工程教育下物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)研究論文
摘要：實踐教學(xué)體系構(gòu)建是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的核心內(nèi)容之一。在工程教育背景下，針對現(xiàn)代工程教育的要求和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，從課內(nèi)實踐體系頂層設(shè)計、課外學(xué)生競賽和導(dǎo)師指導(dǎo)下的創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)三個方面探索物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建
關(guān)鍵詞：工程教育，物聯(lián)網(wǎng)，實踐教學(xué)
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。面對國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，教育部于2010年批準(zhǔn)設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，到2015年為止，全國已有200多所本科高等學(xué)校開設(shè)了該專業(yè)，辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大[1]。中國石油大學(xué)（華東）自2011年起依托計算機(jī)專業(yè)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)方向，并于2014年4月獲批物聯(lián)網(wǎng)工程新專業(yè)，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)上積累了一定的經(jīng)驗。物聯(lián)網(wǎng)工程作為工程應(yīng)用型專業(yè)，如何科學(xué)的構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系是專業(yè)建設(shè)的核心內(nèi)容之一[2]，我校在這方面也做了很多探索與實踐，取得較好的效果，為培養(yǎng)滿足社會需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才奠定了基礎(chǔ)。
一、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系現(xiàn)狀
在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申請的籌備階段，學(xué)校先后到北航、西交、武大、華中科技等十余所開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的高校調(diào)研，并參加了2013年和2014年中國物聯(lián)網(wǎng)大會等多個研討會，與產(chǎn)業(yè)界和教育界相關(guān)人員做了較深入的交流。通過調(diào)研和交流發(fā)現(xiàn)，實踐教學(xué)體系改革是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革中最關(guān)注的領(lǐng)域，由于是新設(shè)專業(yè)，很多高校都在摸索。目前，大多高校延續(xù)傳統(tǒng)的“實踐內(nèi)容=實驗+實習(xí)+畢業(yè)設(shè)計”實踐教學(xué)體系，但構(gòu)建時由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)新、對應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈長、相關(guān)技術(shù)門類差異大，往往將實踐環(huán)節(jié)分成零散的單元，各個實踐環(huán)節(jié)在具體實施過程中目標(biāo)偏向單一、手段缺乏創(chuàng)新，各個環(huán)節(jié)彼此獨立，缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和管理，不利于系統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。
二、工程教育背景下的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系
1．現(xiàn)代工程教育理念
現(xiàn)代工程教育理念起源于美國，它是伴隨美國工程教育的變革歷程而生成的一套完整的指導(dǎo)工程教育改革的理論體系[3]。現(xiàn)代工程教育理念非常強(qiáng)調(diào)工程實踐訓(xùn)練在教育中的作用，是對工程教育從“科學(xué)模式”回歸“工程模式”的.重大變革。我國在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中明確提出促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國，以現(xiàn)代工程教育理論為指導(dǎo)，培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[4]。
因此，在工程教育背景下，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建是非常有必要和有意義的。本文針對現(xiàn)代工程教育的要求和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特點，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，以強(qiáng)化綜合能力和提高工程素質(zhì)及創(chuàng)新能力為培養(yǎng)核心，探索物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建。
2．物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系構(gòu)建
實踐教學(xué)涉及課程實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)、創(chuàng)新訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計等多個環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)按照層次又可劃分為基本技能訓(xùn)練、綜合實踐和創(chuàng)新訓(xùn)練等，構(gòu)成一個多維的整體。因此，在設(shè)計各實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容時，應(yīng)避免孤立存在，需整體規(guī)劃，并明確各環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)目標(biāo)中的作用，同時結(jié)合課外學(xué)科競賽、學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊等多種形式，構(gòu)建一個系統(tǒng)性強(qiáng)的實踐教學(xué)體系。要實現(xiàn)以上目標(biāo)，關(guān)鍵是如何選擇主線將各環(huán)節(jié)串聯(lián)起來。
在工程教育背景下，工程實訓(xùn)項目的實施在人才培養(yǎng)中起到關(guān)鍵作用，讓學(xué)生在項目實施中加深對專業(yè)理論的學(xué)習(xí)，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊合作等方面的綜合能力。因此，我校在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系時，采用如下思路：構(gòu)建實踐教學(xué)體系首先結(jié)合專業(yè)特點，密切聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，以工程實訓(xùn)項目為驅(qū)動，將項目實施作為主線，貫穿于課內(nèi)外實踐教學(xué)的全過程，各實踐環(huán)節(jié)要為項目實施服務(wù)，這也符合國際工程教育界工程教育模式的特點。
具體實施時，主要包含專業(yè)課程的課內(nèi)實踐體系頂層設(shè)計、課外學(xué)生競賽和導(dǎo)師指導(dǎo)下的創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)三個方面：
（1）重視專業(yè)課程的課內(nèi)實踐體系頂層設(shè)計，以實際工程項目的實施為主線，打破各課程實踐環(huán)節(jié)界限，重組課程實驗及課程設(shè)計內(nèi)容，以項目為驅(qū)動設(shè)計課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)。課內(nèi)的實踐環(huán)節(jié)是實踐教學(xué)體系中的基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵的一環(huán)。課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)包括專業(yè)課程實驗、課程設(shè)計、實習(xí)等，在設(shè)計時，每門課程的實踐環(huán)節(jié)不單純?yōu)楸菊n程服務(wù)，而是要站在項目實施的角度進(jìn)行組織，重視各課程實踐環(huán)節(jié)之間的貫通和融合。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點和規(guī)律，依托物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中完整的實際工程項目，以工程實訓(xùn)項目為主線，把項目實施過程中涉及的知識模塊分解到各課程實踐環(huán)節(jié)中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有鮮明的行業(yè)特征，可選擇幾個典型應(yīng)用領(lǐng)域，如：智能家居、物流、智能交通、智慧油田等，結(jié)合現(xiàn)在實驗條件，設(shè)計若干個大型綜合性工程實訓(xùn)項目案例，把每個工程項目案例的實施按照物聯(lián)網(wǎng)感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層（傳輸層）和應(yīng)用層（管理服務(wù)和創(chuàng)新應(yīng)用層）的知識體系結(jié)構(gòu)劃分成易于課程實踐實施的多個模塊，把這些模塊分解到專業(yè)課程的實踐環(huán)節(jié)中去，找到各模塊與專業(yè)課程知識點之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣學(xué)生能直接感受到所學(xué)知識在實際工作中的作用和地位，提高學(xué)生綜合利用學(xué)習(xí)知識解決實際問題的能力，同時激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
（2）依托各種課外科技競賽，以工程實訓(xùn)項目為紐帶，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。學(xué)科競賽是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過競賽的形式對學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力進(jìn)行多方位考察的課外實踐教學(xué)活動。倡導(dǎo)、組織學(xué)生參加各類課外學(xué)術(shù)科技競賽，是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的重要組成部分。目前我校在這方面有比較好的氛圍，但物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為新辦專業(yè)，在具體實施中，可能會存在學(xué)生無成熟經(jīng)驗借鑒、對本專業(yè)內(nèi)的學(xué)科競賽不了解等問題，因此，在學(xué)院層次，搭建一個課外實踐活動網(wǎng)絡(luò)平臺，并嘗試通過社交網(wǎng)絡(luò)、課外實踐活動與課內(nèi)綜合實踐類課程的融合等方式提高學(xué)生參與的積極性。針對學(xué)生普遍存在的課程負(fù)擔(dān)重、對競賽積極性不夠等問題，可將課外競賽與課內(nèi)實踐課融合。
（3）強(qiáng)化導(dǎo)師團(tuán)隊指導(dǎo)下的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)，鼓勵學(xué)生參加教師科研項目。為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、開闊學(xué)科視野，鼓勵學(xué)生參加教師科研項目或科研項目轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新項目。由于本科學(xué)生知識水平有限、工程能力不強(qiáng)，他們的科技創(chuàng)新活動尤其是活動初期需要指導(dǎo)教師提供較多幫助。但在實際過程中，如果是一個學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊只有一位教師指導(dǎo)，會在時間和精力上無法保證，挫傷學(xué)生的積極性，同時單個指導(dǎo)教師掌握的知識也存在局限性。
因此，我們采用由多位教師和研究生組建導(dǎo)師團(tuán)隊，學(xué)生在自愿的前提下，結(jié)合興趣點選擇加入相應(yīng)的導(dǎo)師團(tuán)隊，并按項目組建學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊。創(chuàng)新團(tuán)隊的學(xué)生可直接參與到教師的科研課題中去，以科研項目為依托，將科研項目轉(zhuǎn)化為學(xué)生實踐項目，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力，提高學(xué)生理論與實際相結(jié)合的實踐能力和創(chuàng)新能力。參與科研課題，還能讓學(xué)生及時了解學(xué)科的最新研究動向，并根據(jù)興趣愛好盡早確定自己的研究方向。
三、實踐效果
基于現(xiàn)代工程教育理念，中國石油大學(xué)（華東）在物聯(lián)網(wǎng)方向的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生以及物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行了實踐教學(xué)體系的構(gòu)建探索，取得了明顯的實踐效果。比如物聯(lián)網(wǎng)方向的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生普遍具有較強(qiáng)的動手實踐能力，參加各種學(xué)科競賽及創(chuàng)新項目的積極性高漲。2011年至2014年期間，每年均有二十多名學(xué)生積極參加物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計、智能車和嵌入式設(shè)計大賽等各類競賽，獲國家級一、二等獎及山東省一等獎等十多項獎項。物聯(lián)網(wǎng)新專業(yè)的學(xué)生雖然只處在低年級階段，但專業(yè)興趣濃厚，對新專業(yè)的認(rèn)同感非常高，很多已提前進(jìn)入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，為參與各自實踐活動及課內(nèi)外競賽做準(zhǔn)備。因此，基于現(xiàn)代工程教育理念探索物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建是可行和有意義的。
參考文獻(xiàn)
[1]吳韶波，李振華.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)探討[J].中國電力教育.2013.31（11）：51-53
[2]馬忠梅，孫娟，李奇.物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系與實踐探討[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2011.18(11):1-4
[3]王淑芳，金涌.大工程觀教育理念下工程教育課程體系與教學(xué)改革[J].化工高等教育.2011.9(01):13-19
[4]曹劍敏，李燕，周穎越，藍(lán)蔚青.高校本科工程教育改革初探[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2011.15(30):195-195
【工程教育下物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學(xué)研究論文】相關(guān)文章：
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)排名01-17
中國物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)01-17
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的應(yīng)用01-17
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)考研01-17
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是什么01-17
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)的內(nèi)容01-17
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)職業(yè)生涯規(guī)劃論文01-17