论文部分内容阅读
[摘 要]在当前国家创新驱动发展的国家战略背景下，地方普通本科院校在转型发展过程中，针对物联网工程专业的创新型应用人才培养模式的研究与实践是很有必要。本文在CDIO的理论的指导下，结合物联网工程专业的特点，为全方位培养适合社会发展和岗位能力需求的应用型人才进行一次有益的探索。
[关键词]CDIO；物联网；应用人才
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0130-02
引言
物联网作为战略性新兴产业的重要代表性领域，目前我国正在大力培育和发展物联网等战略性新兴产业，这使得物联网专业具有市场前景广阔、经济技术效益好、带动性强的突出特点。且该专业具有典型的应用创新性需求，因此本专业对人才培养的内容和目标提出了与时俱进的新要求。目前我国高等教育普遍存在着教育质量不高，人才培养与社会需求之间出现了脱节，所培养的人才不能完全满足产业发展和实际应用的需要，学生的实践技能和解决实际问题的能力较弱，岗位适应能力较差，应用创新能力不足。
CIDO项目式课程是一种创新型人才培养的教育模式，由美国、瑞典科学家创立，2005年经汕头大学引进至国内。它通过理论与实践相结合的教学模式，使得学生不再只专注于课本知识，通过让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习，使学习的实践技能、职业素质、岗位适应能力得到提高，并为今后学生走向社会，成为社会需要的实用型人才打下了坚定的基础。
一、物联网工程专业现状
1、物联网工程专业的现状
物联网是基于对物可控、可管理技术的一个个互不相连的专用网络的统称。它是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，它被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，其开发应用前景巨大，已被列为国家五大新兴战略性产业之一。
作为国家倡导的新兴战略性产业，物联网专业得到了极大重视，2010年教育部公布140多个高等学校战略性新兴产业相关本科新专业名单中，“物联网”成为最大热门，各高校纷纷争相开设相关专业。到目前为止，全国已有400多所本科高等学校开办了该专业，其办学规模还将继续扩大。就重庆而言，现有地方本科院校共23所，开设有物联网工程专业的院校共有13所，占56.5%。由于物联网产业链长、涉及多个产业群，其应用范围几乎覆盖了各行各业有关物联网专业或方向的知识体系、课程体系、工程应用实践和人才培养模式等，目前还较为薄弱，为此应用型本科院校如何选择适合自身发展实际的物联网工程创新型应用人才培养模式，就是一个需要深入研究的紧迫问题。
二、物联网工程专业特点
1、专业新
2009年温家宝总理视察无锡时提出建立“感知中国”中心，开启了中国物联网发展的新纪元，2011年教育部批準开办物联网工程专业；该专业的举办顺应了时代所需，顺应了物联网行业所求。当前我国物联网产业发展速度和规模迅猛，物联网专业人才的社会需求量巨大；因此，物联网工程专业要以行业需求为导向，主动服务于地方产业发展，并结合学校的办学定位，合理规划设计人才培养模式，培养具有创新能力的物联网工程应用型人才。
2、知识面广
物联网专业知识涉及面宽广，在技术层面涉及硬件、通信、网络、软件相关领域知识；在应用层面还需要大量应用行业的相关知识。在四年的学习培养过程中，哪些知识是必须要学习的？各种技术知识要学到什么样的深度？各种技术之间如何进行关联，怎么衔接？各种技术知识怎样应用？这就需要我们合理设计物联网工程专业的培养规格，理清物联网技术知识之间的逻辑关系，合理设计物联网工程的人才培养课程体系，以确保技术知识的前后衔接，确保技术知识的相互渗透，确保技术知识的系统性，确保技术知识的应用性。
3、工程实践性强
地方本科院校要明确定位，致力于服务地方产业发展，培养出适合市场需求的应用型人才。物联网工程专业要强化“工程”能力的培养；一是需要物联网工程专业技术知识；二是具备物联网工程领域分析问题，解决问题的能力；三是物联网工程的应用实践能力；四是需要工程创新能力。在满足专业所需的理论基础的前提下，要加大工程实践能力培养力度，通过循序渐进，反复实践，将技术知识和人文素养融入到工程实践活动中，培养学生的工程实践能力。
4、就业面宽
物联网为国家五大新兴战略性产业之一，国家从政策层面、资金层面等大力扶持物联网产业发展，多地建立了国家级、省级物联网产业园，物联网相关产业正在飞速发展；物联网技术也正在向各行各业进行渗透，物联网的应用越来越广泛，这些都为物联网工程专业的学生提供了广阔的就业空间。
三、基于CDIO的培养模式设计与实践
根据物联网工程专业的现状及特点，我们运用CDIO工程教育模式，构建物联网工程创新型应用人才培养模式。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），它是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。CDIO注重培养学生的工程基础知识能力、个人应用能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。CDIO以工程CDIO模式实现了工程教育模式的创新，是近年来国际工程教育改革的最新成果，继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念。基于CDIO培养创新型工程科技人才，既是创新教育的培养目标之一，又是教育创新成果的一种体现。
1、培养目标
物联网工程专业培养学生掌握物联网工程专业领域的基本理论与基本技能，了解学科前沿的发展动态，具有合理适用的知识结构；较好地掌握物联网专业领域的基本理论与基本技能，理解基本概念、知识结构、典型方法；学习物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，具有较强的专业能力和良好外语运用能力。能胜任物联网相关技术的研发及物联网应用系统规划、分析、设计、开发、部署、运行维护等工作的工程技术应用型专门人才。 2、课程体系
基于CDIO的理论，以“强实践、重应用、求创新”的原理，物联网工程专业课程分为通识（素质）教育模块、专业教育模块、实践教育模块和创新拓展四大类模块。
通识（素质）教育模块主要由公共基础课程、专业基础课程、综合素质课程组成，着眼于增加学生知识的广度与深度，使学生兼备人文素养与科学素养。
专业教育模块结合物联网的三层技术架构进行设计。感知层由各种传感器节点和射频识别等硬件及网络协议构成，运用RFID定位、WSN、传感器自组网等技术进行信息采集；开设的主要课程有：电工技术基础、数字逻辑设计、单片机原理及开发、传感器技术原理、智能监测技术、RFID技术及应用、无线传输与定位技术。网络层由各种嵌入式处理器为内核的网关软硬件组成，运用无线或者有线网络途径将网络层采集到的数据传递给物联网服务器数据库和互联网；开设的主要课程有：计算机网络基础、通信原理、物联网通信技术、ZigBee技术及应用。应用层是将传递到互联网和网络服务器数据库的数据信息实现具体智能物联网应用；开设的主要课程有：C程序设计、数据库原理、Linux编程技术、物联网数据处理、物联网安全技术、物联网与智慧思维、云计算、物联网规划与设计实践教育模块包括通识教育实践、专业课程实践、项目综合实训、校外实习、毕业设计（论文）等。实践教学体系包括物联网软件开发能力培养、物联网硬件基本能力培养和软硬件协同设计能力培养。CDIO思想贯穿实践教育全程，运用“做中学”的理念，提高学生的动手能力和创新意识。
创新拓展模块包括学科竞赛、课外科技活动、社会服务、认证考核、创新创业、科学研究、论文发表等，旨在为学生的个性化发展搭建平台，充分激发学生学习兴趣，充分挖掘学生潜力和特长，强化学生综合素质能力，培养学生应用知识的能力，培养学习的创新意识和创新能力。
3、教学方法
根据物联网发展需要，要从高度、广度、深度和力度上对现行教学内容进行全面系统的梳理、辨析、选择、更新和重组，形成适应行业发展需要的教学内容；在教学方法上，要转变传统教学方法，采用MOOC、项目驱动教学法、翻转课堂教学法、团队教学法等教学模式，引导启发学生进行独立地思考与钻研，满足学生的认知需求。项目驱动教学法以“做中学”的基本理念，坚持学用结合，做到学以致用；注重学习过程中“学、思、践、悟”四个环节，做到边学习、边思考、边实践、边领悟，激发学生学习兴趣，注重个性发展。团队教学法注重培养学生协作精神和协同能力，掌握团队管理、项目管理、营销策划等技能。
4、师资建设
在创新型应用人才的培养过程中，教师的作用是尤为重要的。建设一支有着丰富的理论知识，同时具备相应的工程实践能力的教师队伍是培养创新应用型人才的关键。研究制定“走出去、请进来”的用人机制，一方面可以从企业中引进先进的技术型人才为学生指导教学，同时可以根据企业的项目情况培训教师。引导选派学校教师到企业挂职锻炼、从事横向课题研究、参加校企合作交流等措施，提高教师的工程及生产的实践经历，从企业或者工厂中学习更广阔的知识应用能力。
5、实践条件建设
物联网工程专业应用型人才培养需要强大的实践条件作支撑。一方面，要完善实践教学条件，新建或改建一批适合专业建设发展相匹配的实验室，确保开设适合岗位需求的设计性、综合性强的实验项目，加大实验课的比重，增加学生亲自动手操作的机会，提高课程实践教学的整体水平。另方面，要加大与行业企业合作力度，摸索产学融合；把企业实际工程项目引入到课程实验、课程设计、毕业设计之中；为学生提供更多的社会实践，专业实训的机会，为学生就业打下扎实基础。
6、评价机制
改变“一考定全局”的传统终结性评价模式，积极研究尝试实验报告、设计方案、项目演示、项目答辩、设计作品等多形式的评价考核机制，强化对实际应用能力的考核，引导学生在创新素质培育的指标导向的影响下，将思维、知识、能力、德性等多方面的要素纳入评价体系，以创新的模式来判断人才，以培养创新型应用人才为评价目标。
CDIO工程教育模式是培养创新型工程人才的有效途径，它通过理论与实践相结合的教学模式，基于“做中学”的教学理念，运用项目驱动方法，强化学生的实践动手能力的培养，不断激发学生的学习兴趣，培养学生主动学习的能力，促进学生的工程知识能力、技术应用能力、团队协作能力、工程實施能力的协调发展，为学生立足于物联网行业打下了扎实的基础。
参考文献
[1] 陈东升，王宁，熊瑞英，杨军.独立学院计算机专业实践性教学的思考与研究[J].网络安全技术与应用，2014.8.
[2] 韩丹丹，郭红，姚登举.基于CDIO软件工程专业实践教学的研究[J].科技与管理，2014.3.
[3] 康全礼，丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究，2016.4.
[4] 顾佩华，包能胜，康全礼，陆小华.CDIO在中国[J].高等工程教育研究，2012.5.
作者简介
陈东升（1978-），四川广安人，硕士，副教授，研究方向：嵌入式技术、物联网应用。
[关键词]CDIO；物联网；应用人才
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0130-02
引言
物联网作为战略性新兴产业的重要代表性领域，目前我国正在大力培育和发展物联网等战略性新兴产业，这使得物联网专业具有市场前景广阔、经济技术效益好、带动性强的突出特点。且该专业具有典型的应用创新性需求，因此本专业对人才培养的内容和目标提出了与时俱进的新要求。目前我国高等教育普遍存在着教育质量不高，人才培养与社会需求之间出现了脱节，所培养的人才不能完全满足产业发展和实际应用的需要，学生的实践技能和解决实际问题的能力较弱，岗位适应能力较差，应用创新能力不足。
CIDO项目式课程是一种创新型人才培养的教育模式，由美国、瑞典科学家创立，2005年经汕头大学引进至国内。它通过理论与实践相结合的教学模式，使得学生不再只专注于课本知识，通过让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习，使学习的实践技能、职业素质、岗位适应能力得到提高，并为今后学生走向社会，成为社会需要的实用型人才打下了坚定的基础。
一、物联网工程专业现状
1、物联网工程专业的现状
物联网是基于对物可控、可管理技术的一个个互不相连的专用网络的统称。它是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，它被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，其开发应用前景巨大，已被列为国家五大新兴战略性产业之一。
作为国家倡导的新兴战略性产业，物联网专业得到了极大重视，2010年教育部公布140多个高等学校战略性新兴产业相关本科新专业名单中，“物联网”成为最大热门，各高校纷纷争相开设相关专业。到目前为止，全国已有400多所本科高等学校开办了该专业，其办学规模还将继续扩大。就重庆而言，现有地方本科院校共23所，开设有物联网工程专业的院校共有13所，占56.5%。由于物联网产业链长、涉及多个产业群，其应用范围几乎覆盖了各行各业有关物联网专业或方向的知识体系、课程体系、工程应用实践和人才培养模式等，目前还较为薄弱，为此应用型本科院校如何选择适合自身发展实际的物联网工程创新型应用人才培养模式，就是一个需要深入研究的紧迫问题。
二、物联网工程专业特点
1、专业新
2009年温家宝总理视察无锡时提出建立“感知中国”中心，开启了中国物联网发展的新纪元，2011年教育部批準开办物联网工程专业；该专业的举办顺应了时代所需，顺应了物联网行业所求。当前我国物联网产业发展速度和规模迅猛，物联网专业人才的社会需求量巨大；因此，物联网工程专业要以行业需求为导向，主动服务于地方产业发展，并结合学校的办学定位，合理规划设计人才培养模式，培养具有创新能力的物联网工程应用型人才。
2、知识面广
物联网专业知识涉及面宽广，在技术层面涉及硬件、通信、网络、软件相关领域知识；在应用层面还需要大量应用行业的相关知识。在四年的学习培养过程中，哪些知识是必须要学习的？各种技术知识要学到什么样的深度？各种技术之间如何进行关联，怎么衔接？各种技术知识怎样应用？这就需要我们合理设计物联网工程专业的培养规格，理清物联网技术知识之间的逻辑关系，合理设计物联网工程的人才培养课程体系，以确保技术知识的前后衔接，确保技术知识的相互渗透，确保技术知识的系统性，确保技术知识的应用性。
3、工程实践性强
地方本科院校要明确定位，致力于服务地方产业发展，培养出适合市场需求的应用型人才。物联网工程专业要强化“工程”能力的培养；一是需要物联网工程专业技术知识；二是具备物联网工程领域分析问题，解决问题的能力；三是物联网工程的应用实践能力；四是需要工程创新能力。在满足专业所需的理论基础的前提下，要加大工程实践能力培养力度，通过循序渐进，反复实践，将技术知识和人文素养融入到工程实践活动中，培养学生的工程实践能力。
4、就业面宽
物联网为国家五大新兴战略性产业之一，国家从政策层面、资金层面等大力扶持物联网产业发展，多地建立了国家级、省级物联网产业园，物联网相关产业正在飞速发展；物联网技术也正在向各行各业进行渗透，物联网的应用越来越广泛，这些都为物联网工程专业的学生提供了广阔的就业空间。
三、基于CDIO的培养模式设计与实践
根据物联网工程专业的现状及特点，我们运用CDIO工程教育模式，构建物联网工程创新型应用人才培养模式。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），它是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。CDIO注重培养学生的工程基础知识能力、个人应用能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。CDIO以工程CDIO模式实现了工程教育模式的创新，是近年来国际工程教育改革的最新成果，继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念。基于CDIO培养创新型工程科技人才，既是创新教育的培养目标之一，又是教育创新成果的一种体现。
1、培养目标
物联网工程专业培养学生掌握物联网工程专业领域的基本理论与基本技能，了解学科前沿的发展动态，具有合理适用的知识结构；较好地掌握物联网专业领域的基本理论与基本技能，理解基本概念、知识结构、典型方法；学习物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，具有较强的专业能力和良好外语运用能力。能胜任物联网相关技术的研发及物联网应用系统规划、分析、设计、开发、部署、运行维护等工作的工程技术应用型专门人才。 2、课程体系
基于CDIO的理论，以“强实践、重应用、求创新”的原理，物联网工程专业课程分为通识（素质）教育模块、专业教育模块、实践教育模块和创新拓展四大类模块。
通识（素质）教育模块主要由公共基础课程、专业基础课程、综合素质课程组成，着眼于增加学生知识的广度与深度，使学生兼备人文素养与科学素养。
专业教育模块结合物联网的三层技术架构进行设计。感知层由各种传感器节点和射频识别等硬件及网络协议构成，运用RFID定位、WSN、传感器自组网等技术进行信息采集；开设的主要课程有：电工技术基础、数字逻辑设计、单片机原理及开发、传感器技术原理、智能监测技术、RFID技术及应用、无线传输与定位技术。网络层由各种嵌入式处理器为内核的网关软硬件组成，运用无线或者有线网络途径将网络层采集到的数据传递给物联网服务器数据库和互联网；开设的主要课程有：计算机网络基础、通信原理、物联网通信技术、ZigBee技术及应用。应用层是将传递到互联网和网络服务器数据库的数据信息实现具体智能物联网应用；开设的主要课程有：C程序设计、数据库原理、Linux编程技术、物联网数据处理、物联网安全技术、物联网与智慧思维、云计算、物联网规划与设计实践教育模块包括通识教育实践、专业课程实践、项目综合实训、校外实习、毕业设计（论文）等。实践教学体系包括物联网软件开发能力培养、物联网硬件基本能力培养和软硬件协同设计能力培养。CDIO思想贯穿实践教育全程，运用“做中学”的理念，提高学生的动手能力和创新意识。
创新拓展模块包括学科竞赛、课外科技活动、社会服务、认证考核、创新创业、科学研究、论文发表等，旨在为学生的个性化发展搭建平台，充分激发学生学习兴趣，充分挖掘学生潜力和特长，强化学生综合素质能力，培养学生应用知识的能力，培养学习的创新意识和创新能力。
3、教学方法
根据物联网发展需要，要从高度、广度、深度和力度上对现行教学内容进行全面系统的梳理、辨析、选择、更新和重组，形成适应行业发展需要的教学内容；在教学方法上，要转变传统教学方法，采用MOOC、项目驱动教学法、翻转课堂教学法、团队教学法等教学模式，引导启发学生进行独立地思考与钻研，满足学生的认知需求。项目驱动教学法以“做中学”的基本理念，坚持学用结合，做到学以致用；注重学习过程中“学、思、践、悟”四个环节，做到边学习、边思考、边实践、边领悟，激发学生学习兴趣，注重个性发展。团队教学法注重培养学生协作精神和协同能力，掌握团队管理、项目管理、营销策划等技能。
4、师资建设
在创新型应用人才的培养过程中，教师的作用是尤为重要的。建设一支有着丰富的理论知识，同时具备相应的工程实践能力的教师队伍是培养创新应用型人才的关键。研究制定“走出去、请进来”的用人机制，一方面可以从企业中引进先进的技术型人才为学生指导教学，同时可以根据企业的项目情况培训教师。引导选派学校教师到企业挂职锻炼、从事横向课题研究、参加校企合作交流等措施，提高教师的工程及生产的实践经历，从企业或者工厂中学习更广阔的知识应用能力。
5、实践条件建设
物联网工程专业应用型人才培养需要强大的实践条件作支撑。一方面，要完善实践教学条件，新建或改建一批适合专业建设发展相匹配的实验室，确保开设适合岗位需求的设计性、综合性强的实验项目，加大实验课的比重，增加学生亲自动手操作的机会，提高课程实践教学的整体水平。另方面，要加大与行业企业合作力度，摸索产学融合；把企业实际工程项目引入到课程实验、课程设计、毕业设计之中；为学生提供更多的社会实践，专业实训的机会，为学生就业打下扎实基础。
6、评价机制
改变“一考定全局”的传统终结性评价模式，积极研究尝试实验报告、设计方案、项目演示、项目答辩、设计作品等多形式的评价考核机制，强化对实际应用能力的考核，引导学生在创新素质培育的指标导向的影响下，将思维、知识、能力、德性等多方面的要素纳入评价体系，以创新的模式来判断人才，以培养创新型应用人才为评价目标。
CDIO工程教育模式是培养创新型工程人才的有效途径，它通过理论与实践相结合的教学模式，基于“做中学”的教学理念，运用项目驱动方法，强化学生的实践动手能力的培养，不断激发学生的学习兴趣，培养学生主动学习的能力，促进学生的工程知识能力、技术应用能力、团队协作能力、工程實施能力的协调发展，为学生立足于物联网行业打下了扎实的基础。
参考文献
[1] 陈东升，王宁，熊瑞英，杨军.独立学院计算机专业实践性教学的思考与研究[J].网络安全技术与应用，2014.8.
[2] 韩丹丹，郭红，姚登举.基于CDIO软件工程专业实践教学的研究[J].科技与管理，2014.3.
[3] 康全礼，丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究，2016.4.
[4] 顾佩华，包能胜，康全礼，陆小华.CDIO在中国[J].高等工程教育研究，2012.5.
作者简介
陈东升（1978-），四川广安人，硕士，副教授，研究方向：嵌入式技术、物联网应用。