前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的物联网专业主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
物联网是把传感器网络以及RFID等感知技术、通信网与互联网的技术、智能运算技术等融为一体,实现全面感知、可靠传送、智能处理为特性的连接物理世界网络。物联网可以划分成3个层面:物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。物联网产业发展的关键在于把现有的智能物件和子系统链接起来,实现应用的大集成和“管控营一体化”,以实现“高效、节能、安全、环保”的和谐社会服务[1]。随着企业综合自动化系统的发展,把企业经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制紧密联系在一起,形成了以现场总线为基础的企业信息网络系统,如图1所示。将自动控制、办公自动化、经营管理、市场销售等各层次计算机(包括现场仪表内的微处理器)互联成网络,实现信息的沟通汇集与数据共享。该系统从生产现场的底层开始,可以分为现场控制层、过程监控层、生产管理层、企业管理层4个层次,通过各层之间的沟通与信息交换,构成较为完整的企业信息网络,如表1所示。
(1)现场控制层:是工厂信息集成系统的底层,也称为网络的现场控制层。它是企业网络中网段的最底层,所以称现场总线是工厂底层网络Infranet。
(2)过程监控层:现场控制层将来自现场总线的信息送往控制室,置入实时数据库,进行高等控制与优化计算、集中显示,这是网络中自动化系统的过程监控层,它通常可由以太网等传送速度较快的网段组成。各种现场总线网段均可通过通信控制器或PC接口卡与过程监控层交换数据[2]。
(3)生产管理层:工厂的生产调度、计划、销售、库存、财务、人事等构成了企业的生产管理层,是工厂局域网络的上层,一般由关系数据库收集整理这些来自各部门的各类信息并进行综合处理。通常可由以太网、TOP等局域网段组成。
(4)企业管理层:该层将跨越工厂或企业的局部地域,融合外界商业经营网点、原材料供应和部件生产基地等信息。企业局域网可通过多种途径,与来自外界互连网络的市场信息等实现数据共享[3]。
2网络工程专业面临的问题分析
计算机网络已经渗透到工业生产的各个领域,目前对网络工程专业人才的需求,并不局限于商业网络的建设与维护,对工业网络如现场总线、工业以太网、无线传感网等的建设与维护需求量更大。而目前我国《网络工程》专业的培养计划和开设的相关课程绝大多数没有系统的涉及到以上知识,这使得该专业的本科毕业生很难直接从事工业自动化领域的网络相关工作,而自动化专业的本科毕业生,尽管具有工业自动化、工业控制等相关知识,但又缺乏《网络工程》系统专业知识。现阶段我国正处于工业网络化控制时代,这形成了对该方面的本科人才需求的巨大缺口[4]。目前我国高校该专业要培养在网络工程专业领域具有网络协议的设计与实现、网络应用系统的设计与开发、网络工程设计、规划与实施以及网络系统的管理、维护与评估等工程和应用型人才。但无论是开设的《网络工程》专业或是作为《计算机科学与技术专业》中的专业方向之一,其培养计划和开设的相关课程绝大多数没有系统的涉及到工业网络方面的知识,这使得该专业的本科毕业生很难直接从事工业自动化领域的网络相关工作,而自动化专业的本科毕业生,尽管具有工业自动化、工业控制等相关知识,但又缺乏《网络工程》系统专业知识。国外工业网络化建设比较早,同时国外专业划分较细,很多学校已经有该方面专业的本科生。现阶段我国正处于工业网络化控制时代,这形成了对该方面的本科人才需求的巨大缺口[5]。
3特色《网络工程》专业的建设
首先,对工业企业进行了大量调研,形成了专业需求报告;其次,结合国内外相关专业建设情况,针对工业企业需求报告进行了面向工业背景的特色“网络工程”专业方向课程建设和相关实验及实践环节的设计,形成系统、全面的“网络工程”专业的建设方案;再次,对方案进行了广泛意见征求,请了教育界和工业企业界专家进行评估和考核,同时进行了试点。最终形成了以下特色:
(1)专业特色
以网络通信技术和计算机技术为基础,突出工业控制网络、无线传感器网络和物联网等跨学科综合技术的培养,使本专业培养的学生不仅具有商业网络应用系统设计和网络工程设计能力,更具有面向工业网络应用系统设计和网络工程设计能力的特色优势。
(2)办学特色
指导思想:宽基础、重技能、有特长、广选修。培养计划:制定了先基础、后专业、理论与实践同步的培养措施,与学校的优势学科联合,共同培养。就业前景:紧跟国家发展和人才需求导向,本专业是针对这一市场需求培养人才,充分依托该校特色优势化工业背景,有效的提高本专业毕业生的市场竞争力。
关键词:物联网专业;实践教学;教学模式
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)35-0150-03
一、概述
物联网在当今社会已成为一个热点话题,它正不断应用到我们的生活中。物联网是指通过装置在物体上的各种传感设备,如射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统GPS、激光扫描器等,按照约定的协议,通过相应的接口把物体与互联网相连,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨型网络[1,2]。2010年,教育部开始将物联网、传感器网络作为战略性新兴产业相关专业的重点,鼓励各大高校申报相关专业。作为培养市场所需人才的高校来说,物联网专业实践教学显得尤为重要,建设物联网实验室也成为当务之急。高等院校物联网专业应该注重培养具有物联网专业基础知识和具有较强的物联网专业实践能力的全方位人才[3,4],这就要求高等院校在物联网实践教学方面建立和完善适应于学生发展的实践教学体系。
二、物联网体系结构和关键技术
根据研究,按照自底向上的方法,物联网体系结构从技术和功能角度可以分为三层,即感知层、网络层和应用层。其结构框图如图1所示。
感知层主要是前端信息采集以及控制终端,要求能够全面感知物理世界的各种信息,由各种传感器以及传感器网络组成,是物联网信息的源头。用于物联网信息感知的传感器主要有温湿度传感器、气体传感器、水质传感器等。它利用射频识别(RFID)器件、嵌入式设备、无线传感网等全面感知物体的各种信息,具有节点数量多、成本低等特点[5]。可见,感知层是物联网体系结构的底层技术,是物联网关键技术之一。
网络层由光载无线交换系统(主要包括光载无线交换机、远端射频单元、模拟光纤、WIFI设备服务器和以太网交换机)和其他网络设备共同组成,是各种信息与互联网的融合、传输和接入层,是基于TCP/IP协议的网络平台[6]。
应用层的主要作用是支持物联网应用系统中各类平台技术的运行,这些技术包括物联网信息存储技术、物联网信息共享和交互技术以及各行业末端网络应用技术等,主要实现物联网与行业技术的深度融合和无处不在的智能化功能[7]。应用层是由后台数据中心、远程客户端以及装载在其中的各种应用程序共同组成的,实现对前端信息和控制终端的管理和应用。
这三个层次基本涵盖了物联网主要的核心知识和应用范围,为物联网专业的教学指出了明确的方向。
三、物联网专业实践教学典型解决方案
我国高校开设物联网专业是近五年的事,由于整个专业起步比较晚,相对来说,实践教学环境的配备更迟一步,不管是各大高校还是服务于高校的企业单位,对该专业的实践教学配套设施都还处于起步阶段。如何定位高校的物联网专业教学,如何确定相应的实践教学模式,对此,本文进行了相关分析和总结。
(一)体验实践的广泛感知模式
物联网专业本身与电子、通信、计算机领域密切相关,但它也应该有自己明显的特性。据了解,各大高校的物联网专业基本都设置在计算机学院或信息学院,如何把物联网专业与同学院其他专业区分开来?基于物联网专业具有很强的工程实践特性,一些大学从实践环节入手,针对物联网实验教学环节和专业实验内容给出了解决方案。该方案认为实验室建设应该重视基本应用开发能力的培养、应该建立宽泛的可操作环境,让学生在实验时有可选性,鼓励创新精神,从而培养学生对实际物联网应用项目的整体把握能力。
方案中指出,对物联网专业实践教学环节应该从专业认识、毕业设计、生产实习、竞赛活动等方面进行改进。据调查,新生的专业认识一般是统一参观专业实验室或某个网络公司或以讲座形式向学生展示专业的发展,使学生获得对自己专业的初步认识。新的解决方案是建立特定行业物联网“综合演示实训中心”,通过参观该实训中心,让学生从整体上认识物联网专业及其应用场合,从而增加学生对专业的理解,激发学生对专业的兴趣。生产实习方面,通常是带领学生到生产现场进行参观实习。由于物联网是一个新兴行业,可供学生进行参观实习的工业生产现场比较少,因此需要重新制定物联网专业实习解决方案。经调研发现,建立“物联网综合演示实训中心”供学生感性体验,或者利用学校与企业联合共建的物联网相关示范基地以及学校自建的实训中心是比较有效的方案。专业基础学习,应做到学与做同行。为满足多样化需求,应完善丰富专业基础教学实验室,从而丰富课程设计的综合实验内容。如果教师时间紧,可以采用第三方提供的产品方案。通过学科竞赛,让学生可以在创新、理论付诸实践、团队合作三个方面促进增长。
在高校物联网专业实验内容拓展方面,方案给出了三步走策略:综合演示实训类、应用实训类以及基础教学实验类。对于综合演示实训类,针对高校的行业特点,建立其相应的应用型实训中心,比如智能家居系统、智能门禁系统、智能安防系统等,提供专业认识、科技创新、科研、毕业设计等内容。对于应用实训类,构建通用典型的物联网小型系统以及中规模应用系统,比如智能停车管理实训室、智能农业实训室等,提供专业认识、课程设计、科技竞赛及创新相关的实验服务。对于基础教学实验类,进行专业基础、课程设计等专业基本能力培养,比如传感器、单片机、FPGA实验室等。
(二)精品案例教学模式
对于概念和应用宽泛的物联网专业来说,与其面面俱到广而不精,不如采用精品案例教学模式。学校结合自身的长处,选择适合自己的培养方向,这不仅可以充分利用现有资源,更能体现针对性,且学生容易入门。为此,一些企业随之打造了类似产品,以求能够通过某个具体精品案例,把物联网的三层结构体现得淋漓尽致,在追求精品的同时,不失整体的实践教学模式。
方案中,物联网技术应用领域教学选取了典型的案例――智能家居,其结构框图如图2所示。智能家居融合自动化控制系统、无线通信技术、计算机网络技术和传感器技术于一体,形成智能化、网络化的家居控制系统,将家中的各种设备(如照明系统、音视频设备、窗帘控制、安防系统、空调控制、数字影院系统等)通过家庭网络连接到一起,从而实现全方位的信息交互,保持信息交流畅通,环保节能,节约资金,增强家居安全。智能家居系统可提供的实验为智能移动视频监控实验、智能门禁实验、智能电灯控制实验、智能窗帘控制实验、家居环境参数采集实验,通过这些实验,可以使学生更好地锻炼动手能力。
方案通过智能家居系统引出物联网关键技术,该技术主要分为物联网传感技术、物联网接入教育、物联网网络技术等。物联网传感技术可提供多款CPU,例如8051核CPU、cortex m3核CPU和FPGA等,使学生能够学习不同复杂度、不同成本的CPU连接传感器进行信号采集的流程。物联网传感技术还可以提供多款传感器。物联网传感技术实验的核心思想是提供一套可以更换CPU芯片的、能够连接多种传感器的试验教学装置,目的是让学生能够学习各种传感器的应用,包括传感器信息采集、传感器信号分析和接口电路设计。其优势特点是提供一套能够使用不同类型CPU实现传感器信息采集与处理的实践教学装置,提供多种传感器应用,包括声音、电磁、温度、湿度、气体、红外、光照、机械动作等多种感知信号。提供多样的传感器接口,包括模拟接口、数字接口和开关量接口。物联网接入技术的核心思想是提供这样一套实验装置:在完成无线网络管理和射频识别信息处理的同时,可以将数据通过不同网络路径传输到网络中心,目的是让学生掌握WIFI、GPRS、3G网络组成,信息传输过程中的关键性参数配置,传输性能分析等内容。物联网网络技术核心思想是提供一套能够涵盖物联网网络层关键性技术,即软交换技术和IPv6技术的实践教学装置和教学资源,使学生能够掌握主流的网络信息交换技术。
(三)二次研发实践模式
对于体系比较庞大、涉及知识比较繁多的物联网专业来说,让学生亲自动手实践从底层到顶层完整走一遍的思路或许是一条学习捷径。二次研发教学模式即让学生在现有实验箱的基础上完成个性设置和修改部分功能模块的方式体验物联网系统的工作流程,从而学习相关知识。一些公司推出了二次开发实验平台,如基于WSN(Wireless Sensor Network)的物联网解决方案体系架构ATOS平台,该平台框架如图3所示。ATOS物联网开发平台采用一套设备两套协议的方式,这两套协议包括标准的Zigbee协议和基于TinyOS的开源自主协议。TOS系统采用开源TinyOS操作系统,向用户公开了路由协议和上层软件源代码,用户可以根据各种应用需求对系统进行二次开发,包括传感器设置,数据采集、存储、访问等环节均提供二次开发接口,用户可以修改和设计自己所关注的部分,从而实现应用系统的开发工作。这给高校初学物联网的学生提供了简单易行的软硬件开发机会。
ATOS平台主要设计了传感器数据采集、基站数据汇聚、网关对外发送、采集系统解析以及远程服务器数据接收和存储等功能,它从整体上为物联网专业的学生提供了从传感数据到终端用户的各个流程,让实践过的学生能够彻底理解物联网从底层到应用层再到终端的基本架构。
该方案不同于其他实训模式,传统的实训模式多为“现场观摩为主、基本不予参与”,在本方案中,学生可以根据系统提供的二次开发平台,重现上述具备的所有功能,或根据自己的需求改写新的控制逻辑,因此具备较好的学习参与度。另外,该方案还可采用硬件组态的设计模式,根据不同的需求选配不同模块组建自己的试验平台,以适应实验教学的需要。而且,系统中绝大部分设备和器件,如传感器、气动部件等,都是工业现场使用的标准工业级元件,学生如同实践在一个真实生产的过程中,能够学到真正实用的专业知识和操作技能。
另外,ATOS平台中的实训定位功能,也能更好地全面地锻炼物联网专业的学生。该功能体现为室内人员精确定位技术的演示与测试,它采用基站定位技术,即利用已知基站来定位移动点的位置,在对信息进行收集与统计之后,实现轨迹与区域的实时定位等功能。与传统的RFID刷卡式人员定位不同,它可灵活地实现人员随时随地定位。
四、总结
物联网行业的兴起,为高校学生提供了广阔的就业前景。物联网专业所涉及的硬件、软件及网络大多是现有技术的综合应用,因此,物联网专业是工程实践性较强的学科,若要培养出理论知识与动手能力于一身的综合型人才,就需要高校制定出一套完善的物联网实践教学体系。由于物联网的提出本身涉及多门学科,故其课程体系具有一定的交叉性和动态发展特性,因此,物联网专业实践教学面临新模式的挑战,这也给各高校根据自身优势摸索出新专业办学特色提供了良好机遇。
参考文献:
[1]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:教育技术,2011,(3).
[2]罗蓉.物联网的发展和应用研究[J].计算机工程应用技术,2011,(3).
[3]郭丽.高职院校物联网应用技术方向课程体系的探索与构建[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011,(2).
[4]王志良.物联网现在与未来[M].北京:机械工业出版社,2010.
[5]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010,(16).
关键词 物联网 专业实验室 创新建设
0引言
在物联网教学过程中,高校大多都是注重理论教学,无法满足物联网行业的发展,对此,许多高校开始设立物联网专业实验室,进行科学整体化的物联网技术认识及实践,提高教师教学及学生学习的效果。物联网试验平台与实验项目的开设,不同于传统实验室的建设,更加的灵活及贴近现展,为避免物联网专业实验室的建设出现传统实验室的“僵化”,本文将对其创新建设进行探究,从而列举实验室建设中出现的问题,并分析出解决措施。
1高校物联网专业实验室的建设现状
物联网实验室建设是近几年才提出来的,很多高校是先申请通过后,拨一笔款交给专业的教师带队,在学校实验楼中划分出一间或几间教室置备所需的实验器材,设立专业的实验项目后再定期进行验收,与其他实验室建设并没有什么太大的不同。就物联网专业实验的内容来看,分为三大层实验,不同的实验针对的方向不同,但是高校的物联网实验室都是进行实验箱等操作,无法与现在的物联网发展进行链接,出现了传统实验建设中的“僵化”现象,虽然有在进行实验并有一定的成果,但却无法有什么突破。无论是感知层实验也好,还是网络层实验也罢,抑或是应用层实验,对于学生的实际动手能力要求都很高,并且其实验内容及过程是很灵活的,通过相应的技术例如WIFY,RF,传感器,M2M等进行融合,对特定的项目或是平台进行探究,一般来说这样的实验室是十分的灵活的,不会出现现在的疲软期,除却实验室建设方面的原因外,高校的师生也是有一定的影响的。
2物联网专业实验室建设的需求
物联网专业实验室是应时代的发展建设的,这意味着物联网专业实验室应该满足时代的一些要求。就物联网专业的特点而言,实验室应该具备多种应用系统,才能够完成相应的实验。物联网是电子,计算机,检测与通信等专业相交的交叉学科,其涉及的领域知识及技术十分的广泛,遥感器,微处理器,嵌入式技术及相应软件技术等都是主要的掌握内容,所以实际的动手能力要求很高。其专业上实验培养要求是将学生培养成熟悉各种技术的专业型人才,所以实验室建设一定要加强学生的动手能力,完善学生的理论知识,使其能够融入社会互联网行业中。
3高校物联网专业实验室建设中的问题
高校物联网专业实验室建设中主要存在三方面的问题,其一是实践能力培养不足,没有针对三层实验进行实验操作培养,基本都是以实验箱为平台进行实验操作,学生对于物联网专业相关的技术认知不足,其实验环节呈现的是“傻瓜式”的,实验参数都是提前设置好的,基本没有什么探究性的实验操作,这对学生的能力培养并没有什么太大的用处。其二是未设立开设性的环境,不具备探究性实验的系统设置,虽然实验室在建设时虽然有提前预留了二次开发空间,但由于高校选修课程的设置及实验箱平台的不足所以无法进行自主型实验及设计,这是高校物联网最专业实验中最大的缺陷,仪器采购系统及实验系统都没有统一的原则及规范性的条例,所以其制度并不完善。其三就是无法建立实验全面的实验系统,无法使学生全面进行认识物联网,存在认知误区对今后的工作产生负面作用,加之实验室的开放性力度不够,无法让学生充分地利用实验室进行实验,大部分的实验室都是有教师占用,进行课程设置,这是传统实验室留下的弊端。
4实验室建O改进措施
就目前物联网实验室的弊端可以看出,高校对于实验室的建设重视度并不高,在物联网教学中也是重理论轻实验。所以为了完成物联网专业实验室的创新建设,第一步就是加强高校对于物联网实验室的建设重视度,这不仅需要高校的建设,还需要政府及教育部门的相关政策,从而加强高校对于物联网专业的重视。其中师资建设也是其中的改进措施之一,物联网的兴起是近几年的事,其专业教师的职业意识与其他专业教师一样是不行的,物联网的教师应该充分认识到实验的重要性,虽然物联网并不是以实验为主的专业,但是实验却是十分重要的,近年来高校的改革对师资建设也存在一定的保留,所以无法全面地提升高校的实践及理论教学效果。由于传统的实验室弊端存在,所以加强物联网师资建设也是现在的重点。其三就是加强云计算等技术的课程实验建设,物联网专业实验跟现代的计算机技术,电子等存在很大的渊源,所以增加现在比较流行的互联网云功能的实验教学尤为重要,实验最好是能够与实际接轨,才能够充分地培养学生的能力,加强其社会竞争力,实现其专业化人才培养的目标。
5结语
综上所述,物联网专业实验室的创新建设不仅体现在IT、M2M等技术认识上,更在于实验内容的更新增加与实验项目的实际化,其管理制度也要增强。
参考文献
[1] 欧阳志友,孙知信.物联网专业创新型实验教学体系建设与实践[J].物联网技术,2013.
物联网工程专业涉及计算机、通信、电子、控制、电气及自动化多门学科,其课程设置、培养目标也处于研究阶段。特别是在多学科环境下开展实践教学将是专业研究的重点。目前,华中科技大学、重庆理工大学等开设物联网工程专业的学校也正在开展物联网工程专业实践教学建设方面的研究。
河北建筑工程学院的物联网工程专业是国家首批批准的本科专业,通过多年的教学已积累了大量经验,基本的教学与实验条件也较完善,是进行实践教学改革创新的最佳时期。
二、实践教学模式探索
(1)作为一个为建设智慧城市培养创新性工程技术人才的本科专业,其与传统的专业存在着众多的差异。它没有成熟的课程实践教学体系经验可借鉴,项目旨在建设适合区域学生层次,符合师资条件,富有专业特色的物联网工程专业实践教学体系。
通过综合性实践教学平台可有效培养学生的工程实践能力和创新能力,为提高专业人才素质,培养高水平工程技术人才奠定基础。
由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的融合,也是下一代互联网(“互联网+”)所需的学科专业。未来对各高新技术行业人才的需求将非常大,同时此专业的技术也与学校的其他专业存在密切的关系(智能家居、智能建筑、智慧城市等),可以更好地突出物联网工程专业的行业特色,满足市场需求和具有更宽的就业面,培养出国家急需的人才。
(2)具体研究内容、研究目标和拟解决的关键问题。物联网工程专业需要根据现有学科基础、课程设置以及培养方案,结合实验室的条件、校内外实习、实训开展的情况及校内外教师的教科研情况,研究实践教学的新思路、新方法。
通过分析物联网工程专业国内外实践教学的现状与存在的问题,形成行之有效的以“教师为主导,学生为主体”为理念的集实践主体、实践评价机制、实践理念、实践层次、实践过程为一体的实践教学体系,并分析实施该实践体系要解决的关键问题。
着眼于人才需求和自身的办学优势,在体现国内物联网工程专业共同特点的基础上,突出河北建筑工程学院物联网工程专业的特色,培养出“互联网+”背景下具有创新精神和实践能力的复合型专业人才。
(3)实践是检验真理的唯一标准,夯实硬件是开展物联网实验教学与研究的基础。由于物联网专业是新开设的专业,没有一个成熟的方案和经验可供借鉴,各个高校都在探索课程如何设置、实验室如何建设、实践教学如何改革。物联网是电子、计算机、通信等多个学科交叉的专业,是应用性很强的高新技术专业,因此建设基于CDIO的践教学体系是实践教学的创新,具有鲜明的专业特色。
(4)实现多学科技术之间的有机结合,形成一套科学合理的实践教学体系,使之贯穿物联网感知层、传输层、支撑层和应用层整个知识和技能体系的教学过程中。
三、结语
项目的成功实施既充分体现了对相关专业的继承和拓展,又强化了实践训练,突出了能力培养,对专业的发展有深远的意义,同时为以培养应用型人才为目标的相关专业建设提供了参考。本着理论联系实际的基本原则,实现实践教学案例化。在案例教学中,采用“做中学,做中教”的教学方法,以来自行业的一组工业案例为载体,以教学工厂型实训基地为平台,使理论知识、实践技能、职业素养与实际应用环境相结合,从而达到工作过程与教学过程的融合。按照案例的工作过程进行学习与训练,使学生的专业能力和社会能力得到逐步提高。
参考文献:
物联网工程专业培养的是工程应用型人才,必须高度重视与理论教学相辅相成的实验教学环境建设。物联网专业核心课程RFID的实践教学是掌握RFID系统设计和开发的保证。我们在教学实践中发现,本课程的教学难度较大且不易达到良好的教学效果,尤其是在课程内容的选择上,存在两方面的问题,一是课程内容较多地涉及电子学科的内容,专业跨度较大,而目前本三批次计算机相关专业的学生硬件基础较为薄弱,导致学生学习困难。针对这个问题,教师应首先明确RFID应用系统的本质是一个嵌入式系统,是软件与硬件的综合体,是软件、硬件协同设计的工程,应该在一个整体的框架内协调工作,同时认识到计算机硬件研究与开发也是本专业不可或缺的组成部分,具有软件开发不可替代的地位和广阔的应用前景;其次,应根据物联网专业的特点适当删减部分偏电子的内容,突出课程重点。射频识别技术本身类型很多,实验内容几乎涉及所有类型的RFID技术,而实验课时偏少,导致学生无法抓住重点,不能深入学习。针对这一问题,课程教学应选择当前应用最普遍的高频ISO14443协议下的RFID技术为对象,力求通过对该类RFID系统的学习设计,使学生掌握RFID技术的基本概念、理论、方法,从而对RFID技术有一个总体、系统的了解和掌握。同时,教师可结合学习方法论进行教学,培养学生举一反三、灵活运用知识的能力,鼓励学生通过自主学习了解和掌握其他类的RFID技术。
2物联网专业实践硬件平台
目前,市场上的RFID实验设备都比较封闭,大多仅能完成验证性实验。为满足实践教学的需要,我们设计了专业实验平台,在设计硬件时遵循模块化的设计思想,以保证系统的通用性和可扩展性。实验平台设计为三大部分:主控MCU、射频控制模块、天线及匹配电路。主控MCU模块是整个系统的核心,采用苏州大学飞思卡尔嵌入式中心开发的SD-FSL-KL25-EVB开发板,MCU采用MKL25Z128VLK4芯片,其工作频率为48MHz,性能达到0.93DMIPS/MHz。该板是KL25MCU的最小系统,所有I/O引脚引出,可外扩多种外设并提供丰富的再扩展接口,为接入超高频及低频RFID电路提供便利。射频控制模块主要提供对射频读写芯片的控制操作,天线及匹配电路为RFID卡提供电源并在读写模块与RFID卡之间传送信息。采用模块化设计为系统保留了较多的操作空间,学生通过查看原理图可以快速掌握各模块的功能和原理,对射频控制模块及天线电路进行电路焊接并方便地完成读写器的制作与调试。
3物联网专业实践教学创新
1)实践平台创新。为提供系统可扩展的创新实验环境,减少重复的开发劳动,我们针对实验平台设计了在线编程功能,可将用户的应用程序在线写入MCU的Flash存储区的用户程序空间,支持用户的二次开发。Flash存储空间就被分成了两个部分,平台在首次使用时,将读写模块软件烧写并驻留在MCU的Flash存储区中。驻留的读写模块软件占用部分存储空间,剩余的存储空间可供用户的应用程序使用。读写模块软件由3部分组成:MCU监控程序、读写卡操作API接口以及与标签通信的底层通信函数。监控程序可以实现用户应用程序的在线写入,每次系统复位后首先运行驻留的监控程序,判断用户存储空间是否有用户程序,若有则转入用户程序执行,否则等待。按照与标签的通信流程,将底层通信操作使用函数的形式封装起来,就形成了读写模块的底层通信函数(或称低级函数)。在此基础上,将对标签的操作按统一的接口形式封装起来,构成高级函数,作为API接口提供给用户,形成应用系统与标签之间数据交换的接口。应用系统只需要向读写模块发送操作命令,由读写模块完成对标签的读、写等操作。非接触通信的所有具体操作细节则由底层通信函数完成。平台支持学生模块化地完成各类实验,最终实现并部署一个实际的应用系统。
2)实践活动创新。创新性实践活动是培养学生的创新能力和提高专业素质的基础。学校鼓励学有余力的学生在课余时间进行与物联网RFID相关的应用系统开发,锻炼其对相关知识与技能的综合运用能力。学生可自主选择实践活动或参加教师的工程项目、科研课题,指导教师则为学生提供良好的开发环境。通过实践,学生能够逐步实现从应用模拟到创新设计的转变。
4物联网专业校外实训基地建设
随着物联网技术的迅速发展,物联网已形成了庞大的产业链。有针对性地培养具有不同专业背景和实践技能的高素质人才,对行业发展具有重要意义,也是应用型本科院校教学培养的重要目标,为此,学校应主动与物联网、RFID相关企业共建校外实训基地,为物联网工程及相关专业学生提供实习机会。学校应结合企业的实际需求,协商制订相应的实习计划与方案,使学生将理论知识与具体项目实践相结合,在实习中掌握最新的物联网应用技术,深入体会企业文化,获得相应的工程和开发经验,提高自身的就业竞争力。苏州是经济发达地区,相关企业众多,目前苏州大学计算机科学与技术学院已与多家企业合作建立了实训基地,且这些基地已投入使用。为建立稳定长效的合作关系,苏州大学计算机科学与技术学院制定了比较完善的合作方案。首先,校外实训工作在学院直属的对外合作办公室领导下统一进行,既有利于学生的组织与管理,又有利于加强与企业的沟通,及时发现并解决合作中出现的矛盾与问题。其次,关心企业需求,将企业需求融入学生培养过程。实训一般由企业提供项目课题,以企业技术人员为主导、以学生为主体完成项目开发,所得成果为企业与学生共有;同时积极吸引企业参与学生培养过程,通过讲座、就业培训等活动,提高学生的专业综合素质,培养其沟通交流和团队合作精神,使学生更好地满足企业的人才需求。再次,加强实训期的教学管理。校外实训一般都在最后1~2个学期进行,对学生教学管理较为松散,为此,学院推行全员导师制,由一名教师指导几个学生共同参与实训,加强对学生的教学管理。教师在对学生实习活动进行管理的同时,还需熟悉企业的运作模式与前沿技术的应用情况,了解企业实际需求,通过反馈总结,调整教学内容与方式,从而提高教学的针对性和教学质量。
5结语
关键词 物联网 实践能力 就业
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.020
Abstract The Internet of things (IOT) technology has been widely used in many industries. IoT talent demand is growing. Students with strong practice ability are very popular with the market. There are problems while cultivating the students' practical ability of IOT engineering program in application-oriented institutes. In order to deal with the problems and foster outstanding IoT talents for the society, three kinds of effective countermeasures are put forward.
Keywords the things of Internet; practical ability; careers
物联网、云计算、大数据作为当前信息技术领域的热点,吸引了行业和研究机构的关注。物联网已广泛应用于智能农业、智能家居、智能交通、智慧城市、智慧工业等多个领域,给人们的生活带来便利,改善了企业管理,提高了生产效益。随着物联网应用的蓬勃发展,对物联网人才的需求量剧增。社会对物联网人才的需求不再局限于懂得物联网理论知识,社会欢迎能够将理论应用于实践以及能够快速上手的人才。
物联网工程专业学生实践能力的培养依然处于探索阶段。①由于自身的特点,完全参照成熟的计算机科学与技术专业、软件工程专业的实践能力的培养方式并不可行。有必要根据专业自身特点形成有特色的实践能力培养方式。
下面我们先分析物联网工程专业对学生实践能力培养的不足之处,然后提出一些行之有效的对策。
1 学生实践能力培养存在的问题
物联网体系从技术角度可以划分为感知层、网络层、处理层和应用层。感知层应用传感器技术、RFID技术将物理世界和信息世界连通起来,侧重于信息的采集。网络层结合无线传感网技术、互联网技术、现代通信等技术,侧重于信息的传递。处理层负责信息的存储和聚合以及价值的挖掘,常用技术包括机器学习、数据库等。应用层面向用户,将数据以友好的方式呈现给用户。物联网从工程角度可划分为设计、研发、工程实施和管理。②可以看到,由于物联网工程涉及的技术比较多,需要培养学生的综合技术应用能力。
目前在实践能力培养方面,存在下面三个不足之处。
(1)学生接触实验设备的时间少。实验一般分为验证型、设计型和综合型,其中验证型实验要求学生按部就班重现实验现象,所花时间一般比较少,对学生能力培养的效果有限;设计型实验是围绕一个小目标进行设计,而综合型实验需要学生结合多种技术来完成一个应用。设计型和综合型实验能够很好地提高学生的实践能力,但需要学生花费较多的时间,在正常的课内时间很难完成。现有实验设备通常以实验箱的形式存在,一套设备2万以上,在正常实验也很难保证学生每人一套,多数情况下是以小组的方式提供。为了实验设备的安全,实验设备一般不允许学生带到实验室外面。由于在指定的时间很难完成设计型的实验,所以实验多数以验证型实验为主,限制了学生能力的发挥。
(2)学生没有全流程实验环境。通常物理网应用都涉及感知层、网络层、处理层和应用层。现有实验设备往往局限在某一层次,比如传感器实验侧重于数据采集;通信实验侧重于物体之间的自主连接;数据处理实验侧重于数据的分析与呈现。现有的实验呈现离散化的状态,缺乏将完整应用全流程实验环境,使得学生只能看到某一个方面。然而在实际环境中构建一个使用环境存在一定的困难,一是空间和费用问题,比如构建物流系统不仅需要大的实验室安装空间,同时需要很大的经费投入,在缺乏良好的产学研环境情况下,③很有可能造成资源的浪费;其次是物联网应用很多,要完成实际系统的改造往往比较困难。因此,有必要引入虚拟仿真环境,为学生提供全流程物联网应用实现环境。
(3)学生实践能力培养与社会需求脱节。学生的培养方案在学生入学前就已制定,而且方案在该年级学生整个学习过程一般不会变动。如果存在问题,一般会在下一次人才培养方案作出修正。所以经常有高年级学生羡慕低年级学生享受人才方案修改带来的便利。人才培养方案也考虑了学生实践能力的培养问题。现有的培养方式主要包括课后作业、课程论文、课内实验、专周课程设计。这些培养方式的共同特征是围绕着所讲授课程来设计的。一般教材上的内容都是比较成熟,意味着这些都是几年前的知识,在物联网技术日新月异的时代,教材所讲授知识往往存在一定的滞后性。这也是毕业生抱怨学校所学知识在工作后往往用不上的原因。企业为了生存和占领市场,往往想方设法用先进的技术去实现具有强大竞争力的产品。学生毕业后多数进入企业,所以有必要提前让学生了解企业现在需要什么样的人才,需要学生掌握什么样的技术。
2 实践能力培养的对策
物联网专业学生的实践能力培养方式需要改进。下面是四个行之有效的对策。
(1)实验设备化整为零。做化学和物理必须到专业实验室里面完成,因为化学实验в幸欢ǖ奈O招裕物理实验需要借助于精密的仪器。然而物联网的实验并不需要一定在专业实验室完成。学生领取实验设备,可以在学校安排的上课时间在实验室接受实验课程教师的指导以及验收实验成果,上课时间结束后,可以将实验设备带离专业实验室,自主确定实验时间。这种方式结合了专业实验室的教师指导和课后时间的灵活性。为保障学生人手一套实验设备,需要实验设备小型化以及充足的数量,另外是单套价格不能太昂贵。比如采用树莓派或Arduino开发板进行实验,单块开发板价格200元左右,学生可以在上面自主完成多数物联网实验。
(2)引入云平台。由于物联网专业人才培养方案中总学时的限制,在正常的教学中只会安排几门很重要的基础课和专业课,但物联网整个体系涉及多个方面的内容,很难在正常的教学中都得到安排。因此,需要扩展学习的途径。通过慕课可以重要课程的理论知识,但慕课往往对实践内容讲得较少或者不方便安排实践内容。云平台是一个很好的学习平台。云平台可以提供物联网工程从传感层到应用层多门实验课程。实验主要以虚拟仿真的形式完成。④3D虚拟仿真提供很真实的场景,让学生能够直接对传感器、驱动器进行控制,形成感性认识。虚拟仿真不仅节省了成本,而且让学生可以在仿真环境下实现从数据采集到数据呈现的完整的应用,对于培养学生的系统观很有好处。
(3)参与竞赛提升能力。在没有外界压力时,学生往往会按部就班和夸大面临的困难,延误完成物联网产品或应用的时间。竞赛的鲜明特点是在指定的时间范围内完成具有一定功能的物联网应用。由于时间的原因,参加竞赛的学生需要在很短的时间确定自己的选题,避免在茫茫大海中漫无目的地寻找;确定选题后,需要集中精力去完善物联网应用的整体设计;设计完成后,需要编码实现设想的功能。竞赛期间,学生往往觉得很辛苦,但完成竞赛后,无论名次如何,学生往往会有很大收获。学生不仅可以培养团队合作精神,还可以培养决策能力,以及设计和编码实现能力。
(4)企业实习。社会上有很多优秀的物联网企业,向社会提供丰富的物联网应用。到企业实习直接接触原汁原味的物联网产品,能够触发学生动手实践和不断创新的欲望。学生到物联网企业实习主要包括两个时间点。⑤一是在入学第一年进行物联网专业认识实习教育的时候。学校一般会安排一到两周的时间。学生到达企业,通过参观企业展厅,动手安装APP,真实体验物联网的应用,应用包括智能家居、智能物流等多个方面。丰富的应用在学生脑袋里面形成感性的认识,引导学生对未来四年进行学习规划。二是在最后一年。学生主要任务是完成毕业设计。一般情况下学校都会允许和鼓励学生在企业中结合自身项目来完成。学生可以选择多个岗位进行实习。比如研发岗位,侧重于物联网软和硬件的研发;网络设计岗位,侧重于在特定的环境下合理选择物联网设备完成满足一定要求的物联网网络;工程实施岗位,侧重于根据设计图纸完成物联网设备的安装和调试。这些岗位都需要将理论知识应用于工程实践,能够极大地提高学生的动手实践能力。
3 结语
为社会培养实践能力强的学生有着重要的意义,也是国家对应用型本科院校的殷殷期待。现有物联网工程专业学生的实践培养方式主要参照计算机科学与技术、软件工程的实践方式,没有很好结合物联网工程专业自身的特点。在分析现有实践能力培B方式的不足后,提出了几种创新培养方式,旨在为社会输送高质量的物联网人才。
注释
① 张明华,董新龙,陈江瑛.工程材料实验教学中开展设计性实验的探索与实践[J].科教导刊(上旬刊),2016.1:104-105.
② 文毅,胡云峰.独立学院“集成电路工艺基础”实验教学研究[J].科教导刊(中旬刊),2016.1:99-100.
③ 王伟.职业院校搭建产学研平台实现协同创新研究[J].科教导刊(上旬刊),2016.1:5-6.
关键词:天津市经济需求;物联网工程;培养方案
物联网技术是推动当今世界科技和经济快速发展的关键技术之一,根据物联网产业特征优化产业结构,可以提高天津市的整体技术水平和经济实力,而培养具有高水平专业技术的物联网人才正是整个战略的基础和关键。
一、天津市经济产业现状调查和物联网人才需求分析
(一)天津市经济产业与物联网产业现状分析
天津是我国老工业基地,自滨海新区开发开放以来,在巩固和提升传统和支柱产业的同时,发展了以航空航天为代表的新型支柱产业。物联网提供的集硬件、网络、平台、应用、流程耦合为一体的高端综合集成服务能力具有重大的应用潜力。
针对物联网的研究和应用起步在天津是比较早的。在计算机、传感器、应用集成和信息安全等领域初步形成了完整的产业链,将发展物联网产业、推广物联网应用、搭建物联网平台、突破物联网技术作为四大重点任务,积极推进物联网产业在天津市社会经济中的发展。
(二)企业物联网技术人员情况分析
目前,社会企业中缺少真正能将物联技术与跨行业产业紧密结合的专业技术人才。造成这一现象的根本原因在于物联网是互联网到物的感知与控制的延伸,计算机与通信专业的人才对传感和控制不熟悉,而电子电气和自动化等专业的人才对通信网络不熟悉。物联网应用向新兴产业发展的趋势越来越明朗,因此需要大量具有计算机、通信网络、传感、控制等专业知识的多学科复合型物联网技术人员。
二、天津市物联网专业人才培养情况分析
天津市高等院校中,天津大学于2010年获得教育部批准开设物联网工程专业,天津理工大学和天津工业大学也于2012年获批开设物联网工程专业,南开大学和天津科技大学于2013年获批开设物联网工程专业。由于物联网的相关研究处于起步阶段,且具有交叉学科的特征,物联网工程专业在不同的学校办学学院也不同,如天津大学该专业在电子信息学院,而我校则隶属于计算机与通信工程学院,因此,天津市物联网专业人才培养的主要问题就在于针对不同学校的情况及特点,建设有各自特色的物联网工程专业。
三、物联网工程专业人才培养方案的设计
(一)专业定位和培养目标
物联网工程专业属于综合性专业,融合了计算机、网络、通讯、控制等不同专业领域,其理论体系覆盖了信息感知、传输、处理及应用等方面。我校的物联网工程本科专业依托计算机与通信工程学院已有的扎实理论基础和领域应用经验,秉承“为天津市社会经济发展服务”的人才培养理念,既重视人文素养和职业素质,同时关注专业理论知识和特色技术专长。
(二)培养模式
我校物联网工程专业学生采用3+1联合培养模式,即大学一、二、四年级在天津理工大学培养,主要负责专业基础课和实践环节的教学培养工作;大学三年级在中华大学培养,负责物联网专业课的教学与学生培养工作;最后成绩合格的学生颁发天津理工大学毕业证、学位证,该模式自2013级开始实施。
(三)教学计划主体框架
根据本专业总体培养目标,在社会、企业、高校等各方面进行了深入调研,充分了解物联网工程专业国内外教育发展现状,依托我校计算机、通信工程、物流等专业优势与特色,构建了一种模式、二个方面、四种能力、六个模块和八个课程群的“分层次、互动式、工程化”培养方案。即确立了一种“与台湾中华大学3+1的联合办学”模式;从“强化理论教学和实践教学”两个方面;围绕着“具备并能应用与本专业相关的科学、数学、工程技术基础知识能力、具有本专业分析问题与解决问题的个人能力和专业能力、能在实际多学科合作团队里工作并进行有效交流能力、具备一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验构建能力”四种能力;搭建了包括“数理课模块、人文管理模块、学科基础课模块、专业基础课模块、专业课模块和集中实践课模块”六个模块;“数理基础课程群、学科基础课程群、应用层课程群、传输层课程群、信息处理课程群、感知层课程群、集中实践课程群、人文社科学基础知识课程群”课程群的“分层次、互动式、工程化”的培养方案。
(四)课程设置
1.课程体系与课程群设计。我们首先把专业课程划分为四个知识模块,然后将其分为若干个课程群,按照课程群组织教学和进行课程建设(如图1)。其中感知层课程群包括传感器原理、单片机原理及接口技术、数字信号处理、Linux操作系统、物联网控制技术、嵌入式系统和数字图像处理;信息处理层课程群包括人工智能、JAVA程序设计、定位技术与应用、数据库课程设计、辨识技术概论、物联网信息处理技术、云计算平台技术和物联网软件开发设计;传输层课程群包括物联网通信技术、基于IPV6的网络、物联网控制技术、无线Ad hoc网络技术、网络与协议、物联网安全与验证技术和模式识别与状态监控;应用层课程群包括物联网中间件技术、智能物流信息系统与设计、物流与供应链管理和物联网应用系统综合设计。
2.实践教学体系设计。物联网工程专业强调工程应用,培养过程中的实践教学至关重要。我校的物联网工程专业以学生为主体,理论教学以问题驱动模式组织。实践教学从具体实验开始,经过课程设计、综合设计、竞赛和毕业设计等,培养学生逐步具备基础能力、综合能力、应用能力和创新能力,辅助不同层次的评价机制,力求培养适应物联网产业需求的工程应用人才(如图2)。
四、结语
物联网工程专业在21世纪的工业革命潮流中属于新兴学科,市场需要大量优质的物联网人才,如何培养出满足社会需求、真正服务社会的物联网特色人才是目前亟须解决的问题。各个高校基础不同,地方人才需求层次方面也不尽相同,只有着眼自身条件,发挥自身优势,充分调研市场需求,有的放矢地进行物联网教学内容优化,才能在物联网专业发展大潮中找到自身的定位与价值。
参考文献:
[1]隋博文.广西物联网产业发展的机遇、挑战及对策建议[J].物联网技术,2013,3(5):74-75.
[2]郭惠.物联网专业人才培养模式的探究[J].微型电脑应用,2011(10):10-11.
物联网(IoT:The Internet of Things) 实现的是万物相连,是具有全面感知、可靠传送、智能处理等特征的连接物理世界的网络,任何时间、任何地点及任何物体都能在物联网中实现连结,可以帮助实现人类社会与物理世界的有机结合,使人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,从而提高整个社会的信息化能力。
1 物联网技术专业的发展及就业现状
我国于2009年8月提出“感知中国”以来,将物联网正式列为国家五大新兴战略性产业之一。根据各地的物联网产业发展规划,江苏、浙江、广东、北京、成都等地都纷纷上马物联网项目,其中江苏力在2010年全省物联网产业销售收入超1500亿元,2015年拟超4000亿元,其中无锡要达1000亿元。目前我国已经形成拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链,物联网产业规模已经达到数千亿的规模。物联网已经成为政府积极研究与推进的产业,工信部有关人士表示,因各地政府均需开展物联网项目,物联网人才非常缺乏。以无锡为例,无锡到2015年总投资40亿元,集聚各类传感网企业500家,实现产值500亿,需要引进和培养高级物联网人才5000名,集聚从业人员5万人。
在《中国RFID产业发展年度报告2010》中指出,物联网95%技术问题已解决,目前,最为紧缺的物联网人才不是高精尖端人才,而是应用和服务人才,这种人才的需求恰好符合高职的人才培养定位。高职院校物联网技术方向的毕业生面向的岗位是物联网应用的开发、物联网产品的测试、物联网系统的实施与维护、物联网产品的营销及推广等。
2 物联网技术专业的课程设置
物联网技术是典型的交叉学科,是多个学科的融合,涉及到电子信息工程技术、通信技术、计算机科学与技术、自动检测技术等等,物联网技术专业课程的设置需要综合考虑相关学科的特点以及关系。物联网技术专业从2010年以后才在各高校逐渐设立,还没有一个完整的标准和体系,高职教育又与本科高校在人才培养目标上不同,主要为了培养适应区域经济社会发展需要的高端技能型专门人才。高职物联网技术专业的人才培养目标既要使学生具备上岗的基本专业能力,又要使学生能够不断自我提高,学会交流沟通和团队协作,提高实践创新能力,以适应经济快速发展和物联网迅速进步。
根据物联网技术的知识体系结构,物联网技术专业人才必须掌握感知层、网络层、应用层等关键技术的专业知识和技能。在课程设置上,尽可能多地覆盖专业的知识,主要包括以下几方面:(1)通识课程,主要指大学生素养的培养,包括政治、思想、道德、心理素质的成长以及职业素质的培养,涉及到的课程有思想政治教育类课程以及企业职业化类课程;(2)技术基础课程,主要包括在物联网系统设计所必须的硬软件设计基础以及基本的计算机设计、开发技能,涉及到的课程有模数电、计算机C语言、电子CAD、单片机技术与应用等;(3)专业能力课程,主要是系统地掌握物联网技术体系结构中的各领域的专业知识,培养物联网系统中硬软件的设计开发以及应用能力,涉及到的课程有传感器、计算机组网、物联网组建等课程。
3 物联网技术专业的人才培养探讨
物联网技术是时代科技进步的产物,物联网系统丰富多彩,简单枯燥的灌输教学无法满足物联网技术的专业要求。激发学生的兴趣,提高教学的实践性才能使学生更深入的掌握知识,提高学生的实践动手能力,符合高职人才培养的目标。
3.1 以赛带学,调动学生学习的积极性
高职院校学生相对本科院校的学生基础薄弱,部分学生缺乏主动学习的积极性。在教学的同时,有针对的选择部分学生参加物联网技术专业相关的设计类竞赛,能够很好的以赛带学,以少带多,逐渐培养学生对物联网技术专业的兴趣,提高学生的实际动手操作能力。
3.2 校企合作,带动学校专业建设
高职教育的特点决定人才的培养必须密切联系企业的生产现状,物联网技术专业现在还处于摸索阶段,缺少先行经验,校企合作的开展能够借用物联网企业的实践经验帮助高职院校把握人才培养的方向,同时企业的工程师能很好的弥补高职院校师资力量的不足的缺点,并且高职教师深入企业实践,能够快速提高学校教师的工程实践能力。
3.3 学中做,做中学,多模式培养学生
物联网技术专业是个实践性很强的学科,单单的理论知识学习远远不能满足人才培养的需要。校内的实训一方面受限于经费的投入,另一方面也受限于师资力量。在物联网技术专业的教学中可以将顶岗实习引入到教学中,定期安排学期参加顶岗实习,以工代学。同时,积极鼓励学生参加物联网技术相关的岗位证书培训,提高学生的职业技术能力。
关键词:物联网技能大赛;中职人才培养
全国职业院校技能大赛对中职院校专业建设的导向和引领作用在职业教育领域已经达成共识,特别是对于物联网应用技术专业这类新兴专业,各院校的物联网相关专业均处于摸索阶段。大连市经济贸易学校物联网应用技术专业自2014年开始招生,专业建设步伐急需加快。学校从2013年开始参加全国职业院校技能大赛(中职组)物联网技术应用大赛,2016年取得三等奖,通过组织培训以及参赛的成效,发现技能大赛对物联网应用技术专业的建设起到了良好的指导和引领作用。
一、大赛是人才培养模式的创新
全国职业院校技能大赛物联网技术应用大赛的宗旨是:通过竞赛引领相关专业的教育教学改革与专业建设,满足物联网技术应用领域快速增长的人才需求;促进社会对物联网应用技术相关职业岗位的了解,提高中职学生的就业水平。
通过竞赛,进一步促进专业教学内容更新与教学方法改革,深化校企合作,引导专业教学方向调整,以适应物联网产业快速发展及高度关注物联网应用技术的趋势,进一步促进物联网技术(包括自动识别、网络传输、应用开发等)的普及。
大赛更强调培养中职学生的实践创新意识与基本能力,这一点是中职人才培养相对缺乏的因素。物联网专业从大赛的备赛和取得的效果中受到启发,建设周赛、月赛、全国职业技能大赛3个层次循序渐进、依次提升的大赛体系,分别与专业基础课、专业核心课相对应,全过程、全方位地对学生的技术和能力进行培养。
二、促进师资队伍建设
技能大赛是对职业院校学生技能水平的全面检阅,同时也是对职业院校办学质量,特别是教师能力素质的检验。物联网应用技术专业是一个集电子、通信、计算机、传感器、嵌入式系统等多学科的新兴专业,因此,建立一支结构合理、融合多学科门类知识、实践应用能力强的师资团队是物联网应用技术专业建设中急需解决的问题之一。
大赛组织之初,我们就把利用大赛培养一批理论功底深厚、专业技术精湛教师队伍作为一个重要任务。因此,这几年在大赛的带动下把青年教师有计划、有组织地安排到不同的训练项目中协助企业工程师参与指导,边指导边学习。一大批教师在大赛中知识面得到拓展,实践能力得到加强,技术得到更新。同时,企业兼职教师在教学组织、教学方法等方面也得到了快速提升。
三、促进课堂教学改革
全国职业院校物联网技术应用大赛从理论知识、实践操作以及职业素养等方面对学生进行了全面考核,涉及了物联网认知知识,如传感器、RFID技术、串口服务器、Zigbee技术等;物联网技术实操性知识,如物联网应用系统的布线、网络设计连接配置、软件系统部署维护等;物联网技术开发型知识,如.Net客户端开发、.Net Web端开发、Android移动端开发、无线传感网WSN开发等。
大赛结束后,将大赛的培训项目与课程进行整合,促进了教学内容的改革。比如,“智能农业、智能家居、智能商超实训等课程”依托大赛项目智慧社区中的部分案例作为教学项目,以实际产品为教学载体,把工程要求、企业技术融入教学。
在教学中以实际产品为教学载体、项目引领、任务驱动、把工程要求、企业技术融入教学。在教学中,将以教师为中心变为以项目为中心,被动接受变为主动探索;一切由教师说了算变为学生质疑探索、讨论、研究,过去的纸上谈兵、空讲理论变为真刀实枪做产品。教学模式和方法不断创新,大赛的培训过程就是职业教育教学模式方法改革的练兵场和试验场。
四、优化实训基地建设
中等职业教育务必要突出实践能力培养,实训基地是完成实训教学和培养学生职业素养、技能的主要场所,在专业建设中起着重要作用。
学校物联网应用技术专业起步较晚,实训基地的建设还在规划阶段。根据技能大赛的比赛模式、赛题内容以及要求,对物联网应用技术专业实训基地的建设方案进行了调整;依托国家级示范学校建设,及时完善实训基地的软件和硬件,主要针对课程体系中硬件安装、网络组建的核心技术开展实训教学。将技能大赛中关于Zigbee组网的相关要求融入平时的实训教学中;根据大赛试题中PC端开发以及移动端开发内容、形式,以智慧农业、智慧超市和智慧社区为主要情景建设物联网开发综合实训室。
五、构建开放的大赛平台
由于大赛的周期长、项目多、任务重、要求高,客观上需要构建一个开放的平台。在组织过程中,我们保证了参赛学生的来源是开放的。选手报名不限专业、不限年级;教练员队伍的组成是开放的,教练员的选聘不限专业、不限教学部、不限学校制,有计算机专业教师,也有供用电专业教师,有学校专任教师,也有企业工程师,还有大赛经验丰富的兄弟院校教师。
这样一个开放的教学研究平台一方面有利于不同专业、不同年级的学生相互交流、相互学习,另一方面促进了专业教师队伍的建设,在训练交流中学校的专职教师与企业工程师合作,师生共同参与实战训练,做中教,做中学,提高了专业教师的实践能力和教学项目的开发能力。而企业兼职教师与校内专任教师相互学习、取长补短,使兼职教学的组织管理、教学方法以及教案制作规范性等方面均得到提高。
总之,职业技能大赛的社会影响力以及社会关注度不断提升,物联网应用专业作为新兴专业,在进行专业建设方面要充分发挥职业技能竞赛的引领指导作用,积极开展课程体系建设、课程建设、师资队伍建设以及实训室建设,促进物联网专业的快速发展,提高物联网专业人才培养质量。
参考文献:
[1] 李想.浅谈职业技能大赛对我院专业建设的作用[J].青岛交通科技,2015,(6).