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关键词:应用型;校企合作;人才培养
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)05-0028-02
随着我国高等教育进入大众化教育阶段,地方院校逐渐成为我国高等教育中培养本科层次教育的主力军,且应用型本科人才已成为地方院校主要的人才培养层次。但是应用型本科人才培养过程中存在教学计划和教学内容相对陈旧,本科毕业生所具备的能力严重不满足企业需求;教学方式与学生自学能力和创新能力的培养不相适应等一系列问题,导致出现“大学生就业难”的现象。大学毕业生如何和行业接轨、和企业接轨,提高就业率的问题不仅是高校面临的问题,同时也是企业急需解决新入职员工的职业能力的问题。近年来教育部高度重视大学生的就业工作,积极采取措施推进校企合作,创新人才培养模式,提升大学生的实践能力和就业能力,共同解决就业难问题。
大连中软国际卓越信息技术有限公司于2011年开始与长春光华学院接触,共同商量校企深度合作,于2012年在物联网工程、计算机科学与技术两个专业进行深度校企合作试点,根据学生的特点、专业的特色和人才培养现状,着手探索企业“嵌入式”人才培养的具体模式,研究如何打破理论知识和实践能力的界线、学校和企业的界线、理论课程和实践课程的界线,以及如何体现出理论教学中有企业实践内容,实践教学中蕴含企业岗位技能的相互嵌入,使学生具备的知识体系、能力素质与企业的实际需求对接,探索出一条“合作育人、合作发展、合作就业”的嵌入型校企合作办学机制,实现学校、企业、学生“三赢”的共同目标。下面简单介绍我们实行的人才培养模式改革
一、人才培养目标及特色
我们与长春光华学院全程实行“企业嵌入式”人才培养模式,企业全程参与教学过程,注重实践能力培养、实现与企业的无缝链接,学生入学即签署就业协议。企业全程参与教学过程,包括人才培养方案的制定、新生入学教育、企业课程嵌入课程培训、毕业设计、师资培训、企业实践、就业服务等。由企业专家和学校专业教师组成专业教学指导委员会,其中企业专家占50%以上。利用校企深度合作的优势,探索学校、企业(合作)、社会(就业)的“三元”运行机制,实行“共同制定培养方案、共同实施培养过程、共同开发教学资源、共同监控教学质量”的合作模式,构建“平台+模块”的课程体系,逐步形成“三元四共五平台”工学融合的应用型人才培养模式。
二、人才培养方案
通过企业专家与学校专家在行业技术发展动态、行业用人需求状况、行业用人基本要求等方面进行交流,通过物联网工程、计算机科学与技术两个专业的人才需求岗位进行分析,着眼于未来经济社会发展对物联网工程师、嵌入式工程师、软件工程师、Java工程师等岗位的人才需求,分别完成2012、2014、2016级以岗位需求为导向的人才培养方案和课程体系。先后进行三次人才培养方案修订后,修订后的人才培养方案实践教学比例有很大幅度增加。其中计算机科学与技术专业实践环节由原来的23.8%增加到33%,并有17门企业级课程由中软国际有限公司技术人员讲授,物联网工程专业是新建专业,实行“2.5+1.5”人才培养模式,人才培养方案中实践教学比例占33.7%,并有16门企业级课程由中软国际有限公司技术人员讲授,全面提升职业竞争力。
三、人才培养实施过程
目前物联网工程、计算机科学与技术两个专业实行“2.5+1.5”的人才培养模式,即2.5年在学校学习专业基础知识,1.5年学生全部到“中软国际有限公司(大连)”去进行专业方向课程的W习和在中软所属企业进行实习、实训、毕业设计。其中学校的2.5年期间,1.0年期末本专业学生到中软国际有限公司(大连基地)进行为期2周的企业课程设计,让学生真实感受企业工作环境、工作流程、工作氛围,在1.5-2.5年每学期期末都必须有一个课程设计由企业工程师到学校来进行,给学生讲解企业相关技术动态、技术详解、方案设计等内容。企业整体实训流程如图1所示。
四、职业能力培养过程
在大连基地学习过程中,采用学中做,做中学的5R教学方法。“5R”教学方法,即Real office(真实的企业环境)、Real PM(真实的项目经理)、Real Project(真实的开发项目)、Real Pressure(真实的工作压力)、Real Opening(真实的工作机会)。学生在课程设计、实习、实训过程中,由有丰富行业经验的项目经理、企业工程师讲授专业课程,课程安排由浅入深,循序渐进,注重实践。学生能够感受真实的企业环境,初步解了企业文化、企业岗位需求、企业技术规范、企业技术标准、企业管理模式,熟悉真实的企业项目开发流程,了解真实的工作压力,提高学生职业技能,并从入学就签订就业协议,最后1.5年到企业集中培训6个月后给提供学生真实的工作机会。2012级、2013级、2014级物联网工程专业和计算机科学与技术专业全体学生的C语言课程设计都是在中软国际做的,真正体验了5R教学,每个学生都有很大收获,去过企业做课程设计学生的精神面貌、学习热情和团结合作精神都要好于没去过企业做课程设计的同学。同时,每年都有一门课程设计到企业去做或由企业的技术人员来指导,采用5R教学,使学生真正体验到了项目的开发过程。课程设计的阶段提交物如图2所示。
五、人才培养效果
通过企业和学校的共同努力,2012级校企合作第一届物联网工程专业、计算机科学与技术专业于2016年毕业,本届共63名毕业生,除了2人考研、3人自主就业(家里安排,不用推荐)之外,其他58名毕业生经过企业培训和推荐已全部高薪就业,就业率达到92%,就业单位对口率达到100%。
关键词:产学研;项目驱动;实践教学;教学模式改革
引言
人类创造力发展主要依靠创新精神,而创新需要在实践中进行推动。教育工作者应该结合理论教学,通过各个方面的技术实践,让学生具备独立的创新能力,进行跨学科知识融合,满足技术的不断创新,解决社会对多样性人才的需求。物联网工程专业作为我校新开办的新工科专业,具有学科交叉、软硬件集成、综合分析性强的特点,对学生的综合实践能力提出更高的挑战。通过物联网工程专业教学实践和探索,根据学生毕业能力支撑的要求,从教学内容、教学手段、考核机制等进行设计和改革尝试,培养具有鲜明地区特色的物联网工程人才。2020年北京工业大学王秀娟等针对新工科建设围绕专业育人目标,课程目标等,提出了课程的改革思路,以适应新工科建设的需求。2020年南华大学屈爱平等结合物联网技术的行业发展趋势以及物联网工程专业人才培养现状,针对当前新工科和创新等热点问题,结合南华大学的办学定位,探索具有地方和行业特色的物联网专业人才培养模式,以提高物联网工程专业的人才培养质量。2018年西安科技大学党琪等分析了目前高校实践教学环节存在的问题,并提出了以培养学生创新能力为目标的实践教学环节改革举措,2017年福建师范大学陈曦碧等主要从毕业论文(设计)、实习、实验教学、大学生创新创业训练计划四个主要实践教学环节的管理着手,采取有效措施提高各环节质量,并重视管理人员培养;2017年北京信息科技大学吴韶波针对物联网工程专业的特点以及工程教育认证的要求,分析了物联网工程专业实践教学体系的课程设置,设计了物联网工程专业实验教学内容,并对实验教学模式进行了探究。2016年沈阳工程学院戴宪滨提出实践教学体系始终坚持以学生为主体,教师为主导,突出学生在实践环节中的“主动性、独立性和创造性”。2016年余文森对应用创新型物联网人才培养实践教学体系进行研究,提出基于应用创新型人才内涵、地域特色以及学校专业优势,给出物联网工程专业应用创新型人才培养的目标定位。针对我校物联网工程专业的实际情况,以培养目标和定位为指导,优化课程内容,改革评价方法,探索更有效的教学模式,以培养学生创新能力为目标的实践教学改革研究就显得尤为重要。
1目前存在的教学问题
我校通过“卓越工程师”计划加强校企合作,针对物联网工程专业实践教学进行改革,提高学生工程实践能力和创新能力,但是仍然存在如下问题:(1)专业实践教学环节缺乏整体性、系统性的规划,培养方案修订工作与专业实践需求不能及时匹配。(2)西部地区物联网企业相对较少,学生在实习过程中存在一定安全和技术保密隐患,企业接受学生实习的积极性不高,只允许学生对生产过程进行了解和观摩,学生不能直接参与实际操作过程,生产实习效果无法得到保证。(3)物联网工程专业属于新型专业,具有工程实践背景专任教师较少,实习指导教师在企业的工作经历和实践经验比较欠缺,导致在项目驱动式实践教学的过程中存在一些问题。
2具体改革目标、方法及内容
2.1改革目标
(1)根据人才培养定位和创新教育目标要求,结合工程教育专业认证需求,及时修订物联网工程专业的人才培养方案,同时在实践教学中进行检验和修正。(2)利用企业的相关资源,加强实践实训平台和设施的联合建设,有效解决学生实习场地问题,让学生能够主动参与到企业的生产过程,结合所学理论知识,在实践中探索、验证和创新。(3)提高教师实践教学和创新能力,让教师积极参与到理论和实践结合的教学过程,必要的时候可以选配实习指导教师去企业进行培训,与企业工程师共同探讨实践教学方案。
2.2改革方法及内容
2.2.1改革方法将创新教育与理论教学、实践教学各环节进行有机融合,结合工程教育专业认证需求,及时修订物联网工程专业的人才培养方案,增加实践教学环节在培养方案中所占比重。在教学过程中,采用项目驱动的方式对各知识点进行综合设计学习,充分利用学校已有的实验教学示范中心和重点实验室的实验平台外,加强与企业进行“产学研”合作,建设校外专业实践教育基地,熟悉企业软件开发模式及流程,提高学生软件编程技术的实战能力,制订校企联合专业实践课程方案。
2.2.2实践课程内容智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式技术和网络通信技术,将家中的照明系统和报警系统通过家庭网络连接到一起。该系统具有安全、方便、快捷、高效、智能化和个性化的特点,同时在节能方面的效果优势非常明显,具有广阔的市场前景。本实践课题将针对人们在现实生活中的真实需求量身打造,让人与家居之间有效互动,感受更加舒适,更加人性化的现代生活。该实践课程内容为企业自主研发的嵌入式智能家居项目,学生利用传感器结合嵌入式开发板,通过驱动编程框架编写硬件相关驱动代码,使用Python语言编程制作界面程序,分析案例数据,为以后进行嵌入式开发打下良好基础。(1)总体流程。(2)硬件模块:LED模块、蜂鸣器模块、视频监控模块、温度传感器模块。(3)工作内容。首先根据电路图以及说明书查看各引脚地址从而实现LED开关灯功能、蜂鸣器报警功能,将视频监控模块、温度传感器模块与相对应的开发板进行连接实现实时监控和温度监控功能。获取LED驱动程序和应用测试程序,编译uboot和linux内核源码,拷贝驱动和测试程序到上位机linux系统,在下位机上进行测试,修改linux内核源码,去掉led闪烁的问题,上位机执行计算。编写动态库django服务器然后基于Python进行页面布局设计及功能实现。
关键词:物联网工程;教学体系;课程设置
作者简介:吴韶波(1970-),女,江苏常熟人,北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系,副教授;李振华(1977-),男,吉林长春人,北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系,讲师。(北京 100101)
基金项目:本文系北京信息科技大学校级重点教改项目(项目编号:2012JGZD04)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0051-03
物联网(Internet of Things,IoT)技术具有典型的交叉学科性质,通过传感器、射频识别、嵌入式、分布式信息处理、网络与无线通信、全球定位系统等技术,对任何需要监控、连接或互动的物体和过程进行实时的采集,得到有关声音、光照、温度、电压、力学、位置等信息,通过选择各类网络接入,从而实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。目前,物联网技术已经列入我国战略性新兴产业的核心突破领域,国家“十二五”规划明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事等十大领域重点进行部署。
随着物联网产业迅速膨胀,高层次物联网技术专业人才缺口较大,供不应求。预计5-10年后物联网的产业规模将比互联网产业大20倍以上,大力发展物联网技术的教育势在必行。2010年教育部首次审批通过了物联网工程新专业,几年来,全国已有近千个学校开设了相关专业,各个学校原有学科优势不同,物联网工程专业的侧重点也各不相同,其培养模式的研究尚处于萌芽阶段。在此,重点介绍北京信息科技大学(以下简称“我校”)新办物联网工程专业在教学体系建设中的有关思考。
一、专业培养目标与特色
物联网工程专业是涉及多领域的交叉学科,具有时代特色鲜明、学科交叉基础雄厚、产学研用结合紧密、系统工程能力突出的工程化特色,既强调基本理论和基础知识,更注重锻炼实践和创新能力,同时注意新技术和新应用的学习,具有深厚的理论与广泛的实践相结合的特征。其目标是培养掌握数学、自然科学、人文科学基础知识和物联网相关的计算机、通信、电子、控制基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,以物联网工程的基本理论和基本技能为基础,以现代电子技术、通信技术、计算机、控制、信息安全、系统工程等理论为指导,以计算机硬件和软件系统为应用平台,以物联网工程领域为应用目标,重点突出我校在通信传输与信息处理方面的技术优势,具有较高综合素质和就业创业能力,能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施、运维等工作的创新能力较强的高素质应用型人才。
二、物联网工程专业教学体系
物联网工程专业知识跨度较大,是发展中的集成创新型技术。目前学科人才培养模式中存在的层次单一、教学内容滞后、理论与实践脱节等问题,都难以满足物联网工程专业的需求。因此,物联网工程专业的教学必须处理好物联网技术体系与知识体系的关系、培养目标与课程体系建设的关系、课程设置与已有成熟专业课程体系的关系、学生能力培养与学校办学特色的关系,以及理论教学与能力培养的关系,采用新的教学模式和教学手段,构建创新型人才培养体系,培养学生扎实的基本功、精通的专业知识,勇于创新和实践。
1.物联网工程专业知识体系
物联网产业的涵盖面极宽。整个物联网的技术体系包括感知层、传输层、处理层和应用层四个层次,各层次间既相对独立又紧密联系。物联网工程专业知识体系应体现出物联网技术的主要关键技术,如射频识别、无线传感器、无线传感网、无线通信与网络、软硬件、智能信息处理和安全隐私等技术,其核心技术是嵌入式。结合物联网技术体系的四个层次,可以从信息感知获取、信息传输、信息处理、应用四个环节进行课程的有关设置。信息获取包括传感器以及信号检测相关知识;信息传输包括网络、无线通信、通信协议等;信息处理则包括数据融合、云计算、安全等。
2.物联网工程专业课程体系
物联网技术和产业正在不断发展过程中,物联网工程专业才开办几年,物联网工程专业课程体系的设计在国内外都没有成熟的先例可以借鉴。经过广泛的调研与论证,听取早期已经介入到物联网及其相关领域研究工作的教师的意见和建议,以通识教育规范、专业基础扎实、专业应用精选、实践环节突出为指导思想,本着充分发挥本校已有学科基础与优势,从学生毕业后可能从事的就业岗位和就业所需的能力要求出发,对课程体系和内容进行取舍。我校物联网工程专业课程体系结构图如图1所示。本专业课程体系围绕涉及到的学科知识领域和知识点,尽可能多地对专业知识体系进行覆盖,以专业知识为主线索,课程之间相互支持与衔接,课程体系突出专业基础,外语四年教学不断线,包括三大必修模块:公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块,在此之上有选择地以选修课形式开设物联网的领域应用模块课程(见图2),配合实践教学体系可充分体现突出我校通信传输与信息处理特色,体现出当前物联网工程专业人才培养方向和内容;强调基本理论和基础知识;加强实践环节教学的主要特色,满足应用型人才培养要求。
专业核心课程包括:物联网感知技术——RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网控制技术;物联网传输技术——物联网通信技术、传感网原理及应用;物联网处理技术——海量数据存储与处理、数据处理与智能决策、物联网信息安全技术;物联网应用技术——物联网工程设计与实施。该课程计划引入企业专家进行授课,培养学生对专业产业的兴趣,激发创业意识,加强创新创业精神的培养。
3.物联网工程专业实践教学体系
实践教学体系体现了实践教学各环节之间的衔接关系,如图3所示。实践教学从专业基础类、专业类到综合创新、工程实践逐渐提高,四年不断线,除了专业实习和毕业设计,核心课程实验包括RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制技术、物联网信息安全技术等课程的课内实验;综合课程设计包括感知、传输、处理和应用的多个课程设计与独立实践环节;充分突出了实践教学在加强学生实践、创新能力,培养应用型人才方面的作用。实践课程包括选修(2学分),学生可根据自己的兴趣爱好选择实践课程,参加各种竞赛活动,挑战自我,勇于创新,提高学习目的性和主动性。
4.教学体系具体实施的一些措施
目前,在实施培养专业创新人才教学体系的过程中,还存在着一系列新的问题,还需要从4个方面加强。
(1)加强学科交叉,培养教学与科研能力较强的师资队伍。由于物联网工程专业集成了计算机、电子、通信、自动化等多个专业的知识,科研与应用性极强,对教师的素质提出了较高的要求。解决的方法:一方面加强现有师资的培训,鼓励教师取得行业培训、认证证书,加强企业实习,尽快全方位了解物联网专业的基本技术;另一方面可优先引进本、硕、博有跨专业学习经历的人员担任新教师,进一步加强科研能力,对相关专业知识在物联网中的应用会有较深理解。
(2)统一课程内容,避免重复教学和遗漏重要知识。物联网工程专业的课程涉及多个交叉专业,教师在课程设置上难以抓住重点,教学内容可能会出现多门课程有重复知识的现象,需要多门任课老师仔细讨论,区分在哪门课重点讲授,避免多次讲多次讲不透,或者大家都不讲的情况。还有一种情况是某门课程是原来多门课程的浓缩,如计算机硬件基础课程,内容集中了计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机等相关内容的知识,需要根据物联网特点,明确基本概念,简化内容,为后续嵌入式课程的开设打好基础。
(3)汲取多学科精华,加强物联网专业教材建设。专业建设中,教材的建设是一个必不可少的环节。早期,由于专业刚刚建立,可以找到的物联网专业教材较少,各个学校纷纷出版自己的教材,但这些教材良莠不齐。解决方法:一是需要进行一定的分析比较,找到适合本校学生使用、口碑较好的现有教材,并针对本校专业特色和需要适当修改教学模式;二是吸取现有教材优点,在综合必要教学内容以及物联网技术研究发展最新成果的基础上,自主编写具有本校特色的教材。
(4)贯穿整个教学体系,提高学生实践与创新能力。物联网工程专业注重理论与实践结合,强调工程实践应用与创新能力的培养。除了以引导式、启发式、讨论式和研究式进行理论教学,还增加了实践教学的学时数,保证实践教学四年不断线,还鼓励学生积极参加各种科技竞赛及科研项目,学以致用,培养兴趣,以促进创新型人才培养。综合实训以项目案例驱动,促进学生在知识掌握、动手实践、团队合作等多方面得到锻炼。
三、结语
物联网工程专业是为满足社会对人才的新需求设立的新专业,培养方案制定得科学、合理、可行是人才培养的重要保证。本专业制定的教学体系在理论课程中既考虑学生出口,包括传统相关专业的核心内容课程,又有贴近前沿的现代技术的大量课程;实践环节比例占到22.75%,通过大量的实验与课程设计使学生动手实践的能力培养得到加强;全方位的素质培养在科学文化、思想道德、身体等方面都得到了较为充分的体现,使学生在知识、能力、素质各方面协调发展。
参考文献:
[1]胡忠望.“物联网工程”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010,(22):109-110.
[2]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010,(11):26-29.
关键词:信息素养教育;科技查新;嵌入式教学
一、引言
美国信息产业协会主席保罗泽考斯基1974年最早提出信息素养的概念时认为,“信息素养是指利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技能”。随着互联网+、物联网、大数据等技术的发展,以及微博、微信等社交平台的涌现,信息环境发生了翻天覆地的变化,信息素养也有了更为深广的内涵。2015年美国大学与研究图书馆协会的《高等教育信息素养框架》中对信息素养的定义为,“包括对信息的反思性发现,对信息如何产生和评价的理解,以及利用信息创造新知识并合理参与学习团体的一系列综合能力”[1]。如今信息素养不仅包含对信息的检索、获取、使用、传播、共享、评价等能力,也包含了对信息及知识内容的创新和批判性思维能力,这些能力的培养仅仅依靠传统的文献检索课程是无法达成的,而嵌入式信息素养教育则能事半功倍。
二、广东省高水平大学信息素养教育现状
2019年3月1日至15日,通过网络调查和电话咨询相结合的方式,对广东省10所高水平大学重点建设高校和8所高水平大学重点学科建设高校的信息素养教育模式的调研结果显示:广东省高水平大学信息素养教育主要是以文献检索课为主、以专题讲座和培训为辅的传统模式,还很少开展嵌入科研和教学的信息素养教育;在被调研的18个高校图书馆中,18个馆均有面向师生的关于数据库使用方面的专题讲座或培训,有17个馆开设了文献检索课程,有12个馆开展了新生入馆教育,只有广州大学图书馆进行了基于科技查新的嵌入式信息素养的深度实践。
三、广州大学图书馆以研究生开题查新为载体的嵌入式信息素养教育实践
(一)研究生论文开题查新工作的开展。科技查新是指以反映查新项目主题内容的查新点为依据,以计算机检索为主要手段,以获取密切相关文献为检索目标,运用综合分析和对比方法,对查新项目的新颖性做出文献评价的情报咨询服务[2]。研究生在论文选题到开题报告撰写的过程中,对选题方向、实施方案等的修正调整都是以文献检索、获取、研读、综合分析对比为基础的,为研究生提供论文开题查新服务可以将信息素养各种能力的培养嵌入到学生的科研和学习中,是实施嵌入式信息素养教育的一个很好的切入点。广州大学图书馆研究生论文开题查新服务与一般的科技查新服务的不同之处在于,研究生不仅仅是项目委托人,而是要参与到完成报告的每一个环节,是完成报告的主体,查新员的定位是指引和辅导,具体流程如图1所示。(二)研究生论文开题查新的成效。2013年3月至2019年5月,广州大学图书馆先后为来自建筑学院、土木工程学院、生物学院和数学学院的506名研究生提供了个性化的论文开题查新服务,指导研究生熟练使用检索工具、全面准确地收集文献、深度阅读并综合分析文献,进而调整选题方向、提炼创新点、优化研究方案,显著地提升了我校研究生的信息素养水平和学位论文质量,也一定程度上提高了研究生导师的指导效率,得到了研究生院和相关院系的肯定和好评。(三)经验总结和方案优化。广州大学图书馆嵌入式信息素养教育实践取得显著成效主要得益于两点:(1)采取了合作式教学,嵌入式信息素养教育的开展是基于图书馆与相关职能部门、院系以及研究生导师之间的紧密合作。图书馆在开展研究生开题查新服务前,有针对性地推广普及科技查新服务,得到了研究生院和相关院系的支持,2012年10月,研究生处拟定了《广州大学研究生学位论文开题查新暂行规定》,要求理工类研究生申请学位论文开题前必须提交开题报告和科技查新报告,各相关院系也在研究生开题前积极配合图书馆安排学生参加开题查新培训,开题查新过程中查新员与研究生导师之间也有频繁的互动交流。(2)采取了体验式学习。不同于传统文献检索课与应用剥离的模式,嵌入式信息素养教育中检索、评估、使用等技能的学习是依托也贯穿于具体的研究任务(论文开题)中,老师的教学是问题导向式的,学生的学习是深度体验式的,在用中学、在学中用,因而掌握得更全面而深刻。广州大学图书馆嵌入式信息素养教育模式也存在两个局限有待改进(图1虚线框部分):(1)因广州大学图书馆没有开设文件检索课,学生的检索技能较差,导致个性化辅导环节效率较低,存在很多重复性讲解,可充分利用图书馆既有资源,比如推送数据库使用培训、各种专题报告、微课资源、慕课资源等调动学生的主观能动性解决共性问题,从而提高辅导效率。(2)因人力资源有限,未能好好利用用户反馈系统。开题报告的完成并不意味着服务的结束,重视用户反馈,提供追踪服务可使信息素养教育具有可持续性,同时也能累积数据、及时发现问题、指导优化现有流程和模式。
四、启示
3.郑州市城市建设投资集团有限公司, 河南 郑州 450000)
摘 要:通过智能视频分析系统(Intelligent Video System,IVS)可在计算机图像分析技术的基础上,完成场景中背景和目标的分离任务,进而完成分割目标的追踪、定位与识别。为了在物联网的架构上实现多个智能视频终端的互联,并在此基础上实现多目标的动态感知,文中从嵌入式智能视频处理的角度,探讨了基于网格的智能行为分析系统的结构和功能,给出了一个具体的视频增强处理的实例和嵌入式智能相机的架构。
关键词:智能视频分析; 物联网; 网格; 智能相机; 嵌入式系统
0 引 言
智能视频分析系统(Intelligent Video System,IVS)大多利用计算机的图像分析技术来完成将场景中背景和目标分离的任务,并进一步完成目标分析、追踪、定位,进而进行目标识别的更复杂的相关任务。随着嵌入式DSP和FPGA技术的发展,在采用高清传感器取代传统的摄像机加图像板卡的基础上,取而代之的是具有网络接入功能的智能相机(Smart Cameras)。
智能相机中集成的各种智能视频分析技术包括目标入侵检测算法、目标跟踪算法,低照度图像增强算法、图像去雾算法等等。同时,每一个智能相机均可通过自组织的组网技术连成一体,每一个智能相机都是一个节点,通过成百上千个智能相机构成一个可以适应城市监控体系、紧急救援和应急联动、甚至是战场环境分析的分布式智能网格系统,从而对目标进行大范围的准确追踪、定位和识别。
特别指出,利用智能相机作为终端接入的物联网\[1\]系统架构和应用研究在国内外尚不多见。特别是基于视频分析的智能感知系统的研究在我国的某些领域还属于空白。因此,本文将探讨基于智能相机的网格物联网,并将其用于智能交通、预警、安防、消防、安全生产监督管理、航空航天和军事信息一体化建设等应用中\[26\]。
通过将多个智能相机组成的阵列部署在现场,并与设在相关载体上的传感器有机融合,然后通过实时数据采集与分析、监视信息的分布式获取,即可形成全方位、全时域的多维监视、预警和管理体系。
与传统的基于传感器架构的物联网结构不同,使用智能相机作为接入节点的嵌入式网格系统具有可重构和自组织能力。智能相机不仅可以把过去需要长时间才能完成的目标信息的处理和传送任务压缩到几分钟甚至几秒钟,还可以通过大规模节点部署来有效避免盲区,故为防汛、消防、预警和应急联动提供了精确的实时目标定位信息。同时,其感知能力也不会因某一节点的损坏而导致整个监测系统的崩溃。
1 智能视频分析网格节点
本项目利用智能相机来作为信息分析系统的接入终端。每一个智能相机就是一个网格的节点。智能视频分析网格节点如图1所示,在图1中,前端视频采集主要使用面阵可见光CCD或者红外图像传感器来完成视频信号的采集,然后输出数字信号到视频编码板。视频编码板使用TI公司的DSP进行实时高效的H.264压缩编码并作为原始图像记录,视频分析板则把输入的视频流通过后续的TI公司的DSP进行相应的视频处理分析。
智能视频分析网格节点框图由于高清智能相机的强大分析能力和物联网结构相对复杂和信息量大等特点,一个系统很可能同时需要视频的多种处理方式,例如智能交通中的偷、盗、抢和套牌车辆的识别和跟踪,可能需要分析和识别很多同时在高清晰图像中出现的其他车辆。因此,需要设计出可以同时级联多达八块DSP视频分析板的设计方案。各个DSP之间既可以级联工作,也可以同时并行工作。
每一块视频分析板的底层硬件系统设计都是一致的,只需给不同板子加载不同的处理算法,便可实现不同的处理功能,例如,第一块加载夜间低照度图像增强算法、图像去雾算法,第二块可以加载在完成去雾处理后实现目标的准确跟踪和定位算法,第三块加载红外目标检测和跟踪算法,完成夜视目标识别功能等。每一个智能相机均配备有无线、有线和3G网络接口。
2 基于网格的分布式物联网技术框架
传统物联网\[2\]的“技术体系”框架如图2所示,它包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。但是,笔者在研究与交流中发现\[13\],许多工程人员在理解“物联网的构架”时,常常与图2所示的“技术框架”混淆在一起。
物联网技术框架物联网的构架应当是以“服务”为最终目标的、具有网络特征的硬件和软件系统。针对不同行业而言,其硬件特征和网络结构也千差万别,但其共同的“技术框架”均可以描述成图2所示的各类“基本元素”。
因此,与传统物联网\[3\]不同的是,基于智能视频的网格物联网\[6\]在具体的应用中具有下面几个优点:
第一是感知可视化,即通过数个智能相机可以生成实时全景图,以实时观察监控现场的实际情况,系统通过对各个接入节点信息的分析,自动制定出合理的处置方案。
第二是设备人工智能化。全自主式具有人工智能分析决策的智能相机具有数据采集、分析和处理的能力。基于智能视频的网格物联网\[4\]能将包括人在内的场景可视信息相互连接,并允许他们相互通信。新一代网络协议、嵌入式智能芯片技术和计算机视觉技术均可以让目标物体用自己的“大脑”来运算和分析。
第三是应急救援物资、生产后勤保障准确化。基于智能视频的物联网\[5\]可以有效避免后勤工作的盲目性。伴随着射频识别技术、二维条码技术和智能传感技术的突破,物联网无疑能够为自动获取“在储、在运、在用”物资信息方面提供灵活的可视性解决方案。在安全生产、应急救援等各种活动的全过程中,实现在准确的地点、准确的时间向准确的对象提供数量适当的保障,从而避免造成不必要的混乱和浪费。
3 基于智能相机的智能交通环境监视和去雾研究
在构建基于网格的嵌入式智能相机的信息处理系统的基础上,可以对每一个终端动态配置其功能,使每一个终端既能独立完成自己的任务,又可以协调工作。这样在实际工作中,就可以为不同的智能摄像机分别配置不同的图像增强算法来完成大范围内的环境监视和目标识别任务。在本项目首先针对某些地区的多雾情况开展研究。
众所周知,在恶劣天气条件下(如雾,雨等),大气能见度下降,致使光学器材获取的图像对比度下降,从而影响图像中的信息提取\[7\],雾这种常见的天气现象会对景物产生白化作用\[712\],故会使图像退化,以至模糊,而这将给军事侦察、自动导航、目标跟踪等带来很大的困难。因此对这种自然现象引起的图像质量下降开展图像信号处理的研究具有普遍的实际意义。
图像去雾就是采用一定的方法和策略对采集到的含有雾的图像进行处理,从中恢复出比较清晰的图像。去雾算法的研究,对于部署基于智能相机的网格监控系统具有比较重要的应用价值,同时,对沿海和相关地域的应用也具有较高的指导意义。
3.1 基于暗通道先验规律的去雾算法
在有雾天气下,监控系统捕获场景图像的颜色和对比度都会发生严重的降质。这种现象主要是由大气粒子的散射作用引起的。大气散射的物理本质是高度复杂的,在不考虑大气扰动等现象发生时,可以假设此时的天气条件(包括大气粒子的类型、密度等情况)是空间不变的,这样,到达感光器的光强就可以简单的等效成大气衰减后的场景辐射和因大气悬浮粒子的散射作用而进入传感器的环境光强两部分的线性组合。
雾图形成模型在计算机视觉和计算机图形中被广泛应用。雾越浓,介质的透过率越小,到达传感器的光强中实际的场景辐射衰减的就越严重。利用这个模型可通过求得全局大气光和介质的透射率来从一幅含雾图像中恢复出原始的清晰图片,即场景辐射。
3.2 局部暗通道先验规律
局部暗通道先验规律是有关文献提出的一个统计规律,该规律假定在不包含天空区域的户外无雾图像情况下,对于任何一个像素点,在它周围的范围内,至少有一个颜色通道具有很低的亮度值,而对每一个像素点,都以这样一个最小值来取代其本身的亮度,于是便可以得到暗通道图。大量统计数据表明,除了天空方位,户外无雾图像的各个像素点的强度总是很低,并且趋近于0,这就是暗通道先验规律\[11\]。
3.3 估计全局大气光
考虑到原始输入图像,在这N个位置所对应的像素点中分别求得红色,绿色,蓝色分量的最大值。它们就组成了全局大气光(Ar,Ag,Ab )。在这个方法\[10\]中,A的三个颜色通道的亮度值并不单一的来自原始输入图像中的某一个像素点,而更多时候,它们分别来自三个不同的像素点,于是能在一定程度上避免将原始输入图像中的白色物体误选为全局大气光。
3.4 实验结果分析
采用文献\[11\]的方法可以指导我们进行去雾算法的研究,并将实验成功的算法移植到智能相机上。其实验结果如图3所示,图3(a)是去雾前的城市的照片,图3(b)是去雾后的照片。图3(c)是去雾前海面的照片,图3(d)是去雾后的海面照片。从实验结果看,去雾算法的效果非常明显。
去雾效果比较设计的最终目标是将各类图像处理算法移植到智能相机里,这样一来,各个相机作为终端节点就可以更有效的接入到整个系统中。图4所示为本文研制的智能相机的部分硬件系统实物图,其中图4(a)是200百万像素CCD成像板背面,图4(b)是200百万像素CCD成像板正面,图4(c)~(d)是图像处理板的背面和正面实物图。
笔者目前已经成功地研制了高清晰智能相机的系列产品,并具有全部知识产权。图5(a)所示是一款样机。图5(b)是其内部结构。图5(c)是利用智能相机上的Web服务器通过网络浏览器看到的实验室外面建筑物的外墙的高清晰图像。在长距离成像的条件下(200 m),可以清晰地看到外墙上的斑点和窗户护栏的锈迹。
高清晰智能相机样机图6所示是针对智能相机开发的智能交通车牌识别算法和实际应用。
中给出了利用DSP算法实现的智能交通中的车牌监测的试验结果。实际的算法已经在智能相机中实现并应用到具体的工程中。针对200百万像素的图像,该系统可以检测出多达数十个位于多车道中的车牌信息。图6中的图像拍摄于西安电子科技大学北校门外的二环路上,拍摄时间是2009年5月8日,笔者将多个车牌粘贴在图像上进行智能相机的性能测试,多个车牌的亮度、对比度、色度等参数都根据不同的天气情况进行了调整。从图中可以明显地看出位于树木、车体等复杂背景下的车牌均可被准确的定位出来。在图6中,只有一个最黑的车牌没有被定位出来。
4 结 论
基于嵌入式智能相机的物联网研究在国内外尚不多见。对嵌入式智能相机的研究,不仅可为传统的物联网接入提供一个新的数据接入形式,而且可以使接入终端具有动态可重构的新功能。以智能相机为接入终端来研究物联网构建过程中的新型网格结构和安全策略,可以为研究物联网的数据安全引入一个新的思路。
在积极推进智能相机的产业化工作的同时,应当积极推进基于智能相机作为接入终端的物联网的行业应用,并应在风力发电、新能源、低碳经济模式等领域积极开展多方合作。
本文所讨论的研究成果对相关领域的研究和应用都具有比较重要的价值。
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作者简介: 沈沛意 男,1969年出生,浙江绍兴人,博士,教授。双博士学位(英国巴斯大学,中国西安电子科技大学),和双博士后经历(英国巴斯大学,新加坡国立大学)。在SCIENCE IN CHINA, IEEE PAMI 和 IEEE TVCG 等杂志和会议30余篇。作为主要完成人顺利完成国家863项目,自然科学基金项目,中法合作项目等多项相关课题。曾任安捷伦科技(原惠普)(Agilent Technologies)高级工程师(美国,英国,新加坡和马来西亚)、英国撒里大学(Univ. of Surrey)信号处理研究中心(CVSSP)研究员(RESEARCH FELLOW)和IEEE 会员(MEMBER),现为西安电子科技大学教授。主持国家自然科学基金、陕西省自然科学基金课题、陕西省13115重大科技课题、国家重点实验室开放课题、国家重大科技项目子课题等,主要研究方向:嵌入式系统、网络与通信技术软件、计算机视觉和图形图像处理、物联网信息安全技术等。
陕西省物联网实验研究中心
陕西省物联网实验研究中心是由陕西省工信厅2010年8月批准,以西安电子科技大学为挂靠主体,按照政、产、学、研、用五位一体的组织模式组建的陕西省物联网技术研究培训和物联网应用推广创新部门。
中心坚持大联合、大协作、搭建平台的工作思路,向国内外各科研院所和企业积极寻求合作,共同打造政府、科研院所和企业共建共享的物联网技术与应用公共平台。中心网站wlw.xidian.省略开辟有政策导读、新闻快递、前沿技术、解决方案和成果展示等栏目,是全省范围内物联网信息交流与公共平台。
中心的工作方向如下:
(1) 围绕陕西省物联网发展中的全局性、综合性、战略性问题开展跟踪研究和超前研究,为陕西省物联网发展提供政策建议和咨询意见。
(2) 开展物联网相关技术研究和应用创新,促进陕西省物联网产业链加快完善,推动重点领域物联网应用深入开展。
(3) 承担陕西省物联网应用的宣传推广和培养物联网技术高级人才。
(4) 承办省工信厅交办的其他事项。
中心的宗旨是致力于促进陕西省物联网产业的发展,充分发挥其技术平台作用,发掘市场应用需求,促进技术转化应用,开拓技术应用领域,创建超前应用场景,研发创新技术,引领本省物联网的技术创新与应用推广。
电话与传真 :02988203592
摘要:物联网描绘的是充满智能化的世界:当司机出现误操作的时候汽车会自动报警;下雨时,窗户会自动关闭;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。美国权威资讯机构Forrester预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1.有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。因此,物联网将是继互联网之后又一次给社会、经济各方面带来跨越式发展得技术变革,已引起了各国各领域的密切关注和研究。
关键词:物联网;高科技;技术变革
1.引言
然而,物联网研究和开发的机遇更是挑战。物联网的发展需要一个宽松的环境以及产业链的共同努力,这样才能实现上下游产业及跨产业的联动,形成产业的联盟,带动整个产业链,共同推动物联网发展。这就要求我们能够从深层次发现和解决物联网中的关键理论问题、攻克技术难点及将物联网研究和开发的成果应用与实际,则我们就可以再物联网研究和开发的挑战中获得发展得机遇。否则,我们只会在物联网研究和开发上浪费时间和资源,又一次错过了在科学和技术领域发展的机遇。
2.发展现状和目标
2.1发展现状
无线射频识别产业市场规模超过100亿元,传感器市场规模超过900亿元,其中, 微机电系统传感器市场规模超过150亿元;机器到机器终端数量接近1000万,形成全球最大的M2M市场之一。
2.2发展目标
我国物联网发展的十年目标是把我国初步建成物联网技术创新国家。教育部工信部授权理工科高校开设物联网课程,为学生传授物联网相关课程,但凸显劣势的是,师资相对缺乏。可喜的是有华清远见这样的物联网工程师培训机构。总体来讲物联网产业在中国的发展令人期待。中国物联网产业发展目标有以下三点。
(1) 自主创新能力明显增强,攻克一批核心关键技术,在国际标准制定中掌握重要话语权,初步实现“两端赶超、中间突破”即在高端传感、新型RFID、智能仪表、嵌入式智能操作系统、核心芯片等感知识别领域和高端应用软件与中间件、基础架构、云计算、高端信息处理等应用技术领域实现自主研发,技术掌控力显著提升;在M2M通信、近距离无线传输等物联网网络通信领域取得实质性技术突破,跻身世界先进行列。
(2) 具有国际竞争力的产业体系初步形成。在传感器与传感器网络、RFID、智能仪器仪表、智能终端、网络通信设备、等物联网制造产业,通信服务、云计算服务、软件、高端集成与应用等物联网服务业,以及嵌入式系统、芯片与微纳器件等物联网关键支撑产业等领域培育一批领军企业,初步形成从芯片、软件、终端整机、网络、应用到测试仪器仪表的完整产业链,初步实现创新性产业集聚、门类齐全、协同发展的产业链及空间布局。
(3) 物联网应用水平显著提升。建成一批物联网示范应用重大工程,在国民经济和民生服务等重点领域物联网先导应用全面开展;国家战略性基础设施的智能化升级全面启动,宽带、融合、安全的下一代信息网络基础设施初步形成。
从网络发展角度看,今后10―40年发展物联网技术的第一要务是要建设让大众快捷获取信息和知识、能有效协同工作、生活更加高品质的信息网络。网络技术经济宽带化、移动化和三网融合,走向下一代互联网,进一步向后IP时代的新网络体系发展;物联网从监视、控制、反馈一体化,向泛在网络发展;在网络服务方面基于物联网的现代服务业快速发展普及。网络媒体进入主流媒体,传统媒体与网络媒体的融合,联合构建媒体舆论引导的新格局。云计算平台为物联网提供支持环境;物联网科学将从交叉学科融合,向完善的网络信息论发展。物联网相关技术和服务将相互影响,实现人类向往的充满智慧、更加美好、幸福的物联网时代。
3.主要任务
(一)大力攻克核心技术。(二)加快构建标准体系。(三)协调推进产业发展。(四)着力培育骨干企业。(五)积极开展应用示范。(六)合理规划区域布局。(七)加强信息安全保障。(八)提升公共服务能力。
4.前景分析
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。根据美国研究机构预测,物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍,物联W将成为下一个万亿元级别的信息产业业务。
2011年12月,酝酿已久的《物联网“十二五”发展规划》正式印发。《规划》明确,将加大财税支持力度,增加物联网发展专项资金规模,加大产业化专项等对物联网的投入比重,鼓励民资、外资投入物联网领域。《规划》提出,到2015年初步完成产业体系构建的目标:形成较为完善的物联网产业链,培育和发展10个产业聚集区,100家以上骨干企业,一批“专、精、特、新”的中小企业,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台。“十二五”期间,物联网将实施五大重点工程:关键技术创新工程、标准化推进工程、“十区百企”产业发展工程、重点领域应用示范工程以及公共服务平台建设工程。其中,重点领域主要涉及智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗和智能家居等。
从物联网的市场来看,至2015年,中国物联网整体市场规模将达到7500亿元,年复合增长率超过30.0%。物联网的发展,已经上升到国家战略的高度,必将有大大小小的科技企业受益于国家政策扶持,进入科技产业化的过程中。从行业的角度来看,物联网主要涉及的行业包括电子、软件和通信,通过电子产品标识感知识别相关信息,通过通信设备和服务传导传输信息,最后通过计算机处理存储信息。而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场,加总在一起的市场规模就相当大,可以说,物联网产业链的细化将带来市场进一步细分,造就一个庞大的物联网产业市场。
据思科最新报告称,未来10年,物联网将带来一个价值14.4万亿美元的巨大市场,未来1/3的物联网市场机会在美国,30%在欧洲,而中国和日本将分别占据12%和5%。
示范工程
《物联网“十二五”发展规划》圈定9大领域重点示范工程,分别是:智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居。
随着计算机技术、互联网技术、无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术等飞速发展,物联网的研究和应用也得到快速发展,并越来越引起各国的高度重视。物联网甚至被称为继计算机和互联网之后的又一次信息产业革命。美国于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多个典型智能解决方案已经在全球推广;欧盟于2009年6月了全球首个国家级物联网发展战略规划;韩国和日本等发达国家也都分别提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化战略,其核心内容都是利用无所不在的泛在网络技术实现人与人、物与物、人与物之间连接,让民众可以随时随地享有科技智慧服务。我国政府于2009年8月提出“感知中国”的战略构想,并由政府、科研院所和企业建立相关研究基地和成立物联网产业联盟。可见物联网技术以及相关产业已经成为各国下一个必争的战略制高点。而任何一个新兴产业和行业的发展,都需要大量的专门技术人才,物联网的发展同样也不例外。目前,我国物联网专业人才还非常紧缺,人才的培养还处于起步阶段,而大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担。在这样一个大的环境和背景下,国家教育部于2010年批准在35所高校设立物联网工程和传感网技术本科专业,并于2011年开始招生。另外,全国有将近20所高职高专院校以及独立学院开设了物联网工程专业。物联网工程专业是一个多学科高度交叉的新兴专业,如何培养出合格的、符合市场需求的物联网专业人才是高校面临的一个主要问题。南于物联网本身技术复杂、牵涉面广,涉及多学科的交叉,这就必然对人才的培养和专业建设都需要进行全新的考虑。笔者结合安徽理工大学物联网工程专业建设和实践,对物联网丁程专业人才培养和教学资源建设进行了一些初步的探索,为高校物联网工程专业人才培养和专业建设提供指导和参考
2 物联网工程专业的研究内容
2.1 物联网的体系结构
物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的,最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通,具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知,借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输,以及数据的智能处理,进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为4个层次:感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源,包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等;网络层实现数据的传输,包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层;管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等,包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等;综合应用层实现不同行业的综合应用,包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。
2.2 物联网关键技术和研究内容
由物联网的4层体系结构图可以看出:感知层是物联网应用的基础,位于物联网应用的最底层,也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异,需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。
由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉,开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同,因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构,可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向,如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用,计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层,网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层,还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案,各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景,设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校,目前设有相关的专业有:计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net程、通信工程、电气工程及其自动化等,具有较好的相关专业建设基础,尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此,基于学校的行业背景和专业基础现状,物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用,兼顾管理服务层的相关技术研究,如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗,结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业,制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。
3 物联网工程专业培养目标和课程设置
3.1 物联网工程专业培养目标
在高等学校本科人才培养目标的前提下,根据物联网专业的研究内容和市场需求定位,物联网工程专业培养目标是:具有宽厚扎实的基础知识,系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识,具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力,能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工 作。
通过相关课程的学习,掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能;掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈,有线和无线网络技术原理,无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术;熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等,具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力,包括:工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力;掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识,具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力;熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术,并能够进行系统设计和开发;熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术,并在现有医院信息系统的基础上,进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外,还应具有较强的创新意识、创造性思维能力,能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具,将所学内容应用到其他行业和应用领域。
3.2 物联网工程专业课程设置
由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业,在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定,还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况,不断地调整和优化课程的设置。目前,物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上,增加与物联网相关的核心课程,但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状,物联网专业课程分为以下几个主要模块:(1)公共基础模块;(2)专业必修课程模块:(3)专业核心课程模块;(4)专业任选课程模块;(5)跨学科课程模块;(6)实践课程模块;(7)素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。
在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色,同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业,还没有专门的硕士和博士学位点,目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向,而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题,因此,在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接,使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状,学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程,同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用,能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识,在专业任选课程模块中开设了大量与物专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net联网和计算机相关和当前最为热门的课程,充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面,了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备,为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节,是达到学以致用的主要途径,是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动,以培养学生创新精神和实践能力,促进个性发展,提高综合素质。
4 人才培养和教学资源建设
4.1 物联网工程专业人才培养
高等学校的使命是培养人才,高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此,对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学,学校人才培养目标是:结合煤炭行业特色,培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式,同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求,努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下,借助现有相关专业的培养模式和经验,并结合物联网工程专业的特点,对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。
安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校,目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验,其核心培养方式是采取的3+X培养模式,主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习,至少1年时间采取校企联合培养模式,通过将企业纳入到人才培养主体地位,可以进行订单式培养,大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点,即行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才,可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上,加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学,另一方面加强实践教学环节,尤其是引入相关企业的参与。目前,我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议,联合培养物联网专业人才,由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台,并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外,安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议,共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会,同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外,安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系,有着很好的合作基础,双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才,进行校企深度合作,为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外,学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地,如上海、深圳、无锡、芜湖等,为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会,为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果,校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。
4.2 物联网工程专业教学资源建设
物联网专业人才的培养,除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外,还需要有配套的软硬件教学资源的支撑,教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业,面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中,相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。
(1)物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分,没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此,学校和学院都非常重视教师的培养,培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队,通过申专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究,目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目,5项省部级物联网应用课题,多项企业物联网应用横向课题,通过科研课题工作的深入展开和研究,大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平,对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外,学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训,通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能,然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。
(2)教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业,虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书,但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角,而且大多是技术类或普及类。因此,在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状,挑选出相对较好的基本教材和参考书,通过大家阅读讨论,然后根据制定的教学计划,来确定讲授的内容和学生需要自学的内容,并整理教学讲义和课件,为后续教材建设做好准备。通过这一环节,充分提高了对教学内容细节的掌握和理解,也对物联网技术掌握得更为全面。
(3)实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求,学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费,实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统,并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中,物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程,对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握;专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座,进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设,目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源,完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然,任何一个新的专业的开设,都需要一定时间的建设和完善,在建设的过程中要不断探索和完善,并借鉴其他高校的成功经验,及时修正不合理的方面。
5 结语
物联网工程专业的人才培养和教学资源建设,是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题,而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提,因此,各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点,着眼于市场需求和自身的办学优势,在体现物联网工程专业共同特点的基础上,要突出物联网工程专业的行业特色,这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。
参考文献:
[1]吴功宜,吴英.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012:1-5.
[2]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011:3-6.
[3]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010(21):26-29.
[关键词]物联网专业 教学模式 支柱产业 适应性
中图分类号:H195.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0071-02
专业教学模式改革及设置应与区域经济及社会发展密切相关,更是当前高职教育进一步提高质量的要求。杭州作为全国唯一的集国家电子信息产业基地、服务外包基地、高技术产业基地、电子商务之都等称号于一体的城市,拥有国家电子信息产业基地、国家软件产业基地、国家集成电路设计产业化基地、国家高技术产业基地等物联网基础产业基地等,物联网产业已形成为区域经济中支柱产业。物联网产业的快速发展需要大量专业技术人员的支撑,更需要学校教育教学工作主动去适应其发展需求,例如办学理念、专业建设、校企合作等方面,其中通过专业教学模式改革来适应地方支柱产业发展是途径之一。
一、杭州市物联网产业发展情况及产业人才需求分析
杭州市是国内物联网技术研发和产业化应用研究的先行地区之一,处于全国物联网产业发展的“第一方阵”,在产业基础、技术研发与应用以及网络资源等方面已形成一定领先优势,特点是企业起步早,产业发展基础好,当前物联网产业已发展为地方支柱产业。
1.1 物联网产业发展情况
目前产业规模不断壮大。据不完全统计,目前我市物联网企业主营业务收入超亿元的企业近40家,拥有物联网相关业务的上市公司20余家。如大华股份、银江股份、三维通信、聚光科技、汉鼎股份等上市重点企业也都保持了快较的增长速度。
应用领域不断扩大。市场应用也从交通、环保、安防、医疗等领域向传统产业领域不断扩大。浙江天马轴承股份有限公司与浙江力太科技公司合作,对车间进行物联网技术改造,提高设备的利用率和产品数量,降低生产成本。创新能力不断增强。企业的技术创新力度也在日趋加大,浙大网新、维尔科技、聚光科技等企业的3个项目分别获国家发改委物联网技术研发及产业化专项资助。
特别是中小微企业异军突起。它们在仓储物流、城市管网监测、智慧校园管理、工程车监管、工厂物联网、智能停车、芯片研发等多个领域已经形成了自己的技术优势和应用市场,对杭州市物联网产业发展起到了不可或缺的作用。
1.2 产业人才需求分析
物联网技术涉及范围很大,形成庞大的物联网产业。人才需求方面主要是两方面,其一是涉及物联网技术的各类企业,物联网产业发展壮大必须储备物联网专业方面的专业技术人才。其二是各级地方政府的扶持,当年温总理提出物联网概念后,无锡以国内的感知中心形成物联网产业发展龙头。目前全国百分之九十以上省份都把物联网作为自己的产业支柱之一,许多城市都在建设或筹建物联网产业园,可见政府对物联网产业发展的支持力度,必然物联网技术方面的人才的需求产生重大影响。杭州市政府同样对物联网技术发展给予极大的扶持和政策支撑,如杭州滨江高新产业区以软件产业和芯片制造业为核心。
若从技术层面来分析,物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;当物的信息被感知到,就要求进行数据的传输,需要掌握通讯和计算机网络知识的技术人员;数据处理环节需要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,需要系统设计、系统应用和系统管理人员。故物联网人才需求可以概况为三类:电子设备技术和芯片设计技术人才;计算机网络和通讯人才;系统集成和应用人才。
二、专业教学模式改革以适应地方支柱产业发展
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)提出“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式。”由于物联网专业是一个多学科交叉、应用复杂的工程技术领域,因此在物联网专业人才培养过程中,要积极应用各种教学模式以适应地方支柱产业发展和利于学生职业素养职业能力的培养。
2.1 紧密结合地方支柱产业发展调整培养方案
了解社会发展背景和经济结构调整的动向,特别是对地方支柱产业的深入调研,把握社会、经济及学生发展三者与高职教育之间的结合点,是高职教育发展的基础。坚持专业调研,关注地方支柱产业发展趋势。随着产业结构的调整优化,互联网信息技术是杭州经济发展重点,物联网专业也属紧缺人才。
依托市物联网行业协会专业团队积极探索,明确专业设置调整其培养方案,以利于进行课程体系的建立,使其真正实现专业人才培养目标。按照专业特点围绕学生道德品质、职业素养、职业核心能力的培养,并兼顾知识面拓展、专业延伸和学生后继发展,构建物联网专业培养方案。根据现状确立培养方向,明确核心课程、实践平台和专业模块,三年的培养方案以职业能力发展为导向,实施“双循环提升式”模式提高学生职业素养和职业技能。
2.2 深度校企合作加强高职物联网专业建设
经济的持续发展离不开高职教育培养的人才支撑。专业建设必须有明确的职业定向性,物联网专业就是培养既懂得物联网知识又拥有物联网相应技术的综合人才,物联网专业建设应当根据物联网产业发展的实际情况做出相应专业交叉调整,因为这种方式既可以利用现有的教学、产业资源来实施物联网专业的建设, 同时也可以边发展专业, 边根据行业企业需求调整专业导向,不断更新专业内涵。
密切校企合作坚持产学研将强化物联网专业建设。构建特色实训基地是高职办学方向之一,学院的基础实践教学部分采用了无锡江南大学“无线龙”开发实验箱。比较突出的是与利尔达科技集团共同研发的智能家居实训室,它既有实际项目可展示,同时含有多媒体传感节点、温度传感器节点、RFID节点以及多种传感器节点,有助于学生身临其境又培养动手能力。另有智能车库、物联网通信等实训室建设。利尔达科技集团等多个企业的工程师,参与专业建设活动,提供企业岗位需求,与学院教师共同开发课程,以满足企业对人才素质和知识结构的要求。共同开发的教材强调“职业”又突出“能力”,满足学生职业能力提升。
作为市物联网行业协会成员与不同行业的相关企业合作建立校外实训基地,利用企业资源为学生提供实习平台来弥补学校没有相应领域实训条件的不足。
2.3 利用各种教学模式强化专业人才培养
高职物联网专业培养具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有较强的物联网岗位操作能力,能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技能应用型专门人才。但由于物联网是一个多学科交叉的专业领域,因此在物联网专业人才培养过程中,需要充分利用各种教学模式进行人才培养。
根据物联网产业特征,面向的职业岗位主要有:感知设备或芯片设计、IT网络管理和应用、系统集成与开发、物联网管理与应用等岗位。高职物联网专业人才培养可以根据岗位目标定位,选择方向性培养。学院培养目标主要以感知层为主,涉及感知终端的设计和应用,包括各种传感器应用,以及芯片的应用技术,如射频标签以及嵌入式芯片开发应用等,要求学生掌握相应理论知识和实践能力,如模数电知识、传感器、无射频线及嵌入式开发等内容。
目前专业采用以典型物联网应用为载体的“任务驱动”和“项目导向”模式为主,如《嵌入式系统应用》、《物联网应用系统设计》及《无射频线技术应用》等核心课程,密切杭州物联网发展趋势,收集地方企业典型车联网技术、智能家居、智能物流等实际应用案例,进行分解细化工作,形成与课程相匹配的工作任务或大小项目,以任务驱动和项目导向教学模式实施教学,取得良好效果。
同时深化校企合作,逐步完善“工学交替”和“顶岗实习”教学模式的开展。以校企合作为平台,采用“多次交替”通过两次及以上的工学交替,顶岗实习安排在不同的学期,每次实习内容及要求均不同,即“双循环提升式”,是逐步提高的过程,更有利学生职业能力提高,更适应地方支柱产业快速发展需求。
进一步依托学院物联网应用技术研究所走产学研道路,积极争取各类课题,加入各类学会及行业协会并参加活动,承担研究任务;对教研课题进行专题研讨,培育高职研究氛围;脱产进入企业锻炼,参加各类培训,以提升教师教学科研能力,保证各种教学模式的应用。
三、结语
基于物联网专业固有的庞大知识体系造就了其产业覆盖面广,且专业方向多元化的特点。目前全国高职院校相继开设物联网专业,但专业建设和教学模式改革必须充分考虑到专业建设的层次和方向,以深化校企合作来实现与产业发展同步, 并不断加深专业的实用性,延续性。当前物联网学科的课程未形成完善体系,师资力量缺乏,实验室建设标准等相关问题也有待进一步规范。高职院校应面对现状积极利用其优势和特点,及时跟踪物联网可能发展的就业空间,找准物联网行业企业动向,更多地从物联网基础模块方向着手,改革教学模式以服务地方支柱产业发展,完善人才培养机制, 培养以应用型、维护型, 具备二次辅助开发设计的高素质技能型人才为目标,这更符合高职办学宗旨。
参考文献
[1] 戴勇.办好高职紧缺专业服务地方支柱产业[J].中国高等教育,2005(8) .
[2] 谢华.高职工学交替与顶岗实习教学模式的应用研究[J].武汉交通职业学院学报,2010 (6).
Abstract: Recently, Internet of Things is called as the third wave of information industry. In order to seize the opportunity for Internet of Things personnel training, each university should apply for the Internet of Things engineering profession or set the training direction which is relied on other relevant professions. To train competent professional personnel, making personnel training scheme is vital. Under the condition of setting the Internet of Things profession relying on computer science and technology, this paper states the personnel training scheme in the way of objectives, requirements, the formation of course system and so on, expecting to provide others who intend to start the Internet of Things engineering profession with some references.
关键词:物联网;射频识别;人才培养方案
Key words: Internet of Things;RFID;Personnel Training Scheme
中图分类号:G642.0文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)24-0236-02
0引言
物联网技术作为第三次信息产业浪潮,近年来已经成为全球科技人员和政府决策部门持续关注的热点,相关产业研讨和学术交流如火如荼,方兴未艾。从“智慧地球”到“感知中国”,各国都在积极布局物联网产业格局,力图抓住物联网带动产业提升的战略机会。自总理09年8月考察无锡提出“感知中国”到2010年政府工作报告中提出加快物联网研发应用,加大相关产业的投入和政策支持,中国的物联网发展进入了一个全新的高速发展时期[1]。
物联网所涉及的关键技术,比如射频技术、分布式计算、传感器、嵌入式智能、无线传输及实时数据交换和互联网都是目前较为成熟的技术,并在相关领域已得到广泛的应用。物联网的新颖之处在于利用这些技术的交叉与融合,建立一个物物相连的网络,从而完成远程实时数据交换与控制,方便人们生产生活。据美国咨询机构Forrester预测[2],到2020年,物联网将大规模普及,物物互联业务与现有人与人的通信业务比例将达到30:1,物联网被称为是下一个“亿万级”产业。
由于2010年教育部只批准了部分211学校申办物联网工程专业,因此,对于大多数没有获批的学校可以在传统专业下设置物联网培养方向。目前,各高校与IT产业密切相关的专业是:计算机科学与技术、软件工程、网络工程、通信工程、电子信息工程等,比如计算机科学与技术专业设置此培养方向更适合[3]。培养合格的专业人才,制定人才培养方案是关键,由于物联网工程专业(物联网培养方向)各高校都刚涉及,没有一个成熟的培养模式,都处在探索阶段,所以,研究“平台+模块”物联网人才培养方案是非常有必要的。
1培养方案
1.1 培养目标培养学生德、智、体、美全面发展,在宽口径专业基础教学的基础上,使学生在计算机技术、电子技术、通信技术等领域有扎实的理论基础、系统的专业知识和较强的实践技能的复合型技术人才,毕业生可在物联网工程领域从事科学研究、技术开发、产品设计。
1.2 规格和基本要求①具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,具有勤奋好学、勇于创新的精神。②具有基本的工程技术基础理论,系统地掌握相关领域技术基础理论知识;具有知识更新能力。③掌握信息获取、处理的基本理论和方法,具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。④具有物联网领域所需要的绘图、运算、实验、测试、表达及工艺设计技能及较强的计算机应用能力和自学能力。
1.3 课程体系建设学科基础平台:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、场论与复变函数、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、C语言程序设计。高数和工程数学是后续课程的基础,必须开足,其中,场论与复变函数是为学习电磁场与电磁波、微波技术与天线做铺垫。电路分析及模拟、数字电子技术为电路设计奠定了基础,系统底层设计需要C语言做支撑。
专业基础平台:数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、Java程序设计、操作系统、信号与系统、数字信号处理、通信原理,这些课程是计算机和通信专业的核心课程。例如计算机专业考研的专业统考科目就有数据结构、操作系统和计算机网络,Java程序设计则是当前流行的面向对象网络编程语言。信号与系统、数字信号处理、通信原理也是部分学校的考研初试或复试科目,由此可以看出这些课程的地位。
方向模块:电磁场与电磁波、微波技术与天线、传感器技术、RFID系统应用、嵌入式系统。以上课程为实现射频识别系统即设计电子标签、读写器及天线打下良好的基础。事实上,从70年代末,国外已开始从事RFID系统应用研究,主要应用予自动车辆管理系统、公路收费系统、码头车站集装箱管理系统、防盗系统和门禁系统等,到90年代此项技术已很成熟,国内相关企业可以生产和销售全部国产化的射频识别技术产品(读写器、电子标签)。今年年初,笔者到台湾几所高校做学术交流访问,从这些学校的资讯科技系、电脑与通信工程和电子工程系的人才培养方案中可以看到,都开设有RFID系统概论、RFID系统应用、RFID天线设计等课程,说明境外学校也很注重培养射频识别技术应用人才。
专业选修课:DSP原理及应用、专用集成电路设计初步、FPGA设计技术与应用、oracle数据库、网络安全、工程制图与计算机绘图、物联网技术、现代物流概论等。这些课程是为进一步拓宽电子技术和计算机学科及物联网工程应用而设置的。
1.4 实践体系建设在集中实践环节中,包含电子工艺实习、生产实习、工程设计(第二课堂)、硬件课程设计、软件课程设计、毕业设计等内容。此外,要保证相关课的实验要求,需要建立电路实验室、电子技术实验室、高频电子技术实验室、微机原理与接口技术实验室、计算机网络实验室、ARM实验室、通信原理实验室、电磁场与微波实验室、传感器技术实验室、EDA实验室、FPGA实验室、DSP实验室等。当然,如果一次性建设这么多实验室,投资是很大的,实际上没有必要重复建设,因为各理工科高校大都有计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业,其实验室资源可以共享。
2师资建设
2.1 大力引进人才需要加大人才引进力度,由于物联网是一个多学科领域,除需要计算机学科外还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的人才,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训工作,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。
2.2 整合现有人才资源将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的现有教师资源整合起来,实现软件资源共享。
2.3 走出去进修或请进来培训对于有些未开过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或外请教师对校内教师进行培训的方式,提高师资水平。
3探索实践
我院现有计算机科学与技术、电子信息工程和自动化等专业,其中计算机科学与技术专业其“应用型软件服务外包人才培养模式创新实验区”,2009年被陕西省教育厅批准为省级人才培养模式创新实验区,2010年该专业又被批准为省级特色专业建设点。2010年及2011年教育部先后批准西安交通大学、西北工业大学、西北大学及西安理工大学开办“物联网工程”专业,同时陕西省成立了由多个高校及企业参加的“物联网产业联盟”,这是陕西省大力扶持物联网产业的又一重要举措,有利于整合资源优势,提升陕西省物联网产业的知名度和竞争力。在这些外部有利的环境下,我院以计算机科学与技术专业为依托,修订该专业的人才培养方案,增设一个“物联网工程”专业方向,并计划在2011年招生中实施修订后的人才培养方案,为培养物联网人才做有益的探索。
4结束语
物联网涉及的领域非常广泛,从技术角度看,在计算机科学与技术专业的人才培养方案中设置物联网工程专业方向,通过广泛的调研,制定尽可能合理的人才培养方案,并整合其他相关专业的软硬件资源,为社会培养物联网复合型人才是可行的。
参考文献:
[1]李坡,吴彤,匡兴华.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011,(01):18-22.