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關鍵詞:物聯網;人才培養目標;課程體系
作者簡介:張淑梅(1968-),女,山東萊州人,南京交通職業技術學院電子信息工程系,副教授。
基金項目:本文系中國交通教育研究會2012-2014年度教育科學研究課題“大交通背景下計算機網絡技術專業課程體系構建”(項目編號:交教研1202-83)、南京交通職業技術學院教改項目“大交通背景下計算機網絡技術專業課程體系構建研究”(項目編號:JX1128)、南京交通職業技術學院科學研究計劃項目重點項目“高職院校計算機類專業優化研究”(項目編號:JR1205)的研究成果。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)14-0083-02
2009年8月,總理在無錫視察時提出了“感知中國”,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。 2009年11月12日,中科院、江蘇省政府在江蘇省無錫市共建中國“物聯網研究發展中心”,并初步形成以無錫市為核心,南京、蘇州為支撐的物聯網產業聚集區。有政府的大力支持,科研單位、運營商的大力推動,受需求和應用驅動,物聯網將廣泛應用于各行各業,物聯網的市場潛力給高職教育帶來了無窮的機會,這將為高職教育發展帶來新的機遇。高職院校應順應市場需要積極開辦相關專業,培養物聯網產業專業人才,滿足國家戰略性新興產業發展的迫切需求。
物聯網是個交叉學科,涉及到通信、傳感、計算機網絡以及RFID、嵌入式系統等多方面技術。高職院校與物聯網相關的計算機網絡技術專業如何更好地適應行業和區域產業發展的需求,在傳統計算機網絡技術專業的基礎上開設物聯網應用方向,調整專業人才培養方案、重構課程體系,主動適應地方經濟發展的需要,是我們需要認真思考并付諸于實踐的重要課題。
一、物聯網應用方向人才培養目標的確立
專業的人才培養目標準確定位是構建合理課程體系的前提。高職教育的人才培養目標與社會經濟發展對人才素質的要求是否一致,是檢驗高職教育能否滿足社會經濟發展需求的重要指標。以職業能力培養為核心的培養目標是現代社會對職業教育提出的新要求。為了體現高職教育以就業為導向,以職業能力培養為核心,增強學生社會適應能力及可持續發展能力,制定一個科學合理的人才培養目標時應從以下幾個方面考慮:
一是高職教育的目的,即“培養什么樣的人”;二是行業背景與區域經濟發展,也就是要適應行業和區域產業發展的需求,為本地區培養高級技術技能人才;三是社會需求下的能力構成,這需要對高職物聯網應用技術專業的學生畢業后所從事的職業崗位進行分析;四是行業專家意見。
物聯網主要由感知層、傳輸層和應用層組成,物聯網產業主要包括圍繞整個產業鏈的硬件、軟件、系統集成和運營服務四大領域。通過對無錫物聯網產業研究院、中科怡??萍加邢薰?、無錫萬博信息技術公司、上海億道電子有限公司等多家物聯網產業鏈的相關企業進行人才需求調研,調研結果顯示,物聯網企業對高職層次人才需求主要為:物聯網工程項目技術員、物聯網軟件程序員、物聯網軟件測試員、網絡維護技術員、物聯網系統管理員、物聯網設備營銷與技術支持人員等。
按照專業人才培養方案的開發要求,對江蘇長三角地區物聯網產業發展現狀及物聯網產業人才進行需求分析、企業調研、專家研討,明確了物聯網應用技術專業主要面向物聯網產業鏈的系統集成、運營服務領域,歸納出主要面向的職業崗位:物聯網工程項目技術員、物聯網系統管理員、物聯網應用系統管理員等3個核心職業崗位,以及每個崗位的典型工作任務,從而確定南京交通職業技術學院計算機網絡技術專業(物聯網應用方向)培養目標為:本專業主要面向物聯網產業,針對物聯網在智能交通、平安家居等領域的研究和應用,服務區域與地方經濟發展,培養具有扎實的專業基礎理論知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,具有可持續發展與創新能力,掌握物聯網應用技術,具備物聯網工程項目的規劃與施工管理、物聯網設備安裝與調試、物聯網應用平臺設計與開發、物聯網管理與維護,物聯網嵌入式軟件開發以及物聯網設備營銷與技術支持等職業能力和素質的高端技術技能型人才。
二、物聯網應用方向課程體系的構建
人才培養目標需要通過課程體系來實現。培養目標發生了改變,課程體系就需要重構。為了使人才培養既達到就業崗位職業要求,又具備一定的技術消化、吸收、改良、反求、創新能力的需求,課程體系的構建必須遵循“理論與實踐相互交融”的課程體系設計思想。一個是培養學生可持續發展能力的基礎知識的設計,一個是培養學生實踐動手能力和創新能力的專業技能及素質能力的設計,理論與實踐相互融合、交叉使用,形成完整的切實可行的課程體系。實踐動手能力和創新能力培養,要將實驗、實訓、仿真實訓到最后的頂崗實習整個實踐教學過程系統化設計,這就要求加大實踐課程的占比,教材也要隨之配套建設。
1.構建“項目主導、模塊遞進”的課程體系
本課程體系構建采用“項目主導、模塊遞進”的課程體系構建模型。所謂的“項目主導、模塊遞進”的課程體系,是根據產業行業企業特點,明確本專業主要就業崗位,依據就業崗位歸納典型工作任務,確定完成職業崗位的典型工作任務所需職業核心能力,按基本能力、專業能力、綜合能力三個依次遞進的模塊構建課程體系。
依據專業調研結果,明確了專業面向的主要工作崗位,對應物聯網應用技術專業職業崗位的典型工作任務主要有:物聯網項目方案擬定;物聯網工程施工管理及實施;物聯網設備配置與調試;物聯網系統的管理與維護;物聯網應用系統設計與開發、管理與維護;物聯網設備營銷、物聯網項目售后服務、技術支持等。完成職業崗位的典型工作任務,需具備以下職業核心能力:具備物聯網組網方案擬定、物聯網工程施工組織及實施能力;具備熟練配置和使用網絡設備的能力;具有較強的物聯網管理與維護、保障網絡系統安全運行的能力;具備較強的物聯網應用系統維護、數據庫管理、物聯網技術應用等能力;具備熟練使用網絡管理軟件、網絡編程工具、網頁設計軟件完成物聯網應用軟件設計、調試和維護的能力;具備從事網絡設備營銷與技術支持工作的能力;具有較強的團隊協作能力、協調溝通能力、創業能力、就業能力及創新精神。
在分析本專業面向的主要就業崗位、就業崗位的典型工作任務、完成就業崗位的典型工作任務所需職業核心能力的基礎上,構建了以項目為主導,按“基本素質模塊、職業基本能力模塊、職業核心能力模塊、職業拓展能力模塊、職業綜合能力模塊”五個相對銜接、交替上升的模塊課程體系,整個課程體系按照從簡單到復雜、從單一到綜合、從低級到高級的知識進階規律,綜合培養學生的職業能力,為學生職業生涯打下堅實的基礎。本課程體系結構如圖1所示。
(1)基本素質模塊。這一模塊用于提高和培養學生的政治思想素質和職業道德,培養學生的辯證思維能力和外語應用能力,為創新思維和創新能力提供廣闊的發展空間。該模塊主要開設“德育基礎”、“政治思想概論”、“軍事理論”、“計算機應用基礎”、“實用英語”、“高等數學”、“體育”、“就業指導”、“大學生心理健康”等課程,同時還開設“藝術鑒賞”、“美術鑒賞”、“音樂欣賞”等公共藝術課程。
(2)職業基本能力模塊。職業基本能力模塊涵蓋該專業對應職業崗位群所需要的最基本的知識、技能、技術和素養,為職業核心能力模塊服務。該模塊主要開設“計算機硬件組裝維護”、“計算機網絡技術”、“局域網組建與管理”、“數據庫技術及應用”、“物聯網安全技術”、“射頻識別技術(RFID)與應用”、“無線傳感網絡技術”、“初級程序設計(C#)”、“網頁設計與制作”、“工程制圖”等課程。
(3)職業核心能力模塊。本模塊突出“一?!?,針對主要就業崗位方向。所有課程均安排一周到二周單項技能實訓,該模塊課程授課教師應具備相應職業資格證書和職業能力,即“雙師型”教師,同時引入企業一線能工巧匠擔任實踐課程教學。這一模塊主要開設“物聯網組網技術”、“Linux操作系統”、“物聯網綜合布線”、“傳感器與自動檢測技術”、“嵌入式系統設計”、“企業網站開發”等課程。
(4)職業拓展能力模塊。職業拓展能力模塊對應“多能”,體現學生今后就業方向拓展,職業遷移能力。這一模塊主要開設“C++程序設計”、“圖像處理”、“GIF與GPS技術應用”等專業選修課作為職業能力拓展課程。根據各個學校的特點及優勢,可以在此模塊中調整不需要的培養方向或培養內容。
(5)職業綜合能力模塊。本模塊主要體現實踐性教學環節,保證學生獲得較系統的職業技能、技術訓練,為學生的就業和創業打下良好的基礎。這一模塊包括課程整周單項技能實訓、物聯網技術應用實訓、專業綜合實訓、考證實訓、畢業設計、頂崗實習等,做到校內學習與實際工作融通,頂崗實習與校外學習結合,校內考核與校外考核結合,實現課堂學習與實訓實習地點“一體化”教學,體現“學中做、做中學”的實踐教學理念。
基于各個學院的特色,將課程體系構建與特定人才培養及就業需求結合起來,有利于學生在社會中生存和發展,為學生邁向成功的職業生涯打下堅實基礎。該課程體系有利于培養學生的職業道德、職業技能和就業創業能力,著力激發學生的創新能力和對未來職業的憧憬,增強學生的可持續發展能力。
2.以職業能力培養為核心,改革教學方法
任何課程內容都要通過一定的教學活動才能轉化為學生的知識、技能、技術和素質,以職業能力為核心的培養目標要求以學生為主體組織教學活動。在教學方法上改變傳統的教師唱主角的教學方法,而是采用案例法、任務驅動法、問題引導法、項目模仿法、小組學習法等方法。這種方法有利于培養學生獨立學習的能力和提高專業技能,同時工作能力、創新能力、團結協作能力等均得到了全面的訓練和提高。以職業能力培養為核心,改變了傳統教學中教師與學生的地位,在教學過程中教師是指導者與咨詢者;學生主動性和積極性得到了充分的發揮,由被動接受者變為主動獲取者。
3.圍繞課程體系建設開發并編寫項目化教材
教材是課程體系建設一個重要的內容載體,通過開發和使用好的教材,一方面可以使學生的學習有章可循,另一方面可以更好地貫徹根據崗位需求培養人才的目標。物聯網應用技術專業是一個新興的專業,目前市場上還沒有與課程體系相匹配的優秀教材。因此,建設在課程體系的同時,應積極推行項目化教材的開發與建設,在教材內容上,既突出理論體系創新,又體現實踐能力的培養,使課程建設與教材建設統籌規劃,協調發展。
三、結束語
物聯網作為新興的技術,受到各行業的廣泛關注,未來必將得到極大的應用和擴展,然而高職院校要開辦一個新專業,必須要進行謹慎的調研和論證,需要進行完善的課程體系開發和設計,配備相應的師資和教學設備。南京交通職業技術學院通過謹慎理性思考后選擇了改造傳統專業,積極開展課程改革、修訂人才培養方案和課程標準,在專業課程設置時嵌入物聯網技術相關的課程,使專業建設跟上技能進步的腳步,提升了專業與產業發展的吻合度。
參考文獻:
[1]張淑梅.高職院校軟件技術專業創業型人才培養課程體系的構建[J].職教論壇,2011,(27).
[2]朱群梅.高職院校開設物聯網專業的探討[J].科技致富向導,2012,(12).
[3]關勇.物聯網行業發展分析[D].北京:北京郵電大學,2010.
關鍵詞:溫室;設施農業;物聯網;應用研究
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.011
Application and Research Direction of the Internet of Things on Facility Agriculture
JIA Bao-hong, QIAN Chun-yang, SONG Zhi-wen, WANG Jian-chun, LYV Xiong-jie, LI Feng-ju, LIU Shao-wei
(Information Institute of Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China)
Abstract:This paper preliminary discusses the current main restricting the further development of agriculture IOT bottleneck problem, put forward the applied research lacks is the key factor. Facility agriculture IOT application research to combine the production practice and future development trends, mainly in five aspects, including the data accumulation and analysis, research suitable application model, development for making a fool of Internet management system, study agriculture IOT application standards, strengthen the monitoring and research on crop physiological and ecological information.
Key words: greenhouse; facility agriculture; internet of things; application and research
農業物聯網是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。它利用各類感知設備,采集農業生產、農產品流通以及動植物本體的相關信息,通過無線傳感器網絡、移動通信無線網和互聯網傳輸,最后通過智能化操作終端,實現農業產前、產中、產后的過程監控、科學決策和實時服務[1]。
近年來,隨著物聯網技術的不斷發展,其應用已經涉及水產養殖與畜牧業、種植業、農產品加工、運輸與流通等農業領域。由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產,更有利于物聯網技術助力設施農業實現精準高效,因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著,前景十分廣闊。
1 物聯網技術應用于設施農業的歷史及現狀
發達國家設施農業物聯網發展較快,20世紀后期就已經有基于網絡化、分布式的溫室環境控制系統研發的報道,這與他們先進的生產管理水平密切相關。英國研發出用于儲藏室或花園溫室的入侵警報系統和霜凍系統、通風加熱控制系統、遠程無線灑水系統等系列無線設備;日本研究開發出“Open Plannet,OP”雙向遠程監控系統,利用基于以太網的嵌入式網絡技術實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[2]。荷蘭向花卉培育者提供植物生長控制系統,可以實現復雜環境下溫室植物的個性化追蹤管理。在美國,20%的精細農業都應用感知技術,在農業生產信息獲取、生產管理、輔助決策、智能實施中發揮了關鍵作用。美國加州研發出的“草莓培育物聯網系統”能夠實時監測植物的生長狀況,根據土壤和環境空氣的動態變化,自動啟動施肥澆水或溫度調節等智能設施。近年來,隨著一些發達國家大面積推廣精細化、自動化的農業生產技術,對農作物的生長環境進行監測,并針對作物生長需要進行生長環境、農業機械的自動控制,使得物聯網技術可以無縫接入,應用環境較為完善[3]。著名的系統有英國開發的農業管理與決策選擇系統、美國的作物決策管理系統等[1]。有此作保證才能真正實現農業生產管理的智能決策與控制。這其中,歐美發達國家尤其值得我們學習的是農業知識處理與應用系統開發方面,他們通過集成大量知識和農業生產流通第一線數據,來為品種選擇、土壤營養診斷、水肥管理、病蟲害診斷、農產品加工、流通等農業生產全過程提供信息化服務。
我國物聯網的研究幾乎與國外發達國家同步進行,在農業上的研究應用領域也較為廣泛。2011 年,農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》,包括北京市設施農業在內的三大國家級物聯網應用示范工程開始啟動, 2013年,上海、天津、安徽3個省市被農業部列為農業物聯網區域試點[4],我國農業物聯網發展駛入快車道。迄今全國已有8個?。▍^、市)(另外還有黑龍江、內蒙古、新疆)承擔的國家物聯網應用示范工程和農業物聯網區域試驗工程先后啟動實施,并取得了階段性成果,也帶動了各地農業物聯網的發展。
成績較為突出的如:北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范,開發了與農業技術結合的墑情監測系統,為政府決策、農戶技術指導、公眾消費和設施蔬菜生產管理提供了便利,實現了設施農業環境監測和農業用水精細管理[5]。江蘇省則開發了基于物聯網的智能農業管理平臺,側重對設施農業、豬舍生產環境進行監控,一定程度上實現了對農業設施的自動化管理,并逐漸開始進行規模推廣[6]。天津市建成了國際先進的農業物聯網平臺,實施了農業生產經營物聯網智能化控制與管理工程。應用種植業設施環境信息監測、智能化控制與管理等物聯網技術,建設了總面積逾667 hm2的核心試驗基地,開展了約1 000棟節能溫室的示范應用。此外,國內許多企業也加入到農業物聯網研發行列,如北京昆侖海岸傳感技術有限公司、大唐移動通信設備有限公司、上海順舟網絡科技有限公司等在開發產品的同時,還提出了設施農業物聯網體系解決方案來構建設施農業智能控制系統,以適應各種類型和不同規模的生產需要 [7]。
2 物聯網技術在設施農業應用的發展瓶頸
雖然農業物聯網技術在我國設施農業中的應用成效較為顯著,但農業物聯網是項復雜的工程,在我國總體上尚處于試驗階段,目前主要在示范型農業、科研溫室等系統中有所應用,距離大規模商業化應用還需要一定時間。促進農業物聯網蓬勃持續發展,必須面對制約其發展的瓶頸問題。目前,我國設施農業物聯網發展中的主要問題可以概括為以下3個方面。
一是優質農業專用傳感器的缺乏。農業部信息中心主任李昌健說:“目前我國農用傳感器種類不到世界的10%,國產化率低、缺乏市場規模效應。在覆蓋面、適用性等方面還有很大提升空間[4]?!倍?,國內產農用傳感器良莠混雜,質量參差不齊,性能不夠穩定,使得監測數據不夠準確,又沒有權威的評價標準,因此農業生產者很難信賴物聯網設備。
二是資金投入大、回報周期長。農業物聯網基礎設施建設不僅一次性資金投入大,需要長期更新維護,而且回報周期長。目前,我國仍以小農戶分散經營為主,農業整體比較效益低下,對于普通農民來講,物聯網設備價格偏高[4],過于“高大上”,很難大面積推廣。只有規模經營或者高效種養殖業才更有利于物聯網技術的推廣應用。
三是應用研究缺乏,急需“接地氣”的生產應用參數及軟件產品研發。目前國內農業物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主,在設施農業生產上還主要停留在監測與初步分析環節,沒有真正意義實現科學決策和智能控制,根本原因在于對數據分析及其生產應用的研究不夠重視。
綜合分析三方面問題,首先對于設備問題,我國的企業、科研機構普遍較為重視,相信隨著科技的迅猛發展,大批低成本、低功耗、性能好的各類農業傳感器很快會在市場上涌現。其次對于資金問題,當前還是政府投入引導為主,隨著設備成本的降低,政府補貼的實施(據報道,有關部門正在研究建立農業信息補貼制度,加快推動將農業物聯網相關產品和裝備納入農機購置補貼目錄[4]),將會引入電信運營商、企業、科研單位、高校等社會力量的加入,逐步形成政府引導、投資主體多元化、運行維護市場化的格局。因此,制約農業物聯網技術在我國推廣應用的最大瓶頸無疑是采集數據如何應用,物聯網如何為農業生產帶來實實在在的效益,即如何打破“拿上來一大堆數據,卻不知道干什么用”的窘況。重視“應用層”這個頂層設計,以應用為導向來做研發,是農業物聯網發展到今天必須引起重視的核心原則和目標。
3 設施農業物聯網技術應用研究方向
設施農業物聯網應用研究涉及的領域較為廣泛,確立研究方向要結合生產實際和未來發展趨勢,可以重點從5個方面研究入手。一是注重數據的積累與分析,通過分析各類型數據發現農業生產規律,建立設施作物水肥管理模型、病蟲害發生預警模型等,用于指導生產;二是研究成本低、效果佳、面向不同作物栽培的各種類型設施的應用模式,包括研究設施內網絡節點的布控、設備系統的集成等;三是開發適用于當地設施生產實際、擴展性好、操作簡便的物聯網管理軟件,結合專家模型的嵌入,成為農民身邊的技術管家;四是以農業物聯網技術應用研究為基礎,制訂操作性強的農業物聯網應用標準,如針對不同設施蔬菜種植制定物聯網栽培管理應用標準、蔬菜環境監測系統集成規范等,便于推廣應用;五是加強作物生理生態信息的監測與研究,從長遠來看,研究作物生理生長模型是提高設施作物生產潛力的根本和核心技術,有必要及早開始規劃并實施[8-9]。
綜上所述,隨著科技的不斷發展,農業物聯網技術設備將會日臻成熟,但要大規模推廣應用,得到市場的認可,還必須與各地區農業生產實際相結合,不能操之過急。要優先從基礎好、規?;潭雀?、產值高的行業入手,但更為關鍵的是要提升數據分析能力,加強應用層面的把控與研究,才能充分發揮農業物聯網的優勢。
參考文獻:
[1] 余欣榮.物聯網 改變農業、農民、農村的新力量 農業物聯網知識讀本[M].合肥:安徽科學技術出版社,2012:63-64.
[2] 張唯,劉婧.設施農業種植下物聯網技術的應用及發展趨勢[J].科技廣場,2012(1):238-241.
[3] 唐珂.國外農業物聯網技術發展及對我國的啟示[J].中國科學院院刊,2013,28(6):700-707.
[4] 喬金亮.物聯網如何和農業更好結合[N].經濟日報,2013-11-5(13).
[5] 許世衛.我國農業物聯網發展現狀及對策[J].中國科學院院刊,2013,28(6):686-692.
[6] 劉家玉,周林杰,荀廣連等.基于物聯網的智能農業管理系統研究與設計――以江蘇省農業物聯網平臺為例[J].江蘇農業科學,2013,41(5):377-380.
[7] 李作偉.物聯網技術在設施農業中應用的調查研究[D].鄭州:河南科技大學,2012.
關鍵詞:中職;計算機網絡技術;物聯網技術;軟件技術;實訓教學
前言
物聯網技術作為信息產業發展的第三次革命,涉及的領域廣,其理念也日趨成熟。從整體來看,中國物聯網市場主要份額有智能工業、智能物流、智能交通、智能電網、智能醫療、智能農業和智能家居等行業。2009年8月,“感知中國”的講話把我國物聯網領域發展推向了,我國在無錫建立了“感知中國”研究中心,中國科學院、電信運營商和多所大學在無錫建立了物聯網研究機構,越來越多的行業和企業需要物聯網技術人才,加大物聯網工程技術各級人才培養力度,已經成為當前職業教育相關專業改革與發展的一項重要和緊迫任務,中職業學校的計算機網絡技術專業課程的設置應該著眼于社會的發展需要,增加在物聯網技術應用型人才培養,在課程設置、教學內容以及實訓上增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,適應社會信息化產業新趨勢的發展。
1中職物聯網技術專業現狀
目前,全國大多數本科、高職院校都開設物聯網工程技術專業,并把該專業作為重點規劃和發展專業,學科知識體系及課程設置都在研究與探討,物聯網專業教學與實訓處在摸索、實踐階段,沒有成熟的體系、成功的經驗可以借鑒。中職學校也積極創造條件開設物聯網技術應用專業,但是物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展技術,主要涉及計算機網絡技術、計算機軟件開發和電子技術等綜合的學科應用,而大多數中職學校學科體系不夠完善、受學制,專業師資和教學實訓設備等因素限制,如何在學?,F有師資、課程、實訓設備的基礎上,創建能滿足物聯網產業企業的需求、又具有本校特色的物聯網專業,是各個學校急需解決的問題。在物聯網技術專業的建設與人才培養上采用兩步走的方式來實現:第一步,各中職學校將結合學校學科專業體系的特點與優勢在電子技術應用、計算機網絡技術、計算機軟件技術專業增加物聯網技術方向的基礎課程和實訓課程,進行探索與實踐。第二步,整合相關專業教學實踐、教學資源,制定統一、完善的物聯網專業課程體系和人才培養方案,使之形成一個整體。
2物聯網技術的專業課程設置
目前,計算機網絡技術專業所開設的專業課程與教學實踐都是基于普通計算機之間互聯的網絡工程技術,而物聯網是物與物相連的互聯網,是互聯網的延伸,物聯網技術是多個學科技術交叉融合的新興發展綜合技術。主要涉及電子技術、網絡技術和軟件技術等綜合的學科應用技術,知識系統非常龐大,必須進行研究與梳理,依據人才培養的目標定位,考慮中職學制與學生學習能力,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識,進行適時課程的設置調整,根據物聯網技術系統層次結構特點和關鍵技術,課程設置如圖1所示,使學生掌握新的知識與技術,從而擴大就業面,提升在就業中的優勢而計算機網絡技術專業標準課程設置中已經涵蓋了物聯網技術網絡層知識領域,只需要增加的主要是物聯網感知層和應用層的相關核心課程。具體是在專業基礎課增加《物聯網技術導論》,專業課上增加感知層《傳感技術與檢測》、《RFID技術與應用》、《傳感網組網技術》課程和《網站建設與管理》、《數據庫的應用技術》應用層課程。
3物聯網技術實訓體系設置
對于中職學生而言,物聯網技術應用的定位應體現在工程實踐性,學生需要有知識理論的學習,更要注重工程能力的實踐,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能,根據物聯網技術專業課程的設置,結合計算機網絡技術專業的實訓教學與設施情況,確定物聯網技術專業課程的實訓體系,確定實訓教學的內容。(見表1)
4物聯網技術教學實訓的實踐
中職計算機網絡技術專業受學制(三年)和學生學習能力、實訓條件、師資等因素限制,課程調整的空間較小,在明確專業人才培養定位,根據網絡專業的課程架構與知識體系,合理組織增加物聯網技術的知識教學與實訓,系統的增加物聯網技術的知識,適當調整專業課程,一方面將物聯網傳輸層新技術與知識“嵌入”到原有的課程教學中,比如:將傳感器技術和RFID技術知識作為電子技術基礎的內容,無線傳感網組網技術加入到網絡課程中,將數據庫技術知識融入網站建設與管理課程中。另一方面,進行適時課程的設置調整,在有限的學時上增加《物聯網技術應用》課程教學與實訓,進行典型的應用系統綜合實訓,如智能家居與智能安防監控綜合實訓。
5物聯網技術實訓室設計
計算機網絡技術專業建設有完善的網絡布線實訓室、網絡設備配置實訓室、系統搭建實訓室、網絡安全實訓室,能完成網絡工程的實踐教學實訓。物聯網技術實訓室可以對原有的網絡工程實訓室進行改造,規劃和購置物聯網實訓模塊設備,模擬物聯網應用工程環境和實際應用環境,構建“理實一體化”物聯網技術應用實訓室,拓展原有實訓室的功能,提供課程教學實訓從理論知識學習、講解到演示、基本技能訓練、工程項目實踐等多層次教學實踐。借鑒網絡技術的項目教學實踐體系,根據物聯網工程的工作過程構建實踐體系,設計教學實訓內容,注重培養學生實際工程的應用技能。因此,通過物聯網技術專業課程、實訓體系設置、實訓實踐及實訓室建設的研究和探索,我們可以在中職計算機網絡技術專業增加物聯網技術的知識與技能實訓,培養既掌握計算機網絡專業的知識技能,又懂得物聯網技術的復合型技術人才,擴寬計算機網絡專業的學生就業渠道,提高學生就業競爭力。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育.中等職業學校專業教學標準---信息技術類(第一輯)[M].高等教育出版社,2015.
[2]黃永前,劉凌.中職計算機網絡技術專業物聯網技術課程設置探索[J].物聯網技術,2016.
[3]李翔宇,曾燕清,陳志德.基于崗位需求的物聯網工程專業實訓教學體系建設思考[J].福建電腦,2016.
(1)物聯網產業發展目標明確
物聯網的概念已經家喻戶曉,全國各省市均興起了物聯網產業建設與發展的。經到區模范馬路科技園等部門調研了解到,從省、市到區都就物聯網產業做了詳盡的目標規劃,其中市的物聯網產業發展目標是實現2012年全市物聯網產業銷售收入600億元,2015年達到1500億元,形成具備較強國際競爭力的產業集聚,形成國內知名的物聯網產業基地。區的模范路物聯網產業發展目標是,2012年實現銷售收入200億元,聚集各類物聯網相關企業200家。到2015年,產業基地實現銷售收入500億元,聚集物聯網相關企業500家,在系統集成、應用軟件開發、信息服務、系統解決方案設計等領域培育銷售收入達10億元的規模型企業3—5家,形成在全國具有較強競爭力和影響力的物聯網產業集群。
(2)發展物聯網的優勢顯著
區作為市中心城區,匯聚了20所大學、86個國家及省部級重點科研機構、58家科研院所、42位兩院院士、10萬人的科技隊伍,擁有豐富的智力資源和創新潛力。其中模范路科技創新園作為全市科技創新“中樞神經”,位列省十大創新型園區之首,是市建設國家科技體制綜合改革試點城市和國家創新型城市的五大科技創新工程之一;軟件園和科技街也形成了鮮明的規模和特色。長期以來,區委、區政府高度重視無線通信、軟件與信息服務、電力自動化等物聯網相關產業的發展,將其作為促進全區產業結構優化升級、加速全區各科技園、街形成自主創新核心競爭力的重要引擎,為物聯網產業的發展打下了堅實的基礎。
(3)物聯網產業已處于領跑之列
在區政府的主導下,“政產學研金”緊密結合,成立了物聯網應用研究院;各高校和科研院所利用自身學科優勢,建立了一批重點實驗室和工程技術中心,并以此為核心建立專業研發機構,致力于物聯網關鍵技術研發和高端人才培養。例如大學依托固體微結構物理國家重點實驗室和計算機軟件新技術國家重點實驗室,成立了微納技術與研究院;郵電大學作為國家工信部共建高校,依托電子信息專業領域學科優勢及無線通信與傳感網技術教育部重點實驗室等資源優勢,打造全國首家以物聯網為特色的大學科技創新園,成立了物聯網研究院和物聯網泛在通信實驗室。
二、如何使物聯網產業做得更有規模、更有特色
目前區在做大做強物聯網產業規模上,已經取得了顯著的成果:在產業發展方向上確定了以智能電網、智能交通、智慧醫療、平安應急、智慧家居、城市地下管網數字化系統建設等板塊為優先發展方向;在布局上,規劃了模范路科技創新園區、軟件園等;在產業運作上,規劃了物聯網技術創新平臺、產業集聚平臺、服務經營平臺和市場交易平臺等。
下一步,如何結合區的特點,在物聯網產業初具規模的基礎上,做出自身的特色,建議做一些更深入的分析和定位思考。下面簡單羅列三個城市的物聯網發展特色,供分析和參考:(1)無錫市儼然是整個物聯網產業的零頭羊,獲得了國家和省、市的大量資源投入,從國內外邀請了大量的物聯網業、高校進駐無錫,打造國家級物聯網領軍基地,其物聯網的發展方向是廣而強。(2)北京市抓住政府機構云集的的特點,著力發展物聯政務網,建立政務物聯網投入于社會管理。(3)深圳市重點打造物聯網制造業。物聯網的主要構成部件均為電子產品,深圳借助“制造之都”天然條件,重點發展物聯網制造業,并快速形成大規模的產值。
作為市高校集中、科技企業集中的核心城區,可以做精做細的方向很多,本調研重點建議的一個特色發展方向——建立“區物聯網技術開放服務與推廣基地”,整合國內外的物聯網核心技術,重點研發出物聯網涉及到的40多種核心傳感與傳輸技術模塊,并將研發的所有物聯網技術全部對高校師生、社會企業開放,源代碼開源,從而使教育領域和企業領域,都能采取搭積木的方式,快速地學習、研發和生產物聯網產品,從而快速實現較大的社會效益??偨Y為一句話:開源物聯網技術,為全社會無償培養物聯網人才,形成區的一大特色。
三、建立區物聯網技術開放服務與推廣基地的措施建議
按照做精做細的思路,組建開放的區物聯網技術開放服務與推廣基地,該基地重點開展兩方面工作,一是集中研發和積累一大批物聯網技術;二是利用掌握的物聯網技術,為駐區高校和企業服務,幫助駐區高校學生促進就業,幫助企業降低研發成本,快速形成物聯網產業群。
(1)組建開放的實驗室,研發一批物聯網技術單元
組織由企業牽頭、高校配合、政府扶持的物聯網實驗室和教育基地,研發出一系列物聯網技術單元和平臺。涉及到的技術可包括3G、4G無線模塊、WIFI、藍牙、2.4GZIGBEE、433M無線傳輸、COFDM無線傳輸、電容式觸摸技術、電磁觸摸技術、錄音錄像采集、GPS定位、北斗定位、雷達測速和感應、RFID(包括13.56M、924M、2.4G)、IC卡、磁條卡、溫度傳感、濕度傳感、光敏傳感、壓力傳感、羅盤、壓力傳感、重力傳感、各類氣體傳感等,以及指紋識別、人臉識別、身份識別等智能模糊識別技術等。將上述各類傳感技術研發成一系列的“物聯網積木”,使用者根據應用需求,快速學習或研發出所需要的產品。
(2)研發專門針對駐區高校和技校的特色產品
在當前學生就業壓力越來越大的形勢下,如能幫助學生改善就業,則善莫大焉。目前普遍存在的一個社會現象是企業缺技術人才,而大量的大學生卻很難找到工作。我們覺得,在這個環節上,可以嘗試由區政府科技部門提供部分科普基金、勞動人事部門提供部分就業資金、高?;I集部分教學資金,組成物聯網教育基金,建設一批物聯網教育學習硬件平臺,并免費提供上述物聯網各類技術和開源軟件;在轄區高校、技校建立物聯網聯合實驗室,為科技類專業學生提供試驗、實習環境,增強動手和實戰能力;與全國性的人才網站合作,實現將需要物聯網人才的企業和高校畢業生對接。
在上述效果驗證可行的情況下,可進一步在互聯網上,建立開放的物聯網實驗室,為全國所有的高校、技校,以及科研院所提供開放的技術支持。同時,服務平臺也可以通過有償提供物聯網硬件平臺和技術模塊的形式,產生收入,形成良性的市場化運轉。
摘要:針對物聯網產業的發展現狀和趨勢,分析了高職院校開設物聯網技術專業的必要性和重要性。根據物聯網技術的特點,探討了高職院校物聯網技術專業課程的設置問題,在此基礎上,詳細闡述了高職院校物聯網技術專業課程體系的設計和構建。
關鍵詞 :高職院校;物聯網技術;專業建設;課程體系
作者簡介:周亮,男,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系講師,碩士研究生,主要研究方向為軟件開發技術;張克功,男,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系講師,碩士研究生,主要研究方向為信息處理技術;黨燕,女,蘭州石化職業技術學院信息處理與控制工程系副教授,碩士研究生,主要研究方向為傳感器技術。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7747(2015)06-0036-04
物聯網是基于互聯網絡、移動通信網絡等信息傳輸載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡,其英文名稱是“The Internet of things”。和傳統的互聯網絡相比較,物聯網是基于各種感知技術的廣泛應用,是一種建立在互聯網基礎之上的泛在網絡。
一、物聯網技術發展現狀及前景
近年來,美日等發達國家和經濟體先后提出了智慧地球、智慧城市等概念,帶動了物聯網產業的迅猛發展。目前,物聯網產業資金投入量大,參與建設的大型高科技企業多,預計在2015年前后,物聯網產業將進入蓬勃發展的時期。物聯網技術的應用一方面可以提高生產效率,另一方面,可以為全球經濟的復蘇提供一定的技術動力。美國、歐盟等已投入巨資,研究探索物聯網技術,我國也在高度關注、重視物聯網技術的研究和發展。據美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,世界上物—物互聯的業務,與人—人通信的業務相比,將達到30比1。因此,物聯網產業被稱為下一個萬億級的技術產業,是未來推動世界經濟高速發展的重要生產力。[1]
二、高職院校開設物聯網技術專業的必要性和重要性
自2009年我國在政府工作報告中提出發展物聯網技術和產業以來,物聯網已進入快速發展階段。工信部預測,我國物聯網市場規模到2015年將超過5 000億元,2020年時將啟動萬億元級別的市場規模。[2]在以往幾年多所知名高校相繼成立物聯網技術專業的基礎上,2011年,全國又有一些高校和企業加入了物聯網教育和研究行列?;谝陨蠋c,在良好的發展環境和國家政策的大力支持下,高職院校建設物聯網技術專業勢在必行,并有著較好的發展前景。
物聯網技術自1999年提出以來,經過十多年的經驗積累和技術研究,已進入蓬勃發展時期,物聯網產業相關領域的人才相對匱乏,就業缺口大,各層次的物聯網技術教育顯得尤為重要。物聯網產業的大量人才需求,能夠很好地解決目前高職院校招生難就業難的問題。學生就業將更多地走向沿海發達城市,在物流、安防、交通、汽車等多個行業充分發揮技能,施展才華。[3,4]因此,高職院校應積極響應國家產業轉型優化升級戰略,結合現有專業技術優勢資源,將物聯網技術作為一個重要的專業方向進行規劃和建設,為國家培養適應形勢需求的人才,為學生創造更好的就業機會,為學院科研工作提供更好的實驗條件。
三、高職院校物聯網技術專業課程設置與課程體系構建
(一)物聯網行業從業技能分析
物聯網技術是計算機、電子、網絡、通信及軟件工程等多個技術相融合的綜合應用技術。從物聯網產業鏈的角度分析,物聯網產業可以分為感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。感知控制環節通過感知設備獲取物體的狀態信息,這個環節需要從業人員具備電工電子技術以及嵌入式設備設計和調試的能力;當信息被感知后,通過數據傳輸環節將數據傳輸至數據處理環節,這個環節通過通信網絡傳輸數據,需要從業人員具備計算機網絡和數據通信等技術;數據處理環節主要對接收到的數據進行分析、處理和應用,需要從業人員具備系統設計、系統應用和系統管理的能力。
綜上所述,可將物聯網技術分為3個層次,分別是感知層、通信層、應用層。感知層技術主要涉及感知終端的設計和應用技術;通信層主要涉及計算機網絡和通信技術;應用層主要涉及物聯網應用系統軟件開發及維護技術,物聯網行業從業人員所需技術如表1所示。
(二)培養目標
根據對物聯網行業從業技能的分析,物聯網技術專業培養目標是德、智、體全面協調發展,掌握物聯網的基本理論、基礎知識,具備基于計算機技術、自動控制技術、傳感信息處理技術和互聯網技術進行信息標識、獲取、傳輸、處理、識別和控制的能力,能夠進行物聯網系統集成、物聯網相關產品的開發和應用、物聯網工程實踐,服務于經濟和社會發展需要的高素質復合型應用人才。
(三)專業課程設置
根據物聯網行業從業人員所需技術分析,核心課程的設置可分為三個部分,分別是感知層課程、通信層課程和應用層課程。
感知層課程主要涉及感知終端的設計和應用技術,包括各種傳感器的設計、調試和應用技術,以及芯片設計和應用技術,如射頻標簽和嵌入式芯片開發、調試技術等。要求學生通過該層次課程的學習,掌握一定的數字和模擬電子技術、嵌入式開發技術等內容。通信層課程主要涉及數據傳輸環節的相關技術,要求學生通過該層次課程的學習,掌握計算機網絡和通信的相關技術,具備通訊系統的運行維護與管理能力,以及通信設備的安裝、調試和故障排除能力。應用層課程主要涉及物聯網運行系統的開發和維護技術,要求學生通過該層次課程的學習,具備物聯網應用系統的開發和維護能力。
為了能夠較好地實現專業培養目標,專業課程設置如表2所示。
(四)專業課程體系構建
各專業課程之間的關系如圖1所示。
四、物聯網技術專業就業前景
物聯網作為國家倡導的新興戰略性產業,受到了社會各界的廣泛重視。當前,物聯網技術專業已成為就業前景十分廣闊的熱門專業,有較多的知名企業參與物聯網的建設和運營。物聯網用途廣泛,遍及智能家居、智能交通、現代物流、環境保護、精細農牧業、智能消防、工業監測、政府工作等多個領域。通過物聯網技術專業的培養,學生能夠了解與物聯網產業有關的法規與發展動態;具有設計、構建、調試、維護物聯網系統的能力;具有對物聯網信息系統進行管理的能力。物聯網技術專業的畢業生能夠就業于參與物聯網相關產業的企業,從事物聯網系統設計、開發、管理與維護等工作。
綜上所述,物聯網產業有著很大的發展空間,將成為我國及世界經濟新的增長點。隨著我國物聯網產業的發展,物聯網行業需要大量的高技術、高技能人才,物聯網技術專業畢業生所從事行業具有廣泛性和靈活性的特點,這無疑為高職院校提供了新的發展契機。
參考文獻:
[1]張南.中國移動:物聯網是“萬億級”產業[J].通信世界,2009(36):I0007.
[2]石軍.“感知中國”促進中國物聯網加速發展[J].通信管理與技術,2009(5):1-3.
[3]徐益清.專業建設新途:“三段階梯式”和“兩個一
半”——以江蘇省惠山中專電子與信息技術專業為例[J].江蘇教育,2014(16):53-54.
關鍵詞:專業建設;物聯網;課程體系;實踐體系
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)02-0166-02
自2001年開始,我國高校開始開設網絡工程專業,其專業定位、培養目標、課程體系等均處于發展中,各學校對網絡工程專業的發展進行了有關研究[1,2]。許多高校在計算機科學與技術、軟件工程等專業的辦學基礎上新開辦了網絡工程專業,為社會輸送大量精通計算機技術和網絡技術的人才。長沙理工大學于2003年申請了此專業,雖然在制定培養方案之前做了大量調研,也借鑒了不少其他院校的辦學經驗,但是網絡工程畢竟是一個開辦時間不久的專業,最早開辦此專業的院校時間也不長,大家都還處于研究和發展階段,因此,在最初的培養方案制定過程難免會考慮不完善,在隨后的教學和培養過程中需要不斷根據實際發展來進行調整。
以射頻識別、無線傳感器網絡等技術為核心的物聯網是互聯網基礎上的延伸,是一種實現物物相連的互聯網,被認為是新一代信息技術的領跑者。物聯網是多學科交叉的新興學科,國內的物聯網熱推動了物聯網專業人才培養模式方面的研究。隨著物聯網技術的快速發展,網絡工程專業如何適應新技術的要求,設置良好課程體系,滿足社會需求,成為一項緊迫而重要的任務。高等院校是培養人才的基地,必須時刻把握時展的脈搏,及時調整培養方案,合理設置課程體系,培養掌握網絡及其相關技術的高素質人才,滿足不同行業對網絡工程專業人才的需求。
為了專業發展的需要,如何根據學校和學生的實際情況制定合理的培養方案,成為一個需要迫切解決和值得探討的問題。我們已經在網絡工程專業的培養方案、方向課程等方面進行了較為深入的研究[3,4]。但以上研究從學科建設角度關注網絡工程專業人才培養模式,并沒有針對學生的實際需求來開展具有行業特色的應用型人才培養模式的研究。本文對網絡工程專業的發展進行了大一到大四四個年級的調研,提出了加強網絡工程專業物聯網技能訓練、增加實驗室實踐機會等新思路,探討了在新技術條件下,如何將網絡工程專業改造成適合社會需要和學生需求的優勢專業。
一、專業調研目的
由于物聯網技術的快速發展,網絡工程專業的建設受到新的挑戰,本次調研的目的是了解網絡工程專業的學生對專業課程體系與所想掌握的知識及技能需求,同時了解學生的就業預期,收集在校生對工作單位、崗位、薪資水平的實際想法,旨在為本專業課程體系設計、課程設計和課程改革獲取第一手資料,也為人才培養提供真實有效的反饋信息。
二、調研對象及內容
調研對象為長沙理工大學網絡工程專業2009—2012級在校學生,約230位。因為新生2012級學生剛入校,所以設計的調查問卷有所區分。在發給學生調查問卷的同時,通過當面交流了解學生對網絡工程專業的建議。此外,通過和學校的招生就業等職能部門了解本專業的招生就業情況。調研內容設計圍繞調研目的進行,以專業技能、專業課程體系、就業意愿為調研主體,為了后期分析統計的需要,調研表采用問卷調查形式,輔助當面調研了解。調研問卷設計主要包括三個主要內容。1.學生急需了解的專業技能;2.學生在校期間學習的反饋;3.學生對就業的意愿和期待。
三、調研結果分析
經過對四個年級網絡工程專業學生的調研,與學校就業職能部門聯系,學生對這次調研表現出極大的支持,網絡工程專業學生根據自己的學習情況與所學課程在應用程度方面進行填寫調查表,同時將學生對專業技能各方面重視程度反饋給學校。許多同學根據自己的實際情況、專業技能和課程結構方面進行了答復。而且,學生大都在教育教學等方面給學校和老師留言,對教學的肯定、建議,這些對老師啟發很大。本次調研,我們發放調研表230份,收到有效調研反饋表共計217份,對反饋信息進行分析。
1.物聯網技術課程的開設。針對物聯網技術的迅速發展,而我校尚沒有開設物聯網專業的情況下,網絡工程專業的學生對物聯網技術的了解情況以及希望掌握的技能情況,進行了相關調查。得到了有關的反饋數據。反映目前網絡工程專業的學生對物聯網知識的了解程度,在哪個方面的技能最重要的選項中近一半的學生選擇物聯網方向,而在最希望參加哪方面的培訓的選題中43%的同學選擇了物聯網方向的知識,遠遠超過其它選項,說明我校網絡工程專業的學生在沒有開設物聯網專業的情況下,對物聯網知識是比較期望學習的。
2.實踐動手能力的需求。在對課程設計如何完成的問題中,51%的同學是獨立完成的,并且剩余的中有39%是自己在同學的幫助下完成,只有一成的同學沒有自己去實現,說明同學對于動手實踐的機會比較珍惜,希望能提高自己的實際動手能力,在期望學校改善哪方面的條件時,有45%的同學選擇了開放實驗室和提高實驗室條件,比獎學金(7%)、自主研究性課題(17%)、專家講座(5%)、的比率都高表明學生希望能提高自己的實踐能力。
3.就業崗位、地域及薪資分析。針對學生比較關心網絡工程專業的學生就業率和預想的就業薪資和就業區域問題進行了調查。以下是調查結果的情況。在和學校就業職能部門的幫助下,本文得到了近五年網絡工程專業畢業生的實際就業率,網絡工程專業的畢業生就業率一直保持在80%以上,尤其是近兩年不斷攀升,在今年更是達到了98.48%,相對其它專業,具有較明顯的就業優勢。而關于在校學生對就業后的薪資和地域分布,可以得到學生對就業后的剛開始薪資還是有比較理性的看待,將近70%的同學把起始薪資定位在4000元以下,而有近80%的同學講就業地域定位在省會以上城市,可能和IT行業的發展機會有關。
四、調研結果應用
根據調研結果的分析,我們在專業建設方向調整和實驗室建設等方面進行了改進。將原來的網絡工程培養人才方向由四個方向網絡管理與安全、網絡軟件開發、網絡工程與設計、物聯網集中調整為兩個方向,即網絡安全與管理和物聯網方向。在相應的課程設置上,增加網絡防護技術、數字認證技術、操作系統安全等課程,而在物聯網方向上增加傳感器網絡、RFID、云計算等課程。更加明確學生所需要掌握的專業技能。
加快建設物聯網實驗室,目前我們學校已經決定利用省部共建實驗室資金建設物聯網實驗室,滿足學生對物聯網知識的需求,增加其動手實踐能力。同時,盡可能開放現有的實驗室,開展遠程實驗等研究。
而關于學生的就業預期要求,學??梢杂嗅槍π缘闹笇?,更好的滿足學生就業愿望,實現更好的就業。
五、結語
在物聯網等新技術迅速發展的背景下,調整網絡工程專業的培養方案、課程設置、實驗室建設已經成為其適應社會需求的一種有效途徑。在本校2009級到2012級兩百多名學生中開展了新技術條件下,學生對專業建設的需求調研。本文對調研結果進行了分析和應用,論證了在網絡工程專業建設中增設相關物聯網技術課程的必要性,并提出進一步建設和開放物聯網實驗室滿足學生的需求,了解了學生的就業預期期望,將有利于針對性的開展就業指導。更大地促進了本校網絡工程專業發展同時對高校計算機網絡專業設置物聯網方向有一定借鑒價值。
參考文獻:
[1]田生文,鄒海林,楊洪勇,網絡工程本科專業課程體系的探討與實踐[J].計算機教育,2012,(5):101-105.
[2]王春枝,李紅,熊才權,網絡工程專業培養方案探索與實踐[J].計算機教育,2012,(23):86-89.
[3]姜臘林,易建勛,陳倩詒,網絡工程專業培養方案的研究和實踐[J].高等教育研究學報,2005,28(3):67-69.
【關鍵詞】物聯網;方案設計;任務驅動
0 引言
物聯網技術發展迅速,預計將成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮。社會經濟的發展與產業的轉型是物聯網發展的巨大推動力,經濟全球化使得所有企業面臨著激烈競爭的局面,企業需要及時獲取世界各地對產品的銷售情況和需求信息,為全球的采購、生產制定合理的計劃,為了提高企業的核心競爭力,需要推進信息化與工業化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物聯網在內的新一代信息技術改造升級社會管理和民生服務行業,以提高社會管理、公共服務和家居生活的質量和效率。
當前,世界各國的物聯網基本都處于起步階段:美、日、韓、歐盟等都正投入巨資深入研究探索物聯網,并啟動了以物聯網為基礎的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物聯網行動計劃”等國家性區域戰略規劃。在中國,工信部于2012年2月正式了《物聯網“十二五”發展規劃》,規劃的為物聯網產業的發展提出了指導思想和發展目標。規劃指出,“十二五”期間,我國將攻克一批物聯網核心關鍵技術,在感知、傳輸、處理、應用等技術領域取得500項以上重要研究成果;研究制定200項以上國家和行業標準;培育和發展10個產業聚集區,100家以上骨干企業,一批“專、精、特、新”的中小企業,建設一批覆蓋面廣、支撐力強的公共服務平臺,初步形成門類齊全、布局合理、結構優化的物聯網產業體系。
物聯網技術正逐漸從實驗室階段走向實際應用,目前,物聯網在工業制造、國家電網、機場安保、現代物流、醫療衛生領域、數字農林、環境保護、智能交通、智能家居、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等各個領域都得到了廣泛的推廣和應用。而從產業規模來看,據工信部預測,2015年我國物聯網市場規模將超過5000億元,2020年將達到萬億元級,預計未來5年復合年均增長率超過30%。
物聯網“十二五”規劃的頒布,中國將物聯網產業的發展提高到了國家戰略層面,物聯網作為新一代信息技術的高度集成和綜合運用,具有知識密集度高、成長潛力大、帶動力強、綜合效益好的特點。巨型產業的發展都離不開人才的培養,沒有人才的支撐,這個行業就不能興旺繁榮,人才的培養是產業發展的基石。
物聯網領域人才需求的大量增長,給高校專業的發展與改造帶來了機遇和挑戰。
2011年,在《教育部關于公布2010年度高等學校專業設置備案或審批結果的通知》(教高[2010]4號)中,新增批準的物聯網工程專業25所,傳感器技術專業2所。兩年來共獲批準的專業64個,涉及高等院校59所。
除了本科院校設置物聯網專業外,目前,多所高職高專院校設置了物聯網技術應用專業。從無錫職業學院周志德教授對無錫物聯網創新示范區中的30多所企業的調研報告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高職學生除了在研發、設計、測試崗位中,從事測試與輔助設計工作外,可以作為物聯網設備維護、解決方案撰寫、項目實施管理、售后服務與維保、項目與產品市場營銷等多種工作崗位的中堅力量。
1 增設物聯網課程的可行性分析
物聯網技術既代表新一代信息技術的發展趨勢,又立足于傳統的學科之上,物聯網融合了計算機技術、網絡技術、電子技術、測控技術、電氣工程及自動化和通信技術等多個技術領域,其中,物聯網工程專業的主干學科為計算機科學與技術、通信工程、網絡工程。
物聯網的技術架構被公認有三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層利用RFID,傳感器,二維碼等及時地獲取物體的信息;網絡層則通過各種電信網絡與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去;應用層是利用云計算,數據存儲與數據挖掘等各種智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
由于新增物聯網專業需要較長時間的論證和審批,而基于物聯網的體系架構和目前就業市場對物聯網方向人才的崗位需求,優化并調整現有計算機網絡技術專業課程,適當地增加物聯網方向的專業課程,既可以補充學生在信息技術前沿領域的技能,又可拓寬畢業生在物聯網方向的就業市場。
目前的計算機網絡技術專業開設的核心課程主要有:計算機網絡技術,網絡服務器的配置與管理,網絡設備安裝與調試,局域網組建與管理,網絡安全與維護,網絡綜合布線與工程實施,C語言軟件開發,網絡存儲規劃與實施,網絡數據庫管理與應用等,這些課程已經涵蓋了物聯網的傳輸層和應用層的大部分技術要點,但是對于感知層的技術的學習相對較少。由于目前學生的學時較緊張,建議在高職的第四學期或第五學期開設一門物聯網基礎課程,一方面用來拓寬學生的專業知識,另一方面作為網絡技術專業的后續物聯網課程設置研究的試點。
2 物聯網課程建設的構想
2.1 課程定位
根據調研,目前物聯網方向的就業崗位主要集中在物聯網系統集成,產品設計、研發和測試,物聯網工程項目的實施、管理以及物理網的應用等。各相關企業也列舉了從事物聯網相關職位的職責信息(表2)。
在計算機網絡專業增設《物聯網技術》課程,該課程是計算機網絡技術專業根據專業培養目標和所面向的企業職業崗位要求而擬開設的一門專業課程,是基于物聯網相關工作任務的項目化課程。本課程設置的主要目的是結合企業和勞動市場的需求,培養學生從事物聯網設計、管理與維護的核心職業能力,使學生能夠分析、設計、部署中小型企業物聯網的網絡結構和應用服務,維護網絡安全,監控網絡性能,具備管理物聯網所需要的技術基礎和能力基礎。
表2 物聯網方向就業企業及工作崗位職責描述
2.2 課程內容開發
《物聯網技術》課程既是一門物聯網方向的基礎課程,又是一門涵蓋內容廣,技術綜合性強的課程,它涉及了物聯網的概念、架構、設計、組建、維護、應用等各個領域,采用工學結合模式的項目教學法進行設計,課程的開設將促進高職學生對新技術的理解與學習,又將在拓寬學生的就業領域等方面起到較好的作用。
《物聯網技術》課程按照學習領域認知、項目教學和綜合實訓的思路共設計了6個項目,18個任務,56個子任務,涵蓋了物聯網中的關鍵技術,主要包括:物聯網的概念與應用,物聯網的架構與技術體驗,基于無線射頻識別RFID的應用,無線傳感網的組建與維護,現場總線網絡的組建與維護,遠程網絡傳輸與多網絡融合,小型物聯網項目的設計與實施等內容。在每個項目中又提煉出各項關鍵技術的重要內容來設計成多個學習任務,例如在無線傳感網的組建與維護項目中,包含了:感受短距離通信網和無線傳感網,基于WiFi技術的傳感網絡,基于ZigBee的自組織網絡,基于藍牙技術的傳輸網絡,無線傳感網應用等任務,基本涵蓋了無線傳感網的重要知識點。圖1為本課程的項目及任務,其中項目6中的四個任務為任選其一即可。
2.3 教材開發
在對多家物聯網企業進行調研和對人才需求的充分分析的基礎上,準確把握物聯網人才的培養目標、就業崗位、典型工作任務及專業知識與技能,由學校和公司共同開發工學結合模式的校企合作教材。
2.4 師資培養
由于《物聯網技術》課程涵蓋的內容較廣,涉及到無線傳感網絡(WSN)、傳感器的應用與檢測、無線射頻技術(RFID)、現場總線技術、移動通信技術、物聯網的設計與應用等多種技術,教師可能難以在較短的時間內深入的把握各項技術的內涵,可以請企業的專家與學校的教師共同講述該課程,來培養教師的在教學內容和教學方法上的技能。
學校創造條件支持教師參與企業培訓、項目合作開發,做到教學信息和市場同步。
2.5 實訓室建設
物聯網技術實訓室的建設采用校企合作的模式,根據教學項目模塊,采用先進的物聯網產品進行設計、開發。它既可以為學生提供綜合實訓,也可以開展對外技術培訓、職業技能鑒定工作。
3 結論及展望
本課程方案主要針對高職院校計算機網絡專業的大專生,通過該課程建設可以拓寬學生對物聯網的認識及相關技術的掌握,為學生從事相關領域的工作奠定基礎。
隨著物聯網技術課程的開設,學生將進一步掌握信息技術的前沿知識,拓寬學生的就業市場,也為其它的物聯網課程的開設及物聯網專業的申報進行了探索和實踐。
【參考文獻】
[1]物聯網“十二五”發展規劃,工信部[Z].2012.
[2]周志德.物聯網專業的人才需求分析與課程體系構建[J].中國職業技術教育,2011(36):39-43.