高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)策略探究

孫曉杰 王春 翟勝江

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前高校教育教學(xué)領(lǐng)域也充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，讓教學(xué)面貌發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，目前高校積極搭建物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其充分借助大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)大有益處。本文從物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的基本情況入手，討論物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的建設(shè)思路，闡述物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的不足之處，并分析高校如何搭建物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，希望可以進(jìn)一步提升高校教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高校；物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；建設(shè)；策略

物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了十分關(guān)鍵的作用。在產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的要求下，需要大量理論與實(shí)踐操作結(jié)合的技能型人才，為滿足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和教學(xué)需要，我國諸多高校提出了層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)方案，其中包括了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范平臺(tái)，讓我國的教育教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)入到了全新的階段。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為一個(gè)交叉學(xué)科和計(jì)算機(jī)、通信、電子等多個(gè)學(xué)科存在關(guān)聯(lián)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)本身也是應(yīng)用性的學(xué)科和信息技術(shù)集成的產(chǎn)物。在打造網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國和科技強(qiáng)國的今天，國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)愈加關(guān)注，不僅側(cè)重加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)傳授，還加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和技能培養(yǎng)。在此背景下，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)成為人才培養(yǎng)和發(fā)展教育教學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵。

1、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的基本情況

1.1 物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院

物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院是為了順應(yīng)國家戰(zhàn)略性而專門設(shè)立的教學(xué)專業(yè)和機(jī)構(gòu)，并且得到了國家、當(dāng)?shù)卣徒逃块T的高度關(guān)注，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院對(duì)高科技人才的培養(yǎng)大有益處。物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院作為一個(gè)機(jī)構(gòu)，其作用是發(fā)揮整合作用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，做到專學(xué)專精專研。隨著部分高校開始建設(shè)一批國家863項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，相關(guān)的教育和科研關(guān)注也在如火如荼的開展，建設(shè)出物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院就成為了關(guān)鍵，高校需要從實(shí)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，培養(yǎng)具有獨(dú)立分析和解決問題能力、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力的高校畢業(yè)生，建立出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、科研和社會(huì)咨詢、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、技能培訓(xùn)的綜合性基地，這樣就可以實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究以及校企合作提供強(qiáng)有力的保證[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建立，不僅可以對(duì)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)也可以對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力進(jìn)行考核，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新改革的重大成就。實(shí)踐教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、科學(xué)精神、實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)，可以通過有效的人才培養(yǎng)模式實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的巨大提升，進(jìn)而為社會(huì)輸送出大批高質(zhì)量的人才。物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的全面連接，也被科技領(lǐng)域稱為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次世界信息產(chǎn)業(yè)浪潮。我國教育部早在2010年就進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)審批，當(dāng)前我國已經(jīng)有至少300所高校相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，該專業(yè)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，旨在培養(yǎng)出高素質(zhì)、專業(yè)化的人才，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要得到人才的支持，而人才需要通過有效的教育實(shí)現(xiàn)，所以說物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建立意義深遠(yuǎn)。雖說物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在高校開設(shè)只有幾年的光景，不過國內(nèi)各高校物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的起步較早，在近兩年來更是取得了長足的進(jìn)步，比如說南京航空航天大學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)就取得了良好的成效，該校把原有的信息安全實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、嵌入式實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)聯(lián)辦的實(shí)驗(yàn)室共同納入到物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。近年來，西安電子科技大學(xué)、江南大學(xué)、南京郵電大學(xué)等高校也相繼成立了物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，進(jìn)而為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才打下了基礎(chǔ)，同時(shí)哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等也相繼完成了物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)[2]。

2、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的思路

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)主要考慮到以下三點(diǎn)內(nèi)容，首先是要滿足學(xué)院發(fā)展的要求以及人才培養(yǎng)需要；其次也要滿足學(xué)院本科生和研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要；最后，要為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和師生科研項(xiàng)目提供良好的平臺(tái)。在建設(shè)思路上，需要對(duì)之前的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，然后進(jìn)行探索和嘗試。目前，諸多的高校形成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)思路，具體說來：是以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)還要對(duì)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)而對(duì)教學(xué)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃和布局，在平臺(tái)的建設(shè)中，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)也要做到科研創(chuàng)新、技術(shù)應(yīng)用不放松，最終逐步打造具有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、研究實(shí)驗(yàn)、和應(yīng)用性示范實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。其中，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，主要的內(nèi)容和項(xiàng)目包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)；在綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，主要的內(nèi)容和項(xiàng)目包括課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和大學(xué)生科技創(chuàng)新；在研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，主要的內(nèi)容和項(xiàng)目包括校企合作、社會(huì)服務(wù)、大學(xué)生科技創(chuàng)新、科研項(xiàng)目支撐等；在應(yīng)用性示范平臺(tái)中，主要的內(nèi)容和項(xiàng)目包括應(yīng)用示范、校企合作、成果轉(zhuǎn)化、社會(huì)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的具體的實(shí)施計(jì)劃需要考慮到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持，并且按照人才的培養(yǎng)需要和教學(xué)大綱的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排，先以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，然后建相關(guān)學(xué)科、相關(guān)技術(shù)構(gòu)成的學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)而組成的綜合性的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心[3]。

3、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的不足之處

在高校各級(jí)部門的支持下，諸多高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)已初具規(guī)模，為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，同時(shí)也增設(shè)了科研項(xiàng)目，更為學(xué)生打造了課外開放。然而，這些成績的背后也存在更多高校在物流網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)上的不足，其中包括：

首先，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)規(guī)模不足。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模十分龐大，遠(yuǎn)超出互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域和規(guī)模，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域每年也需要近百萬的人才需求。隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)人才需求的激增，更加需要高校轉(zhuǎn)變以往的人才培養(yǎng)模式，而以往的實(shí)驗(yàn)中心的規(guī)模也必須擴(kuò)大[4]。

其次，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)科研水平不足。物聯(lián)網(wǎng)工程作為圍繞“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)”設(shè)立的專業(yè)，其具有綜合性強(qiáng)、交叉性強(qiáng)和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)和電子、計(jì)算機(jī)、通信、測控等多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)緊密關(guān)聯(lián)。但是部分高校由于其科研水平不足，導(dǎo)致在人才培養(yǎng)方面學(xué)生的實(shí)踐操作能力不足，進(jìn)而對(duì)學(xué)校發(fā)展和人才培養(yǎng)造成不利影響，所以要求實(shí)驗(yàn)中心有提升科研水平，加大研發(fā)力度[5]。

再次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中實(shí)驗(yàn)室開放能力較弱。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，需要打造出良好的實(shí)驗(yàn)室操作環(huán)境，為學(xué)生提供自我實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手能力的場所，同時(shí)也需要實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的開放力度，但是部分高校的實(shí)驗(yàn)室主要為師生進(jìn)行科研項(xiàng)目提供便利，同時(shí)還存在實(shí)驗(yàn)耗材種類不多、存在不足的問題，對(duì)于有各種各樣創(chuàng)新思想的學(xué)生難以得到培養(yǎng)和提升自己的機(jī)會(huì)[6]。

第四，實(shí)驗(yàn)室管理水平需要提高。目前，很多的高校都建立了實(shí)驗(yàn)室，滿足不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，但是很多的實(shí)驗(yàn)室缺乏專業(yè)管理，在人員上看，管理人員的人員配備不夠，并且專業(yè)性不足，不能對(duì)學(xué)生的成長提供幫助，這樣的情況也是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建立中需要解決的問題。

最后，實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)有待完善。很多的實(shí)驗(yàn)室可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)與操作，但是缺乏和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的結(jié)合，所以需要馬上建設(shè)實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上平臺(tái)，這樣才能最大限度發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的作用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的提升[7]。

4、高校如何搭建物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，需要高校制定出新的人才培養(yǎng)思路和模式，把學(xué)校的和多種教學(xué)資源與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)整合，同時(shí)豐富實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵建設(shè)，完善規(guī)章制度。同時(shí)，高校還要有計(jì)劃的申報(bào)省級(jí)和國家級(jí)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，加強(qiáng)校企合作，進(jìn)而共同建立實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，以此為建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)奠定基礎(chǔ)，具體說來：

首先，要加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)需要不斷豐富內(nèi)涵建設(shè)，需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、設(shè)備管理、后勤管理部門分工明確，充分對(duì)信息技術(shù)利用，以此建設(shè)全校管理的固定資產(chǎn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型儀器設(shè)備共享和監(jiān)管系統(tǒng)。這樣就可以及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息統(tǒng)計(jì)，同時(shí)也便于申請(qǐng)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目。在高校內(nèi)部的建設(shè)和發(fā)展中，需要定期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室績效考評(píng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行檢查，也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室的軟環(huán)境加強(qiáng)建設(shè)。此外，高校要對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目加強(qiáng)審查，嚴(yán)格對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備購置制度執(zhí)行，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)涵的建設(shè)，為科研項(xiàng)目、設(shè)備管理項(xiàng)目提供保障。

其次，建設(shè)多層次完備的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。高校需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院的教學(xué)要求，在明確發(fā)展思路的基礎(chǔ)上對(duì)各類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目積極申報(bào)，進(jìn)而有計(jì)劃建設(shè)層次完備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，具體說來：在應(yīng)用性示范平臺(tái)的建設(shè)和綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)上，要建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室、電信行業(yè)軟件與業(yè)務(wù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，大力推進(jìn)校企合作；在研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，需要建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室，用于研究物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)；在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，需要建立物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，用于滿足本科生的基礎(chǔ)理論實(shí)驗(yàn)。此外，在模塊開發(fā)上，需要在教學(xué)中對(duì)主控板塊、傳感器板塊、RFID模塊、程序設(shè)計(jì)教學(xué)模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊系統(tǒng)的教學(xué)[8]。

再次，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)。對(duì)于打造高校物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)來說，離不開高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)隊(duì)伍，這是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)。因此，需要物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在高校的的統(tǒng)籌安排下，對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員以及任課教師進(jìn)行培訓(xùn)，為其提供參觀實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠商的機(jī)會(huì)，在開闊教師隊(duì)伍視野的同時(shí)，還要積極申報(bào)各類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目、開放項(xiàng)目。此外，高校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理中心還要定期為全校實(shí)驗(yàn)室管理人員、教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行評(píng)比，這樣就可以充分調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室人員的工作熱情，為全面建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)提供條件[9]。

結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)作為新興的技術(shù)和領(lǐng)域，極大的加強(qiáng)了人與物的交流，在高校的人才培養(yǎng)中，需要加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)，以培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才為目標(biāo)。在今后的高校人才培養(yǎng)模式中，要積極搭建物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐提供機(jī)會(huì)，并且在信息技術(shù)的支持下去開闊視野，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、科學(xué)精神、實(shí)踐能力，這樣才能在國家飛速的發(fā)展中貢獻(xiàn)自己的力量。

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作者簡介：

孫曉杰， 伊犁師范大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，碩士研究生，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)教育，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究；

王春，伊犁州教育局，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)教育；

翟勝江， 伊犁州教育局，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)教育。