物聯網工程特點范文
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篇1
關鍵詞：物聯網專業；知識體系；培養方案；高校教育
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）10-00-03
0 引 言
物聯網技術目前成為全球各行業各領域研究和應用的熱點，它能給我們的經濟、生活帶來巨大的變革。隨著物聯網的興起，對人才的需求必然會有一個飛躍性的增長。專家預測10年內就可能會大規模普及，產生一個上萬億元規模的高科技市場，因此社會對物聯網技術方面的人才需求巨大[1]。國家教育部從2010年3月，了《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》，隨后我國有數百所大學申報和準備申報物聯網或傳感網專業。
信息獲取、信息傳輸和信息處理，這三個部分構成了信息產業的三大支柱，他們也是物聯網產業的三個組成部分。電子、通信、計算機是物聯網三大支柱中的必備學科。其中每一個學科都有一套人才培養的知識體系，而每一個學科又有多個方向。而物聯網工程專業需要這三個學科知識的支撐，所以物聯網工程專業可選擇的基礎、專業課程眾多，所涉及的應用更是無處不在，在教學上往往會希望面面俱到但是又無所適從[2]。如何根據具體情況做出取舍是一個值得探討的課題。
各院校物聯網工程專業的課程體系設計不盡相同，有的甚至差異很大[3-6]。絕大部分院校的物聯網工程專業課課程體系只是對物聯網工程涉及的多學科領域現有課程進修簡單的裁剪和疊加，再增加物聯網導論等專業核心課程，這類課程體系沒有體現出物聯網工程專業的特色。因此有必要從物聯網技術自身發展、物聯網相關企業人才需求和學生自身素質全面發展三個角度，對物聯網工程專業人才培養方案進行分析探討[7]。
許昌學院2013年通過國家教育部審批通過，開始招收物聯網工程專業的學生，在探索物聯網工程專業培養方案的過程中，我們也借鑒了許多高校的經驗和做法，也尋求了多家企業的合作，目前對該專業的課程設置也有了自己的看法和思考。我們可以從物聯網技術體系架構和人才就業方向入手，探究不同人才培養就業方向在體系架構中所需要的核心技術和課程，從而理清思路，為物聯網工程專業培養方案和課程體系的設置提供參考。
1 物聯網技術體系框架
圖1 物聯網技術體系框圖
物聯網的整體架構如圖1所示，從圖中可以看出，物聯網按照網絡架構可以分為應用層、網絡層和感知層。圍繞著這三層，可以探討其中所需要的核心知識，從而得出物聯網工程專業學生所需的知識體系。
2.1 感知層
感知層的主要作用是信息的感知和采集，主要由感知器件來實現各類信息的采集，如各種傳感器、RFID、各種二維碼、紅外和智能裝置等。
在這一層中，需要具備的知識主要包括：
各種傳感器的功能、性能、結構、特性和工作原理等內容；
RFID、條形碼等的相關知識；
各種智能終端的特點、結構、工作原理等。
根據物聯網工程專業的特點，不需要對傳感器的具體細節做過多的認識和學習，只需要簡單了解和使用即可，所以不需要開始相關的傳感器原理等課程。但是傳感器所采集到的信息需要有相應的硬件進行收集處理并上傳至網絡層進行發送，可以說嵌入式是整個物聯網的基礎部分，所以有必要開設嵌入式相關的課程。
與嵌入式相關的硬件主要包括：單片機、ARM和FPGA三種。
2.1.1 單片機
單片機的使用非常廣泛，而且在后續網絡層中所使用的CC2530 ZigBee模塊中也包括單片機模塊，因此，單片機課程應成為物聯網工程專業所必開的課程。與之相配套的課程包括：C語言程序設計、電路和電子學和數字電路。有些學校還開設有計算機組成原理和微機原理與接口技術，筆者認為，這兩門課程可以選擇一門進行開設。
計算機組成原理主要面向計算機專業的學生進行考取研究生需要，并且它可以讓學生從計算機整體的結構、功能和組成角度認識和理解整個處理器、存儲器和輸入輸出系統之間是如何協同工作的。微機原理與接口技術主要面向接口，但是其中接口的內容可以放到單片機課程中進行講解和實踐，而匯編語言的相關內容在計算機組成原理課程中也可以進行補充和加強，所以筆者建議只需選用計算機組成原理課程進行開設即可。
2.1.2 ARM
ARM是一個總稱，其中也包含系列產品，對于物聯網工程專業的學生來說，ARM也是其知識體系中必備的一項內容。單片機無法運行操作系統，因此在有些情況下需要用到更高級的處理器。物聯網網關和許多高級的電子產品都需要用到它。開設與嵌入式相關的課程還需要開設Linux操作系統，有必要對Linux的使用和主要組成有一個清晰的認識和掌握。另外還有嵌入式應用層開發的高級語言，如C++等。
2.1.3 FPGA
FPGA是一個提高性的內容，如果偏電子設計與開發的學校可以考慮開設，或者可以為學生開設相關的選修課程，增加學生的知識面和視野。但是由于這門課程的難度要高于前兩部分，所以筆者認為可以根據學校的特點和學生接受能力進行取舍，它可以不算作物聯網工程專業學生所必備的知識體系成員。
2.1.4 RFID技術和條形碼技術
對于RFID而言，是目前應用最為普遍的物聯網應用技術，所以它理所當然成為物聯網學生知識體系中不可或缺的部分，因此建議開設RFID技術與應用課程，除了講解RFID原理之外，還要針對RFID的應用進行相應的開發和實踐。
2.2 網絡層
網絡層主要負責將感知層采集到的信息進行傳輸。目前常用的網絡協議包括：ZigBee、藍牙、Wi-Fi和433等，所使用的通信網絡主要有2G/3G/4G電信網和傳統互聯網。所以在這一層次上，需要學習的內容主要包括ZigBee技術、無線傳感器網絡技術、通信原理、計算機網絡等內容。
針對無線網絡，除了ZigBee之外，還有Wi-Fi、藍牙和其他無線傳輸技術，如300 MHz、433 MHz、915 MHz無線通信技術，對它們的特點和應用也應當給予適當的講解。尤其目前藍牙4.0技術已經得到了比較大的改進，蘋果新推廣的ibeacon技術有可能會對藍牙技術起到大力推廣的作用，所以對這幾種技術應當讓學生都有所接觸和認識。在課程中可以體現在物聯網導論、無線傳感器網絡中進行講解。另外在課程設計和實踐活動中，可以對這些技術予以應用加深學生的理解和掌握。
2.3 應用層
物聯網目前的應用非常廣泛，但是就應用層技術而言主要是應用層軟件的開發，所以物聯網工程學生應該掌握的主要技術應該包括Java技術和移動平臺應用程序開發技術，但是偏硬件和體系構成的學生可以淡化這兩個內容的學習，偏軟件的學生應該加強這兩項技術的訓練。
另外，目前提得比較多的云計算和大數據的內容，也應體現在物聯網工程專業學生的知識體系之中。云計算其實應該是云服務，它主要包括三個方面的內容，即IaaS、PaaS和SaaS。在這三個內容中，PaaS是目前云服務所用到最多的技術，所以要讓物聯網工程專業的學生對這項技術有所了解，從而為后續物聯網應用服務開發開拓更寬廣的思路。
就目前物聯網的主要應用案例來看，每個案例往往是這三層的綜合，所以物聯網工程的學生的知識體系在這三層中離開了哪一層都不完整。我們從這三層出發，梳理出了大致的脈絡，有了比較清晰的思路，再根據所定位的學生的就業方向予以加入相關的專業知識或者根據學生的培養定位增刪一些相關的內容，即可確定相應的培養方案。
3 物聯網工程專業人才就業方向分析
在人才需求方面，各地政府紛紛上馬物聯網項目，急需大量的物聯網人才。由于物聯網專業的一些課程涵蓋了電子、通信和計算機三個學科領域，所以學生的就業范圍比較廣泛，但是也有有人提出質疑，認為物聯網三個學科都有所涉及但是哪一個學科都沒有學精，所以就給物聯網專業學生的就業規劃提出了問題。
目前許多高校往往會結合自身的原有學科特點，對某一方面有所側重，關鍵是看學生的培養目標，并且要和當地的經濟特點相結合，有所側重，也就是要瞄準行業應用而開展，這樣才能做到有的放矢。
也有專家提出來了相應的物聯網專業學生就業可從事的行業主要有[8]：
物聯網系統設計架構師、物聯網系統管理員、網絡應用系統管理員等核心職業崗位以及物聯網設備技術支持與營銷等相關職業崗位；
物聯網終端系統的設計與開發；
物聯網應用系統開發工程師，進行物聯網相關軟件系統的設計與開發；
無線傳感網絡系統的設計和管理；
物聯網在智能系統、普適計算、工業控制、信息處理、通訊和管理等領域的應用開發和工程實現；
高等院校和科研院所與物聯網相關的教學科研工作。
從以上專家所列出的就業方向來看，可以將就業方向也歸納為硬件、網絡和應用三個大類，這和以上根據物聯網基本架構所描述的知識體系基本吻合。
物聯網工程專業的人才有自身特有的素質構成，與計算機、通信和自動化專業的學生比較起來，主要有以下特點[9]：
計算機專業的學生要么側重于計算機軟硬件技術的研究與應用，要么側重于計算機網絡系統的組網、管理或者開發，但缺少物聯網工程應用中所必須的傳感、控制、通信等領域的知識。
通信專業側重于使學生掌握基本的通信原理，但對物聯網中所涉及的傳感、嵌入式和應用開發涉及較少。
自動化專業雖然對物聯網中必須的傳感和控制技術等有所側重，但是對于計算機應用開發領域涉及較少。
由此可見，對物聯網工程專業的人才而言，是適應物聯網行業的特點而具備更綜合的專業素質。
4 知識體系基本構成
通過以上的分析，綜合物聯網體系架構和人才就業方向的定位，另外與二本層次學生的特點相結合，可以歸納出物聯網工程專業學生的知識架構，歸納總結如下：
基礎知識相關課程：數學（高等數學、線性代數、概率論與數理統計）、英語、電工與電子學（在這門課中包含有電路分析和模擬電路）、數字電路、C語言、數據結構、計算機網絡、計算機組成原理。
專業必備知識：物聯網導論、Linux操作系統、Java語言程序設計、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、單片機、嵌入式技術、通信原理、無線傳感網絡、云計算和移動互聯網開發。
專業實訓課程：安卓系統開發、ZigBee課程設計、RFID課程設計、無線傳感網課程設計。
另外可增加：印制電路板設計、數字信號處理、EDA等相關課程，以擴展學生的學習視野和基本技能。
5 實踐教學的開展
實踐教學模塊有基礎實踐教學部分和專業實踐教學部分。基礎實踐教學部分由“基礎實驗―綜合設計―應用創新”三個層次組成。第一層主要培養學生的基本技能，以電子技術學習為主。通過電子技術的學習使學生掌握元器件的辨別和使用，結合專業課程的教學，進行課程實驗，掌握基本知識和基本技能等；第二層主要包括各門課程的課程設計、電子綜合設計以及先進設計工具 EDA技術，旨在培養學生的綜合設計能力、團隊合作能力以及創新意識；第三層是應用創新層，引導學生參加大學生電子設計競賽、挑戰杯作品大賽和科研項目等。
專業實踐教學部分注重物聯網的核心技術――嵌入式系統技術。通過開設硬件設計一條線課程（單片機、嵌入式、RFID技術、傳感器網絡）和軟件設計一條線課程（C 語言、面向對象程序設計、嵌入式操作系統、移動互聯網開發），使學生系統掌握嵌入式系統的硬件和軟件設計技術，掌握物聯網網絡協議棧和實現物聯網通信。
6 結 語
物聯網工程專業由于涵蓋的學科范圍廣，在學生知識體系構建方面需要花費較大力氣進行研究，從物聯網自身的體系架構來探討物聯網工程專業人才所必須的知識體系，在滿足基礎知識體系的前提下，結合相應的就業方向，增加適當的特色課程，構建出適應各個學校特色的培養方案，從而培養出適應行業需求的物聯網工程專業人才。
參考文獻
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篇2
關鍵詞：工程教育，物聯網，實踐教學
物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業浪潮，物聯網產業已被正式列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。面對國家戰略性新興產業發展的需要，教育部于2010年批準設置了物聯網工程專業，到2015年為止，全國已有200多所本科高等學校開設了該專業，辦學規模不斷擴大[1]。中國石油大學（華東）自2011年起依托計算機專業設置物聯網培養方向，并于2014年4月獲批物聯網工程新專業，在物聯網專業人才的培養上積累了一定的經驗。物聯網工程作為工程應用型專業，如何科學的構建物聯網專業實踐教學體系是專業建設的核心內容之一[2]，我校在這方面也做了很多探索與實踐，取得較好的效果，為培養滿足社會需求的高素質創新型物聯網專業人才奠定了基礎。
一、物聯網專業實踐教學體系現狀
在物聯網專業申請的籌備階段，學校先后到北航、西交、武大、華中科技等十余所開設物聯網專業的高校調研，并參加了2013年和2014年中國物聯網大會等多個研討會，與產業界和教育界相關人員做了較深入的交流。通過調研和交流發現，實踐教學體系改革是物聯網專業建設和教學改革中最關注的領域，由于是新設專業，很多高校都在摸索。目前，大多高校延續傳統的“實踐內容=實驗+實習+畢業設計”實踐教學體系，但構建時由于物聯網專業新、對應產業鏈長、相關技術門類差異大，往往將實踐環節分成零散的單元，各個實踐環節在具體實施過程中目標偏向單一、手段缺乏創新，各個環節彼此獨立，缺乏統一的協調和管理，不利于系統的培養學生實踐能力和創新能力。
二、工程教育背景下的物聯網專業實踐教學體系
1．現代工程教育理念
現代工程教育理念起源于美國，它是伴隨美國工程教育的變革歷程而生成的一套完整的指導工程教育改革的理論體系[3]。現代工程教育理念非常強調工程實踐訓練在教育中的作用，是對工程教育從“科學模式”回歸“工程模式”的重大變革。我國在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》中明確提出促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國，以現代工程教育理論為指導，培養造就創新能力強、適應社會經濟發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[4]。因此，在工程教育背景下，進行物聯網專業實踐教學體系構建是非常有必要和有意義的。本文針對現代工程教育的要求和物聯網工程專業特點，結合專業培養目標要求，以強化綜合能力和提高工程素質及創新能力為培養核心，探索物聯網工程專業實踐教學體系的構建。
2．物聯網實踐教學體系構建
實踐教學涉及課程實驗、課程設計、專業實習、創新訓練、畢業設計等多個環節。這些環節按照層次又可劃分為基本技能訓練、綜合實踐和創新訓練等，構成一個多維的整體。因此，在設計各實踐環節內容時，應避免孤立存在，需整體規劃，并明確各環節在人才培養目標中的作用，同時結合課外學科競賽、學生創新團隊等多種形式，構建一個系統性強的實踐教學體系。要實現以上目標，關鍵是如何選擇主線將各環節串聯起來。在工程教育背景下，工程實訓項目的實施在人才培養中起到關鍵作用，讓學生在項目實施中加深對專業理論的學習，同時培養學生的創新精神和團隊合作等方面的綜合能力。因此，我校在建設物聯網實踐教學體系時，采用如下思路：構建實踐教學體系首先結合專業特點，密切聯系物聯網產業，以工程實訓項目為驅動，將項目實施作為主線，貫穿于課內外實踐教學的全過程，各實踐環節要為項目實施服務，這也符合國際工程教育界工程教育模式的特點。具體實施時，主要包含專業課程的課內實踐體系頂層設計、課外學生競賽和導師指導下的創新團隊建設三個方面：
（1）重視專業課程的課內實踐體系頂層設計，以實際工程項目的實施為主線，打破各課程實踐環節界限，重組課程實驗及課程設計內容，以項目為驅動設計課內實踐環節。課內的實踐環節是實踐教學體系中的基礎，也是關鍵的一環。課內實踐環節包括專業課程實驗、課程設計、實習等，在設計時，每門課程的實踐環節不單純為本課程服務，而是要站在項目實施的角度進行組織，重視各課程實踐環節之間的貫通和融合。根據學生的認知特點和規律，依托物聯網產業中完整的實際工程項目，以工程實訓項目為主線，把項目實施過程中涉及的知識模塊分解到各課程實踐環節中。物聯網技術具有鮮明的行業特征，可選擇幾個典型應用領域，如：智能家居、物流、智能交通、智慧油田等，結合現在實驗條件，設計若干個大型綜合性工程實訓項目案例，把每個工程項目案例的實施按照物聯網感知識別層、網絡構建層（傳輸層）和應用層（管理服務和創新應用層）的知識體系結構劃分成易于課程實踐實施的多個模塊，把這些模塊分解到專業課程的實踐環節中去，找到各模塊與專業課程知識點之間的對應關系。這樣學生能直接感受到所學知識在實際工作中的作用和地位，提高學生綜合利用學習知識解決實際問題的能力，同時激發學習興趣。
（2）依托各種課外科技競賽，以工程實訓項目為紐帶，培養學生的自主創新能力。學科競賽是在課堂教學的基礎上，通過競賽的形式對學生的綜合素質和能力進行多方位考察的課外實踐教學活動。倡導、組織學生參加各類課外學術科技競賽，是物聯網工程專業實踐教學體系的重要組成部分。目前我校在這方面有比較好的氛圍，但物聯網工程專業作為新辦專業，在具體實施中，可能會存在學生無成熟經驗借鑒、對本專業內的學科競賽不了解等問題，因此，在學院層次，搭建一個課外實踐活動網絡平臺，并嘗試通過社交網絡、課外實踐活動與課內綜合實踐類課程的融合等方式提高學生參與的積極性。針對學生普遍存在的課程負擔重、對競賽積極性不夠等問題，可將課外競賽與課內實踐課融合。
（3）強化導師團隊指導下的學生創新團隊建設，鼓勵學生參加教師科研項目。為培養學生創新能力、開闊學科視野，鼓勵學生參加教師科研項目或科研項目轉化的創新項目。由于本科學生知識水平有限、工程能力不強，他們的科技創新活動尤其是活動初期需要指導教師提供較多幫助。但在實際過程中，如果是一個學生創新團隊只有一位教師指導，會在時間和精力上無法保證，挫傷學生的積極性，同時單個指導教師掌握的知識也存在局限性。因此，我們采用由多位教師和研究生組建導師團隊，學生在自愿的前提下，結合興趣點選擇加入相應的導師團隊，并按項目組建學生創新團隊。創新團隊的學生可直接參與到教師的科研課題中去，以科研項目為依托，將科研項目轉化為學生實踐項目，培養學生發現問題、提出問題、解決問題的能力，提高學生理論與實際相結合的實踐能力和創新能力。參與科研課題，還能讓學生及時了解學科的最新研究動向，并根據興趣愛好盡早確定自己的研究方向。
三、實踐效果
基于現代工程教育理念，中國石油大學（華東）在物聯網方向的計算機專業學生以及物聯網專業學生中進行了實踐教學體系的構建探索，取得了明顯的實踐效果。比如物聯網方向的計算機專業學生普遍具有較強的動手實踐能力，參加各種學科競賽及創新項目的積極性高漲。2011年至2014年期間，每年均有二十多名學生積極參加物聯網設計、智能車和嵌入式設計大賽等各類競賽，獲國家級一、二等獎及山東省一等獎等十多項獎項。物聯網新專業的學生雖然只處在低年級階段，但專業興趣濃厚，對新專業的認同感非常高，很多已提前進入專業課程的學習，為參與各自實踐活動及課內外競賽做準備。因此，基于現代工程教育理念探索物聯網專業實踐教學體系的構建是可行和有意義的。
參考文獻
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篇3
電子學科是物聯網技術發展的基礎．物聯網是電子學科與計算機技術、智能學科的緊密結合，是各行各業更深層次應用的必然產物．物聯網工程可以設置為集成多個學科的一個專業，但一定不是一個學科．因此，可能因為定位不清而難以培養出真正的專業人才．物聯網工程專業培養要求是：1）掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、高頻微波、RFID、計算機技術等知識、專業技能以及初步的設計；掌握信息采集、處理和融合、通訊傳輸等基本理論、應用方法以及初步的設計；2）掌握物聯網基本知識和基本技能，了解物聯網科技發展動態；3）熟悉各類關于物聯網的標準與協議；4）掌握物聯網工程應用、科學研究方法和管理方面的基本知識．綜上所述，物聯網工程專業是一個應用性極強的專業，注重實踐、注重創新應是該專業的重要研究課題，作為這個專業的重點，從實踐環節來說，應在傳感、通信、計算機技術、系統工程應用上保持高度的關注與重視．實踐性雖與理論緊密相聯，但為了加強創新能力的培養，有必要改變以往的教學體系結構，讓實踐環節獨立設課，自成體系，獨立考試．實踐性教學環節可分為以下4個環節：實踐認識性環節、實踐驗證性環節、實踐綜合性環節及實踐創新性環節．工科本科培養人才的目標是實踐型的具有初步設計能力的人才，現有的人才培養目標計劃，還不能滿足社會的需求．物聯網工程專業是應用性極強的專業，對于這樣的專業在實踐體系上完全可以立足創新，圖3是為物聯網工程專業設計的案例式實踐體系結構圖．
2物聯網工程專業實踐體系的建設
物聯網傳感層、通信傳輸層與應用層等是關鍵技術知識，對這些知識的傳授是建設好物聯網專業實踐體系的基礎．通過實踐感受物聯網的行業應用和感知、處理、通訊、控制各個部分的工作過程；通過對支撐物聯網的各種硬件設備、軟件資源、開發平臺、研究平臺和對物聯網條件下的電子商務應用的使用、開發并進行應用型的實驗、研究、探索，從而支撐該專業創新型的研究、開發和應用．案例教學法從對學生進行素質教育和培養創造能力的角度入手，彌補了傳統教學法的不足，與傳統教學法相比，它具有以下幾個鮮明的特點：1）強調學生學習的主動性和積極性；2）重視學生分析問題、解決問題的能力培養；3）注重教師在教學中的“導演”作用．
2.1注重專業能力的培養是培養人才的重要工作全方面的能力包括對知識的掌握能力，對學科的分析能力、創新能力以及對事業的專注力．物聯網工程專業的實踐能力，要求學生掌握專業的基礎知識與理論，對科研儀器及設備的使用能力，必要的工程輔助能力，例如：輔、設計性軟件及儀器儀表的使用，論文與申請書的撰寫等都是必不可少的．
2.2能力的培養是漸進式的培養過程遵循一個普遍的規律，即動手實踐—發現問題和思考問題—設法解決問題—總結歸納—形成科學觀點．作為新專業，物聯網工程專業結構具有多學科性特點：因其多學科的特點，以案例教學方式構建實踐體系是最合適的一種體系結構．將多門課程、多個學科以項目案例式進行教學，課程、學科適當地交叉在一起，有機結合起來，以實現對學生全方位專業能力的培養．例如：完成一個基于嵌入計算機控制甚高頻的設計與實現，要完成這一任務，需要掌握哪些理論與知識，要有哪些能力，要用到哪些儀器與設備，各種需求書如何撰寫等，都可以做一案例教學好好設計，好好實施．首先，將各類實踐，無論是課程實驗、課程設計、多知識與多課程綜合實踐、設計性實踐，都以案例教學的方式進行設計、實施；其二，要夯實基礎，把課程內的認識實驗、驗證性實驗，以案例教學的方式，實現對專業知識的掌握、分析能力的提高、儀器的正確使用；要加強科研儀器的準確使用以及工程輔助能力的培養；其三，加強研究性基本功的訓練，即素質教育訓練，探討科研現狀描述的訓練，為科研而需要的動手能力訓練以及以科研教學的小科研項目訓練．（本文來自于《西南師范大學學報自然科學版》雜志。《西南師范大學學報自然科學版》雜志簡介詳見）
2.3在基礎實踐、軟件工程開發和硬件開發上完善專業素質在基礎實踐案例方面，如完成一個低頻放大器的實驗，所涉及的知識有基爾霍定律、疊加原理、諾頓定理；要求掌握的專業測量方法有交流或直流電壓、電流，放大倍數，輸入、輸出電阻，放大器頻率特性、功率等；會使用的儀表及儀器有電壓、電流表、示波器、毫伏表、函數發生器、頻率計等．以軟件工程開發為例，基于物聯網工程軟件開發，通信協議、接口非常重要，軟件需求、軟件開發平臺工具、軟件架構、軟件測試都有諸多的知識與實踐能力需要掌握．由于軟件的規模越來越龐大，其所涉及的技術與管理機制也遠非單個程序員可以獨立完成，畢竟單個程序員很難同時擁有所有軟件開發的知識、技術、素質和背景．因此，團隊的分工協作成為了當今軟件開發的主流．軟件開發團隊不是簡單的人員疊加，而是以架構師為核心，個人有不同的角色分工（如分析、涉及、測試、管理和支持等角色），以木桶原理作為團隊質量控制總量協作單元．在硬件開發方面也同樣用案例的方式，首先要讓學生學會使用科研儀器儀表，比如要求學生正確使用示波器，可以提出諸如如何利用示波器測量電感的電感量及內阻等命題，讓學生在實際操作中熟練地使用各種儀器儀表；然后還必須讓學生學習如何使用Protel，AUTOCAD等基礎應用軟件和進行焊接技術的訓練，這兩項可同時進行；接下來可以讓學生通過參與具體的科研課題，使他們能熟練掌握器件選擇的方法，PCB板的制作方法，項目的成本核算等，使學生能對整個項目的進程和實施有更深入的了解和能力上的全面提升．從以上的分析可以看出，物聯網工程專業實踐體系的建立，首先要有改革的信念與決心；其二是要有雙師型的教學隊伍；其三要構建并寫好關于物聯網工程專業的各類實踐教材；最后就是認真貫徹．這樣才能培養出適應社會需求的、合格的物聯網工程專業人才．
3結論
篇4
關鍵詞：職業能力；高職；物聯網項目綜合實務；課程標準
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）32-0190-03
一、引言
2011年，南京信息職業技術學院正式成立物聯網應用技術專業，2012年該專業成為國家骨干高職院校重點建設專業。按照《教育部、財政部關于確定“國家示范性高等職業院校建設計劃”骨干高職院校立項建設單位的通知》（教高函[2010]27號）文件要求，國家骨干高職院校應著力推進辦學體制機制創新，增強辦學活力，以專業建設為核心，強化內涵建設，提高人才培養質量，帶動本地區高等職業教育整體水平提升。高職專業建設的理念最終要通過課程來實現，專業核心課程的建設水平，是衡量專業建設水平的一個重要指標。同時教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》（教高[2006]16號文件）指出：高等職業院校要積極與行業企業合作開發課程，根據技術領域和職業崗位（群）的任職要求，參照相關的職業資格標準，改革課程體系和教學內容。建立突出職業能力培養的課程標準，規范課程教學的基本要求，提高課程教學質量。由此可見，高職的課程標準建設是課程建設的關鍵，是高職院校提高人才培養質量，帶動本地區高等職業教育整體水平提升的一項重要任務。“物聯網項目綜合實務”課程作為物聯網應用技術專業的專業核心課程之一，在大三學年第一期開設，是重要的崗位能力課程，是對前序課程的綜合運用，也是對畢業生職業能力的提升。該課程首次在全國開設，具有較強的探索性。
二、物聯網項目綜合實務課程標準制定原則
1.以職業能力培養為導向，融入職業標準。課程面向學校所在區域培養物聯網技術專業群應用型人才，在課程標準建設中堅持以就業為導向，緊緊圍繞學生未來的職業崗位，著眼于從事具體職業崗位工作所需的核心職業能力，根據能力要求來設計具體課程內容，保證教學內容與崗位核心能力的要求相吻。同時課程以項目為依托導向、采取一體化的教學模式，保證職業資格證書考試標準與課程標準全面接軌。
2.基于工作過程，突出工學結合。課程開發要基于工作過程，充分體現工學結合的特點，以真實的工作任務為載體來實施課程整體設計。
3.校企合作、共同開發。企業合作進行課程及課程標準的開發，根據企業實際需求，制定課程教學內容，從而保證培養一線實用型技術人才的質量。
4.立足現實，保證可實施性。課程標準開發立足專業基礎、實訓條件和教學團隊力量，確保課程的可實施性。
三、課程標準開發流程
為保證課程標準科學和有效，需要對開發過程進行控制，課程標準開發的控制流程如下：市場需求調研崗位分析工作任務分析職業能力要求分析課程標準編寫課程標準審核課程標準修訂。在課程標準開發過程中，積極與行業、企業、合作辦學單位開展調研合作，始終遵循課程標準制定原則和課程標準開發流程。
四、物聯網項目綜合實務課程標準
物聯網項目綜合實務的課程標準基本框架構成如下：課程定位、課程目標、課程設計思路、課程內容與教學要求、考核評價、課程實施等。
1.課程定位。本課程是物聯網應用技術專業的崗位能力課程。通過本課程的學習，學生可以了解物聯網項目建設相關崗位所需的基本概念和工程管理基礎知識，能夠根據客戶需求編寫物聯網項目設計方案，能夠進行物聯網設備的選型和采購，能夠完成物聯網工程施工和調試，能夠完成對物聯網項目的功能測試，能夠進行系統故障判斷與維修，為將來從事物聯網工程項目相關工作打下堅實的基礎。課程學習后應達到“物聯網應用工程師”資格證書的基本要求。物聯網是一個綜合的領域，所涉及的行業種類繁多，確定課程建設的方向尤為重要，基于物聯網應用領域和學院基礎的分析，我們選取了智能家居這個行業作為本課程的建設內容落腳點。課程以一個真實的智能家居系統項目入手，按照物聯網項目的建設進度流程，依次引入物聯網項目的立項，物聯網設備或產品的采購，物聯網設備的安裝，物聯網設備的調試，物聯網系統的維護和管理等幾個工作任務。
2.課程目標。總體目標面向物聯網應用系統集成和調試工程師、物聯網設備銷售經理工程師、物聯網設備安裝工程師、物聯網項目運營師、物聯網高級監理師等工作崗位，針對“智能家居”物聯網工程項目的項目設計、設備選型與采購、設備安裝與調試、系統維護等典型工作任務，著力培養學生物聯網工程項目相關崗位的職業能力，培養正確的工作態度，養成良好的職業習慣。課程目標分為知識目標、技能目標和素質培養目標。（1）知識目標。了解物聯網工程項目的建設過程、熟悉物聯網工程項目各個階段的特點及任務，了解物聯網工程項目產品選型與采購的相關知識，熟悉物聯網工程項目的安裝調試和運行維護方法，了解施工圖的識讀方法。（2）技能目標。①能夠根據客戶需求和現場勘測設計項目方案；②能夠進行物聯網設備的選型；③能夠根據需求進行設備的采購；④能夠根據相關的技術標準在工程現場對設備進行安裝；⑤能夠對設備進行調試，對一般故障進行現場排查與處理；⑥能夠根據設計方案和驗收標準對工程進行測試和驗收；⑦能夠根據工程圖紙指導施工；⑧能夠使用相關軟硬件設備和工具對系統運行狀態進行檢測與維護；⑨對物聯網系統的日常數據進行統計與匯總，并能根據數據判斷物聯網項目的運行狀態。（3）素質養成目標。國家教育部在教高[2006]16號文件中指出，高職的培養目標規定為“為社會主義現代化建設培養千百萬高素質技能型專門人才”，因此在注重培養職業技能的同時，還應該注重職業素質的培養。因此課程的素質目標確定為：良好的精神狀態和樂觀進取的工作生活態度，良好的職業道德素質、敬業精神、良好的團隊協作精神和意識，永不滿足的創新精神以及良好的自我身心調控能力等。
3.課程內容。課程在內容設計方面突出體現職業能力培養，緊緊圍繞完成工作任務的需要來選擇課程內容，從“任務與職業能力”分析出發，打破傳統的知識傳授方式，以“項目”為主線，構建工作情景。課程內容以南京信息職業技術學院新技術體驗中心（別墅）智能家居項目案例構建了七個項目，分別是：項目一智能家居項目建設方案、項目二照明項目、項目三智慧家電項目、項目四智慧安防項目、項目五智慧監控項目、項目六智慧門禁系統和智能家居管理項目。課程內容的每一個項目又有具體要求，表1是項目二智慧照明項目的具體實施要求。表1教學活動的設計既有利于教師教學的實施，具有切實的指導作用，同時有利于學生培養各種職業能力。
4.課程的教學評價。由于是任務引領下的學習方式，在完成任務的過程中，學習相關知識和職業技能，所以考核必須結合課程的授課特點，變一次性考核為過程考核，即在學生的整個學習過程中考察學生。總評成績由課堂表現、項目實操、項目報告和理論考試綜合構成。具體考核內容和權重分配見下頁表2。
以上各項獨立評分，按比例記入課程總成績，對考核結果及時進行統計分析。
5.課程建設的保障。①教材及教學方法。通過文獻檢索和調研，目前本課程沒有現成的實例可以借鑒，需要根據市場調研、企業調研和參考相關資料編寫教材。在教材編寫過程中北京凌陽愛普科技有限公司和北京中訊威易科技有限公司的工程師給予了指導建議，并參與了部分內容的編寫。本課程授課時要注意理論和實際有機結合，采取一體化教學方法，在智能家居實訓室和智能家居體驗中心的環境中讓學生融入工作情景。同時還可以帶學生體驗物聯網實訓基地的煤礦人員定位系統及不停車系統，帶領學生分析討論。教師在授課時應注意調動學生的積極性，讓學生自主學習，多采取分組布置任務、小組討論、任務驅動等教學手段，教師的任務主要是歸納、總結，知識的系統講解。②教師。教師需要通過自身的學習和培訓提高專業知識水平，可通過與物聯網企業的合作、實習提高教師的實踐能力。由于課程的工程性較強，課程內由企業工程師現場講解設備的安裝和調試的相關知識。企業工程師授課學時數不少于課程總學時的50%，企業工程師授課時校內教師作為助理，從而保證課程效果。③智能家居綜合實訓基地。作為課程實施的有力保障，智能家居綜合實訓基地分為智能家居實訓室和智能家居體驗中心兩部分。智能家居實訓室擁有9套物聯網工程實訓平臺，采用結構化實訓架作為實訓項目的“柔性工位”，實驗所用產品均接近實際應用系統，能夠組建具有行業特色的物聯網工程實訓項目，確保學生可利用智能家居實訓室設備搭建真實物聯網項目。智能家居展示體驗中心是一套兩居室的樣板房，完全按照實際的家居環境設計，智能家居體驗中心將當前熱門和最有市場潛力的智能家居產品方案引進實訓基地，為高校師生接觸和研究當前先進技術搭建橋梁，讓學生了解所學習的專業知識在實際工程項目中的應用。
五、總結
提出了基于職業能力培養的物聯網項目綜合實務課程標準開發方案。該方案有利于提高學生的職業技能和職業素質。由于物聯網專業開設時間不長，在課程建設方面還有很多問題，如師資問題、教材問題等還需進一步的深入研究。
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篇5
關鍵詞：物聯網工程；專業教學體系；建設思考
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0211-02
我國的物聯網專業是教育部為了適應國家經濟發展戰略的需要在2010年設立的新興專業，它屬于計算機科學與技術類，并且有30所高校在同一年被批準開設該專業，2011―2013年，陸續有270多所學校也被批準開設，同時，物聯網仍然處于發展階段，沒有清楚的知識體系，涵蓋了多種專業技術，無法清楚對其邊界進行界定。因此，在建設物聯網工程專業教學體系時，我們沒有現成的經驗可供借鑒，在建設中就必須要非常謹慎。為了避免在建設物聯網工程專業教學體系時出現一些問題，我們在進行該專業的目標定位和課程體系設置時，要遵照有效發揮源學科的學科基礎與優勢、依據未來畢業生的就業崗位和需求這兩個原則。
一、物聯網工程專業建設現狀
國內的多所高校陸續獲批開設了物聯網工程專業，物聯網專業也逐漸受到廣泛關注，成為最熱門的專業之一，社會上對物聯網專業人才的需求也在逐漸增大。雖然物聯網專業近年來發展較快，很多高校開設物聯網相關專業的熱情也很高，但是他們對于物聯網工程專業的專業定位仍然不是很明確，沒有形成一定的專業體系，也沒有具有過硬的物聯網專業教師隊伍來支持該專業的發展，專業方面的實驗實訓建設標準也沒有制定出規范準則。物聯網專業的教學體系建設面臨著缺乏師資隊伍、缺乏物聯網技術專業的教材、缺乏物聯網教學基地的問題，這些問題嚴重影響著物聯網高端人才的培養。要想建設好物聯網工程專業教學體系，就必須設法解決這些現實問題。
二、物聯網工程專業理論課程教學體系
物聯網工程專業的課程體系主要包括了基礎類課程模塊、感知層課程模塊、網絡層課程模塊及應用層課程模塊這四個課程模塊。而基礎類的課程模塊又包含了公共基礎課程模塊和專業基礎課程模塊兩部分。
物聯網體系結構被分為感知層課程模塊、網絡層課程模塊與應用層課程模塊三個層次。感知層課程模塊包括了RFID原理與技術、傳感器原理、短距離無線通信技術、無線傳感器網絡技術、嵌入式系統等。學生通過這個模塊的學習可以學習到物聯網的相關硬件知識及物聯網的節點感知技術。網絡層的課程模塊包括了無線自組網技術、解決實際生活中遇到的一些技術問題，主要有物聯網應用系統設計、云計算基礎、移動終端開發等課程。
三、對物聯網工程專業課程建設的理解
在進行物聯網工程專業課程教學體系建設中，各大高校都要本著“課程精、實驗強”這兩大原則。在物聯網工程專業課程教學體系建設中，包含了計算機學科的基礎課程和體現物聯網工程專業特點的專業課課程兩大類型。教育部高等學校計算機學科與技術教學指導委員會在《高等學校計算機科學與技術計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程》與《高等學校計算機科學與技術計算機科學與技術專業人才專業能力構成與培養》中已經對計算機學科的基礎課程以及實踐能力培養問題做出了明確的指示和系統討論。
要成為一名合格的物聯網工程技術人員，除了要學習相關的物聯網知識，還必須要能夠掌握計算機原理與操作系統、軟件基礎與軟件編程技術、網絡與嵌入式系統、數據庫與智能信息處理技術等基礎知識和技能，以及移動計算、普適計算和云計算知識，學會將學到的知識與實踐結合起來，達到學以致用的目的。
在進行物聯網工程專業課程體系建設中，高校要注意以下幾點。
1.我們所學習的這些課程屬于物聯網工程專業的基礎課程，是所有高校的物聯網工程專業課程中都有的課程，學校在進行課程設置時可以將它們與本學校的具體實際相結合，依據自己的教學優勢和科研優勢來進行特色課程設置。以天津科技大學為例，物聯網專業建設依托計算機學科，而學校在食品科學和生物工程等領域的研究與教學處于全國前列。筆者認為，目前計算機學院的物聯網工程專業可以以食品安全智能追溯為物聯網應用領域，融合食品學院和生物學院相關專業的教學資源，因此在涉及感知層的“感知技術及應用”與應用層的“智能信息處理”課程的設置中，學校可以發揮自身的優勢，要從有特色的教學中培養一批物聯網技術能力較強的學生，幫助學生在就業中脫穎而出，旨在培養具有輕工業特色的物聯網專業應用型產業人才。
2.進行物聯網工程專業的課程體系建設中，學校要注意避免教學內容層次較低、重復、深淺不一等問題，要從教學內容與教學環節出發，注重改變課程內容的銜接和協調方式，幫助學生學習相關的專業知識，提高學生的物聯網技術能力。
3.物聯網工程專業是一個新興的專業，該專業還處于初級階段，基礎較差。我們不能像對待已有的專業一樣看待它，直接從已有的教師中抽取教師隊伍，根據已有的教師知識結構來設定課程，而是要根據物聯網工程專業的特點，制定新的專業培養目標，形成一個真正的有機課程教學體系。物聯網工程專業是一個新的專業，我們的教師對于這個專業也不是很熟悉，還沒有形成成熟的專業教學模式和教學技能，這就要求學校要定期對教師進行相關的培訓，讓教師通過培訓進修，在教學中結合教學及科研的實踐來不斷積累教學實踐經驗。物聯網工程專業是為國家培養一批“工程應用型”人才的需要才出現的，學校必須對其十分重視，要注意將物聯網的專業理論與具體的教學實際相結合，進行物聯網工程專業實驗教學環境建設。為了能夠培養和提高學生的物聯網專業能力，建設實驗教學環境，我們的教師要加強對所教授的專業技術的深入理解，不斷提高自身的教學能力，積累一些教學經驗；學校要加大對該專業的實驗室建設經費支出，完善教學設施。所有的物聯網專業的學科建設者和管理者、學科帶頭人都要堅持“課程精，實驗強”的原則，在物聯網工程專業課程體系建設中時刻保持清醒的頭腦，為物聯網工程專業課程體系建設貢獻自己的力量。
四、結語
總而言之，物聯網工程專業是應國家戰略性新興產業發展的需要才出現的，我們對其要特別重視，要用國家發展戰略的視野來進行物聯網工程專業的建設，要將目光放長遠，要有全局觀和預見性，為國家培養一批具有扎實的物聯網基礎知識的復合型人才。物聯網技術如果能夠得到快速發展和廣泛的應用，那么與之相關的計算機技術也將會得到廣闊的發展空間，計算機類的教育教學就有了新的發展方向，計算機應用型人才也就多了一條新的發展道路。我們要在進行物聯網工程專業的課程教學體系建設中保持“積極、謹慎”的態度，在進行科學研究和教學研究緊密結合的基礎上，發揮信息技術學科的綜合優勢，從中研究出能夠體現本校教學特色的辦學優勢。只有這樣，才能培養出國家需要的合格人才，后續開設該專業的高校也就有了成功的經驗可以借鑒。
參考文獻：
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篇6
【關鍵詞】校企合作；專業特色；物聯網；實踐基地
引 言
物聯網已正式列入國家重點發展的五大戰略性新興產業之一。學習與掌握物聯網的技術理論、發展方向及其行業應用是目前高等教育的核心目標。目前，許多院校開設物聯網相關專業，其專業人才培養的建設方案也在不斷完善，物聯網實驗實訓基地的建設是物聯網人才培養方案的重要組成部分，是關系到專業人才培養、適應物聯網技術發展及相關人才市場需求的迫切問題。
一、物聯網人才培養背景
（一）分析物聯網教育背景及特點
2010年10月18日，國務院《國務院關于加快培育 和發展戰略性新興產業的決定》；《決定》明確現階段節能 環保、信息、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車為七大戰略性新興產業，確定了七大產業的突破方向；信息技術產業突破方向為：新一代信息網絡、“三網”融 合、物聯網、云計算。 決定提出：要發揮研究型大學的支撐和引領作用，加強戰略性新興產業相關專業學科建設，增加急需的專業學位類別。改革人才培養模式，制定鼓勵企業參與人才培養的政策，建立企校聯合培養人才的新機制，促進創新型、應用型、復合型和技能型人才的培養。
（二）物聯網專業的特點及人才需求分析
物聯網是典型的交叉學科，涉及電子、通信、計算機、測控等多領域相關專業知識。多專業的融合與提升，需要多專業課程的匯聚，取其共性，建立基礎教學。物聯網專業培養的人才，不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式技術和相應的軟件技術，還要掌握無線通訊、高頻設計、低功耗、無線傳感網絡以及 3G 核心網/無線網絡原理等最新技術。它不同于其它專業單一的知識體系，而是現有信息技術綜合集成化的產物，它呈現形式是“一個實際落地的應用系統”，重在應用。
從物聯網產業鏈的角度來分析，物聯網產業主要有感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。感知控制主要通過感知設備來對物獲取感知信息，涉及到物聯網中的硬件系統，這個環節需要電子設備技術人員以及芯片設計和制造人員；如果物的信息被感知到，就可以通過數據傳輸到數據處理環節對數據進行分析、控制，從而進行應用，這個環節主要是通過網絡進行傳輸，涉及到計算機網絡和通信技術，因此需要通信和計算機網絡人員；數據處理環節主要對傳輸過來的數據進行處理，涉及到系統分析，因此需要系統設計、系統應用和系統管理人員。
綜上所述，物聯網人才需求可以概況為三類：
（1）電子設備技術和芯片設計技術人才，工作崗位主要有芯片設計、硬件集成等。
（2）計算機網絡和通信人才，工作崗位主要有IT網絡管理和應用等。
（3）系統集成和應用人才，工作崗位主要有系統集成與開發、物聯網管理與應用等。
二、建立物聯網特色實踐教學體系
（一）物聯網應用技術實訓室建設要點.
（1）專業素質課程主要以課程講授為主，這種教學模式下，同學缺乏實際操作經驗保障，缺少團隊合作素質培養，不僅難以增強對相關理論的深刻理解和融會貫通，更難以激發主動創新的精神，物聯網技術是一門全新的應用性很強的綜合學科，需要在實踐中體會。所以高校有自己的實踐教學環境是很有必要的，這將使學生畢業時更適應企業的工作環境。
（2）人才培養需要有一個框架指導，企業和院校合作建設物聯網教學體系，以國家物聯網人才培養的高度和專業角度出發，滿足學生的就業技能需求。
（3）物聯網技術是一門實踐技術，需要通過大量的實踐環節來學習，和我們的單片機課程一樣需要一個實驗開發的平臺，隨著技術的進步，物聯網實驗開發平臺已經很大程度上替代了原來的單片機實驗實訓課程。
（4）物聯網應用技術的核心技能之一是代碼編寫，而代碼編寫人員是高等職業教育信息技術的主要培養對象。職業知識的要求決定了學制的長短，隨著物聯網技術的快速發展，物聯網應用項目的爆發性增長，規模越來越大。團隊協作能力和項目架構協調能力更加重要，物聯網應用技術實訓室能增強學生的團隊意識和協調能力。
（二） 雙師培訓提升教學質量
教師在掌握理論知識的基礎上，下企業深入了解企業生產，動手實踐體驗物聯網技術的開發與應用，校方和企業工程師共同開發教學資源，提升專業教學技能，提高教學質量。
三、物聯網實踐基地建設方案構建
根據我們所提出的調研及討論，物聯網應用技術實訓室的建立主要考慮如下幾個方面：
（1）充分利用已有的資源，立足于自主開發建設，以降低建設成本。充分利用學院已有教學資源，這里主要是由軟件和計算機網絡教研室老師直接參與實訓室建設。本專業教師已經在數據庫、可視化程序設計、軟件項目管理、嵌入式軟件開發、傳感器應用等方面有較強的能力，通過專業教師的直接參與可以增強教師的實踐水平，還可以增強教師對實踐教學環節的掌控能力。
（2）物聯網應用技術實訓室不僅有先進的設備，還要提供現代技術氛圍和最先進的管理軟件。在建設過程中，企業將全程參與溝通，選擇使用率高、起點高、能體現物聯網應用前景的項目建立實訓環境，建立符合市場需求的物聯網應用技術實訓室，使學生在學習過程中不知不覺中地積累到最先進的物聯網應用技術工程和開發經驗。
（3）物聯網應用技術實驗室采用校企合作的模式，邀請技術公司一線工程師課堂授課，支持骨干教師參與企業項目合作開發，做到教學信息和市場同步，鑒于物聯網是一門全新的綜合學科，企業和校方合作成立物聯網知識庫實行資源共享。
（4）物聯網應用技術實訓室即可以為學生提供綜合實訓，也可以開展對外技術培訓和未來的職業技能鑒定工作。
物聯網應用技術實訓室可開展的職業技能鑒定有：物聯網應用工程師等級使學生在學校學習的同時可以獲得相關的職業技能證書，為學生的就業提供幫助。
篇7
Abstract： In this paper， we discussed some issues about college-enterprise cooperation， such as， experimental facilities construction， students engineering training， etc. And we also analyzed the reasons of this kind of cooperation and benifits for both college and enterprise.
關鍵詞： 物聯網；物聯網工程專業；校企合作
Key words： intenet of thing；intenet of thing engineering major；college-enterprise cooperation
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0250-03
0 引言
自2005年11月17日，在突尼斯召開的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟《ITU 互聯網報告 2005：物聯網》，正式提出“物聯網”的概念以來，世界各國紛紛投入了大量的人力、物力、財力以發展物聯網。2009年8月，國務院總理在無錫考察時，提出了“感知中國”的概念，從而掀起了物聯網在我國發展的熱潮。2010年《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》（國發[2010]32號）中明確提出了以“新能源、新一代信息技術（物聯網信息技術）、新材料、農業與生物、空間技術”為代表的國家戰略性新興產業發展規劃。2010年3月9日，教育部發出通知，將針對新一代信息網絡、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等國家重要戰略性新興產業，在高校本科教育階段設立相關專業開始接受物聯網專業申報，物聯網工程專業正式列入我國高等教育本科專業目錄，相關院校于2011年開始招生。
1 物聯網工程專業特點
1.1 多學科交叉集成 從物聯網技術框架看，比較普遍接受的觀點是，物聯網分為：感知層、網絡層與應用層。其中各個層次所涉及的學科專業為：感知層：電子科學與技術、微電子科學與技術和計算機科學與技術等專業。網絡層：網絡工程、通信工程和計算機科學與技術等專業。應用層：軟件工程、信息工程[1]、信息管理與信息系統、自動化和計算機科學與技術等專業。
與其他工程應用型專業一樣，根據物聯網在不同行業領域的具體應用，還涉及到其所應用到的各個行業領域的專業知識與技術。因此，多學科交叉是物聯網的基本特點。
1.2 工程應用為目標 因是全新設立的專業，物聯網并沒有形成自身完整的理論與技術體系，而是集成了其他相關專業的知識和技術，形成的一個綜合應用為目標的專業。在人才培養實踐中，因學時和基礎知識等方面的限制，我們不可能帶領學生深入地學習各種理論知識，而是應該抓住相關技術的應用屬性，并運用于物聯網工程專業的實踐教學中。因此，物聯網工程專業的實踐教學環節應該放在重點位置。突出實驗實訓環節，以便培養出掌握物聯網核心知識框架與工程實踐技術技能的工程應用型人才。
1.3 產業先于高教 物聯網是傳統互聯網應用的一種延伸。IT產業應用推動了從“人聯網”到“物聯網”的拓展。在此過程中，與物聯網相關的應用已經在國內外各行業逐漸開展。這些應用的實現，帶動了物聯網專業人才的需求，這在一定程度上推動了物聯網工程專業的設置與發展。
1.4 摸索中的新專業 物聯網屬于發展中的集成創新型技術，知識體系不清晰；產業涵蓋面寬，邊界難以界定[1]。為了推進物聯網及相關專業的建設與發展，在教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會和教育部高等學校電子信息與電氣學科教學指導委員會的共同指導和支持下，2010年8月29日成立了由全國首批批準設立物聯網相關專業的高校相關專家組成的“全國高校物聯網及相關專業教學指導小組”，針對有關物聯網工程專業的課程設置、人才培養模式、教材選編等進行研究與指導工作。但時至今日，尚未出臺國家統一的、規范性指導意見。因此，獲得專業開設資格的各個高校往往根據自身資源與優勢，結合所在區域的產業人才需求制定自己的物聯網工程專業人才培養方案。
2 物聯網工程專業培養模式
2.1 高校獨立培養模式 目前，開設物聯網工程專業的高校眾多。這其中，公立大學基于自身的傳統優勢學科專業的物質和人力資源，對物聯網工程專業的培養模式基本采用獨立培養，即抽調相關學科專業人員，組建物聯網工程專業的師資隊伍；在實踐教學方面，根據自身資源優勢，設計和建設相關的實驗/實訓設施和內容；在技術方向上，則是依托已有的與物聯網工程相關的優勢專業方向，來制定物聯網工程專業人才的培養方向。
這種模式有利于高校充分發揮既有資源優勢，有利于物聯網工程專業培養方案的順利制定和實施，并通過教學與科研實踐形成物聯網工程專業的人才培養特色，進而帶動物聯網產業的技術發展趨勢與方向。但是，這種模式并不適合所有高校，物聯網畢竟是交叉型的全新專業，其所涉及的諸多技術領域并不是所有高校都有足夠多的相關專業支持。因而，有的高校則把物聯網工程專業變成了與之相關的傳統專業在物聯網領域的應用方向。
2.2 校企合作培養模式 高校與企業的合作一直以來成為各國高等教育與職業教育研究中一個熱點問題。并通過這種合作實踐，給高校、企業乃至國家帶來了巨大的利益。關于校企合作，已有很多學者從不同的角度給予了界定：校企合作是指“大學與企業之間為達到一定目的，通過協調作用而形成的一種互動關系[2]”，“在人才培養、科學研究、技術開發、生產經營以及人員交流、資源共享、信息互通等方面所結成的互利互惠、互補互促的聯合與協作[3]”。在物聯網工程專業人才培養過程中，引進企業的資源和力量，對于一個新設立的專業十分必要。在校企合作辦學模式下，企業會全程參與到學校的招生、教學、就業等三大環節中來，可以較好的幫助學校解決課程建設、師資建設、教材建設、實訓室建設以及學生就業等一系列新專業亟需解決的難題，對專業建設產生了積極的影響[4]。
高校通過校企合作的這種模式有利于明確該專業人才的培養目標并能充分保證培養的人才與產業的需求有效對接，有利于高校對物聯網工程專業實踐教學環節的設計和實施，有利于學生學習過程中不斷接觸到行業發展的動態技術和信息，為學生未來的發展方向和就業提供指導性幫助；企業在這種合作中，有利于獲得高校所具有的知識與智力方面的高級人力資源，有利于開拓設備設施的市場銷售與推廣，有利于為自身的發展儲備“定制化”的人才。可以說是一種雙贏的模式。
3 物聯網工程專業校企合作動因
物聯網工程是一個剛剛設立并集成了多種學科專業的應用型專業。對于一個強調應用的專業來說，不管是獨立培養還是與企業合作培養，都離不開“來源于社會、應用于社會、服務于社會”的培養理念。因此，與社會的相關行業內企業合作，將是各個高校或多或少繞不開的一個路徑。那么，校企合作過程，都有哪些因素驅動著彼此合作？
3.1 高校的角度
3.1.1 培養方案 關于物聯網工程專業的人才培養，有學者認為，從規避風險的角度，應從未來畢業生可能從事的就業崗位和就業的能力需求出發，反過來審定我們所設計的培養目標，對課程體系和內容進行取舍[1]。通過校企合作，能夠使學校比較準確地掌握物聯網產業的發展動向和人才市場的需求信息，并根據這些信息制定物聯網工程專業人才的培養目標、規格以及知識結構。從而制定本專業的人才培養方案。
3.1.2 師資隊伍 物聯網工程專業涉及很多前沿信息技術，尤其在工程應用方面，這部分人力資源大多集中在物聯網相關的行業一線，有的高校在這方面的師資力量相對來說比較薄弱。因此，在相關核心專業課程的理論教學和實踐教學環節存在著師資短缺的問題。通過校企合作，一方面院校可以直接聘用企業的工程技術人員進入校園教學，另一方面，也可以將教師派到合作企業中，通過實際的工程項目培訓和鍛煉，提升教師隊伍的工程技術能力，構建起“雙師型”的專業師資隊伍。
3.1.3 科研學術 校企之間通過合作，共享各自的資源優勢，對提升院校的科研學術的能力有著積極的推動作用。物聯網專業涉及多個學科的交叉集成，一般院校很難找到各個相關專業的師資組成物聯網專業的科研隊伍。與企業合作，通過行業工程項目合作以及各級科研項目的聯合申報等形式，不僅能夠解決多元化科研人員的問題，也能夠帶動院校科研學術活動的實用型和成果的轉化效果。
3.1.4 實踐教學 實踐教學在任何應用型專業的建設中都是重要的培養環節。作為一個全新設置的專業，相關的實驗/實訓設備正在不斷更新和發展中，因此高校想要獲得代表物聯網工程應用需求現狀和發展趨勢的實踐教學設施，離不開這些企業的相關產品和服務。通過校企合作，有利于高校在有限的資金投入下，建設能使學生掌握物聯網產業的核心知識、技術和工程技能的實驗/實訓環境和設施。
3.1.5 實訓實習 通過校企合作建立起的實驗實訓設施，滿足了人才培養過程中的一般性實驗和實訓需求。但這種實驗實訓畢竟是一種有預案的驗證性實踐教學為主，為了保證學生能夠接觸到物聯網產業一線的工程應用項目實踐，學生到校企合作建立的“校外實訓基地”或者企業中體驗和參與真實的工程應用項目的整個實施過程，對學生來說無疑是一種校園內的培養無法給予的收獲。而校外實訓/實習基地的建設也是近幾年來國家和各個省市教育主管部門一直提倡的辦學指標之一。
3.1.6 學生就業 院校畢業生的就業率一直是衡量人才培養效果的重要考核指標。物聯網工程作為新設立的專業，社會對該專業的畢業生的要求和接納程度到底如何，目前還無法知曉。因此，院校通過與物聯網行業內的企業合作，可以實時掌握企業用人標準、崗位、知識技能要求等多方面的人才需求信息。據此及時調整和優化培養內容、方法和標準，使得畢業生能夠及早適應行業發展的需求。
3.2 企業的角度
3.2.1 產品與服務 物聯網產業的興起，帶動了一批傳統IT產業的企業投入到物聯網產品與服務的行業中。高等教育的人才培養過程中需要大量的實驗實訓設備和設施，通過與高等院校的合作，企業最直接的受益在于產品和服務的銷售。在合作中，產品的先入為主效應會幫助企業快速穩定地獲得這一新興教學設備市場的份額。并在后續的更新換代中，獲得優勢地位。
3.2.2 知識資源 相比于企業來說，高校儲備的知識技術資源是企業進一步升級創新的有利保障。通過與高校的科研合作，充分利用高校教師科研人員的智力資源，是企業持續創新的一個重要人力與知識的來源。
3.2.3 定制化人才 物聯網工程專業還沒有一屆畢業生走入這一新興的產業，企業在未來的發展過程中所需要的物聯網專業人才必將來自于各個高校培養出來的各個層次的學生。能否招聘到適合企業特色優勢的后續人才，關系到企業的未來可持續發展。因此，通過及早介入高等教育階段的人才培養，將有助于企業優先定制本企業所需的人才，避免高校人才培養與產業需求之間的脫節和錯位。這也是校企合作對企業的一切吸引力所在。
3.2.4 品牌利益 高等教育培養的人才是未來行業的技術主干力量。企業通過有償和無償的方式，在人才的培養過程中使用自己的產品和服務，可以起到先入為主的效應。通過學生的使用和學習，形成對企業產品和服務的早起認知和體驗，這必將影響到他們走進社會后對公司產品和服務的良好印象，進而影響到企業在行業內的品牌形象，帶動市場份額的擴大和提高市場的影響力。這也是國內外知名企業通常的做法。
4 校企合作目前存在的問題
4.1 公司資源 抱有很強的合作愿望的企業多為實驗實訓儀器設備的研制公司。這些公司有的是傳統的教學儀器供應商和制造商，有的是針對物聯網工程專業的熱潮而成立的新公司。這些公司在支持實踐教學設施方面沒問題，但在實習就業等方面缺乏支持資源和能力，也沒有成熟的聯合科研開發的思路和方案。
4.2 產品適用性 企業提供的產品與服務通常是根據其自身的技術與領域設計的，很少與高校一起合作共同開發。因此，院校對這類公司的產品均具有較強的陌生感，與院校所設計的課程體系、知識結構、技術特色沒有形成有機的契合，因此需要院校調整相關課程的設置才能發揮其實驗實訓設備的效用。另外，物聯網工程專業是高校開設的新專業，目前還缺乏公認的、系統的基礎理論圖書、技術普及圖書，特別是適合物聯網專業人才培養要求的系列教材[5]。一套實驗/實訓教學設施，除了硬件系統外，還需要配套的教材、軟件及二次開發資源等，尤其是理論課與實驗課理論與實驗內容的有效銜接問題。
4.3 服務廣泛性 在本院建設物聯網實踐教學設施的論證過程中，一些新興的物聯網實驗設備公司過于專注儀器設備自身的性能指標參數的優劣，忽略了院校在承辦全新的物聯網工程專業所面臨的一系列問題和不確定性。可以說，還是以往那種以產品銷售為主的商業合作層面。實際上，院校更希望找到一個能夠在實驗/實訓、實習、職業培訓、師資、科研、就業等多方面的合作對象。
5 結束語
校企合作這種高等教育的辦學模式在國內外已經被證明是非常有效的。我國社會各界對在高等職業教育方面進行了全面深入的研究和廣泛的實踐。隨著我國高等教育的普及和國民經濟產業結構的升級，本科階段教育同樣也需要進行各個層次的校企合作。尤其是對于物聯網工程這類新設立的本科專業，通過有效整合企業資源，不僅能夠幫助各個高校辦好本專業，更有利于帶動“產學研”縱向與橫向的融合，共同促進。擺脫高等教育與產業脫節的問題，在這種有機組合的模式中，使得學生能夠在理論與實踐的雙重學習與鍛煉中，得到全面的發展。
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篇8
關鍵詞：聯網工程 實踐創新 研究
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0241-01
物聯網技術是一種十分新型，但工作效果極為強大，短短幾十年而已，這種技術就在世界范圍內得到了極為廣泛的思考和研究。并且還為我國的軍事以及醫療，農業等方面做了巨大的貢獻，并且，隨著科技的不斷進步，我國的物聯網技術必將得到更大的發展，這就使得物聯網工程專業實踐創新能力培養更加必要，在國家大力倡導下，我國很多高校都已經開始使用物聯網技術，這對于培養學生的實踐能力與理論結合實踐的能力具有重要的現實意義。
1 物聯網工程專業人才培養的基本要求
（1）具有扎實寬廣的自然科學基礎，扎實的信息科學基礎知識。
（2）具有較好的人文社會科學、管理科學知識，綜合素質較高，并具有一定的組織協調與管理能力。
（3）熟練掌握一門外語，具有良好的聽、說、讀、寫能力，能順利閱讀本專業外文書籍和文獻。
（4）掌握物聯網技術與工程專業的基礎理論、專業知識和應用技術，主要包括電路理論、模擬與數字電子技術、射頻識別、傳感器原理、計算機網絡、嵌入式系統、傳感網絡設計、分布式系統、并行計算、多媒體信息融合等。
（5）較好地掌握物聯網系統設計、工業過程監控、自助服務管理及信息處理等方面的知識，了解本專業學科的前沿發展趨勢。
2 物聯網工程專業人才創新能力培養方式
任何技術的順利實施和普及，歸根結底是以人為主體進行的活動，因此，物聯網專業技術的普及和應用，也要以學生的主體情況為前提和基礎，對于不同的學生，所采用的方式方法也會有所不同，因此，我們也需要根據學生的實際情況，采取不同的方式進行培養，我們要通過以下方式進行。
2.1 物聯網工程專業知識學習
在進行互聯網工程專業人才創新能力培養的過程中，我們也要注意一些重點，并且，還要注意理論與實際相結合，我們可以將教育的重點問題放在硬件與理論知識的研究上面，并且我們還不能夠只限于一個行業的研究。在進行物聯網創新能力培養的過程中，我們要了解到它與計算機專業的區別所在，切不可完全按照計算機專業的教學方式進行，物聯網工程的重點在于培養學生的主觀實踐能力，同時還要將計算機操作的各種基礎知識，如：數據結構，語言編程等進行綜合的運用，學生能夠在算法與理論的基礎上，對物聯網理論及其有關的科目進行學習，進而實現其創新思維的培養。
2.2 以工程應用需求作為創新性培養方向
對于物聯網學生的培養的，是建立在工程應用這個基礎之上的，這就要求學生們必須要具有敏銳的洞察力與適應各種復雜環境的能力，同時還要具有創新精神與冒險精神。學生們要懂得將自身的專業特點與現階段物聯網工程最為需求的方面相結合，繼而準確找到兩者之間的銜接點，可以合理的將物聯網理論與實踐相融合，進而解決掉很多實際問題，比如，交通智能化，這樣就可以促進創新理論的科學發展，如果將計算機技術，物聯網理論與工程實踐相結合，那么物聯網的實踐創新就有了一個新的發展目標。現階段，我國的大部分的計算機學院已經具備了智能化的教學訓練平臺。并且隨著工程應用需求量的不斷增加，我們對于實踐教學的內容也會有一個更加科學合理的改善，而對于學生的培養和訓練也要更加專業，強度也需要更大。
2.3 以學生為中心的自主創新
在實現學生創新能力的過程中，我們所要注意的是學生的自主性，加強學生自主能力的培養，能夠有效的提高學生學習的興趣與主觀能動性，使其能夠對學生產生興趣，進而實現專業知識與實踐方向的有機結合，要以學生的興趣與思維為主，教師發揮其引導和監督的作用，使學生們能夠將自身所貯備的知識與其愛好進行統一，從而實現其對研究領域的選擇。我們還要為學生提供一個完善的開發平臺，這樣學生們才能夠從中獲取有用的資源，并能夠促使學生對物聯網實際結構有所研究和了解，并可以做到具體問題具體分析，對于不同的物聯網技術進行不同方向的研究和分析。在這樣的基礎之上，教師要能夠幫助學生從計算機技術的方向出發，去思考物聯網技術的問題，引導學生對于新技術的開發和創新，進而促進學生的全面發展。
2.4 物聯網工程專業人才自主科研能力培養方式
移動終端有CPU、GPU、管線等硬件性能差異，傳統的虛擬現實系統平臺軟件無法高效運行，單一地從GIS算法方面進行創新改進，不能從根本上改善這一現狀。我們引導對嵌入式開發感興趣的物聯網工程專業學生，結合已有的計算機硬件理論知識，從嵌入式設備軟件設計原則的角度出發，設計針對移動終端的三維虛擬地球軟件框架，改善傳統GIS算法性能。
綜上所述，成功將移動三維立體虛擬地球軟件向試驗平臺轉化，不但有利于學生學習積極性的提高，還能夠有效的提高學生研究與創新的能力。我們一定要明白一個道理，那就是科研與教學兩個方面，是相互促進，相輔相成的關系，如果能夠將科研成果與教學進行有機的結合，那么一定會對實踐教學產生巨大的推動作用，進而能夠培養一批具有高度創新能力的人才。
3 結語
物聯網技術在我國的研究和發展，近些年來取得了一些成就，但是這還遠遠不能滿足人們的實際需求，因此，我們就要從培養學生的學習能力與創新能力入手，提高學生自主學習的能力，使其能夠對所掌握的知識進行有效的鞏固，同時還要加強學生獨自分析和解決問題的能力，使其能夠建立自主學習的意識。每一個學生都是一個獨立的個體，因此其學生狀況與愛好都不盡相同，我們要根據學生自身的愛好對其進行引導，使其能夠結合物聯網理論，找到最為適合自己的研發領域，只有培養出一批又一批高素質的物聯網技術創新人才，才能夠實現我國的物聯網技術的進一步發展。
篇9
關鍵詞：物聯網；信息安全；教學內容；教學方法
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）13-0078-02
物聯網（Internet of Things）是一個交叉性學科。物聯網產業在中國得到了蓬勃發展，但就物聯網技術本身來講，物聯網并非是全新的技術應用，它是信息技術發展到一定階段的必然產物。一方面，人民對美好生活的不斷追求提出了人物互聯和物物互聯的需求；另一方面，現代信息技術的快速發展也使得各類物體連入互聯網成為可能。物聯網是一種聚合性技術應用創新，其關鍵技術，如射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）、傳感器技術、無線網絡技術等大多都是前些年都已經出現并得到深入研究的技術。這些技術也在物聯網大發展的環境下得到了更深入的研究和更廣泛的應用。物聯網人才的培養是物聯網發展的根本要素。我國非常重視對物聯網專業人才的培養，教育部早在2011年起增設了“物聯網工程”新專業，不少高校都已經開始招收“物聯網工程”專業的學生。在物聯網產業繁榮發展的背后，物聯網的安全問題也逐漸顯現并引起了人們的重視。物聯網是建立在互聯網基礎上的，互聯網本身存在的諸多安全隱患在物聯網時代依然存在。并且由于物體也直接連入互聯網，物聯網的安全問題會直接影響到實體安全，所以物聯網所面臨的安全問題比互聯網更加復雜和嚴重，成為了物聯網進一步推廣應用的主要障礙。考慮到物聯網對未來我國經濟和社會發展的重要性，以及物聯網安全對未來我國信息安全和國家安全的重要意義，高校有義務和責任重視培養物聯網安全方面的人才，物聯網安全相關課程也應該成為“物聯網工程”專業學生的必修課。物聯網安全課程的教學沒有成熟的經驗可以借鑒。通過對物聯網安全問題的研究，以及對信息與網絡安全課程多年教學經驗的積累，經過多方調研，我們對物聯網安全課程的教學有自己的一點淺見，下面分別就物聯網安全課程教學內容和教學方法進行探討。
一、物聯網安全課程教學內容
物聯網是一門交叉學科，涉及到RFID技術、無線傳感器網絡技術、通信技術、計算機技術等。物聯網安全也涉及到各種技術自身的安全和整個系統聚合應用的安全。對比互聯網，物聯網大致可以劃分為三個層次。第一個層次是感知層，負責信息的感知和采集。第二個層次是網絡層，負責遠距離信息的可靠傳輸。第三個層次是應用層，負責對信息的分析、處理和利用。應分層討論物聯網的安全問題。另外對于信息安全的一些共性技術，如數據加密技術、安全協議理論和技術、認證技術、隱私保護技術等，也是物聯網安全的核心技術，也應該作為重點進行講授。物聯網安全課程的主要內容安排如下。
1.信息安全核心技術。物聯網安全是信息安全的一個特殊領域，掌握信息安全的一些核心技術，如數據加密技術、認證技術、安全協議理論和技術等，以及信息與網絡安全的一些基本概念，是正確認識和理解物聯網安全的前提。其中重點在于數據加密技術，這不僅是信息安全研究的重點，也是保障物聯網安全的核心技術，其他安全技術或理論大多都建立在數據加密技術的基礎上。
2.感知層安全技術。感知層主要通過各類感知設備和技術，如傳感器、RFID、二維碼、GPS設備等，從終端節點感知和收集各類信息或標識物體，并可通過短距離無線通信方式完成一些復雜的操作。相應的安全問題主要是終端設備的物理安全和短距離無線傳輸的安全。物聯網中感知層的安全是最能體現物聯網特性的部分。由于感知層終端設備一般都具有電源有限、存儲空間有限和計算能力有限的特點，傳統信息安全中的解決方法不能直接用于解決感知層安全問題。如在RFID系統中，傳統的安全協議就不能直接用在RFID標簽和RFID讀寫器的通信中，并且傳統的安全協議設計理論和模型也不適用于設計RFID系統的安全協議。對這部分內容的教學應充分體現物聯網特性，并作為物聯網安全課程的重點進行講授。
3.網絡層安全技術。物聯網是建立在互聯網的基礎上，傳統的網絡安全問題在物聯網中仍然存在。這部分內容主要講授傳統網絡安全問題，同時應兼顧物聯網的特性。由于物聯網系統中，大量終端節點都接入網絡，導致數據量激增，并且物聯網呈現多元異構的特點，在這種復雜的網絡環境下保證信息的機密性、可用性、完整性、不可否認性、可控性等安全屬性會帶來新的挑戰。
4.應用層安全技術。應用層的安全主要是多種平臺、多種業務類型、大規模物聯網絡的安全架構設計和建立的問題以及數據安全和用戶隱私保護問題。這部分講授的重點應放在用戶隱私保護方面。在物聯網時代，各類物體都連入網絡，而這些物體都附屬于某人或組織，如果沒有有效的隱私保護措施，那么通過獲取物體信息就可以獲得物主的某些信息或實現對物主的追蹤。
二、物聯網安全課程教學方法
作為新的課程，物聯網安全課程的教學方法沒有成熟的經驗可以借鑒。我們通過深入分析和廣泛調研，認為應該堅持以下原則。
1.統籌考慮，突出特色。物聯網安全涉及面比較廣，內容雜，教學中應該統籌考慮，突出重點和特色。不同院校“物聯網工程”專業課程設置應突出優勢學科和特色行業，相應的物聯網安全課程教學也應突出院校的特殊行業安全需求。
2.理論與實踐并重。必須重視實踐環節的教學，培養學生的動手能力，堅持理論與實踐并重，著力培養具有創新精神的應用型物聯網安全技術人才。
3.充分發揮多媒體教學優勢。利用多媒體技術演示對物聯網的各類攻擊以及各種安全技術在物聯網中的應用，將加深學生對物聯網安全技術的理解，激發學生對課程的學習興趣，培養學生的實踐動手能力。
物聯網安全問題的解決對物聯網未來能否在各個領域大規模應用具有決定性的作用。物聯網安全有區別于傳統網絡安全的特性，并且物聯網安全問題更加復雜緊迫。探討物聯網安全人才的培養問題，對我國物聯網的健康持續發展具有重要意義。
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篇10
關鍵詞：多學科；物聯網工程；課程體系；技術體系
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）04-0-03
0 引 言
物聯網的概念由美國麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出，2005年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上進一步確定了物聯網的定義和范圍，自此在美國、歐盟、日本、韓國和中國掀起一次新的信息發展浪潮[1]。物聯網被認為是繼計算機、互聯網之后的第三次信息時代大革命，物聯網作為一項戰略性新興信息產業，越來越多的企業把目光投向先進的物聯網技術。
國家把物聯網作為重點發展的戰略性新興產業之一，物聯網的發展離不開人才的需要。從2010年起，在高校設立了物聯網工程本科專業，到2015年全國共有340多所高校設立，已成為一個規模較大的本科專業[2]。物聯網工程專業肩負了高層次人才的培養使命，但其高度綜合交叉的專業特征決定了專業人才培養具有挑戰性的特點，專業建設需要綜合考慮IT技術發展、現實需求及已有基礎等多個因素，以建立清晰的預期目標。但是各個學校設立專業的學科來源和基礎各不相同，有電子科學與技術的，有通信工程的，有計算機科學與技術等，同時也說明物聯網自身的學科體系還沒建立起來。
一般地，任何新出現的專業學科都離不開相關成熟學科的支撐，通過學科交叉及其知識集成構成新專業新學科[3]。作為學科交叉極強的物聯網工程新興專業，如何構建其科學合理的課程體系成為該專業建設面臨的首要課題[4]。因此，本文從物聯網產業與技術體系的構成進行剖析，結合本校實際情況，分析其學科交叉內涵，從中抽取相應的支撐課程構建物聯網工程專業的課程體系，為制定符合規范的培養計劃奠定基礎。
1 物聯網產業與技術體系剖析
物聯網是近幾年出現的信息產業發展戰略的新興行業，目前還沒形成體系完備的行業規模，處于發展初期。但受各國戰略引領和市場推動，全球物聯網應用呈現加速發展態勢，物聯網所帶動的新型信息化與傳統領域走向深度融合，物聯網對行業和市場所帶來的沖擊與影響已經廣受關注。物聯網行業表現出以下兩個基本特征：
（1）納入物聯網行業的產業龐雜，面廣量大。涉及到芯片 （傳感器、RFID、無線通信模塊等）、終端設備（PC機、TV、手機等）、網絡設備、系統集成、軟件與應用、網絡服務商（移動、聯通等）、運營及服務提供商等。
（2）帶動物聯網應用的領域多、規模大。有智能電網、智能交通、智能物流、智能家居、環境與安全檢測、工業智能制造、醫療健康、精細農牧業、金融與服務業、國防軍事十大重點領域。
目前，國內總共有超過2 000家相關物聯網公司或者研究機構成立。其中，研究機構以研究設計、示范引導應用為主業，許多省市、行業都成立了一些研究機構，一些知名企業如華為、格力電器、聯想、海爾、移動、聯通等也將物聯網作為新的增長點。國外主要集中在美、歐、日、韓等少數國家，IBM、英特爾、西門子、霍尼韋爾等大牌公司也在進軍物聯網產業。企業對從事物聯網人才的要求主要有重點發展物聯網技術，從事物聯網相關產品的研發、設計和制造；大力培育物聯網產業，在傳統產業中通過物聯網技術促進產品智能化水平，提高產品的市場競爭力；在新興信息產業中，創新開發適應物聯網市場需求的智能化產品，開拓新產品；全力推廣物聯網應用，在一些應用領域推動物聯網技術的融合，帶動物聯網技術的應用，提高智慧化水平；努力搭建物聯網平臺，在網絡平臺嵌入物聯網服務功能，拓展新業務。
由于物聯網工程專業是新建立的，所以其知識結構和課程的學科體系還沒有獨立建立起來。但從技術和產業角度來看，其技術體系結構已經基本確定下來，物聯網系統的構成很長，其體系構架大致可分為感知層、網絡層、應用層三個層面，每個層面又涉及諸多細分領域[5]，圖1所示為物聯網技術的體系構架示意圖。
感知層的功能主要是識別與獲取信息，負責采集物理世界中發生的物理事件和數據，實現外部世界信息的感知和識別。包括傳統的無線傳感器網絡、全球定位系統、射頻識別、條碼識讀器等。這一層主要涉及兩大類關鍵技術：傳感技術和標識技術。傳感器網絡的感知主要通過各種類型的傳感器對物體的物質屬性（如溫度、濕度、壓力等）、環境狀態、行為態勢等信息進行大規模、分布式的信息獲取與狀態識別，它可用于環境監測、遠程醫療、智能家居等領域。標識技術通過給每個物體分配一個唯一的識別編碼，實現物聯網中任何物體的互聯。感知層的主要技術方向為新型傳感器及其感知節點的研發技術。實現感知節點中的感知單元、處理單元、傳輸單元和電源單元的高度集成、高度智能，結合節點節能技術，數據融合技術，開發新結構、新原理、新工藝的傳感器技術。
網絡層主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的傳送和處理。從具體實現的角度，本層由下而上又分為接入網、核心網和業務網三層。
（1）接入網：主要完成各類設備的網絡接入，強調各類接入方式，比如現有的蜂窩移動通信網、無線局域/城域網、衛星通信網、各類有線網絡等。
（2）核心網：主要完成信息的遠距離傳輸，目前依靠現有的互聯網、電信網或電視網。隨著三網融合的推進，核心網將朝全IP網絡發展。
（3）業務網：是實現物聯網業務能力和運營支撐能力的核心組成部分。
網絡層的主要技術方向是感知節點組網與協同處理技術，多應用監測區域下的感知節點通信與組網技術，異構網融合技術，網絡管理與安全技術。
應用層主要利用經過分析處理的感知數據，將物聯網技術與個人、家庭和行業信息化需求相結合，可向用戶提供豐富的服務內容，大大提高生產和生活的智能化程度，應用前景十分廣闊。其應用可分為監控型（物流監控、污染監控、災害監控）、查詢型（智能檢索、遠程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路燈控制、遠程醫療、綠色農業）、掃描型（手機錢包、ETC）等。應用層的主要技術方向是服務用戶的應用軟件及系統集成技術。滿足用戶的操作系統技術，存儲和處理大數據的數據庫技術、數據挖掘技術，適應物聯網數據處理與使用的中間件軟件技術，物聯網系統設計與實現技術等。
由此可知，廣義傳感器在監測區域獲取和采集各種信息后轉化為數據形式，通過數據傳輸協議構成了從感知層、網絡層到應用層的“數據流”。與物聯網三層技術結構對應的知識結構支撐學科分別是電子信息類（電子科學與技術、儀器科學與技術等）、通信類（通信工程等）和計算機類（計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程等）。因此，在制定物聯網工程專業的人才培養計劃時，需要考慮以下兩個問題：
（1）物聯網工程專業尚未建立起自身的學科體系，需要在多學科支撐下，逐步從各學科體系中收取相關內容，在工程實踐中不斷融合，才可形成自身的學科體系。因此制定計劃時，需要從電子信息類、通信類和計算機類三大學科中提取與物聯網直接相關的內容，確定主干和核心課程；
（2）物聯網技術涉及的知識鏈較長、內容繁多，在大學4年中，很難做到“面面俱到、樣樣學到”。同時，如果所有物聯網知識點都涉及的話，也會出現“樣樣了解樣樣松”的問題，無法做到“扎實掌握”的目的。而且在現代企業實際工作中，都是團隊合作的模式，也不需要樣樣松的“全才式”畢業生。所以制定計劃時，各校可以依據各自的基礎，選擇一部分課程，達到掌握程度；另一部分課程，達到了解程度即可。
從物聯網產業群可知，其產業不僅長，而且龐大，將是下一個萬億級規模的產業。與之對應的人才能力要求也會因企業不同而各有不同，而且4年的大學教育也難以覆蓋其全部內涵。因此，在物聯網產業中，不同的崗位對畢業生的要求不同。
各學校應結合各自的條件和基礎，制定出具有自身特色和自我優勢的培養計劃，以培養工程師工程設計和技術開發的能力為出發點，構筑工程師必備的知識體系、能力結構，重點加強工程技術等工程科學基礎課程、信息大類專業基礎課程、物聯網專業技術課程群等工程應用類課程。實現相同專業的錯位培養，滿足物聯網產業對各類人才的需求。
2 相關學科對物聯網知識構建的支撐作用
雖然物聯網工程專業是新出現的電子信息領域專業，可以認為是一個數據流過程，但本專業也是在其相關學科的技術積累集成而形成的。在物聯網產生和發展的過程中，與之密切相關的支撐學科主要有儀器科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術，從中抽取與物聯網有關的知識點分別支撐著物聯網技術體系的感知層、網絡層和應用層。
從儀器科學與技術學科抽取“電子技術”、“微機原理”、“信號與系統”、“測控電路”、“傳感技術”、“計算機控制技術與系統”、“數字信號分析與處理”、“誤差理論與數據處理”等課程的部分內容，提供智能感知和控制儀器的知識和能力，解決物聯網數據“測的準”的問題。從信息與通信工程學科抽取 “通信電子線路”、“通信原理”、“計算機通信網絡”等課程的部分內容，提供數據接入、傳輸和下載的主干網（如互聯網）的知識和能力，解決物聯網數據“傳的遠”的問題。從計算機科學與技術學科抽取“計算機C語言”、“數據結構”、“計算機組成原理”、“軟件工程”、“操作系統”、“算法設計與分析”、“Java語言”、“Linux系統應用”、“數據庫技術與應用”等課程的部分內容，提供數據應用軟硬件平臺與數據算法的知識和能力，解決物聯網數據“用的好”的問題。
由上述分析可知，3個支撐學科在構成物聯網的三層技術結構的知識內容時，各層之間的關聯性知識點還沒有考慮進去，難以集成在一起。因此，必須結合與物聯網有關的當今新出現的先進技術，在感知層與網絡層之間構建無線通信、區域組網、融合、網關協議等知識，在網絡層與應用層之間構建異構網絡互聯、數據挖掘、移動操作系統、物聯網系統設計、應用管理等知識。
3 對課程體系構建的思考
綜上所述，物聯網工程專業的課程體系與產業對物聯網技術的需求、三層物聯網技術架構及支撐學科的作用是一致的。那么，如何解決在四年的大學本科教育活動中，既要讓學生掌握專業知識，又讓其知識體系符合認證標準呢？本文認為需要從以下兩點考慮：
（1）物聯網的最終目標是應用數據來提高社會的智慧信息化水平。因此可以認為，在物聯網三層技術體系中，感知層技術是數據提供者，是專業建設的基礎；應用層技術是數據的應用者，是專業建設的引領和推動者；這兩層是專業建設的重點。
（2）網絡層技術是數據通信的傳輸通道，可以認為網絡層在專業建設中起橋梁作用，特別是核心網絡中通信設備專用的、協議軟件固化好的，因此網絡層的知識了解即可。
綜上所述，該學科應重點掌握物聯網數據流中的數據采集與控制、數據的區域（短距離）傳輸與通信、數據的接入與異構互聯、數據的存儲與建倉、數據的計算、挖掘與應用等知識，基本掌握數據的公用網絡傳輸、通信與管理知識等。所以，專業合理的定位為啞鈴式線性課程結構，即重點掌握物聯網兩端的感知層和應用層知識，基本了解中段的網絡層知識。圖2所示為本文構建的課程體系。
從圖2可見，該課程體系涵蓋了物聯網知識點，做到了與儀器科學與技術、信息與通信工程兩大支撐學科的緊密融合，與計算機科學與技術支撐學科的深度交叉，突出了物聯網“數據測量的準確”、“數據傳送的遙遠”、“數據應用”的專業能力和工程素養。
4 結 語
本文剖析了物聯網產業對技術的要求，探討了其體系構架的感知層、網絡層、應用層三個層面的技術內容。分析了與物聯網工程密切相關的儀器科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術的支撐學科作用，從中與物聯網有關的知識點分別支撐著物聯網技術體系的感知層、網絡層和應用層，為構建規范培養計劃的課程體系奠定基礎。
參考文獻
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