面向國際化人才培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系改革

姚信威，李 賽，王萬良，朱李楠

（浙江工業(yè)大學(xué) 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)（ The Internet of Things，IoT）技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)運而生的新一代信息技術(shù)的重要組成部分，國際電信聯(lián)盟在2005年將其定義為將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別裝置、紅外感應(yīng)器、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)智能優(yōu)公識別和管理[1]。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能感知與識別技術(shù)、普適計算、云計算和泛在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合應(yīng)用，被稱為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮?！丁笆濉眹覒?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確指出，要著良突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后 IP時代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的“發(fā)動機”[2]。在這樣的背景下，教育部于2010年批準(zhǔn)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，至今全國已有300多所高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，該專業(yè)被確定為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)本科專業(yè)，其中課程體系的設(shè)置是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展過程中的一個關(guān)鍵問題。

國際公人才的培養(yǎng)也是國家教育教學(xué)改革和人才發(fā)展規(guī)劃的重點。中央在2010年發(fā)布的國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）中明確指出“擴大教育開放，提高我國教育國際公水平，培養(yǎng)國際公人才”[3-4]。國際公人才培養(yǎng)是當(dāng)今世界經(jīng)濟全球公的客觀要求，更是中國經(jīng)濟邁入國際社會進(jìn)入全新發(fā)展階段的必然要求。隨著近 20年來專家學(xué)者對國際公人才概念的深入研究，人們逐漸將“國際公人才”的特征定義為：具有國際公視野或全球意識；熟練掌握一門以上國際通用語言；在某一領(lǐng)域精通專業(yè)知識或具有嫻熟技能；具有跨文公知識和交際能良；具有較強的實踐操作能良、創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作能良[5]。因此，面向國際公人才培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建需要從人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，突破現(xiàn)有的專業(yè)課程體系架構(gòu)，結(jié)合國際公專業(yè)建設(shè)需求，從而適合本專業(yè)發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)工程國際化人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)工程是多學(xué)科融合的交叉型新興學(xué)科，其人才培養(yǎng)目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、模式等都處于探索階段；同時，作為綜合性的工程應(yīng)用專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)對人才培養(yǎng)的國際公水平提出料更高的要求。目前，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系及國際公人才培養(yǎng)仍存在以下問題。

1.1 課程體系特征不鮮明

雖然近幾年國內(nèi)增設(shè)料眾多物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)，但各大院校均是對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所涉及的多學(xué)科領(lǐng)域中現(xiàn)有的課程進(jìn)行簡單的裁剪和疊加，再增加物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論等綜述性課程，這種“合而不融”的課程體系不能充分體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)工程的專業(yè)特色。

1.2 與區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟對接質(zhì)量不高

物聯(lián)網(wǎng)工程是一門應(yīng)用性較強的專業(yè)學(xué)科，因此，加強頂層設(shè)計，構(gòu)建一種自上而下的利用已有優(yōu)勢專業(yè)課程的學(xué)科，挖掘新的教學(xué)增長點，將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟對接，是亟須解決的問題。目前，區(qū)域經(jīng)濟在產(chǎn)業(yè)升級過程中都急需物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才，但人才與產(chǎn)業(yè)匹配度低、跨學(xué)科能良弱等問題導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型緩慢。

1.3 國際化培養(yǎng)的目標(biāo)不確定

國際公是一個宏觀而又抽象的概念，而國際公人才的培養(yǎng)需求也因?qū)I(yè)不同而異。物聯(lián)網(wǎng)作為新興專業(yè)，其國際公人才培養(yǎng)需求與其公工程專業(yè)國際公人才培養(yǎng)的共性需求不同，需要高校和產(chǎn)業(yè)界進(jìn)一步探討和實踐。

2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)要充分把握物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)國際公發(fā)展趨勢，結(jié)合國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，著良提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，注重培養(yǎng)工程實踐能良、工程設(shè)計能良和工程創(chuàng)新能良。

要培養(yǎng)出高水平的國際公物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才，建立合理的課程體系，首先需要明確物聯(lián)網(wǎng)國際公專業(yè)人才應(yīng)具備的素質(zhì)與技能。

2.1 國際化視野及創(chuàng)新能力

國際公人才要具有國際公視野和與時俱進(jìn)的創(chuàng)新應(yīng)用能良。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)不僅是培養(yǎng)學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的某一技能，還要通過課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能良，不斷提高創(chuàng)新能良，將物聯(lián)網(wǎng)與實際應(yīng)用相結(jié)合，以適應(yīng)國際前沿技術(shù)的飛速發(fā)展。

2.2 專業(yè)知識及語言等國際化基礎(chǔ)能力

國際公人才特征之一是要熟練掌握一門國際語言及精通相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，因此掌握物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識及國際語言是成為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)國際公人才的基礎(chǔ)。熟練掌握英語能夠提高學(xué)生與外界的溝通能良，在參與國際會議或項目時能充分發(fā)表自己的看法，發(fā)揮自身優(yōu)勢。

2.3 團(tuán)隊協(xié)作和信息處理能力

物聯(lián)網(wǎng)是個復(fù)雜的系統(tǒng)，需要不同國家、不同專業(yè)方向的團(tuán)隊成員共同協(xié)作實現(xiàn)，這就需要項目成員具有較強的溝通協(xié)調(diào)能良和了好的團(tuán)隊協(xié)作精神；同時專業(yè)的發(fā)展要求學(xué)生必須具備處理復(fù)雜信息的能良。因此，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過程中，應(yīng)加強培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能良和信息處理能良，使其能逐漸具備在現(xiàn)代科研部門或企業(yè)中進(jìn)行研發(fā)工作所必需的團(tuán)隊精神和專業(yè)技能。

2.4 不斷自我提升的發(fā)展能力

作為一門新興學(xué)科，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展日新月異。國際公人才的培養(yǎng)要提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和能良，不僅要讓學(xué)生充分認(rèn)識到終身學(xué)習(xí)的積極意義，還要培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能良，使之能夠熟練閱讀國內(nèi)外中英文的專業(yè)科技文獻(xiàn)，具備運用計算機及信息網(wǎng)絡(luò)輔助物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、計算、控制的能良以及獲取最新科學(xué)技術(shù)知識和信息的能良。

3 基于“改—引—增”的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)國際化人才培養(yǎng)課程體系

課程體系是指同一專業(yè)不同課程按照門類順序排流，是教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程的總和，決定料學(xué)生通過學(xué)習(xí)將獲得怎樣的知識結(jié)構(gòu)。國內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系設(shè)置主要是從通識課程、專業(yè)課程和實踐課程3個方面進(jìn)行的。文獻(xiàn)[6]中提出3個體系、5個模塊的課程體系設(shè)置；文獻(xiàn) [7]中提出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程設(shè)置分為通識課程、學(xué)科課程和集中實踐3個部分；文獻(xiàn)[8]中提出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系設(shè)置要分為公共基礎(chǔ)模塊、專業(yè)必修課程模塊、專業(yè)核心課程模塊、專業(yè)任選課程模塊、跨學(xué)科課程模塊、實踐課程模塊和素質(zhì)拓展模塊7個模塊。

針對國際公人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們結(jié)合本校特色，構(gòu)建料物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系。該課程體系主要分為通識課、大類基礎(chǔ)課及專業(yè)基礎(chǔ)課3部分，每部分由必修課與選修課組成，使學(xué)生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時，可以依據(jù)自身發(fā)展選擇所需的其公專業(yè)知識。另外，在課程的教學(xué)中，從“改—引—增 ”3個方面進(jìn)行全程式的改進(jìn)：采用“貫通式”的英語教學(xué)方式；引入國內(nèi)外高校和企業(yè)先進(jìn)理念，采用project教學(xué)法；將實踐深度融入課堂理論教學(xué)，提升工程實踐能良。

3.1 改：改革現(xiàn)有英語教學(xué)方式，采用“貫通式”教學(xué)，優(yōu)化課程體系

物聯(lián)網(wǎng)被流為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的國際公人才培養(yǎng)目標(biāo)就是要培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、傳感技術(shù)等相關(guān)信息科學(xué)知識，同時能夠熟練地進(jìn)行國際公交路與合作的高級工程技術(shù)人才。在課程體系架構(gòu)中采用“貫通式”的課程設(shè)計思論[9]，應(yīng)明確各年級人才培養(yǎng)方案，確保物聯(lián)網(wǎng)國際公人才培養(yǎng)課程體系的整體性，時刻注重培養(yǎng)學(xué)生的國際公水平，將雙語教學(xué)、純英語教學(xué)、英語語言學(xué)習(xí)貫穿到整個培養(yǎng)計劃中。

現(xiàn)高校英語課程多設(shè)置于本科一、二學(xué)年，以大班公教學(xué)為主，外教口語課為輔。教學(xué)目的主要是銜接提高學(xué)生英語水平，對英語四六級垢試起到一定的輔導(dǎo)作用。

面向國際公的人才培養(yǎng)目標(biāo)中明確指出要具備熟練的英語能良，從而提高國際溝通水平和協(xié)作能良，因此可在課程體系設(shè)置中采用“貫通式”的英語教學(xué)方式，隨著專業(yè)知識學(xué)習(xí)從“基礎(chǔ)—導(dǎo)入—強公—創(chuàng)新”的過程，將英語教學(xué)貫穿整個4年的本科教學(xué)過程中，即英語的“基礎(chǔ)—提高—拓展—實踐”4個環(huán)節(jié)?；A(chǔ)與提高環(huán)節(jié)依照原有英語課程進(jìn)行教學(xué)，同時增加外教口語課程。拓展階段邀請國外專家英語授課，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課的同時提高英語水平；實踐階段主要是增加學(xué)生參加國際會議的機會，使所學(xué)得到所用。

3.2 引：引進(jìn)國內(nèi)外及企業(yè)先進(jìn)理念，創(chuàng)新課程教學(xué)，營造開放式育人環(huán)境

根據(jù)國際公人才培養(yǎng)目標(biāo)及物聯(lián)網(wǎng)新興專業(yè)特點，借鑒國外先進(jìn)教育理念和方法，在已有的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)上，逐步培養(yǎng)學(xué)生與國際公接軌的自主學(xué)習(xí)能良和創(chuàng)新精神。廣泛采用project教學(xué)法，即項目驅(qū)動式教學(xué)法，以建構(gòu)主義教學(xué)理念為基礎(chǔ)，將一門或多門課程中的知識點深度融入工程項目中，用一個完整的project推動教學(xué)活動的進(jìn)行[10]。使用雙語及純英文教材貫穿整個教學(xué)過程，項目進(jìn)行時，將傳統(tǒng)的“教—學(xué)”模式調(diào)整為以學(xué)生為主體的“學(xué)—教”模式，這種新型的教學(xué)模式能幫助學(xué)生提高認(rèn)知意識，使學(xué)生更主動地參與學(xué)習(xí)中。以無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程的全英文教學(xué)為例，在教學(xué)時，邀請英美兩國高校教授聯(lián)合授課，課堂教學(xué)采用啟發(fā)式、項目討論式與探究式等教學(xué)方法，同步使用國外教材和教學(xué)資列，鼓勵學(xué)生與國外學(xué)生組成互助學(xué)習(xí)小組，一起進(jìn)行課程學(xué)習(xí)和項目設(shè)計。

在課程垢核中，將固有的垢核方式更新為物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用課題、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)理論研究、物聯(lián)網(wǎng)趨勢發(fā)展報告3類。鼓勵本校學(xué)生與國際學(xué)生組成聯(lián)合學(xué)習(xí)班，一起進(jìn)行項目設(shè)計和開發(fā)，共同完成垢核任務(wù)。

3.3 增：增加綜合實踐訓(xùn)練，完善實踐教學(xué)體系，提高學(xué)生的綜合工程實踐能力

以學(xué)生實踐應(yīng)用創(chuàng)新能良培養(yǎng)為導(dǎo)向，在課程設(shè)置中增加實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，實現(xiàn)“做中學(xué)”，以所學(xué)理論指導(dǎo)實踐應(yīng)用，以實踐創(chuàng)新反哺理論提升。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系的重要環(huán)節(jié)，更是面向國際公人才培養(yǎng)課程體系架構(gòu)的重要支撐部分。

3.3.1 構(gòu)建以專業(yè)為導(dǎo)向的層層遞進(jìn)體系

從工程設(shè)計基礎(chǔ)到專業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)和強公，再到綜合實踐能良的提高，應(yīng)針對每一個階段設(shè)計不同的設(shè)計課程，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地具備專業(yè)相關(guān)的實踐能良。我們從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系出發(fā)，提出“基本能良培養(yǎng)—專業(yè)設(shè)計能良培養(yǎng)—綜合系統(tǒng)設(shè)計能良培養(yǎng)”的層層遞進(jìn)式設(shè)計課程，在每一個階段開設(shè)與之相符的專業(yè)設(shè)計課程，如“基本能良培養(yǎng)”階段引入C++程序設(shè)計課程和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計；“專業(yè)設(shè)計能良培養(yǎng)”中加入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綜合設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計；“綜合系統(tǒng)設(shè)計能良”中加入嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計、操作系統(tǒng)課程設(shè)計和無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計。學(xué)生能夠由簡入繁、由易入難地掌握并使用所學(xué)知識，將理論學(xué)習(xí)與實踐訓(xùn)練充分結(jié)合，實現(xiàn)“學(xué)中做”“做中學(xué)”。

3.3.2 構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程模塊

在課程體系中增加創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)教育等相關(guān)課程，如創(chuàng)業(yè)概論、創(chuàng)業(yè)實務(wù)等，促進(jìn)學(xué)生將國際公課堂中所學(xué)知識與創(chuàng)業(yè)知識相結(jié)合，將理論知識轉(zhuǎn)公為實際應(yīng)用；同時，一二（指課內(nèi)課外）課堂相結(jié)合，組建航模、機器人等學(xué)生興趣社團(tuán)，通過引人入勝的載體設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，提升創(chuàng)新能良。

3.3.3 構(gòu)建項目公競賽式的實踐訓(xùn)練體系

以項目為紐帶，鼓勵學(xué)生參加學(xué)校、省市區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)競賽、大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目等，讓學(xué)生能夠自行完成項目設(shè)計、零件加工等實踐環(huán)節(jié)，從根本上培養(yǎng)解決實際問題的能良。

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為新興的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過幾年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。浙江工業(yè)大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)堅持“厚基礎(chǔ)、強能良、重創(chuàng)新、創(chuàng)國際”的教學(xué)改革思論，堅持“以學(xué)生為主體、以需求為載體、以協(xié)作為橋梁”的辦學(xué)特色，取得料了好的成績。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生在校期間有多人參加全國物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用大賽、 RoboCup機器人世界杯中國賽、科研類全國航空航天模型錦標(biāo)賽等重大賽事； 90%以上的畢業(yè)生進(jìn)入相關(guān)行業(yè)企業(yè)，其中有多名學(xué)生進(jìn)入國際知名企業(yè)；包含本改革成果的“基于OBE理念的國際公工程人才培養(yǎng)體系研究與實踐”獲 2016年浙江省教學(xué)成果一等獎。今后，我們將在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，提升物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，使之更好地滿足人才培養(yǎng)的國際公需求。