高职院校农业物联网专业课程体系构建研究

程　涛，徐冬寅，燕　斌



高职院校农业物联网专业课程体系构建研究

程涛，徐冬寅，燕斌

摘要：分析了农业物联网专业人才所需的职业岗位技能，设计了高职院校农业物联网专业的人才培养规格构成要素，并从物联网技术的三个层次入手，构建了相应的课程体系和课程内容，为高职院校农业物联网专业技术技能型人才培养提供了参考。

关键词：高职院校；农业物联网专业；课程体系构建

一、农业物联网专业设置的背景分析

物联网在互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造了一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”，被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。农业物联网，即在智能大棚、畜牧养殖、水产养殖、园林植物繁育等现代农业的各个领域，运用物联网系统的传感器技术、条码标签和RFID电子标签识别、智能移动终端、大型数据库、WEB以及Android应用开发等诸多技术，实现农业生产、收购、加工、运输、销售等各个环节的标识、识别、追踪、查询和管理。农业物联网技术能够更加充分有效地开发和利用农业信息资源，促进了农业生产、经营、管理和服务的发展，提高了农业企业的工作效率和效果，推动了农业经济可持续发展和农村社会的进步。

农业物联网的发展需要强大的人力资源支撑，目前，对于既懂物联网技术、又懂农业生产的复合型人才还很缺乏。高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）提到，要“提高涉农专科高等职业院校为三农服务的能力，围绕农业产业链和流通链培养培训适应科技进步和农业产业化需要的学生和新型职业农民，创新招生就业、人才培养、农学结合、校企合作、顶岗实习、社会服务等工作机制，推进农科教统筹、产学研合作。”在此市场需求和政策背景下，高职院校应主动面向农村，围绕农业，以农业物联网技术集成和应用为中心，进行课程体系和课程内容的改革，为现代农业发展输送合格的农业物联网技术技能型人才。

二、农业物联网专业人才培养目标的确定

（一）职业岗位能力分析

课题组调研了规模化农业生产经销企业、服务农业物联网应用的物联网技术公司以及相关的电子信息类公司，根据企业调研与交流的情况，总结出物联网专业面向的岗位包括：嵌入式软硬件设计与测试、物联网产品电子线路设计与测试、无线传感节点产品的研发与测试、物联网应用软件设计与测试、物联网应用工程解决方案、物联网应用工程项目实施、物联网应用工程项目售后服务与维保。经过岗位需求数量比例分析可知，高职院校应该重点突出物联网技术应用的工程项目实施和维保能力的培养。对于传感器产品、嵌入式软硬件、物联网应用软件的设计与开发岗位，可以采取技能比赛、社会实践、毕业设计等第二课堂的方式对学有余力的学生进行培养。而农业物联网专业，应以物联网技术技能型人才培养为出发点，融入农业生产、流通、管理的相关知识，在实训项目上，选择具有农业行业特色的物联网技术应用项目，例如智能大棚、畜禽养殖、水产养殖等，进行全面的农业行业所需的物联网复合型人才培养。

综上所述，高职院校农业物联网专业应以面向农业经济发展、服务农业现代化为目标，主要培养具有良好职业道德和法制观念，“会设计、能施工、懂管理”，具备农业信息化领域相关岗位必备的专业知识和实践技能，掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理等物联网技术专业技能，能根据农业物联网产业以及农产品生产、销售、管理需要，能够适应艰苦环境，具有从事无线传感网、RFID系统、局域网、监控网等工程施工、安装、调试、维护等第一线工作能力的技术技能型人才。［1］

（二）人才培养规格要素

1.知识要求。具有计算机操作系统和常用应用软件使用的基础知识，了解物联网的历史、组成、构架、基本原理及应用范围，了解农产品标准与法规，熟悉农业行业生产、流通、管理的知识。同时，具有一定的专业岗位知识，了解并掌握无线传感网、Zigbee通讯技术、RFID技术等物联网核心技术及其相关标准。

2.能力要求。掌握二维码、RFID、无线传感网等技术并能进行综合应用，具备一定的嵌入式程序设计和上位机软件设计能力，能熟练使用各种常见农业物联网智能设备、常用工具和仪器仪表，掌握接口电子电路的软硬件测试和PCB绘图技能，具有农业物联网项目的安装调试、工程实施及系统维护维修能力。

3.素质要求。具有良好的身心素质，具备扎根农村、爱岗敬业的奉献精神，具有良好的团队合作精神、人际交往能力和社会适应能力。［2］

三、课程体系的设置

根据职业岗位能力和人才培养规格进行课程体系的设置，在课程的实践贯穿项目上采用一定数量的行业通用性项目，同时，在学期阶段性实训项目中侧重于采用农业物联网技术应用项目，从而使学生加强对农业行业的认知，提高物联网技术在农业行业中应用的能力培养。

首先，从物联网技术应用的感知、网络、应用三个层次对每门课程的教学内容和教学目标展开详细说明；然后，选取农业领域的重点课程进行描述；最后，再对这些课程进行有机融合，进行综合性课程的设计。［3］

（一）感知层

1.电子电工技术。通过本门课程的学习，使学生掌握电子电工技术的基础知识，适应农业机械和数控加工技术生产需要，成为能够服务于各类数控加工企业，从事数控产品及设备的操作、安装、调试、维护、营销和管理第一线工作的技术技能型人才，和掌握农机使用、检修、农机营销、农机部件加工、制造等专业技能，能从事农机使用、维修、装配、营销等第一线工作的技术技能人才。

2.C语言程序设计。本课程重点是C语言基础知识以及三种基本结构：顺序、选择和循环程序设计方法，为学生进一步学习相应的专业知识打下一定的计算机程序设计语言基础，培养学生面向过程的编程能力、逻辑思维能力以及分析问题、解决问题的综合能力。

3.RFID系统安装与调试。通过本门课程的学习，使学生能掌握RFID系统安装与调试的国家标准和行业规范，并能将其熟练地运用于RFID系统的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节，培养学生RFID系统设计、系统安装与实施的职业能力，并要求他们掌握综合布线的基础知识。

4.单片机原理与应用。通过本课程的学习，可以使学生明确单片机系统的组成及基本概念，掌握单片机各种单元电路的设计方法，能够进行单片机硬件电路设计并掌握应用软件设计的基本方法。

5.Protel版图设计。使学生具有对Protel99SE软件进行安装、使用的能力以及设计、制作一般电路板的能力。

（二）网络层

1.计算机网络技术。旨在培养学生掌握基本的计算机网络理论知识、一定的实用技术和解决计算机网络故障的基本能力。

2.网络工程设计与系统集成。使学生能掌握现代化网络实施的国家标准和行业规范，并能熟练地运用于网络工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节，培养学生具备现代化信息系统集成的职业能力，并掌握网络技术的基础知识。

3.服务器架设技术。以具体的网络操作系统Windows Server作为示例，要求学生分析并掌握网络操作系统操作中NOS基本功能、系统管理功能、活动目录和域管理功能、网络配置服务功能实现等部分，培养学生网络操作系统的基本应用能力、通过NOS管理网络的能力、应用NOS实现网络服务的能力（如DNS、DHCP、IIS等），强调实际解决网络操作系统管理问题的能力和实现网络服务应用的能力。

4.物联网工程布线。通过本门课程的学习，使学生能掌握综合布线的国家标准和行业规范，并能熟练地将其运用于综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节，培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力，并掌握综合布线的基础知识。

5.无线传感器网络安装与调试。课程针对物联网现场施工岗位能力要求，重点教授学生农业智能设备现场施工、网络组建、工程测试等相关知识技能，培养学生的工程实践能力和良好素养。

（三）应用层

1.数据库应用技术。通过本门课程的学习，使学生能学习关系数据库基础的知识，熟练掌握SQL语言，了解数据库管理系统的应用与设计方法。理解基本的数据维护和数据安全知识，掌握进行数据程序设计的相关技能。

2.Java语言程序设计。本课程的功能是通过课堂教学和实践教学相结合，使学生能够深入理解面向对象概念，清楚地了解Java软件开发工作流程，建立起应用程序的概念，最终能够掌握Java软件开发的基本方法、基本技能，具备进行Java应用软件产品的分析、设计、编码、测试的综合应用能力。同时，能够结合物联网上位机应用的需求，有针对性地进行物联网项目开发。

3.Android移动应用开发。培养学生掌握Android应用程序开发的基本方法；培养学生应用Android进行中小型应用程序开发的能力，并形成良好的编程习惯和团队合作精神；培养学生的自主学习能力，为其成长为一名合格的Android程序员奠定良好的基础。

4.WinForm窗体设计。目标是使学生掌握使用C#设计应用程序的基本技能，了解面向对象的和结构化的程序设计方法，能够运用控件及ADO. NET技术编写、调试和运行实用、规范、可读性好的窗体程序及简单数据库应用程序。

（四）农业领域

1.农业现代科技概论。主要介绍国内外农业育种目标、育种技术和育种方法；现代种植（养殖）技术；现代农业生物技术；农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术。

2.农产品生产流通管理概论。介绍农产品生产流通管理基本理论，以农产品从农田（养殖场）到餐桌的过程为出发点，介绍不同农产品在生产、流通、监管等活动中的情况，以及应用物联网等现代技术情况。

（五）综合应用

1.物联网设备安装与调试。目标是使学生能对农业物联网组建的材料和设备正确选型，并能做出预算方案。掌握农业物联网中常见的各智能设备的组成架构、安装调试等所涉技术，具备农业物联网项目现场施工能力。

2.网络设备安装与调试。能够根据用户需求绘制网络拓扑结构图、网络综合布线系统图、施工图等；能对中小型局域网组建的材料和设备正确选型，并能做出预算方案；能根据技术规范完成网络系统布线的工程施工；能够对企业局域网布线进行管理与维护，并能对简单故障进行排除。

3.物联网系统应用与开发。本课程是农业物联网专业学生提高软件综合开发能力的一门课程，其注重软件开发技术与网络层、感知层的数据交互、处理和反馈，利用WEB服务器、PC终端、智能终端应用层控制软件的设计开发，对温室大棚、智能养殖等物联网系统进行实时监测和远程控制，实现信息处理和人机交互。

4.物联网项目工程管理。通过本课程的学习，要求学生能综合运用感知层、网络层和应用层等关键技术和知识，熟练进行传感设备、RFID设备、网络、嵌入式系统的选型，能够进行物联网项目的需求分析和总体方案设计，能熟练进行系统集成和性能测试，并能承担一般的物联网工程项目。

综上所述，本文在简述农业物联网发展现状及其所需技术技能的内涵的基础上，设计了高职院校农业物联网专业的人才培养规格构成要素，提出农业物联网技术技能人才应具备的素质和技能，制定了以农业物联网项目实施、现场施工、维护维修等职业岗位为导向，以农业物联网的常见设备安装、RFID系统安装与维护、无线传感网安装与维护等职业能力培养为主线的课程体系。实践表明，该课程体系在江苏农牧科技职业学院开展实施中，取得了一定的成效，同时，也为其他院校设置农业物联网专业提供了有效参考。

参考文献：

［1］胡国胜.高职物联网工程专业课程体系的构建研究［J］.职教通讯，2012（18）：1-3.

［2］丘映莹，潘潁.农业物联网服务型人才培养研究［J］.广西教育，2015（2）：183-184，186.

［3］周亮，张克功，党燕.高职院校物联网技术专业建设研究［J］.职教通讯，2015（6）：36-39.

［责任编辑盛艳］

基金项目：江苏农牧科技职业学院课题“高职‘农科教’融合培养农业物联网技术技能人才的研究与实践”（项目编号：JYYB201412）

作者简介：程涛，男，江苏农牧科技职业学院讲师，硕士，主要研究方向为农业智能终端技术、软件工程；本文其他作者单位均为江苏农牧科技职业学院。

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1674-7747（2016）09-0008-03