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【关键词】校企合作;专业特色;物联网;实践基地
引 言
物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。学习与掌握物联网的技术理论、发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。目前,许多院校开设物联网相关专业,其专业人才培养的建设方案也在不断完善,物联网实验实训基地的建设是物联网人才培养方案的重要组成部分,是关系到专业人才培养、适应物联网技术发展及相关人才市场需求的迫切问题。
一、物联网人才培养背景
(一)分析物联网教育背景及特点
2010年10月18日,国务院《国务院关于加快培育 和发展战略性新兴产业的决定》;《决定》明确现阶段节能 环保、信息、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车为七大战略性新兴产业,确定了七大产业的突破方向;信息技术产业突破方向为:新一代信息网络、“三网”融 合、物联网、云计算。 决定提出:要发挥研究型大学的支撑和引领作用,加强战略性新兴产业相关专业学科建设,增加急需的专业学位类别。改革人才培养模式,制定鼓励企业参与人才培养的政策,建立企校联合培养人才的新机制,促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。
(二)物联网专业的特点及人才需求分析
物联网是典型的交叉学科,涉及电子、通信、计算机、测控等多领域相关专业知识。多专业的融合与提升,需要多专业课程的汇聚,取其共性,建立基础教学。物联网专业培养的人才,不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术,还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及 3G 核心网/无线网络原理等最新技术。它不同于其它专业单一的知识体系,而是现有信息技术综合集成化的产物,它呈现形式是“一个实际落地的应用系统”,重在应用。
从物联网产业链的角度来分析,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。感知控制主要通过感知设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;如果物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通信技术,因此需要通信和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。
综上所述,物联网人才需求可以概况为三类:
(1)电子设备技术和芯片设计技术人才,工作岗位主要有芯片设计、硬件集成等。
(2)计算机网络和通信人才,工作岗位主要有IT网络管理和应用等。
(3)系统集成和应用人才,工作岗位主要有系统集成与开发、物联网管理与应用等。
二、建立物联网特色实践教学体系
(一)物联网应用技术实训室建设要点.
(1)专业素质课程主要以课程讲授为主,这种教学模式下,同学缺乏实际操作经验保障,缺少团队合作素质培养,不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通,更难以激发主动创新的精神,物联网技术是一门全新的应用性很强的综合学科,需要在实践中体会。所以高校有自己的实践教学环境是很有必要的,这将使学生毕业时更适应企业的工作环境。
(2)人才培养需要有一个框架指导,企业和院校合作建设物联网教学体系,以国家物联网人才培养的高度和专业角度出发,满足学生的就业技能需求。
(3)物联网技术是一门实践技术,需要通过大量的实践环节来学习,和我们的单片机课程一样需要一个实验开发的平台,随着技术的进步,物联网实验开发平台已经很大程度上替代了原来的单片机实验实训课程。
(4)物联网应用技术的核心技能之一是代码编写,而代码编写人员是高等职业教育信息技术的主要培养对象。职业知识的要求决定了学制的长短,随着物联网技术的快速发展,物联网应用项目的爆发性增长,规模越来越大。团队协作能力和项目架构协调能力更加重要,物联网应用技术实训室能增强学生的团队意识和协调能力。
(二) 双师培训提升教学质量
教师在掌握理论知识的基础上,下企业深入了解企业生产,动手实践体验物联网技术的开发与应用,校方和企业工程师共同开发教学资源,提升专业教学技能,提高教学质量。
三、物联网实践基地建设方案构建
根据我们所提出的调研及讨论,物联网应用技术实训室的建立主要考虑如下几个方面:
(1)充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源,这里主要是由软件和计算机网络教研室老师直接参与实训室建设。本专业教师已经在数据库、可视化程序设计、软件项目管理、嵌入式软件开发、传感器应用等方面有较强的能力,通过专业教师的直接参与可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力。
(2)物联网应用技术实训室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验。
(3)物联网应用技术实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步,鉴于物联网是一门全新的综合学科,企业和校方合作成立物联网知识库实行资源共享。
(4)物联网应用技术实训室即可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。
物联网应用技术实训室可开展的职业技能鉴定有:物联网应用工程师等级使学生在学校学习的同时可以获得相关的职业技能证书,为学生的就业提供帮助。
【关键词】互联网+ 旅游发展新趋势 挑战 旅游教育改革
当前旅游发展新趋势
1.旅游产业价值链重组
随着在线旅游行业的竞争日益激烈,传统旅游服务商价值链模型已经不能适应发展的需要,差异化和多元化战略即个性定制旅游模式成为当前旅游产业发展的必由之路。
2.“跨界”产业融合
未来旅游发展会出现一个庞大的跨界产业融合,不再是旅行社景区等的概念,而是出现以其他产业为主题的旅游,比如地产旅游、生态旅游、影视文化旅游、低碳旅游、乡村旅游、书法艺术旅游、登山旅游、宗教旅游等的主题旅游,实际是把旅游作为一个平台,通过互联网的手段,把文化、经济、艺术产业融合在一起,形成跨界产业的融合,助推旅游业的发展。
3.智慧旅游――网络信息时代的创新
智慧旅游是互联网+时代下旅游发展的一种创新模式。这种模式以云计算、物联网、移动通信、智能终端、信息资源共享等新一代信息技术为支撑,主动感知旅游资源、旅游经济、旅游活动以及旅游者行为等方面的信息,对信息资源进行最大限度的开发利用,促进旅游产业结构向资源节约型、环境友好型的方向转变,是“互联网+”背景下所形成的一种旅游产业发展的新模式和新形态。
“互联网+”背景下旅游教育面临的挑战
1.中国旅游业的发展落后于发达国家
我国旅游业在世界旅游业格局占据重要的地位,在国际旅游事务中的影响力逐步提高。但是尽管近几年我国旅游业发展较快,仍然并没有缩小与发达国家在国际竞争力上的差距,尤其是“互联网+”背景下,我国旅游技术发展是落后于发达国家的。
2.旅游教育滞后于旅游发展
国内目前的应用技术型院校旅游教育同质化严重,专业特点和专业发展方向与行业需求不对等,课程改进速度缓慢,教学方法陈旧,很大一部分旅游专业的毕业生毕业后没有进入旅游系统工作。旅游教育严重滞后于旅游业的发展,导致目前我国存在旅游企业需求与应用技术型院校旅游教育供给不对等的矛盾。
3.多元化旅游教育模式冲击传统教育模式
随着互联网信息技术的不断发展,网络远程在线教育、网络视频在线教育等成为目前较为普遍的授课方式,企业或者培训机构办学、校企合作、中等职业教育和高等职业教育的对接等多元化的教育模式也不断增多,增加了个人受教育的选择机会。
4.教学内容向市场化和国际化转型
网络信息化使旅游行业日新月异,对旅游人才的要求也越来越高,尤其是对具有市场捕捉能力和国际视野的高素质人才的需求逐年增加。这就要求旅游教育的教学内容需紧跟国际市场需求,根据行业最新动态和潮流,结合国际旅游发展新趋势,在互联网信息技术背景下进行快速更新,课程设置需要综合性和跨学科的交叉性,教学内容国际化。
互联网+时代的旅游教育改革
1.“互联网+”背景下旅游教育的战略定位
互联网信息化背景下,具有高学历、高素质的旅游人才越来越受到关注,这些人才将是旅游企业的核心人才,能直接引领旅游企业经营效益的人才。因此,应用技术型院校旅游教育应根据网络信息化背景下的时代要求,重新确定战略定位目标,制订教育计划。
2.调整人才培养模式,适应“互联网+”旅游业发展
在“互联网+”时代背景下,应用技术型院校旅游教育模式应结合旅游行业企业人才需求方向,调整旅游人才培养模式,与旅游企业合作,加强学生信息技能和创新能力的培养,调整交叉学科课程设置,增加课外教学环节,让学生走出去体验旅游企业开展电子商务和运用网络营销手段推广旅游产品的过程以参与旅游产品设计过程,使学校的教育模式由原来的课堂教学转为与企业结合的“学徒制”教学。
3.改革旅游教育内容,符合“互联网+”旅游市场需求
结合互联网+背景下旅游业的发展特点及旅游人才市场需求,应用技术型院校在旅游教育过程中需要新增一些符合旅游市场需求的跨专业方向课程,同时根据不同方向开设旅游电子商务、旅游网络营销、跨境旅游贸易、大数据、物联网、云计算、定位技术、智能终端服务等技术类专业交叉课程以及旅游文化创意、旅游网页设计等艺术类专业交叉课程。
4.采用基于互联网信息化的教学方法
目前,应用技术型院校的教学中普遍存在着网络信息技术使用不当的现象,如多媒体教学,一方面,部分教师过度依赖于多媒体,只是照PPT宣科,使教学变得枯燥;另一方面,部分教师因不想投入太多的精力,抵制使用网络信息技术来展示教学内容。
5.构建“互联网+”的双师型师资队伍
改革用人机制是应用技术型院校加强师资队伍建设的关键,学校通过“请进来和走出去”的方式建立起一支既有理论又有实践经验还有一定网络信息技能的双师型旅游师资队伍,以提升应用技术型院校旅游教育的师资力量,为互联网+时代下的旅游发展做好创新型人才培养的工作。
参考文献:
[1]李云鹏:《智慧旅游――从旅游信息化到旅游智慧化》,中国旅游出版社,2015。
[2]余扬:《旅游电子商务》,旅游教育出版社,2015。
【关键词】物联网人才 教学方法 服务型人才
【中图分类号】G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)02C-0183-03
一、农业物联网人才需求情况概述
我国经历三十多年的改革开放,工业和服务业都得到极大发展,已是全球制造业大国,相比而言,农业的发展稍显滞后,随着我国工业化现代化及城市建设发展进行到一定阶段,当前我们亟需大力发展与投入的是新农村的综合性、全方位的建设。我国农村一直实行,土地流转工作才刚启动,处于经济和体制转型的关键时期,“三农”问题近些年一直得到国家各界的高度重视,而农业信息化建设正是解决此问题的关键。适逢此时,物联网产业恰好兴起。物联网( Internet of Things,IoT),即“物物相连的互联网”,被称为信息产业的第三次浪潮,自其被提出之日起,短短数年已在世界各国广泛采用,并渗透到各行业中去。随着物联网产业的发展进步,物联网在农业生产、流通、管理等领域也得到越来越广泛的应用。从生产领域来说,农业物联网利用传感器、通信网络、智能决策系统,对养殖、种植对象进行环境监控、养料供给等,以实现降低成本、减少耗损、提高质量、改善环境的目的。此外,在农产品流通环节可建立起信息管理系统,建立从源头到消费终端的管理体系。
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》里,明确提出“加快发展面向农村的职业教育”“强化职业教育资源的统筹协调和综合利用,推进城乡、区域合作,增强服务‘三农’能力”“加强涉农专业建设,加大培养适应农业和农村发展需要的专业人才力度”。未来农业的发展必将向信息化、现代化、网络化、科技化方面发展,农业物联网是现代农业发展的引擎,目前,我国农业物联网技术应用总体还处于初步应用阶段。高等院校才刚刚有物联网专业的毕业生,直接面向农业的物联网人才培养尚未正式启动,而我国幅员辽阔,大部分土地是农村,大多数人口是农民,因此,面向农业信息化建设方面的物联网人才市场缺口巨大。仅“十二五”期间,估计农业物联网方面的人才需求就有大约1000万人。
农业物联网专业人才可分为研发型人才和应用技术服务型人才。研发型人才主要是指从事农业物联网新技术的开发及相关设备生产工作的人员;应用技术服务型人才则主要指利用现有的农业物联网技术和设备,直接面向终端用户,服务于农业生产第一线的人员,其在整个农业物联网人才需求数量中所占的比例也是最大的。本文主要针对农业物联网服务型人才的培养展开研究,以期对面向农业的物联网人才培养模式进行探讨,为农业物联网培养知识面广、综合素质高的复合型人才。
二、农业物联网服务型人才培养目标
开展农业物联网应用技术服务型人才培养,首要明确人才培养目标。目前,国内高校的物联网工程专业的培养计划普遍还处于探索阶段,培养目标不明确,培养方案、教学模式趋于相同,由于物联网的应用领域广泛,就农业物联网而言,要想做好这方面的工作,不仅需要具备物联网技术、产品知识,还要对农业生产知识有所了解。因此,目前各高校探索性的物联网人才培养方案普遍是缺乏针对性的,并不能满足农业物联网人才培养的实际需要。在专业设置和建设的探讨过程中,通过对多所院校的物联网专业人才培养方案进行分析,及与相关教师进行交流,笔者也发现,普遍存在着对物联网人才培养的方向模糊,对物联网产业链人才需求未来状况预估不足的现象。
首先,当物联网作为一个新兴的巨大产业来临之际,我们要对它的未来产业链发展状况有个预估,才能与之相适应地去进行合适比例的人才培养。纵观其它高科技产业的发展历程,也可以看出,许多产业在人员需求上以应用型人才为主。譬如,电子信息产业,真正投入研发领域工作的,只是集中在大城市,只需要少数高端型人才,面向全国范围的、需求量较大的仍是以应用型人才为主。这是一个“橄榄型”的产业链人才需求结构,研发和制造人才需求少,分别占两端,中间多数为应用型人才需求。物联网产业也具有这样的特质,更何况它本身就是一个应用创新型产业,其产业巨大的生命力也体现在应用上。然而,目前大多数院校,包括很多高职高专院校,在物联网专业的人才培养上,仍过于注重研发设计能力的培养,忽视应用领域综合能力的培养,这是与产业链人才需求状况不相吻合的。
其次,物联网是向各产业、行业渗透的一个基础性产业,其必然带有跨行业的性质。譬如,农业作为第一大产业,它涉及的领域是很广的,仅是农业物联网对人才的需求就是巨大的,可是目前的物联网专业普遍都没有体现出这种行业的针对性,学生就业时,仍将面临着对行业领域知识的一个再培训过程。
根据前文论述,我们在进行农业物联网人才培养中,应以培养物联网应用型人才为主要出发点,并结合农业生产、流通、管理等行业背景知识,进行知识全面能力较强的综合型人才培养。这样才能培养出农业知识丰富的物联网人才,有利于满足社会的需求,有利于解决人才的就业问题,极大地推动物联网在农业领域的应用创新发展。
对于农业物联网方向的高职高专学生培养,我们提出以下几点专业能力目标:掌握物联网工程专业的基本知识和基本原理;熟悉农业物联网产品软硬件配置,能从事物联网解决方案的设计、管理和维护工作;掌握农业现代科技、农产品生产流通基础知识、农业物联网应用技术、工程施工基础知识,具备农业物联网应用系统设计实施能力;了解物联网工程技术的技术前沿、应用前景和最新发展动态。
三、农业物联网服务型人才培养专业课程体系构建
农业物联网服务型人才培养的课程体系应当围绕着培养目标展开,除公共基础课、选修课程及实践课程外,以下详细例举专业基础课和专业核心课程的构建。
(一)专业基础课
1.农业现代科技技术概论
主要介绍介绍国内外农、畜、林三业的生产、储藏、加工、消费、市场现状与发展趋势;现代育种目标、育种技术和育种方法;现代种植(养殖)技术;农产品采收、包装、储运、加工、流通等产后现代商品化处理技术;现代农业生物技术、信息技术等高新技术的应用情况。
2.电子技术基础
通过本课程的学习,使学生掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,初步具有查阅电子元器件手册、正确使用元器件、读识常见电子线路图、测试常用电路功能及排除故障的能力。能复述逻辑门电路的功能,并能利用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路,并能分析简单时序逻辑电路的功能。
3.嵌入式技术
主要讲述嵌入式系统的基本概念、界面设计、应用编程等知识。通过学习该门课程可以使学生能够编写、调试嵌入式程序。
4.物联网数据库应用及管理
重点培养学生数据库基本技能,通过本课程的学习,学生能应用数据库应用软件对物联网工程中所需数据进行管理、查询、维护等操作。
5.农产品生产管理流通概论
课程介绍农业产品生产管理流通基本理论,从农产品生产到销售的过程为出发点,介绍不同农产品在生产销售流通等活动中的基本情况,应用的现代化技术、信息技术等情况。
6.计算机网络与通信技术
结合TCP/IP协议深入讲授计算机网络体系结构、分层原理、数据通信、网络协议、点一点网络、广播网络、交换网络、网络互连、差错控制、流量控制、拥塞控制方面的基本问题。
7.循环农业生产与管理
主要介绍农业生产管理中与环境保护的相互关系、掌握循环农业生产与管理的关键技术,了解农村节能减排的政策、技术措施等内容。
8.物联网与供应链管理
主要介绍应用物联网技术的供应链系统的概念及功能、物流的发展、物流管理原理、物流运输管理、仓储管理、包装与装卸、农产品供应链等内容。
9.工程进度与质量管理
通过学习本门课程,学生掌握建设物联网工程质量与安全管理的基本程序与方法,物联网工程质量验收标准,施工安全生产技术规范,物联网工程质量安全事故的处理,解决物联网工程监理过程中遇到的实际问题。
(二)专业核心课
1.无线传感器网络技术
全面系统地阐述当前各种主流的无线网络的基本原理,结合多种工业现场传感器和多功能的上位机软件,深入浅出地讲解无线网络的基本技术。
2.物联网射频识别技术
主要介绍物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例,以及物联网RFID技术现状和标准体系。
3.工程线路识图
主要介绍工程设计绘图基础知识、基本理论,主要培养学生识读电器元件的结构形状的能力,同时了解相关工程的国家标准,识读图样,了解物联网工程绘制图样所需的机器、仪表和设备的结构和性能。
4.综合布线与网络工程实施
使学生能掌握网络综合布线的国家标准和行业规范,并能熟练地运用于网络综合布线工程的设计、施工、测试和验收等工程组织与管理环节,培养学生综合布线系统设计、系统安装与实施的职业能力,并掌握综合布线的基础知识。
5.ERP运营维护
课程主要从物联网工程的角度介绍物联网工程系统中的主流程体验、销售管理、采购管理、存货管理、产品结构管理、物料需求计划管理、工单与委外管理、工艺管理、应收应付管理、财务管理等学习任务,掌握ERP系统的主业务流程和操作技能。
从以上课程体系的构建中可看出,在实际进行农业物联网课程体系的建设时,注重突出实际应用领域特色,学生既要学习电子信息技术,又要学习农业科技和农业生产技术,还要求掌握工程领域的基础知识,注重综合性能力的培养。考虑到农业物联网的项目一般偏小,各地点分散,其应用服务人才不可能专业划分过细,否则任何一个点都需要物联网、农业、工程安装等不同领域的人员组成团队配合工作,这对于偏小的农业物联网项目来说是不实际的,必然要求建设及维护人员具备多专业综合的能力素质。
四、改革教学方法,优化师资队伍
(一)改革教学方法
在教学方法上力求突破,当前所流行的行动导向、慕课均是可采取的方式,无论哪种方式,主导思想将贯穿以学生为中心的教学方法来进行实施。由于农业物联网服务型人才培养的专业特性、跨学科特性,带领学生进行现场学习将是必不可少的教学环节。此外,农业物联网在实际工作领域的实施,往往以一个个项目的形式来进行,因此,案例教学也是必然要采用的教学方法,在案例教学过程中注重对学生进行启发式教学引导,亦有利于学生兴趣的调动和综合设计实施能力的培养。
(二)优化师资队伍
从课程体系的构建可以看出,要做好农业物联网服务型人才的培养,师资队伍应具备物联网知识能力、农业生产流通和管理知识能力、工程实施等方面的知识能力,在实际建设中,各校可根据自身状况进行优化。同时,基于农业物联网应用创新的特质,应大力开展校企合作,引进更多的企业兼职教师来补充师资队伍。由于物联网本身(下转第186页)(上接第184页)是个新兴产业,农业物联网又兼有跨行业的特性,因此,教师的培训学习也是队伍建设中不可缺少的一环。
五、满足实验与实习条件,建设实训基地
应根据院校重视面向农业领域专业应用能力的培养思路,坚持基础和应用协调共进的原则,通过农、学、企相结合的方式,建设相应的实训平台,如企业提供最新的设备支持、学校提供专业人员、农业终端用户提供场地,搭建起一个真实的现代农业物联网应用平台。在实训过程中,学生收获了丰富的实战经验,为日后就业打好基础;企业获得了充足的人力资源,充分解决了农业物联网服务企业人员匮乏的现状;而农户则在合作中体验到农业物联网技术给农业生产带来的种种好处,为农业物联网的大力推广增强了信心。
其次,建立一个以农业物联网为背景的技术服务及农产品流通实训平台,通过该平台,培养出农业物联网领域的信息化人才,为技术服务的推广和农产品的流通打好基础。
通过利用实训基地对物联网服务型人才进行深入培养,可培养出一大批技术过硬、经验丰富的专业人才,以缓解目前农业物联网缺少此类人才的局面。同时也为农业物联网技术在我国大范围推广打下坚实基础。
物联网浪潮的来临,为现代农业发展创造了前所未有的机遇,改造传统农业、发展现代农业,迫切需要运用物联网技术实现对各种农业要素的全面感知、可靠传输以及智能处理。因此,对农业物联网服务型人才的培养具有重大实际意义和价值,人才培养模式就是其中一项迫切而又重要的研究工作。所以,应尽快在分析农业物联网发展现状的基础上,结合我国的实际国情对农业物联网人才培养过程中涉及的管理模式、技术模式、商业模式展开分析和探讨。在政府的引导下,在相关企业的积极参与下,建立一个多方共赢的人才培养模式,为农业物联网的长远发展提供长效动力。
【参考文献】
[1]于娜,郭鹏,李乃祥.农业物联网人才培养模式研究与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2014(16)
[2]葛文杰,赵春江.农业物联网研究与应用现状及发展对策研究[J].农业机械学报. 2014(7)
[3]谢秋丽,黄刚.基于物联网人才培养与教学实践的研究[J].软件导刊,2011(3)
【关键词】物联网 高职教育
随着总理在2009年提出“感知中国”,并在无锡设立物联网研究院,将物联网产业列为我国的五大新兴战略性产业,物联网产业开始进入我们平常人家的视线,从这时开始我国对于物联网产业的关注程度大大超越了其他各国,各行各业在积极做准备,希望能在即将来临的物联网时代掌握更大的主动性,高等学校也对其行业的发展给予了更多的关注,并将其引入到自身中。
一、物联网教育现状
在物联网教育中,现阶段我国的高等教育的三个层次都有其对应的物联网专业的,在研究生教育层次上,我国很多高等院校都有对应的物联网专业,如清华大学,北京交通大学等,在这个层次上学生都有较强的学习能力,学校的硬件设备上也比较齐全,他们的研究和教育都集中在物联网的三大核心技术上,且更倾向技术的攻关;在高职和专科教育层次上,从教育的性质上就决定了其与前两者的不同,高等职业教育的目的是培养高级技术人才,其定向是就业,也就是工作岗位,是为了使受教育者获得某一特定职业或职业群所需的实际能力(包括技能和知识等),从而能够更好地就业。所以高职物联网专业教育更偏向于实用性、职业性,这一层次上的高校开设此专业的时间都比较短,且配套设施也不够完善。
二、物联网专业的技术架构支撑
物联网是在计算机互联网的基础上,利用感知识别技术(如RFID)、无线数据通信等技术,构造一个能够包含世界实物的“物品的网络”。在这个网络中,物品(商品)能够在无人干预的情况下,进行相互的交流,其实质是利用感知技术和自动识别技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网从技术架构上可分为三层,分别为:感知层、网络层和应用层。物联网的这种三层架构及其组成决定了物联网专业的知识体系结构,物联网产业中包含的技术性的层面有电子器件技术、硬件设计、数据通信网络、系统集成及组装、软件设计等多方面知识,所以可以看出物联网是个交叉学科,想在高职教育科阶段深入学习所有知识是不现实的,因此,对物联网专业的知识架构进行合理的建构是很有必要的。从行业需求企业招聘岗位来看,现在人才有缺口,许多企业急需中高级技术人才,需要对物联网的某个方面有比较熟练的的技术能力和专业功底,所以高职教育阶段物联网专业课程不应片面的追求知识的广度,而应该在某一技术方面基础注重知识的厚度,让受教育者能有熟练的技术应用能力,这样才能满足企业的需要。
三、物联网专业信息类课程改革--以我院物联网专业为例
目前全国高职物联网专业开设的情况基本有二类:其一,开设新的物联网专业,个别有实力和条件的学校还有物联网学院,所有的教学资源为新建,师资也是新的,培养目标可以为多个,比如物联网应用系统管理员或物联网产品技术员等;其二,由原有的专业开设新的专业方向,而这些原有专业都在物联网的三层技术中尤其一定的优势,如网络通信专业、软件开发专业等,这些专业要么属于电子信息系,要么属于信息工程系或计算机系,但其培养目标都会和原有专业有结合点,比如计算机相关专业的主要是物联网的应用程序开发、物联网的网络组建与维护;电子相关专业的就是物联网的嵌入式系统设计及开发等。
物联网的技术架构是基于无线传感网络、小型无线网络和云计算(云处理)的,其知识层面涵盖了通讯网络、单片机及传感器应用、智能设备应用程序开发、自动控制等多方面的知识,其知识领域的跨度非常广,任何一个专业都不可能在短短的几年的教学时间内将这么多的知识全部教给学生并要求学生熟练掌握,所以对于高职物联网专业的专业目标如何确定,是物联网专业的首要任务,由于其相关知识多,我们如何选择,各学校根据自己的定位。
我院的物联网专业就是以我院信息工程系的计算机应用技术专业为基础开设的专业方向,传统的计算机应用技术专业包括了若干个专业方向,我院的物联网技术方向为新开方向从物联网的三层技术架构中我们对其技术进行了分析,并在企业的实际岗位进行岗位需求调研,针对我院和我专业的实际情况,明确物联网应用程序开发为我院物联网专业的人才培养目标。
下面具体以我院物联网专业为例说明。
(一)高职物联网对学生的能力和知识要求
通过企业调研,明确作为物联网专业核心课程的软件开发类课程,同时要求有一定的硬件编程能力,其对应的岗位群是物联网应用中的应用程序研发和调试人员、智能终端研发和调试人员,岗位要求学生在软件开发的知识学习和实际应用中锻炼能力,其能力目标和素质目标如下:
1.能力目标主要体现四个方面:
(1)通过技能训练,了解通信协议分概念,理解通信相关原理,能熟练的编写程序从zigbee协调器中读取数据,能够进行zigbee节点的调试;
(2)能根据具体的需求进行数据的分析,并能够编写代码,进行zigbee协调器的手动控制和自动控制;
(3)能正确创建物联网应用程序的后台处理程序和后台管理程序,能独立完成故障初查和故障判断;
(4)能进行智能终端的应用程序开发,能建立和谐的人际交互界面,以及解决实际问题的初步能力。
2.素质目标主要体现五个方面:
(1)工作踏实,做事有耐心;
(2)有较强的适应能力、学习能力和抗压能力;
(3)具有良好的软件编写规范;
(4)具有良好的合作意识、沟通意识;
(二)对物联网专业信息类课程建设的思考
1.明确专业知识体系
软件开发类课程是物联网专业核心课程。通过课程的学习,可以有力地提高学生通信传输的理解,数据采集的方法掌握,后台管理程序、后台程序分析、维护、设计的能力,为将来课程学习和就业打下坚实的基础。该课程应该在专业知识体系的框架下,让学生在实训中加深理论理解,提高动手能力,强调物联网应用软件的分析与应用设计能力,培养学生主动学习能力。
2.注意课程的发展与整合
在构建物联网专业的课程体系时,因为其知识体系的跨领域特点,所以专业应该要加强专业间的交流合作,突出综合能力的培养,根据行业特点,对课程进行整合并注重课程的发展性和前瞻性。在设计专业课程体系时,应该综合物联网的目标岗位群的要求和职责,合理制定,注重人才的全面发展,特别是可持续发展。
3.选择合适的项目载体
当前的高职教学上主要使用项目教学法,所以应当选择合适的项目作为教学载体,重视主流软件开发技术在物联网中的应用程序开发中的应用,来构建项目内容。对项目的选择主要考虑两个方面:项目的典型性和知识的覆盖面。物联网的后台应用程序和智能终端的人机交互程序是物联网应用程序开发中的重点,当前社会背景下,人们对智能化的产品越来越向往,课程以无线智能家居控制系统的设计和月球探险车的设计和实践为例组织教学。项目式教学通过任课老师的讲授指导,在通过小组和个人的项目实施,通过实施过程中的同学和小组之间的竞争和合作,利用相关的学习资料,通过项目实践的方式而获得相关的知识和技能。
4.对物联网专业信息类课程建设的建议
(1)软件开发技术作为物联网应用层中的重要技术具有重要意义,物联网作为一个较新的产业和技术其运用的技术都是比较新的,其知识相关之间都是有关联的,比如物联网的数据传输其主要Wi―Fi、ZigBee和3G等无线网络,它们之间相关协议的知识,如何与后系等;物联网的终端设备如何通过人机界面监控和控制物联网节点设备,都是比较新的技术,同时其程序设计不同于传统的软件开发,有比较多的硬件控制,这些技术更新快,在我们的课程中必须有一定的技术前瞻性。
(2)发挥优势,结合实际构建课程体系
应当发挥学院优势,结合学院的实际情况来构建课程体系。
以我院为例,广州工程技术职业学院信息类专业包含计算机应用技术、计算机网络技术、电子信息安全技术等相关专业,各专业由于客观原因有一定差别。在专业课程建设方面如何实现师资、设备专业群辐射、共享是一个重要课题。比如物联网专业的无线传输课程可以共享给计算机网络专业,最终形成专业知识体系的知识和师资共享。
(3)将相关课程模块化个性化教学
因物联网的知识复合度高,单一的将某一方面的知识作为一门单一的课程教学较难进行物联网的项目组织为教学,所以课程体系上不便于将知识以课程的方式呈现,我们采用模块的方式将课程进行组织,比如我们的课程体系中有一个节点编程模块,其中用的知识有c程序设计,接口技术,数字电路,单片机技术多个知识,但作为一个单一的课程无法将这几个知识同时包括,所以我们不采用课程呈现知识,而用模块,有任课教师根据项目内容组织教学内容。
四、结语
随着物联网硬件设计的模块化,物联网的设计和开发更多的体现在其应用程序的开发上,物联网信息类课程的建设需要工学结合,通过项目的实践使学生掌握所需理论知识,熟练掌握所需技能,这样培养出来的高技能人才才能满足需求。
参考文献:
[1]柯强.物联网专业课程建设探讨[J].物联网技术,2012,2(1)
经过两年的调研与初步合作,我系与安居宝数码科技有限公司双方签订了共建“安居宝物联网应用技术实践教育中心”的校外实训基地的协议。按照双方签订的建设方案,我系物联网应用技术、电气自动化等相关专业的学生每年在第四学期公司介入共同培养,开设相关符合岗位能力要求的课程,第五学期到公司生产见习。该公司主要以社区安防技术研发为核心,集楼宇对讲、智能家居、云停车场、云监控、安防专用线缆等为一体,充分利用技术关联的优势,开发出智慧社区相配套的系列产品,成为国内配套最齐全的社区安防及智能家居系统集成供应商。
根据顶岗实习职业岗位(群)的知识、能力和素质要求,采取企业生产与学生教育教学相结合:把物联网应用技术中相关产品生产制作、产品检测、物联网工程方案设计与投标、智能停车场产品工程安装与调试、产品销售与售后服务等多个职业岗位工作过程融入到基本型实训、生产性实训、顶岗实习三个实训环节中,使学生在各个车间课堂中实现多岗位轮换。下面将从建设思路、内涵建设及师资队伍建设三个方面与大家分享我们校企产教融合校外实践教学基地建设的经验。
1 校外实践教学基地建设的思路
通过实训基地的建设,使学生在实训基地就可以感受真实的生产环境、真实的生产任务、真实的企业管理和市场化的评价标准,从而能够满足实际操作技能培训和职业素养熏陶的基本要求,体现理论与实践、教与做的统一,实现提升职业技能、培养职业道德的实践教学目标。
结合办学理念和专业人才培养目标,邀请实训基地企业参与,企业共同制定建设方案,共同制定实践教育的教学目标和培养方案,共同组织实施实践教育的培养过程,共同评价实践教育的培养质量。经过两年的努力,建立一个技术先进,功能多样,管理科学创新,设备配置合理,反映当前物联网技术发展主流的,集教学、科研、生产、服务、培训为一体的物联网技术实践基地。建设时,兼顾我院电子信息技术专业、电气自动化专业的特点,建成既能满足物联网应用技术专业的学生实训要求,又能符合我院其他相近专业的学生实训要求的综合性实训基地。同时,酝酿对其他高校开放共享的实训基地建设模式,以提高实训基地的利用率及与其他高校的资源整合。
2 校外实践基地内涵建设
(1)探索并初步构建“认知+专业+顶岗”实践教学体系和“产教融合、资源共享”的企业实习机制。
由于物联网产业是新兴专业,目前各高职院校实训条件普遍难以满足教学需要。因此加强与合作企业联系,将部分校内难以开展的实践教学项目转移到对口的合作企业开展是解决问题的一个有效途径。物联网应用技术专业与广东安居宝公司合作建立了校级“安居宝物联网应用技术实践教育中心”和“广东安居宝物联网应用技术专业大学生校外实践教学基地”,依托学校和企业两个平台,以工作任务、项目为学习载体,把“安居宝厂中校”等实践教学基地的“物联网系统需求分析”、“物联网系统方案撰写”、“系统硬件设备采购”、“物联网应用系统开发”、“物联网应用系统安装、调试”、“物联网应用系统维护”和“物联网应用系统推广”等多个职业岗位工作过程融入到基本型实训、生产性实训、顶岗实习三个实训环节中,使学生在各个车间课堂中实现多岗位轮换。
(2)构建“融就业核心竞争力与岗位适应能力为一体”的课程体系和课程标准。通过调研引入权威企业岗位标准,螺旋上升渐进式设计专业核心学习领域课程,设计基于工作过程的课程体系。校企合作制定《物联网应用技术专业顶岗实习标准》。
(3)开发优质核心课程和网络课程。积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和岗位的任职要求,参照相关职业资格标准,改革教学内容、教学方法和评价方式,遴选开展5门优质核心课程进行建设,并在专业和与行业企业推广应用。
3 基地师资队伍建设
抓住“创新强校工程”校外实习基地建设和“物联网应用技术院级重点建设专业”建设的双重契机,按照院级优秀教学团队的评价标准,建设一支由来自学院的专任教师和行业、企业专家共同组成的,具有良好职业操守、理论水平高、教学能力强、专业实践技能熟练、创新能力和社会服务能力强的教师队伍,以适应实践教学基地教师的“示范性”和“技能型”的复合要求。学院把兼职教师培养纳入学院教师培养规划,开展专任教师与兼职教师交流活动,制定《广东水利电力职业技术学院专兼职教师结对互助合作管理办法》等办法,促进专兼教师“一帮一”双向互助,有计划地培养兼职教师的教学能力;开展兼职教师校园行活动,增强兼职教师对职业教育的认同感;支持兼职教师与专职教师合作开发课程和制定课程标准;保障兼职教师待遇,调动兼职教师的积极性。引导企业兼职教师进行教育学、普通话、教育心理学等方面的教育理论知识学习,使他们取得教师资格证,建设期内培养3-5名兼职老师。完善学院教师下企业实践与服务实施办法,制定《校企岗位互换交流实施细则》、《教师工学结合绩效考核办法》等实施细则,有效导入绩效考核、薪酬、激励体系,激发教师下企业的积极性、主动性,使专任教师“下得企业”。
“实践基地”的指导教师队伍,由校方物联网应用技术专业教师和企方专业技术人员、管理人员共同组成。“实践基地”既要调动指导教师积极性,又要为他们提供学习培训和参加实践的机会。
(1)建立校企实践指导教师素质能力的提升发展机制。学校专业教师通过“实践基地”平台,为企业提供智力和人力的支持,直接⒂肫笠倒芾怼⒖蒲小⒂销、服务等活动,及时掌握企业最新技术,增强了生产实践和科研能力,同时又能把生产实践紧密融入教学过程中。企业的专业技术人员和管理人员通过“实践基地”平台,指导学生的具体实践工作,培养企业专业技术人员和管理人员的实践教学工作能力。
(2) 建立校企实践指导教师的激励机制,培养实习指导教师的职业兴趣,提高他们对教育工作的认识,解决工作态度和认识倾向问题。学院与对口企业签订岗位协议书,企业选派符合学院兼职教师资格, 具有影响力的专家、一线技术人员和能工巧匠担任专业带头人和兼职教师。按照人事制度改革政策,支付工作报酬。
(3)“一师双岗”打造教、做双优的基地教师队伍要求和鼓励专任教师到企业与专业核心课程、核心能力相关的技术岗位上“锻炼”,每期实践“锻炼”时间应累计不少于一个月,每五年必须累计不少于5个月。这样即可使专任教师获得了企业一线实践经验,又可为企业提供优秀的智力支持。同时,依托骨干校建设中的“校企联络工作站”等机制,要求基地的兼职教师必须有承担校内一门以上理论或实践课程的教学经历,以便合理制定教学计划、选取教学方式。
(4) “教产结合”提升基地教师的社会服务能力鼓励基地教师充分发挥教学和项目研发中的经验和智力等多重优势,主动服务于行业、企业乃至区域产业经济经发展和建设。包括:开展企业员工岗前、职后、转岗培训;进行技能鉴定和资格认证;区域或行业的技术创新、技术开发提供智力支持;举办科技讲座等,进一步提升基地教师的社会服务能力。
(5)通过二年建设,使“实践基地”的指导教师人数在现有基地上增加20%,培养2名以上具有较高学术造诣和较强专业实践能力的实践指导教师,提升整体队伍业务能力与职业素养。努力建设一支数量充足、结构合理、素质良好、勇于担当的师资队伍。
校外实践基地的建设,将以服务企业、提升技能、促进就业为宗旨,开展全方位、深层次、多形式的校企合作,建立健全专业层面校企合作办学机制和专业服务产业能力不断提升的螺旋循环机制,形成行企校共建专业、校企合作育人、专业建设反哺产业的良性循环和可持续发展格局。
项目来源:1.广东省教育教学成果奖培育项目-高职物联网应用技术特色专业建设研究与实践
2.广东省高等职业教育教学改革项目-高职提升电气自动化技术专业服务产业发展能力的实践研究。
参考文献
1.隋秀梅等.高职院校提升专业服务产业发展能力――电气自动化技术专业人才培养模式改革.
现代教育科学,2014年第3期;
2.庞福等.浅谈高职院校电气自动化专业实践教学改革与实践.科教.2015年7月;
3.黄冠群.高职院校校企合作模式理论与实践研究[D].长沙:湖南农业大学,2011;
关键词:物联网;高职;专业建设
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)33-7637-02
1 发展物联网技术的背景
“国家经济和社会发展第十二个五年规划”中明确提出,要大力推进物联网的应用,并将把物联网部署在在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测等领域。
“湖北省经济和社会发展第十二个五年规划”中也提到,要加强“三网融合”的研发和下一代互联网的发展。对物联网的核心关键技术要进一步突破,扩大物联网的推广应用和相关产业发展。
“武汉市经济和社会发展第十二个五年规划”指出,培育物联网、云计算、三网融合、网络增值服务等新型产业。到2015年,新一代信息技术产业产值要达到1600亿元。使用物联网、云计算等信息技术,来实施智能交通、智能电网、智能安防设施、智能环境监测、数字化医疗等物联网示范工程。实现车联网全覆盖。
“孝感市信息化‘十二五’发展规划”中关于“物联网”推进工程规划如下:推进以二维条码和RFID技术应用为主要特征的“物联网”发展。大力推进二维条码和RFID技术在工业生产和物流各个环节的融合渗透。把握二维条码、RFID技术、全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)。在国家和省有关部门支持下,建设区域性现代物流公共信息中心和公共信息服务平台,形成“物联网”的基础。
武汉城市圈中的黄冈市、咸宁市进入了住房和城乡建设部2013年度国家智慧城市试点名单,智慧城市是通过利用物联网、云计算等新一代信息技术来促进城市的信息化和智能化。
因此,从国家到湖北省,再到武汉城市圈的成员城市,都在积极的推进物联网产业的发展,产业的发展则引发人才紧缺的问题,而这正是高校要完成的重要任务,特别是作为直接服务于市场经济的高职院校,更是首当其冲。
2 武汉城市圈高职院校开设物联网专业的基础
通过对物联网技术的分析,我们知道其实物联网并不是一个全新的技术,它所覆盖的很多技术,比如传感器技术、RFID技术、无线技术等经过多年的发展已经有了一定基础,而它所对应的专业为计算机网络技术、电子技术、计算机应用技术、软件技术等,通过调查,武汉城市圈共有46所高职院校,其中开设有应用电子技术、计算机网络技术、计算机应用技术和软件技术的学校有42所。可以看出,绝大多数的高职院校都开有物联网相关的专业,在这42所学校中开设1个相近专业的有10所学校,开设2个相近专业的有12所学校,开设有3个相近专业的有13所学校,开设4个相近专业的有7所学校,也就是说在至少有20所院校开设有3个物联网相关专业,因此武汉城市圈有开设物联网专业的基础,并且有很多物联网相近专业也经过了很多年的建设和发展,有着丰富的专业建设基础。
专业建设离不开高质量的师资队伍,师资问题可以通过二个办法来解决,一是引入外援,新招收高质量的物联网专业人才;二是内部转换,从已有前面所提到这些物联网相近专业中选取部分教师转入本专业来,因为这部分教师都具备自己专业的知识和技能,稍加培训就能转入物联网专业的教学中来。在实践实训条件建设方面,也可从以上其他专业借用,比如像网络工程实训室、无线传感实训室、电子实训室等,等专业建设起步后再建设自己的物联网专业实训室。
3 物联网产业人才需求
物联网是由感知层、网络层和应用层三个层次组成,其中涉及到应用层的技术包括信息管理、业务分析管理等系统;网络层则包括各种网关和接入网络以及不同架构网的融合、云计算等;感知层的技术有传感器、二维码、RFID、多媒体设备等数据的采集和自构网络系统。因此,物联网的产业主要围绕系统集成、硬件和软件三个领域。现在的物联网企业也大多集中在传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件和系统集成方面,特别是面向这些方面的研发、生产、服务等领域。
我们对相关企业进行了调研,主要涉及到的是从事系统集成,网络,智能控制系统及设备等研发、生产、服务的等企业。通过调研我们了解到,目前物联网产业初步形成,缺乏各层次的人才,而面向高职层次的需求是:物联网系统集成、安装调试、技术支持和营销人才。在未来的几年中,国家推动物联网的力量会越来越大,物联网的应用会被人们日益了解,这样会需要更多的物联网管理与维护、物联网应用系统的管理维护人才。
湖北省电子信息产业的高速、大规模发展造成了对相关人才的极大需求,尤其是高职高专层次的人才。在调查了物联网相关企业,了解到市场对物联网人才有着旺盛的需求,未来5年湖北省各行业对物联网人才主要集中在系统开发、集成、 RFID技术研发、嵌入式系统研发、网络技术,预计湖北未来5年每年需要2万以上,其中对高职人才需求量达到每年1万以上。
4 物联网专业人才培养目标
4.1 培养目标
面向各级医院及医疗机构与社区医院,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力,掌握智能医疗基本知识和基本原理,具有可持续发展能力与创新精神,具备智能医疗网组建与管理,智能医疗网络设备的售前与售后等能力的高素质技能型人才。
4.2 专业核心能力
具备维护数字化医院智能门诊系统,能对电子病历和电子处方等系统的运行进行管理,具备智能医疗网的组建和维护能力,能实现“区域医疗信息网络”和“医疗协作平台”智能化,将医疗服务进行延伸。
4.3 主要实践环节
公共卫生综合实训;网络管理与维护实训;网络设备配置实训;物联网组网实训;智能医疗应用实训。
4.4 就业方向
主要面向各级医院及医疗机构与社区医院、乡镇医院(卫生院)和智能医疗设备企业。
4.5 主干课程
公共卫生应急管理、医疗物联网平台、智能门诊管理、卫材与药品管理、智能医护管理(住院与病床管理)、病人随访与远程医疗、电子病历与动态健康档案管理
4.6 核心课程
M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术
5 总结
物联网是一个战略性新兴产业,高职院校作为培养较高素质劳动者的大本营, 应当建设好具有区域特色的物联网专业, 为整个物联网产业转入更多合格的人才。
参考文献:
[1] 宁焕生,张彦.RFID 与物联网射频、中间件、解析与服务[M].北京: 电子工业出版社,2008.
[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).
国外金融危机引起的增长低迷还没有消退,但大量围绕电力、通信、交通、环境的智慧型基础设施依然加紧实施。基础性的关键技术研究不断进步,如美国加州大学、麻省理工学院、奥本大学、宾汉顿大学、克利夫兰大学等在极低功耗无线传感网络、自组织传感器网络、传感器网络系统的应用层设计、基于IP的移动网络和自组织网络方面、结合无线传感器网络等方面开展研究,新加坡国立大学在无线传感器网络方面进行研究,物联网标准也在加快研究。另外,RFID技术、GPS/GIS技术的应用持续升温,IPv6、M2M、3GPP等技术的研究渐趋成熟,近距离无线通讯、传感器网络、泛在网络等网络技术也随物联网技术应用而快速成长,这也显示了物联网技术研究的不断进步。国内最早于1999年启动传感网工程,由中科院对物联网技术工程项目进行专门研究。近年来有更多的科研院所参与了物联网的研究,在物联网无线传感器网络节点方面研究突出的有南京邮电大学的UbiCell系列节点、中国科学院计算技术研究所的GAINS系列节点、香港科技大学的无线传感器网络节点;在无线传感器网络的软件及平台方面突出的有:南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动的无线传感器网络中间件平台、南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE、中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台。在物联网理论研究方面提出许多具有创新性的想法的有,南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学。归纳总结上述研究不难看出,第一类属于基础性研究,如标准、节点、网络、平台等等,这类研究会对今后物联网应用提供支撑;第二类属于技术应用研究,如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等,技术比较成熟,但更需要要研究整合应用;第三是理论方面研究,也有待于实践的验证。然而,上述三方面都不属于完整的物联网系统研究,该课题正好是要从一个完整的物联网出发去对物联网系统进行研究。
二、研究目标和内容
课题的研究,是根据智慧实验室建设的环境对感知、控制的具体要求以及使用人的功能要求,研究设计在小规模试验的环境下建立一个可供体验、实训、研究的物联网技术支撑平台及网络架构。1.研究智慧实验室建设传感网网络架构,根据新校区智慧实验室建设,各智慧教室的空间分布情况及功能分布情况进行相关的研究设计,提出完整的传感网网络架构方案。2.物联网技术支撑平台,研究传感及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成为一个整体的物联网,构成物联网技术支撑平台方案。该课题研究的核心内容是由感知及控制系统集成模块、管理系统模块及智能处理模块三个部分集成后形成的物联网。该系统不仅将三个部分叠加到一起,还将三个部分有机的集成,特别是智能处理模块要达到智能化的功能,要随时访问另外两个模块的数据,并根据访问的数据分析处理做出准确的判断,输出控制信号到控制系统交给执行机构执行。因此,要解决的重点问题是构成由三个系统模块组成的有机集成系统——物联网。要突破的难点问题是如何按照智慧实验室建设环境下对感知、控制的具体要求及使用人的功能要求,设计出有机集成的三个系统模块方案,并使其达到功能要求的智能化。
三、研究方法和实施步骤
【关键词】物联网;体系结构;技术体系结构;应用
1 物联网概述
1.1 物联网定义
1)物联网(INTERNET OF THINGS)这一概念最早于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出。它是指利用产品电子代码EPC、射频识别技术,通过网络实现在任何时候、任何地点对任何物品的识别和管理,即物品的互联互通。
2)国际电信联盟的定义,2005年11月,国际电信联盟在信息社会世界峰会上对物联网的定义是主要解决物品到物品,人到物品,人到人间的互联。
3)欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)的定义,2008年5月EPoSS对物联网的定义是由具有标识、虚拟个性的物理/对象组成的网络,这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。
4)2010年我国政府工作报告中的定义是物联网是通过传感设备按照约定的协议,把各种网络连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
总的来说物联网的定义,从狭义上是指连接物品到物品的网络,实现物品的智能化识别和管理;广义上可以看做是信息空间与物理空间的融合,将一切事物数字化、网络化,在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效的信息交换方式。[1]
1.2 物联网的特征
物联网的基本特征可以概括为全面感知、可靠传送和智能处理。全面感知即利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术,随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过将物体接入信息网络,依托各种通信网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指利用各种智能计算技术,对海量的感知数据和信息进行分析并处理,实现智能化的决策和控制。[2]
物联网与互联网相比,有如下主要特征:海量信息,接入设备繁杂,网络架构繁杂,网络管理资质,智能物物互联,物理安全威胁,能量获取多样;设备制造的小型微型化。
1.3 物联网与“智慧地球”
2009年IBM提出“智慧地球”这一概念。智慧地球战略的主要内容是吧新一代IT技术充分运用在各行业之中,通过互联网形成“物联网”,而后通过超级计算机和云计算将物联网整合起来,人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活,从而达到“全球智慧”状态,最终形成“互联网+物联网=智慧地球”。
2 物联网体系结构
2.1 物联网系统结构
国内许多专家学者将物联网系统划分为三个层次:感知层、网络层、应用层。
1)感知层。感知层是物联网架构的基础层面,主要是完成信息采集并将采集到的数据上传的目的。感知层把所有物品通过一维/二维条码、射频识别、传感器、红外线感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息,并传送到上位端,完成传输到互联网前的准备工作。比如,粘贴在设备上的RFID标签和用来识别采集RFID信息的识读器就属于该层。
2)网络层。该层在整个物联网架构中起着承上启下的作用,是物联网中不可或缺的架构组成部分。它是搭建物联网的网络平台,建立在现有的移动通信网、互联网和其他专网的基础上,通过各种接入设备与上述网络相联。如手机付费系统中由刷卡设备将内置手机的RFID信息采集上传到互联网,网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划账。
3)应用层。该层是利用经过分析处理的数据,为用户提供丰富的特定服务,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。比如,通过感应器感应到某个物理触发信息,然后按设定通过网络完成一系列动作。
2.2 物联网的技术体系结构
物联网技术涉及多个领域,这些技术在不同的行业具有不同的应用需求和技术形态。在这个技术体系中,物联网的技术构成概括起来有以下五个方面:[3]
1)感知技术。指能够用于物联网底层感知信息的技术。通过它可以感知温度、压力、位移、加速、震动、声音、光线、位置及污染等。感知技术包括RFID技术、传感器技术、机器人智能感知技术、遥测遥感技术、现场总线技术、IC卡与条形码技术、信息融合与协同信息处理技术、多媒体技术和中间件技术、GPS定位技术、纳米嵌入技术等。
2)网络传输技术。指能够汇聚感知数据,并实现物联网数据传输的技术,它包括各种专网技术、异构网融合技术、M2M无线接入、远程控制技术、互联网技术、地面无线出阿叔技术以及卫星通信技术。
3)支撑技术。指用于物联网数据处理和利用的技术,它包括云计算与高性能计算技术、智能技术、数据库与数据挖掘技术、GPS技术、公共中间件技术等,对感知到的信息进行语意的理解、推理和决策。
4)应用技术。指用于直接支持物联网应用系统运行的技术,它包括物联网信息共享交换平台技术、物联网数据存储技术以及各种行业物联网应用技术与应用系统等。
5)公共技术。指感知、传输、支撑和应用等四层都需要的技术,它包括标识解析、安全技术、应用管理技术和网络管理技术。
3 物联网应用
国外对物联网的研发、主要应用集中在美、欧、日、韩等少数国家。最初的研发方向主要是条形码、RFID 等技术在商业零售、物流领域应用。随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展,近年来其研发、应用开始拓展到食品安全、农业生产和流通、校园管理、环境监测、生物医疗、智能基础设施等众多领域。[4]下面主要介绍在食品安全、农业生产、校园安全方面的应用。
3.1 物联网在食品安全方面的应用
物联网技术的迅猛发展在应对食品安全问题方面起到了关键作用。通RFID等物联网技术,可以实现对物品位置的跟踪、原料溯源、库存盘点、出入库等信息化流程,尤其是可以实现对物理的全程监控。
3.2 物联网在农业方面的应用
1)在农田、果园等大规模生产方面。通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统,可对整个园区的生态环境进行检测,从而及时掌握影响园区环境的一些参数,并根据参数变化,适时调侃灌溉系统、保温系统等基础设施,确保农作物有最好的生长环境,以提高产量并保证质量。
2)在农业信息传送方面。对于农业发展领域,天气预报是农户最关心的信息之一,此外还可以包括施肥选择、从种子遴选到病虫害防治、从幼苗培育到收割入库等方面的信息都可以通过物联网及时传递。
3.3 物联网在校园管理方面的应用
数字校园的建立,使“一卡通”在学校得到了广泛的应用。随着物联网的进一步普及,校园管理的需求有了更多的变化。校园物联网主要是在传统校园信息化的基础上,一信息网络为依托,利用数值化手段借助物联网技术对校园环境、资源、活动等各个方面和环节进行综合管理,运用丰富的软件信息系统,高效、便捷地实现学校的教学、科研、管理和服务等活动的全过程。
物联网的发展面临巨大的机遇也面临着挑战,首先是技术标准化问题,其次是数据和隐私的保护问题。但随着网络技术、传感技术、数据库技术、云计算、移动计算等技术的发展,智慧城市、智慧地球必将成为现实。
【参考文献】
[1]张毅,等物联网综述[J].数字通信,2010(8).
[2]马静.物联网基础教程[M].清华大学出版社,2012,12.