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物联网工程专业实践课程建设

2017-07-29蔡靖

电脑知识与技术 2017年12期
关键词:联网实验室工程

蔡靖

摘要:物联网工程专业是一门新兴的专业,目前还处在摸索发展的过程中,这门专业的设立旨在培养更多掌握网络专业性的学生,紧跟时代大潮,为国家建设做出贡献。该文分析了物联网专业的发展以及其培养目标和定位,就物联网专业实践课程建设提出了建议。

关键词:物联网工程;实践课程

物联网是由麻省理工学院自动标识中心于1999年提出,是指通过传感器、全球定位系统、激光扫描等识别系统,把物体和物联网连接起来,从而实现智能识别、跟踪、定位、管理等目的。2009年8月温家宝总理在无锡考察中科院时,明确提出要求尽快建立起中国传感信息中心,即“感知中国”的中心。物联网的大量引用到生活中可以方便生活,增加工作效率。物联网时代的到来,对我国的发展也激起了挑战,物联网工程专业的设立就是加强人才方面的竞争,大力培养这方面的人才,加强我国未来物联网发展的需求。

1物联网工程专业

近年来物联网作为一个新兴竞争行业,得到了学术界和产业界的广泛关注,其利用范围较大,广泛应用于环境、产业以及生活等方面,其中最具代表性的要数物流行业、环境监控、食品安全以及绿色节能。当前我国有超过1600家企业从事传感器的研发制造,市场规模超过900亿元。当然在去全球范围下的物联网产业科技的大潮下,物联网方面的人才紧缺就亟待解决。

在教育部颁布的首批新兴战略专业中,申报物联网工程的高校就高达700多所,其中包括武汉大学、哈尔滨工程大学、合肥工业大学等211、985这类高等院校。物联网工程是一门工科专业,也是一个交叉学科,是多个学科的融合,其中包括计算机技术与科学、检测与自动化以及信息与通信工程等。

物联网由感知层、网络层和应用层组成,以下是物联网工程专业的理论层次。

2物联网工程专业定位以及培养目标

物联网工程专业作为一个产业新兴专业,其繁荣发展需要大量精通互联网信息技术的人才。对学习这各专业的学生素质也有着更高的要求。我国把物联网工程专业列为五大新兴战略性产业之一。物联网具有产业链长的特点,物联网在当代的发展也对学习该专业的毕业学生有着较大的影响。

1)本专业培养的学生要求德智体全面的发展。具备扎实的计算机科学技术、射频与微波技术、系统工程等基础理论和技术等,能够系统地掌握物联网相关的理论知识科学方法和实践技能,并且具备在本专业的领域的创新知识以及较强的实践能力。

2)物联网工程专业培养人才的基本理念是“夯实基础,注重实践”。例如完成一个低频放大器的实验,学生必须记住所有可能用到的公式,基尔霍定律、诺顿定律等等,还要掌握一些基本的操作和测量方法,交直流电的测量、放大器的频率等;还要掌握一些仪器的使用方法,电流表、示波器、频率计、毫伏表等。只有学生在这些基本原理都掌握的时候才能正确地完成一个实验。或者也可以说,学生是通过实验夯实这些书本上的理论知识。

3)本专业的项目工程也需要团队合作精神。以软件开发工程为例来讲,其中的通信协议接口非常重要,以及软件开发工具、软件测试等这些基础理论知识都非常重要,由于工作量大,软件的规模庞大,单个技术人员的能力又有限,并非由一个人就可以单独完成,这个时候就需要技术人员之间相互的协助。团队的分工协作已经成为了当今软件开发和物流网工程产业的主流,但是这门专业的团队并不是单纯的人员增多,而是各司其职,每个人尤其自身的任务,分工合作(例如计算、分析、管理以及测试等工作)。例如学生在学习Protel,AUTOCAD等这些基础应用软件时,就可以让他们分成小组,安排组长,组长负责分配任务,分别负责理论和实践这两部分,当每个小组完成任务再聚集一起共同探讨。

4)本专业需要学生的创新能力。创新是每个教育工作者对学子的基本要求,学以致用举一反三在物联网工程专业也同样需要,例如在学习传感器原理以及应用时,学生除了要掌握SSPD(自扫描光电二极管阵列)和CCD(电荷耦合器件)等这些基础知识,还要了解它们在生活中的应用,例如数码摄像机以及指纹机就是利用了CCD,更重要的是学生要学会创新,将学到的这些基本理论迁移到生活,发明能够帮助简便生活的东西。

3物联网专业实践建设策略

当前高等教育必须把学生的能力培养放在首位,而在物联网工程专业上的表现就是要体现出其综合性、多样性和工程性。以下是对物联网工程专业实践建设策略提出的几点意见和探讨。

3.1专业实践教学内容设计

根据物联网技术以及应用设计出适合学生的教学模式,找到本课程的教育方针。例如在学生大一时,主要开设基础理论知识课,先让学生掌握程序设计、数据结构、操作系统、计算机基础托这些理论必修课。等到了大二就可以开设一些实践课程,例如带学生到各大数控中心参观或者组织他们自主研发新品。也可以让他们接触多种多样的实验设备。例如固化协议栈中的SNAP系列,这个系列可以帮助学生拓展思维,SNAP网络是由CEL公司和svnapse Wireless合作开发的无线mesh协议,SNAP具有很多特点,例如没有组网过程、无需构建网络拓扑、空中升级以及使用中调动所有功能等特点。多让学生了解这方面的实验设备可以让学生体味到实践在学习中的作用,从而激起其学习的积极性。

3.2专业实验室的建设

因为物联网是一门综合交叉学科,所以学校在建设物联网课程的实验室时,应该充分整合校内外各级资源,大力推进外企进入校园实验室的方针,也可在学校建立企业实训实验室等,是实验室和实训紧密结合,开拓学生视野,从而进一步丰富教学方式,改善教学环境。物联网实验室应当分成四个层次,如下表:

3.3实验队伍建设

实验队伍的建设包括好几个方面。其中主要是教师队伍的建设。每个开设物联网工程专业的高校都应该注重教师队伍的科研与教学能力的培养。增加教师外出进修的机会,提高整个师资团队的质量。以下是一些具体方法。

1)加强教学团队梯度的建设。

挖掘年轻教师的潜力,注重提高每个教师的时间能力和理论素养实践能力。教师在讲解一些常见的实验设备时,不仅限于讲解理论知识,更多的时候应该带领学生走进实验室。例如在学习意式半导体(sT)系列时,学生紧紧掌握其高效能,低功耗的特点完全不够,其采用32位ARM CortexM3内核组成的意式半导体也具有良好的兼容性,这些特性应该让学生在实验室里亲身体会,才会加强学生的素质能力。当然这就要求教师的理论与实践结合教学的能力。

2)引进IT企业工程技术员,提升师资

一切在书本上学习都算不上是真正的知识,引进一些rr企业有经验的工程技术员来讲解知识,可以让学生更加牢固的掌握专业知识。例如在学习MssatatePAN协议栈时,运用引进人员比传统教师更加有效率。因为很多IT公司早就引进改设备,大部分技术人员早就掌握该设备,在讲解的时候也会更加熟练。

3)企校同盟,建立双向机制

学校与企业相互联盟,建立引进与派出的双向机制。学院的党委应该加强与外校企业的合作,让自己学校的学生和教师都有机会进人工厂实训,同时学校也为企业提供人才,形成一个双向互赢。

4结束语

物联网工程专业是一个前景发展较宽的专业,同时国家和社会也急需这类的专业人才,本文重点探讨了在实践建设方面加强人才的培养。实践是巩固理论的有效方法,所以高校必须主动适应社会发展的需要,注重實践在专业学习中的重要性,培养出更多物联网工程精英。

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