智能物聯(lián)視域下的高職院校高水平物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)

劉詣 胡曉箏

摘要：智能物聯(lián)背景下，職業(yè)教育需要與時(shí)俱進(jìn)，以應(yīng)對企業(yè)人才需求的變革，對接智能物聯(lián)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。文章重構(gòu)了高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)的課程圖譜，圍繞培養(yǎng)方案、產(chǎn)教融合、評(píng)價(jià)體系等層面對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開展多元化創(chuàng)新和彈性拓展，從而豐富了職業(yè)教育的管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)人才供給與需求的無縫銜接，形成可借鑒的高水平物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)新范式。

關(guān)鍵詞：智能物聯(lián);物聯(lián)網(wǎng)專業(yè);課程圖譜;多元化創(chuàng)新

2019年2月，國務(wù)院發(fā)布的《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》提出，啟動(dòng)“中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計(jì)劃”（簡稱“雙高”計(jì)劃）?！半p高”計(jì)劃是繼國家示范性高職院校建設(shè)之后又一具有戰(zhàn)略意義的重大舉措，對于促進(jìn)高職院校在新時(shí)代的內(nèi)涵提升、確立高等職業(yè)教育在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位、鞏固高等職業(yè)教育類型特征具有重大意義[1]。從這些學(xué)者們的研究成果上看，而高水平專業(yè)建設(shè)要高度契合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并與現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)完全對接，其人才培養(yǎng)質(zhì)量才能得到社會(huì)與企業(yè)的高度認(rèn)可，并充分協(xié)同行業(yè)或企業(yè)的人才需求。

經(jīng)歷了十年的發(fā)展，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)全面邁入以智能物聯(lián)生產(chǎn)力為代表的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。2017年，“新紀(jì)元·未來峰會(huì)”正式提出了智能物聯(lián)的概念，英文縮寫為：AIoT。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的融合成就了智能物聯(lián)的技術(shù)路徑，同時(shí)也迅速成為產(chǎn)業(yè)布局的熱門趨勢。物聯(lián)網(wǎng)是人工智能的連接者，肩負(fù)著海量數(shù)據(jù)的感知和收集，人工智能則成為物聯(lián)網(wǎng)的CPU，通過物聯(lián)網(wǎng)收集的數(shù)據(jù)在邊緣層或云端進(jìn)行深度分析，以提前發(fā)現(xiàn)異常并預(yù)測未來，智能物聯(lián)讓萬物互聯(lián)演進(jìn)到萬物智聯(lián)。

智能物聯(lián)對實(shí)體經(jīng)濟(jì)的充分賦能，使其整體業(yè)務(wù)空間急劇膨脹。2019年，受益于智慧城市業(yè)務(wù)的規(guī)?；涞匾约斑吘売?jì)算的初步普及，中國智能物聯(lián)市場規(guī)模突破3000億大關(guān)，并直指4000億量級(jí)[2]。在智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)的新形勢、新需求下，高職院校應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)上主動(dòng)出擊、開拓創(chuàng)新，牢牢把握智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大機(jī)遇，努力對接智能物聯(lián)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，構(gòu)建多元化培養(yǎng)機(jī)制，為服務(wù)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和帶動(dòng)綜合國力的跨越式前進(jìn)，積極培養(yǎng)智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。

一、智能物聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

智能物聯(lián)并不是物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的簡單堆疊，而是技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)體制深度融合的智能化生態(tài)系統(tǒng)。由“智聯(lián)”技術(shù)造就的先進(jìn)生產(chǎn)力改變了物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的慢熱，加速了智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)的落地。AIoT產(chǎn)業(yè)研究院提供的2020中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全景圖譜中顯示，智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分為“端、管、邊、云、用”五種產(chǎn)業(yè)模式[3]，如圖1所示。

“端”指物聯(lián)網(wǎng)終端，完成環(huán)境感知、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送等功能，終端產(chǎn)業(yè)包括芯片、感知等硬件設(shè)備和嵌入式、識(shí)別技術(shù)等軟件系統(tǒng);“管”指物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓艿溃袚?dān)網(wǎng)絡(luò)通信的功能，管道產(chǎn)業(yè)包括無線物聯(lián)和衛(wèi)星物聯(lián)兩種;“邊”指終端一側(cè)的邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的算力資源，協(xié)助終端完成快速智能化決策，產(chǎn)業(yè)包括邊緣計(jì)算硬件和邊/云協(xié)同平臺(tái);“云”指完成全局性、非實(shí)時(shí)、長周期業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算和儲(chǔ)存的云計(jì)算資源池，產(chǎn)業(yè)包括系統(tǒng)平臺(tái)和通用能力平臺(tái);“用”指智能物聯(lián)應(yīng)用的表現(xiàn)形式，是產(chǎn)業(yè)鏈的最終成果。

在我國“十三五”規(guī)劃綱要中，明確提出要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，加快建設(shè)“數(shù)字中國”，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)向各行業(yè)全面融合滲透，構(gòu)建萬物互聯(lián)、融合創(chuàng)新、智能協(xié)同、安全可控的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系[4]。由此可見，中共中央、國務(wù)院非常重視智能物聯(lián)在城市建設(shè)、家居、制造、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用融合。

二、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題

（一）人才培養(yǎng)體系的層次單薄，現(xiàn)有層次無法支撐產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)劃分為3個(gè)層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層[5]。這樣劃分技術(shù)層次對物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科來講無可厚非，但很多高職院校按照這樣的技術(shù)層次去構(gòu)建專業(yè)人才培養(yǎng)方案，確實(shí)有些差強(qiáng)人意。因?yàn)檫@三個(gè)層次結(jié)構(gòu)看似簡單明了，實(shí)則層與層之間缺乏紐帶，缺少生產(chǎn)技術(shù)的過渡，導(dǎo)致每層的功能與作用模糊不清。因此，按照該方案培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)人才無法適應(yīng)智能物聯(lián)的任何產(chǎn)業(yè)。例如，感知層感知的數(shù)據(jù)是孤立的，沒有出入網(wǎng)絡(luò)層的接口，數(shù)據(jù)就無法抵達(dá)網(wǎng)絡(luò)層的通信設(shè)備;如果對感知的數(shù)據(jù)不進(jìn)行分析與控制，只是簡單的傳輸，實(shí)際上不產(chǎn)生任何價(jià)值。應(yīng)用層直接架構(gòu)于網(wǎng)絡(luò)層更是紙上談兵，對于數(shù)量眾多的行業(yè)形態(tài)，如果沒有系統(tǒng)、業(yè)務(wù)、聯(lián)接等類型的資源平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)管道的數(shù)據(jù)根本不可能進(jìn)入各行各業(yè)，被應(yīng)用或管理。

（二）專業(yè)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)陳舊，不能對接產(chǎn)業(yè)鏈落地

從某高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)上看出，感知層的內(nèi)容由RFID感知技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和電路設(shè)計(jì)等課程組成;網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)容由無線傳感網(wǎng)絡(luò)、Zigbee 網(wǎng)絡(luò)等課程組成;應(yīng)用層的內(nèi)容由嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和Java編程等實(shí)訓(xùn)組成[6]?？墒菍又悄芪锫?lián)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，感知層的技術(shù)重心實(shí)際上已經(jīng)轉(zhuǎn)移到語音交互和生物識(shí)別，而這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)卻尚未納入到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系。網(wǎng)絡(luò)層的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用同樣發(fā)生了翻天覆地的變化，不論是以NB-IoT和Lorawan為代表的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、以5G為代表的廣域蜂窩網(wǎng)絡(luò)，還是以WiFi6為代表的新一代WLAN網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用的主流技術(shù)都應(yīng)增設(shè)至網(wǎng)絡(luò)層的知識(shí)結(jié)構(gòu)。物聯(lián)應(yīng)用的課程更應(yīng)直接聚焦于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，例如智慧交通、智能制造、機(jī)器人等，而嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等類課程屬于軟件系統(tǒng)的應(yīng)用，其則不屬于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

（三）對安全重視程度不高，缺乏物聯(lián)網(wǎng)安全意識(shí)

高職院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的課程體系中，鮮有安全類課程，個(gè)別院校即便開設(shè)了安全課程，也只是在選修中設(shè)置了一兩門作為通識(shí)課程，并未形成課程模塊。究其原因，還是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的前十年，物聯(lián)范圍小，實(shí)現(xiàn)功能弱，攻擊者缺少攻擊的手段和入口。隨著近兩年萬物智聯(lián)的快速發(fā)展，智能家居、智慧物聯(lián)等產(chǎn)業(yè)的快速落地，物聯(lián)網(wǎng)安全事故也開始頻發(fā)，一些不法分子利用物聯(lián)網(wǎng)的漏洞進(jìn)行惡意控制、數(shù)據(jù)竊取、遠(yuǎn)程攻擊。尤其是生物識(shí)別和語音交互的感知類設(shè)備，因其具有功耗低、種類多、數(shù)量大、登記難的特點(diǎn)，更容易被不法分子利用，導(dǎo)致國家大量資產(chǎn)流失、個(gè)人生物信息泄露。目前，物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)已經(jīng)揚(yáng)帆起航，不論是國有運(yùn)營商，還是互聯(lián)網(wǎng)和通信企業(yè)，都在積極打造物聯(lián)網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)平臺(tái)。因此，高職院校應(yīng)緊隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高物聯(lián)網(wǎng)的安全意識(shí)，努力構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)安全模塊的課程體系，使物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)的維度更加飽滿。

（四）技能大賽缺乏產(chǎn)業(yè)融合，“1+X”證書制度在數(shù)量和質(zhì)量上有待提高

以某省2020年職業(yè)院?！拔锫?lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用”技能大賽的實(shí)施方案可以看出，大賽的內(nèi)容仍然停留在工程環(huán)境部署、傳感器設(shè)備調(diào)試、應(yīng)用軟件開發(fā)等賽項(xiàng)，這些賽項(xiàng)內(nèi)容并沒能與智能物聯(lián)某個(gè)垂直的產(chǎn)業(yè)形式融合，只是物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層的一項(xiàng)橫向技術(shù)——傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。大賽中傳感網(wǎng)的構(gòu)建也是以近場的傳感網(wǎng)為主，并未涉及LPWAN的低功耗廣域網(wǎng)，與智能物聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)層產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)。2019年教育部啟動(dòng)了兩批“1+X”職業(yè)技能等級(jí)證書試點(diǎn)方案，兩批試點(diǎn)方案中只有“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程”和“傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)”兩項(xiàng)職業(yè)證書與智能物聯(lián)有關(guān)。這樣的數(shù)量和質(zhì)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到產(chǎn)業(yè)需求，不能凸顯“X”的動(dòng)態(tài)效果，也無法拓展學(xué)生的職業(yè)選擇。

（五）產(chǎn)教融合的耦合度不高，沒有形成共同體的協(xié)同與聯(lián)動(dòng)

經(jīng)過幾年的不懈努力，高職院校在產(chǎn)教融合方面做出了巨大貢獻(xiàn)，主要體現(xiàn)在校企共同簽訂專業(yè)共建協(xié)議、企業(yè)專家入校宣講、校企共同制訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案、雙師型教師入企業(yè)園區(qū)參與技能培訓(xùn)等多個(gè)方面。但是，在產(chǎn)教融合機(jī)制的長效建設(shè)年，校企雙方利益共享的激勵(lì)政策，共商共建、多元參與的互動(dòng)格局，一線教師對產(chǎn)業(yè)技術(shù)的把握與應(yīng)用，專業(yè)建設(shè)要素緊隨產(chǎn)業(yè)鏈動(dòng)態(tài)調(diào)整等諸多問題上，仍然體現(xiàn)出學(xué)校與企業(yè)的耦合度不高，沒有厚植產(chǎn)教融合命運(yùn)共同體的發(fā)展環(huán)境[7]。

三、智能物聯(lián)課程模塊的構(gòu)建

智能物聯(lián)主要聚焦在智能與物聯(lián)兩個(gè)領(lǐng)域，屬于人工智能、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、芯片與集成電路等多種技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合交叉的學(xué)科，融合之后的智能物聯(lián)不僅為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)充分賦能，同時(shí)也拓展了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，刷新了人才培養(yǎng)的技能標(biāo)準(zhǔn)。對接智能物聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，重新構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的“端、網(wǎng)、資、安、用”課程圖譜，如圖2所示。

（一）智能終端類課程——“端”模塊

智能終端開發(fā)需具備芯片、集成電路的硬件知識(shí)結(jié)構(gòu)和嵌入式智能系統(tǒng)的軟件知識(shí)結(jié)構(gòu)。芯片、集成電路的課程體系包括PCB電路原理等專業(yè)基礎(chǔ)課程;FPGA/ASIC編程、傳感器與RFID等專業(yè)技能課程;智能傳感模塊開發(fā)、NFC/ETC/指紋/二維碼射頻識(shí)別開發(fā)等綜合技能課程。嵌入式智能系統(tǒng)類課程體系包括Python腳本等專業(yè)基礎(chǔ)課程，TensorFlow深度學(xué)習(xí)框架等專業(yè)技能課程，視覺/語音識(shí)別、語義理解等綜合技能課程?！岸恕蹦K職業(yè)定位在物聯(lián)網(wǎng)智能硬件開發(fā)工程師、RFID應(yīng)用開發(fā)工程師、無線射頻開發(fā)工程師、嵌入式人工智能工程師。

（二）物聯(lián)管道類課程——“網(wǎng)”模塊

物聯(lián)管道建設(shè)需具備無線傳感網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)、5G通信類知識(shí)結(jié)構(gòu)。課程體系包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論專業(yè)基礎(chǔ)課程，NB-IoT蜂窩物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、LPWAN低功耗廣域網(wǎng)等專業(yè)技能課程，工業(yè)園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)等綜合技能課程。“網(wǎng)”模塊職業(yè)定位在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工程師、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程師、物聯(lián)網(wǎng)維護(hù)工程師。

（三）物聯(lián)資源類課程——“資”模塊

物聯(lián)資源平臺(tái)建設(shè)需具備云計(jì)算、邊緣計(jì)算、云/邊協(xié)同、數(shù)據(jù)分析類知識(shí)結(jié)構(gòu)。課程體系包括云計(jì)算導(dǎo)論等專業(yè)基礎(chǔ)課程;云原生技術(shù)架構(gòu)、邊緣計(jì)算工程實(shí)踐等專業(yè)技能課程;物聯(lián)網(wǎng)邊/云協(xié)同場景部署、MEC邊/云協(xié)同場景部署等綜合技能課程?！百Y”模塊職業(yè)定位在邊/云協(xié)同架構(gòu)師、物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)工程師、物聯(lián)網(wǎng)云產(chǎn)品工程師。

（四）物聯(lián)安全類課程——“安”模塊

物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)需具備物聯(lián)網(wǎng)終端安全、管道安全、資源安全、數(shù)據(jù)安全類知識(shí)結(jié)構(gòu)。課程體系包括網(wǎng)絡(luò)安全法規(guī)等專業(yè)基礎(chǔ)課程;終端安全管理、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管控等專業(yè)技能課程;物聯(lián)網(wǎng)態(tài)勢感知、物聯(lián)網(wǎng)攻防等綜合技能課程?！鞍病蹦K職業(yè)定位在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全工程師、物聯(lián)網(wǎng)安全測試工程師、物聯(lián)網(wǎng)安全運(yùn)維工程師。

（五）智能產(chǎn)業(yè)類課程——“用”模塊

智能物聯(lián)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需具備消費(fèi)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)、政策驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)、生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)的綜合應(yīng)用能力。消費(fèi)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)的課程體系包括智慧家庭等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用;政策驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)課程體系包括智慧城市等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)課程體系包括智能制造等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用?！坝谩蹦K職業(yè)定位在物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用工程師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)維工程師。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢，發(fā)揮大類招生的優(yōu)勢，按照“用、安、資、網(wǎng)、端”五個(gè)產(chǎn)業(yè)方向設(shè)置可實(shí)施的前瞻性課程模塊。第一學(xué)期以圖2中的專業(yè)大類通識(shí)課開局，幫助學(xué)生完成對專業(yè)大類和專業(yè)方向的認(rèn)知，協(xié)助學(xué)生由應(yīng)試思維向職業(yè)思維過渡。第二學(xué)期開設(shè)圖2中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，啟發(fā)學(xué)生職業(yè)本位的思考，助其向職業(yè)人轉(zhuǎn)化。第三學(xué)期開設(shè)圖2中的專業(yè)技能課程，讓學(xué)生厘清產(chǎn)業(yè)鏈的縱向產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，形成產(chǎn)業(yè)鏈條一體化的思維模式，探知未來的工作崗位。第四學(xué)期開設(shè)圖2中的綜合技能課程，以技能為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的職業(yè)興趣，完成畢業(yè)前職業(yè)崗位目標(biāo)的確立。前四個(gè)學(xué)期以職業(yè)技能必修課為主，少開或不開選修課，在學(xué)生未完成職業(yè)定位之前，盡量不安排盲目選課的環(huán)節(jié)。各高職院校也可以結(jié)合本地的區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，有的放矢地選擇課程模塊。第五學(xué)期按照區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求情況，實(shí)時(shí)開設(shè)圖2中的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用課程作為選修模塊，并全面取消必修課。學(xué)生可根據(jù)自身的職業(yè)定位和就業(yè)需求，選擇不同的智能物聯(lián)行業(yè)課程。這些選修模塊，要有相同的課時(shí)和學(xué)分且具備彈性調(diào)整機(jī)制，便于適應(yīng)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)發(fā)展。

四、結(jié)語

智能物聯(lián)締造的創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)和復(fù)合型生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)，完全刷新了企業(yè)員工的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。為實(shí)現(xiàn)企業(yè)人才需求與院校人才供給的無縫銜接，高職院校應(yīng)與行企業(yè)共商共建、協(xié)同育人，積極塑造職業(yè)人才培養(yǎng)的多元化。在培養(yǎng)方案、產(chǎn)教融合、評(píng)價(jià)體系等方面深耕多元化體機(jī)制，充分協(xié)同教育結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面提升應(yīng)用型人才的職業(yè)能力，更好地服務(wù)于智能物聯(lián)前沿產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

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