“互联网+”背景下职业院校物联网专业实践教学云平台的建设初探

［摘           要］  物联网专业实践教学云平台能够为学生提供更优质的学习资源，将实践教学与现代信息技术有机结合，达到提高实践教学质量和效果的目的。基于此，详细分析了“互联网+”背景下职业院校物联网专业实践教学云平台的建设策略。

［关    键   词］  “互联网+”；物联网专业；实践教学

［中图分类号］  G717                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2023）25-0069-04

“互联网+”背景下的职业教育在教学过程中要充分将信息技术、网络技术、数字资源等作为媒介，把传统教育教学资源和现代信息技术进行整合，为学习者提供灵活、优质、高效的教育服务。“互联网+”背景下职业学院物联网专业实践教学云平台的建设是以学生为中心，以专业建设为中心，以教学资源建设为中心，以教育技术应用为中心的创新发展。

一、高职院校物联网专业实践教学现状

（一）物联网专业实践教学体系不完善

从物联网专业实践教学体系来看，缺乏有效的实践教学管理制度，目前高职院校物联网专业实践教学体系仍处于探索阶段，学生的实践能力培养大多是在教师的带领下完成。整个教学过程中没有形成完整、系统的课程体系，只是依靠教师的经验来完成。由于物联网技术涉及多个领域，同时涉及多个学科知识，学生在学习过程中往往会遇到各种各样的问题。因此，针对物联网专业实践教学体系的研究非常有必要。

（二）物联网专业实践教学师资力量薄弱

物聯网专业作为新兴的专业，具有高技术、高实践性的特点，要求教师具备很强的综合能力，才能满足新时代下的教育要求。目前，物联网专业师资力量相对薄弱，主要存在两个问题：（1）现有的教师往往是从传统行业转行而来的，缺乏在专业上的深耕和积累。（2）教师队伍年龄结构不合理。物联网专业需要具有丰富经验和高水平的教师。但是目前物联网专业教师基本上都是刚毕业的大学生，缺乏长期从事企业项目研究的经历，不能很好地指导学生进行项目开发。另外，由于教师队伍存在年龄结构、知识结构不合理等问题，高职院校缺乏实践教学经验和动手能力强的教师。

（三）教学设备无法满足实际需求

物联网的发展与应用已经深入各行各业，对人才的需求也越来越大，许多高职院校根据国家的要求进行了积极的探索与实践，物联网专业也随之在全国范围内逐渐开展起来。但由于物联网产业的快速发展，在一些院校中出现了实验设备陈旧、数量不足、规格不全等问题，有些院校甚至还没有能力建设专业的实验设备，学生无法进行实验操作。与此同时，在一些物联网企业中，企业自身也无法提供符合要求的实验设备。这就导致学生在进行实践学习时，只能选择到校外实训基地，这不仅降低了学生的学习兴趣，还让学生在一定程度上失去了对知识的渴求。

（四）缺乏实践教学基地

物联网作为一门新兴学科，其发展需要有一个完善的实践教学体系来支撑。目前，我国一些高职院校物联网专业建设存在缺乏实践教学基地的问题，一些院校虽有实训基地，但都是根据自身教学需求和条件建设的，存在资源不足、利用率不高等问题。而且高职院校多以专业方向建设为主体，没有形成以物联网为核心的学科体系。高职院校应针对物联网专业方向进行整合，并加强与企业的合作，建立校企合作平台，形成物联网实训基地，建立校企合作、校企共赢的合作机制。同时政府也加大了投入力度，为学校提供资金、政策等方面的支持，提高企业参与实训基地建设的积极性和主动性，提升物联网实训基地的服务能力和水平。

二、高职院校物联网专业实践教学云平台的建设路径

（一）优化顶层设计，构建实践教学云平台

物联网专业实践教学云平台的建设要与学校信息化建设规划相结合，合理布局，突出特色。在顶层设计上，要将物联网专业实践教学云平台的建设作为学校信息化建设的重要组成部分，为物联网专业学生提供面向企业、面向行业的专业实践教学环境。在云平台建设过程中，要充分考虑云平台的开放性、可扩展性和可移植性。首先，要根据学校自身特点，合理定位物联网专业实践教学云平台的功能定位。其次，要基于云计算技术，开发适合高职院校物联网专业特点的实践教学云平台。最后，要根据学校办学实际情况和教师、学生使用云平台的习惯等因素，结合教师和学生对教学资源、实验环境等的个性化需求，分阶段、有步骤地建设物联网专业实践教学云平台。同时，在实践教学过程中还要不断完善云平台功能，使其具备持续更新和升级的能力。

（二）创建“1+X”课程体系，开发多元化课程资源

为全面提升学生的职业能力，学校可结合教育部推出的“1+X”证书制度改革，创建“1+X”课程体系。所谓“1+X”课程体系，即一个核心专业能力，融合多个专业能力模块，并以此为核心构建出一套“职业教育课程体系改革方案”。这套方案包含专业基础课程、职业技能课程和综合职业素养课程，并将“1+X”证书制度改革内容融入其中，从而更好地提升学生的综合素质。

在课程资源开发方面，学校应不断提高教学资源质量。一方面，学校可以通过向企业和社会广泛征集项目或案例等方式获取相关资源；另一方面，学校还可以邀请企业专业人士、一线教师等对资源进行优化整合。在此过程中，学校还需根据实际情况对资源进行筛选、分类。此外，学校还可以在课改过程中不断丰富教学资源类型。例如，学校可以通过设置信息化教学资源库的方式来实现对实践教学过程中所需的教学资料进行收集和整理。学生在课上或课后需要查阅资料时，可在线检索并下载相关资料，从而丰富自身的知识体系。教师也可在课下利用课余时间对学生的学习情况进行统计与分析。

（三）打造多维实践教学体系，丰富实践教学内容

首先，加强课程融合，促进实践教学与生产实践的深度融合。物联网专业实践教学云平台应与企业的技术服务、产品开发、产品营销等活动进行深度融合，不断提升学生的就业能力。其次，加强校企合作，强化学生的职业素养和实践能力培养。校企合作是提高人才培养质量的有效途径，企业参与实践教学，能更好地完成人才培养目标，保障人才培养质量。在实践教学中引入企业项目，可以将企业的项目按需求分解为不同层次，形成具体项目任务和工作过程。最后，加强实习实训基地建设，建立“课内外一体化”的实习实训体系。校企合作共同建设实习实训基地，通过打造“校内实训基地+校外实践教学基地”的多维实践教学体系，一方面可以使学生通过参与真实的生产项目训练提高职业能力和职业素养；另一方面可以将学生从简单的知识、技能教育中解放出来，走向社会实践和自主创新[1]。

（四）搭建开放的实践平台，满足学生个性化学习需求

物联网专业实践教学云平台的建设要考虑学生的个性化需求，即每个学生在不同阶段学习时，可根据自身的学习进度选择所需的实践内容和环节，将传统课堂上教师“一竿子插到底”式的教学模式转变为“自主学习、个性化学习”模式。例如，进行物联网专业核心课程实验前，学生可以根据自己的需要在云平台上选择课程内容和环节，然后根据自身对知识和技能的掌握情况选择实验内容，也可以在实验前进行预习；实验过程中，学生根据自己对知识和技能的掌握情况选择自己所需的实验环节和操作步骤；实验完成后，学生可以通过云平台上的评价反馈系统来查看自己在各个环节中的表现和成绩。这样通过“自主选择、个性化学习”，可以有效提升学生的自主学习能力、团队协作能力[2]。同时，物联网专业实践教学云平台还要具备开放性。通过物联网专业实践教学云平台能够与各种网络资源进行有效对接，比如通过该平台可以与各种物联网工程中心、产业园区进行有效对接，从而满足物联网专业实践教学云平台开放性的建设需求。

（五）建设校内、校外实训基地，为学生提供全方位实践机会

物联网专业实践教学云平台的建设，重要任务是为学生提供全方位实践机会，而要实现这一目标，必须先建设好校内、校外实训基地。校内实训基地的建设需要在经费、师资力量等方面得到保障，因此需要各高职院校对原有的物联网专业实训基地进行重新规划和布局。首先，应合理配置各专业的实验室，完善实验室功能，同时对实验设备进行升级改造，让学生能更好地利用现代化仪器设备进行实训。其次，应该加强校企合作，充分利用企业资源和经验，通过引入企业项目的方式将校内实训基地建设与企业生产相结合。最后，应注重加强与物联网行业内的龙头企业合作，与龙头企业共同打造校企合作平台和实训基地。通过建设校内、校外实训基地，高职院校能够为学生提供全方位的实践机会，让学生在实践过程中提升创新能力和职业能力[3]。

（六）建设多功能虚拟仿真实训系统，满足学生自主学习需求

物联网专业实践教学云平台中的虚拟仿真实训系统主要由以下几部分组成：（1）基础数据层。其包含物联网各应用层的基础数据，主要包括物联网各设备的配置参数、操作命令等。通过对设备和命令的仿真，达到对物联网系统操作与运行的仿真，让学生熟悉物联网设备及其操作。（2）网络层。其包含物联网网络的基本架构、组网方式和安全等内容，通过对网络协议、网络拓扑结构和网络通信过程等的仿真，让学生掌握网络的基本概念及应用。（3）应用层。其包括物联网各应用系统在实际运行过程中遇到的问题，并提供解决方案。如传感器采集到的数据通过网络传输到管理服务器，对数据进行分析处理，并提供数据可视化服务[4]。（4）终端层。其包括物联网终端设备及操作界面，学生可以通过终端设备完成对设备的安装、配置、操作和调试等。（5）平台管理端。其对平台所有数据进行存储、备份、分析、监控等功能管理。（6）应用模块。其包括物联网设备仿真模块、物联网应用案例模块等。

（七）制定完善的实践教学管理制度

1.实践教学管理制度。针对物联网专业人才培养目标和岗位需求，结合高职院校人才培养特色，制定物联网专业实践教学管理制度，构建基于“互联网+”的物联网专业实践教学管理体系，实现实践教学资源的共建共享。

2.实訓基地建设制度。根据物联网行业岗位需求和学生综合素质，以校企合作共建模式，构建“产教融合、工学结合”的实践教学基地。根据物联网产业发展趋势和岗位需求，整合校内和校外实训资源，建立以企业真实项目为载体、以真实工作任务为内容、以学生自主学习为主的课程体系，培养学生的职业素养和职业技能。

3.校企合作共建制度。与企业合作建立“双主体”育人机制。通过订单班、校企合作项目等形式与企业开展深度合作，共建实践教学基地和课程体系；共同制定实践教学大纲，编制实验实训教材；共同开发基于互联网的实践教学资源；共同开展教学活动；共同组织学生顶岗实习。

（八）打造“双师型”教学团队，加强实践教学队伍建设

高职院校物联网专业实践教学云平台的建设需要有一支高素质、高水平的“双师型”教师队伍。加强实践教学云平台的师资队伍建设，有利于提升教师的专业实践能力和技术创新能力。在“互联网+”背景下，企业对专业人才的要求也越来越高，因此，高职院校需要建设一支理论和实践能力“双强”的师资队伍。“双师”队伍建设制度，依托物联网产业集群和行业协会等社会服务机构，通过聘请企业工程师、行业专家来学校兼职等方式建设物联网产业实训指导教师队伍。为促进教师参与实践教学，学院需建立一套完整的考核评价体系。教师要通过“走出去、请进来”的方式，不断提升自身专业水平和实践教学能力，并以此为依据获得相应的专业技术职务任职资格。（1）学校需要加强师资队伍建设，通过多种方式加强教师专业实践技能训练，使教师具备较强的职业技能。（2）学校需要加强兼职教师队伍建设，与企业合作建立稳定的校外兼职教师队伍。（3）学校需要建立“双师型”师资队伍培训机制，对“双师型”教师进行定期培训，提高其专业实践技能。（4）学校需要积极与企业合作，建立校企合作长效机制，通过学生顶岗实习、技能大赛等形式加强校企合作，提升“双师型”教师的实践教学能力。

（九）完善实践教学平台功能，增强学生的职业能力

目前，物联网专业实践教学平台功能较为单一，主要以满足物联网相关企业的需求为主。企业在进行项目开发时，需要根据实验项目的具体要求，不断完善实践教学平台功能，而学生也要根据工作岗位的要求，不断增强自己的职业能力。因此，在实践教学平台建设过程中，职业院校要加强与企业之间的沟通合作，将企业需求融入教学计划中去。通过校企合作，学生在实践教学平台上进行项目开发时，可以充分了解企业对物联网相关专业人才的具体需求，从而提升学生的实践能力。

例如，某职业学院与国内知名物联网企业联合开发了基于云计算技术的智能家居、智能安防管理平台。该平台基于物联网技术实现了对智能家居、安防系统、门禁系统等的远程监控管理。在实际运行过程中，该企业利用物联网技术实现了对学生安全行为的有效管理。同时，该平台还能实现学生安全行为的自动预警，在学生出现危险行为时，系统会自动预警提示教师及家长及时处理。

通过校企合作模式建立物联网专业实践教学平台，能够使学生更好地掌握物联网的相关知识及技能。通过实践教学平台功能的完善，学生可以获得更加丰富的知识以及更加熟练的技能，从而促进学生职业能力的提升。此外，学生还可以在实践教学平台上进行项目开发、技术交流、在线学习等活动，实践教学平台不仅能够满足物联网专业课程教学的需求，还可以满足其他专业课程教学、实训实习、创新创业等需求。

（十）完善实践教学管理，制定科学的评价标准

1.物联网专业实践教学云平台的建设需要学校和企业共同参与，建设过程中涉及的数据收集、资料整理等工作，需要建立健全有效的管理制度和评价体系，确保实践教学云平台建设能够规范、有序地开展。

2.建立科学的实践教学评价体系。高职院校可以在物联网专业实践教学云平台中设置相应的评价指标，并由校内和企业专家共同制定具体的评价标准。校内专家主要负责制定相关实践课程的评价体系，企业专家主要负责制定相应的实践课程评价体系，从而使评价体系更加科学。

3.利用信息化手段建立完善的考核机制。物联网专业实践教学云平台的建设过程中，需要注重与高职院校自身实际情况相结合，并充分利用信息化手段来完善考核机制。如在考核机制中融入网络平台技术和考核方式，并将其作为考核的重要组成部分；在考核形式中增加实践成果展示环节；在考核结果中加入量化数据等内容，从而使考核结果更加客观、真实。

三、高职院校物联网专业实践教学云平台关键技术分析

（一）云计算的应用

云计算是一种按使用付费的模式，它为用户提供一个可伸缩、灵活且经济实惠的计算平台，让用户可以按需购买服务。云计算在“互联网+”时代被广泛应用于各个领域，将云技术引入高职实践教学领域，需要高职院校充分利用先进的信息技术手段为学生提供个性化服务，从而更好地满足学生学习、实践和创新的需要。“互联网+”背景下高职院校物联网专业实践教学云平台的建设对于高职院校信息化教学和智慧校园建设具有重要意义。通过建设物联网专业实践教学云平台，可以有效实现物联网专业实践教学资源、手段和方法的创新与变革[5]。

（二）软件定义网络的应用

软件定义网络是一种将网络控制层和数据转发层分离的新型网络架构，是一种通过虚拟化技术在网络设备上实现网络控制和数据转发分离的新技术。SDN架构将传统网络设备的硬件控制层和软件定义层进行解耦，通过集中的控制面对数据平面进行管理，以达到实现业务流量控制、资源调配、路由优化等目的。SDN在互联网中的应用，能够有效提升网络资源配置和应用部署的灵活性和效率，可以大幅降低网络设备的研发成本，提高设备接入效率和性能。通过软件定义网络，可以实现网络拓扑动态调整、业务流量自适应、服务质量自保障等功能。

（三）大数据的应用

数据从“小数据”到“大数据”是一个逐步发展、积累的过程，大数据应用不仅涵盖传统的大数据应用，如数据挖掘、数据分析，还包括新兴领域，如智慧城市、智能交通、数字金融等。大数据处理和分析技术经历了从存储到计算、从单机到集群、从简单关系型数据库到复杂关系型数据库[6]。

（四）物联网应用开发服务平台

物联网应用开发服务平台为物联网应用开发者提供开发环境，采用MQTT协议的串口通信作为物联网数据采集平台，利用MQTT协议的数据采集功能，实现对设备信息、传感器信息、系统状态等实时的数据采集和监控。利用MQTT协议的数据传输功能，将数据传输到指定服务器进行处理，并通过对数据的分析和处理，实现对设备状态和系统参数的实时监测。MQTT协议是一个轻量级、易扩展的协议，它是一种用在Internet上发布非结构化文本的协议。MQTT采用HTTP作为消息传输协议，使用HTTP请求和响应格式，它对應用层提供了一种机制，使应用程序能够使用标准HTTP接口进行通信。在一个标准的HTTP客户端程序中，可以使用MQTT作为其消息传输层，并利用MQTT消息模型与服务器进行通信。

四、结束语

在“互联网+”背景下，职业学院物联网专业实践教学云平台的建设，可以将实践教学资源从单一的设备、实验环境和硬件资源，扩展到以物联网技术为核心的多资源融合，包括网络、硬件、软件等资源，可以实现在网络环境下，根据教学的实际需要，动态地构建完整的实践教学体系。实践教学云平台建设要注重从实践教学目标出发，构建相应的实践课程体系、实训内容体系和考核评价体系。

参考文献：

［1］吕恩胜，张光锋，刘辉.“1+X”证书制度下的物联网专业书证融通实训室建设［J］.无线互联科技，2023， 20（4）：153-155.

［2］王文凡，张军.物联网专业教学资源库共建共享的研究与实践［J］.电子世界，2021（20）：24-25.

［3］吴房胜，李如平，施冬冬.服务安徽区域新兴产业发展的高职物联网专业群建设与探索［J］.科技视界，2021（13）：178-180.

［4］钟石根，朱丽敏，张良杰.VR技术在物联网专业综合实训中的应用［J］.现代信息科技，2020，4（8）：175-177.

［5］高婷，周宗斌，朱丽，等.以创新创业能力为导向的高职物联网专业教学创新策略分析［J］.数码世界，2020（2）：107.

［6］刘云，曹俊.融入创新创业教育理念的高职物联网专业课程体系的建设［J］.计算机产品与流通，2019（3）：192.

◎编辑 鲁翠红

基金项目：2022年度江苏农林职业技术学院教育教学研究项目（项目编号：JK202201）；2022年度江苏农林职业技术学院虚拟仿真实训项目（项目编号：Jsnlxf202211）；江苏高校“青蓝工程”资助。

作者简介：李娜（1984—），女，汉族，江苏徐州人，硕士研究生，讲师，研究方向：自动控制与物联网。