物联网工程实验教学示范中心建设的研究与探索

宫兵+赵鹏+马吉权+李旭亮

摘要：文章通过对当前物联网工程实验教学示范中心现状的分析，总结过去几年实验教学示范中心建设情况，对如何建设好实验教学示范中心，从而更好地促进高素质人才培养、促进创新人才培养提出了新的观点和发展方向。

关键词：物联网；实验教学示范中心；传感器

一、建设现状

实验教学示范中心是衡量高校实验教学水平和学生实践动手能力的重要标志，是实验教学改革与创新的重大成果。实践教学是培养学生科学精神、科学素养和实践能力的重要环节，在学生综合能力、素质和创新能力培养方面具有极其重要的作用。

物联网是以感知为目的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。自2010年教育部进行物联网相关专业审批开始，目前国内已有近300所高校开设了物联网工程专业。物联网工程专业是为国家战略性新兴产业——物联网产业的发展培养高素质专门人才而设置的新专业。物联网的建设与发展离不开人才，而人才的培养离不开实践教育，物联网工程实验教学示范中心的建设就显得尤为重要和意义重大。

尽管物联网工程专业刚刚成立短短几年，国内各高校物联网工程实验教学中心的建设工作不仅早已开始，更在近几年内长足、迅猛发展。具有突出影响的是南京航空航天大学，该校高度重视物联网工程实验教学示范中心建设，将将原有的计算机技术实验室、信息安全实验室、嵌入式实验室、单片机实验室、计算机网络实验室以及与企业联办的实验室纳入到物联网工程实验教学中心，并在2011年新建物联网感知实验室、物联网接入实验室等新型实验室。

江南大学、西安电子科技大学、南京邮电大学等高校近年来成立了物联网工程实验教学中心，为物联网工程专业人才培养奠定坚实基础。与我校同时获批的哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学也正在进行物联网工程实验教学中心的建设中。

我校物联网工程实验中心成立于2011年，总面积约1000m2，下设5个实验分室，分别为传感器网络分室、嵌入式系统开发分室、射频识别技术分室、移动计算分室、实践创新分室，全部配备多媒体教学设备及视频监控系统，可容纳120人同时进行实验。

二、不足之处

在各级部门的关心和支持下，经过近6年的建设，实验中心已初具规模，在实验教学、科研项目、课外开放等方面发挥了很大作用。但是，和国内一流高校相比实验中心还存在一些不足，主要体现在以下几点。

⑴ 实验中心规模尚需扩大。据测算，物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。随着人才培养的需求规模不断增加，现有实验中心的规模已经远远不能满足人才培养需求。

⑵ 实验中心科研水平有待提高。物联网工程是一个围绕“战略新兴产业”设立的新专业，具有鲜明的综合性、交叉性和应用性特点，设计电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识，具有厚基础、重理论、强实践、求创新、促应用的专业特点。这就要求实验中心有较高的科研水平。

⑶ 实验室开放能力有待提高。实验室是一个学生自我实验、提高实践动手能力的场所，需要有大量时间面向学生开放，给学生创造更多的实践机会和时间。

⑷ 实验室管理水平有待提高。由于历史原因，实验室管理队伍普遍年龄偏大，学历层次不高，技术水平偏低，对新技术、新知识的掌握不够好，造成实验室管理水平在一定程度上难以提高。

⑸ 实验室架构有待完善，急需建设实验中心网上平台。现代化的实验中心需要有网络平台的支持，这样才能最大限度地发挥实验教学中心的作用。

三、研究与探索

基于以上不足，我们在以下几方面加强了实验中心的建设：

1.以科研项目带动和促进实验室建设。

以物联网工程教研室为主体，以物联网实验中心为依托，申报和实施了多项科研项目，其中国家自然科学基金一项，省级项目三项，校级项目（含教改项目）十余项。这些科研和教改项目以项促教、以项促学，浓厚了实验中心的科研氛围，推动科研型实验中心的建设和形成。

2.加大实验室开放力度，提高学生参与的积极性。

实验中心的建设与实验的主体——学生息息相关。我们加大实验中心的开放力度，每周保证20学时的开放时间（每学年开放600学时），为学生进入实验室创造有利条件，目前已形成一年级了解实验、二三年级自我实验、四年级毕业设计实验的完整的实验室开放体系。此外，实验中心吸收有参与愿望的学生进入实验室，在指导老师的指导下开展实验开放项目研究，目前已开展30余项实验室开放项目的研究，提高了学生参与科研活动的积极性，努力建设成开放型实验中心。

3.加强实验教师和管理人员培训，提高专业素质。

做好实验室队伍建设的长远规划，要按课程组织教学队伍，实现理论课教学、实验课教学的有机结合，从未实现理论课教师、实验教师和实验技术人员的相互融通，建立一支业务水平高、服务意识强的实验教学队伍。为提高实验中心的整体水平，我们注重实验教师和管理人员的培训，多次邀请设备厂家技术人员现场培训，并鼓励教师们外出学习，先后到博创、远望谷、清华大学、上海交大、吉林大学等物联网公司和高校学习，取人之长补己之短，提高教学和技术水平，促进技术型实验中心的建设。

4.积极探索新模式，开拓实验教学新领域。

固步自封是没有前途的。为拓宽领域、提高层次，实验中心关注物联网领域新技术，先后引进远程医疗、大屏幕、远程监控、网络服务器等实验系统，并投入到科研项目和实验室开放中，形成了以项目为驱动、以学生为主体、以教师为指导的项目式实验教学模式，开发了30余个新实验项目，极大地丰富了实验内容。中心注重实验教学改革，以省、校两级教改项目为切入点，以实验课堂为重点，以青年教师为主体，积极探索实验教学改革，创新实验模式、改良实验形式、优化实验资源，打造创新型实验中心。

5.实验中心网络平台的建设。

当今社会随着互联网+迅猛发展，虚拟实验室和仿真实验室十分盛行，实验中心的建设也需要有一个数字化管理平台作为支撑才能更有效地提高实验室的管理水平，提高实践教学效率。因此，我们号召青年教师，吸收学生科研骨干，以学生毕业设计为契机，建立了网上实验中心。网上平台集虚拟仿真实验室、实验分室介绍、实验项目介绍、实验室开放预约于一身，极大的方便了学生自主学习，改善实验环境，进一步提高了实验室管理和设备管理的科学化、规范化和信息化程度，提高了实践教学效率，有利于学生个性化发展，加强实践能力和动手能力，培养学生的创新意识与创新思维，建设网络型实验教学中心。

四、未来展望

实验教学示范中心的建设任重道远，需要多方面协调努力、共同建设才能有所成就。我们会在观念、资源、方法、手段、形式等方面继续努力，建设科研型、开放型、技术型、创新型、网络型的实验中心，为打造国内一流的物联网实验教学示范中心不断努力。

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