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【关键词】物联网;方案设计;任务驱动
0 引言
物联网技术发展迅速,预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力,经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面,企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息,为全球的采购、生产制定合理的计划,为了提高企业的核心竞争力,需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业,以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。
当前,世界各国的物联网基本都处于起步阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。在中国,工信部于2012年2月正式了《物联网“十二五”发展规划》,规划的为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出,“十二五”期间,我国将攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;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,初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。
物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用,目前,物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看,据工信部预测,2015年我国物联网市场规模将超过5000亿元,2020年将达到万亿元级,预计未来5年复合年均增长率超过30%。
物联网“十二五”规划的颁布,中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面,物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养,没有人才的支撑,这个行业就不能兴旺繁荣,人才的培养是产业发展的基石。
物联网领域人才需求的大量增长,给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。
2011年,在《教育部关于公布2010年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知》(教高[2010]4号)中,新增批准的物联网工程专业25所,传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个,涉及高等院校59所。
除了本科院校设置物联网专业外,目前,多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高职学生除了在研发、设计、测试岗位中,从事测试与辅助设计工作外,可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。
1 增设物联网课程的可行性分析
物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势,又立足于传统的学科之上,物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域,其中,物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。
物联网的技术架构被公认有三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID,传感器,二维码等及时地获取物体的信息;网络层则通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;应用层是利用云计算,数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批,而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求,优化并调整现有计算机网络技术专业课程,适当地增加物联网方向的专业课程,既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能,又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。
目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有:计算机网络技术,网络服务器的配置与管理,网络设备安装与调试,局域网组建与管理,网络安全与维护,网络综合布线与工程实施,C语言软件开发,网络存储规划与实施,网络数据库管理与应用等,这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点,但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张,建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程,一方面用来拓宽学生的专业知识,另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。
2 物联网课程建设的构想
2.1 课程定位
根据调研,目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成,产品设计、研发和测试,物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息(表2)。
在计算机网络专业增设《物联网技术》课程,该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程,是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求,培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力,使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务,维护网络安全,监控网络性能,具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。
表2 物联网方向就业企业及工作岗位职责描述
2.2 课程内容开发
《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程,又是一门涵盖内容广,技术综合性强的课程,它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域,采用工学结合模式的项目教学法进行设计,课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习,又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。
《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目,18个任务,56个子任务,涵盖了物联网中的关键技术,主要包括:物联网的概念与应用,物联网的架构与技术体验,基于无线射频识别RFID的应用,无线传感网的组建与维护,现场总线网络的组建与维护,远程网络传输与多网络融合,小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务,例如在无线传感网的组建与维护项目中,包含了:感受短距离通信网和无线传感网,基于WiFi技术的传感网络,基于ZigBee的自组织网络,基于蓝牙技术的传输网络,无线传感网应用等任务,基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务,其中项目6中的四个任务为任选其一即可。
2.3 教材开发
在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上,准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能,由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。
2.4 师资培养
由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广,涉及到无线传感网络(WSN)、传感器的应用与检测、无线射频技术(RFID)、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术,教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵,可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程,来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。
学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发,做到教学信息和市场同步。
2.5 实训室建设
物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式,根据教学项目模块,采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。
3 结论及展望
本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生,通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握,为学生从事相关领域的工作奠定基础。
随着物联网技术课程的开设,学生将进一步掌握信息技术的前沿知识,拓宽学生的就业市场,也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。
【参考文献】
[1]物联网“十二五”发展规划,工信部[Z].2012.
[2]周志德.物联网专业的人才需求分析与课程体系构建[J].中国职业技术教育,2011(36):39-43.
关键词:物联网;人才培养;改革创新
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)24-0181-03
1人才培养模式改革综述
随着我国科技的快速发展以及智能信息一体化进程的不断推进,物联网行业如雨后春笋,成为新型信息技术行业中的一支主力军,造成物联网工程方向的人才严重缺乏。如今无论是高职院校,还是本科院校,都开设了物联网工程方向的专业,主要为物联网行业培养和输送高素质的技能型人才与应用型人才,为推动科技发展打造物联网精英。然而,就我国目前情况来看,还尚未形成高等院校、企业、毕业生三方共赢的良好局面,具体表现在两个方面:一方面,很多物联网企业通过招聘,但很难招到适合企业岗位需求的毕业生;另一方面,许多高校物联网专业的毕业生没有意识到企业岗位的用人需求,毕业生没有动手能力,也无实践经验,最终导致就业率非常低。那么高校物联网工程方向人才的培养效果,和物联网企业需求之间的差距越来越大,其根本原因就是人才培养模式和培养方法的守旧与落后,缺少专业与课程的改革与创新。如今,大多数高校物联网工程类专业还主要以理论教学和实验室为中心的传统的人才培养模式,这使学生的实践能力和职业技能的培养大大受到限制,最终对该专业人才培养的质量与特色产生很大的影响,无法适合物联网企业的需求。针对物联网企业招人难以及物联网专业毕业生就业难的问题,可以看出很多高校的高等教育与企业实际出现了严重的脱节。鉴于此,本人针对此问题,以我校为例,依托校企合作,进行共建专业,共建实验室,对物联网专业人才培养模式进行创新与改革,培养出“素能本位,理实一体”的专业人才,既有利于为物联网企业培养高素质应用型与技能型人才,也拓宽了物联网专业毕业生的就业渠道。
2物联网专业建设
物联网专业经过多年建设,现已成为我校的品牌专业之一,建有“电工电子实验实训中心”、“现代通信实验实训中心”以及“中央财政支持楼宇智能化专业实训基地”等。另外,学校还拥有多个校内外实习实训基地。其中“现代物联网实验实训中心”和“软件实训中心”是我院与多个物联网设备有限公司合作建成了实验实训中心,并科大讯飞等知名企业签订了合作办学协议。该中心引进了目前社会上先进的物联网设备(福建新大陆产品),及教学用软件(青岛东信科技产品),从而做到了“学生在校所学内容和实践环节与社会使用同步”,开创了教学(理论+实验)—实践(实训+实习)—就业零距离的教学模式。目前物联网技术尤其是互联网+技术已经成为当前物联网技术的主流,物联网技术的应用也在紧锣密鼓地进行。我国发展物联网技术还存在巨大的市场潜力,目前物联网技术企业严重缺乏产品技术支持,产品技术维护维修等一线岗位应用型人才,随着物联网技术的更新发展,网络设备的使用量逐年增多,社会急需大量的网络设备维护人员以及物联网方向的技术人员,这为物联网专业的毕业生提供了更加广阔的就业空间。为适应市场需求,我院抓住此契机,在2011年,物联网专业与多个物联网设备有限公司共同申报并获批专业人才培养计划,2012年开始招生,实现校企合作,共同培养人才,旨在培养物联网应用及其设备维护方向技术人才。
2.1前期调研等情况
我校物联网专业先后派出三批骨干教师赴南京、无锡、北京进行物联网行业情况的学习和调研,并参加中国物联网行业协会举办的会议。并且在2012年12月,由专业带头人带队,先后去无锡贝浮特通信有限公司考察,就无线通信产品的研发等问题达成合作意向,随后赴江苏经贸职业学院和南京邮电大学参观物联网实验室与实训基地的建设,学习并交流经验,为我校与相关物联网设备有限公司合作办学、合作共建实验室打下坚实的基础。
2.2实验室建设
在已建设的实验室中,其中包含网络实验室、软件实验室、物联网实验室、楼宇智能化实验室以及与物联网相关的一些实验室,其中网络实验室能实现网络系统的仿真、设计,为物联网专业学生提供了一个演示平台,提高动手能力与设计能力;软件实验室与物联网实验室为我校与多个物联网设备有限公司合作共建,专为我院开设物联网方向提供服务,学生在此实验室可开展物联网设备的维护及优化实习实训,提高动手实践能力,为学生走上工作岗位实现无缝对接;另外,目前已具备的单片机实验室、PLC实验室等也为现有专业包括后期物联网方向的发展提供了一个平台。学校以中央财政支持专业——楼宇智能化实训基地为平台。2012年以来,经过与多个物联网相关公司的反复沟通和深入交流,现已就共建专业、共建实习实训基地(实验室)、合作就业等达成共识,建立了长期合作关系,签订了框架协议。同时,合作就业工作稳步推进,其中有已有物联网以及相关公司已决定在2015届毕业生中招收学员进行培训,并在我校开始开班授课,对学生进行专业培训,为该公司物联网技术储备人才,并计划在以后每届接收物联网专业毕业生约几十人左右。
2.3师资队伍
目前电子、计算机等专业方向拥有一支专业基础扎实、爱岗敬业、具有丰富实践经验的教师队伍,专兼职教师共五十多人,具有高级职称的教师十几人。物联网技术作为综合型专业方向可整合我系师资资源进行课程教育。2013年,先后派出多批教师去多家物联网设备有限公司参加技术培训与暑期社会实践与企业挂职锻炼,物联网专业教育的核心团队已初步形成。同时,结合物联网工程人才培养计划,利用合作关系,聘请企业技术人员进行物联网一些专业课程教育,这也符合应用型或技能型人才培养的需求。同时,建立“校企互聘互管”的制度,一线专业教师进入企业锻炼,承担企业的项目与产品的研发以及社会服务项目,必须到学校科研处签订相关的协议备案,作为后期晋升高一级职称评审以及评先评优的条件之一。兼职教师的考核管理纳入企业管理机制,完善教师的奖励制度、考核制度与评聘制度等。物联网方向的设立将为地方及周边省市培养高级应用人才。本专业的学生,不仅可以满足合肥市及安徽省物联网人才需求,而且可以覆盖长三角经济圈甚至全国乃至全球。
3物联网专业人才培养模式改革的具体措施
3.1校企深度合作机制的建设
全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。
3.2创新人才培养模式
物联网的人才培养模式分为本科四年制和高职三年制两类,三年制是在四年制的基础之上,缩减部分公共课课程与专业选修课程。下面以本科四年制为例,重点讲述人才培养模式的创新之处,四年制采用“3+1”的培养方式,其中3年在校集中学习,主要学习基础科学知识、核心工程基础知识以及专业工程基础知识三方面的知识、锻炼工程技术能力以及培养综合素质。另外,累计1年的时间在企业实习并做毕业设计,重点培养、锻炼和应用个人素质和发展能力、协作能力和在企业与社会环境下的综合工程能力。前四学期“重基础”,完成对学生专业基础知识和基本技能的培养。通过强化数理基础模块和注重专业基础模块教学,促进学生创新思维的形成和创新方法、创新工具的掌握;让学生更早了解工程背景,为专业后续模块学习和工程能力培养打好基础。第五、六学期开始进行“工程应用能力”的培养,即一方面使学生深入学习专业课程、专业方向课程;另一方面加强与企业的合作,通过让学生在企业进行专业课程设计、项目训练、专业实习等环节,将物联网行业所需要的专业能力融入人才培养体系;培养学生综合运用多学科知识、各种专业技能和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质;培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。第七、八学期“强工程”,学生利用一年时间到企业进行实践实训、毕业实习和做毕业设计(论文),通过上述工程实践环节,强化学生从事工程实践所需的专业技术能力,进一步锻炼学生的工程实践能力和独立工作能力。毕业设计(论文)的选题要求来源于企业。
3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革
要想实现人才培养模式的创新,归根结底要在课程中去落实,要在教材中去落实,要在教学过程中去落实。根据我校物联网专业教师于2014年去南京参加全国物联网专业课程体系研究论文发现,很多高校的物联网专业的都没有一个合适的课程体系,体系的建立没有依据;针对这种课程体系建设出现的问题,我校以课程项目开发与改革作为突破口,实施教学内涵的建设。在进行物联网行业市场需求调研时,组织企业的专家、课程专家、专业教师进行多方位的课程项目的开发。以工作就业为主线贯穿整个课程的设置,以职业能力发展、工作任务的完成为出发点编写课程内容,以物联网服务为载体进行教学项目的设计,将理论与实践进行整合,完成理论与实践的一体化教学,体现“理实一体”的教学原则,另外,学生一边完成教学项目一边构建理论知识,以提高学生的学习兴趣以及其职业能力。最后让学生在学校的最后一年,进入相关物联网企业各项目组,进行项目训练,实地锻炼。
3.4校企合作建设实训基地
实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。
3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍
学校制定了相关措施,建设“双师型”师资队伍,鼓励专业教师通过企业实践、社会服务、培训考证等相关途径往“双师型”教师转型,提高教学水平与教学效果。物联网方向的师资队伍由本校“双师型”教师与企业聘请的兼职教师组成。另外,学校制定了企业兼职教师管理方法,做到有章可循;制定了企业兼职教师的任职条件、聘用程序、管理要求及教学工作规范等相关文件;并采取相应的激励措施,充分调动了企业兼职教师的积极性,为学校的专业建设与课程建设出谋划策。
4总结
校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。
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关键词:物联网;高职院校;课程体系;专业方向
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)32-7368-03
物联网(The Internet of things)的概念是1999年提出的,是将所有物品通过射频识别(RFID)、全球定位系统、红外感应器和激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来[1],进行通讯和信息交换,实现智能识别、定位、跟踪和管控的一种新兴信息技术。它有两层意思:第一,互联网仍是物联网的核心和基础,是互联网的延伸和扩展;第二,引入了人与物之间的交流,实现相互之间的信息交换和通信。作为新一代信息技术,物联网是继计算机、移动互联网之后又一次信息产业发展的浪潮。2009年11月,总理发表了《让科技引领中国可持续发展》的讲话,指示要突破物联网、传感网关键技术,物联网产业随机被列入国家五大新兴产业之一。2012年2月,我国工信部了《物联网“十二五”发展规划》。
截止2010年3月,已有近700所高校向教育部提交了设立物联网相关专业的申请。其中37所院校获准开设物联网相关专业,并从2011年起开始招生。从目前的发展趋势来看,物联网涉及到国民经济的各行各业和社会生活的各个领域,它不仅是技术问题,还包括社会和企业管理等多方面,因此,该领域需要大量既懂技术又会管理的人才。作为培养高级技术应用型人才的高职院校,应适应时代和科技发展,探索物联网相关课程的教学设置,重点培养物联网应用的相关人才。
1 高职物联网专业人才培养目标
通过调查、专家座谈和查阅资料等多种途径,对物联网技术应用领域的市场需求、岗位设置、工作任务性质及职能要求等进行调研,确定了高职物联网技术应用专业人才的就业岗位,明确了人才培养目标。物联网技术应用专业主要面向物联网感知设备应用、物联网通讯设备应用、物联网开发和集成、物联网管理和服务等就业岗位[2],培养物联网建设技术人员、物联网产品应用技术人员、物联网应用软件开发技术人员、物联网应用系统集成、管理和维护人员等。因此,面向技术应用的高职物联网专业人才培养的目标是:具有扎实的专业基础知识、良好的团队合作精神、较强的分析和解决实际问题能力,并且掌握物联网相关知识,具备物联网建设、应用、管理和维护等能力的高级技能型人才。
2 高职物联网专业人才的知识和能力要求
物联网的产业链主要涉及对物的感知、对数据的传输和处理三个环节。每个环节需要不同的技能和知识,对学生的能力要求也都不同。其中,对物的感知主要是通过传感器等设备来获取对物的感知信息,涉及到物联网中的硬件系统[3],需要硬件电路设计和制造人员以及电子设备技术人员。获取物的感知信息后,通过网络进行数据传输,这个环节主要涉及通讯和计算机网络技术,需要计算机网络通信人员。最后的数据处理环节对数据进行整合、分析,进而实现应用,主要涉及系统分析,需要系统设计、应用和管理人员。因此,高职物联网专业人才的培养工作,应根据物联网产业链的不同环节对人才的不同需求而有针对性的进行。
3 高职物联网专业课程体系建设
课程体系的建设关系到人才培养目标的实现,是专业建设和发展的关键环节。高职院校在构建课程体系时要对物联网技术应用人才的岗位进行调研与分析,以市场需求为导向,从物联网技术架构出发,考虑应用方向与应用领域,与典型企业合作,根据企业实际的物联网工程项目的实施来构建相应的课程体系。
高职物联网课程体系建设由三大课程模块组成,即公共基础课程、专业基础课程和专业核心课程,三大课程模块是相互依存的有机整体。下面以物联网的三层技术架构,即感知层、网络层和应用层为主线,以各种公共课程为基础,结合当前高职院校实际,分析高职物联网课程设置,如图1所示。
1) 感知层:是物联网识别物体、获取信息的来源。由各种感知设备构成,包括二维码标签、温湿度传感器、RFID标签和读写器、GPS、摄像头等传感器设备。在该层课程设置方面,应与硬件技术相关的学科作为专业基础课,如:电子线路基础、计算机操作系统等,与传感器技术、信息获取等软件技术相关的学科作为专业核心课,如:传感器技术、RFID技术及应用、嵌入式应用系统开发等。
2) 网络层:是整个物联网的中枢部分,负责传递和处理感知层获取的信息[4]。由各种网络组成,包括互联网、云计算平台、网络管理系统、广电网等。高职物联网专业在该层的课程设置要以计算机网络和通信等基础知识作为专业基础课程,如:通信原理、计算机网络基础等,以网络应用与管理等技术作为专业核心课程,如:无线网络技术、物联网组网技术、网络设备配置与管理等。
3) 应用层:是用户和物联网进行交互的接口,与行业需求紧密结合,实现物联网技术的智能应用。与之对应的课程设置应以各种面向对象的编程语言和工具为专业基础课程,如:C语言程序基础、数据库原理与应用等,以面向智能应用的相关技术作为专业核心课程,如:智能家居应用技术、制造业ERP技术应用、物联网系统集成与管理等。
4 高职物联网专业方向设置
物联网涉及领域广泛,包括大量学科和技术,如:计算机科学与工程、电子信息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电子与电气工程、电子商务等。根据高职院校专业招生情况,现将高职物联网专业方向设置如下:
4.1 物联网自动控制
培养目标:面向机械电子行业,培养具有扎实的机械及电子理论知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,熟练掌握传感器技术、单片机技术、电子电工技术、嵌入式系统开发技术等,具备在物联网相关机械和电子类企业工作的高素质技能人才。
专业基础课程:电子线路基础、计算机操作系统、单片机原理等。
专业核心课程:射频识别技术及应用、传感器技术、单片机技术及应用、嵌入式系统开发技术、无线传感网络、微波与天线技术等。
4.2 物联网网络信息系统
培养目标:面向计算机网络和信息系统行业,培养具有扎实的计算机网络和信息管理系统理论知识,较强的实际动手能力、可持续发展的创新精神,熟练掌握物联网信息系统的设计、开发、使用、维护和系统集成等知识,并且能完成物联网信息系统集成及相关技术与产品的应用推广[5],能在各种物联网开发、应用领域工作的应用技能型人才和管理人才。
专业基础课程:计算机网络基础、软件工程、通信原理、数据结构、管理信息系统、数据库原理及应用、物联网网络安全技术等。
专业核心课程:C语言程序基础及设计、Java程序设计、数据库开发及应用、管理信息系统应用等。
4.3 智能车联网
培养目标:面向未来智能汽车行业,培养具有扎实的专业理论知识、良好团队协作能力、较强的实践能力,掌握智能车联网基础知识和原理,具备车联网组建、管理、应用和维护,车联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才[6]。
专业基础课程:车载技术、网络通信技术、蓝牙技术、无线网络技术、交通导航与信息服务、智能交通管理等。
专业核心课程:RFID技术与高频技术、传感器网络与检测技术、GPS定位技术、网络设备配置与调试、短距离无线通信技术、移动互联网通信技术等。
4.4 智能农业管理
培养目标:面向未来智能农业生产和管理行业,培养具有扎实的智能农业管理理论知识、良好的团队合作能力、较强的分析和解决问题能力,掌握智能农业管理相关知识和原理,具备农业管理信息采集及处理、农业生产经营管理、智能粮库管理、农业生态智能监测等能力的高素质应用型人才。
专业基础课程:农业设施智能化管理、生态环境监测与治理、灌溉技术应用、地理地质信息应用技术、智能粮库管理技术等。
专业核心课程: RFID技术与高频技术、传感器网络与检测技术、无线网络技术、网络设备配置调试与管理、短距离无线通信技术、数据库原理及应用、大数据处理和存储技术等。
4.5 智能医疗服务
培养目标:面向未来智能医疗系统行业,培养具有扎实的智能医疗服务基础知识、优良的医德医风、良好的协作能力和心理素质,掌握智能医疗设备和信息系统的使用和维护、智能医疗档案管理等能力的新型高素质技能人才。
专业基础课程:基础医学、预防医学、管理学、卫生统计学、流行病学等。
专业核心课程:RFID技术与高频技术、无线网络技术、传感器网络与检测技术、智能医疗档案管理系统等。
5 结束语
本文在分析物联网发展形势的基础上,首先明确了高职物联网专业人才培养的目标,从物联网产业链的三个环节出发,分析了高职物联网专业人才的知识和能力要求。结合当前高职院校实际,以物联网的三层技术架构为主线,研究了高职物联网专业课程体系建设,最后设置了五个专业方向和相关课程。
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[4] 朱平,顾卫杰.基于技术框架的高职物联网专业课程体系的构建[J].教育与职业,2012(5).
关键词:物联网层次架构;人才培养模式;课程体系
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)05-1197-02
Discussion on Talent Cultivation Pattern of IOT Technology Specialty for Higher Vocational Education
FENG Gao-feng, WEI Nan ,YUAN Pei-jian
(Jiyuan Vocational and Technical College, Jiyuan 454650, China)
Abstract: Based on analysis on hierarchy of IOT system , the talent demand of IOT specialty in higher vocation can has four types: elec? tronic equipment and transducer technology ,mobile communication and computer network ,service-oriented software technology ,em? bedded software design. The talent cultivation of IOT technology can be implemented in four directions: design and installation of sensing equipment , transmission and network, embedded application software ,IOT management .Curriculum hierarchy that meets IOT technical characteristics and industry needs is constructed.
Key words: IOT hierarchy; talent cultivation pattern; curriculum hierarchy
物联网(Internet Of Things,缩写为IOT)可以描述为由传感网络获取环境物理信息,通过通信网络行传输,通过云计算平台进行信息处理的复杂系统。物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。为抓住机遇,满足日益增强的物联网人才需求,各高职院校逐渐开始设置物联网技术专业,由于培养目标和学生基础与本科院校不同,因此高职物联网技术专业人才培养模式和课程体系值得深入探讨。
1物联网层次架构
物联网技术专业人才培养模式与物联网层次架构密切相关,在物联网的不同层次上有不同的人才培养模式。物联网和计算机网络一样具有复杂的体系结构。物联网通常可以分为四层架构:感知识别层、网络构建层、管理服务层和创新应用层。
1)感知识别层主要完成数据采集,物联网中任何一个物体都要通过感知设备获取相关信息以及传递感应到的信息给所有需要的设备或系统。传感器除了传统的传感功能外,还要具备一些基本的本地处理能力,使得所传递的信息是系统最需要的,从而使传递网络的使用更加优化。为了使传感器之间可以互联互通以及传递感应信息,传感器之间会形成网络,这些网络有可能根据公开协议,比如IP地址,也有可能基于一些私有协议。
2)网络构建层通过现有的计算机互联网、移动通信网实现传感数据的转换、传输与计算。由于物联网世界里的对象是各种各样的设备,因此感知到的信息量将会是巨大的,各式各样的,因此需要通过某种程度的网关将传感器获得的信息行过滤,协议转换,信息压缩与加密等,使得信息可以更优化和更安全地在公共网络上传递。为了将感知层的信息传递到需要信息处理或者业务应用的系统中,网络构建层可以采用IPv4或者IPv6协议。
3)管理服务层负责整理网络层提供的信息,提供给应用层。管理服务层设置有应用网关,在信息传输过程中为了更好地利用网络资源以及优化信息处理过程,设置局部或者区域性的应用网关,一是信息汇总与分发;二是进行一些简单信息处理与业务应用的执行,最大限度的利用IT与通讯资源,提高信息的传输和处理能力,提高可靠性和持续性。管理服务层设置有服务平台,可以使不同的服务提供模式得以实施,同时把物联网世界中的信息处理方面的共集中优化的进行,使应用系统无需因为物联网的出现而作大的修改,能够更充分的利用已有业务应用系统,支持物联网的应用。
4)创新应用层利用现有的手机、平板电脑、PDA和PC等终端运行特定的应用程序,实现具体物联网应用。应用层包括各种不同业务或服务所需要的应用处理系统。这些系统利用传感的信息行处理、分析、执行不同的业务,并把处理的信息再反馈给传感器行更新,使得整个物联网的每个环节都更加连续和智能。物联网世界中,信息来源很广阔,是海量的,基于传统的商业智能和数据分析是进进不够的,因此需要更智能化的分析能力,基于数学和统计学的模型进行分析、模拟和预测。应用层需要性能优良的应用程序来支持。
2人才培养模式
2.1物联网人才需求及就业岗位分析
物联网行业需要多种技术人才,根据物联网的四层架构,可对应为四类技术人才。感知识别层涉及到物联网的硬件设备,主要为实体设备和传感器,这个层次需要电子设备开发人员和传感器设计与制造人员;网络构建层完成感知信息的传输,需要移动通信和计算机网络人员;管理服务层涉及到整合网络层传递过来的信息,并以服务形式提供给应用层,需要软件技术人员,特别是Web Service方向人员;创新应用层完成信息的处理和显示,以运行在手持设备中的应用软件为核心,需要嵌入式软件设计与开发人员。根据以上分析物联网人才需求可以概括为四类:电子设备和传感器技术人才;移动通信和计算机网络人才;面向服务的软件技术人才;嵌入式软件设计人才。
根据物联网人才需求分析及高职人才培养目标,高职物联网专业应培养具有物联网行业必备的理论知识和专业技能,具有较强的物联网应用系统操作能力,一定的系统设计和开发能力,能从事物联网硬件系统安装与调试、物联网系统管理及嵌入式软件开发的高技术应用型专业人才。根据对物联网企业的调研,其面向的职业岗位主要有感知设备设计与安装、系统集成与调试、嵌入式软件设计、物联网管理与应用等岗位。
2.2物联网专业培养方向和能力需求分析
物联网专业一个综合性学科,涉及电子技术、计算机技术和软件技术等相关专业,所以物联网专业的人才培养可以根据不同的岗位目标,分四个方向来培养。感知设备设计与安装方向,包括各种传感器的设计与安装,如温度和适度传感器、烟雾和粉尘传感器噪声传感器等,以及一定的芯片设计技术,如RFID感应器、RFID标签等,要求学生掌握模拟和数字电路知识、嵌入式硬件开发知识等。传输与网络方向,主要解决感知信息的传输问题,要求学生掌握移动通信2G及3G技术、计算机网络技术相关知识,具有物联网通信系统的安装、调试、管理及故障排除能力。嵌入式应用软件方向,物联网的人机接口通常为运行物联网系统软件的手持设备和PC等,需要学生具备在常用嵌入式操作系统上进行软件设计与开发能力。物联网管理方向,物联网是一个应用管理系统,可以实现物流监控、污染监控、智能检索、进程医疗、智能交通、智能家居等管理和服务功能,需要学生掌握物联网知识和信息管理知识,具备物联网信息系统运行、操作、管理和维护能力。
物联网专业的四个培养方向,对学生的能力要求有所不同。从以上四个培养方向上来分析,物联网专业学生应该具有以下几方面的知识和能力:掌握物联网系统基本理论;具备构建、调试、运行和管理物联网应用系统的能力;具备开发物联网终端软件的基本能力;具备物联网应用系统故障排除能力;了解物联网技术发展动态。
3课程体系设计
实现人才培养目标,必须要具备合理的课程体系。围绕学生职业核心能力的培养,以良好的职业素养、够用的理论知识、扎实的专业技能为出发点,来构建课程体系。根据就业岗位和培养方向的不同,课程体系由基础课程、职业核心课程、职业综合能力训练三个层次构成,如图1所示。
图1物联网专业课程体系
4结束语
物联网专业是为适应新兴产业发展,满足行业对高素质专门人才的需求而申报的新专业,在深入分析物联网系统层次架构的基础上,探讨了物联网专业的人才需求和就业岗位,剖析了联网专业人才培养方向,构建了符合物联网行业特征的课程体系。
参考文献:
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[3]顾卫杰,王云良.对不同层次教育的物联网专业定位的思考[J].中国电力教育,2011(27).
关键词:中职教育;物联网;计算机教学
当今社会,互联网已经成为人们离不开的一样东西,每时每刻人们都在网上寻找着自己想要的信息,搜索周边的优惠。在中等职业学校计算机专业的教学中,要多加强实践教学,尽量使教学信息化、网络化,这样才能适应不断扩大的人才需求量,提高教学水平。在这种物联网的大背景下,中等职业技术学校计算机专业有着广阔的前景,但是,纵观现在的中等职业技术学校的信息技术教育还存在诸多的问题,还不能为社会提供足够多专业的计算机人才,因此,中等职业学校计算机专业的改革已经迫在眉睫。
一、物联网的定义及其特点
物联网就是通过各种信息传感设备,去采集各种人们在互动、监控和链接过程中需要的信息,将其用互联网进行结合,形成一个便捷的传递网络。如此,便使得人与物体、物体与物体便捷地连接在一起,使人们在管理、控制这些物体的时候做得更好。通过把智能感知、各种识别技术、普适计算等技术应用到物联网中,逐渐改变我们的生活。所以,物联网被称为在计算机、互联网之后信息产业中的第三次发展浪潮。
物联网与互联网相对来说还是不同的。首先来说,物联网就是各种感知的实际应用。在物联网时代,各种感知最终通过互联网相互连接,互联网中的传感器收集网络或传感器存在之地的各种信息,使得我们应用物联网能够随着时间的推移,方便快速地更新所需要的信息。
其次,物联网实际上是基于互联网而形成的一个网络,物联网的核心技术其实就是互联网的一部分,并且物联网中人与物体、物体与物体之间传递信息靠的还是互联网。物联网中信息传递离不开网络。但是,通常传递的信息量过于巨大,难以保证其传递的准确性与安全性,这就要求物联网必须去适应各种异构网络和网络协议。
最后,物联网就是提供一个人们自由交流的平台,使得人与物体,人与人之间方便地连接,这种连接不受任何场景和时间的限制。而互联网与物联网的相互融合,会使物体的管理更加便捷,人们的交流更加方便。如此,人们便能够深入地感受到物联网在工作与生活中带来的便利,引领人们去感受更智能、更便利的生活。
二、物联网在计算机发展中的意义
随着物联网的不断发展,物联网技术日趋成熟,物联网必将和互联网一样成为我们生活中必不可少的一部分,工业生产、环境监控、健康医疗、运动健身、交通运输等方面必将出现越来越多的物联网的身影,其涉及的范围也将越来越广。比如,苹果公司的iWatch就可以收集佩戴者的运动量、心率、通话记录、联系人,等等,还可以便捷地通过iWatch与他人进行通话,iWatch可以和苹果公司的iPhone相连接,实现物物互联,为人们在通信上提供了诸多便利,有助于帮助使用者完成高效、便捷的通信。
新一代的物联网技术还有诸多的作用,它必将改变我们未来的生活,在未来的各行各业中我们都将看到它的身影。如果我们将传感器安装到大桥、水坝、楼房、供电、供气系统中,再将其用互联网连接,将信息传递到整个网络中去,实现人类社会与物理系统的整合,然后对所获得的信息进行分析整理,并通过这种分析、研究,更好地对检测对象进行管理、控制。这样人们就可以用更加智能的方式管理生产和生活,人的生活必将更加便捷,人与自然的关系也将很好地得到改善,资源利用率和生产力水平也将大大提高。但是想达到这样的目的,我们就需要有一个强大的中心计算机,使这台计算机能够很好地对传感器获得的信息进行很好的整理、分析、研究和控制,只有这样,我们的设想才能够实现。
在未来也许会出现这样的情形:当家里的防盗门非正常打开时会自动报警,并打开家里的摄像头;手机、钥匙、钱包等会感应到与主人的距离,并会自动提醒主人随时携带;衣服会感知周围的气温自动调节温度,等等。物流领域如果应用了物联网技术,那么就有可能出现以下情况:当货车超重时,货车会告诉你超载了,还会报出超载的数字。此外,货车还将就怎样合理地配置货物提出合理化的建议;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“哎哟,好疼!”,或者说“宝贝,能不能轻点?”;当司机在和别人扯闲话,货车可能会说:“亲,我等不及了,能不能快点发车!”
就目前来看,我国网络已经得到了大面积的覆盖,高覆盖率的优质网络是物联网发展的必要条件,一些安装在各种设备上的传感器都需要通过互联网络来实现传递,随着科学技术的不断发展,时代的不断进步,使得物联网中许许多多的物品产生的信息能够很好地去分析、控制管理,使得便捷化、即时化的管理变成可能,相信随着物联网技术的不断发展,人们的生产生活也将变得更加有趣、更加智能化。
三、未来物联网发展趋势
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继计算机、互联网之后的另一次信息技术革命。有专家认为,物联网不仅可以为人们提供丰厚的收益,而且可以节约生产成本。尤其是在经济形势不好的情况下也许物联网可以肩负起全球经济复苏的重担。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网,我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为我国的经济发展作出贡献。按照对物联网的需求,需要数以亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。物联网拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用,包括产品服务、智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。
四、物联网时代下中职计算机教学的发展融合策略
在物联网技术不断发展的今天,中等职业技术学校信息技术教育必须进行改革与发展。下面我阐述一下对信息技术课程发展的一些建议:
1.为了适应物联网技术的发展要求,我们有必要调整计算机专业结构及课程设置
中等职业技术学校要紧跟时代潮流,找准企业发展方向,了解物联网技术人才的需求特点,积极地去建立新的培养体系,健全人才培养过程,大力度增强学生的实践能力,从学生的特点入手,积极地去带领学生学习新兴技术课程,完善教学课程设置,让学生所学的知识紧跟时代步伐,与时俱进,充分适应新时期对于物联网技术人才的需要。
2.我们要培养优秀的教师
所谓“名师出高徒”,要想让学生学到紧跟时代步伐的物联网技术,我们必须要建立健全优秀的师资力量,定期举行教师技能培训,增强教师自身素质,在教学实践中,举行各种教学质量评比,对教学质量优秀的老师,学校要适当给予奖励,对教学质量欠佳的老师,学校要努力帮助其找到问题所在,及时纠正错误。在增强教师教学能力的同时,还应加强对教师师德的培养,使教师努力做到“学高为师,身正为范”,用扎实的学术能力和良好的道德品质应对时展对物联网技术人才的需求。
3.我们要努力建立一个完善的实践教学基地
在中等职业学校的信息技术教学中,实践是相当重要的一个方面,因为计算机技术不同于其他知识,课本只是辅助作用,只有在实践中学生才能更好地掌握这些知识,要想使得实践教学能够很好地进行,我们必须建立一个完善的实践教学基地,能够培养学生的实践能力,突出智能化、模拟化、数字化等特点。要对计算机专业人才进行一技多能的培养,必须通过物联网实训模拟设备来进行,利用模拟的工作环境和工作流程,切实提高学生对物联网技术的实际应用能力,优化教学资源与环境,使传统教学与虚拟教学相结合,让学生以优秀的能力迎接物联网时代辉煌的明天。
五、物联网实践教学平台现状
随着物联网技术的不断发展,国内兴起了许多开发应用于高校的物联网实践平台,这些平台存在着部分问题:一是由于公司研发人员没有实践教学经验,其开发的软件很难与学生所学专业相关课程紧密联系在一起,导致实践与课程脱节的现象。二是各公司开发的物联网实验平台采用的都是高端的ARM处理器,而在我们的实践教学中,开设的是51单片机课程。这些公司开发的软件对于学生来说学习难度过大。三是各公司开发的物联网实验平台都只提供物联网感知层和网络层的相关实验,没有应用层的相关实验,即使个别的公司提供了这类实验,但是实际上很难与信息技术课程中所学的东西联系在一起。很难达到很好的教学效果。此外,各公司所开发的平台大多价格昂贵,每套价格都在万元以上,学校的资金投入比较大。
物联网是时展的新趋势、新方向。中等职业技术学校要通过社会考察、学习和调研,探究课题研究方向,紧跟物联网行业发展趋势,准确找好物联网技术人才的培养方向,反思当下物联网技术教学实践中存在的许多不足,积极推进中等职业技术学校的信息技术教育改革,为信息技术专业向物联网专业过渡打下坚实的基础,中等职业技术学校信息技术教育工作者应紧抓物联网蓬勃发展这一机遇,为未来庞大的物联网产业输送更多高质量的人才。
参考文献:
[1]王超.基于物联网计算机网络技术专业课程体系研究[J].现代企业教育,2014(16).
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[3]高立静.浅谈物联网产业背景下中职计算机的发展[J].职业,2013(14).
【关键词】职业技能大赛;物联网;专业建设;人才培养;改革
物联网专业是职业院校中的一门新兴专业,出现的时间还比较短,所以专业建设还不够完善,与物联网专业有关的教学内容与教学方法都还处在摸索阶段。而职业技能大赛的出现,不仅可以让优秀的物联网专业人才脱颖而出,提高物联网专业人才的整体操作技能水平,还可以让教师了解到当前物联网技术的关键教学点以及未来的发展方向,使教师对教学内容有整体的把握。总而言之,职业技能大赛的举行,对于职业院校的物联网专业建设有重要的引导与促进作用[1]。
1 职业技能大赛可以推动职业院校的物联网专业人才培养
职业技能大赛中物联网专业比赛举办的目的是:利用职业技能大赛带动职业院校物联网专业建设,促进物联网专业教学改革,培养更多物联网专业人才,以满足社会对物联网专业人才的需求;提高社会对物联网专业相关岗位的了解程度,使企业能够把握好招聘物联网专业人才的关键性要求,减少对职业院校物联网专业人才的偏见,提高职业院校物联网专业人才的整体就业率。
通过职业技能大赛,推动物联网专业教学方式的改革以及教学内容的创新,促进职业院校与企业之间的合作,正确引导物联网专业教学的方向,从而跟上当前社会物联网行业发展的步伐,使得物联网技术能够推广到更多的领域。
根据职业技能大赛的比赛评分标准来看,大赛更加注重职业院校人才的实际操作能力与创新意识,而当前职业院校培养人才的方式与大赛对专业人才的要求还存在一定的差距,因此职业技能大赛对职业院校的专业人才培养有至关重要的引导作用。经过职业技能大赛中的物联网专业技能比赛之后,职业院校应该可以从中获得启发,在学校内部可以定期举办校内专业技能比赛,再到院校与院校之间的校级比赛,循序渐进,提高学生的竞争意识,促进职业院校对互联网人才的培养。
2 推动教师团队建设,提高师资力量
职业技能大赛不仅考验职业院校学生对于专业技能的掌握程度,更是对职业院校整体教学质量以及专业教师教学能力的考查。而物联网专业涉及到多门学科,包括计算机专业、电子信息专业、通信专业、传感器研究相关专业等等,涉及范围比较广,理论知识体系比较复杂,所以,专业教学老师需要思维清晰,对每一门物联网专业相关学科都有所了解,并且能够熟练地将这些知识体系整合起来,用系统性的讲解方式传授给学生。而就目前的情况来看,同时满足这些条件是十分困难的,所以教师团队建设也是当前职业院校物联网专业建设所面临的重要问题之一[2]。
职业技能大赛给予了职业院校加强教师团队建设的机会。因为职业技能大赛是对各职业院校专业精英人才的选拔,所以职业院校会极为重视这次比赛,安排教学经验丰富、教学质量高的教师作为比赛教练。此时,职业院校可以将一些发展潜力比较大的年轻教师安排到职业技能大赛的比赛队伍当中,协助主教练对参赛学生进行指导工作,通过对学生的指导加深自己对于物联网专业的理解,拓展知识面,增长见识,强化实践教学能力。因此,许多年轻的物联网专业教师在职业技能大赛中得到了锻炼,其教学能力也有了大大的提升。
3 推动教学内容及教学模式改革
职业技能大赛不仅需要考核参赛学生的动手操作能力,还要考核参赛学生对于物联网专业知识的了解程度。物联网专业理论知识包括传感器的工作原理及应用方法、串口服务器的构建、zigbee信号传递技术等;物联网专业的实际操作包括物联网实际应用时的线路布置、网络的具体连接方式、软件的维护等等。
在职业技能大赛结束以后,职业院校可以从中总结经验,将比赛的注重点作为物联网专业教学的主要教学内容,推动教学内容的创新。比如在与物联网实践相关的课程教学中,可以引用物联网技术应用比较成熟的城市案例作为教学案例,并进行分析。将实际案例引入课程教学,可以提高理论知识的可信度,还可以有效提高学生对专业理论知识的理解程度[3]。
将所教学的内容具体化、实际化,可以让课程的重点从授课老师转移到具体案例上来,学生们从被动接受老师的授课到主动从案例中探索知识。这种教学模式的改革,可以让学生更加投入物联网专业学习当中去,提高学生学习的兴趣。
4 基A设施建设优化
职业院校对于物联网专业人才的培养必须要重视学生的实践动手操作能力,所以基础设施的建设优化也就变得十分的重要,基础设施指的是学生们进行动手操作训练的主要场所,包括实验室、网络机房等。由于我国物联网专业在职业院校中开设的时间比较晚,所以许多基础设施建设还不够完善。根据职业技能大赛的要求以及现有的一些新兴技术的出现,职业院校需要对基础设施建设方案进行一些调整。比如由于近年来zigbee信息传输技术的发展与应用,职业院校需要在原来的传感器实验室的基础上加设zigbee技术应用模块,并根据职业技能大赛的相关要求将zigbee技术的教学内容加入到zigbee技术应用模块当中;将PC客户端的开发内容以及移动客户端的开发内容加入到物联网综合开发实验室当中[4]。
5 教学交流平台的构建
由于职业技能大赛的比赛项目比较多,所以比赛持续的时间会比较长,各职业院校需要构建一个专业教学交流平台用于参赛队伍的相互交流。教学交流平台的构建,一方面可以为不同专业的参赛学生交流提供机会,开拓参赛学生的知识面,提高参赛学生的综合素质,另一方面可以促进老师与学生之间的交流,方便老师的指导工作,及时解答学生的问题,提高学生的专业技能水平。
6 提高职业院校学生的整体就业率
首先,职业技能大赛不仅考验参赛学生的理论知识与实际动手操作能力,还考验参赛学生的临场应变能力与心理素质。经过职业技能大赛中的层层选拔以及各种培训指导以后,参赛学生的学习能力、心理素质以及团队意识都有所提高,也为学生未来的工作打好坚实的基础。参赛学生如果在职业技能大赛中表现优异,可以大大提高职业院校的知名度,减少社会对职业院校的偏见,提高职业院校学生的就业率。
而物联网技术作为一门新兴技术,应用的时间比较短,许多人们对其认识还不够深。职业技能大赛可以让人们把关注点放在这些新兴技术上,提高对新兴技术的认识,对物联网技术的推广发展起到引导的作用。
7 结束语
物联网技术是一门新兴技术,在职业院校的应用时间比较短,所以专业建设还不够完善。而职业技能大赛可以有效推动职业院校物联网专业建设,因此职业院校要把握住职业技能大赛这一机遇,促进教学内容创新,加强教学内容改革,提高学生的综合素质,保证职业院校的整体就业率。
【参考文献】
[1]李如平,张震,吴房胜,朱炼,张玉荣.技能大赛引领高职物联网专业群建设研究[J].辽宁科技学院学报,2016,18(03):81-83.
[2]程航.基于技能大赛的高职院校物联网专业实训室建设[J].电脑知识与技术,2016,12(16):222-223.
关键词:物联网;校企合作;资源包;教学
中图分类号:G712
1 物联网发展现状
物联网是世界信息化发展新的推进,是互联网应用的推广和深化,其目标是实现一个智慧化的世界,预计到2020年,世界上将有500亿个智能物体连接到网络上,地球上人均6个。未来物联网产业规模巨大,带动力强,已经成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点。2010年3月5日,总理在政府工作报告中,明确将“加快物联网的研发应用”纳入战略性新兴产业的发展任务。近年来物联网发展速度迅猛,物联网专业人才需求量大增,由其是物联网技能操作型人才更是紧缺,面对如此大的人才需求量,很多技工院校都相继开设或准备开设物联网相关专业。
2 校企合作资源包开发思路
校企合作是职业教育发展的必由之路,也是培养高技能人才的必要环节和重要平台,运用校企合作模式开发物联网教学资源包,可将企业的先进技术同实际的理论教学相结合,二者取长补短。物联网作为技工院校新兴的专业技术课程,主要训练学生掌握物联网基础理论,具备安装、调试、运行和管理物联网的能力,具备开发物联网终端软件的基础能力,具备物联网应用系统故障排除能力。其教学难点是如何更直观展现物联网的组成,运作过程,如何安装和调试物联网产品,并能进行简单的物联产品开发。传统教学偏重物联网理论讲解,没有形象的展示物联网的实现过程,作为物联网企业,虽然有先进的技术,但又不了解实际的课堂教学。如何更直观的展示物联网的运作,只有通过企业和学校的双向联系,按照学校的教学要求开发物联网实训平台,把抽象的教学内容通过形象直观的实训项目表达出来,有助于学生尽快掌握物联网技术。
3 物联网教学资源包的特点
物联网教学资源包有别于一般教学素材包,是通过学校和企业合作开发,其中理论部分由学校物联网专业教师来编写,实训部分由学校教师制定方案,由企业工程师来实现。资源包应尽可能形象、直观的展现物联网运作过程,注重培养学生的动手能力和空间想象能力,掌握物联网产品的使用方法并能进行简单的物联产品开发。
4 物联网教学资源包开发过程
面对新兴的物联网产业人才需求,我院领导高度重视,先后同南京五十五所等物联网企业建立长期合作关系,并聘请物联网企业专家为教学咨询官,为物联网教学资源包的开发创造了良好条件。通过专业教师和企业工程师的交流讨论,结合当前物联网就业方向,开发适合技工院校学生学习的物联网教学资源包。
物联网教学资源包总共分为三大模块,分别为物联网理论、物联网应用、物联网实训(结构图如图1所示)。其中物联网理论包括7个模块,分别为物联网导论、自动识别技术、传感器基础、智能信息设备、无线网络、数据库系统、海量信息存储。
图1 结构图
物联网应用包括5个模块,分别为无线传感器、Zigbee技术、Android开发基础、Zigbee网络、传感器安装。物联网实训台由南京五十五所开发,型号为WLWSX-05(如图2所示),通过该实训台可以完成7个控制器实训和11个传感器实训,同时运用实训节点可以完成CC2530模块程序烧录、Zigbee无线点对点通信、Android用户端开发等。
图2 物联网实训台
5 结束语
本文讨论了校企合作模式下物联网教学资源包的开发,对实现过程进行了系统的分析,并给出了典型的实现模型,为后续资源库的开发提供了依据,在实际教学应用中取得较好效果,实现方法对于其他教学资源包开发也具有参考价值。
参考文献:
[1]杨喜林.浅谈高职物联网专业校企合作模式课程建设[J].教育与科技,2011(07):167.
[2]孙玉娣.高职物联网技术专业人才培养方案探索与实施[J].电脑知识与技术,2012(08):21.
[3]曾宝国.高职院校物联网应用技术专业师资队伍建设思路[J].中国电力教育,2012(14):118.
【关键词】物联网工程导论 计算机专业 专业扩展
近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象,很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向,另一方面相关的企业招不足需要的人才,存在着供需结构性失衡。国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革,但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架,既要培养学生较强的实践能力,又要有完整的知识体系,使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划。这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力,从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求,而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会。同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程,计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势。这些都对计算机专业的发展构成了挑战。
一、计算机专业面临的挑战
随着我国高等院校的数量逐年增加,在校生总数达到前所未有的数量,设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所,建立软件专业的学校600多所。除了计算机系(学院)外,很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系。随着信息技术在各行业的应用,极大地推动了人们学习计算机技术的热情,同时也给计算机专业带来巨大的挑战,信息技术的全球化,使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点,谋划布局新的技术创新点。挑战催生动力,创新获得优势。在此形势下,迫使我们努力思考:计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战?
二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇
物联网的概念是在1999年提出的。IOT(The Internet Things)也就是“物物相连的网络”。“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通信的一种网络。通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备,按照设定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息传输、计算、处理、知识挖掘,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的,实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接。
物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术,相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点。各高校也积极设置、建设相关的专业,“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生,同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列。
物联网技术涉及的原有专业非常多,有计算机,电子、传感器,自动化,自动控制、通信等等,还有相关的行业应用特点,使得物联网技术成为一个涵盖面广,应用广泛的一个大领域。而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业,基本上90%以上的院校都有计算机相关专业,99%以上的院校都有计算机课程。计算机专业的毕业生风光不再了,生源萎缩了,计算机专业如何在物联网大发展的形势下,进行创新获得新的生机与活力。需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来,找准自身定位,立足学生的长远发展,进行课程创新,教学计划更新。物联网工程导论是一门物联网技术的导入课,以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述,可以作为计算机专业的一个扩展,为进入物联网研究作导入。
三、物联网工程导论的课程特色
物联网工程导论课程的综合性强。作为典型的交叉学科,物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多,涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科,具有很强的综合性。其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系,很多概念也较宏观 ,这在教学上对教师的知识面要求很高。
但在强调物联网工程导论的融合背景的同时,应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程 , 与计算机技术有着密不可分的联系,具有较强的实践性。要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景 , 掌握该课程的基础知识和基本技能 , 同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现,比如在课程中学习的多种编码方法,都需要编程实现。
于此同时,物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系,如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容,它的发展具有深厚的信息技术基础,广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域。物联网不是互联网的简单接入和应用,它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用,必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用,带动广泛的学科交叉与融合,为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间。
四、教学方法研究与设计
(一)强调学科背景,激发学习兴趣
物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景,有众多现实的应用例子,接受起来比较容易。很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣。此外,由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念,部分学生在学习的过程中,会下意识地觉得物联网太大,是搞科学研究人员学习的内容,对就业没有什么太大的作用。这势必会影响到学生正常的学习态度,从而影响整个课程的学习效果。
因此,我们设计在第一次课时,结合物联网的学科特点以及与计算机的联系,强调随着通信和网络技术的发展 , 人类已进入了信息化的社会, 大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力,物联网工程导论正是信息技术发展的前言。因此 , 学好这门课程就显得尤为必要和重要,从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动。
(二)因材施教,打通学科联系
物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设,此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束,与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程,如网络工程、信息系统等。如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识,一方面,由于学生对理论课程的学习早已结束,部分知识已经淡忘,另一方面,刚开始接触计算机的专业课程,兴趣难免转移。为此,针对学生特点,对授课内容做了如下调整:
首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强,必须合理地筛选授课内容。在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下,重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点。在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系,如算法对程序设计的作用,施工技术对网络性能的影响等。
其次强调概念、理论的物理意义,联系应用以培养学习兴趣。由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的,过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥,渐渐造成学习兴趣的下降。针对这种情况,应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下,淡化学科区分和界限,强调融合应用。同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(三)创新教学手段,培养学生职业技能
著名《学会生存》一书中指出:教育既有培养创造精神的力量,也有压抑创造精神的力量,这就说明了教学方法,对学生的学习效果的重要性。为此在物联网工程导论的授课过程中,除了采用传统的老师讲,学生听的授课方式,更注重发挥学生的主体作用,采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段。
如:对于RFID模块开发,首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解,进行学生分组,布置开发作业在课后进行分析开发,然后再在课堂上分组上台进行展示解说 , 并让下面的同学提出问题 , 在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解,最后布置课后实践,要求学生全部会简单开发。通过自学、讨论、实践三个环节,使得学生们的学习热情很高, 纷纷花大力气查阅相关资料,积极讨论,学生的积极性得到空前激发,对所学内容有了较深的理解。
五、结束语
物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程,也是最近几年快速发展的一个课程,笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状,分析了该课程的特点,从教学内容,教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会,期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展,使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求。
参考文献:
[1]吴功宜,等.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012.
关键词:物联网;实践教学;项目实训
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)12-2922-03
1背景
物联网源于传感网和射频识别技术,通过网络技术将传感网信息和RFID信息进行远距离识别和处理。国际电信联盟在2005年了针对物联网的年度报告“Internet of Things”,报告指出RFID和智能计算等技术开启全球物品互连的时代,信息与通信技术的发展已经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何物体的阶段,物联网时代即将来临[1]。一般认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体,让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化,自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征[2]。
近年来物联网在学术界和产业界来得到广泛关注,2008年国际上召开了第一届国际物联网学术交流会[3],欧洲物联网研究项目组2009年11月物联网战略路线图,促进射频识别和物联网产业在欧盟发展,欧盟委员会提出针对物联网行动方案,明确表示在技术层面将给予大量资金支持。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时要求尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心。物联网可广泛应用于产业,环境和社会领域。典型应用案例包括物流业务,制造业的产品跟踪,食品药品安全,环境监控,绿色节能,社会服务等多个方面。当前无线射频识别产业市场规模超过100亿元。我国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,年产量达24亿只,市场规模超过900亿元,其中,微机电系统(MEMS)传感器市场规模超过150亿元;通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器(M2M)终端数量接近1000万,形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计,我国2010年物联网市场规模接近2000亿元[4]。
在全国范围的物联网技术发展热潮下,物联网技术人才紧缺问题日益突出。我国物联网技术的发展从根本上取决于相关人才的素质和结构。产业的竞争从根本上就是人才的竞争,未来中国物联网产业的强劲发展,需要大力培养物联网技术专门人才,不断提高相关人才的素质和知识结构,以及不断的完善人才的合理结构与供应体系。物联网技术也必将成为我国信息领域的一个关键学科,在未来我国信息产业的发展与升级中发挥核心的作用。
2物联网专业定位与培养目标
物联网行业作为一项战略性新兴产业,其繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的科学技术人才。我国非常重视物联网产业的发展,被列为国家五大新兴战略性产业之一,一些城市也把物联网产业列为新的经济增长点。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,物联网产业的长足发展将直接推动物联网工程专业类毕业生的就业工作。面对国家产业发展的战略重点和激烈的人才竞争,面向市场需求,加大物联网工程技术人才培养力度,已经成为当前高等教育改革与发展的一项重要和紧迫任务。
物联网工程专业面向现代信息处理技术,针对国民经济信息化建设和发展的需要,本专业培养的学生要求德智体全面发展,具备扎实的计算机科学技术、现代传感器和无线网络技术、射频与微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、系统工程等基础理论和技术,能够系统地掌握物联网专业的相关基础理论、科学方法和实践技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力的复合型高级工程技术人才。
物联网工程专业本科生培养的基本思路是强化基础、注重实践。针对物联网产业的人才需求,本科生阶段强调宽口径培养,不具体细分专业培养方向,但考虑专业方向课程模块设置,从而使得毕业生既具备扎实的专业基础和宽广的知识面,又比较深入地认识某类系统和应用领域。物联网工程专业的基础课程应涵盖计算机科学与技术基础、通信技术、无线传感器网络技术、物联网工程基础、电子信息技术基础以及数学、外语等基础课程。物联网工程专业的专业课程应覆盖物联网系统设计与开发、网络工程、数字化技术、信息安全技术、嵌入式系统、软件开发技术等。
本专业以通信技术、计算机网络和无线传感器网络为重点专业方向,学生主要学习传感器技术和计算机通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到物联网技术实践的基本训练,经过系统化学习和实践锻炼,学生应该具备从事物联网的设计、开发、调试和工程应用的基本能力。
3物联网专业实践课程建设
我校在2011年申请物联网工程专业并获得批准,成为国内较早开展物联网专业教学的高校。我校物联网工程专业依托计算机系下进行建设,相关基础专业如计算机科学技术,软件工程,电子工程,通信工程等已经发展多年,拥有相关的软硬件条件,具有实践环节教学经验,是物联网工程专业建设的基础。
当前高等教育必须把加强学生能力培养放到首位[5],物联网专业特点主要体现综合性,实践性和工程性,物联网综合性体现在涵盖范围广,涉及具体产业多,与产业接触紧密。为了达到培养目标,培养学生实践动手能力尤为重要。物联网实践课程需要以专业基础课程为基础,面向真实完整的物联网工程项目设计实践内容。在实践学习中以团队协作作为主要学习方式,从具体的实践活动中训练动手能力和协作开发项目能力。作为从2010年才开始设置的新型专业,关于物联网专业教学研究成果还相当匮乏,本节结合当前物联网专业发展和行业技术发展的实际情况,对物联网专业实践环节的教学内容与教学方法进行探索。
3.1专业实践教学内容设计
目前国内物联网专业主要依托计算机学院来建设,因此计算机专业核心课程尤其是程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络以及组成原理也应是必修课程。物联网专业核心课程包括物联网导论,无线传感器网络,射频与无线通信等。实践环节课可设置在基础理论课之后,在二年级可以开始展开基础的实践课程教学,然后逐步进入到结合实际的物联网项目实训环节,在实训环节中,通过引入企业实际物联网项目对学生进行训练。物联网涵盖范围非常广泛,综合了计算机,微电子,通信等多个领域知识,其中部分新型技术难度较大。在实践环节中一般不需要学生深入理解无线传感器网络,射频识别等电路基础,能够在了解基本结构基础上进行开发设计即可。实践环节更多注重于物联网的实际应用,通过应用项目实例来加深对物联网的认识,锻炼动手能力,培养合格的物联网专业人才。根据物联网体系的层次划分,从物联网应用层案例,物联网网络层案例以及感知层案例出发设计对应的实践内容,最后通过对实际项目分析学习项目设计规划能力,如表-1所示。
针对实践教学内容,采用课程实践与项目实训相结合的方式。对核心课程的教学实践安排在每门基础课程理论课程同步进行,通过基础性实践来强化理论课程知识理解和实践能力提高。在基本实践环节之后进行综合实训实践过程,学生以团队方式参与具有企业实际背景的物联网项目实例,训练物联网工程设计规划和实施能力,并参观企业真实物联网项目工程。
具体专业课程与实践环先后关系可见图1,在图1中可知物联网综合实践环节是在专业课程基础上的进一步提高,是训练学生动手能力提高实践能力的关键一环。
选择合适的实践内容之后需要采用一定的教学方法进行实践教学。与专业课程的理论学习不同实践教学更注重培养学生的实际动手能力。
3.2专业实践课程教学方法探讨
物联网专业培养人才应该紧密结合工程实际,目前校企合作物联网建设迅速开展,我们也将努力和物联网企业合作,加强产学研合作,进行联合人才培养。通过多种渠道建立健全物联网实训项目库,如高校中一卡通、校园百事通等物联网建设项目。实践教学在物联网专业建设中具有举足轻重的作用。通过实践教学培养学生的创新能力和实践设计能力,可采用的实践教学方法包括:
1)项目实例驱动教学法
物联网工程专业是培养物联网项目集成方向的工程技术与管理人才,物联网实践教学内容必须紧密结合实际,立足业界需求。在实践教学中,针对基础课程的实践教学可以分解项目原型到各门课程中;在物联网综合实训实践中,以企业物联网项目具体案例在分析。针对学生实际能力,可以通过简化需求来降低难度,但所有实践项目必须结合实际。教师通过对企业物联网项目的分析讲解来帮助学生对项目的认识,学生通过团队合作以小组形式参与实训项目开发。通过项目实例驱动,提高学生学习兴趣,锻炼实际的动手能力。
2)跨年级结合的创新实践教学
由于物联网综合实践环节设计内容多,难度大,对其中部分大型实训项目可以采用跨年级段合作训练的方式,发挥传帮接代的优点。如高年级的同学负责项目的需求分析,项目规划设计等方面工作,而低年级同学从程序设计出发,完成其中的部分功能,通过参与大型创新实训过程可以提高自己的动手实践能力,学习项目设计和管理能力。这种滚动式结合方式不仅提高学生水平,还可以使得实践环节的实训项目可以持续开发。不断提高实践环节的难度,使之更切合工程实际。
4结束语
物联网产业需要大量的专业型人才。如何培养适合产业需求的人才还处在尝试阶段,借鉴相关专业培养经验,对物联网专业建设尤其是物联网专业实践环节建设进行了探讨。我们认为加强物联网实践环节建设,必须加强校企合作,通过引入实践物联网项目来设计合理的实践内容。将基础实践环节和项目实训相结合,采用科学的教学方法引导学生自主学习,提高实践能力,培养合格的物联网专业人才。目前物联网专业建设还处于起步阶段,这方面经验还非常缺乏,如何合理制定实践环节培养方案还需要进一步的深入研究。
参考文献:
[1] International Telecommunication Union. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things, 2005.
[2]刘云浩等物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.
[3] Floerkemeier C. Langheinrich M, Fleisch E, Mattern F. The Internet of Things: Lecture Notes in Computer Science. Springer, 2008, 49-52.