面向区域行业多元需求的物联网专业建设研究

梁 琨 楼贤拓 张翼英 杨巨成

（天津科技大学，天津 300457）

面向区域行业多元需求的物联网专业建设研究

梁 琨 楼贤拓 张翼英 杨巨成

（天津科技大学，天津 300457）

目前“互联网+”技术尤其是物联网技术的快速发展和广泛应用，对促进区域多元行业发展起到积极作用。文章结合区域经济发展特点及需求，以天津科技大学物联网专业建设为例，研究物联网专业建设与区域产业多元需求关系，提出开放互动协同发展策略，建立面向滨海新区多元需求的物联网专业人才培养新模式，加快促进高校与区域深度交流，对促进区域经济快速发展、培养面向行业的“浸入式”技能型创新人才、形成有效的产、学、研、用良性循环具有重要意义。

区域经济；物联网；专业建设；天津滨海新区

一、滨海新区发展状况与物联网需求概述

天津滨海新区位于天津市东部沿海地带，以京津冀协同发展为契机，以自贸区和创新示范区为引领，结合“一带一路”契机，得到迅速发展。作为环渤海经济发展的引擎地区，滨海新区在航天航空、汽车制造与装备、港口物流、电子信息等方面形成八大支柱产业，是滨海新区全面加快发展的强劲动力[1]。根据《天津市推进智慧城市建设行动计划（2015—2017年）》计划，滨海新区将通过运用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，进一步推动新区开发开放[2]。

物联网产业作为国家战略新兴产业，拥有良好的产业基础。随着互联网+、大数据以及智能制造等技术的发展及在多个行业的深入应用，物联网覆盖了滨海新区八大支柱产业。在航空航天领域，通过物联网技术构建集智能决策、自动监控、安全管理于一体的信息化维修安全管理系统；在石油化工领域，“智能化”油田、“智能化”管道、“智能化”炼化工厂已成为企业信息化建设的总体思路，结合物联网、大数据等技术，打造具有优化节能、智能感知、自动告警等功能的石油化工物联网平台；在装备制造业，利用射频识别（RFID）、数据通信、自动化、云计算等技术实现对设备及生产车间的远程监测、远程维护和故障修复等；在电子信息领域，智能制造正在抢占未来制造业的制高点，借助云计算、大数据、物联网、移动计算等新一代新兴技术为工业传感、物理仿真、人机交互等方面提供整体解决方案。在生物医药方面，移动互联网、物联网等信息技术在药品流通领域对医疗器械、药品物流进行追踪，智慧医疗借助智能移动设备、可穿戴设备对病人进行实时监测、会诊等；在新能源新材料领域，物联网技术通过感知可实现能源管理的数字化，并通过大数据实现对运维的智能化控制；在轻纺工业领域，纺织、食品、造纸、日用消费品等关系到国计民生的重要行业，通过RFID和物联网技术实现对其生产过程的实时监控，对质量的联动跟踪，对安全事故的有效预防；在国防科技领域，物联网可为战场势态感知、武器装备互连、后勤物流保障等诸多方面提供强有力的技术支撑。

天津滨海新区已逐渐成为我国区域经济新的增长点，新区八大支柱产业的特点，以及对物联网技术的需求，形成了多元化的物联网人才需求。特别是天津自贸区的设立，吸引上千家企业大量涌入，上万个岗位虚位以待，亟需引进八大优势产业相关的互联网、物联网方向的科研及管理人才[2，3]。然而，目前天津高校物联网专业的发展与滨海新区对人才资源的需求相比尚不平衡，特别是面向八大支柱产业多元化需求的高水平创新型人才供应不足。目前，滨海新区有物联网产业上下游知名企业500多家，对物联网专业人才需求量巨大，人才培养迫在眉睫。

天津科技大学以轻工行业为背景，作为天津滨海新区唯一的整建制高校，有着得天独厚的地域优势与行业优势，在专业建设与人才培养方面一直积极与滨海新区的发展互动互促。其物联网工程专业作为一个年轻的专业，正积极探索专业建设与行业发展之间的相互配合与支撑，并依托本校轻工特色专业通过物联网在食品、海洋等领域的应用实践，开展面向不同应用领域的具有物联网应用与开发能力的应用型创新人才培养。

二、教育的优先发展能促进区域的发展

国内外区域经济发展的经验和研究成果表明，区域的发展必须以教育的优先发展作为基础和前提，先进技术的发展往往会给区域经济带来良好的促进甚至引领作用。近几年，我国高校与区域的互动初见成效，以中关村科技园为标志性的高新技术科技园区，在与周边高校的合作互动与协同发展上取得了巨大的成功。另外，香港地区也将教育紧密融入社会和经济发展的轨迹之中，实现了高等教育与香港经济发展的良性互动[4]。天津的各大高校也实施了全面支撑滨海新区开发开放的新发展战略，已初步形成有力的支持态势和积极的效应。

国外高校与区域互动发展最典型、最成功的案例就是斯坦福大学与硅谷。斯坦福大学拥有尖端的知识技术，而硅谷企业的市场与技术需求正是维持校企合作不断互动与深化的支柱，形成了技术与资金的良性互动[5]。另外，欧洲高等教育“联盟”正逐渐形成与区域互动的网络治理格局，成为区域一体化的典范，在高等教育与区域互动之间也有着较多可供借鉴的经验。

三、物联网专业建设与发展策略

物联网专业融合了多个学科内容，是跨领域跨技术的交叉专业，以感知技术、通信技术和计算技术为基础，以嵌入式技术、移动通信技术和大数据技术为支撑，从物联网感知层面、传输层面及应用层面架构出发，开展跨学科综合技术的培养。建立从理论、到实践、再到应用的全过程人才培养机制，培养具有专业素养，实践能力和创新能力的专业人才。物联网专业作为面向应用、跨行业、跨学科的专业，具有“专业较新、交叉学科多、产业对口广泛”的特点，其建设要紧密联系行业需求，准确定位[6，7]。根据物联网专业的目标定位设置科学的课程体系，注重专业与行业的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑，尽可能多地覆盖本专业的知识体系[8，9]。

对于物联网工程专业的教育应该坚持 “课程精，实验强，重实践”策略，具体体现在如下三个方面：一是以通识为目的的基础教育；二是以应用为导向的专业教育；三是以发展为驱动的创新教育。

1.以通识为目的的基础教育

通识教育是高等教育中不可或缺的重要组成部分，是一种“非专业、非职业性的教育”。通识教育重视科学技术的发展和应用，也重视科学真理的追求。物联网专业具有很强的跨学科特点，在通识课程设置上出现跨学科课程，是符合物联网教育发展趋势的。

高等教育中的公共课、公共选修课和专业基础课程主要针对学生基础素养开展教育提升，目的是提升学生通识认知能力和基本学术素养。物联网专业的此类课程更应注重对学生的未来职业能力的培养[10]。例如：“高等数学”课程通常还会加强和拓宽微积分的理论基础，培养和训练学生的数学逻辑性、严谨性及抽象性；“线性代数”课程作为理工类专业必修的专业基础课程，主要包括矩阵理论、向量空间等内容，可以采用相关线性模型和非线性模型等理论，进行物联网中的大数据分析模型研究和应用；“离散数学”课程是物联网专业的必修课程之一，是提高学生思维能力的专业基础课，为开发大型软件、研究信息安全、开展计算机理论研究等提供必要的基础知识；“概率论与数理统计”课程对于无线传感器网络的路由、定位等技术的研究中有很多应用；“大学物理”课程是物联网专业的一门公共基础课程，通过该课程的学习，可以帮助学生掌握电路、光学、波等知识，为后续专业课程的学习奠定必要的物理基础。除此之外，对人文、哲学等方面课程也应该逐渐加深，建立相关逻辑体系，开阔视野，提升情商。

2.以应用为导向的专业教育

物联网专业建设的重点在于计算机学科的专业基础课程，以及能够体现物联网工程专业特色的专业核心课程。不同高校开设的物联网专业，其课程设置种类、数量以及课时安排不尽相同且各有千秋。应面向区域发展的多元化需求，依托优势学科，科学制定专业人才培养方案，精心组织课程体系和教学内容[9，10，11]。

（1）专业基础课程

专业基础课程是本专业基础理论与工具课程。物联网专业基础课程包括计算机语言类（如C、C++、Java等）程序设计课程；计算机原理类（如：计算机组成原理、数据库原理与应用、电路原理、数字逻辑等）等课程；此外，计算机网络、Linux操作系统、物联网工程导论等课程也都是物联网专业最基本的课程。

（2）专业核心课程

专业核心课程通常开设有感知类课程（如：传感器原理及应用、RFID原理与应用）；通信类课程（如：物联网通信技术、物联网定位技术）；软件类课程（如：移动终端程序设计［Android］、物联网应用系统设计）；以及物联网控制原理与技术、物联网数据处理、物联网信息安全等课程。同时，各大高校应发挥行业背景与实践环境的优势，在课程内容的设置上体现有行业背景的专业特色，增强本专业学生的就业竞争力[11]。

天津科技大学物联网专业突出具有轻工行业应用背景的鲜明特色，融合食品、生物、海洋等传统优势学科应用与研究需求，针对食品安全、生物发酵、海洋监测等应用领域，进行多学科交叉融合，相互促进，逐步形成特色鲜明的物联网专业方向。以滨海新区八大支柱产业需求为引导，拓展物联网工程专业学生培养方向，结合本校食品、机械、自动化等优势学科，探索以轻工行业物联网应用为特色的多学科融合的专业培养体系。紧密跟踪国家和天津市滨海新区物联网重大需求，实现教学内容和教学方向的动态调整，保证基础理论扎实的同时，积极融合“互联网+”及大数据等先进技术与需求，优化专业建设[2，3，10]。

同时，以教育部“卓越工程师”培养方案为指导[12]，坚持“夯实基础，拓宽口径，增强能力，提高素质”的人才培养思路，培养系统掌握物联网专业相关理论、方法和技能，具备较强的实践能力、良好的团队协作能力，初步具备物联网工程项目的调研、实施、研发、运维等环节全过程操作和管理能力，同时具备通信技术、网络技术、感知技术等信息领域宽广的专业知识，具有物联网综合管理平台的系统集成与维护等能力的高素质、高级技能型人才[13]。

3.以发展为驱动的创新教育

所谓“创新驱动发展”，物联网专业的发展也取决于其创新活动和能力。作为国家战略性新兴产业，物联网深度融合了多种信息技术与通信技术。高校肩负着培养创新型人才的重要使命，应不断推动技术创新和应用创新，开展以发展为驱动的创新教育，主要体现为面向工业应用的开放创新式课程实践教育[10，11，13]。

（1）开展以实践为主导的创新计划

一是以开放实验室为支撑吸引更多的学生到实验室来，以高水平教师为导师组建学生创新团队，指导学生参与教师的科研项目，为学生搭建一个物联网工程实践创新平台，在教学中强化学生创新能力的培养，鼓励学生参加各类物联网创新大赛活动，如全国高校物联网应用创新大赛、大学生创新创业训练计划项目等。

二是坚持产、学、研、用多环节促进创新人才培养，为学生创新创业奠定坚实的基础。广泛吸纳滨海新区的优势资源，建设多元化的物联网实习实训基地，实行校企联合指导制，与物联网优秀企业合，促进学生参加到企业具体工程实践中去，培养即用型人才。在学校环节也应加强对相关的课程设计、教学实习等实践教学环节的质量监控，切实提高实践教学质量。

（2）建立高校与企业协同创新机制

一是专业教师与技术人员对接，采取共享师资的人才交流模式。把优秀的物联网企业家、工程师请进课堂，同时鼓励高校教师进入企业通过挂职或参与企业的项目研发，在人力资源层面共建稳定的交流与互动，降低企业用人与人才培养之间的矛盾，促进双方知识共享、交流与创新。扩大高校教师、科研人才的服务范围，提高教师的实践能力和创新能力。

二是实训基地与企业现场对接，通过共建平台改变单纯依靠校内教学的教育现状。引导学生到相关企业一线进行参观，并鼓励学生参与现场实习，提升自身的创新与实践能力。同时，通过引企入校、项目引领、校企共建共享实训基地等创新现有教学体系。

四、面向滨海新区多元需求的物联网专业建设

滨海新区依托电子信息、汽车及装备制造、石油和海洋化工、生物制药、新材料新能源等支柱产业，加快物联网与行业的融合，并催生出多元化的物联网人才需求[2]。高校肩负着培养高层次人才的重要使命，应对滨海新区的多元需求，应采用“浸入式”人才培养方式，通过让学生参与行业内的项目实践，提升学生对本专业的整体认识，获得物联网应用方面的技能。广泛吸纳社会资源，建设多元化的实习实训基地，实行校企联合指导制，将区域内物联网行业的多元需求纳入课程体系，具体内容可包括以下几个方面。

1.互联网+食品工程

针对食品重要性和时空相关特性，开展基于互联网的食品采购、加工、物流、追溯、安全等方面的研究。如通过RFID追溯系统，实现对食品全过程监控；通过对食品舆情等研究，形成对区域食品信息地图，建立食品大数据展示系统。

2．互联网+农业

通过物联网及互联网相关技术，实现农业的信息化、网络化和智能化。如建立精细化灌溉、施肥系统，实现现代化农业生产；建立RFID系统，实现农产品产业链追溯和销售系统；建立农业大数据，实现对农产品生产、市场、开发、管理等的分析和预测，建立具有绿色环保、高效有益的现代生态农业新模式。

3.互联网+物流

建设跨行业、跨区域的物流信息服务平台，提高物流供需信息对接和使用效率，建设智能仓储体系，优化物流运作流程，提升物流仓储的自动化、智能化水平和运转效率，降低物流成本。

4.互联网+智能识别

依托互联网平台加快人工智能+智能识别技术的突破，促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的应用。

5.互联网+智慧能源

利用物联网及互联技术，积极促进两化融合，针对能源产业需求和能源现状，建立绿色、开源、高效能源新模式，推动节能减排，加快微网、风光储等新能源入网，提高分布式能源接入能力。

Developing Internet of Things to M eet Regional Diversified Demands

LIANG Kun,LOU Xiantuo,ZHANG Yiying,YANG Jucheng
（Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300222,China）

At present, “Internet+”technology,especially the rapid development of internet of things,is widely used to promote the development of regional diversified industries.This paper takes the specialty construction of Tianjin University of Science and Technology as an example to study the relationship between professional construction of the internet of things and the diversified demands of regional industry, and puts forward some strategies for speeding up deep level exchanges between universities and regions, such as enhancing interaction and cooperation and setting up a new mode of professional training for Tianjin Binhai New Area,which can be of great significance for promoting the rapid development of regional economy,cultivating industry-oriented innovative talents,and thus forming a virtuous circle of production,learning,research and use.

regional economy;internet of things;specialty construction;Tianjin Binhai New Area

G642.0

梁琨（1982—），女，讲师，研究方向：物联网技术。

天津市滨海新区开发开放与高等教育的互动研究课题（HEYP5014）；产教融合育人体制机制研究重点课题（HE1018）。