独立学院物联网工程专业课程体系探索与实践

焦冰 朱海霞 张燕

摘  要 针对物联网工程专业课程体系建设的现状，基于应用型独立学院人才培养目标，围绕物联网技术的四层体系架构，理清物联网工程专业知识体系，探索构建强调实践和应用、突出科学创新和校企合作的专业课程体系，培养学生的实践能力和创新能力。

关键词 独立学院;物联网工程;课程体系;实验

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）20-0080-03

Exploration and Practice of Internet of Things Engineering Curriculum System in Independent College//JIAO Bing， ZHU Haixia， ZHANG Yan

Abstract According to the present situation of curriculum system construction of the Internet of Things engineering， based on the talenttraining goal of applied independent college， the knowledge system structure of the Internet of Things engineering is researched around the Four-Layer System Structure of Internet of Things technology. The curriculum system that paying attention to practice， application， scientific innovation and cooperation between school and enterprise is constructed to train practical ability and creative ability of students.

Key words independent college; internet of things engineering; curriculum system; experiment

1 引言

物聯网（Internet of Things，IOT）是物和物、人和物之间的有机互联，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，其应用范围几乎覆盖各行各业，被誉为下一个万亿元级规模的产业，已被我国列为重点战略性新兴产业之一。在国家“十三五”发展规划中，明确指出要推进物联网研发应用[1]。物联网的发展离不开专业技术人才的培养。2010年，教育部决定在高校本科教育阶段增设物联网工程专业，以期为重要战略性新兴产业培养高素质人才，目前已成为一个规模较大的本科专业。

物联网工程专业包罗万象，涉及技术众多，是典型的交叉学科，根据学校的人才培养目标、办学特色建设相应的专业课程体系具有重要意义。物联网工程专业不是以理论为主导，重点是工程应用，教学应该由应用来驱动[2]，

独立学院作为应用型高校，办学目标是培养高素质应用型人才，与物联网工程专业的特点相契合。专业课程体系建设应理清专业知识体系，突出培养学生的实践能力和创新能力，注重与具体行业应用相结合。

2 理清物联网工程专业知识体系

物联网技术体系  随着物联网技术的不断发展，技术体系层次越来越明晰，采用四层体系架构能更加全面地反映物联网的相关技术，即感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

感知识别层是联系物理世界和信息世界的纽带，包括射频识别技术、无线传感技术等采集“物”的信息的技术。通过感知识别层可以实现对“物”的识别和管理，并将“物”的性质和状态等信息传递到以计算机为核心的信息世界。

网络构建层是把感知识别层采集的信息接入互联网，供上层服务使用，包括互联网技术、移动通信网络技术、无线局域网技术。互联网作为核心网络，各种无线网络提供随时随地的网络接入服务，如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、毫米波通信、可见光通信等各种无线通信技术。

管理服务层是将网络构建层传来的大规模数据高效、可靠地组织起来，为综合应用层提供数据支撑平台。大规模数据的存储和计算技术是这一层的核心技术，网络化存储技术、云计算技术已经开始在行业内广泛应用，亚马逊、谷歌、阿里、腾讯等互联网企业都大力发展自己的云计算系统。随着物联网数据规模的急速膨胀和云计算系统的高速发展，管理服务层在物联网技术体系中将越来越重要。

综合应用层是根据实际用户需求构建的面向各行各业的用户应用平台，包括智能交通、智能物流、智能电网、智能医疗、智能家居、智慧城市、国防与军事等。

物联网工程专业知识体系  建设合理有效的物联网工程专业课程体系首先要理清专业知识体系，根据物联网技术四层体系架构将本专业领域内的专业知识组织成专业干线清晰、知识点层次分明、结构衔接完整的一个专业知识体系。物联网工程专业知识体系应包括感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层中的相关核心技术，并能体现四个层次的有机联系。

如表1所示，感知识别层对应的相关核心技术包括射频识别技术和无线传感器网络技术;网络构建层对应的相关核心技术包括互联网技术、移动互联网技术和无线接入技术;管理服务层对应的相关核心技术包括大数据存储和处理技术、云计算技术和信息安全技术;综合应用层对应的相关核心技术包括各行各业具体的应用技术。

3 探索物联网工程专业课程体系

物联网工程专业近些年在高校逐步开设，建立时间短，大部分高校都在探索阶段，专业课程的开设存在多、杂、乱，课程体系不够完善等问题。由于物联网工程具有高度综合交叉的专业特征，各高校设立专业的学科来源和基础各不相同，课程设置的侧重点也不同，课程体系没有普及的指导意见可以切实指导学科教育[3]，应根据各高校自身特点和人才培养目标，积极探索合适的专业课程体系。

作为应用型独立学院，南京航空航天大学金城学院物联网工程专业的培养目标是掌握物联网相关的基本理论、基本技能和基本方法，具有运用物联网工程专业知识与工程技能发现、分析和解决现实中复杂工程问题的能力;具有从事物联网工程设计、开发、应用或集成等方面工作的能力，能够胜任项目经理、技术服务或教学科研工作;具有良好的人文素养、职业道德与国际视野，在工作中具有社会责任感、事业心、安全与环保意识，能积极服务国家与社会。

针对高素质应用型人才培养目标，制定物联网工程专业的专业课程体系;构建具有专业特色的实践科创课程模块;加强校企合作，与合作企业共同构建嵌入式方向课程模块。专业课程体系应强调应用、重视实践、加强科创，重点培养学生的实践能力和综合应用能力。

1）制定物联网工程专业课程体系。基于应用型人才培养目标，围绕物联网技术四层体系架构制定物联网工程专业课程体系，包括通识课程模块、专业基础课程模块、感知识别课程模块、网络构建课程模块、管理服务课程模块、综合应用课程模块、实践科创课程模块和嵌入式方向课程模块。物联网工程专业课程体系如图1所示。

通识课程模块包括高等数学、大学物理、大学英语等高等教育基础知识课程和思想政治、心理健康、就业创业、历史、法律、体育等人文及社会科学课程，培养学生的科学和人文素养、社会责任、职业道德。

专业基础课程模块包括物联网工程导论、电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、程序设计基础、数据库原理与应用等课程，培养学生解决复杂工程问题的基本理论、基本技能和基本方法。

感知识别课程模块包括射频识别技术、无线传感器网络技术等课程，使学生掌握物联网信息感知的基本技术，培养学生对物联网感知识别层的设计与实现能力;网络构建课程模块包括计算机网络技术、移动互联网技术、物联网无线通信技术等课程，使学生掌握物联网信息联网传输的基本技术，培养学生对物联网网络构建层的设计与实现能力;管理服务课程模块包括云计算与大数据、操作系统、物联网信息安全等课程，使学生掌握物联网信息计算和存储的基本技术，培养学生对物联网管理服务平台的应用能力。这三个课程模块涵盖了物联网工程专业知识体系中的相关核心技术。

综合应用课程模块结合学校相关专业，开设智能网联汽车技术、智能物流、智能家居等行业应用课程，供学生按照自己的兴趣选修，培养学生对物联网技术的综合应用能力。

2）构建具有专业特色的实践科创课程模块。实践科创课程模块包括两部分内容：一部分是与理论课程配套的实践课程;一部分是与大学生科学创新活动配套的科创课程。

实践课程包括电路实验、射频识别技术实验、无线传感器网络技术实验、云计算与大数据实验、操作系统实验等课内实验和智能汽车设计实践、智能家居设计实践等物联网综合实验，着重培养学生的实践动手能力。

科创课程与大学生科学创新项目、大学生科学创新竞赛相结合，分阶段开设创新实践基础实训、创新实践提高实训、创新实践增强实训课程。这类课程采用项目式教学，让学生在实际项目的开发中学习物联网的处理器技术、感知技术、通信技术、云计算应用技术等，培养学生的综合实践能力和创新能力。科创课程为选修课程，为学有余力的优秀学生提供科学创新平台。

3）构建校企合作嵌入式方向课程模块。加强校企合作是课程体系建设的重要途径，是培养学生实践能力和创新能力的重要保证。学校依托省內软件服务外包类专业嵌入式人才培养项目，与业内知名企业进行深入稳定合作，共同完成嵌入式方向课程模块的教学。该课程模块包括Java高级程序设计、Python高级程序设计、Linux操作系统、移动应用开发基础、ARM驱动程序设计等实践性、应用性强的课程。企业师资力量的加入，为课程注入实际项目开发经验，为学生提供了更好的实战学习环境，有利于培养学生解决实际工程问题的实践能力，有利于学生培养与企业需求相适应，有利于专业课程体系的建设。

应在物联网工程专业教学实践过程中对课程体系进行不断优化，对实践过程中发现的问题进行分析和研究，并探索有效的解决方案，形成教学质量的闭环控制。

4 结语

物联网工程专业是一门新兴专业，其人才培养模式和课程体系都在完善中[4]。本文基于应用型独立院校的人才培养目标，把握物联网工程专业多学科融合的特点，分析物联网技术体系，理清物联网工程专业知识体系，在此基础上探索制定物联网工程专业课程体系。专业课程体系涵盖通识课程模块、专业基础课程模块、物联网专业知识相关课程模块、实践科创课程模块和嵌入式方向课程模块，强调实践性课程，突出科创类课程和校企合作课程，为学生提供多元化实践学习条件，以达到培养学生实践能力和创新能力的教学目的。

参考文献

[1]闫文娟.物联网专业人才培养模式研究[J].中国教育技术装备，2017（8）：111-112.

[2]朱金秀，韩光洁，朱川，等.物联网工程专业课程体系的研究与探索[J].中国电力教育，2012（16）：67-68.

[3]任晓莉.物联网工程专业课程体系建设[J].微型电脑应用，2018（2）：40-42.

[4]邹晓兵，肖丽，李宗剑，等.应用型高校的物联网工程专业课程体系建设研究[J].电子世界，2018（16）：32-33.