应用型本科院校物联网 人才培养模式的研究

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  [摘要]近年来,物联网被称为第三次信息产业的浪潮,这是一个涉及多学科的新兴专业,为了抓住这一机遇,分析了社会对物联网人才的需求,指出了物联网人才的培养素质和培养目标。适合应用型本科院校物联网人才培养规格,设定专业、方向以及相关资源。
  [关键词]物联网 信息产业 新兴专业 规格 应用型
  
  物聯网发展的背景
  物联网是通过RFID技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采集和感知获取物品的标识信息、物品自身的属性信息和周边环境信息,借助各种电子信息 传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中,并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理,最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。
  2009奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应,物联网再次引起广泛关注,并在世界范围内引发轰动。IBM 认为,IT产业下一阶段的任务是把新一代 IT 技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接在一起,形成物联网。
  中国政府高度关注和重视物联网的研究与应用。2009年8 月7日,温家宝总理在江苏无锡调研时,对物联网建设提出希望:“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”,“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”,“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫感知中国中心”。同年11月3 日,温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话,再次强调科学选择新兴战略性产业非常重要,并指示要着力突破传感网、物联网关键技术。中国已将物联网明确列入《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。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一驱动器,未来中国物联网行业发展前景广阔。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。
  根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。
  一、物联网应用发展趋势以及应用型物联网人才的要求
  业内几乎所有人都认为物联网的发展前景非常好。物联网可以广泛应用于经济社会发展的各个领域, 引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革,成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎。一方面物联网市场空间广阔, 受众群突破人口限制,扩大到几乎所有的生产资料/机器终端/ 传感器网络,据Forrester咨询公司预测,到2020年,地球上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1,因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务;另一方面物联网获得国家层面的重视,政策的扶持和资金投入都在加大,物联网第一次写入政府工作报告,并被纳入7大战略性新兴产业。据不完全统计,去年各大部委对物联网的研究扶持资金投入已经超过20亿。不少地方政府近期都在热衷建设物联网产业基地,给予相关企业在税收、资金、用工、服务等一系列的优惠政策,吸引物联网产业链在地方落地,从而带动地方社会发展,提升传统产业,推动经济结构的调整和发展方式的深刻转变。
  二、应用型物联网人才培养目标
  应用物联网专业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等工程技术人才。
  应用型本科专业培养的学生应知识结构合理,具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术、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,掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技能的能力以及较强的创新实践能力。
  三、应用型物联网人才培养规格要求
  (一)能力要求
  (1)掌握与物联网学科相关的理工知识和基本理论和方法;
  (2)掌握物联网基本知识和基本技能,了解物联网科技发展动态;
  (3)熟悉国际国家关于物联网标准;
  (4)掌握必需的传感器、电子、通信、单片机,高频微波、RFID、计算机技术等知识和专业技能;
  (5)掌握信息采集、处理和融合、通讯传输等基本理论和方法;
  (6)掌握物联网工程应用和科学研究方法和管理方面的基本知识。物联网工程专业应用的多样性要求必须培养宽口径人才,重视加强基础训练。学生在掌握专业技能的同时,要求尽可能多地跨学科学习,打破课程、学科间的壁垒,从而获得可持续发展的能力。
  (二)培养方案
  (1)本科教育新专业培养:四年制物联网/传感网新专业,基础扎实,培养周期4年;新方向培养:在现有课程基础上新建物联网、传感网专业方向,在大二、大三学生基础上补充特色课程,培养周期2-3年。
  (2)研究生教育成立物联网/传感网研究生新专业,培养人才层次高,培养周期3年。
  (3)社会培训/就业培训针对传统培养的长时间及社会需求的急迫性的矛盾,社会培训在近期内是最好的暂时缓解人才需求的培养方式,电子信息类毕业生通过半年到一年的社会培训,或高校大四学生的就业培训,可以在1 年左右时间实现人才培养。
  (三)课程体系
  课程体系建设学科基础平台:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、场论与复变函数、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、C语言程序设计。高数和工程数学是后续课程的基础,必须开足,其中,场论与复变函数是为学习电磁场与电磁波、微波技术与天线做铺垫。电路分析及模拟、数字电子技术为电路设计奠定了基础,系统底层设计需要C语言做支撑。
  专业基础平台:数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络、Java程序设计、操作系统、信号与系统、数字信号处理、通信原理,这些课程是计算机和通信专业的核心课程。例如计算机专业考研的专业统考科目就有数据结构、操作系统和计算机网络,Java程序设计则是当前流行的面向对象网络编程语言。信号与系统、数字信号处理、通信原理也是部分学校的考研初试或复试科目,由此可以看出这些课程的地位。
  四、应用型本科院校物联网人才培养条件
  (一)实验室建设
  物联网专业实验室建设的基本原则有:
  (1)充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。通过专业教师直接参与实验室建设可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力;
  (2)物联网工程专业实验室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验;
  (3)物联网工程专业实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步;
  (4)物联网专业实验室可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。
  (二)师资建设
  (1)大力引进人才需要加大人才引进力度,由于物联网是一个多学科领域,除需要计算机学科外还需要引进通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业具有高职称或高学历的人才,同时在企业聘请具有丰富项目开发和管理经验的工程师参与教学与实训工作,打造一支专兼结合的教师队伍,形成企业和相关产业领域专家到高校和高校教师到企业的双向互动的机制和模式。
  (2)整合现有人才资源将计算机科学与技术、电子信息工程和通信工程等专业的现有教师资源整合起来,实现软件资源共享。
  (3)走出去进修或请进来培训对于有些未开过的课程,可以选派教师到国内外相关机构进修,或外请教师对校内教师进行培训的方式,提高师资水平。
  小结
  加快我国物联网产业的发展,专业人才的培养是关键,而人才培养的关键是建立好物联网工程专业,制定高质量的专业规划和人才培养方案。物联网专业是一个全新的专业,它涵盖多个学科,涉及面广,知识点多,因此建设好物联网专业是一项非常艰巨的任务。本文仅对当前社会对物联网专业人才需求进行了分析,指出了物联网专业的应用型人才素质要求和培养目标,希望能为物联网专业的建设起到一定的指导作用。
  黑龙江省高等教育教学改革工程项目《应用型物联网人才培养规格及方案的研究》;黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12513043);黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究“十二五”规划课题(HGJXH B2110603)
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  (作者单位:哈尔滨德强商务学院 黑龙江哈尔滨)
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