應用型地方本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系探索

引 言

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向新一代信息技術發(fā)展的前沿， 具有學科交叉、基礎雄厚、產學研用結合緊密、系統(tǒng)工程能力突出的工程化特色，既強調基本理論和基礎知識，也注重鍛煉實踐和創(chuàng)新能力，同時注意新技術和新應用的學習。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有理論與實踐相結合的特征。

榆林學院是一所地方本科院校，多年來學校堅持培養(yǎng)應用型人才。2013 年 9 月，榆林學院迎來第一批物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生。如何借鑒已有的成功經驗，完善人才培養(yǎng)模式、合理設置課程體系、培養(yǎng)適應社會需求的合格應用型人才，成為榆林學院迫切需要解決的問題。

1 覆蓋物聯(lián)網(wǎng)技術各層面，完整課程體系設置

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊， 以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)架構分為三個層次，即感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層主要是利用物聯(lián)入網(wǎng)感知和采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，利用最多的是 RFID、傳感器、攝像頭和 GPS 等技術， 感知層的目標是利用上述諸多技術形成對客觀世界的全面感知。信息獲取和信息短距離傳輸是其主要功能。網(wǎng)絡層是一個龐大的網(wǎng)絡體系，用于整合和運行整個物聯(lián)網(wǎng)，主要承擔著數(shù)據(jù)傳輸功能，涉及的技術主要有通信技術和計算機網(wǎng)絡技術等。應用層形成了類似于人類社會的物聯(lián)網(wǎng)“分工”，每行每業(yè)都需要進行各自的物聯(lián)網(wǎng)建設，以不同的應用目的完成各自的“分工”。物聯(lián)網(wǎng)應用層解決的是信息處理和人機交互問題，主要涉及軟件開發(fā)和大數(shù)據(jù)處理等方面。

為了使學生建立物聯(lián)網(wǎng)的概念，專業(yè)課程體系設置需要涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術的各個方面，同時作為開設在信息工程學院的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，必然要倚靠原有的計算機科學與技術類專業(yè)，即課程設置側重于物聯(lián)網(wǎng)的應用層技術。課程體系設置包括學科基礎，專業(yè)基礎和專業(yè)核心課程三大模塊，如圖 1 所示。

專業(yè)核心模塊部分的課程設置需涵蓋物聯(lián)網(wǎng)技術的三個層次，在感知層涉及到的主要課程有傳感器與檢測原理， RFID 原理與應用；網(wǎng)絡層涉及到的主要課程有通信原理，計算機網(wǎng)絡，無線傳感器網(wǎng)絡等 ；在應用層涉及到的主要技術有數(shù)據(jù)庫技術，中間件技術，以及編程技術等。通過這三個層次課程的學習，學生不僅會對物聯(lián)網(wǎng)有一個全面的認知，還會對各層面相應的技術有所掌握，為從事物聯(lián)網(wǎng)相關領域工作打好基礎。

2 強化實踐實驗類課程設置，重視應用型人才培養(yǎng)

實踐是創(chuàng)新的源泉，創(chuàng)新離不開實踐。地方本科院校須突出學生應用能力的培養(yǎng)，課程設置應加強實驗/ 實踐環(huán)節(jié)的內容。理論教學是基礎，對物聯(lián)網(wǎng)的體系結構、關鍵技術和相關領域的典型應用形成完整的闡述，實驗教學作為理論課程的延伸，是由抽象到具體的過程，實驗環(huán)節(jié)的設置按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結構，完成由下而上的知識獲取和驗證。理論教學、實驗教學、案例教學和各個實踐環(huán)節(jié)相結合，增加課程的實用性，為應用型人才的培養(yǎng)奠定基礎。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)各學年實踐教學安排如圖 2 所示。第一學年的實踐類課程主要有物理實驗、電路電子類課程以及基礎程序設計語言的上機 ；第二學年的實踐類課程有 RFID、傳感器、通信原理、數(shù)據(jù)結構等課程，從感知層到應用層加強學生的認知與實踐能力；第三學年的實踐類課程有計算機網(wǎng)絡、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等一些綜合性較強的課程設計， 重在培養(yǎng)學生的動手能力；最后一學年完成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設計和畢業(yè)論文。通過逐步加強加深的實踐類課程安排，循序漸進地增強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐環(huán)節(jié)的設置由淺入深，由簡單到復雜，層層遞進，從電子電路設計到單片機系統(tǒng)設計再到嵌入式系統(tǒng)設計，一步步培養(yǎng)學生的設計能力和工程實踐能力。

3 探索教學模式，突出創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系 

物聯(lián)網(wǎng)技術涉及的知識點眾多，若直接進行理論授課， 學生必然覺得枯燥和抽象，但實際生活中物聯(lián)網(wǎng)的應用無處不在，因此在教學時可以先引起學生的興趣，讓其明白所學可以如何用。在課程的安排上首先是導論和浸入式體驗的認識實踐，通過物聯(lián)網(wǎng)的綜合案例導入，然后才是相關專業(yè)課的學習和實驗。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的授課可以采用案例驅動式教學， 通過各種應用視頻或者教師的案例講解，充分調動學生的積極性，將晦澀的理論知識形象生動的展示出其應用，之后再來闡述具體理論。這樣，不僅學生學起來有熱情，容易理解， 教師的授課也會達到事半功倍的效果。另外，實踐教學一定要輔助理論教學，實踐環(huán)節(jié)不能脫離理論僅僅做動手能力的培養(yǎng)，更應該將理論知識形象化，通過實踐教學回顧和鞏固理論知識并融會貫通，達到理論教學與實踐教學相輔相成缺一不可的效果。

4 結 語

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為新興專業(yè)，培養(yǎng)方案和課程體系的設置仍在不斷的探索和研究中，但其課程設置應當注意以下幾點： 一是融合，課程設置不僅僅是傳感技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和信息控制技術等專業(yè)核心課程的簡單拼湊，更應該體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的先進技術和綜合應用；二是應用性，課程體系設置應突出實用性，理論是基礎，應用是目的。強調實踐環(huán)節(jié)，以增強學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力為宗旨，突出重點，強調實用。