物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式及教學(xué)應(yīng)用

□ 龐洪豐

一、引言

進入20世紀以來，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等學(xué)校組成的研究組織獲得2，000多萬美金的資助，經(jīng)過實踐研究探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，自創(chuàng)立以來，在多所學(xué)校都獲得了大量的實踐成果［1］。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作，它根據(jù)實際項目的開發(fā)周期為基礎(chǔ)，將項目開發(fā)的整個流程融入到具體的課程教育之中，在課程教育中培養(yǎng)學(xué)生團隊合作、溝通交流、創(chuàng)新能力以及項目開發(fā)實踐技術(shù)等多方面能力，讓學(xué)生真正在實踐中學(xué)習(xí)知識，更加靈活實用［2］。TOPCARES－CDIO理念旨在基于以構(gòu)思－設(shè)計－實現(xiàn)－運行為指導(dǎo)思想的CDIO工程教育理念，同時結(jié)合學(xué)院IT特色，使學(xué)生在項目中進行一體化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

成都東軟學(xué)院基于TOPCARES－CDIO進行教育改革，張應(yīng)輝院長提出了“六個教”的思路?！暗谝粋€，朝什么方向教;第二個，到底教什么;第三個，怎么去教;第四個，誰來教;第五個，用什么教;第六個，教得好不好”。這六個方面基本概括了教育體系的思路。在成都東軟學(xué)院，對于老師來說，“朝什么方向教”，按照TOP－CARES的思路，培養(yǎng)學(xué)生哪個方面的能力;“到底教什么”，按照專業(yè)設(shè)置的專業(yè)課，教師認真教好所授課程;“怎么去教”，就是要專業(yè)課老師在教學(xué)中不斷創(chuàng)新，不斷打破傳統(tǒng)教育的思維定勢枷鎖，讓學(xué)生更能具有創(chuàng)新能力，自發(fā)學(xué)習(xí)能力;“誰來教”，專業(yè)課老師需要不斷提高自身的素質(zhì)修養(yǎng)，不斷豐富專業(yè)知識，做一名知識全面、高素質(zhì)的教師;“用什么教”，就是要在教學(xué)中不斷豐富教學(xué)方式，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備、現(xiàn)有的素材，讓學(xué)生更自如地學(xué)習(xí)所教的課程;“教得好不好”，就是在教學(xué)考評中要更加注重科學(xué)、社會的評價，學(xué)生未來的發(fā)展?fàn)顩r，都是衡量教學(xué)水平的重要標(biāo)尺。

物聯(lián)網(wǎng)是一個新興技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷壯大，智慧教育、智慧城市、智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)以及智慧醫(yī)療等行業(yè)的發(fā)展正不斷改變著我們的生活。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個新興專業(yè)，要著力培養(yǎng)學(xué)生傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)［3］等多方面知識。物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)人與人、人與物以及物與物等方面的交互，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展不斷改變著人們的生活必將撬動萬億級市場［4］。

為了滿足社會對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需求，各大高校開始設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個新興的專業(yè)，如何合理化地設(shè)置課程體系，制定切實有效的人才培養(yǎng)方案是建立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)亟待解決的問題。

根據(jù)社會對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的能力需求，確定切實有效的課程體系和培養(yǎng)方式，在課程體系設(shè)置方面，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式是設(shè)定了課程體系后就很少會改變［5］，更新速度過慢，很多課程已經(jīng)無法滿足一些專業(yè)的人才培養(yǎng)需求［6］。而且傳統(tǒng)培養(yǎng)模式缺乏對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)能力與社會人才的需求無法匹配，而且無法為培養(yǎng)研究型人才提供一個有效的實踐操作能力的支持。TOPCARESCDIO工程教育模式采取項目驅(qū)動教學(xué)的方式，理論貫穿在實際的項目中，學(xué)生在“做中學(xué)”，既培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力，又為學(xué)生打下了一個很好的理論基礎(chǔ)。

二、基于TOPCARES－CDID的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式

基于TOPCARES－CDIO的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式下，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用工程師為培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、素質(zhì)能力以及工程能力分課內(nèi)和課外培養(yǎng)。

(一)課內(nèi):以項目為導(dǎo)向的一體化課程體系。例如以一個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)項目——基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)為主線貫穿四年培養(yǎng)過程。圍繞該項目合理設(shè)計整個專業(yè)課程。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。例如感知層課程有:物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Linux系統(tǒng)編程等，網(wǎng)絡(luò)層課程有:網(wǎng)絡(luò)管理與應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，應(yīng)用層課程:Android應(yīng)用開發(fā)、php網(wǎng)頁設(shè)計等，以及綜合基礎(chǔ)課程:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，使整個物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)都有對應(yīng)的課程，再通過項目實踐讓學(xué)生做到系統(tǒng)學(xué)習(xí)、分層次學(xué)習(xí)相結(jié)合。

(二)課外:貫穿始終的課外實踐環(huán)節(jié)。通過開放實驗室、創(chuàng)業(yè)中心以及企業(yè)實習(xí)等多種實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程開放實驗室中成立多個項目團隊，由專業(yè)老師指導(dǎo)，通過參加比賽，以賽促研，讓學(xué)生在比賽等科研活動中獲得鍛煉。創(chuàng)業(yè)中心，可以讓學(xué)生自己組建團隊，成立虛擬公司，通過學(xué)校的幫助和支持，承接實際項目，走向創(chuàng)業(yè)的道路。通過企業(yè)實習(xí)，讓學(xué)生可以將自己所學(xué)直接在實習(xí)工作中檢驗，不斷提高自己的實踐能力。

三、物聯(lián)網(wǎng)工程項目驅(qū)動教學(xué)

基于TOPCARES－CDIO工程教育模式下，項目驅(qū)動教學(xué)是教學(xué)開展的重要特點。通過這種項目驅(qū)動教學(xué)方式，使項目貫穿于教學(xué)的始終，分別設(shè)立1、2、3級項目，將1級劃分為若干個2級項目，將2級項目劃分到各門課程中，再將2級項目劃分為若干個三級項目，使每門課程在項目驅(qū)動中，使學(xué)生在“做中學(xué)”，理論聯(lián)系實踐，實踐驗證理論，以更有效地避免理論學(xué)習(xí)的枯燥，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。以《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程為例，將該門課程分為四個單元，每個單元都有對應(yīng)的項目。所有的單元項目組成整個課程的課程項目，將理論貫穿于項目當(dāng)中，使學(xué)生更易于理解，從教學(xué)效果來看，學(xué)生更直觀地掌握和理解了復(fù)雜的理論，從課堂效果來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣好，積極性比較高，實踐成果豐富。

四、結(jié)語

在TOPCARES－CDIO工程教育模式的“八大能力”指標(biāo)體系的依據(jù)下，TOPCARES－CDIO工程教育模式可以有效地應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方式等方面。基于TOPCARES－CDIO工程教育模式的項目驅(qū)動教學(xué)的方式，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)過程中，以“做中學(xué)”的項目驅(qū)動方式，能夠有效地提高理論教學(xué)效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高，能夠有效地提高學(xué)生的工程實踐能力和研究創(chuàng)新能力。

［1］查建中．工程教育改革戰(zhàn)略CDIO與產(chǎn)學(xué)合作和國際化［J］．中國大學(xué)教學(xué)，2008，5

［2］王碩旺等．CDIO:美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式——基于對CDIO課程大綱的解讀［J］．理工高教研究，2009，4

［3］吳帥．我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和策略［J］．科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010，5

［4］姚旭東．國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的比較研究［D］．西南交通大學(xué)，2012，11

［5］袁鋒，等．基于崗位群的高職計算機專業(yè)課程體系改革方案設(shè)計［J］．工會論壇，2009

［6］樊世清，于澤，郭紅軍．論物聯(lián)網(wǎng)對供應(yīng)鏈管理的影響［J］．中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2009，19