物联网工程专业人才培养模式及教学应用

□ 庞洪丰

一、引言

进入20世纪以来，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等学校组成的研究组织获得2，000多万美金的资助，经过实践研究探索创立了CDIO工程教育理念，自创立以来，在多所学校都获得了大量的实践成果［1］。CDIO代表构思、设计、实现和运作，它根据实际项目的开发周期为基础，将项目开发的整个流程融入到具体的课程教育之中，在课程教育中培养学生团队合作、沟通交流、创新能力以及项目开发实践技术等多方面能力，让学生真正在实践中学习知识，更加灵活实用［2］。TOPCARES－CDIO理念旨在基于以构思－设计－实现－运行为指导思想的CDIO工程教育理念，同时结合学院IT特色，使学生在项目中进行一体化的学习，培养学生的综合能力。

成都东软学院基于TOPCARES－CDIO进行教育改革，张应辉院长提出了“六个教”的思路。“第一个，朝什么方向教;第二个，到底教什么;第三个，怎么去教;第四个，谁来教;第五个，用什么教;第六个，教得好不好”。这六个方面基本概括了教育体系的思路。在成都东软学院，对于老师来说，“朝什么方向教”，按照TOP－CARES的思路，培养学生哪个方面的能力;“到底教什么”，按照专业设置的专业课，教师认真教好所授课程;“怎么去教”，就是要专业课老师在教学中不断创新，不断打破传统教育的思维定势枷锁，让学生更能具有创新能力，自发学习能力;“谁来教”，专业课老师需要不断提高自身的素质修养，不断丰富专业知识，做一名知识全面、高素质的教师;“用什么教”，就是要在教学中不断丰富教学方式，充分利用现有的设备、现有的素材，让学生更自如地学习所教的课程;“教得好不好”，就是在教学考评中要更加注重科学、社会的评价，学生未来的发展状况，都是衡量教学水平的重要标尺。

物联网是一个新兴技术，物联网产业的发展不断壮大，智慧教育、智慧城市、智慧物流、智慧农业以及智慧医疗等行业的发展正不断改变着我们的生活。物联网工程专业是一个新兴专业，要着力培养学生传感网、物联网关键技术［3］等多方面知识。物联网可以实现人与人、人与物以及物与物等方面的交互，物联网技术的发展不断改变着人们的生活必将撬动万亿级市场［4］。

为了满足社会对物联网专业人才的需求，各大高校开始设立物联网工程专业，物联网工程专业是一个新兴的专业，如何合理化地设置课程体系，制定切实有效的人才培养方案是建立物联网工程专业亟待解决的问题。

根据社会对物联网工程专业人才的能力需求，确定切实有效的课程体系和培养方式，在课程体系设置方面，传统的培养模式是设定了课程体系后就很少会改变［5］，更新速度过慢，很多课程已经无法满足一些专业的人才培养需求［6］。而且传统培养模式缺乏对学生实践能力的培养，导致学生专业能力与社会人才的需求无法匹配，而且无法为培养研究型人才提供一个有效的实践操作能力的支持。TOPCARESCDIO工程教育模式采取项目驱动教学的方式，理论贯穿在实际的项目中，学生在“做中学”，既培养了学生的工程实践能力，又为学生打下了一个很好的理论基础。

二、基于TOPCARES－CDID的物联网工程专业人才培养模式

基于TOPCARES－CDIO的物联网工程专业人才培养模式下，物联网工程专业以培养物联网开发应用工程师为培养目标，培养学生的专业能力、素质能力以及工程能力分课内和课外培养。

(一)课内:以项目为导向的一体化课程体系。例如以一个物联网系统项目——基于物联网技术的智能家居系统的实现为主线贯穿四年培养过程。围绕该项目合理设计整个专业课程。物联网的体系结构分为感知层、网络层和应用层。例如感知层课程有:物联网嵌入式系统开发、Linux系统编程等，网络层课程有:网络管理与应用、计算机网络技术等，应用层课程:Android应用开发、php网页设计等，以及综合基础课程:物联网技术等，使整个物联网的体系结构都有对应的课程，再通过项目实践让学生做到系统学习、分层次学习相结合。

(二)课外:贯穿始终的课外实践环节。通过开放实验室、创业中心以及企业实习等多种实践活动，培养学生的实践创新能力。物联网工程开放实验室中成立多个项目团队，由专业老师指导，通过参加比赛，以赛促研，让学生在比赛等科研活动中获得锻炼。创业中心，可以让学生自己组建团队，成立虚拟公司，通过学校的帮助和支持，承接实际项目，走向创业的道路。通过企业实习，让学生可以将自己所学直接在实习工作中检验，不断提高自己的实践能力。

三、物联网工程项目驱动教学

基于TOPCARES－CDIO工程教育模式下，项目驱动教学是教学开展的重要特点。通过这种项目驱动教学方式，使项目贯穿于教学的始终，分别设立1、2、3级项目，将1级划分为若干个2级项目，将2级项目划分到各门课程中，再将2级项目划分为若干个三级项目，使每门课程在项目驱动中，使学生在“做中学”，理论联系实践，实践验证理论，以更有效地避免理论学习的枯燥，提高学生的学习兴趣和学习积极性。以《物联网技术》课程为例，将该门课程分为四个单元，每个单元都有对应的项目。所有的单元项目组成整个课程的课程项目，将理论贯穿于项目当中，使学生更易于理解，从教学效果来看，学生更直观地掌握和理解了复杂的理论，从课堂效果来看，学生的学习兴趣好，积极性比较高，实践成果丰富。

四、结语

在TOPCARES－CDIO工程教育模式的“八大能力”指标体系的依据下，TOPCARES－CDIO工程教育模式可以有效地应用在物联网工程专业的专业建设和人才培养方式等方面。基于TOPCARES－CDIO工程教育模式的项目驱动教学的方式，在物联网工程专业教学过程中，以“做中学”的项目驱动方式，能够有效地提高理论教学效果，学生的学习积极性高，能够有效地提高学生的工程实践能力和研究创新能力。

［1］查建中．工程教育改革战略CDIO与产学合作和国际化［J］．中国大学教学，2008，5

［2］王硕旺等．CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对CDIO课程大纲的解读［J］．理工高教研究，2009，4

［3］吴帅．我国物联网的发展现状和策略［J］．科技创业月刊，2010，5

［4］姚旭东．国内外物联网技术发展的比较研究［D］．西南交通大学，2012，11

［5］袁锋，等．基于岗位群的高职计算机专业课程体系改革方案设计［J］．工会论坛，2009

［6］樊世清，于泽，郭红军．论物联网对供应链管理的影响［J］．中国经贸导刊，2009，19