出口公司、商检局、海关、货代、保险公司等机构打交道。通过仿真模拟教学法,可以使学生对自己将要从事的岗位有更为直观的认识,为学生将来的工作打下坚实的基础。
3.2采用理实一体化教学法
理实一体教学法体现理论教学和实践教学融通合一,专业学习和工作实践学做合一,能力培养和工作岗位对接合一的特征。在教学内容上采用项目教学、案例教学或情景模拟方式,由“双师型”教师,在专业的外贸综合实验室或校企合作基地,一边讲授理论,一边现场实践操作,将原来教学生知识、技能转变为学生学习、工作。
4采取灵活多样的考核评价方式
课程考评方式有多种,如笔试、面试与机试,开卷与闭卷,课堂考试与现场考核,理论考评与实践考评,过程考评与结果考评等。对于多数学生来说,一门课程的考评应根据课程内容和性质采用灵活多样的考核评价方式。理论性强的课程,如《国际贸易理论》和《国际金融》可采用闭卷笔试的考核方式;实践性强的课程,如《Simtrade外贸实训》、《外贸单证制作实训》可以采用机考,更加注重过程考评。目前,西安思源学院国贸专业的实务类课程正在尝试采用“3-5-2”结构性考核方式,结合学生平时课堂表现(占总成绩20%)、技能考核成绩(占总成绩50%)、期末成绩(占总成绩30%)综合评定学生成绩。而对学生毕业水平的评定主要还是以企业评价为核心,如可以让企业专家参与学生毕业论文答辩,并把毕业实习企业导师评定的成绩纳入毕业考核中去,真正做到学校评价和社会评价相结合。
对于选择创业的少数学生,创业业绩可以作为其成绩考核的一部分,甚至可以替代部分理论课成绩,从而保障创业实践的进行。此外,还可以将全国外贸单证员、阿里巴巴跨境电商人才等级证书等考证纳入到考核体系中,使毕业证和职业资格证相结合。
5产教融合加强实践教学
5.1与企业建立产教基地
如与苏州国际科技园、西安港务区、陕西省物联网产业示范园、阿里巴巴(中国)教育科技有限公司建立产教基地,进行外贸、跨境电子商务人才联合培养。目前,西安思源学院国贸专业针对毕业生组建了阿里巴巴跨境电商特色班。由企业人士为学生讲授有关跨境电商的实战型知识,并带领学生参观陕西跨境电商、外贸龙头企业。特色班同学通过此项目不仅成功考取“阿里巴巴跨境电商人才等级证书”和“互联网+人才证书”,还被成功推荐到西安、上海、义乌等地对口实习及就业。
5.2建立双导师制度,指导学生创业实践
创业实践可以激发学生从事外贸岗位的热情,提升学习课程的兴趣和积极性。因此,国贸专业可以建立双导师制度,指导学生创业。首先,由校外外贸专业导师进行创业指导和交流,激发学生的创业热情。通过组织校级外贸技能大赛和电子商务三创大赛,积累创业经验。其次,校内外导师团队在调研的基础上,利用学生创业的各种扶持政策,指导学生选择合适的创业项目。再次,可以设立创业基金,解决学生创业资金紧缺及周转问题。最后,校外导师团队还可以帮助学生联系货源。
5.3尝试建立“外贸工作室”
可以利用西安国际港务区电商产业园和物联网产业园中对于大学生创业的支持政策,如房租、税收减免等,由校企导师带领学生成立“外贸工作室”,在跨境平台上开设店铺,联系供货企业,从事跨境电商及外贸业务,进行实际的运营。这不仅能让校内教师和学生在“国贸工作室”里学到实战型知识,又可能产生一定的经济效益,孵化成为一个创业项目。
6产教融合开发应用技术型教材
目前,国贸专业的教材内容较为落后且多以理论为主,实践性、技能性及国贸领域前沿知识较为滞后,不符合应用型人才培养的要求,因此应用型教材建设迫在眉睫。而要以产教融合为切入点开发国贸专业应用技术型教材,就不能单靠校内实践经验欠缺的教师,需由校内理论知识深厚的教师和校外实践经验丰富的企业人士合作组建应用型教材开发团队,在教材建设选题、编写、评估反馈等方面深度融合,使应用型教材与用人单位实际岗位需求无缝对接。
参考文献
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[2]沈国强.地方院校培养应用型人才对策研究――以湖南科技学院为个案[D].长沙:中南大学,2008.
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编:1009-3044(2016)31-0112-02
1引言
物联网是1999年提出的,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域,包含RFID射频技术、有线传感技术、无线传感技术、数据交换与网络异构、终端管理等关键技术。
在国外:美国提出“智慧地球”;2009年10月,欧盟委员会以政策文件的形式对外了物联网战略,提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球;日本在2004年提出了U-Japan计划,2006年提出了I-Japan战略2015;韩国在2004年3月提出了U-Korea战略等。
在国内:2009年8月和12月,提出建立"感知中国"。2011年11月末国家又制定了物联网十二五发展规划。近年来,我国中央政府及各地方政府对物联网产业的政策扶持力度不断深入,“政策先行、技术主导、需求驱动”成为了我国物联网发展的主要模式。经过多年的发展,我国物联网产业规模已经从2009年的1700多亿元增长到2014年的6000多亿元,预计,2016年物联网规模将达到8500亿元,年复合增长率超过30%。到2020年,物联网产业规模要比信息互联网大30倍,是典型的朝阳产业。在这样的背景下,2011年有近40所知名院校获批开办物联网专业、2012年又有30多所院校获批开办物联网专业,2013年有些中职学校也开始开设物联网相关方向的专业,我校在《厦门市人民政府关于加强职业培训促进就业的实施意见》(厦府[2011]219号)文件精神下,结合海峡西岸经济区建设发展战略,根据我校办学及专业的特色和优势,也在计算机网络技术专业下与厦门软件职业技术学院联合开办了物联网方向的5年制高职班)。
1在中职学校开设物联网专业的意义
中职学校当下的教育目标是将学生造就成为未来社会发展的主体,使学生成为会学习,能工作且自立于社会的人;成为探求新知不断完善自我、主动适应社会发展和职业变革的人。中职学生有了宽厚的知识和扎实的基础能力,有了正确的价值观、人身观和科学的思维方法,就会极大地促进学生广泛就业的适应能力,成为一专多能、一专多技的应用型人才。
物联网产业的发展和普及,急需大量的相关研究人才,高等学校争相开设的物联网专业,培养的大都是这一类型的人才,主要为企业培养物联网技术系统设计,系统及设备的硬件设计制造及软件代码编写等方面的人才。同时,在物联网技术的创新发展和应用推广等,还需要大量中低端的应用型技术人才,职业院校的培养目标就是为社会培养这类工程技术类人才。随着物联网产业的发展和普及,在工程技术领域,还需要大量的一线技术人才。物联网技术的发展和物联网设备的规范和统一,为中职学生成为物联网工程技术一线技术人才创造了可能,在中等职业学校开设物联网应用技术专业也成了当务之急的事。
学生在毕业后要能够依据行业及社会现实,通过对各种信息进行收集分析、整合判断,对计算机网络行业的发展趋向有所预测。现在一生从事多种职业已成为普遍现象。这就要求中职毕业生要想得到很好地发展,不仅要对本行业的前景有预测能力,还要对相关行业或可能从事的行业乃至社会的发展做出预测。进而能够根据行业及社会的发展要求,不断调适自己,以适应社会,立于不败之地。
2用物联网思想向中职计算机网络技术专业的渗透
2.1入学的专业介绍
现阶段的初中生在中考结束,报考中职学校时选择专业具有盲目性,对将要学习的专业认识严重不足。甚至有相当一部分学生对本专业有着认识的误区,片面地认为学计算机网络就是“玩”电脑联网游戏。因此,中职学校在新生入学时,非常有必要向学生介绍计算机网络专业的内容和特点,同时也把物联网介绍给学生。从物联网的技术支持到物联网的现实应用,让学生真实地感知“物联网时代”就像“互联网时代”一样已经汹涌澎湃地向我们走来,并且我们所学的计算机网络专业正是这浪潮的最前峰技术甚至是主力技术。这种学前的引导,对每位选择计算机网络专业的学生都是一种激励。
2.2 学生的专业学习
物联网技术是通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感器网络、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。技术上,中职学校计算机网络专业课程与物联网联系紧密以及相关联内容的是多方面的。在信息传输技术方面,关于信息的物理传输介质、组网技术、信息传输方式、路由协议和算法等知识内容都与网络技术相通;在信息处理技术方面,关于数据存储技术、数据加密、数据管理技术、数据安全机制、海量数据处理等知识内容也是相类似的。对于文化基础不是很好的中职生来说是比较难于理解掌握的部分,也是需要我们计算机教师想方设法利用各教学方法手段来完成这个教学目标,以达到良好的教学效果。
应用上,中职学校计算机专业普遍都会开设的图形图像设计、网页制作、动态网页制作、动画制作、视频剪辑等课程的知识内容在物联网上应用都具有举足轻重的地位。由于物联网的真正内涵是让人们去真正实现“物―物”相连,“物―人―信息―社会”相通,即是让人们能轻松去“感知”这个物的世界,因此,“交互性”是各种物联网应用的重要体现。据此,教师在教授像Photoshop、网络操作系统、网络设备调试等课程时,应打破以往的教学常规,利用项目教学法、学习德国职业教育模式、校企合作、微课教学、Mooc教学、混合式教学、顶岗实习等模式进行教学,这些对于物联网即将来临时代的中职计算机网络专业的学生来说,是他们职业生涯的珍贵的基石。
2.3 学生的就业指导
职业类院校培养的学生主要从事安装、调试、维护、生产、营销和推广等工作。物联网是一个智能的网络,它在现实生活中方方面面的应用,涵盖了交通、建筑、家居、环境监测、农业、食品安全、健康医疗、军事车防、电网、物流等很多行业。纵观物联网的从业岗位,对于技术人员,尤其是建设调试、维修保养、技术服务、营销推广等工作,不需要非常深的理论知识,只需要掌握相关的操作规范与标准,具备最基础的专业知识,具备相应岗位必备的技能技巧即可以,正符合中职学校学生基础比较薄弱、学习主动性差、动手能力强、适合奔波式工作的职业特色,所以对于当前人才需求量大的物联网技术相关行业中必然会有相关岗位需要我们中职学校的计算机网络专业学生去就职。
3用物联网思想向中职计算机网络技术专业的课程调整
3.1 调整网络技术专业化方向
目前,中职计算机网络主要有网络技术专业化方向、网站建设与管理专业化方向。以计算机网络技术专业化为例,该专业化的学生学习以网络硬件操作为主线,该专业的毕业生具有网络基础知识、网络操作系统的安装维护、网络设备的安装、调试和配置、中、小型网络建设、管理和安全维护的能力。能够从事网络结构化综合布线、网络设备的安装、配置和调试、网络运行维护与安全管理工作,也可以从事网络设备的销售及售后服务等工作,但对物联网系统的概念、RFID、各种传感器、物联设备的安装、调试等工作不了解。需要适时调整专业化方向,在课程设置上融入物联网思想。为物联网产业时代的到来储备好人才。
3.2 计算机网络技术专业化课程设置
中职计算机网络专业的课程设置分为文化基础课、专业基础课程、专业核心课程和专业化课程。原来的网络技术专业基础课程由:网络基础,计算机组装与维护,PS图形图像处理;专业核心课程有:Acess数据库、网络操作系统(Windows Server 2008/Linux)、网页制作;专业化方向课程有:网络设备配置与管理、计算机网络安全基础、动态网站开发,网络布线技术。以上专业课程均没有涉及物联网思想的内容,因此可以通过修订人才培养方案和课程标准的途径,在专业化课程设置时融入物联网思想相关的课程,如:专业基础课程加入物联网技术导论,电工基础、C/C++程序设计;专业核心课程加入电路分析、传感器及WSN技术、RFID及二维码技术、SQL Server安装配置与管理;专业化方向课程加入.NET应用程序开发、智能家居综合实训、安卓物联网应用程序开发、智慧生活综合实训、物联网工程设计与实施、智能追溯综合实训等课程,提升专业课程与物联网产业的吻合度。
将学生的素质提高和能力培养应贯穿始终。重视文化基础课教育,促进学生德、智、体、美全面发展,提高学生的基本素质。专业基础课程、专业核心课程和专业化方向课程应注意培养学生的职业素养,增强学生的企业意识、岗位意识、工程意识和规范意识,同时还要培养团队合作能力,锻炼学生的项目组织与管理能力,从而提高学生为物联网产业服务的能力。
3.3 教师更新物联网新思想,更新教学内容
当前,物联网技术正在蓬勃发展,而学生所使用的教材跟不上物联网产业的发展,更落后于技术、产品的更新换代速度,与生产、生活实际脱节。所以,学校应安排一线教师到物联网相关企业进行培训,学习物联网的新理论、新技术、新方法、新工艺、新设备等新知识;一线教师应把学到的新知识带回学校并积极开展专业课程教学内容改革,更新教学内容,让学生能够跟上物联网产业发展的步伐,为学生今后能够顺利地在物联网相关行业、产业找到合适的岗位,并为学生晋升高一级学府学习奠定良好的基础。
4结束语
总之,物联网时代已到来了,中职学校作为培养中低端的应用型技术人才的摇篮,要根据时代的发展,用物联网思想对计算机网络专业学生进行专业渗透,调整专业的人才培养模式中的专业课程。通过对行业、企业调研,占领人才培养的制高点,紧跟时代步伐,为中职学校计算机网络专业的改革和发展提供思路和方法,从而使计算机网络专业的毕业生能顺利踏入社会,找到理想的及与所学专业相关的岗位进行就业。
参考文献:
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中图分类号:D92 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)013-000-01
一、电子证据的由来及定义
为适应刑事诉讼中出现的新情况,积极应对信息化时代的证据观念发展的新需要,2012年修改后的《刑事诉讼法》第四十八条将电子数据列为一种新的证据种类。而在最高检划分的检察技术专业门类中将电子数据归为电子证据门类,对电子数据如何获取、鉴定、审查也作出了相关技术标准及工作规范。
电子数据在“百度百科”中的定义是:电子数据(Electronic Data)是指基于计算机应用、通信和现代管理技术等电子化技术手段形成包括文字、图形符号、数字、字母等的客观资料。《人民检察院电子证据鉴定程序规则》所称的电子证据(Electronic Evidence)是指电子信息技术应用而出现的各种能够证明案件真实情况的材料及派生物。《公安机关电子数据鉴定规则》所称的电子数据是指以数字化形式存储、处理、传输的数据。
二、电子证据的分类
信息化时代的电子证据种类繁多、形式多样、存储介质复杂,这就要求检查技术干警必须学习、认识和掌握各种电子证据的表现形式,提高对电子证据的应用能力。目前,主流的电子证据大致有以下几种形式:
(一)文档数据和程序类
存储在存储媒介和设备上的各类文档、程序,主要是用于记录相关信息、交易记录、电子账本等电子文档。程序软件主要包括各类有著作权的软件等。
(二)图片类
主要包括存储在光盘、硬盘、U盘、录像机、照相机存储卡等存储介质上的图片资料。
(三)民生电子应用类
如网上银行、淘宝、京东、亚马逊等支付宝、财付通的交易信息、账单等。
(四)即时聊天工具及社交软件
如QQ、 微信、陌陌、 MSN、 Skype、 Facebook、 Twitter、 Instagram、博客、微博、长微博等发现和获取的文字、图片、音频、视频资料。
(五)互联网站、网络存储、电子邮箱类
包括互联网上的网站域名、IP地址、服务器归属地、网页信息、论坛BBS及互动信息,百度云盘、新浪微盘、360云盘、闪客快盘,126、163、QQ邮箱、雅虎、新浪、outlook、hotmail等各类电子邮箱。
(六)手机信息类
随着手机智能化、网络客户端化,手机除了过去的短信、彩信等常规信息外,凡是能安装在手机上的软件,都可以产生上述的文本、图片、音视频、交易支付信息、邮箱等电子证据。
三、电子证据的实战应用
在协助自侦业务干警办理某机关工作人员涉嫌挪用公款一案中,技术人员在与办案人员多次沟通充分了解案情的前提下,找准线索切入点同时按照办案人员的需求,对该嫌疑人的办公室主机硬盘、个人移动硬盘、个人智能手机进行数据的恢复和提取。具体流程方法如下:
(一)对办公室主机硬盘按照《电子证据数据恢复检验方法》进行操作
期间注意挂载只读锁、保留前后硬盘哈希值以保障检材的原始性和电子证据的证明力。利用专业的电子取证平台进行恢复操作,共恢复出文件夹106个,文件975个,共50G内容。嫌疑人的移动硬盘同理可相似操作,共恢复文件夹320个,文件3005个,共20G内容。
(二)对手机按照《移动电话检验方法》中的四点一至四点七规范进行操作
往往出现嫌疑人的手机密码本人拒不交代的情况,此时通过观察嫌疑人手机为主流的Android操作系统,可利用厦门美亚柏科DC-4500手机取证系统中的“Android屏幕锁绕过”的功能模块成功进入手机系统,随后进行恢复提取操作,提取通信录260条,已删除通信录102条,短信息560条,已删除短信380条,通话记录420条,已删除通话记录210条,等共计4万余字。
(三)手机检验周边信息的应用
通过对手机电子串号和SIM卡的识别,可以达到查明持机人身份的目的。即使嫌疑人用假身份证申请的手机号码,也可以通过其通信录中存留的家人朋友同事的电话号码来确定其居住地,这就为确定其真实身份提供了可靠地依据;手机的任何一次通信联络的起止时间均精确到秒并被记录下来,通过取证软件提取该记录,可以辅助侦查人员利用这一特点,分析判断发案时间及与案件有关的其他情况;基于通信原理,手机每到一个地段就会自动注册到最近的小区基站,通过基站的位置及信号到基站的衰弱强度可以查明手机用户的大概位置。但是这个范围仍然较大,结合手机本身的定位功能和各种长时间不间断的服务功能,可以进一步描绘出嫌疑人的活动轨迹;通话记录和各种消息往来可以确定与其联系密切的同伙或关系人。
四、总结与展望
通过以上电子证据应用技术,对嫌疑人进行电子物证提取,获取有价值的证据信息,对这些电子信息进行收集挖掘收集、固定提取、分析研判形成了一个具有强大证明力的电子证据链条。综合运用手机取证、计算机取证等多项电子证据取证技术,在严谨规范的操作上获得大量的取证数据,结合自动和人工分析,从这些数据中找到关联性和重点,为检察机关自侦部门办案拓展了思路,为侦查讯问插上科技的翅膀。
值得特别注意的是,当前信息化违法犯罪行为呈现多样化,电子证据作为信息化时代的重要司法手段,必将面临“物联网”等新兴技术发展带来的机遇和挑战,虽然,目前在我国“物联网”的这股新浪潮还存在知识产权缺乏、技术标准不一、成本高昂、安全水平不高等问题,不可置疑,“物联网”将是下一步推动当今信息世界高速前进的重要生产力,它也将愈加深入应用于我国检察机关电子证据等技术和信息化工作当中。这就要求我们技术人员在今后的工作中不仅仅依靠先进的取证设备,更要在实战中善于总结,敢于实践,勇于创新。
参考文献: