應(yīng)用型高校的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系建設(shè)研究

重慶第二師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院 鄒曉兵 肖 麗 李宗劍 廖傳麗

1 引言

教育部高等教育司、高等教育教學(xué)評估中心，一直把“應(yīng)用型”作為新建本科院校合格評估，對學(xué)校辦學(xué)定位的基本要求[1]。應(yīng)用型高校一般屬于地方型高校，地方高校必須要把地方研究透，辦學(xué)的主要目標(biāo)是為地方服務(wù)[2-4]。因此，學(xué)校的辦學(xué)模式，專業(yè)設(shè)置，人才培養(yǎng)方案，以及與之對應(yīng)的課程體系必須與地方的經(jīng)濟(jì)建設(shè)緊密相關(guān)，符合本地特色。應(yīng)用型高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，強調(diào)培養(yǎng)的最終目標(biāo)是回歸職場。

確定人才培養(yǎng)目標(biāo)后，需要制定與培養(yǎng)目標(biāo)一致的人才培養(yǎng)方案，而培養(yǎng)方案最終以課程的形式體現(xiàn)。在課程建設(shè)和課程改革中，研究型大學(xué)和應(yīng)用型大學(xué)改革的重點有所區(qū)別，一般來說研究型大學(xué)針對通識課和專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行改革，而應(yīng)用型大學(xué)主要針對專業(yè)課改革。

與計算機類其他專業(yè)少則近十年、多則幾十年的專業(yè)建設(shè)歷史不同，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個新建專業(yè)，它在世界范圍開始才僅僅十幾年的時間[5]。在我國，2011年才有第一批物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)生，因此，國內(nèi)高校開始建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的時間短，沒有成熟的，體系化的經(jīng)驗可以借鑒，專業(yè)建設(shè)具有探索性和不確定性，專業(yè)的課程設(shè)置就更具有不確定性。因此，如何設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系和進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)，培養(yǎng)滿足國家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的人才需求，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)研究具有一定的實際價值，對我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展也是必不可少的環(huán)節(jié)。

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)是高素質(zhì)的應(yīng)用型人才[6,7]，是希望學(xué)生畢業(yè)即可上崗的專門性人才，不但可以從事一線的技術(shù)崗位，而且要具備一定的知識拓展能力。因此，需要對傳統(tǒng)的課程體系進(jìn)行改革，既要改革課程設(shè)置，也要改革課程內(nèi)容，以促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提升技能。

2 應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系建設(shè)

2.1 確定人才培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式和高等教育的特點，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的基本理論、基本知識、基本技能和基本方法，具備單片機技術(shù)、RFID射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計等專業(yè)能力，能勝任IT行業(yè)以及相關(guān)企事業(yè)單位的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)支撐平臺與中間件開發(fā)、應(yīng)用程序開發(fā)與測試，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、實施與維護(hù)等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工作崗位和典型工作任務(wù)及其基本內(nèi)涵進(jìn)行分析，將物聯(lián)網(wǎng)工程人才需要具備的能力進(jìn)行分解，確定能夠達(dá)到的能力標(biāo)準(zhǔn)，將培養(yǎng)目標(biāo)定位在以下兩個工作崗位群：物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計與開發(fā)。這兩種崗位群的學(xué)生畢業(yè)后可以從事的工作崗位有：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)員、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理員、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)工人、物聯(lián)網(wǎng)銷售工程師、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)工程師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成工程師等。

不同的崗位群，所具備的專業(yè)能力有所區(qū)別。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)崗位群要求能夠熟練使用C/Java，精通嵌入式Linux開發(fā)，熟悉RFID、Zigbee、WiFi、GPRS等無線通信技術(shù)，熟悉各種傳感器接口，熟悉ARM、單片機、嵌入式linux系統(tǒng)，熟練進(jìn)行51、AVR、ARM等型號系列單片機電路設(shè)計及C語言編程，熟悉μCOS和Linux軟件設(shè)計。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計與開發(fā)崗位群需要精通C/C++編程語言，熟悉軟件開發(fā)流程，有良好的文檔編寫能力和習(xí)慣，能夠編寫規(guī)范的概要和詳細(xì)設(shè)計文檔，熟悉物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議，熟悉傳感網(wǎng)絡(luò)，熟悉TCP/IP協(xié)議，熟悉并掌握一種數(shù)據(jù)庫，對Linux嵌入式操作系統(tǒng)有深入的理解，精通網(wǎng)頁編程技術(shù)和Qt編程技術(shù)。

2.2 明確學(xué)生能力要求

學(xué)生要能夠從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計與開發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計與開發(fā)這兩類崗位群的工作，就必須具備相應(yīng)的能力。根據(jù)崗位群的特色，將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生能力分為通識能力、專業(yè)基礎(chǔ)能力、專業(yè)核心能力和專業(yè)綜合能力。

通識能力要求學(xué)生了解國情，留意社會政治、經(jīng)濟(jì)和時事變化，關(guān)心社會發(fā)展，具有較強的政治信念和政治鑒別力；具備一定深度與廣度的人文思維和道德思辨與倫理判斷的能力；具備有效搜索與善用資訊的能力，能持續(xù)自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)以適應(yīng)社會的能力；具備一定的中文文案寫作能力，并具備外語基礎(chǔ)應(yīng)用能力；具有促進(jìn)自我身心健康發(fā)展及創(chuàng)造美的生活的能力。

專業(yè)基礎(chǔ)能力要求學(xué)生具備基本的數(shù)學(xué)理論知識和邏輯推理能力，基本的物理知識和電路知識，基本的專業(yè)理論知識和程序設(shè)計能力。

專業(yè)核心能力要求學(xué)生了解行業(yè)動態(tài)，把握行業(yè)最新發(fā)展；具備基本的電路分析能力，基本的制圖和識圖能力，分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的能力；掌握單片機的使用，網(wǎng)絡(luò)分析和管理能力，能夠運用物聯(lián)網(wǎng)硬件實現(xiàn)相應(yīng)功能；熟悉計算機基本架構(gòu)和操作系統(tǒng)工作原理；具備編寫比較復(fù)雜程序的能力；具備基本的網(wǎng)絡(luò)管理能力；具備代碼復(fù)用、功能復(fù)用設(shè)計能力和模塊化分解能力。

專業(yè)綜合能力要求學(xué)生具備團(tuán)隊組織管理能力；具備對項目的評估能力；具備對項目風(fēng)險的預(yù)見和控制能力；具備一定的創(chuàng)新能力；具備在項目設(shè)計與實施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗并形成文檔、持續(xù)提高的能力；具備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)能力；具備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件的設(shè)計與開發(fā)能力。

2.3 構(gòu)建課程體系

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生應(yīng)該具備的基本能力，確定了四種能力對應(yīng)的課程體系：通識能力課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)綜合課。

通識能力課包括中國近現(xiàn)代史綱要，馬克思主義基本原理，毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論，形勢與政策，思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)，計算機導(dǎo)論，就業(yè)與創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)，大學(xué)英語，歷史與文化模塊課程，大學(xué)體育，心理健康教育，經(jīng)濟(jì)與社會模塊，明德講堂，歷史與文化模塊，科學(xué)與技術(shù)模塊，藝術(shù)、健康與生活模塊課程。

專業(yè)基礎(chǔ)課包括物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論，高等數(shù)學(xué)A，概率論與數(shù)理統(tǒng)計，線性代數(shù)，大學(xué)物理，程序設(shè)計基礎(chǔ)(C)，電路原理，電子技術(shù)基礎(chǔ)。

專業(yè)核心能力課包括計算機網(wǎng)絡(luò)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(C++)，單片機技術(shù)，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用，傳感器原理及應(yīng)用，RFID原理及應(yīng)用，Linux程序設(shè)計，可視化程序設(shè)計(QT)，大學(xué)物理實驗，模擬數(shù)字電路實驗，電子電路CAD，圖像處理技術(shù)(PhotoShop)，嵌入式操作系統(tǒng)，匯編語言程序設(shè)計，計算機組成原理，操作系統(tǒng)，信號與系統(tǒng)，通信原理，網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)，信息安全，數(shù)據(jù)庫腳本語言，測試技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)軟件設(shè)計，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，網(wǎng)頁前端開發(fā)，WEB開發(fā)技術(shù)。

專業(yè)綜合能力課包括程序設(shè)計基礎(chǔ)項目實訓(xùn)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計項目實訓(xùn)，片機開發(fā)與設(shè)計，項目實訓(xùn)物聯(lián)網(wǎng)軟件，開發(fā)項目實訓(xùn)，前端程序設(shè)計項目實訓(xùn)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)項目實訓(xùn)，網(wǎng)絡(luò)開發(fā)項目實訓(xùn)，畢業(yè)論文，實習(xí)。

根據(jù)學(xué)生專業(yè)興趣和培養(yǎng)模式，專業(yè)核心能力課又分為選修和必修，在大二下期，學(xué)生根據(jù)自身專業(yè)發(fā)展和就業(yè)方向，進(jìn)行專業(yè)方向分流，分流后，每個方向的專業(yè)核心課程有所不同。為拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生一專多能，還需要提供多個模塊課供學(xué)生選擇。

在學(xué)生實踐方面，采取遞進(jìn)式、層次式的培養(yǎng)模式。從大二開始，專業(yè)課程的實踐課和理論課同時進(jìn)行，每個期末安排2到3周的獨立實踐，第7學(xué)期的綜合實踐；鼓勵學(xué)生參加專業(yè)競賽，拓展視野；推薦優(yōu)秀學(xué)生參與實驗室開放項目，申報校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。

課程的總學(xué)分在160分左右，其中必修課占75%左右，選修課占25%左右；理論教學(xué)占65%左右，實踐教學(xué)占35%左右。從學(xué)時占比可以看出，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系設(shè)置與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)一致。

2.4 實施課程改革

應(yīng)用型高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)重在應(yīng)用，因此，必須對專業(yè)課程，尤其是專業(yè)核心課程實施課程改革。要求改革后的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。例如程序設(shè)計基礎(chǔ)(C)這門課，可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法、過程實施、課程評價幾個方法進(jìn)行改革。教學(xué)內(nèi)容中，去掉了函數(shù)指針、多文件包含、寄存器變量、文件操作、輸入輸出的錯誤，并且以生活中的實例作為教學(xué)案例，調(diào)整教學(xué)順序。教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動手能力。在每堂課結(jié)束前，布置下次課的實訓(xùn)內(nèi)容，學(xué)生在實訓(xùn)課課前分析并編寫代碼，實訓(xùn)課上修改并運行代碼，理解代碼內(nèi)容；理論課上，教師講解基本知識點，然后分析代碼；課后采用多種形式輔導(dǎo)答疑，并將關(guān)鍵知識點和難點以小視頻方式上傳到交流平臺供學(xué)生反復(fù)理解。課程結(jié)束時，不再以期末考試成績作為課程成績，而是將教學(xué)過程也納入考核體系，具體包括平時學(xué)生的練習(xí)情況和學(xué)校過程管理，期末項目實踐和課程考試，其中期末項目實踐不限內(nèi)容和題目，學(xué)生自由組合，自由選題，既發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

3 結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一門新興的專業(yè)，其人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系，以及課程體系都在完善當(dāng)中。本文根據(jù)應(yīng)用型高校的人才培養(yǎng)特點，首先分析了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生就業(yè)的崗位群，然后根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)討論了學(xué)生應(yīng)該具備的能力，最后根據(jù)能力目標(biāo)確定課程體系。由于時代在進(jìn)步，對人才培養(yǎng)的需求也在發(fā)生變化，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的過程中，除了考慮應(yīng)用型高校的辦學(xué)特點，還應(yīng)該結(jié)合市場需求和技術(shù)發(fā)展，逐漸調(diào)整和完善課程體系，以保證人才培養(yǎng)的先進(jìn)性和時代性。