基于培养方案探索物联网专业应用型人才培养新模式＊

于 洋，程宇辉，刘 颖，杨巨成，侯 琳

（天津科技大学计算机科学与信息工程学院，天津 300457）

基于培养方案探索物联网专业应用型人才培养新模式＊

于 洋，程宇辉，刘 颖，杨巨成，侯 琳

（天津科技大学计算机科学与信息工程学院，天津 300457）

在完全学分制改革的大背景下，如何从物联网工程专业培养方案入手，打造特色鲜明的应用型人才培养新模式。经过长期实践，总结出物联网专业建设的思路，即以培养应用型人才为主线，修订本科生培养方案；依托滨海新区地域优势，服务滨海；全面开展产教融合和校企合作，建设校内外实习实践基地；请企业导师进课堂，实现学分置换制度。同时，搭建物联网专业综合实训和创新平台，通过指导大学生创新创业项目等培养学生的综合应用能力和创新创业能力，多角度多方位将物联网专业本科生培养成高水平应用型技术人才。

学分制；应用型人才；物联网专业；培养方案

物联网产业是中国国家新型战略性产业，也是天津市滨海新区的支柱产业。智能化发展对物联网技术和人才提出了新的需求。未来信息产业发展将从信息网络转向全面感知和智能应用。2017年上半年，天津科技大学校物联网专业获批天津市“十三五”综投应用型专业建设项目。针对一个新兴的交叉学科，着力打造应用型特色是今后办学的重中之重。

1 物联网工程专业定位和培养目标

物联网工程专业依托网络工程（物联网方向），重点培养能在物联网的感知、接入、网络、应用等不同层次进行嵌入式应用开发，能在食品安全监测和智能家居方向进行规划、信息采集、处理和终端控制的应用研发，人才培养符合具有轻工特色高级应用型人才的培养定位。本专业面向战略性新兴产业“物联网工程”领域，培养德、智、体、美、劳全面发展，适应我国社会发展需求，较系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等学科相关基础知识，具有物联网应用技能，具有物联网工程实践能力，具备在信息产业、国民经济企事业等部门和单位从事与计算机网络和物联网相关的技术工作，以及在高等院校和科研单位从事相关技术开发和研究的高水平应用型人才。

2 学分制改革后培养方案改革的重点

随着学校改革的不断深入，学分制改革后，相关培养方案改革的重点是：①建立以学习者为中心的人才培养模式，培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力，促进学生个性化、多样化发展，服务经济社会的发展需求。②培养德智体美全面发展、具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才。③专业领域课程包括专业核心课（必修）+专业选修课。专业核心课（必修）是体现本专业核心知识传授和能力培养的课程，课程的教学大纲要覆盖本专业知识体系核心内容，同时，体现专业人才培养目标和专业特点。专业选修课程则要关注学科专业发展方向，注重反映专业特色和行业、社会需求。④开展个性化课程，包括素养类、拓展类、创业类。

3 修订培养方案

组织培养方案修订专题研讨会，在线专项讨论多次。从教育部物联网工程专业教指委获悉，针对跨专业交叉学科的物联网工程专业，各个高校的课程设置相差甚远，不仅要从行业发展的角度考虑，还要侧重考虑人才模式的创新和改革。从物联网的知识体系看，物联网技术分为3个层次，即感知层、传输层和应用层。同时，要从层次关系角度设定具有专业特色的课程体系，本科培养计划应着力打造应用型人才培养新模式，课程设置不必拘泥于陈旧的课程体系和师资。

已查阅教指委的指导性文件，参考近十个国内高校物联网专业的培养方案，教师们对每一门课程进行了充分的论证和知识体系的整合，同时，对2016年的培养方案做了大量的调整，具体如图1所示。

4 培养方案中课程模块分类

4.1 通识类必修模块

通识类必修模块是指全校平台课。其中，思政类综合实践和军训属集中实践；英语采用分级课程教学，五选四，至少选够4个级别；计算机类课程也采用分级教学方式，新生入学可以通过测试成绩选课，二选一。

4.2 通识类选修模块

通识类选修模块中新引进了新生研讨类选修课，四选一。考虑到新生的特点和对专业未来的憧憬，特设定了4门课程开启学生对专业认知之门的同时，深度剖析学生的专业课程培养计划。这4门课程分别是：物联网专业定位与学业指导，物联网专业人才培养方向，大学生学习规划，物联网应用及其发展趋势。这体现了应用型人才培养的实际需要，从新生入学开始引导学生对专业方向的理解和培养学生学习应用型技能的兴趣。

图1 物联网工程专业2016级核心课程拓扑图

4.3 学科基础必修模块

此模块主要展现专业必备的基础知识，共设置了6门必修课，具体包括数学类、物理类、语言类、算法类以及计算机组成原理等。其中，离散数学是计算机方向大类基础课，是逻辑推理和图论的基础课；数据结构的学习则能为学生学习数据结构、算法和软硬件设计开发打下扎实的基础；语言类主要是C语言程序设计、面向对象程序设计（C++），这些都是后续专业课程的先修课程和必备基础；计算机组成原理主要是学习计算机内部电路和组成的原理以及工作过程，它是计算机系统能力培养的核心课。这些内容为学生的专业学习打下扎实的基础，有利于完整的专业课程体系的建立。

4.4 学科基础选修

学生选修学科基础课程时，可以选择应用领域不同的技术技能课程，为后续应用性更强的专业核心课程的学习打好基础。

学科基础选修主要是指硬件设计、感知层、通信技术、安全技术和数据分析等应用技术基础，主要学习内容包括：①电路原理；②数字逻辑；③传感器原理及应用；④物联网导论；⑤RFID原理及应用，RFID原理及应用实验；⑥操作系统，操作系统实验；⑦物联网通信技术，物联网通信技术实验；⑧计算机网络；⑨物联网安全技术；⑩数值分析；⑪数据库原理，数据库原理实验。

4.5 专业核心必修

专业核心必修主要是体现专业特色的课程，是应用型专业的核心课程，可将其设置成必修课。专业核心必修内容包括：①嵌入式系统与设计；②物联网工程规划与设计；③传感网原理及应用；④物联网数据处理；⑤移动终端程序设计，移动终端程序设计实验，提高学生的移动端应用能力。

4.6 专业课程选修

选修的专业课程是用来丰富学生的专业视野，扩展学生的学习内容和领域，培养个性化应用型人才。其主要包括以下内容：①JAVA程序设计，JAVA程序设计实验。②单片机与接口技术，单片机与接口技术实验，将原有的微机原理与接口技术课程进行技术升级，提高学生的实践创新能力。③数据库应用与开发，数据库应用与开发实验。④汇编语言程序设计，汇编实验。⑤人工智能是新增课程，它为学生的专业学习提供了方向。目前，教育部已经发文将人工智能课程纳入到中小学的义务教育阶段，我国未来的发展将全面触发智能时代。作为物物互联的物联网专业，要打造智能，感知中国，特别是在国家提倡新工科建设的大背景下，在物联网专业中自然过渡，设置人工智能方向也是专业发展的必由之路。⑥PyThon程序设计属于新增课程，它为Linux运维、Web开发、大数据、人工智能、科学计算等领域的应用编程提供了跨平台的应用环境。⑦C#程序设计是进一步细化原有的.NET平台程序设计，用于培养学生智能硬件的研发和创新能力。另外，在移动互联领域，C#语言也可以替代Java实现移动端APP的开发。⑧大数据原理与应用是新增课程，它的出现适应专业发展的需要。物联网从底层感知采集的数据，通常会形成大数据的规模和格式，因此，要让数据分析作为智能的基石，开设大数据应用等方向课程，可以为物联网产品智能化提供有力的支撑。

4.7 个性化课程

在设置个性化课程时，要注意以下2点：①可通过参加创新创业训练项目、学科竞赛获奖等认定创新创业类学分；②设置专业拓展类学分，学生可以根据培养类型和个人兴趣，从本专业的专业领域选修课中修读或从跨学科跨专业类课程中修读。

4.8 集中实践类

设置集中实践类课程旨在提高学生的物联网技术和综合应用能力。集中实践类课程的学习内容包括：①C/C++课程设计。②计算机组成原理课程设计。③物联网通信技术课程设计。④传感网课程设计。⑤移动终端课程设计。⑥RFID课程设计。⑦物联网综合实训，它属于新增课程，即与企业共建综合实训平台，从感知层、网络传输层到应用层的综合实训，让学生从工程项目的角度出发，完成工程师或者是总工程师的设计工作。这样做，能够培养学生的综合应用能力和创新创业能力。2017级物联网工程专业核心课程如图2所示。

图2 天津科技大学物联网专业2017级培养方案核心课程拓扑图

5 改革原有方案

在落实具体工作时，要改革原有的培养方案。主要改革内容有：①将微机原理与接口技术改成单片机与接口技术，这样应用性更强，能够培养学生的应用创新能力。从第5学期开始培养学生的创新技术，学生们参加各类学科竞赛的获奖比例明显翻一番。②将信息安全技术或者网络安全技术改成物联网安全技术，学习适应专业发展的软硬件安全技术。③将.NET架构改成C#程序设计，这样更具体，适应物联网硬件和移动互联程序设计的需要。④物联网应用系统设计删解的课程，相关内容和学时增加到物联网导论中详细讲解。⑤物联网软件设计删除的课程，将归并到面向对象程序设计课程和移动终端程序设计中详解。⑥物联网定位技术删除的课程，将其内容和学时归并到物联网通信技术课程和物联网通信技术课程设计中，以提高授课效率，将定位与通信相结合。⑦删除物联网控制原理与技术这门课程，通过新增课程的综合实训完成相关应用学习。⑧编译原理、计算机体系结构是与专业培养目标相关度不高的课程，所以，被新开课程和专业发展需求替代。

6 总结

在物联网工程专业培养计划中增加专业选修课的数量，在物联网工程专业软硬件课程体系建设的总体设想下，规划出与物联网息息相关的新的培养方向，即人工智能方向和大数据应用方向，着眼于培养高水平的应用型人才。经过长期实践，总结出物联网专业的建设思路，即以培养应用型人才为主线修订本科生培养方案；依托滨海新区地域优势，服务滨海；全面开展产教融合和校企合作，建设校内外实习实践基地；请企业导师进课堂，担任专业核心课程的主讲教师，实现校企间学分置换制度，完善科学评价体系；搭建物联网专业综合实训和创新平台，指导大学生创新创业项目等，将课程转化成应用型技术，培养学生的综合应用能力和创新创业能力；多角度多方位，将物联网专业本科生培养成高水平的应用型技术人才。在改革过程中，发现培养方案中也存在一些问题。虽然物联网专业的培养方案中新增了两个大的方向，即人工智能和大数据应用，但是，选修课程也仅仅开设在第7学期，尚无足够的时间和课程来深入学习新领域的新知识。所以，针对这个情况，应该不断调整培养方案，新增机器学习、大数据平台搭建等课程充实专业中的应用型课程体系，完善课程体系，为新工科的建设做好铺垫。

［1］吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考［J］.计算机教育，2010，129（21）：26-29.

［2］张鹏飞.地方院校本科应用型人才培养现状、问题与策略［J］.湖北工程学院学报，2014，34（5）：56-59.

［3］邓淼磊.对物联网工程专业培养方案的几点思考［J］.教育教学论坛，2014（11）：182-183.

［4］徐长君.校企合作订单班的管理体系探索［J］.价值工程，2015（3）：228-229.

［5］贾旭.高校物联网工程专业建设研究与探索［J］.辽宁工业大学学报（社会科学版），2015，17（2）：108-109.

G642.0

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.01.012

2095－6835（2018）01－0012－03

天津市教育科学“十三五”规划课题“产教融合育人体制机制研究——基于物联网工程专业产教融合实践”（项目编号：HE1018）重点课题；天津市科学技术委员会，“基于不确定寿命的储备冗余系统可靠性理论研究”（合同编号：16JCYBJC18500.）自然科学基金项目；天津市大学生创新创业项目“基于单片机和传感网络的火灾报警与疏导救援系统”（项目编号：201710057182）

于洋（1975—），女，研究方向为模式识别。

〔编辑：白洁〕