物联网工程导论范文

物联网工程导论篇1

（武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北武汉430073）

摘要：随着物联网产业的兴起，对物联网工程的人才培养逐渐提上高校人才培养的日程。本文结合产业需求的实际，论述了物联网专业人才培养的课程设置、工程实践、就业引导等，全方位阐述了当前物联网工程专业人才培养亟待解决的问题，可以为物联网工程专业人才培养提供借鉴。

关键词 ：物联网；IT产业；需求导向；人才培养；专业课程设置

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1671-1580(2014)10-0058-02

物联网工程专业是随着物联网技术的兴起而开设与逐步发展的新专业，从其专业覆盖的范围来看，物联网工程专业是目前机、电、控制、通信等专业的融合，其专业特点即是对现有的专业技术和领域的整合，涵盖了电子信息技术、通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术、数据库技术等专业领域的最新成果，并与行业应用密切联系，与社会需求紧密结合。物联网专业的人才培养应立足社会需求的实际，重点培养学生实践与理论相结合的综合运用能力。

一、以需求为导向的专业课程规划

物联网工程专业课程设置应以市场为依托，以需求为导向，以培养产业急需的物联网应用技术人才、推动产业发展为目标，在这一培养目标引导下，学生应能够了解物联网的发展历史，掌握物联网专业基本理论知识，具备基本的专业技能和科学素养。物联网工程是一个系统工程，因此，在人才培养上，要注重多专业知识的融合渗透，更要注重提高学生对国外最新文献、新技术应用的获取技能，培养学生对外文文献的阅读能力，从多领域、宽口径提高培养质量。

在物联网专业的课程体系设置上，可以按照分块设置思路，依据学生四年学习时间内的自身特点，按照通识课程、公共课程、专业课程、实践课程的脉络进行课程规划。通识类课程以宽、广、新、全为设置依据，在课时内使学生对物联网的整体产业获得较为全面的了解。公共课程以培养学生的科学思维方法和掌握基本的理论知识为目标，引入日后工作必需的数学、物理、英语、工程类的基本理论知识。专业类课程应着眼于专、精、深，以点带面，在课程规划上，应密切联系物联网的专业应用，以实际案例为依托，深入掌握物联网在行业中的应用。实践类课程在物联网专业人才培养中占有重要的地位，实践类课程设置应面对具体应用，培养学生的动手能力、综合分析问题能力、团队沟通能力、写作能力和总体规划实施能力。

在课程规划上，应注意突出物联网工程专业的新、全、专的特点，在课程设置中，既要反映出物联网工程专业的多学科综合特点，又要突出物联网专业的深入、综合的特点，将传统的相关专业课程进行整合。在课程设置过程中，鼓励自编教材，以弥补已有课程的宽泛、繁杂、陈旧等不足，突出针对性、实用性、操作性、易理解等要求，从实际需求的角度，加强学生的应用技能培养。

二、需求导向的理论课堂教学

物联网工程是一门新兴学科，在物联网工程的专业课程教学中应坚持以需求为导向，在教学实施过程中根据市场应用和行业背景的实际需求进行适当取舍、与时俱进，才能使教学与实际密切联系，做到所学即所需、所需即所学，提高教学内容的实用性。

需求导向的理论课堂教学要求教师必须做到密切联系产业需求的实际，在教学中结合实际工程项目，并通过具体深入的分析，使学生就某一知识点深入掌握其在市场中的实际应用，以做到与市场同步，与需求对接，更好地掌握相关的知识点和技能。因此，在教师队伍配备上，要突出对业务知识的深入把握，适当增加在一线工作的业务精、目光新的具有前瞻性的技术人员担任教学工作，将需求与教学直接对接，提高教学的针对性和实践性。

理论课程的教学难点之一是知识点众多，并且相互之间的衔接性不强，学生难以把握重点和难点，因此，教学的效果难以凸显。以需求为导向的教学模式旨在打破固有的教学模式，将知识点进行归纳分类，将与社会需求联系紧密、可以直接对接的章节知识列为着重讲解的部分，结合案例进行深入分析，在较短的课时内使学生获得实用性强的理论和技能，同时对其他知识点进行梳理，以需求为主线，将课堂教学进行组织和串接，使学生始终能够把握教学的重点，始终能够将所学知识与社会需求实际密切联系和结合，并能够通过消化吸收所学的知识，达到举一反三、提升理论课程教学效果的目的。

三、需求导向的实践技能培训

物联网技术是一门实践性和应用性极强的学科，因此，在人才培养方案上，要密切结合需求的实际，着力加强实践类课程的教学。具体来讲，就是在实践技能课程的设置上将实习、课程设计、毕业论文等实践环节与需求结合，以实际需求为导向，以实际的项目案例为依托，强化实践技能培养，提高学生的实践能力。

物联网技术也是一门专业性极强的学科，其专业涵盖宽广，对学生的知识面要求较高，可以在相关的专业课程中增加课程设计学时，在课程设计中引入需求目标，引导学生将所学的知识理论转化为实践技能。在编程能力培养上，通过程序设计，引入工程需求实际项目，对学生进行规范化的编程训练，掌握面向对象进行开发的思想。在掌握网络指令和协议设置上，通过路由交换课程设计，熟悉路由器的基本配置命令，熟悉路由协议。在传感器应用设计中，结合具体的行业需求目标，引入各种物理传感器的应用设计，掌握常用传感器应用设计、信息处理、显示和传送等。

结合嵌入式系统设计实践，对目前嵌入式设计的市场需求有一个直观全面的了解。深入学习单片机技术、嵌入式系统，结合实际应用案例，掌握嵌入式系统的规划设计、实施方案要求、软件硬件设计、综合测试等多环节应用。结合网络技术，深入学习以物联网实际需求为主的网络架构知识，重点掌握Zigl)ee协议的基本原理和组网规范，通过实际操作搭建有效的无线物联网络。在毕业实习和设计环节，以小组为单位，结合实际需求，在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务。

四、结束语

物联网工程专业人才培养是一项系统工程，需要综合产业需求的实际，开展立体化教学。既注重理论课程的教学，又强化应用实践，使学生具备良好的专业知识素养、扎实的理论基础和丰富的实践经验。物联网工程的人才培养需要学校、社会、企业多方面共同参与，这样才能培养出物联网产业的可用之才。

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参考文献]

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[2]孙冠男，高校物联网创新实验平台建设探索[J]软件导刊，2013f 9)

[3]刘晓晶，吴海燕，案例教学法与创新人才培养[J]黑龙江高教研究，2011(3)

[4]耿才华，物联网技术环境下任务驱动教学模式探究[J]教育教学论坛，2013(8)

物联网工程导论篇2

关键词：物联网技术导论；实验教学；实验考核

中图分类号：TP393；G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0091-02

0 引 言

物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息浪潮。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时提出“感知中国”后，物联网的探索逐渐成为国家战略。2010年3月底，教育部批准30所高校第一批开设物联网工程专业，没有物联网专业的学校也相继开设了物联网相关的课程。我校于2010年招生时就将物联网及相关课程加入了计算机科学技术、网络工程专业的培养方案，并于本学期首次开设了《物联网技术导论》课程。本课程的特点是理论性强，通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。

1 研究现状及存在问题

《物联网技术导论》是本学期为2010级计算机科学技术专业新开设的一门专业任选课。课程的目标是使学生可以对物联网技术的相关知识有一个全面、系统的认识；具备规划设计与构建出一些简单的物联网应用系统的能力；具备运用理论知识解决实际问题的基本素质。

现在开设物联网课程的学校很多，主要从理论上讲解物联网中的无线传感器网络、RFID（射频识别）技术等，项目组对市面上的物联网技术课程及实验的教材及几个学校的实验教学做了调查，主要发现有以下几个问题：

1.1 课程内容差异很大，实验内容不统一

物联网是一个相对比较新的技术，很多理论还没有完全沉淀下来，形成非常统一的理论体系。不同的学校不同的教材讲授的内容有很大差异，相对于实验内容也就有不同的安排。

1.2 开设的专业不同，实验内容的重点不一

物联网技术是一个综合性比较强的新技术，涉及到计算机技术、通信技术、自动控制技术等，造成了不同专业都开物联网课程的现状。通信技术相关专业讲解的重点在于物联网通信传输、通信协议分析等，自动控制相关专业讲解的重点在于物联网芯片的研究设计等。计算机相关专业讲解的重点在于物联网相关算法、应用开发等。开设专业的不同，导致了实验内容的重点不一。如北京科技术大学王志良教授出版的实训教程[1]有大量的硬件设计指导等。

1.3 不同学校配备的实验箱不同，实验操作不一致

对于物联网课程的实验大部分都是基于实验箱进行操作的，不同的学校配备的实验箱基本都不同。每种实验箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起来都有自己的步骤[2]。本系关于物联网的实验箱共有3套，即使是同一种类型的实验，软硬件环境，实验效果也都不同，这也给实验的选择、融合带来一定的难度。

1.4 学生层次不同，实验内容的难易度设置问题

物联网实验需要大量的硬件编程基础，这些基础都是通过以前课程的学习积累的。有的学生基础好些，如果实验内容过浅，就不能满足学生对知识的渴望，设置过难又使基础不好的学生失去信心。

基于以上问题的分析，我们在实验内容的选择上要以符合专业需求为主要方向，找出实验教学的重点，体现实验的层次性等，为培养物联网方向的应用人才奠定基础。

2 实验内容研究

主要研究《物联网技术导论》课程的基础实验与应用实验内容，以符合专业需求为导向，整合现有实验箱实验的基础上，在各个实验中拟设置选学内容，以满足不同层次学生的要求，同时为学生深入学习物联网相关课程打下坚实基础。

拟选取以下6组实验：

（1）建立实验环镜

实验为1学时，主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。

（2）数据感知实验

实验为3学时，主要物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。

（3）ZigBee组网实验

实验为4学时，主要是让学生熟悉ZigBee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。

（4）网关通信实验

实验为2学时，使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。

（5）认识RFID系统实验

实验为2学时，使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块的使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。

（6）物联网应用实验

实验为4学时，是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。

实验的总学时为16学时，我们的重点放在无线传感器网和物联网应用上。

3 实验教学方法与手段

3.1 启发式教学

为了培养学生的创新能力，激发学生学习兴趣，改变以往填鸭式教学方法，在实验中，先讲解实验内容和实验要求等基本内容后，再将本次实验的结果展示出来，然后引导学生观察、发现问题，由教师以点拨、提问和探讨的方式加以解决。实验中根据学生的实际情况，这种变学生被动为主动参与的教学方法在调动学生的学习主动性及创新能力的培养上均收到了良好的效果。

3.2 层次教学

根据实验教学的进度和实验深度要求的不同，把实验分成不同的层次，有助于引导学生由浅入深地学习。在物联网实验教学中分成两个方面的层次。

第一个层次，是从必学到选学将实验内容分成必学和选学，必学是所有学生都要学习的内容。选学内容是对本实验更有兴趣的学生学习的内容。

第二个层次，是将必修实验再分为使用、验证分析、综合设计3个层次。

在教学前期适合于做一些使用层次要求的实验，如建立实验环镜、传感器和ZigBee网等， 通过全面使用物联网系统使学生对传感器、ZigBee等操作有全面的感性认识。 在有一定的操作和理论基础时可做验证分析层次的实验，从外部观察验证传感器、ZigBee的原理、编程、实现过程。如学完进程就可通过在实际的操作系统上编程使用系统调用来观察操作系统的进程调度结果，并根据结果分析不同的调度策略。 在验证分析的基础上就可做设计实现层次的实验，要求学生在模拟操作系统上自己编程实现操作系统的功能模块，并观察自己所设计的功能模块的工作情况。让学生对物联网功能有一个使用、探索验证、自己设计逐步深入的学习过程。

4 实验考核

考试是引导学生学习、了解教师教学效果的一个重要方法。许多高校计算机科学技术专业硬件课程实验教学和课堂教学的比例超过20%，但学生的成绩仅凭试卷考试来确定，忽略了实验教学成绩，这是不全面的。因此需要完善学生成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占一定比例。在平时的实验教学中，应该告知学生实验成绩在总评成绩中的比例，要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人现象。几年来在计算机科学技术专业硬件实验教学成绩占课程总评成绩的20%～30%是比较恰当的。

5 结 语

本文对《物联网技术导论》实验课程的内容、实验教学方法与手段、实验考核等方面所作的分析，可为高校建设物联网技术导论课程提供一些参考。物联网技术导论的实验教学是培养实用性和创新性的高素质物联网技术人才的重要途径和手段。因此，实验教学是当前需要认真研究和探讨的问题。

参 考 文 献

[1]王志良，王新平. 物联网工程实训教程：实验案例和习题解答[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]魏晓宁. 物联网实验教学初探[J]. 计算机时代， 2011（10）：49-53.

[3]刘云浩. 物联网导论[M].北京：科学出版社， 2010.

[4]吴功宜. 物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012.

[5]徐勇军. 物联网实验教程[M].北京：机械工业出版社，2011.

[6]赵国安. 物联网/传感网实验教程[M].北京：科学出版社， 2011.

物联网工程导论篇3

关键词 物联网工程；专业人才；培养模式

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）30-0063-02

1 物联网工程专业产生与现状

自2009年8月同志提出“感知中国”以来，物联网已成为国家战略新兴产业的重要组成内容，美国、欧盟、日本、韩国等国家纷纷开展该领域的研究工作。物联网已成为当前全球各国应对经济低迷的重要科技手段。2013年2月，国务院提出了关于推进物联网有序健康发展的指导意见。物联网是继互联网之后的又一次信息技术浪潮，具有广阔的应用前景和难得的发展机遇。

作为面向21世纪的全新技术，越来越多的大学开始关注物联网技术程。目前国内著名大学已经纷纷开设或准备开设物联网相关课程，希望帮助学生了解和掌握这些新兴技术，提高学术科研和工程水平，保持技术发展和人才培养的同步。在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中，就包括增设物联网专业。从教育部号召高校设立物联网专业学科开始，全国已有近700所高等院校向教育部提交了增设物联网相关专业的申请，目前已经有67所本科院校建立了“物联网工程”或“传感网技术”等相关专业。

然而，由于物联网技术和专业建设都刚刚起步，高校在专业目标、人才培养、课程教材、师资和实验设备等方面都面临众多问题。笔者长期从事物联网技术方面的科研工作和相关领域的教学工作，希望能在本文给出物联网工程专业人才培养模式的有益探索。

2 主要存在的问题

目前，在理论研究领域，从传感器网络和泛在计算发展到空间物理信息系统；在技术研究领域，从RFID和Zigbee发展到M2M；在市场应用领域，从企业关注和行业需求到政策层面推动，物联网的发展正经历着快速而深刻的变化。然而在人才培养方面，却面临一些挑战。

1）专业归属不清。目前在已获得物联网工程专业的院校中，有的将物联网工程专业归属通信学院，有些归属到计算机学院，还有的归属到自动化学院。出现归属不清有着其现实原因：物联网是典型的新兴交叉学科，涉及到通信、电子工程、计算机和测控等多方面的专业知识和多个应用领域，因此在专业归属方面存在多样性。然而，由于归属的不同，每个学院根据各自的学科背景和基础条件来建设物联网工程专业和制定专业人才培养方案，导致在人才培养方案、课程规划、实验体系等方面出现较大的差异。

2）人才培养目标不明确。由于物联网工程专业跨多个学科，其自身技术在不断地发展和完善，物联网应用也在推陈出新。如何制定出适应技术更新和满足企业用人需求的人才培养方案，还需深入探索。从企业角度来看，物联网以行业需求为导向，应用于智能电网、智慧城市、绿色制造和智能医疗等多个工业领域，这就要求专业人才培养需面向其行业应用。同时，作为高等学校本科专业，须符合国家素质教育要求，体现专业人才教育思想。

3）专业人才培养条件匮乏。物联网工程专业刚刚起步，师资、设备和教材都面临匮乏的境地。教学质量的核心问题是师资，既有行业应用背景又跨多学科的教师较为缺乏，培养学术水平高、结构合理的专业教学团队是专业建设首先解决的问题；其次，实践教学薄弱，物联网专业的基础实验、综合实验和设计实验所需的开发平台、仿真平台和应用平台都较为欠缺，难以满足人才培养要求；最后，物联网专业教材更是缺乏，目前尽管已有一些物联网书籍，但太偏应用，难以作为教材使用，且未形成完整教材体系。

4）科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。物联网/传感网相关教学内容和培养方案等都来源于科研成果，尽管物联网/传感网研究开展得如火如荼，但很多理论和方法都还完全成型。同时，如何将已有的研究成果转化用于课堂教学和人才培养，还需要进一步研究。在教学实践过程中常常发现由于有些理论较为系统，涉及的背景知识较广，学生理解起来很困难，实验系统也较复杂。产生这些问题的根本原因正是由于科研、教学和人才培养相互促进机制尚未形成。

3 物联网工程专业人才培养模式探索

重庆邮电大学物联网工程专业依托于学校自动化学院和工业物联网和网络化控制教育部重点实验室，在近年来承担和完成国家科技重大专项、国家863计划等项目的基础上，通过对科研成果的总结和提炼，出版了《测量与控制用无线通信技术》等系列教材，自行设计和研发WIA-PAS、ISA100和6LowPAN等实验实训研发平台，培养了学术水平高，知识、年龄和专业结构合理的教学团队，在近2年的专业人才培养实践中积累了有益的探索。

3.1 适应物联网技术发展和人才需求的培养目标

符合国家《物联网“十二五”发展规划》的要求，突出“传感器网络”技术优势与“三网融合”特色，充分发挥实验室在物联网核心专利、标准、测试和应用等方面的国际国内技术优势，培养面向智能工业、智能电网、智能城市、智能建筑与智能家居等相关领域从事物联网/传感网系统规划、应用设计、产品研发、运行管理等方面工作的跨专业复合型人才。

3.2 充分发挥学校信息学科特色和优势，整合学校教学资源，探索适合新专业的人才培养模式

物联网属于集成、交叉技术，当前任何一个专业都难以覆盖其全部内涵。成立物联网工程专业建设指导委员会，聘请校内外相关专业、合作企事业单位专家参与课程体系规划、实验实训体系建设、专业指导和人才培养方案制订。比如通过实验室和思科公司的科研合作项目，由思科公司赞助、本教学团队负责组织实施面向重庆市高校的“思科杯”物联网应用创新设计大赛，该项大赛还被纳为2012中国（重庆）国际云计算博览会的主题活动之一，得到相关部门的高度重视。引导学生参加各种科技活动，既培养了学生浓厚的专业兴趣，又提高了学生的实践能力，增强了就业竞争力。

3.3 探索新的教学方法和教学手段

充分发挥学生的主体作用，引导学生去思考，更有成效地完成课程的教学任务，培养学生的自学能力、实践能力和创新能力；对专业核心课程，比如“无线传感器网络”，采用答辩、实做报告、课程论文相结合的评价方式，全面考核学生掌握的基础知识与理论、前沿技术、相应的开发能力；对专业导论课程，采用教学团队的授课模式，教学团队教师在物联网的不同研究方向有着多年的积累和研究成果，通过团队授课，既带来了各方向最前沿的研究成果，而且使得每个方向的讲解更加透彻和深入；灵活多样的教学手段，在重点实验室现场讲授理论课程，将实践融入理论，充分沟通交流讨论，增强了教学效果。

3.4 教学、科研、人才培养相互促进的良性循环机制逐步形成

如何有效地将最新的科研成果转化为人才培养，平衡学科前沿技术、基础理论与实际应用的关系，兼顾用人需求与教育教学，在物联网工程专业建设上得到了完整的体现和验证。这种相互促进的良性循环机制形成将是一个长期的工作，也将在后续的实践活动中不断完善和丰富。

4 结论

由于物联网是一项新兴前沿技术，本身又是处于不断发展和变化之中，而且物联网应用也呈现多样性和复杂性，因此，如何规划物联网工程专业和建设人才培养模式，是一个基础性问题。本文在分析物联网工程专业目前存在问题的基础上，给出了重庆邮电大学物联网工程专业人才培养模式的有益探索，并将在后续的教育教学中不断发展和完善。

参考文献

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物联网工程导论篇4

随着物联网技术的兴起，国内有很多公司开发出了应用于高校的物联网实验平台，例如无锡泛太科技有限公司、深联致远科技有限公司和杭州喜马拉雅集团科技有限公司等。这些公司的物联网实验平台存在如下问题。1.各公司开发的物联网实验平台往往只提供相关项目的代码，由于公司的研发人员不具备教学经验，他们提供的项目很难与本专业的相关课程进行有机的结合。2.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，由于电子信息工程专业的学生只开设了51单片机的课程，由51过渡到带有嵌入式操作系统的高端ARM处理器的学习难度较大。3.各公司开发的物联网实验平台只提供物联网的感知层和网络层的相关实验，即使个别的平台也提供了应用层的实验，但这些实验很难与电子信息工程专业开设的相关课程进行有效的结合，学生在这样的平台下实验，很难达到较好的效果。4.各公司开发的物联网实验平台价格昂贵，每套价格都在万元以上，如果以此平台建立物联网实验室，资金投入较大。

二、物联网与电子信息专业课程体系的对应关系

物联网技术与电子信息工程专业课程体系的关系如图1所示。由图可以看出物联网可分为三个层，分别为感知层、网络层和应用层。下面研究这三个层与课程体系的对应关系。1.感知层与课程体系的对应关系。感知层是物联网的皮肤和五官，主要负责数据采集和数据短距离传输两部分，物联网的该层与专业课程体系中的Zigbee技术、RFID技术与应用、传感器及检测技术和单片机原理与应用等课程相对应。传感器及检测技术课程从属于物联网领域，传感器是获取信息的工具，位于系统之首，其作用相当于人体的五官，直接感受外部信息，将信息转化成可用信号，对系统的智能化起着决定性作用，智能程度愈高，系统对传感器的依赖程度愈大。ZigBee技术在射频与无线电技术、物联网技术、工业通信技术等领域具有广泛的应用。它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线网络技术。Zigbee技术是物联网平台感知层的一个重要组成部分。RFID技术是一种利用无线通信实现的非接触式自动识别技术，是基于射频识别的自动识别类的项目的核心技术，并且RFID技术也成为了物联网感知层的核心技术。传感器及检测技术课程在物联网的感知层负责的是数据的采集。Zigbee技术、RFID技术与应用这两门课程在物联网的感知层负责的是数据的短距离传输。单片机原理与应用课程在物联网的感知层负责的是数据采集与数据短距离传输之间的桥梁。2.网络层与课程体系的对应关系。网络层主要负责把感知层感知到的数据无障碍、可靠及安全地进行传送，物联网的该层与专业课程体系中的通信原理、信息论与编码、通信网及接入技术和工业通信技术基础等课程相对应。这些课程给物联网的网络层技术提供理论支撑，是物联网网络层理论基础。3.应用层与课程体系的对应关系。应用层主要负责把感知和传输来的数据进行分析和处理，做出正确的控制和决策，物联网的该层与专业课程体系中的电子系统软件设计、监控系统软件基础、3G技术应用和数字图像处理等课程相对应。

三、物联网实践教学平台的设计

物联网的三个层都有相应的课程与之对应，但学生在进行课程的理论学习和实践学习的时候，课程之间比较孤立，很难建立这种对应的关系，所以导致课程的理论和实践教学效果较差。通过以上分析可以看出物联网技术与电子信息工程专业课程体系有着紧密的关系，该关系是设计并实现基于物联网技术的实践教学平台的基础。以物联网技术与电子信息专业课程体系的对应关系为依托，结合本专业理论教学与实践教学的特点设计符合本专业的物联网实践教学平台。该实践教学平台如图2所示。该平台硬件由ARM嵌入式主板、模块板和PC机平台或手机平台构成。模块板中RFID模块、Zigbee模块、蓝牙模块、传感器模块和GPS模块主要负责物联网感知层的功能，感知层的每一个模块都有与之对应的理论课程，在利用模块进行感知层实验时可以让学生更深刻地理解与之对应的理论课程的知识点，达到理论与实践的统一。模块板中以太网模块、GPRS模块和WIFI模块主要负责物联网网络层的功能，网络层的两个模块都有与之对应的理论课程，同样在利用模块进行网络层实验时可以让学生更深刻地理解通信原理、信息论与编码这些理论性较强的课程的知识点。PC机平台或手机平台主要负责物联网应用层的功能，基于这两个平台的应用层软件开发，可以将传输层上传的数据进行更好地显示和存储，这正是监控系统软件设计这样的专业课所涉及的知识。而ARM嵌入式主板是感知层模块和网络层模块之间的桥梁。它一方面负责与传感器模块及短距离传输模块进行通信进行数据的获取，另一方面它将获取到的数据通过网络层模块进行传输与上位机进行通信。

ARM嵌入式主板采用意法半导体公司的STM32系列处理器，方便学生由51快速的过渡到ARM处理器的学习，PC机平台选用Windows操作系统，手机平台选用Android操作系统。

四、教学效果

该实践教学平台已在实践教学中广泛应用，教学效果良好，主要体现如下。1.对实践教学的促进。在实践教学中，该平台提高了电子信息工程专业学生的实践技能和工程应用能力，学生对实践的兴趣增加，以兴趣为导向让学生更加积极主动地动手实践，这些实践技能的提升使学生在学科竞赛中取得了比以往更好的成绩，并且在就业中竞争力大大提高，就业后得到了企业的普遍认可。2.对理论教学的促进。在理论教学中，通过该平台的实验，学生可更深刻地理解理论课程所教授的知识，学生从以前的单纯的理论学习到“从理论到实践，再从实践到理论”这样一个良性的循环，在实践中遇到问题并得到解决后更加深了对理论知识点的理解。总之，学生在该实践教学平台的学习过程中发挥了主体作用，提高了工程实践能力和创新能力。

物联网工程导论篇5

关键词：物联网；教学改革；教学实践；考核

作者简介：闻继伟（1981-），男，江苏无锡人，江南大学物联网工程学院，讲师。（江苏　无锡　214122）

基金项目：本文系江南大学青年科研基金资助项目“基于T-S模型的非线性系统滚动时域控制与滤波研究”（项目编号：JUSRP11233）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0080-02

物联网自诞生以来，就引起了人们的极大关注，它将新一代的信息技术充分运用于各行各业之中，通过网络化、信息化的手段将人类生存的物理世界和网络信息空间有效互联，形成“物联”。物联网不是某一门学科发展到一定阶段自然衍生出的一门新的分支学科，有相对完整、独立的体系，而是新兴的、聚合性的应用技术，涵盖了诸多学科的知识，具有形式多样、技术复杂、牵涉面广的特点，且本身还在不断发展和完善中。

“物联网技术概论”作为一门新的基础课程，虽开设不久，在教学过程中已存在不少问题，导致很多学生一方面心有诸多疑惑，另一方面又对这门课程不够重视。如何合理开展教学改革，提高“物联网技术概论”课程教学的质量，使其符合大一新生的培养要求，切实能使学生有所收获，已成为该课程教改亟待解决的问题。为此，本文首先分析了“物联网技术概论”课程的特点，然后分别从内容、方法、实践和考核等几个方面分析了课程教学中存在的问题，并提出了相应的解决方案。

一、“物联网技术概论”课程的特点

物联网是一次技术革命，代表未来计算机和通信技术的走向，其发展依赖于诸多工程领域的技术创新，[1]遍及日常家居、智能交通、节能环保、科学研究、公共卫生、工业监控、健康护理等多个领域，因此更强调工程应用。该课程内容丰富、涉及面广，涵盖了自动控制、信息技术、微电子和计算机等学科，因此有必要在学生进入具体学科知识的学习之前，让其对物联网有宏观上的了解，建立对物联网的基本认识，为后续课程的学习打好基础。

目前，我国政府也高度重视物联网的研究与发展，2009年，总理在视察无锡时强调选择新兴战略性产业的重要性，提出了“感知中国”的战略构想，表示要大力发展物联网技术。[2]因此，物联网专业的学生掌握物联网基本原理及其应用对其今后就业或进一步从事相关领域的科学研究具有十分重要的意义。

二、“物联网技术概论”课程教学中存在的问题

1.教材内容涉及面较广，授课学时相对较少

本课程以江南大学彭力教授编写的《物联网技术概论》作为教材，全书共10章，涉及物联网概述、RFID技术、无线通信系统、无线单片机技术、传感器技术、无线传感器网络技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、智能信息处理技术、物联网技术的应用等方方面面。[3]

鉴于这门课程本身的特点，如果没有相当的工程经验，授课时势必以描述性的内容居多，容易使学生产生厌倦情绪。且由于课程仅有16个课时，很多内容只能如蜻蜓点水般一带而过，这样就会导致部分内容讲解不透彻，教师飞快的讲，学生却反映听不太懂，一知半解，始终只有一些朦胧模糊的概念，收不到良好的教学效果。

2.教学与实践脱离，学生缺乏感性认识

尽管在编排教材时编者安排了关于物联网应用的章节，教师在制作PPT时也加入了众多图文并茂的内容，然而在讲解基本原理时又回归到了传统的教学模式，把重点放在讲授原理上，且限于课时，往往有所疏漏，至于实践环节则几乎忽略不计。虽然学生通过死记硬背可以掌握一些知识，但也只是为了应付考试，这并不是我们设置这门入门课程的初衷。

3.考核形式单一

在目前的教学模式下，学生的学习效果通常是由考试来衡量，考核的角度主要是知识，而忽略了能力和品质。尽管教师主观上并不希望出现这样的局面，但闭卷形式本身的局限性成了决定性的因素；同时，以往考核只注重标准化，而忽略了学生对问题有不同的理解、看法。这种传统平面式的教学考核制度，使被衡量对象的真实成绩得不到确认，从而使学生产生了对考核的失望与迷惘。

目前，本课程的考核形式仍为笔试，考核成绩满分为100分，60分为及格。其中平时作业成绩占考核成绩的40%，期末考试成绩占考核成绩的60%。这种考核方式简单、易于操作，也能在一定程度上检验学生掌握书本知识的情况，但同时也比较片面、死板，导致学生轻视实践、不能理论联系实际和解决实际问题。

三、关于“物联网技术概论”课程教革的几点设想

上文分析了“物联网技术概论”课程的教学现状和存在的问题，笔者结合自身在教学实践中的实际情况，总结教育教学方法，就本课程的教学内容、教学手段、课余实践和考核方式提出了一些改进的设想。

1.合理编排教学内容，源于课本但要高于课本

物联网内涵丰富，但经过深入分析，仍可将其划分为四大部分：[4]一是传感网络，即以二维码、射频标签、传感器、智能终端等为载体标签事物；二是传输网络，即通过互联网、无线传感网、移动通信网络等传输数据；三是处理网络，即通过网格云计算等计算网络工具实现数据处理；四是应用网络，即通过手机、PC机等终端设备实现各种应用。这四大部分相对独立又相互联系，每一部分本身又蕴含着丰富的内容，在相对较短的学时内不可能实现融会贯通，这里涉及到广博与精深对立统一的问题。考虑到这门课程属于入门课程，不妨以理解基本概念、基本原理为主，对于一些专业性较强的知识不用太过苛求，可留予后续课程。这就犹如挖井一般，只有口子开得大，才能挖得深。本课程教学的目的在于让学生全面了解物联网专业所涉及的概念、原理、技术、应用等整体知识概貌，以便于日后选择一个专业方向展开更为深入、细致的学习。

为了使授课不致于因宽泛而流于肤浅，在讲解各部分内容时都应尽量结合实际问题。首先给出其产生背景，使学生知其然更知其所以然，以此激发学生的听课热情与积极性。以介绍RFID技术为例，RFID远距离射频识别技术在岗亭士兵枪支防抢盗系统中已经得到了成功的应用。士兵的枪支上安装有一个有源电子标签，该标签不断地主动向外界发出信号，当信号被安装在岗亭上方的读卡器读到之后，就进行信息处理，通过转换器传到后台监控中心，后台监控中心有一系列的软件控制体系，再配合报警系统，可实现实时的报警。

此外，还可以在课堂上安排一些与物联网有关的趣味小故事，以增强学生的学习兴趣。如美国麻省理工学院的科学家开发了一款新纤维材料，可制成有听觉的衣物。利用这种材料做成的衣服能够监测外界的声音，还能自行发出声音，而且这种衣服还可以实时记录演讲，或是用于监测使用者的身体状况。

2.改进教学手段，活跃课堂气氛

改进教学方法，提高教学效率，要根据教材内容、教学要求、教学手段和教育对象等因素而定。在教学手段上，可借助于多媒体教室和教学课件。值得注意的是，切忌照搬教科书内容，教师的讲课应来源于课本但是要高于课本，教师每年讲课的内容都应紧跟学科前沿的发展变化，因此，教师首先应当是个学者，能够享受挑战和创新的乐趣，而且能与学生进行有说服力的交流。其次如果条件许可，可以结合多媒体、传感器实物来教学，淡化理论推导，注重应用实例。[5]

此外，为了在课堂上能更好地启发学生思考，在利用现代多媒体手段的同时，要注意调整讲课节奏，不能一味地翻PPT，滔滔不绝，海阔天空，要注意学生听课的表情，通过课堂提问等方式，即时了解学生情况。采用板书也可以适当缓和讲课节奏，实现传统与现代教学方法的优势互补，以收到最好的教学效果。

3.适当安排课外实践活动

物联网专业刚形成不久，课程中实训项目并不多，学院购买的传感器实验平台以传感器实验箱为主。为了弥补课时不足带来的缺憾，可以鼓励学有余力的学生获取自己动手操作的机会，通过接触实物，获得各种直观感受，提高学习的兴趣，有利于更深刻地理解所掌握的知识和技能，同时也培养了学生热爱劳动、吃苦耐劳的精神。

要适当转变教学策略，课堂教学的模式化往往无法避免，很多教师，尤其是刚走上讲坛不久的新教师，往往机械地重复教科书中的知识，将复杂的脑力劳动变成了简单的体力劳动；而课外实践活动完全不同于课堂教学，它与工程实际相结合，教师与学生亲密接触，在活动中会遇到很多意想不到的问题，有时教师也不尽了解，这时，教师切忌不懂装懂，“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”，教师也是学习者，应和学生共同学习、研究，做到教学相长。

4.改变考核方式，培养创新意识

本课程是概论课程，考核方式可以不拘泥于传统的笔试，随着教学内容、教学方法的变化而变化，让学生将所掌握的知识与个人技能水平充分发挥出来。不要片面追求卷面分数的高低，而应注重对学生能力的考查。可以采用以卷面考核为重点，学生自评、小组互评、教师评价相结合的多元化评价体系。笔试是为了促进学生更好地巩固所学知识，克服概念混淆，增强逻辑思维能力，同时也可以了解教学中的薄弱环节，以便今后改进和完善；学生自评、小组互评、教师评价则是为了体现民主与公平原则，引导学生重视理论联系实际，对培养学生的应用能力有着重要作用。

四、结语

高等学校教学改革的目的是为社会培养“高层次、高素质、多样化、创造性的人才。“物联网技术概论”是一门新的课程，目前课程的教学还处在摸索、创新阶段。课程教师要善于结合自己的专业进行创新，致力于提高学生的思维能力，去探索获得良好教学成果的途径和方法，为物联网专业学生打好坚实的基础，使他们更有信心应对将来的各种挑战。

参考文献：

[1]王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[2]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011.

[3]彭力.物联网技术概论[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[4]徐小龙，鲁蔚锋，杨庚.物联网专业人才培养策略研究[J].南京邮电大学学报，2012，14（1）：119-124.

物联网工程导论篇6

关键词： 物联网； 应用型人才； 人才培养模式； 专业建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）10-67-03

Probe on the training mode of Internet of Things engineering specialty applied talent

Kong Rui， Zhang Bing

（College of Electrical and Information， Jinan University， Zhuhai， Guangdong 519070， China）

Abstract： The training of application oriented personnel of Internet of Things engineering specialty is studied； the training program and training mode are expounded and used in the construction of the Internet of Things engineering specialty of the school， to have obtained a better training result. This study can provide a reference for the construction of other engineering specialty.

Key words： Internet of Things； application oriented personnel； talent training mode； specialty construction

0 引言

物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮[1-2]。“物联网工程”是一个围绕“战略新兴产业”设立的新专业，2010年开始教育部进行了物联网相关专业审批，截至2015年6月，国内已经有近250个高校开设了“物联网工程”专业。“物联网工程”专业具有鲜明的特点：综合性、交叉性、应用性[3]，涉及电子、计算机、通信等多领域相关专业知识。“物联网工程”专业培养的人才，不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式理论和相应的应用软件技术，还要掌握通信原理、计算机网络、无线传感网络以及3G/4G无线网络等新技术[4-5]。“物联网工程”专业应用的多样性，要求我们必须培养宽口径人才，既要重视基础训练，更要培养应用系统综合开发能力。“物联网工程”是应用性非常强的学科，仅传授理论知识是不够的，一定要立足实践，从应用入手。

1 社会对“物联网工程”专业人才的需求

党的十做出了坚持走中国特色新型工业化、信息化道路，推动信息化和工业化深度融合等一系列战略部署；我国已把物联网列入《国家中长期科学技术发展规划（2006-2020年）》和2050年国家产业路线图；至2015年底，中国物联网整体市场规模达到7500亿元，预计未来几年我国物联网行业将持续快速发展，年均增长率30%左右，到2018年，物联网行业市场规模将超过1.5万亿元，物联网在制造、物流、交通、电力、安防、医疗、环保等领域得到了广泛的应用。

《广东省关于贯彻落实国务院部署加快培育和发展战略性新兴产业的意见》将“物联网列为重点发展领域”；《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》指出“建设南方现代物流公共信息平台”，率先发展“物联网”；广东省先后组织了“粤港RFID产业联盟”、“广州电子行业协会RFID专业委员会”、“RFID技术支持中心”等机构来推动本地区的相关物联网技术的应用和发展。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。物联网产业的发展，将会拉动各国经济的发展，物联网的广阔发展前景已经引起了产业链上各行业的青睐。物联网的产业链条涉及传感器、芯片、设备制造及软件应用等行业，作为新一轮的信息技术革命，物联网已经上升为国家战略，高校作为培养高层次人才的“主战场”，应针对性地设置“物联网工程”相关专业，有目标地培养“物联网工程”专门人才。

目前，我国已有近250多所高校设置了本科“物联网工程”专业，有些学校的“物联网工程”专业已招收了4届本科生，物联网发展的战略需求及人才培养需求，使得专业应用型培养模式设计非常必要。物联网技术构成主要由三层[3-5]：感知控制层、网络传输层、应用服务层。涉及到的关键技术有传感器技术、传感网技术、移动通信技术、嵌入式技术、信息安全技术等。社会对“物联网工程”专门人才的要求是：具备在物联网工程领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力，具备一定的物联网系统综合设计能力，掌握信息获取（传感器和信号检测相关知识）、信息传输（通信、计算机网络）、信息处理（数据融合、云计算等知识）、应用层（应用软件开发、嵌入式系统开发）相关知识，能从事物联网工程领域的科学研究和应用技术开发工作。

2 “物联网工程”专业应用型人才培养模式探索

目前，物联网技术还属于一个新兴技术，正在快速发展，物联网在世界范围内兴起仅仅有十多年时间，真正引起重视并快速发展是在近几年，国内高校开始建设“物联网工程”专业的时间更短。“物联网工程”是一个属于战略新兴产业的新专业，是一个与产业启动和发展同步建设的新专业，这就决定了物联网工程专业建设没有成熟的、体系化的理论和经验可以借鉴，专业建设具有探索性和不确定性，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。物联网专业人才的需求量将非常大，为了顺应国家对物联网专业人才需求，暨南大学于2010年就启动了“物联网工程”的筹备与建设工作，并于2012年经教育部批准建立了“物联网工程”专业，作为全国领先、广东省首批开设该专业的高等院校，我们在专业建设的过程中，遇到了很多问题，积累了一定的经验和教学成果。在已有“物联网工程”专业的课程体系基础上[6-8]，我们进行了一系列的改革，希望能培养出“物联网工程”专业的应用型人才。

2.1 应用型人才培养思路

物联网工程专业具有鲜明的综合性、交叉性、应用性特点，以夯实学科基础，注重专业交叉，强化工程实践，培养创新能力为思路，以培养学生工程实践能力、创新能力和综合素质为核心，以理论教学和工程实践为两条主线，注重对学生进行综合素质、综合利用理论知识和解决工程问题能力和工程创新能力的培养。“物联网工程”专业是电子、通信、计算机等学科交叉融合、相互渗透的基础上，发展起来的一门新兴应用型学科， 针对该专业培养高层次、应用型人才的目标要求，我们在培养方式上以合作的企业为实践基地，以粤港澳区位优势为立足点，以项目教学为途径，以职业素养和实践动手能力为目标，兼顾学生创新能力，强调多层次协同培养，利用校企合作，交叉培养学生的实际工作能力。

2.2 校企合作，培养社会需要人才

校企合作是工学学科人才培养模式的关键，我们在“物联网工程”专业的培养环节，强调企业直接参与学生人才培养方案的制订工作，由于企业对市场的了解，企业向学校提供人才的需求计划、职业能力要求以及技术发展情况等信息。学校根据这些信息，通过优化整合，使得人才培养方案更加符合市场的需要、社会的需要，适应培养目标的需求。学校在相关企业建立校外实践基地，企业通过一定方式为学校提供技术、资金、场地等方面的支持，共同建立校内、外实践基地，这对学校培养学生的应用技术能力提供了基础保障，同时也节约了学校的办学成本，关键的是为企业培养了一批技术能手。校企合作，可以让学生深入到生产第一线，使他们在学习和工作两种环境中成长，有计划地使他们的事业心、责任感、专业技能、团队意识、人际关系、协作精神、组织纪律及创新能力等方面得到培养，综合素质得以提高，个人全面发展。最后，校企合作解决了毕业生就业问题，实行校企合作，学校有针对性地为企业培养合格的人才；学生也通过到企业实习，培养自己的职业兴趣，学生毕业后。就能较快地找到合适的岗位。

2.3 创新人才培养方式，推动物联网技术的产学研结合

“物联网工程”作为一门应用性极强的科学、作为一门实践性极强的产业、作为理论性极强的学科，离不开产学研的结合。我们将科研与教学相结合，把研究的成果用于企业，在教学中注重实践教学，紧密围绕物联网产业发展需要，校企合作进行技术研发，制定与培养目标相匹配的教学计划，使学生能较早接触和熟悉工程技术科学的基础知识和工程环境；结合物联网工程专业的具体特点，改革现有的人才培养模式（四年在校教育），制定有效、务实的应用型人才培养模式，实行“3+1”的人才培养模式（注：“3+1”是三年在学校，1年在企业），并开展教学实践。建立人才培养、引进、激励机制，校企教师“互兼互聘、互培共育”，优化“物联网工程”专业教学过程，学生总共有一年时间在企业学习，理论性强的课程在学校学习，实践性强的课程在企业学习。我校的“物联网工程”专业的培养方案除了公共课、基础课、专业课之外，还包括三个课程模块（以下简称：学程）：RFID原理与应用课程模块、智能家居课程模块、智能制造与智能物流课程模块，不同的学程包含不同的课程，前两年“物联网工程”专业的课程设置全部一样，可以参考文献[6]和文献[7]，从三年级开始，学生可以根据自己的兴趣，选择不同的学程，这些学程包括了该研究方向必须选修的一些专业课程，每个学程约15-20学分不等；实训课程一般都是放到企业进行授课，授课老师可以是企业工程师或学校有工程实践能力的教师，实训课程考核基本都是以课程设计形式进行。我校“物联网工程”专业开设的三个学程如表1。

2.4 项目式教学，培养学生创新能力和实践能力

构建“项目主导、模块递进”的专业课程体系，与企业工程师合作，引入实际项目，以项目为主导，按基本能力、专业能力、综合能力三个依次递进的模块建立课程体系。加强专业教学设施建设，建好物联网实验室和实训基地，为培养物联网工程技术型、应用型人才开辟良好的实践环境。在校企合作模式下的实践教学，可以将校内实验、企业实习、创新项目、学科竞赛等多种形式相结合，能很好地培养和训练学生的工程实践能力，满足物联网工程实用人才培养要求的“立体化培养、个性化拓展”的工学人才培养模式。我校2012级“物联网工程”专业的学生共30人，学生实际选择了前面两个学程。这30个学生，从大三开始就分成三个不同研究方向，分别到三个不同企业中。每个研究方向分几个研究小组，每个研究小组由3人构成，接受企业给予的实训指导和分配的任务，在校期间继续理论课学习，课后完成项目组任务，根据完成任务情况，由企业工程师和负责老师共同给予评分。同时，我们要求所有学生在四年学习中，每人至少参与一个大创项目或学科竞赛，经过四年的学习，学生的实践和创新能力得到大幅提升。

3 结束语

物联网的发展方兴未艾，在发展过程中会不断出现新的技术和需求，因此，“物联网工程”专业人才的培养方案和培养模式也必须与时俱进。近年来，我们在“物联网工程”专业建设方面已经积累了一定的经验，取得了一些研究成果，已经与珠三角地区物联网企业建立了紧密的合作关系，并建立了教学实践基地，通过“走出去，请进来”的方法加强实践教学。我们已经与地方六家物联网企业签订了实习和实训基地协议，合作编写了人才培养方案；我们秉承教学为企业服务、为珠三角和地方经济发展服务，积极与政府管理部门、行业协会、学术团体、高校和各类企业的建立学术和业务关系，得到各方面的热情支持，截止今年5月，我们培养的第一届“物联网工程”专业学生的就业情况非常好，今年毕业生除去读研学生，全部就业，用人单位非常满意。这证明了我们的应用型“物联网工程”专业人才培养模式的有效性，今后，我们会继续研究和探索，希望能为社会培养出更多、更好的应用型“物联网工程”专业人才。

参考文献（References）：

[1] 刘云浩.“物联网导论”[M].科学出版社，2010.

[2] 王良民，熊书明.“物联网工程概论”[M].清华大学出版社，

2011.

[3] 王志良，闫纪铮.“普通高等学校物联网工程专业知识体系和

课程规划”[M].西安电子科技大学出版社，2011.

[4] 徐鹏，王玉珏，李健.“物联网技术综述”[J].软件导报，2011.10

（5）：50-52

[5] 孙其博，刘杰，黎等.“物联网：概念、架构与关键技术研究综

述”[J].北京邮电大学学报，2010.33（3）：1-9

[6] 孔锐，张冰等.“物联网工程”专业课程设置研究[J].暨南高教

研究，2012.1：66-69

[7] 孔锐，张冰等.物联网工程专业实验课程设置探索[J].实验技

术与管理，2014.31（2）：179-182

[8] 胡成全等.“物联网工程专业课程设置与实践教学体系设计”[J].

物联网工程导论篇7

【项目来源】黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目；项目名称：高职高专物联网专业人才培养方案的研究；项目编号：12515157

物联网（Internet of Things，IOT）是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，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。物联网概念的引入，把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。

物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心（MIT AutoID Center）提出的。2005年，国际电信联盟（ITU）了一份题为《The Internet of Things》的年度报告，正式将“物联网”命名为“the Internet of Things”。2009年8月，总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心，明确要求尽快建立中国的传感信息中心，也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统，又回归到微控制器的研究教学，亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况，望和大家一起探讨。

在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中，物联网相关专业就有700多所学校申报，最终28家IOT、5家WSN获批，共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业，这样全国现共有62所高校开设物联网专业。

物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础，而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术，但实际上新技术含量很少，可看作是一个新袋子。

物联网主要涵盖RFID（>5.5）、无线传感器网络（>8.5）、M2M智能手机（

物联网专业核心课程按软件和硬件分为：硬件方面的电子电路基础、物联网硬件基础、计算机网络和无线传感网，软件方面的程序设计基础、操作系统系统编程、数据库和数据挖掘。下面的课程是笔者所在学院一个对嵌入式方向感兴趣的学生所学课程的基础上加了几门物联网专业必需的课，用黑体加重给出，要加其他的课就需要替换现有的课。一个学生要求的学分是固定的，学太多课没有太多的意义，关键是引导他们进行工程实践。这个学生毕设采用32位微控制器完成了传感器数据采集、无线传感网协议栈的移植，将采集数据通过串口和USB口传送给微机。由此看来，该学生所学的知识可以应对物联网应用项目开发。专业基础课：物联网技术导论、计算机科学导论、程序设计基础（C语言）、离散数学、数字电子技术基础、电路分析基础、模拟电子技术基础、数值分析。专业必修课：无线传感器网络、数据结构与算法设计、面向对象程序设计、计算理论与算法分析设计、数据库原理与设计、计算机组成原理、汇编语言程序设计、操作系统、编译原理与设计、软件工程基础、计算机体系结构、计算机网络、微机接口技术、信号与系统、自动控制原理。专业选修课：微控制器接口技术、计算机图形学、人工智能基础、嵌入式系统、多媒体技术、网络信息安全、软件体系结构、分布式计算原理与应用、Web软件技术、硬件描述语言与计算机硬件模块设计。专业实践课：数字电子技术实验、模拟电子技术实验、操作系统课程设计、程序设计方法与实践、Web开发基础、软件基础实习、数据库系统开发、汇编与接口课程设计、计算机组成原理硬件实验、软件工程综合训练、VisualC++数据通信编程实践。学院的老师还打算开设微电子与传感器技术、无线自组网理论及应用、无线网络技术及应用、普适计算、服务计算与云计算、异构网络互联技术、传感器网数据融合技术、物联网信息处理技术和海量信息处理。专业及特色课程有：

物联网工程导论篇8

关键词：物联网；人才培养；地方经济；专业建设；职业教育

中图分类号：TP391.44-4 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)01-0000-02

Study of the Training Mode of the Internet of Things

Luo Luoyang,Tian Liwei

(Guangdong University of Science&Technology Department of Computer Science,Guangzhou523083,China)

Abstract:The Internet of Things has a wide range of applications in many fields,a huge industrial space.The talents of Internet of Things become particularly important.And Dongguan economic restructuring and development strategy, the concept of service of the local economy, adjusting the direction of the professional and professional structure of the institutions of higher learning;according to the socio-economic needs and arrangements for the development of institutions of higher education professionals in training programs and courses standards; according to local economic environment,the construction of professional internet of things,cultivate the talents of business needs.

Keywords:Internet of Things;Personnel training;Local economy;Professional construction;Vocational education

一、物联网人才培养背景

当前，物联网已成为各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导领域。《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和《东莞市科学与技术发展“十二五”规划》中均将物联网列入重点研究领域。发达国家通过国家战略指引、政府研发投入、企业全球推进、应用试点建设、政策法律保障等措施加快物联网发展，以抢占战略主动权和发展先机。我国已具备一定的应用、技术和产业基础，并以建设物联网产业园区、智慧/智能城市建设和应用示范等为标志，形成了物联网发展热潮，取得了积极进展，但也暴露了一些深层次问题。

温总理曾指出我国物联网产业最为紧迫的三个问题：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信心中心，或者叫“感知中国”。同时，要早一点谋划未来，早一点攻破传感网核心技术，要依靠科技和人才，占领科技和经济发展制高点，保证我国具有可持续发展的能力和可持续的竞争力。

二、物联网专业设置的可行性和必要性

目前，东莞正在大力实施经济社会“双转型”战略，致力于实现从资源型经济到创新主导型经济的转变、从初级城市化社会向高级城市化社会的转变，确定了以信息产业带动工业化，壮大电子信息、装备制造等优势主导产业，把“东莞制造”转变为“东莞创造”的发展策略。东莞经济社会要实现“双转型”和产业结构的优化升级，其关键在于人才。物联网作为一个宏大的产业，并不是一个简单的应用领域，几乎涉及东莞本地的电子、机械、家具、玩具、物流等所有应用领域，它面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高素质应用型技术人才，使其能够在各个行业中贡献自己的力量，为社会的发展做出贡献。

因此，社会对物联网技术方面的人才需求巨大，东莞对物联网技术方面的人才需求也是很大的。广东科技学院按照地区社会经济发展的要求设置和调整专业。学院已建立了一支水平较高、结构合理的管理队伍和师资队伍，具备了较充足的先进教学仪器设备和丰富的图书资料，这为建设高质量、高水平的物联网专业提供了保障。

新专业以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》为指南，以物理信息混合网络化系统为载体，围绕“网络化信息感知”、“网络化信息传输”、“网络化信息服务与安全”、“网络化资源优化”四个主要研究方向，紧密结合地方经济发展需求与发展战略，整合我校及校企合作的优势资源，建立以网络专业为依托、多学科交叉的“物联网技术”专业，为实现国家“信息化带动工业化”的战略决策，促进信息产业的发展做出重大贡献，并推动依托单位信息学科群的跨越式发展。

三、物联网知识结构与培养目标

（一）知识结构。物联网是由感知层、网络层和应用层组成的体系架构。感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层，该层需要硬件设计、嵌入式、传感器等方面的知识和技能。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络，低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用，该层主要为软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署。

“物联网”知识结构中的专业知识部分应体现其关键技术，包括：射频识别技术、传感器技术、无线传感器网络技术、无线通信技术、网络技术、软件技术、硬件技术、数据处理技术和安全隐私，如图1物联网的三层图。

图1 物联网三层图

（二）培养目标。根据物联网的体系结构，所涉及到的知识包含感知、网络通信、应用三个方面的内容：感知层――传感器相关知识和信号检测相关知识；网络层――网络技术、通信技术、安全技术；应用层――数据处理、云计算、软件开发等。所涉及的学科非常之广，专业跨越之大，远远超过传统的电子类或电气类的学科。物联网专业是多学科交叉的专业，一个学生要在四年的时间内要很好地掌握硬件、网络、软件三方面的技术是十分困难的。因此开设物联网专业，要根据所依托专业来选择，重点突破一个方面，其他两个方面作为扩展协同发展。由此，根据我校的实际情况，选择以网络专业为依托来开设物联网专业。

综上所述，“物联网”专业要求学生德、智、体、美全面发展，具备电子技术、现代传感器和无线网络通信技术、物联网相关高频和微波技术，掌握有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的感知层、网络层和应用层关键设计等专门知识和技能，并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能力，成为能够从事物联网领域的应用、设计、分析与开发等工程技术人才。

四、物联网专业课程体系结构

作为本科专业，在民办院校将其称为应用型本科，其特点就是要根据地方经济的需求，开设符合地方经济发展的专业，培养为地方经济服务的应用型人才，则在课程体系结构的设计中要符合应用型本科的特点，根据前面的分析，根据东莞经济的特点，物联网专业的课程体系分为：公共课、专业基础课、专业课、专业组选课、专业任选课五个模块。

（一）公共课。该模块为必修课，主要是思想政治教育课程和通识教育课程。帮助学生提高思想政治素质、外语水平、逻辑思维能力和创新能力等，其主要课程有思想道德修养与法律基础、中国近代史纲要、马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学语文、大学英语、专业导论、体育、大学生健康教育、就业指导。（二）专业基础课。该模块也叫学科基础课，也是必修课，主要让学生为学习物联网专业的打下坚实的基础，其课程主要有：高等数学、离散数学、数据结构、数字逻辑、操作系统原理、数据通信原理、数据库原理及应用、计算机组成原理。（三）专业课。该模块为必修课，主要课程有：物联网工程导论、电路基础、电子技术、通信电子电路、数据结构、通信原理、操作系统原理、数据库原理、计算机网络、微机原理与接口技术等。（四）专业课组选课。可以根据专业方向选择以下课程：物联网射频技术、RFID基础技术、无线 SoC基础、传感器设计基础、传感器网络、ZigBee无线技术、网络程序设计技术、单片机原理及应用、嵌入式Linux系统技术、DSP芯片应用技术、软件工程、物联网和蓝牙技术、物联网传输层技术（3G/GPRS/GSM以太网）、嵌入式系统、WIFI技术及云计算在物联网中的应用、通信安全理论、信息安全、物联网应用层设计等。（五）专业任选课。该模块可以开设一些增加学生的学习兴趣或综合应用类的课程，如智能城市、智慧校园、智能交通、智能物流、智能医疗、智能农业、智能电网、智能车辆管理系统等等的课程。

关于实验实训课程，则嵌入到课程中，体现教、学、做一体化教学，让学生能及时的消化所学的知识，并能快速地将知识转化为技能，应用到实际工作中去，如表1所示为物联网各课程模块的学分与学时。

表1 物联网专业课程模块学分与学时数

五、小结

对于日渐兴起的物联网领域，掌握核心技术无疑就掌握了市场主导权，把人们感知的自然界信息集成一个网络，物体与物体之间做一个交互，这不只是一个新的技术，而是在包括过去射频识别等技术在内构成一个面向应用的学科。由于这个学科更侧重于应用，作为应用型本科院校，在物联网专业的课程上就要更倾向于课堂应用性的设计，在教育中的应用应该充分利用学校中的用户规模、校园网络资源、信息服务产品开发能力，在建设资金、网络运营经验、带宽资源和信息服务提供等方面的优势，合作共建，分工协作，全力打造国内高等院校中具有典型性的物联网专业。

参考文献：

[1]胡忠望.“物联网”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010（22）:109-110

[2]物联网白皮书（2011）[R].北京:工业和信息化部电信研究院,2011

注：民办职业教育主动适应经济发展方式转变的研究---2011-2012年度广东省民办教育协会研究课题，课题编号：GM2011028。

[作者简介]

罗洛阳(1981-),男,湖南双峰人，广东科技学院计算机系，硕士，工程师，主要研究方向为网络工程，高等职业教育