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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:计算机应用技术专业;人才培养目标改革
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)06-1273-03
The Reform of Cultivating Goal of Computer Application Technology Specialty in Higher Vocational Education
ZHOU Wen
(The Computer and Software Department of Wuhan Vocational College of Software and Engineering, Wuhan 430074, China)
Abstract: This paper analyzed the status of computer application technology specialty in Wuhan vocational college of software and engineering, and the reform ideas of cultivation target. Then took the social demand as the guidance, and described the reform ideas of cultivation target of higher vocational computer application technology, including of: the settings of occupational post groups, typical tasks, knowledge points, skill points and cultivating goal and so on.
Key words: computer application technology; the reform of cultivating goal
1 本学院计算机应用技术专业设置现状及改革思路
计算机应用技术专业是我院老牌的计算机专业之一,但通过对我院近三年毕业生(2010届、2011届、2012届)回访后发现,毕业生对于学校开设的专业课程评价中问题比较突出的是:课程内容陈旧,与实践脱节(占调研人数71.43%),以及与实际工作适应性差(占调研人数57.14%),如图1所示。毕业生普遍感觉专业设置特色不强,相对于计算机网络专业和软件技术专业,大多数同学觉得本专业像“万金油”,什么都学过,但什么都不精。
作为国家级示范高职的无锡职业技术学院,也曾存在着计算机应用技术专业与网络、软件等专业并存的情况,该专业也曾面临着计算机应用技术专业特色不明确、毕业生求职竞争力不强的困境,经过专业改革,无锡职业技术学院的计算机应用技术专业将专业特色锁定在了智能楼宇方向,在明确了专业方向和特色后,该专业被列为学院示范建设重点专业,之后被列入了教育部和财政部确定验收的重点建设专业。
随着计算机技术的发展,计算机应用技术已渗透到各个领域,人们对计算机的使用从一般性转变为具有某些行业特性。“以学生为中心、以能力为本位,以就业为导向,以满足社会需求为目的”,多年来逐渐成为众多高职学院的办学理念和办学特色。面向市场需求设置专业方向,调整专业结构、专业设置时高职教育的首要问题,是高职教育与社会需求相衔接的纽带,是学校能否主动、灵活适应人才市场变化的重要环节,是高职教育适应和满足社会需求的切入点。在这种形势下,计算机应用技术专业人才培养方案的设计必须在对人才市场进行充分调研的基础上有针对性的制定,才能做到“有的放矢”,准确高职教育的市场定位。
2 本学院计算机应用技术专业人才培养目标的改革
目前,高职计算机应用技术专业与人才需求存在着脱节的现象,高职计算机应用技术专业的毕业生就业相当困难,这些毕业生除了极少数能够进入企业进行计算机应用和维护工作或者软件开发机构外,绝大多数并无优势,在能力方面缺陷明显,专业水平并不高。这是因为高职学院都相继开设计算机及其相关专业,专业设置重复,没有自己的特色和专业优势。
《国家”十二五“科学和技术发展规划》中明确指出要”加快突破移动互联网、宽带集群系统、新一代无线局域网等核心技术,推动产业应用”。随着移动通信技术的发展进步,我国已进入移动通信技术发展快车道。2010年3月,物联网被正式列为国家战略新兴产业之一。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部署。因此,移动通信、物联网应用人才也已经加入到IT产业发展中最紧缺的人才行列中。随着IT业的快速发展和IT技术向传统产业的不断渗透,社会对IT人才的需求将继续增长,但要求也越来越高,因此加快专业改革,尽快培养出社会需要的应用型人才,是市场经济发展的必然结果。因此,本学院计算机应用技术专业的改革应面向移动产业发展、以移动互联技术和物联网技术为特色。
通过召开行业专家座谈会,邀请企业第一线的技术专家,采用头脑风暴法的方式,通过激烈而富有成效的思维碰撞与归纳总结,凝练出了移动互联应用技术(表1)和物联网应用技术方向(表2)对应的职业岗位群、典型工作任务、知识点、技能点。
表1 移动互联应用技术岗位群
程序开发人员\&Android应用程序开发\&1.熟悉无线电波传播模型以及通信组网的基本原理
2.掌握Android的设计原则和设计模式,实现Android应用程序的开发
3.掌握Android应用程序的测试方法
4.掌握数据库原理及应用知识
5.掌握图形图像软件的使用、UI设计等知识
6. 理解Android的系统架构、熟悉android的JAVA本地接口(JNI)、掌握Android NDK开发
7. 精通PHP、java开发语言,熟悉面向对象的编程思想\&1.具备Android应用程序开发的逻辑思维能力
2.具备Android应用程序开发的编程能力
3.具备Android应用程序的测试能力
4.具有较强的移动互联网应用软件的设计、开发能力
5.具备较强的软件开发与测试的能力
6.具有较强的自学和获取知识的能力
7.具备协同开发的能力
8.具备良好的代码编程习惯\&2\&Android应用程序测试\&3\&Android手机游戏开发\&4\&移动终端驱动
本学院计算机应用技术专业人才培养目标根据专业方向分为两个方面:
1)培养具有物联网基本理念,具有物联网行业对应岗位必备的理论知识和专门知识,具有一定的物联网系统构建与集成能力,具有较强的物联网应用实施能力和岗位操作能力,能从事物联网技术应用、物联网系统管理与维护工作的高素质技能型专门人才。
2)培养具有良好的职业道德和敬业精神,服务于移动互联网行业,适应移动互联网软件测试、终端界面设计、终端软件开发、终端产品测试等岗位的高素质技能型专门人才。
3 结束语
计算机应用技术专业人才培养目标改革既要解决高职学校专业教学中的共性问题,又要适应区域产业结构需求、兼顾各高职学校专业特色和可持续发展。改革的总体目标是以学生发展为本的理念,坚持以服务为宗旨,以就业为导向的办学方针。继续增强毕业生的就业能力、职业转换能力、创业能力;努力促进学生的全面发展,更加关注其职业生涯发展,为终身学习奠定基础。构建多样化的课程体系,与多样化社会相适应,实现职业教育办学功能多样化,适应学生个性化发展的需要。研究计算机应用技术专业人才培养目标的改革,通过优化人才培养模式,完成学生从入学到高职生、再到职业人的转变,实现毕业与上岗“零距离”。
参考文献:
[1] 温涛.教育部高等学校高职高专计算机类专业建设参考方案[M].北京:中国铁道出版社,2011.
【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)
关键词:少数民族预科;物联网工程;专业选择;引导与探究
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0-02
0 引 言
少数民族预科教育是我国高等教育的一种特殊形式[1],同时也是我国民族高等教育中不可或缺的重要组成部分。预科学生在第一年的学习中强化高中课程,第二年再转入本科学习。在转入本科学习之前,他们面临着专业的选择。专业选择的好坏与成功与否,意味着他们是否能够很好地完成本科学业,也意味着对少数民族学生的培养是否成功[2,3]。因此,专业选择便成为预科生进入本科学习的一个重要环节。
物联网的理念由来已久,但物联网的基本思想在本世纪90年代才真正被提出,它的出现催生了一个新的信息技术产业,并被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一[4]。其应用范围包含了工业、农业、军事、交通、医疗等各个行业,是继计算机、互联网技术之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网工程专业是教育部允许各高校新增专业后,高校申请最多的专业,说明了各个高校对物联网专业人才培养的重视。物联网技术领域的人才需求每年在百万人左右,并以30%的年增长率递增,说明了物联网技术专业人才培养的迫切性。
很多少数民族预科生对“物联网”这个名词虽然并不陌生,对物联网技术也怀有一定的憧憬和梦想,但真正了解物联网工程专业、了解物联网技术的应用以及物联网工程专业就业方面的却很少。这就使得他们在专业选择时有些迷茫,不敢大胆选择新开的专业,也很难选择适合自己的专业。本文通过对物联网工程专业的介绍以及对少数民族预科学生专业选择时存在的问题进行分析,对他们的专业选择提出一些引导性建议和意见,帮助他们摆脱迷茫状态,选择适合的专业。
1 物联网工程专业介绍
物联网工程专业相比于其它专业,没有什么特殊要求。物联网技术偏重于硬件,更适合有基本硬件基础的学生。其开设的课程主要以硬件课程为主,包括掌握基本技能的课程:数字电路基础、模拟电子线路、计算机组成原理、C语言程序设计等,技能提升类课程,例如低功耗ARM处理器与接口技术、Cadence原理图及PCB电路设计、实时操作系统、传感器与无线传感网络、ZigBee系统开发、RFID与物联网等。
物联网工程专业主要包含了三大核心技术[5],分别是传感器技术,FRID标签和嵌入式系统技术。其中传感器技术也是计算机应用中的关键技术,在工业、农业、军事、医疗等方面都有广泛的应用。RFID标签技术是一项融合了嵌入式技术和无线射频技术的综合技术,在自动识别和物品物流管理中应用前景非常广泛。嵌入式系统技术综合了电子应用技术、集成电路技术、传感器技术和计算机软硬件技术,是一项更为复杂的技术。目前,以嵌入式系统为核心的智能终端随处可见,并改变着人们的生活,推动工业生产和国防军事的发展。
目前,物联网技术正处于高速发展阶段,其应用覆盖了水质监测,园林培育,病人监护,家居安防,消防、交通、环境的智能监控等各个领域。由于物联网技术的用途越来越广泛,因此该技术对人才的需求也越来越大,并将以30%的年增长率快速增长。这就给学生们带来了更多的就业机会和就业选择。一些大型的IT知名企业,如华为、中兴、联发科、西门子等都在大量招聘物联网技术工程师。
2 少数民族预科生专业选择存在的问题及影响因素
2.1 存在的问题
预科教育存在特殊性,其旨在为本科教育培养文化基础牢、综合素质高、实践能力强的合格的大学生,而不是学历教育,不能借鉴本科的教育模式,因此各种问题也随之而来。而预科生的专业选择问题关系到他们的未来,也是决定预科教育是否成功的重要环节。特别像物联网工程这样的新专业,学生在专业选择时更陌生,往往会与物联网工程专业擦肩而过。本文通过问卷调查以及个人访谈的形式,了解到预科生专业选择过程中存在的问题,主要有如下几点:
(1)很多预科学生不了解专业选择政策以及专业设置,被动地接受学校专业选择的安排。比如很多学生在专业选择前并不知道还有物联网工程专业,因此不会提前了解关于该专业的设置、开设课程、就业方向等。在进行专业选择时盲目跟风,四处打听,犹豫不决。个人的专业取向,他人观点以及同学的专业选择也会影响他们的情绪,产生思想波动,从而影响专业选择的结果。
(2)对备选专业了解不够。不少同学通过打听了解专业设置,知道有物联网工程专业可以选择。但是由于物联网工程专业是近几年新增专业,已毕业学生还很少,网上对该专业的评价较少,某些评价也不免掺杂个人情感。学生自己很难全面客观地了解该专业。
(3)缺乏重视,盲目跟风。少数民族学生进入预科学习之后已经成为准本科生,所以对一年的专业选择不够重视,不会主动去了解专业选择的政策以及专业选择动向。待到专业选择时盲目跟风,随意选择。
2.2 专业选择的影响因素
预科学生在专业选择时表现出来的问题,导致他们在选择专业时困惑迷茫,甚至无所适从,主要是由于以下几个因素的影响:
(1)自我认识不清
中国的应试教育严重禁锢了学生的思想,他们所学的内容大多数都来自于课堂上老师的讲授,缺乏独立思考和个性培养,学生不能清晰的认识自己,了解自己。他们不明确自己需要什么,也不清楚自己喜欢什么,更不知道自己适合做什么。对自己的学习生涯没有详细的规划。
(2)对专业缺乏了解
预科学生可选择的专业有限,只有事先了解才能更明确目标。然而很多学生并不重视,从入学就开始进行专业问题了解的更是少之又少。更多的同学选择被动地等待学校安排,被动地进行选择。同时,预科学生了解专业的途径单一,只能从网上查找到少量的相关信息,缺乏专业人士的讲解和解读。专业选择应该从入学后就着手准备,而多数学生没有这样的意识,专业认识不够,准备工作不充分,选择时手忙脚乱。
(3)专业选择的目的不明确
大多数学生在专业选择时着眼于现实,以找工作为目的来选择专业,或者根据当前的就业形势选择热门专业。虽然期望能从兴趣出发,但是总的来说不利于自身发展,同时缺乏远见卓识。
(4)来自他人的影响
预科学生在选择专业时父母会把自己的意愿强加在子女身上,老师、同学、朋友也会发表自己的观点,给出一些建议和意见,同时还有来自网络的信息。因此,有的学生会按照父母的要求来选择专业,有的学生也会因为老师、同学或者朋友的观点而动摇,甚至因为网上一些不负责任的言论,相信所谓的“热门”专业、“ 冷门”专业,从而盲目跟风。这些都会给他们的专业选择带来很大的影响。
3 给预科生在物联网工程专业选择的建议
少数民族预科生在专业选择时相较于一般学生有一定的优势。因为他们有一年的时间在大学校园学习,利用这段时间就可以对一年后的专业选择政策、动向以及将要选择的专业做一个详细的了解。在进行专业选择时就会做到有备无患。因此学校和学生更要充分利用这一年时间做好少数民族预科学生专业选择的前期准备工作。以下主要从两个方面提出预科生在物联网工程专业选择中的建议。
(1)首先是学校,学校在预科学生选择专业方面起到了非常重要的作用。在少数民族预科生进校后,学校应组织相关教师或专家对预科专业选择政策进行解读。同时告知学生可供他们选择的具体专业,提醒学生提前准备。其次对于新开的物联网工程专业,开展专业解读的系列讲座。主要应围绕物联网工程专业的人才培养目标,人才培养计划,目前的应用领域以及专业的就业前景等方面展开。最后,组织学生观摩学习,主要是了解物联网技术在实际生活中的应用,使学生更直观地了解物联网技术,了解物联网工程专业,激发学生的学习兴趣。
(2)其次是学生,学校在做一个方向性的引导后,学生需要沿着这个方向作深入的了解和学习,才能达到预期效果。因此,首先必须重视专业选择,这是关系到个人今后发展的重要选择;其次在进入校园后应主动了解专业选择的动向,以及专业设置。尤其是对新的专业更要深入了解,并积极参加学校组织的专业解读讲座。再次是根据知识讲座和自己的了解,明确自己的专业选择方向避免盲目跟风。
4 结 语
物联网技术的快速发展和该领域越来越大的人才需求,促进了物联网工程专业的发展,其中物联网工程技术人才的培养又满足物联网技术对人才的需求。而预科教育在几十年的发展过程中,专业选择问题一直都是重头戏。对于预科生在物联网专业选择时面临的种种问题,通过问题分析找出影响因素,寻找解决方案并具体实施。希望所有预科生对物联网工程专业有更深入、更全面的认识,在面对专业选择时思路清晰、目标明确,选择适合自身发展同时又感兴趣的专业。
参考文献
[1]庞晶,萨仁图雅.关于加强与改进民族预科教育的探索与研究[J].内蒙古工业大学学报(社会科学版),2003,12(1):100-101.
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[3]艾比布拉・胡贾.进一步办好民族预科教育,培养更多的少数民族人才[J].民族教育研究,2007,18(4):98-102.
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).
[2]刘鑫国.浅析物联网背景下中职计算机网络技术专业课程设置[J].福建电脑,2013(4).
[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).
摘要:针对物联网产业的发展现状和趋势,分析了高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性。根据物联网技术的特点,探讨了高职院校物联网技术专业课程的设置问题,在此基础上,详细阐述了高职院校物联网技术专业课程体系的设计和构建。
关键词 :高职院校;物联网技术;专业建设;课程体系
作者简介:周亮,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为软件开发技术;张克功,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为信息处理技术;党燕,女,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系副教授,硕士研究生,主要研究方向为传感器技术。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1674-7747(2015)06-0036-04
物联网是基于互联网络、移动通信网络等信息传输载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,其英文名称是“The Internet of things”。和传统的互联网络相比较,物联网是基于各种感知技术的广泛应用,是一种建立在互联网基础之上的泛在网络。
一、物联网技术发展现状及前景
近年来,美日等发达国家和经济体先后提出了智慧地球、智慧城市等概念,带动了物联网产业的迅猛发展。目前,物联网产业资金投入量大,参与建设的大型高科技企业多,预计在2015年前后,物联网产业将进入蓬勃发展的时期。物联网技术的应用一方面可以提高生产效率,另一方面,可以为全球经济的复苏提供一定的技术动力。美国、欧盟等已投入巨资,研究探索物联网技术,我国也在高度关注、重视物联网技术的研究和发展。据美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物—物互联的业务,与人—人通信的业务相比,将达到30比1。因此,物联网产业被称为下一个万亿级的技术产业,是未来推动世界经济高速发展的重要生产力。[1]
二、高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性
自2009年我国在政府工作报告中提出发展物联网技术和产业以来,物联网已进入快速发展阶段。工信部预测,我国物联网市场规模到2015年将超过5 000亿元,2020年时将启动万亿元级别的市场规模。[2]在以往几年多所知名高校相继成立物联网技术专业的基础上,2011年,全国又有一些高校和企业加入了物联网教育和研究行列。基于以上几点,在良好的发展环境和国家政策的大力支持下,高职院校建设物联网技术专业势在必行,并有着较好的发展前景。
物联网技术自1999年提出以来,经过十多年的经验积累和技术研究,已进入蓬勃发展时期,物联网产业相关领域的人才相对匮乏,就业缺口大,各层次的物联网技术教育显得尤为重要。物联网产业的大量人才需求,能够很好地解决目前高职院校招生难就业难的问题。学生就业将更多地走向沿海发达城市,在物流、安防、交通、汽车等多个行业充分发挥技能,施展才华。[3,4]因此,高职院校应积极响应国家产业转型优化升级战略,结合现有专业技术优势资源,将物联网技术作为一个重要的专业方向进行规划和建设,为国家培养适应形势需求的人才,为学生创造更好的就业机会,为学院科研工作提供更好的实验条件。
三、高职院校物联网技术专业课程设置与课程体系构建
(一)物联网行业从业技能分析
物联网技术是计算机、电子、网络、通信及软件工程等多个技术相融合的综合应用技术。从物联网产业链的角度分析,物联网产业可以分为感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制环节通过感知设备获取物体的状态信息,这个环节需要从业人员具备电工电子技术以及嵌入式设备设计和调试的能力;当信息被感知后,通过数据传输环节将数据传输至数据处理环节,这个环节通过通信网络传输数据,需要从业人员具备计算机网络和数据通信等技术;数据处理环节主要对接收到的数据进行分析、处理和应用,需要从业人员具备系统设计、系统应用和系统管理的能力。
综上所述,可将物联网技术分为3个层次,分别是感知层、通信层、应用层。感知层技术主要涉及感知终端的设计和应用技术;通信层主要涉及计算机网络和通信技术;应用层主要涉及物联网应用系统软件开发及维护技术,物联网行业从业人员所需技术如表1所示。
(二)培养目标
根据对物联网行业从业技能的分析,物联网技术专业培养目标是德、智、体全面协调发展,掌握物联网的基本理论、基础知识,具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力,能够进行物联网系统集成、物联网相关产品的开发和应用、物联网工程实践,服务于经济和社会发展需要的高素质复合型应用人才。
(三)专业课程设置
根据物联网行业从业人员所需技术分析,核心课程的设置可分为三个部分,分别是感知层课程、通信层课程和应用层课程。
感知层课程主要涉及感知终端的设计和应用技术,包括各种传感器的设计、调试和应用技术,以及芯片设计和应用技术,如射频标签和嵌入式芯片开发、调试技术等。要求学生通过该层次课程的学习,掌握一定的数字和模拟电子技术、嵌入式开发技术等内容。通信层课程主要涉及数据传输环节的相关技术,要求学生通过该层次课程的学习,掌握计算机网络和通信的相关技术,具备通讯系统的运行维护与管理能力,以及通信设备的安装、调试和故障排除能力。应用层课程主要涉及物联网运行系统的开发和维护技术,要求学生通过该层次课程的学习,具备物联网应用系统的开发和维护能力。
为了能够较好地实现专业培养目标,专业课程设置如表2所示。
(四)专业课程体系构建
各专业课程之间的关系如图1所示。
四、物联网技术专业就业前景
物联网作为国家倡导的新兴战略性产业,受到了社会各界的广泛重视。当前,物联网技术专业已成为就业前景十分广阔的热门专业,有较多的知名企业参与物联网的建设和运营。物联网用途广泛,遍及智能家居、智能交通、现代物流、环境保护、精细农牧业、智能消防、工业监测、政府工作等多个领域。通过物联网技术专业的培养,学生能够了解与物联网产业有关的法规与发展动态;具有设计、构建、调试、维护物联网系统的能力;具有对物联网信息系统进行管理的能力。物联网技术专业的毕业生能够就业于参与物联网相关产业的企业,从事物联网系统设计、开发、管理与维护等工作。
综上所述,物联网产业有着很大的发展空间,将成为我国及世界经济新的增长点。随着我国物联网产业的发展,物联网行业需要大量的高技术、高技能人才,物联网技术专业毕业生所从事行业具有广泛性和灵活性的特点,这无疑为高职院校提供了新的发展契机。
参考文献:
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[2]石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术,2009(5):1-3.
[3]徐益清.专业建设新途:“三段阶梯式”和“两个一
半”——以江苏省惠山中专电子与信息技术专业为例[J].江苏教育,2014(16):53-54.
【关键词】物联网;嵌入式系统;实验教学改革
前言:所谓的物联网就是将所有信息通过信息传感器等设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的一种概念。通过物联网的结合,各学校中的嵌入式系统教学有了更广阔的发展空间,同时各界也对此提出了更高的要求。
一、物联网概念及与嵌入式系统教学的关系
(一)物联网概念
物联网是基于互联网与传统电信网之上的信息承载体。我国在上世纪末开始了物联网的研究与开发,属于世界前列的研究国家。物联网的开发,为传统思维开辟了一条新道路,传统的思维是将物理基础设施和IT基础设施分开,而在物联网中,会将物理基础设施与计算机设备技术整合连接。物联网也是一种网络概念,是与互联网相互依存的一种网络事物,没有互联网的依托,物联网无从谈起。
(二)物联网与嵌入式系统教学的关系
学校开设的物联网课程,是为满足社会对物联网专业人才的需要。计算机专业的嵌入式系统是一门重要的专业课程,随着物联网技术的发展,嵌入式系统融入了物联网中,并且成为了物联网用中可实现感知和控制所不可缺少的平台。
二、物联网对嵌入式系统课程教学的影响
现在高校中的嵌入式系统教学并不是一个基础教学,而是需要建立在数字电子技术、计算机程序设计、计算机组成原理、微机接口等其他课程基础之上的一门学科。目前我国大部分院校中嵌入式系统教学大体分为两大类:硬件类与软件类。随着嵌入式系统的应用范围逐渐扩大,软硬件程序也相对复杂化。由于高校中设计的课程是根据学生的专业方向来考虑,因此,计算机专业中的嵌入式系统课程受到了课时的限制,然而嵌入式系统的设计知识更新迅速,与各种高科技都有相同性,需要紧跟产业的发展,不断的更新教学内容,提升学生的技术。但由于受到了课时的限制,嵌入式系统教学并没有及时根据应用发展来改变教学内容及教学思路。嵌入式系统是计算机技术、控制技术和单片机技术等技术相结合的一个综合系统,特点是其体积小、集成功能强、外接口多,在工业、通信、电子、便携设备等领域都得到了广泛的应用。高校中的嵌入式系统课程主要是培养学生嵌入式系统软件开发的初级能力,随着物联网的发展,物联网进入到了嵌入式系统学习中,让学生从“单机”转变成“互联”,从“个体智能”转变到“群体智能”。因此,嵌入式系统专业的学生或设计人员,基础知识非常重要,但同样重要的是,必须通过基础知识不断的学习新技术、新挑战、新要求,这便需要物联网应用系统,对于高校来说,面向物联网的嵌入式系统教学是种发展趋势,需要对嵌入式系统教学的教学内容和方式及时做出适当调整,提高课堂效率,提升学生技术水平,使课程应用性更强。
三、嵌入式系统课程实验教学方法的改革
随着嵌入式计算技术的发展,硬件成本逐渐降低,软件成本逐渐提高,而软件的应用作用与地位也非常重要。
(一)理论性教学意义
高校中的嵌入式系统理论教学的目标是对嵌入式微处理器、嵌入式操作系统和嵌入式系统的应用、方法,加入到嵌入式系统的基础开发技术。一般课程布置在15课时左右。嵌入式教学的主要课程内容有:嵌入式系统理论概述、ARM内核嵌入微处理器、嵌入式操作系统、嵌入式系统应用。
(二)面向物联网的嵌入式系统实验教学
1.层次化实验
嵌入式教学明确了教学方向,通过理论学习的基础,进一步提升动手实践能力。一般的嵌入式实验开发平台都包括以太网接口、GPS算逑定位系统接口、CAN总线接口等。通过这几个接口和物联网的应用背景,可以设计出三种不同层次的设计。这三种实验层次由浅入深,分别应对不同的实验项目,其组织形式也不同。如表1所示。
2.项目实践环节
项目实践环节能够提高学生的动手操作能力,通过课堂分组教学,将物联网网关设置成不同题目,分别交给各个小组进行模拟实践开发。比如“GPS数据采集与处理”的实践,需要通过将nC/OS操作系统移植,将多重任务从GPS接口中读取数据,并制成UDP数据包,通过网络进行传送。这期间,学生分别负责各部分,不仅在实践中学习技术,还能够提升学生的合作性。物联网网关硬件如图2所示。
学生通过物联网项目的实践模拟活动,开阔了学习的视野、扩展了学习内容,在学习与实践中,能够更好的运用,并且提升了学生的兴趣爱好及团队合作精神。在学生毕业设计或结课设计中也布置相关实践内容,让学生能够自主学习、自主探索,为日后的就业打好基础。
结论:物联网的发展与嵌入式教学的相结合,将嵌入式教学的内容更加完善、实验更加具体,扩展了学生的知识面,教师在理论授课中加入物联网技术知识,让学生充分了解物联网的嵌入式系统知识,并通过实验课程进行层次化设计实验,实验课程需要循序渐进,由浅入深,先扩充基础,在激发兴趣,最后实现高层次的实践技术,为学生的学习与就业作出相应贡献。
参考文献:
2020年3月3日,教育部公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果,人工智能专业成为热门。 人工智能专业探索实践适合中国高等人工智能人才培养的教学内容和教学方法,培养中国人工智能产业的应用型人才。
2、机器人工程专业
机器人工程专业需要掌握工业机器人技术工作必备的知识、技术,有较强实践能力、创新精神。 机器人工程专业毕业后主要从事机器人工作站设计、装调与改造,机器人自动化生产线的设计、应用及运行管理等相关岗位工作,是具有较强综合职业能力的高素质应用型专门人才。
3、电子商务专业
电子商务专业可以分为两个基本方向:电子商务经济管理类方向和电子商务工程技术类方向。经管类方向要求侧重掌握互联网经济和商务管理相关的知识与技能,工程类方向要求侧重掌握互联网技术和商务信息相关知识与技能。 电子商务专业毕业生可从事企事业单位的网站设计、建设与推广和网络维护工作;可从事网络商务贸易活动、网络营销与策划、物流管理等工作,以及在各级学校从事电子商务教学等工作。
4、物联网工程专业
物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。 毕业生适应传统媒体机构、政府机关、事业单位、公司等团体组织急需的宽口径、复合型信息传播人才。本专业既能从事信息传播时代内容方面的深度、综合、跨学科的信息传播工作,同时也能在新闻传播技术方面从事设计、制作等方面的传播技术类工作。
5、大数据技术专业
大数据技术被渗透到社会的方方面面,医疗卫生、商业分析、国家安全、食品安全、金融安全等方面。全社会已形成“用数据来说话、用数据来管理、用数据来决策、用数据来创新”的文化氛围与时代特征。 大数据技术毕业生的主要工作岗位有大数据项目实施工程师、大数据平台运维工程师、大数据平台开发工程师等。
6、网络与新媒体专业
网络与新媒体专业旨在培养适应传统媒体机构、政府机关、事业单位、公司等团体组织急需的宽口径、复合型信息传播人才。 学生毕业后可以在各级党政机关、部队、院校、企业等从事网络新闻宣传与媒介传播优化等工作,在国家重点新闻网站、各级报社、广播电台、电视台、传媒集团等单位的信息化管理宣传部门、文化传播公司等从事媒介内容生产与媒介经营管理等工作。
7、网络空间安全专业
网络空间安全专业以网络空间安全专业理论和技术为主,还借助新闻学、法学、情报学等学科的优势,培养既具有扎实的网络空间安全基础理论、专业知识和技术技能,又具有一定网络信息传播知识,且懂法律及管理的复合型人才。 网络空间安全毕业生能够从事网络空间安全领域的科学研究、技术开发与运维、安全管理等方面的工作。其就业方向有政府部分的安全规范和安全管理,包括法律的制定;安全企业的安全产品的研发;一般企业的安全管理和安全防护;国与国之间的空间安全的协调。
8.软件工程专业
软件工程专业需要掌握计算科学基础理论、软件工程专业的基础知识及应用知识,具有软件开发能力以及软件开发实践 的初步经验和项目组织的基本能力。 软件工程专业学生毕业后可以从事各级各类企事业单位的办公自动化处理、计算机安装与维护、网页制作、计算机网络和专业服务器的维护管理和开发工作、动态商务网站开发与管理、软件测试与开发及计算机相关设备的商品贸易等方面的有关工作。
9、学前教育专业
学前教育专业培养具备学前教育专业知识,能在托幼机构从事保教和研究工作的教师学前教育行政人员以及其他有关机构的教学、研究人才。 学前教育专业一直是经久不衰的报考热门,就业率≥85%。各地按照国务院的总体要求和部署,把大力发展学前教育,作为贯彻落实《教育规划纲要》,推进新时期教育事业科学发展的突破口和重要任务。
10、临床医学专业
关键词:物联网工程 物联网实验室 物联网专业建设
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(c)-0182-01
1 物联网专业实验室的目标与要求
1.1 物联网实验室建设目标
高校应以“把握发展趋势,提高应用能力”为目标,提出基于物联网信息平台的智能化实验室解决方案,其意义在于:提高教学科研水平,提高学生应用能力,促进学生就业,提升学校竞争力。
高校面向基础性教学实验、面向行业综合应用性实验、面向学校科研项目开发性平台为目的,促进物联网实训室的建设。以实训室为基础,联合各方力量,促进物联教学的发展、物联网人才的培养。
1.2 实验室物联网人才培养
物联网是计算机科学与技术、网络工程、电子技术、信息工程、通信工程及其两边缘科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新型应用型学科。专业立足于计算机专业类知识培养体系,注重学生基础知识掌握、综合素质的提高和应用创新能力培养。以物联网技术为基础,研究从感知层(包括传感器、射频识别、核心控制等)到网络层(包括传感网络、通信系统、计算机网络等)再到以面向产业和行业应用的应用层相关的理论和工程应用问题,重点突出实践能力和应用创新能力的培养。注重培养能适应物联网工程所涉及的多学科发展需求的新型创新人才,为我国以物联网和传感网为代表的下一代信息技术新兴产业发展输送急需的开发、管理、生产等人才。
2 物联网实验室具体建设方案
2.1 物联网应用实训室(能应用)
物联网应用实训室以物联网工程信息平台为核心,构建融合有线IP网、宽带无线局域网、光载无线技术、无线传感网络、嵌入式设备以及系统软件和应用软件于一体的物联网无线WiFi及传感网络实验平台。各种接入设备(传感器件、控制器件、移动终端、教学电脑等)都可以无线接入物联网工程信息平台,成为物联网实验设备的一部分,构建物联网的感知层;系统通过统一的物联网信息中心,完成数据的存储、分析和应用。应用可以根据学校的专业建设方向进行选择,以满足物联网专业建设的定方向,能应用。
2.1 物联网信息平台(定方向)
1.物联网信息平台简介
物联网信息平台是物联网实验室整体解决方案的核心和基础,将实验箱、实验套件、物联网综合应用系统(智能家居、智慧实验室、智能物流、智能工业、智慧超市等)等接入统一的物联网信息平台,实现多课程、跨实验设备、多系统的综合应用实训,同时,智能手机、平板电脑、第三方实验设备等智能终端和设备也可接入物联网信息平台,成为实验设备的一部分,从而大大改变实验的形式、效果和内容。
2.平台应用的DIY
物联网信息平台的接入采用标准计算机网络协议(TCP/IP),方便智能设备的移动接入,同时系统预留外网接口,提供学生本地、远程网络访问实验室系统,开展本地/远程网络实验。
物联网信息平台配置数据服务器,提供远程网络授权访问,支持资料下载、远程实验和远程授课、学习。
3.提供教师物联网科研平台
物联网信息平台提供一个开放的专业平台,包括硬件资源、网络资源、软件资源,是教师和学生开展物联网相关科研的极好平台,可以开展感知层基础研究、分布式天线系统研究、无线网络分布研究、室内定位研究、分布式数据库和云计算研究、以及应用系统研究。
2.2 物联网基础教学实验室(宽基础)
基础教学的核心课程以物联网网络体系、射频识别和无线传感器网络为主要教学课程,可通过学习和实验掌握物联网最基本网络和无线射频技术知识,为后续的物联网应用实训打好扎实的理论基础,满足物联网专业建设中的“宽基础”的教学。
(1)物联网开发应用实验箱(能应用)
该实验箱包括种类丰富的感知层设备和网络层接入设备,以及采用Cortex-A8体系处理器的嵌入式开发板为数据网关,配合物联网信息平台所搭建的无线WiFi网络平台以及配套的应用软件,学生可以直观地感受和学习到物联网所涉及的知识,为接下来的专业知识学习打下良好的基础。
产品应具备功能与特点。
1.传感器种类丰富应涵盖了电容式传感器、电阻式传感器、光敏传感器、气敏传感器等10余种不同种类的传感器。
2.实验箱搭配高效能Cortex-A8开发板搭载Android操作系统,学生可在本地对采集数据进行处理。
3.实验箱提供了物联网中间件技术相关章节,提供了完整的设备指导学生动手做出串口WiFi中间件,了解中间件在物联网中所起到的承上启下的作用。
4.完整详尽的实验指导书,源码详细注释并且完全开放方便学生学习和二次开发。
5.实验箱上的每个节点留有丰富的外设接口,方便后续外设扩充需要。
(2)RFID实验箱简介
实验箱应囊括业界普遍使用的四款RFID模块即低频(LF)RFID模块,高频(HF)RFID模块。特高频(UHF)RFID模块以及2.4G微波模块,实验课程重点放在对于各频段RFID模块的管理、控制以及上位机程序的应用开发上。学生们可以利用开放的通讯协议,使用多种编程语言(C/C++,JAVA等)编写上位机应用程序与RFID模块进行数据的采集交互。于此同时结合联网信息平台提供的网络平台,可以实现多个实验箱之间的互联互通,从而模拟出诸如仓储物流等RFID广泛覆盖的行业应用场景。
产品应具备特点与功能。
1.实验箱应集成了RFID技术所涉及低频、高频、特高频以及2.4G微波四种RFID模块,无需额外采购其他模块。
2.提供各个模块的完整的通信协议,学生可以直接通过协议接口利用多种编程语言与模块进行数据交换。
3.实验箱搭配WiFi模块可以直接接入物联网信息平台,真正实现实验箱与实验箱之间的互联互通。
4.实验箱应配套有丰富的设备(蜂鸣器、数码管、矩阵键盘、LED灯)。
3 应用技术型大学实验室建设的思考
由于高校扩招的原因,目前2015年的应届高校毕业生突破700万人,对就业市场是一个很大的压力,但是市场对人才的需求反而得不到满足,其原因是很多高校的人才培养与市场人才的需求不一致。就以目前的独立学院为例,其毕业生最欠缺的能力就是实践动手能力。而用人单位对独立学院的毕业生最看中的也就是这个能力。所以目前应用型高校应向技术型大学转变。转型最关键在于对技术学生的动手能力的培养,学生动手能力的培养最关键硬件设备就是高校实验与实训室的建设,所以对于应用技术型大学的物联网实验室建设改革也迫在眉睫。
参考文献
[1] 魏晓宁.物联网实验教学初探[J].计算机时代,2011(10):49-50.