應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)跨學(xué)科教學(xué)的研究與探索

胡艷華 張慶彪

【摘要】 本文針對(duì)應(yīng)用型本科院校的特點(diǎn)，具體分析了目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn)及在教學(xué)中存在的問題，提出了跨學(xué)科聯(lián)合教學(xué)的改革措施。強(qiáng)化跨學(xué)科之間融合教學(xué)模式，設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群，旨在對(duì)本專業(yè)進(jìn)行“厚基礎(chǔ)，多方向，重實(shí)踐，強(qiáng)能力”的人才培養(yǎng)模式，打造特色一流物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。經(jīng)三年教學(xué)實(shí)踐，該方案的實(shí)施已取得了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】 本科院校;物聯(lián)網(wǎng);跨學(xué)科聯(lián)合教學(xué)

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.012

Research and Exploration on Interdisciplinary Joint Teaching of Internet of Things

HU Yan-hua，ZHANG Qing-biao

（Liuzhou Institute of Technology，Liuzhou 545616 China）

Abstract： According to the characteristics of application-oriented universities，this paper analyzes the characteristics of the Internet of things and the existing problems in teaching， and puts forward the reform measures of interdisciplinary joint teaching. To strengthen the interdisciplinary integration teaching mode and set up the Internet of things professional course group，the purpose is to carry out the talent training mode of "thick foundation，multi direction，heavy practice，strong ability" and create a first-class Internet of things specialty with characteristics. After three years of teaching practice，the implementation of the program has achieved good teaching effect.

Key words： colleges;Internet of things;interdisciplinary joint teaching

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興的熱門產(chǎn)業(yè)，有很大的潛力與前景。物聯(lián)網(wǎng)是一門全新的學(xué)科，其發(fā)展也是日新月異，對(duì)人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致高校的培養(yǎng)目標(biāo)不明確，不符合企業(yè)人才需求;物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)體系龐大，本身涉及多學(xué)科的交叉[1]。目前，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)所涉及的四大核心學(xué)科分別是：微電子、無線傳感、通信傳輸、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)。在教學(xué)過程中，學(xué)科之間孤立的，課程間無銜接，學(xué)生學(xué)起來茫然，如何以這四門核心學(xué)科為核心并與其他學(xué)科進(jìn)行有效地融合[2]，是人才培養(yǎng)和課程建設(shè)的關(guān)鍵問題，也是本文研究的目的。

因此，本文首先分析了應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn)及存在的不足，提出了跨學(xué)科聯(lián)合教學(xué)改革，旨在打破學(xué)科間壁壘，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科融合教學(xué)模式，培養(yǎng)出真正使用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新復(fù)合型人才。

2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn)及存在的不足

應(yīng)用型本科學(xué)院以培養(yǎng)具備綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)的高等技術(shù)應(yīng)用型人才為辦學(xué)宗旨，是高等學(xué)校的重要組成部分[3]。作為培養(yǎng)綜合技能型人才的主要教育部分，應(yīng)用型本科學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)科建設(shè)值得重視。然而，由于新興學(xué)科的不成熟以及應(yīng)用型本科學(xué)院的自身特點(diǎn)，應(yīng)用型本科學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)人才專業(yè)教育尚存在諸多不足。

2.1 缺乏市場調(diào)研，對(duì)專業(yè)及人才需求不明確，對(duì)專業(yè)建設(shè)缺乏整體規(guī)劃、培養(yǎng)目標(biāo)不夠清晰

物聯(lián)網(wǎng)是一門全新的學(xué)科，同時(shí)其發(fā)展也是日新月異，這對(duì)其人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。較多高校缺乏對(duì)市場需求的充分調(diào)研，培養(yǎng)目標(biāo)不明確;同時(shí)又對(duì)專業(yè)建設(shè)過程中出現(xiàn)的各種問題缺乏充分調(diào)研，導(dǎo)致不能實(shí)時(shí)地改進(jìn)教學(xué)方案，較難培養(yǎng)出符合市場需求的合格人才[4]。

2.2 課程設(shè)置不合理、學(xué)科融合性差

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)體系龐大，專業(yè)方向多元化，在此專業(yè)背景下，如何進(jìn)行有效地多學(xué)科聯(lián)合教學(xué)成為了一大難題。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)所涉及的四大核心學(xué)科分別是：微電子、無線傳感、通信傳輸、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)。如何以這四門核心學(xué)科為核心并與其他學(xué)科進(jìn)行有效地融合，是人才培養(yǎng)和課程建設(shè)的關(guān)鍵問題。

2.3 實(shí)踐教學(xué)能力不足、亟待多學(xué)科聯(lián)合建立實(shí)驗(yàn)

作為一門應(yīng)用型學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)基地對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的重要性不言而喻。而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)所需的實(shí)驗(yàn)基地不同于其他學(xué)科，“它更像是一個(gè)系統(tǒng)”，單一學(xué)科難以實(shí)現(xiàn)，需要多學(xué)科實(shí)驗(yàn)室甚至多院校間聯(lián)合建設(shè)，而目前擁有成熟物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的院校少之又少[5]。

2.4 師資力量不足

物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，涉及到電子專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、測控專業(yè)、通信專業(yè)等多方面專業(yè)知識(shí)，以往高校中專精于此的科研人才較少，師資匱乏可能成為長期現(xiàn)象。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師不能只是“雜牌軍”，更多的是各專業(yè)教師間的合作問題。

3 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)跨學(xué)科聯(lián)合教學(xué)改革

筆者結(jié)合國內(nèi)外教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，充分利用我校地理位置和教學(xué)資源，從學(xué)科調(diào)研及專業(yè)整體規(guī)劃、人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、教學(xué)方法、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)、師資力量建設(shè)及學(xué)科建設(shè)保障制度等各方面探討如何有效的開展多學(xué)科聯(lián)合教學(xué)改革，制定符合學(xué)校實(shí)際和充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，進(jìn)一步加強(qiáng)我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)，探索創(chuàng)新與復(fù)合能力為導(dǎo)向的新型人才培養(yǎng)策略，為應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)提供一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和改革思路。具體內(nèi)容如下：

3.1 動(dòng)態(tài)把握物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的人才需求

作為一門新興學(xué)科，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)時(shí)間較短，尚缺乏成熟的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)供參考，因此要開展專業(yè)建設(shè)，進(jìn)行深入、動(dòng)態(tài)的專業(yè)調(diào)研是首要環(huán)節(jié)。

1）在調(diào)研中強(qiáng)調(diào)專業(yè)需求分析與人才綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)并重的原則。我們?cè)谡{(diào)研中不僅要了解物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才的社會(huì)需求類型和數(shù)量，同時(shí)也要對(duì)用人單位對(duì)畢業(yè)生綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)及期待進(jìn)行充分考慮;

2）重視實(shí)踐基地調(diào)研。主要是調(diào)查在校內(nèi)、校間、校企等多范疇內(nèi)充分整合利用多學(xué)科教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)的條件及可能性，通過聯(lián)合建立跨學(xué)科實(shí)踐基地，給學(xué)生提供良好的實(shí)踐學(xué)習(xí)平臺(tái)。

3）專業(yè)調(diào)研應(yīng)具有動(dòng)態(tài)性及可持續(xù)性。首先對(duì)學(xué)科發(fā)展方向及人才需求改變有動(dòng)態(tài)的了解，同時(shí)密切關(guān)注專業(yè)前沿技術(shù)和研究成果，不斷更新知識(shí)結(jié)構(gòu)，為學(xué)科發(fā)展提供可持續(xù)的改革動(dòng)力。

3.2 培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才

科學(xué)設(shè)置培養(yǎng)目標(biāo)，其應(yīng)具備以下特質(zhì)：1）復(fù)合專門性：為具有涉及物聯(lián)網(wǎng)感知、傳輸、處理和應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)多學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)、多重能力的復(fù)合型人才;2）創(chuàng)新性：應(yīng)具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;3）實(shí)踐應(yīng)用性：能理論結(jié)合實(shí)踐，具備較好地知識(shí)轉(zhuǎn)化能力，具備解決現(xiàn)實(shí)技術(shù)問題的實(shí)踐能力;4）批判性思維：具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)與探索能力;5）協(xié)作能力：具備溝通能力及團(tuán)隊(duì)精神。

3.3 優(yōu)化課程設(shè)置

緊扣物聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)，優(yōu)化課程設(shè)置，構(gòu)造物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群，實(shí)現(xiàn)學(xué)科跨界與融合。

3.3.1 重視通識(shí)教育培養(yǎng)

適當(dāng)設(shè)置社會(huì)科學(xué)（如哲學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)等）、英語、藝術(shù)與美學(xué)等課程，并設(shè)置合理（約25%）學(xué)分比例，改進(jìn)通識(shí)教育教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。

3.3.2 建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程與計(jì)算機(jī)專業(yè)、通信專業(yè)、傳感專業(yè)等課程有著密切聯(lián)系，可以通過規(guī)劃完整教學(xué)內(nèi)容體系的相關(guān)課程，集成整合型的課程，使之形成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群。

1）傳感器與嵌入式系統(tǒng)方向：微機(jī)接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)軟件、標(biāo)準(zhǔn)與中間件技術(shù)、信息安全技術(shù)等;2）物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)方向：無線傳感網(wǎng)絡(luò)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)原理和結(jié)構(gòu)、GSM/GPRS技術(shù)原理、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等;3）物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理與信息處理方向：智能信息處理、CPS原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫原理與技術(shù)、操作系統(tǒng)、分布式計(jì)算與并行計(jì)算技術(shù)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、軟件工程等;4）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與信息服務(wù)方向：高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、分布式系統(tǒng)開發(fā)、軟件工程、管理信息系統(tǒng)、現(xiàn)代物流管理、物聯(lián)網(wǎng)與web服務(wù)、人工智能等。

3.4 改進(jìn)教學(xué)方法

引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)方法，如基于問題的課程設(shè)計(jì)、基于研究的課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解、獨(dú)立思考和行動(dòng)的能力;同時(shí)充分利用互聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端搭建開放式的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)（MOOC），為學(xué)生提供“無處不在”的學(xué)習(xí)窗口，并通過搭建技能競賽平臺(tái)、開展具有特色的科技活動(dòng)等方式，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，從根本上提高其社會(huì)競爭力。

3.5 多方聯(lián)合共建共享實(shí)踐平臺(tái)

充分利用我?，F(xiàn)有“國家信息技術(shù)緊缺人才培養(yǎng)工程實(shí)驗(yàn)室”，并與電子、計(jì)算機(jī)專業(yè)、汽車等專業(yè)平臺(tái)充分交流與合作，嘗試搭建聯(lián)合培養(yǎng)平臺(tái)。并根據(jù)不同的學(xué)科融合，建立具有特色的實(shí)驗(yàn)室，如物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、物聯(lián)網(wǎng)智能交通實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)智能安防實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)驗(yàn)室等。

開展校校、校企合作，聯(lián)合建立實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)化建設(shè)。適當(dāng)提高實(shí)踐教學(xué)比重，著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3.6 提升教師專業(yè)素養(yǎng)

通過校企合作培訓(xùn)打造雙師型教師。加強(qiáng)校企合作，建立產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，讓校內(nèi)專任教師能長期與企業(yè)兼職教師合作，及時(shí)了解崗位能力需求，參與技術(shù)開發(fā)，提高科研水平。校內(nèi)專任教師，通過定期或不定期到企業(yè)掛職鍛煉，提高其業(yè)務(wù)操作能力;通過專任教師與企業(yè)教師一對(duì)一結(jié)對(duì)，使企業(yè)教師與專任教師共同發(fā)展，從而取得雙贏的結(jié)果。

4 結(jié)語

本文分利用我校教學(xué)資源，從學(xué)科調(diào)研及專業(yè)整體規(guī)劃、課程設(shè)置、教學(xué)方法、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)、師資力量建設(shè)等各方面探討如何有效的開展多學(xué)科聯(lián)合教學(xué)改革，制定符合學(xué)校實(shí)際和充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，進(jìn)一步加強(qiáng)我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)，探索創(chuàng)新與復(fù)合能力為導(dǎo)向的新型人才培養(yǎng)策略，為應(yīng)用型本科學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)提供一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和改革思路。經(jīng)過三年多的教學(xué)實(shí)踐，從學(xué)生及同行評(píng)價(jià)得知，師生反映良好;本校2015級(jí)和2016級(jí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率高達(dá)97.56%和95.42%，表明我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)已經(jīng)取得了初步的成功。

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[5] 張琪.探索中國物聯(lián)網(wǎng)之路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

【作者簡介】

胡艷華（1980-），女，副教授，碩士，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)人工智能。

張慶彪（1980-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)。