物联网工程一流专业实践模式探索

王西锋,张晓孪

(宝鸡文理学院 计算机学院，陕西 宝鸡 721016)

0 引言

随着新一轮高等教育教学改革启动，一流专业建设已经成为高校提升人才培养质量的重要突破口[1]。一流专业必须从教学、科研、人才培养、师资队伍及教学管理等方面开展内涵式建设[2]，而实践教学体系与模式建设是其重要内容。我校物联网工程专业，于2017年获批为陕西省一流专业培育建设项目。

1 专业实践现状

物联网工程学生的工程实践能力与企业用人实际需求的契合，是一流专业建设中必须要面对的一个关键问题。在多年的专业课程实践教学中，在问题可以归纳如下。

(1)对实践教学重视不足。在以往实践教学中，教师不同程度地存在“重理论、轻实践”的观念，过多强调专业理论知识，对学生实践能力提升的设计不够，导致学生动手能力不足；

(2)实践教学方式方法单一，没有跟上教育信息化发展的要求。板书和PPT课件仍是主要授课手段，而慕课、翻转课堂、混合式、线上线下和虚拟实验等新方式没有被充分利用；

(3)课程实践教学体系不合理。多数实验内容以验证性和演示性为主，综合性、设计性实验数量过少；在实践课程体系上，前后课程在实践内容上缺少关联，各门课程的实验内容相互独立且有重复，交叉联系少，实践体系割裂；

(4)实践教学投入不足。物联网工程专业受开设年限等因素制约，专业实验设备数量有限，实践教学的开展受到较大限制，教学质量也得不到有效保证；在实验平台建设方面，目前也缺少专业综合实训的平台。

2 实践教学体系的探索和建设

实践教学是培养和提高一流专业人才实践能力的主要途径，也是加深物联网工程学生概念理解，增强动手能力的重要环节[3]。

2.1 建设实践教学体系新模式，注重培养学生动手能力

实践教学在人才培养中有着理论教学不可替代的特殊作用[4]。根据物联网工程专业培养方案中实践教学内容的安排，学生依次完成各种实验任务，在分析问题和解决问题的实践中不断培养动手能力。在四年的培养过程中，根据实践教学目标的调整和就业市场的反馈信息，分别于2012年、2013年、2017年、2019年分别对专业培养方案进行了修订和完善，满足就业市场的需求，逐渐形成以课程实验和开放性实验为基础，以课程设计、学科竞赛为拓展，以毕业设计、企业实习环节为能力提升的分层式专业实践模式，循序渐进地培养学生的动手能力。物联网工程一流专业分层式实践体系如图1所示。

图1 分层式实践教学模式

在基础实践教学中，课程实验以专业基础知识应用练习为主，针对专业技术知识点各个击破，通过课程对应的开放性实验提高和补充学生课外操作技能；在拓展实践教学中，注重培养学生的系统分析能力和工程实践能力，通过典型案例，帮助学生掌握物联网系统原理和开发方法，通过课程设计和物联网相关学科竞赛，拓展学生课外知识，锻炼动手能力；在实践模式提升阶段中，则通过企业实习和培训，结合毕业设计提高物联网综合工程实践能力。在分层式实践体系中，我们通过课程实验、课程设计、开放性实验、实习，项目研发、赛练结合等环节的综合训练，逐步建设合理的实践教学体系。

2.2 采取混合式实验教学

随着信息技术在实践教学中的应用，物联网工程一流专业在课程建设过程中，不断引导教师建设慕课、在线实验课程和虚拟仿真实验资源等，使用雨课堂、智慧树、超星、企业微信等网上平台，提升实践课程的含金量。

在2020年的新冠疫情期间，物联网工程专业教师在实施理论课程网络教学的同时，考虑到疫情持续时间较长，对部分适合网络教学的实验课程(如物联网移动应用开发、WEB程序开发、Java程序设计、物联网中间件技术、计算机网络等课程)，采用在线形式进行教学。老师通过教学平台提前把实验内容推送给学生，通过平台在线直播把详细操作演示展示给学生，并对学生实验存在的问题通过单独连线进行指导，促使学生线上线下全程学习；对于一些家中没有实验设备的学生，通过虚拟仿真实验来解决问题。在网络实验教学中，物联网工程专业的部分实验课程采用混合式方法进行教学并取得不错的效果，实现了停学不停课的目标，学生反响良好。

2.3 产教融合，构建产学研协同育人新平台

“校企合作、产学结合”是应用型工程人才培养的内在本质要求[4]，也是一流专业建设的需要。作为培养应用型人才的地方高校，强化一流专业学生实践能力培养离不开相关企业的全方位参与。

一方面，大力发展物联网专业的校外实习实践基地，建立校企合作长效机制，将学生去企业的认知实习、专业实习、毕业实习和企业教师兼职授课等贯穿于各阶段实践教学中；另一方面，建设产学协同育人平台，了解企业用人真实需求，邀请企业人员参与物联网工程专业人才培养方案的制订，将工作岗位对物联网工程专业知识、能力及素质的要求充分反映到人才培养的实践环节，培养学生的工程实践能力。目前，物联网工程专业聘请了3名企业教师参与物联网工程专业课程实验教学和学生毕业设计的指导工作；建立了和上海睿亚训公司产学合作大数据实验平台，和广州粤嵌公司合作的众创空间平台，同西安索尔科技公司合作建设的校企合作协同育人项目，对程序设计类课程进行实践教学改革。

2.4 鼓励学生参加科创和比赛

从新生入学专业教育开始，我们便树立物联网工程专业优秀毕业生作为榜样，鼓励低年级学生课外积极参加各类专业类学科比赛，申报各类创新项目。学科竞赛采用专业技能考核的方式选拔学生组成团队，通过参加学校和国内各种专业学科比赛、行业技能竞赛深化实践教学；通过各种学生创新创业训练，激发学生的专业兴趣，提高学生的实践能力。同时，鼓励学生课外多进入专业实验室，充分利用现有实验资源，使学生的动手能力和知识水平得到较大提高。近年来，物联网工程专业学生，在多项全国比赛中也获得较好成绩。

2.5 对标专业工程认证探索并进行思政化建设

专业认证对促进学生实践能力提升也有着重要意义，一流专业学生的实践能力也是工程教育认证的核心内容。在一流专业建设时期，严格对照物联网工程专业认证标准对实验条件、实践基地、实践环节及实践目标的要求，逐步建立物联网工程实践教学平台和与体系。课程实践教学中，动员教研室教师积极参与，严格按照工程专业认证的要求推进课程实践教学改革，不断提升教学质量。

在对物联网工程专业学生布置实验作业时，我们充分结合专业特点进行思政化建设。比如UI课程，结合当前实际情况可以安排学生来完成党的主题教育类的网站设计；程序设计类的课程提倡学生开发入党或学习党的相关知识的学习软件；学生设计的科技作品，可以播放爱国歌曲和影视，进行党的政策宣传；毕业设计的选题，也可以让毕业生结合党建来开发党员信息管理、党费查询等系统；在这次疫情期间的程序设计基础实验课上，要求学生学习程序设计时，设计诸如“武汉加油”“中国必胜”“新冠肺炎知识”等界面，鼓励高年级学生利用所学知识，开发疫情期间每天汇报健康状况的App系统等。总之，把课程的思政化建设和课程对学生实践能力要求完美结合起来。

3 完善一流专业实践条件与平台建设

实验教学环境建设和完善，可以为一流专业人才培养提供坚实的基础。

3.1 建设物联网综合实训室，解决专业课程综合训练不足

逐步建设并完善以物联网技术为基础的系列实践平台，为物联网专业一流人才培养提供良好的实践环境。物联网实验平台以物联网技术硬件资源为核心，辅以嵌入式软件开发环境，结合专业课程建设专门的课程实验室，建成合理的实践教学设备体系。

目前，物联网一流专业已经建设了RFID实验室，物联网工程实验室，计算机网络实验室等专业实验室。2018年，针对物联网专业实验设备不足和无法开展专业综合实训的不足，筹划并实施了物联网工程综合实训室；今后，对于一些价格昂贵的物联网硬件设备，本着节约资源的思路，采取多种方法维修和更新实验设备，也规划了物联网虚拟仿真模拟实验室建设，让学生通过虚拟仿真实验平台的使用，系统掌握物联网相关实践知识。

3.2 鼓励老师开设物联网相关开放性实验

为了改善课程实验教学的效果，提高综合性、设计性实验的比例，为学生课外实践活动创造良好的条件，形成对专业课实践教学的有力补充。教研室鼓励老师和学生积极申报和参与物联网专业的各类课程开放性实验。在开放性实验进行中，实行小组讲解和实践授课，拓展学生的课外专业知识；实验中，由于小组人数少，学生可以在老师的开放性实验课上，充分交流，亲手动手设计、调试和完成相关实验项目，提高个人实践能力。

4 总结

在一流专业实践模式建设过程中，我们以存在的实践问题为导向，以学生动手能力培养作为实践教学建设的中心，不断优化实践课程体系设置，加强学生实践能力建设，探索一流专业的实践教学模式，推进实践教学的改革，对一流专业人才培养提供有力支持。自2017年物联网一流专业获批开始，实践模式的探索就已经启动实施。目前，实施效果明显，该专业近三年的毕业就业率达到95%以上并受到用人单位的好评。