物聯網工程研究范文

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物聯網工程研究

篇1

關鍵詞:物聯網;課程體系;能力;人才培養

作者簡介:胡中棟(1958-),男,江西婺源人,江西理工大學信息工程學院,教授;曾傳璜(1964-),男,江西吉安人,江西理工大學信息工程學院,副教授。(江西贛州341000)

基金項目:本文系江西省教育廳教改資助課題(編號:JXJG-10-6-33)的研究成果。

中圖分類號:G642     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)12-0071-02

2009年1月美國IBM首席執行官彭明盛首次提出了“智慧地球”這一概念。[1-2]奧巴馬政府希望通過物聯網技術能掀起像當年“信息高速公路”戰略一樣的科技和經濟浪潮,繼續成為管理全球的戰略工具。[3]同年,歐洲制訂了《物聯網戰略研究路線圖》等意見書,日本也制定了i-Japan計劃。[4-5]我國也已將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業之一。物聯網技術已成為各國競爭的焦點和制高點。

培養物聯網工程技術人才對于增強國家的核心競爭力具有重要意義。2010年教育部《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》。我國有幾百所大學申報新建物聯網工程專業。[6]全國有幾十所高校自2011年率先開始招收培養“物聯網工程”專業本科生。

物聯網的研究開發涉及多個學科,是一門新興的綜合學科。物聯網研究開發人員必須掌握交叉多學科專門知識。物聯網工程技術人才的培養有其特殊性。建設物聯網工程專業在國內外無先例可以借鑒。因此,開展對物聯網工程技術人才培養的研究是必要的,而且具有重要的現實意義。

一、確立物聯網人才培養目標

目標定位是人才培養方案設計的基本指導思想。培養目標明確就有了方向。目標定位以市場需求為導向。物聯網技術及相關產業正處于迅猛發展中,物聯網的體系結構目前還未完全形成。物聯網技術的不斷更新,對物聯網技術人才的需求也將不斷發展變化,需要培養基礎扎實、適應面廣、具有較強創新能力的物聯網工程技術人才。

物聯網專業培養學生掌握扎實的電子技術、無線傳感器網絡技術、計算機技術等基礎理論,掌握物聯網系統的信息感知層、匯聚層、傳輸層與應用層關鍵設計等專門知識和技能,培養從事物聯網領域的系統設計、系統集成、系統應用等方面的物聯網工程技術人才。

二、設計“厚基礎、模塊化”的課程體系

培養目標在方案設計方面起了宏觀指導作用,而課程體系是人才培養的基礎。構成人才的素質、能力和競爭力都是通過課程學習逐步形成的。物聯網是典型的交叉學科,涉及到計算機、網絡工程、通信工程、自動化、電子工程、信息安全等,如圖1所示。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,所以要求物聯網工程專業必須培養寬口徑人才。課程體系設計以“厚基礎、模塊化”為基本原則。設計公共基礎模塊課、專業基礎模塊課、專業方向特色模塊選修課與實踐課程等四大體系。

厚基礎:包括公共基礎模塊課與專業基礎模塊課,強調基礎面寬而且扎實。主要專業基礎模塊課有:離散數學、數據結構、操作系統、程序設計、信號與系統、通信原理、計算機網絡、無線傳感器網絡、嵌入式系統、射頻識別技術等。

模塊化:專業方向特色模塊選修課。由于物聯網產業涵蓋面寬,應用廣泛,物聯網專業應設置不同的培養方向,根據不同的專業方向設置不同的專業選修課程模塊。學生可靈活選擇不同的選修課程模塊學習。

主要專業實踐課程:高級語言程序設計、基于Web的數據庫設計、嵌入式系統設計、無線傳感器網絡設計、RFID系統設計、物聯網綜合設計與實現等。

三、建立以能力為中心的人才培養模式

物聯網新理論、新技術層出不窮,涉及的行業眾多,應用廣泛。因此,必須建立以“學習新理論、新技術的能力,實踐能力,創新能力”為中心的物聯網專業技術人才培養模式。

1.建立優良的物聯網實踐教學環境

(1)完善物聯網基礎實驗室。對已有的計算機、網絡與通信等相關專業實驗室進一步完善和發展,主要包括:計算機應用實驗室(C/C++語言、JAVA、數據庫等)、無線傳感器網絡實驗室、嵌入式系統實驗室、RFID實驗室等。

(2)建立物聯網綜合實訓室。由于物聯網技術涉及領域廣泛,應根據專業方向與行業特色建立若干個物聯網綜合實訓室。如建立物聯網智能家居綜合實訓室、物聯網定位控制實訓室等。

(3)建立校外實習基地。物聯網應用遍及智能交通、環境保護、智能家居與軍事領域等很多領域。學校沒有資金建設這么多實驗室,實驗室設備更新更無法及時跟上物聯網技術的發展。所以,必須在物聯網技術發展較好的行業和企業建立實習基地,使學生能學習到最新的物聯網技術,提高實踐能手能力和創新能力。

2.課內與課外相結合的教學方式

在課堂教學中,教師充分利用現代教育技術,采用雙語、啟發式、案例法和項目驅動下互動式等先進的教學方法,結合自己的研究方向和課題向學生傳授最新的、實用的專業知識。

重視實踐教學,增加設計型和綜合型實驗的比例,充分利用課程設計、生產實習、畢業設計等環節,讓學生將所學知識連貫起來,獲得實際工程項目從分析、設計到實現的完整過程的訓練,激發學生的學習興趣,提高動手能力。

課外教學采用豐富多彩的互動式科研活動和創業演練活動等方法,以培養學生的自主學習與創新能力。具體課外教學活動有:建立程序設計、無線傳感器網絡設計等學習興趣小組;結合專業方向,鼓勵學生自選課題進行研究與開發或參與老師的科研項目;向學生開放實驗室,進行各種綜合設計性實驗和科技制作發明;鼓勵有專業特色的社團活動;鼓勵學生參與社會實踐,積極參加各種類型的技能競賽;鼓勵學生參加高級程序員、網絡工程師等IT認證培訓與考試,取得相應的資格證書等。

3.建立新型校企合作模式

(1)與企業共同研究、制訂人才培養方案。目前全球物聯網狀況尚處于概念、論證與試驗階段,處于攻克關鍵技術、制定標準規范與研發應用的初級階段。[7]物聯網技術的應用首先在企業實現。高校與物聯網及相關企業合作,共同制訂人才培養目標、教學計劃,可以使高校培養的人才更符合實際的需求。

(2)與企業合作培養教師。物聯網專業師資需要“從零開始”培養。物聯網是典型的交叉學科,涉及到多方面專業知識,學校中精通物聯網技術的科研人才很少。隨著大專院校中物聯網專業的迅速發展,物聯網專業師資將嚴重不足。學校必須與物聯網相關企業建立教師培訓、交流和深造的長效機制,指派專業教師定期到企業進行學習交流,加強工程訓練,參與科技開發等。

(3)與企業聯合開發專業教材。目前,物聯網的教材很少,可選擇的范圍非常小。而最新的物聯網技術往往是先在企業中應用,高校教材中介紹的技術一般相對要滯后一段時間。與物聯網企業聯合開發教材可以使學生更好更快地掌握物聯網的最新技術。

(4)共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。企業與學校共建技術水平先進的實驗室,使人員培訓、教學實驗、科學研究及服務運營融為一體。共建產學研實訓基地,學生到企業頂崗實習。使學生盡早了解企業文化,熟悉企業規章制度,加強學生對企業的認同,培養學生的主人翁責任感和敬業精神,培養學生的實踐動手能力與創新能力。[8]

四、結束語

物聯網工程專業是面向國家戰略性新興產業發展的需要而設置的。物聯網技術正在迅猛發展,要著眼于未來,前瞻性地培養物聯網工程技術人才。由于物聯網體系結構目前還未完全形成,物聯網工程專業的人才培養體系還需要隨著物聯網技術的發展而不斷調整。本文對物聯網專業人才培養進行了探討,期望對高校物聯網專業建設與物聯網工程技術人才培養有所幫助。

參考文獻:

[1]彭明盛.智慧的地球[N].人民日報,2009-07-24(9).

[2]邢書編譯.各國“物聯網”戰略部署及技術應用[J].信息化建設,2010,

(1):49-51.

[3]寧煥生,徐群玉.全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思考[J].電子學報,2010,38(11):2590-2598.

[4]封松林,葉甜春.物聯網/傳感網發展之路初探[J].中國科學院院刊,2010,25(1):50-54.

[5]鄧趙紅,桑慶兵.物聯網在教育中的應用與思考[J].無錫職業技術學院學報,2010,9(4):48-51.

[6]劉忠寶.物聯網工程專業人才培養體系研究[J].辦公自動化,2011,

(20):4-6.

[7]朱仲英.傳感網與物聯網的進展與趨勢[J].微型電腦應用,2010,

篇2

關鍵詞:物聯網工程;知識體系;課程體系

作者簡介:朱金秀(1972-),女,江蘇常州人,河海大學計算機與信息學院(常州),副教授;韓光潔(1972-),男,黑龍江伊春人,河海大學計算機與信息學院(常州),副教授。(江蘇常州213022)

基金項目:本文系國家“物聯網工程”特色專業建設項目、江蘇省高等教育學會“十二五”高等教育科學研究規劃課題“‘卓越計劃’課堂有效教學方法”(KT2011174)的研究成果。

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)16-0067-02

物聯網(Internet of things,IOT)的概念是在1999年提出的,根據2005年國際電信聯盟(ITU)的定義,[1]物聯網主要解決物到物(Thing to Thing,T2T)、人到物(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)之間的互聯。這一高度交叉的新興前沿領域在國際上備受關注,美國IBM公司基于物聯網提出“智慧的地球”概念;中國科學院早在物聯網概念誕生之初就啟動了傳感網研究。2009年,無錫物聯網產業研究院成立,總理考察時提出“感知中國”的概念。2010 年3 月9 日教育部網站發出通知:我國擬針對互聯網、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等國家決定大力發展的重要戰略性新興產業,在高校本科教育階段設立相關專業。這其中就包括增設物聯網專業,以期為重要戰略性新興產業——物聯網相關產業培養高素質人才。

自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯網工程專業以來,中國電子學會物聯網專家委員會、教育部電子信息與電氣學科教學指導委員會、教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯網及相關專業建設。全國高校物聯網及相關專業教學指導小組組織高校在物聯網專業的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養等方面進行了一系列的探索,國內高校也根據自身的情況對物聯網工程專業的課程體系進行了探索。[2-4]2010年7月,河海大學(以下簡稱“我?!保┏蔀槭着@批物聯網工程專業的30所大學之一;2011年3月,我校物聯網工程專業成為第七批國家特色專業。物聯網目前屬于新興產業,中國高校剛剛開始開設物聯網工程專業,沒有成熟的經驗可以借鑒。筆者近年來致力于物聯網工程專業建設,分析物聯網工程專業的知識體系及核心知識領域,力求歸納物聯網工程專業建設的專業共性基礎,并結合我校特色,構建了物聯網工程專業的課程體系,以期為兄弟高校物聯網相關專業課程規劃拋磚引玉。

一、物聯網的技術體系分析

在業界,物聯網大致被公認為有三個層次,[1,5-7]底層是用來感知數據的感知層,第二層是數據傳輸的網絡層,最上面則是內容應用層。

感知層包括傳感器等數據采集設備,包括數據接入到網關之前傳感器網絡。感知層是物聯網發展和應用的基礎,RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術。

網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上,其主要功能是直接通過現有的互聯網或移動通信網(如GSM、TD-SCDMA)、無線接入網(WiMAX)、無線局域網(Wi-Fi)、衛星網等基礎網絡設施,對來自感知層的信息進行接入和傳輸。網絡層中的感知數據管理與處理技術是實現以數據為中心的物聯網的核心技術。感知數據管理與處理技術包括傳感網數據的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數據決策和行為的理論和技術。

物聯網應用層利用經過分析處理的感知數據,為用戶提供豐富的特定服務。云計算平臺作為海量感知數據的存儲、分析平臺,將是物聯網網絡層的重要組成部分,也是應用層眾多應用的基礎。

物聯網各層次間既相對獨立又緊密聯系。為了實現整體系統的優化功能服務于某一具體應用,各層間資源需要協同分配與共享。以應用需求為導向的系統設計可以是千差萬別的,也不一定所有層次的技術都需要采用;即使在同一個層次上,對可供選擇的技術方案也可以進行按需配置。

二、物聯網工程專業知識體系分析

所謂專業體系就是把一個專業領域內的專業知識組織成專業干線清晰、知識點層次分明、結構銜接完整的一個知識框架。在分析物聯網技術體系的基礎上構建物聯網工程專業的知識體系,“物聯網工程”知識結構中的專業知識部分應能夠構成物聯網整體的框架并體現其關鍵技術。因此物聯網工程專業知識體系應包括感知層、網絡層和應用層的知識和系統整體架構與優化的知識。對應的核心知識領域為:對應于感知層為射頻識別技術與無線傳感器網絡的技術;對應于網絡層為通信與網絡技術、異構網絡互聯與協同技術;對應于應用層為數據處理技術和信息安全技術;對應于物聯網整體的框架為物聯網應用系統設計和物聯網工程規劃與設計。

基于以上討論,物聯網工程專業的知識體系要能實現這樣的培養目標:培養造就具有物聯網技術基礎理論、物理信息系統標識與感知、計算機網絡理論與技術和數據分析與信息處理技術等相關專業知識;具有物聯網及其相關領域的系統、網絡、終端、協議等方面的研究、設計、開發能力以及組織和實施物聯網應用項目的能力;并在創新和創業意識、競爭和團隊精神以及外語運用能力等方面有良好的素養,能適應國家現代化與信息化建設需要,為我國工業化和信息化融合、為信息產業服務的高層次、高素質的復合型和創新型高等工程技術與管理人才。

三、物聯網工程專業核心課程構成

物聯網工程專業課程體系應盡可能多地覆蓋本專業的知識體系。圍繞物聯網工程專業涉及的學科知識領域和知識點,該專業知識部分由四個部分組成:基礎類、感知類、網絡與通信類、數據處理與領域應用類。

基礎類課程為:數理類課程,例如高等數學或離散數學、線性代數、概率與統計、物理等;電路類課程,例如電路、模擬電子技術、數字邏輯與系統、高頻電子電路等;程序類課程,例如程序設計語言C、數據結構與算法、Java語言程序設計等。感知類課程為:射頻技術(RFID原理及應用)、傳感器技術(與設計)、微機原理與接口、模式識別與狀態監控、物聯網定位技術、數據獲取與信息處理系統等。網絡與通信類類課程為:計算機網絡、射頻技術與無線通信、通信原理、無線傳感器網絡原理、短距離無線與移動通信網絡、物聯網數據庫技術等。數據處理與領域應用類課程為:物聯網工程導論、信號與系統、數字信號處理、嵌入式系統設計、云計算與云存儲、定位應用開發技術、物聯網工程規劃與設計、物聯網系統綜合設計、移動開發等。

四、物聯網工程專業課程體系構建探索

物聯網工程專業是以應用為驅動的專業,專業人才的培養根據專業共性基礎和我校在物聯網方面的領域區域特色。因此我校培養模式堅持以水利特色為主導,發揮水利學科的傳統優勢;整合優化專業課程體系設計包括學科基礎課程群、物聯網工程專題課程群,使學生有興趣、有研究、有實踐地學習專業領域的知識,逐步地、系統地增長工程實踐能力、創新能力與科學研究能力。

學科基礎課程群:按基礎類、感知類、網絡類、應用類將相關課程分為四大課程群,有效克服每門課程各自為陣造成的“內容重復、銜接不緊”等弊端。物聯網工程專題課程群:根據專業共性基礎和我校在物聯網方面的領域區域特色,重點建立無線傳感網技術、物聯網應用開發兩個方向,明確制定各方向的課程體系,為學生提供充分的選課空間和時間,使學生的個性得到充分發揮。

1.無線傳感器網絡

該方向側重無線傳感器網絡與應用的研究,強調物聯網傳輸與網絡層的開發與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業實習以及前沿技術講座等多種形式,學生將掌握扎實的無線傳感網絡的基礎理論,具有無線傳感網絡及應用軟件的開發和研究,方向重點是物聯網網絡層和感知層的研究與設計。

2.物聯網應用開發

該方向側重物聯網應用技術的研究,強調物聯網應用層的開發與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業實習以及前沿技術講座等多種形式,學生將掌握扎實的物聯網技術的基礎理論,系統掌握物聯網基礎及應用軟件的開發方法和開發工具,方向重點是物聯網網絡層和應用層的研究與設計。并增加水聲通信技術、水聯網及水環境檢測應用作為我校的行業特色。

綜上所述,我校的物聯網專業課程體系結構如圖1所示。

在課程設置中,把行業應用特色納入個性化課程、專業課模塊,形成學術型和技術型兩套既有共性、又有個性的課程體系。該課程體系堅持以水利特色為主導,夯實基礎教學,為學生未來發展創造條件,以方向選修課為平臺,拓寬學生的知識和認識視野,妥善化解突出特色和拓寬視野間的矛盾。

五、結束語

物聯網工程專業不是以理論為主導,重點是工程應用,教學應該由應用來驅動,時刻做好準備,不斷調整教學內容。課程設置及內容應重在特色,在實施過程中,將高度重視特色專業點建設工作,大力加強課程體系和教材建設,改革人才培養方案,強化實踐教學,加強教師隊伍建設,緊密結合國家經濟社會發展需要,推進專業建設與人才培養,切實為同類高校相關專業建設和改革起到示范和帶動作用。

參考文獻:

[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..

篇3

>> 物聯網工程專業課程體系的研究與探索 物聯網工程專業課程體系建設的探索與研究 本科院校物聯網工程專業課程體系研究 獨立學院物聯網專業課程體系研究與實踐 物聯網專業課程體系探索 高職物聯網專業課程體系建設 通信工程專業課程體系建設與實驗實踐改革研究 面向區域特色經濟的物聯網工程專業課程體系結構研究 基于物聯網方向的嵌入式系統工程專業課程體系構建研究 物聯網工程專業課程體系建設的思考 高職物聯網應用技術專業課程體系建設研究 工業工程專業課程體系重構與教學方法改革研究 教學研究型大學物流工程專業課程體系建設的思考 物流管理專業課程體系及實踐教學研究 物聯網工程專業課課程體系 工程管理專業課程體系改革研究 物聯網專業網絡課程實驗教學研究與實踐 以“三線并重”為核心的物聯網應用技術專業課程體系研究 面向機械裝備制造業的物聯網專業課程體系研究 高職院校物聯網應用技術專業課程體系構建及教學實施 常見問題解答 當前所在位置:.

[2] 姜穎,劉國麗,劉佳.物聯網工程專業課程體系建設的探索與研究[J].時代教育,2013(9):127-128.

[3] 朱金秀,韓光潔,,吳迪.物聯網工程專業課程體系的研究與探索[J].課程教材改革,2012(16):67-68.

篇4

關鍵詞:物聯網技術;建筑行業;成本控制;工程造價

中圖分類號:F715.53 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2017)08-0115-02

物聯網技術的不斷發展與進步,促使我國建筑行業自動化發展進程不斷加快。在現代建設中,物聯網技術被廣泛應用至智能化建筑當中,實現建筑結構、相關服務與管理以及住宅居住者的需求的科學組合系統的形成。對于建筑項目來說,成本控制與工程造價管理對于實現建筑項目穩定高效的建設實現是十分重要的。但是,在建筑需求不斷上升以及建筑要求不斷提高的情況下,利用物聯網技術實現相關建筑的成本控制與工程造價也面臨著越來越多的問題。

一、物聯網技術下的建筑成本控制與工程造價

利用物聯網技術實現建筑建設項目實現成本控制工作與工程造價管理中,對于建筑項目進行成本預算以及成本控制是十分重要的。只有實現前期成本預算工作的精準性,才可以避免實際建筑項目建設過程中由于資金運轉不周而出現的資金鏈條斷開的狀況,這是實現建筑工程建設順利開展與實現的基礎。對于現代建筑項目來說,物聯網技術的廣泛應用在于實現建筑的自動化與智能化,如通訊建設、安保監控以及智能消防系統等。利用物聯網實現建筑工程項目的成本預算,首先要對相關建筑在服務工程與管理工程中所需要的資金投入進行準確預算與評價估測,然后依靠信息數據的組合設計工程造價管理模型,為建筑住戶的生活提供便利、節能。所以,對于現代化建筑建設工程來說,利用物聯網技術來進行相關建筑的成本控制和工程造價的分析管理模型是十分必要的。

在建筑建設行業,在物聯網的支持基礎上,實現建筑成本控制與建筑工程造價的分析管理模型主要有以下幾種類型:其一是在建筑主要成分的分析基礎上建立的模型形式,其二是在物網的模糊與邏輯控制的技術支持下的模型形式,其三是在物聯網本身具備的擬自然隨機的乘擬合技術支持下的模型形式。但是,就目前的實行經驗來說,分析模型的設計還存在著一定的問題。只有實現分析模型的不斷優化,才能使建筑項目的成本控制與工程造價的精準性與效率得到有效提高。

二、利用物聯網技術進行成本控制參量體系和目標模型設計

(一)建筑工程的成本控制參量體系設計

建筑項目中的工程造價主要是指在建筑工程建設過程中所需資金投入的預估與核算工作,主要執行內容包括估算投入資金、工程項目所需資金結算以及工程完工后的決算工作等。在現代化建設中,物聯網技術被逐漸深入應用至建筑項目的成本控制與造價工程預算等方面。在實際運用中,相關技術人員首先要對該建設項目造價的限制性函數與參量體系進行合理分析,然后將物聯網技術下的建筑規劃、建筑環保、建筑消防等多種工程施工建造合理的參量體系與限制性模型。得出工程造價的合理評估與科學預測,最終利用物聯網技術進行工程造價的管理控制,確保了實際工程項目建設的建設進度與施工質量。利用物聯網技術進行工程造價的參數模型的設計,實現建筑材料選擇合理與精確的施工成本預測。

在當前的大型物聯網技術環境下實現的成本控制預算中,缺乏了對交叉因子的影響的實際考量,利用有限資源進行建筑項目的質量與成本的分析與預測。相關建筑項目在物聯網技術支持下實現自動控制網絡建設,最終利用建筑自控網絡中的通信協議實現效益評估,最終計算得出建筑控制的工程成本。另外,為了使建筑所提供的生活環境更加便利舒適,有必要進行材料選擇應用優化,利用物聯網進行相關工程造價模型設計,確定最優的材料選擇價格,并計算材料在實際成本預算中的限制性參數。由此可見,實現建筑成本控制的最好辦法,就是利用物聯網技術進行相關成本控制的參量體系的設計,精確的成本控制的參量體系是實現成本控制能力提高的重要途徑。

(二)利用物聯網技術建立工程項目造價分析的目標模型

將工程建設中的固定成本預算的限制參量直接導入建筑工程項目的工程造價控制鏈條當中,進行建筑項目中的成本控制與項目工程造價中所包含的不確定資金投入。在進行工程預算計算時,應當依據制定的《建設工程預算定額標準》來實現工程項目中的耗材分配,并利用物聯網技術進行項目工程的工程造價控制管理的目標函數與目標模型。接著,相關技術人員應當根據之前的建筑項目的成本評估經驗與建筑結構壽命的預測經驗,利用物聯網先進技術建立最優化的成本控制的博弈模型。隨后建立合作博弈控制模型,并運用容錯性的控制方法,把實現智能系統建設的設備表殼等相關設施的成本計算進工程造價的成本預算當中。除此之外,在建筑成本控制范圍中,相關的信息設備建設與管理也是用新成本控制的參量因素之一。所以,為實現建筑項目的安全性能建設,在進行信息設施建設時,應當充分利用高科技技術。并制定相關的成本控制模型。

通過對上述內容的工程造價目標模型的分別建立,之后進行綜合性的工程成本控制的限制性向量的特征函數的求得并進行特征值的有效評估。利用物聯網技術進行項目工程的工程造價在效益與代價方面的參數控制模型的設計,科學合理地進行建筑項目的成本控制與工程造價的有效預測與評估。

三、實現建筑項目成本控制與工程造價分析模型設計優化的措施

利用物聯網技術進行成本控制與工程造價工作,除了要利用相關先進技術進行工程成本的控制參量體系的設計與相關工程造價分析的目標模型之外,還要不斷對建筑項目的工程造價的分析模型進行完善與優化升級。在傳統的工程造價評估中,大都是在自控均衡博弈的基礎上的相關建筑項目的工程造價的預測模型的設計與建立作為實現基礎,然后進行相關工程造價的預測性目標函數的建立,最后運用科學估算法實現成本的預算制定工作。雖然利用這種預算方法可以實現工程造價的提預算與控制精確度提高,但是,由于實現該預算方法需要對大量先前經驗數據與樣本知識進行收集與囊括,所以在缺乏相關經驗數據的情況下會很容易造成精度失衡,無法進行準確的工程預算工作。為實現建筑工程項目的成本控制與工程造價工作的精確度提高、考靠性增強,實現企業最大程度的成本預算降低,相關技術人員勢必要對這種傳統方法中的問題進行規避。在工程成本的限制參量貢獻度的物聯網技術支持基礎上的成本控制預測模型的建立,就是對傳統方案的技術優化后的設計方案,是基于實際問題的描述與相關參量分析進行的互聯網技術下的建筑工程項目的成本控制與工程造價的分析模型建立,實現建設成本的最大優化。

利用物聯網技術實現建筑施工過程中,要對相關設施的安全保障成本以及設施管理成本等多方面進行綜合考慮,進而分析并建立工程成本預算的參數模型。在物聯網基礎上,要實現建筑項目的科學化性能評價,就要在精確性度量化評價水平之上利用分數階差分函數對行管評價進行限制與管理控制,最大程度實現建筑項目成本與建筑質量之間的最優配比。在進行實際模型建設時,要充分體現出建筑效益與建筑質量之間的正確關系,利用特征分析法實現成本投入的時間序列之間的特征采集,在限制關系的模型設計中,將工程項目中的多方面因素展開線性二乘擬合計算,并由此實現工程項目造價的評價參數模型的科學化建立。

另外,由于實際工程項目中,除了固定成本的產生,其還包括不確定因素的不固定成本的出現,所以要實現成本控制,還應當對工程項目中的不固定成本進行有效控制。為實現可變化的不固定成本的有效下降,在利用物聯網技術實現成本控制與工程造價管理時,也應當制定相應的完善的量化控制模型,以期實現物聯網先進技術支持下的的最大化建筑工程效益。另外,在物聯網技術支撐下的工程項目造價的函數目標模型還應當在進行函數定點控制時適應非線性的特征方程中所限制的連續性條件。只有這樣,才能在物聯網技術下獲得真正的優化并且精確的工程建設效益的控制模型,才能確保實際建筑工程項目施工在成本最優的情況下實現施工建設效益的最大化。并且,實現成本與效益的匹配最優對于建筑工程來說,還可以進一步實現建筑項目工程的代價值與效益值兩者之間實現最大程度的均衡。除此之外,為實現建筑項目的施工進度和施工質量的雙重保證,在進行成本控制時,還可以依據累計方差,對建設成本的限制性參數進行自適應的加權處理。

以上即為在物聯網基礎上實現成本控制與工程造價優化的具體優化措施,意在利用先進的物聯網技術將建筑工程項目的施工質量、施工效率以及施工成本最優控制進行統一,在實現成本控制與降低的同時保證建筑項目的施工質量。

結語

在現代信息技術不斷發展的環境下,物聯網技術在現代建筑建設中不斷深入,也逐漸發揮出越來越重要的作用。在現代化建筑建設中,物聯網技術不僅是實現建筑智能化的重要手段,同時,利用物聯網技術實現建筑成本控制與工程造價核算管理也是十分重要的。相P技術人員不僅要順應時展需求實現物聯網技術的深入應用,還要不斷對之前建筑成本控制與工程造價方面應用物聯網技術實現的經驗進行總結與分析,實現管理模式設計的不斷優化,加強控制性能,不斷提高建筑成本控制與工程造價工作的準確性,有效實現建筑建設的成本降低,實現現代化建筑建設的質量水平提高。

參考文獻:

[1] 劉鑫.物聯網技術下智能建筑的成本控制與工程造價分析[J].工程經濟,2015,(12):16-22.

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篇5

[關鍵詞]過程工業;綠色供應鏈;物聯網;模型構建

[中圖分類號]F407 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2013)38-0018-02

1過程工業對綠色供應鏈的需求

1.1過程工業生產特點

過程工業(process industry)是進行物資轉化的所有工業過程的總稱,包含大部分重工業,如化學、能源、冶金、建材、石油煉制、核能、生物技術以及醫藥等工業,它是一個國家的基礎工業,對發展國民經濟、增強國防力量起著關鍵作用。與離散生產制造過程相比,過程工業具有許多不同之處。

第一,大批量連續性生產。這是過程工業的主要特點。即物料流和工作流連續穩定,生產裝置內各工序間銜接緊湊、嚴密,工藝流程相對穩定不變,也沒有緩沖單元。相應地,新開工成本高、時間長,一般不允許輕易停工。第二,優化目標較多。離散生產制造企業以縮短供貨周期,提高設備利用率為主要優化目標。而過程工業企業優化目標則較多,通常以安全、穩定、均衡、長周期、高負荷、高質量、高收率、低物耗能耗和小污染為目標,尋求多目標的平衡和優化。第三,自動化水平高。過程工業對自動化的依賴性比較強,計算機控制的應用較早,基礎自動化水平比離散制造業高。但是,過程工業管理中“自動化孤島”現象嚴重,下層的自控系統和上層的管理決策信息系統嚴重脫節。第四,新產品開發難度大、周期長。過程工業往往需要經過試驗研究,由研究院和設計院提品工藝、流程,同時經常需要新建生產線,投資大,周期長。第五,環保問題嚴重。過程工業在生產產品的同時,一般都有廢棄物生成和排放,且許多生產過程和物料具有高溫、高壓、易燃、易爆和劇毒等特點,因此安全保障問題和故障診斷在過程工業中顯得相當重要。第六,生產高能耗。過程工業生產過程能耗較高,我國許多化工、冶金等產品的平均單位能耗比國外高出一半到一倍多。同時,高能耗本身帶來高污染并和低效益緊密聯系。

1.2過程工業對環境的影響

如上節所述,過程工業的快速發展在促進社會生產力和人類生活水平不斷提高的同時也引發了一系列嚴重的環境問題。首先,過程工業污染比較嚴重。據估計,在美國約75 %的固體廢物來自過程工業。其次,部分過程工業資源利用率低,綜合利用差,廢棄物潛在的資源利用價值常常高于目標產品。如我國特有的礦產資源釩鈦磁鐵礦的鐵利用率僅為4.9 %,而化工行業生產1噸鉻鹽會產生近3噸毒性廢渣。然后,過程工業能耗高,中國某些過程工業的能耗是美國、日本的2~4倍,煤的開采和燃燒造成的污染和能源浪費更是量大面廣,不僅流失大量可用資源,也嚴重污染水體、土壤和環境等。[1-2]

2綠色供應鏈概念的提出

1996年,密歇根州立大學的制造研究協會(MRC)進行一項“環境負責制造(ERM)”研究,提出了綠色供應鏈的概念。綠色供應鏈以綠色制造理論和供應鏈管理技術為基礎,強調對產品整個生命周期的綠色運作和管理,涉及供應商、制造廠、銷售商和用戶等多個環節,同時在追求資源消耗和環境影響(負作用)最小的同時追求降低供應鏈成本,因此綠色供應鏈具有系統性、集成性和實用性等特點。 Beamon,B.M.(1999)指出綠色供應鏈與傳統供應鏈的區別在于:完整的綠色供應鏈系統不僅包含傳統供應鏈的內容,另外增加了從最終顧客逆向的產品和包裝的回收、再利用流程,以及從顧客、零售商、分銷商、制造商,到供應商的逆向再循環過程,從而形成一個封閉的回路。[3]

在國內,但斌(2000)較早研究綠色供應鏈,認為綠色供應鏈是“一種在整個供應鏈中綜合考慮環境影響和資源效率的現代管理模式,它以綠色制造理論和供應鏈管理技術為基礎,涉及供應商、生產廠、銷售商和用戶,其目的是使得產品從物料獲取、加工、包裝、倉儲、運輸、使用到報廢處理的整個過程中,對環境的影響(負作用)最小,資源效率最高”。[4]楊浩軍(2012)探討了鮮活農產品綠色供應鏈管理的內涵、運行目標、運作模式與運作機制等內容[5]。這些研究成果為過程工業綠色供應鏈管理的構建提供了一定的參考和借鑒。

3過程工業綠色供應鏈模型的構建

基于物聯網的過程工業綠色供應鏈體系如下圖所示。包括技術支持層、傳統供應鏈層和綠色供應鏈層等三個層次。供應鏈的核心為重化工和精細化工類企業,其上游是為其提供原輔料和各種動力供應的供應商,其下游是分銷、零售以及最終消費者環節。因此,通過物聯網技術的應用將改變信息感知和傳遞的方式,對上述相互合作的相關企業進行資源集成和業務集成,實現高效的正向物流和逆向物流,從而達到供應鏈全過程綠色、環境友好的目標。

以下詳細介紹三個層次的基本內容:

3.1技術支持層

物聯網(The Internet of things)指通過信息傳感設備,按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。其基本特征為:全面感知、可靠傳送和智能處理。物聯網體系結構自下向上分為:感知、接入、互聯、服務管理和應用等。通過物聯網技術,能夠實現供應鏈之間的信息無縫整合,狀態即時溝通,動作即時協作,從而構建統一的綠色供應鏈信息平臺,在該平臺上提供供應鏈全過程的智能化服務模式。因此,以物品狀態信息作為流動主體的物聯網技術,正是構建面向過程工業的綠色供應鏈體系的關鍵所在。

面向過程工業綠色供應鏈系統的物聯網技術由物聯網感知技術、互聯網接入技術以及專業管理和服務系統所組成。首先,將射頻識別、二維碼、傳感器、GPS等感知、捕獲、測量設備部署在過程工業供應鏈全過程中原輔料供應、生產流程、污染處理、再制造、分銷配送、終端客戶等各個環節,實時對物體屬性、環境狀態、行為態勢等靜態/ 動態的信息進行大規模、分布式的信息獲取與狀態辨識。其次,通過現有的移動通信網(如GSM網、TD-SCDMA網)、無線接入網、無線局域網(WiFi)、衛星網等基礎設施的接入,將來自感知層的信息資源整合成一個可以互聯互通的大型智能網絡,為上層供應鏈管理和大規模應用建立一個高效、可靠、可信的基礎設施平臺。然后,通過具有超級計算能力的中心計算機群,對網絡內的海量信息進行實時的管理和控制,使供應鏈核心企業能夠對采購業務流程、生產業務流程、倉儲業務流程、運輸業務流程、回收業務流程、再利用業務流程以及污染處理業務流程等供應鏈全程進行實時的追蹤和監控,即時掌握物流活動狀態,并對狀態進行實時響應,智能應對,輔助實現智能化的決策和控制。

3.2核心業務層

在核心業務層中,過程工業核心企業(重化工和精細化工類企業)通過整合上下游企業的業務流程,使得供應鏈上的物流、信息流和資金流無縫連接,實現快速、高效的向終端客戶提供恰當的產品,并及時處理客戶的反饋信息,從而達到提高客戶服務水平,提升企業效益的目的。在傳統過程工業供應鏈管理中,通常以正向物流方向為主,即重點關注從供應商到制造企業,分銷商,直至將最終產品送達消費者手中這一過程。通常認為將最終產品送達消費者手中這一活動是供應鏈管理過程的終結,而較少考慮回收和再利用這一逆向過程。

3.3綠色運作層

該層是過程工業綠色供應鏈的核心內容,也是過程工業綠色供應鏈比傳統過程工業生產模式的創新和突破。與傳統供應鏈管理不同,在綠色供應鏈中,強調污染物的有害處理、廢棄物的回收和再利用以及再制造等內容,以其達到綠色、環境優化的目的。在過程工業綠色供應鏈的實施過程中,計劃環節、制造環節、再利用環節是其重點。過程工業要實現綠色供應鏈的運作,首先要在整個供應鏈中采取一種全新的設計理念,將其作為一個整體,面向閉環供應鏈運作模式,設計新程序,從而杜絕任何形式的污染和浪費。其次綠色供應鏈的制造是一個包括了產品設計、材料選擇、產品加工、物流設計、包裝設計以及產品拆卸等過程的大制造概念。最后,在綠色供應鏈的再利用環節包括回收物流和再利用兩部分。通過正向物流和逆向物流的結合,形成一個完整的閉環回路,從而實現供應鏈全程的環境友好。

4結論

綠色供應鏈管理是過程工業企業提升其競爭力和保護資源的有效途徑,通過實施綠色供應鏈管理戰略,過程工業企業可以降低環境風險,節約資源,從而提高企業的經濟和環境績效。本文將方興未艾的物聯網技術應用于過程工業綠色供應鏈之中,構建了完整的過程工業綠色供應鏈框架體系,并對其實施進行了詳細的介紹。相信隨著物聯網技術的快速發展,將使綠色供應鏈的實現和實施更為便捷高效。

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[5]楊浩軍.鮮活農產品綠色供應鏈運行模式與機制構建[J].物流科技,2012(11):27-31.

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【摘 要】工程教育專業認證有助于提高我國工程教育的人才培養質量和國際認可度。以專業認證的理念和標準為依據,以江蘇科技大

>> 高職物聯網專業人才培養模式探究 物聯網工程專業人才培養模式探索 創新型物聯網工程專業人才培養模式探究 基于工程教育認證標準的機械類專業人才培養模式研究 基于混合學習的高職物聯網專業分層次人才培養模式研究 實踐驅動的物聯網工程專業人才培養模式研究 基于高校物聯網工程專業人才培養的幾點思考 物聯網專業創新型人才培養模式分析 物聯網專業人才培養模式研究 基于校企合作的高職物聯網應用技術專業人才培養模式研究 物聯網工程專業應用型人才培養模式探索 面向工程教育認證的電氣工程專業人才培養模式改革 基于工程教育專業認證的土木工程人才培養體系探討 物聯網工程專業人才培養方案探討 基于工程教育認證的高職機械專業人才培養分析 基于工程教育認證體系的計算機專業人才培養方案 淺談中職物聯網應用技術專業人才培養模式的構建 基于物聯網應用技術的物流人才培養模式研究 基于CDIO理念的物聯網應用技術人才培養模式 物聯網工程專業人才培養方案的設計 常見問題解答 當前所在位置:l.

[3]工程教育專業認證標準(試行版)(含通用標準和補充標準)[EB/OL]. .

[4]陳平.專業認證理念推進工科專業建設內涵式發展[J],中國大學教育,2014(1):42-47.

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關鍵詞:聯網工程 實踐創新 研究

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)09(b)-0241-01

物聯網技術是一種十分新型,但工作效果極為強大,短短幾十年而已,這種技術就在世界范圍內得到了極為廣泛的思考和研究。并且還為我國的軍事以及醫療,農業等方面做了巨大的貢獻,并且,隨著科技的不斷進步,我國的物聯網技術必將得到更大的發展,這就使得物聯網工程專業實踐創新能力培養更加必要,在國家大力倡導下,我國很多高校都已經開始使用物聯網技術,這對于培養學生的實踐能力與理論結合實踐的能力具有重要的現實意義。

1 物聯網工程專業人才培養的基本要求

(1)具有扎實寬廣的自然科學基礎,扎實的信息科學基礎知識。

(2)具有較好的人文社會科學、管理科學知識,綜合素質較高,并具有一定的組織協調與管理能力。

(3)熟練掌握一門外語,具有良好的聽、說、讀、寫能力,能順利閱讀本專業外文書籍和文獻。

(4)掌握物聯網技術與工程專業的基礎理論、專業知識和應用技術,主要包括電路理論、模擬與數字電子技術、射頻識別、傳感器原理、計算機網絡、嵌入式系統、傳感網絡設計、分布式系統、并行計算、多媒體信息融合等。

(5)較好地掌握物聯網系統設計、工業過程監控、自助服務管理及信息處理等方面的知識,了解本專業學科的前沿發展趨勢。

2 物聯網工程專業人才創新能力培養方式

任何技術的順利實施和普及,歸根結底是以人為主體進行的活動,因此,物聯網專業技術的普及和應用,也要以學生的主體情況為前提和基礎,對于不同的學生,所采用的方式方法也會有所不同,因此,我們也需要根據學生的實際情況,采取不同的方式進行培養,我們要通過以下方式進行。

2.1 物聯網工程專業知識學習

在進行互聯網工程專業人才創新能力培養的過程中,我們也要注意一些重點,并且,還要注意理論與實際相結合,我們可以將教育的重點問題放在硬件與理論知識的研究上面,并且我們還不能夠只限于一個行業的研究。在進行物聯網創新能力培養的過程中,我們要了解到它與計算機專業的區別所在,切不可完全按照計算機專業的教學方式進行,物聯網工程的重點在于培養學生的主觀實踐能力,同時還要將計算機操作的各種基礎知識,如:數據結構,語言編程等進行綜合的運用,學生能夠在算法與理論的基礎上,對物聯網理論及其有關的科目進行學習,進而實現其創新思維的培養。

2.2 以工程應用需求作為創新性培養方向

對于物聯網學生的培養的,是建立在工程應用這個基礎之上的,這就要求學生們必須要具有敏銳的洞察力與適應各種復雜環境的能力,同時還要具有創新精神與冒險精神。學生們要懂得將自身的專業特點與現階段物聯網工程最為需求的方面相結合,繼而準確找到兩者之間的銜接點,可以合理的將物聯網理論與實踐相融合,進而解決掉很多實際問題,比如,交通智能化,這樣就可以促進創新理論的科學發展,如果將計算機技術,物聯網理論與工程實踐相結合,那么物聯網的實踐創新就有了一個新的發展目標?,F階段,我國的大部分的計算機學院已經具備了智能化的教學訓練平臺。并且隨著工程應用需求量的不斷增加,我們對于實踐教學的內容也會有一個更加科學合理的改善,而對于學生的培養和訓練也要更加專業,強度也需要更大。

2.3 以學生為中心的自主創新

在實現學生創新能力的過程中,我們所要注意的是學生的自主性,加強學生自主能力的培養,能夠有效的提高學生學習的興趣與主觀能動性,使其能夠對學生產生興趣,進而實現專業知識與實踐方向的有機結合,要以學生的興趣與思維為主,教師發揮其引導和監督的作用,使學生們能夠將自身所貯備的知識與其愛好進行統一,從而實現其對研究領域的選擇。我們還要為學生提供一個完善的開發平臺,這樣學生們才能夠從中獲取有用的資源,并能夠促使學生對物聯網實際結構有所研究和了解,并可以做到具體問題具體分析,對于不同的物聯網技術進行不同方向的研究和分析。在這樣的基礎之上,教師要能夠幫助學生從計算機技術的方向出發,去思考物聯網技術的問題,引導學生對于新技術的開發和創新,進而促進學生的全面發展。

2.4 物聯網工程專業人才自主科研能力培養方式

移動終端有CPU、GPU、管線等硬件性能差異,傳統的虛擬現實系統平臺軟件無法高效運行,單一地從GIS算法方面進行創新改進,不能從根本上改善這一現狀。我們引導對嵌入式開發感興趣的物聯網工程專業學生,結合已有的計算機硬件理論知識,從嵌入式設備軟件設計原則的角度出發,設計針對移動終端的三維虛擬地球軟件框架,改善傳統GIS算法性能。

綜上所述,成功將移動三維立體虛擬地球軟件向試驗平臺轉化,不但有利于學生學習積極性的提高,還能夠有效的提高學生研究與創新的能力。我們一定要明白一個道理,那就是科研與教學兩個方面,是相互促進,相輔相成的關系,如果能夠將科研成果與教學進行有機的結合,那么一定會對實踐教學產生巨大的推動作用,進而能夠培養一批具有高度創新能力的人才。

3 結語

物聯網技術在我國的研究和發展,近些年來取得了一些成就,但是這還遠遠不能滿足人們的實際需求,因此,我們就要從培養學生的學習能力與創新能力入手,提高學生自主學習的能力,使其能夠對所掌握的知識進行有效的鞏固,同時還要加強學生獨自分析和解決問題的能力,使其能夠建立自主學習的意識。每一個學生都是一個獨立的個體,因此其學生狀況與愛好都不盡相同,我們要根據學生自身的愛好對其進行引導,使其能夠結合物聯網理論,找到最為適合自己的研發領域,只有培養出一批又一批高素質的物聯網技術創新人才,才能夠實現我國的物聯網技術的進一步發展。

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關鍵詞:物聯網專業;知識體系;培養方案;高校教育

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)10-00-03

0 引 言

物聯網技術目前成為全球各行業各領域研究和應用的熱點,它能給我們的經濟、生活帶來巨大的變革。隨著物聯網的興起,對人才的需求必然會有一個飛躍性的增長。專家預測10年內就可能會大規模普及,產生一個上萬億元規模的高科技市場,因此社會對物聯網技術方面的人才需求巨大[1]。國家教育部從2010年3月,了《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》,隨后我國有數百所大學申報和準備申報物聯網或傳感網專業。

信息獲取、信息傳輸和信息處理,這三個部分構成了信息產業的三大支柱,他們也是物聯網產業的三個組成部分。電子、通信、計算機是物聯網三大支柱中的必備學科。其中每一個學科都有一套人才培養的知識體系,而每一個學科又有多個方向。而物聯網工程專業需要這三個學科知識的支撐,所以物聯網工程專業可選擇的基礎、專業課程眾多,所涉及的應用更是無處不在,在教學上往往會希望面面俱到但是又無所適從[2]。如何根據具體情況做出取舍是一個值得探討的課題。

各院校物聯網工程專業的課程體系設計不盡相同,有的甚至差異很大[3-6]。絕大部分院校的物聯網工程專業課課程體系只是對物聯網工程涉及的多學科領域現有課程進修簡單的裁剪和疊加,再增加物聯網導論等專業核心課程,這類課程體系沒有體現出物聯網工程專業的特色。因此有必要從物聯網技術自身發展、物聯網相關企業人才需求和學生自身素質全面發展三個角度,對物聯網工程專業人才培養方案進行分析探討[7]。

許昌學院2013年通過國家教育部審批通過,開始招收物聯網工程專業的學生,在探索物聯網工程專業培養方案的過程中,我們也借鑒了許多高校的經驗和做法,也尋求了多家企業的合作,目前對該專業的課程設置也有了自己的看法和思考。我們可以從物聯網技術體系架構和人才就業方向入手,探究不同人才培養就業方向在體系架構中所需要的核心技術和課程,從而理清思路,為物聯網工程專業培養方案和課程體系的設置提供參考。

1 物聯網技術體系框架

圖1 物聯網技術體系框圖

物聯網的整體架構如圖1所示,從圖中可以看出,物聯網按照網絡架構可以分為應用層、網絡層和感知層。圍繞著這三層,可以探討其中所需要的核心知識,從而得出物聯網工程專業學生所需的知識體系。

2.1 感知層

感知層的主要作用是信息的感知和采集,主要由感知器件來實現各類信息的采集,如各種傳感器、RFID、各種二維碼、紅外和智能裝置等。

在這一層中,需要具備的知識主要包括:

各種傳感器的功能、性能、結構、特性和工作原理等內容;

RFID、條形碼等的相關知識;

各種智能終端的特點、結構、工作原理等。

根據物聯網工程專業的特點,不需要對傳感器的具體細節做過多的認識和學習,只需要簡單了解和使用即可,所以不需要開始相關的傳感器原理等課程。但是傳感器所采集到的信息需要有相應的硬件進行收集處理并上傳至網絡層進行發送,可以說嵌入式是整個物聯網的基礎部分,所以有必要開設嵌入式相關的課程。

與嵌入式相關的硬件主要包括:單片機、ARM和FPGA三種。

2.1.1 單片機

單片機的使用非常廣泛,而且在后續網絡層中所使用的CC2530 ZigBee模塊中也包括單片機模塊,因此,單片機課程應成為物聯網工程專業所必開的課程。與之相配套的課程包括:C語言程序設計、電路和電子學和數字電路。有些學校還開設有計算機組成原理和微機原理與接口技術,筆者認為,這兩門課程可以選擇一門進行開設。

計算機組成原理主要面向計算機專業的學生進行考取研究生需要,并且它可以讓學生從計算機整體的結構、功能和組成角度認識和理解整個處理器、存儲器和輸入輸出系統之間是如何協同工作的。微機原理與接口技術主要面向接口,但是其中接口的內容可以放到單片機課程中進行講解和實踐,而匯編語言的相關內容在計算機組成原理課程中也可以進行補充和加強,所以筆者建議只需選用計算機組成原理課程進行開設即可。

2.1.2 ARM

ARM是一個總稱,其中也包含系列產品,對于物聯網工程專業的學生來說,ARM也是其知識體系中必備的一項內容。單片機無法運行操作系統,因此在有些情況下需要用到更高級的處理器。物聯網網關和許多高級的電子產品都需要用到它。開設與嵌入式相關的課程還需要開設Linux操作系統,有必要對Linux的使用和主要組成有一個清晰的認識和掌握。另外還有嵌入式應用層開發的高級語言,如C++等。

2.1.3 FPGA

FPGA是一個提高性的內容,如果偏電子設計與開發的學??梢钥紤]開設,或者可以為學生開設相關的選修課程,增加學生的知識面和視野。但是由于這門課程的難度要高于前兩部分,所以筆者認為可以根據學校的特點和學生接受能力進行取舍,它可以不算作物聯網工程專業學生所必備的知識體系成員。

2.1.4 RFID技術和條形碼技術

對于RFID而言,是目前應用最為普遍的物聯網應用技術,所以它理所當然成為物聯網學生知識體系中不可或缺的部分,因此建議開設RFID技術與應用課程,除了講解RFID原理之外,還要針對RFID的應用進行相應的開發和實踐。

2.2 網絡層

網絡層主要負責將感知層采集到的信息進行傳輸。目前常用的網絡協議包括:ZigBee、藍牙、Wi-Fi和433等,所使用的通信網絡主要有2G/3G/4G電信網和傳統互聯網。所以在這一層次上,需要學習的內容主要包括ZigBee技術、無線傳感器網絡技術、通信原理、計算機網絡等內容。

針對無線網絡,除了ZigBee之外,還有Wi-Fi、藍牙和其他無線傳輸技術,如300 MHz、433 MHz、915 MHz無線通信技術,對它們的特點和應用也應當給予適當的講解。尤其目前藍牙4.0技術已經得到了比較大的改進,蘋果新推廣的ibeacon技術有可能會對藍牙技術起到大力推廣的作用,所以對這幾種技術應當讓學生都有所接觸和認識。在課程中可以體現在物聯網導論、無線傳感器網絡中進行講解。另外在課程設計和實踐活動中,可以對這些技術予以應用加深學生的理解和掌握。

2.3 應用層

物聯網目前的應用非常廣泛,但是就應用層技術而言主要是應用層軟件的開發,所以物聯網工程學生應該掌握的主要技術應該包括Java技術和移動平臺應用程序開發技術,但是偏硬件和體系構成的學生可以淡化這兩個內容的學習,偏軟件的學生應該加強這兩項技術的訓練。

另外,目前提得比較多的云計算和大數據的內容,也應體現在物聯網工程專業學生的知識體系之中。云計算其實應該是云服務,它主要包括三個方面的內容,即IaaS、PaaS和SaaS。在這三個內容中,PaaS是目前云服務所用到最多的技術,所以要讓物聯網工程專業的學生對這項技術有所了解,從而為后續物聯網應用服務開發開拓更寬廣的思路。

就目前物聯網的主要應用案例來看,每個案例往往是這三層的綜合,所以物聯網工程的學生的知識體系在這三層中離開了哪一層都不完整。我們從這三層出發,梳理出了大致的脈絡,有了比較清晰的思路,再根據所定位的學生的就業方向予以加入相關的專業知識或者根據學生的培養定位增刪一些相關的內容,即可確定相應的培養方案。

3 物聯網工程專業人才就業方向分析

在人才需求方面,各地政府紛紛上馬物聯網項目,急需大量的物聯網人才。由于物聯網專業的一些課程涵蓋了電子、通信和計算機三個學科領域,所以學生的就業范圍比較廣泛,但是也有有人提出質疑,認為物聯網三個學科都有所涉及但是哪一個學科都沒有學精,所以就給物聯網專業學生的就業規劃提出了問題。

目前許多高校往往會結合自身的原有學科特點,對某一方面有所側重,關鍵是看學生的培養目標,并且要和當地的經濟特點相結合,有所側重,也就是要瞄準行業應用而開展,這樣才能做到有的放矢。

也有專家提出來了相應的物聯網專業學生就業可從事的行業主要有[8]:

物聯網系統設計架構師、物聯網系統管理員、網絡應用系統管理員等核心職業崗位以及物聯網設備技術支持與營銷等相關職業崗位;

物聯網終端系統的設計與開發;

物聯網應用系統開發工程師,進行物聯網相關軟件系統的設計與開發;

無線傳感網絡系統的設計和管理;

物聯網在智能系統、普適計算、工業控制、信息處理、通訊和管理等領域的應用開發和工程實現;

高等院校和科研院所與物聯網相關的教學科研工作。

從以上專家所列出的就業方向來看,可以將就業方向也歸納為硬件、網絡和應用三個大類,這和以上根據物聯網基本架構所描述的知識體系基本吻合。

物聯網工程專業的人才有自身特有的素質構成,與計算機、通信和自動化專業的學生比較起來,主要有以下特點[9]:

計算機專業的學生要么側重于計算機軟硬件技術的研究與應用,要么側重于計算機網絡系統的組網、管理或者開發,但缺少物聯網工程應用中所必須的傳感、控制、通信等領域的知識。

通信專業側重于使學生掌握基本的通信原理,但對物聯網中所涉及的傳感、嵌入式和應用開發涉及較少。

自動化專業雖然對物聯網中必須的傳感和控制技術等有所側重,但是對于計算機應用開發領域涉及較少。

由此可見,對物聯網工程專業的人才而言,是適應物聯網行業的特點而具備更綜合的專業素質。

4 知識體系基本構成

通過以上的分析,綜合物聯網體系架構和人才就業方向的定位,另外與二本層次學生的特點相結合,可以歸納出物聯網工程專業學生的知識架構,歸納總結如下:

基礎知識相關課程:數學(高等數學、線性代數、概率論與數理統計)、英語、電工與電子學(在這門課中包含有電路分析和模擬電路)、數字電路、C語言、數據結構、計算機網絡、計算機組成原理。

專業必備知識:物聯網導論、Linux操作系統、Java語言程序設計、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、單片機、嵌入式技術、通信原理、無線傳感網絡、云計算和移動互聯網開發。

專業實訓課程:安卓系統開發、ZigBee課程設計、RFID課程設計、無線傳感網課程設計。

另外可增加:印制電路板設計、數字信號處理、EDA等相關課程,以擴展學生的學習視野和基本技能。

5 實踐教學的開展

實踐教學模塊有基礎實踐教學部分和專業實踐教學部分?;A實踐教學部分由“基礎實驗―綜合設計―應用創新”三個層次組成。第一層主要培養學生的基本技能,以電子技術學習為主。通過電子技術的學習使學生掌握元器件的辨別和使用,結合專業課程的教學,進行課程實驗,掌握基本知識和基本技能等;第二層主要包括各門課程的課程設計、電子綜合設計以及先進設計工具 EDA技術,旨在培養學生的綜合設計能力、團隊合作能力以及創新意識;第三層是應用創新層,引導學生參加大學生電子設計競賽、挑戰杯作品大賽和科研項目等。

專業實踐教學部分注重物聯網的核心技術――嵌入式系統技術。通過開設硬件設計一條線課程(單片機、嵌入式、RFID技術、傳感器網絡)和軟件設計一條線課程(C 語言、面向對象程序設計、嵌入式操作系統、移動互聯網開發),使學生系統掌握嵌入式系統的硬件和軟件設計技術,掌握物聯網網絡協議棧和實現物聯網通信。

6 結 語

物聯網工程專業由于涵蓋的學科范圍廣,在學生知識體系構建方面需要花費較大力氣進行研究,從物聯網自身的體系架構來探討物聯網工程專業人才所必須的知識體系,在滿足基礎知識體系的前提下,結合相應的就業方向,增加適當的特色課程,構建出適應各個學校特色的培養方案,從而培養出適應行業需求的物聯網工程專業人才。

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篇9

[關鍵詞]物聯網 就業導向 人才培養方案

[作者簡介]蔣琴雅(1966- ),女,江蘇常州人,南京郵電大學學生工作處就業指導中心副主任,副研究員,碩士,研究方向為大學生就業與創業。(江蘇 南京 210003)

[基金項目]本文系2008年江蘇省教育科學“十一五”規劃重點資助課題“理工科大學生就業與創業教育研究”、2010年江蘇省教育廳高校哲學社會科學基金項目“以就業為導向的物聯網專業人才培養研究”(項目編號:2010SJB880026)、2011年南京郵電大學思想政治教育校級規劃項目“物聯網對大學生思想行為影響的調查研究”(項目編號:XC211021)的階段性研究成果。

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2013)08-0103-02

一、研究背景

1999年在美國召開的移動計算和網絡國際會議首先提出物聯網概念,自此物聯網概念正式進入人們的視野。物聯網的英文名是 Internet of Things,也稱為Web of Things,是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,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,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化三個重要特征。2009年8月同志在視察中科院無錫物聯網產業研究所時,對物聯網應用提出了一些看法和要求,自提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一并寫入“政府工作報告”,物聯網受到了中國全社會極大的關注。每個產業的發展都離不開人才的培養。當今物聯網時代,對物聯網人才的培養勢在必行。物聯網與互聯網、傳感網有著重要的聯系,互聯網和傳感網的人才培養早已開始,但物聯網的人才培養還處在初始階段,因此我國更應該加快物聯網專業人才的培養。

二、物聯網人才培養的現狀

2010年2月25日,《教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》指出:當前國家決定大力發展互聯網、綠色經濟、低碳經濟、環保技術、生物醫藥等關系到未來環境和人類生活的一些重要戰略性新興產業。為了加大戰略性新興產業人才培養的力度,支持和鼓勵有條件的高等學校從本科教育入手,加速教學內容、課程體系、教學方法和管理體制與運行機制的改革和創新,積極培養戰略性新興產業相關專業的人才,滿足國家戰略性新興產業發展對高素質人才的迫切需求,經研究,決定在2010年4月前完成一次戰略性新興產業相關專業的申報和審批工作。戰略性新興產業涉及的領域包括:(1)新能源產業。(2)信息網絡產業。如傳感網、物聯網技術。(3)新材料產業。(4)農業和醫藥產業。(5)空間、海洋和地球探索與資源開發利用??梢?,教育部已經認識到物聯網人才培養的重要性,并希望各高校能夠增設物聯網相關專業,為物聯網產業的發展提供優秀的專業人才。各高校積極申報,教育部快速反應,在《教育部關于公布同意設置的高等學校新興產業相關本科新專業名單的通知》中獲得批準的物聯網工程專業30所、物聯網技術專業5所、智能電網信息工程專業2所。2011年,在《教育部關于公布2010年高等學校專業設置備案或審批結果的通知》中,新增批準的物聯網工程專業25所。盡管高校開辦物聯網相關專業的熱情高漲,但有一個現實不容回避,即目前許多高校的物聯網學科課程未形成體系,實訓建設標準等相關問題有待進一步規范。面對這一現狀,高校需要及時跟蹤物聯網可能發展的就業空間,找準物聯網行業企業動向,以就業為導向制訂物聯網專業人才培養方案。

三、以就業為導向的物聯網專業人才需求分析

1.物聯網人才需求及就業崗位分析。物聯網行業需要多種技術人才,根據物聯網的四層架構,可對應為四類技術人才。電子設備開發人員和傳感器設計與制造人員;移動通信和計算機網絡人員;軟件設計人員,特別是網絡服務人員;嵌入式軟件設計與開發人員。根據物聯網人才需求分析,物聯網專業應培養具有物聯網行業必備的理論知識和專業技能,有較強的物聯網應用系統操作能力、一定的系統設計和開發能力,能從事物聯網硬件系統安裝與調試、物聯網系統管理及嵌入式軟件開發的高技術應用型專業人才。根據對物聯網企業的調研,其面向的職業崗位主要有感知設備設計與安裝、系統集成與調試、嵌入式軟件設計、物聯網管理與應用。

2.物聯網專業培養方向和能力需求分析。物聯網專業是一個綜合性學科,涉及電子技術、計算機技術和軟件技術等相關專業,所以人才培養可根據不同的崗位目標分為四個方向,即感知設備設計與安裝方向、傳輸與網絡方向、嵌入式應用軟件方向和物聯網管理方向。四個培養方向對學生的能力要求有所不同。物聯網專業學生應掌握物聯網系統基本理論,具備構建、調試、運行和管理物聯網專業應用系統的能力,具備開發物聯網終端軟件的基本能力,具備物聯網應用系統故障排除能力,了解物聯網技術發展動態等。

四、物聯網專業人才培養方案研究

1.課程設置。應從現有支撐物聯網的專業著手,以就業為導向,根據物聯網產業發展的實際情況做出實時調整。本文根據物聯網的四個方向,結合目前物聯網產業設計的四大核心學科——微電子、無線傳感、通信傳輸、計算機及其網絡,以網絡工程、物聯網工程兩個專業方向來討論物聯網專業人才培養方案和核心課程,重點是課程設置。

一是網絡工程。人才培養目標:培養適應信息產業發展需要,在德、智、體、美諸方面全面發展,基礎扎實、知識面寬、實踐能力強,具有創新精神、較高思想道德、良好的科學文化素質、敬業精神和社會責任感,擁有扎實的通信技術、通信系統、網絡工程和網絡管理等方面的基礎理論和系統專業知識,能在物聯網與傳感網技術等相關領域從事科學研究、教學、應用開發、產品設計等工作的高級專業技術人才。專業核心課程:網絡技術概論、離散數學、數據結構與算法、計算機組成原理、信息與系統、通信原理、操作系統、數據庫系統原理、編譯原理、計算機網絡、網絡安全技術、IP網絡技術及應用、網絡編程技術、網絡工程基礎實驗等。 專業方向:面向信息網絡國家戰略性新興產業培養的網絡工程專業技術人才應滿足企事業單位需求,著重網絡與應用系統研發、運營支撐以及技術創新能力的培養。

二是物聯網工程。人才培養目標:培養適應國家戰略性新興產業發展需要,德、智、體、美全面發展,基礎扎實,創新意識和實踐能力強,具有較高的思想道德和良好的科學文化素質以及敬業精神和社會責任感,擁有扎實的物聯網基礎理論知識和專業技術方法,能在信息網絡等領域從事科學研究、教學、應用開發、產品設計等方面工作的高級跨專業型人才。專業核心課程:高級語言程序設計、電工電子技術基礎、數字電路與邏輯設計、物聯網架構和技術、數據結構與算法、計算機組成原理、通信原理、操作系統原理、數據庫系統原理、計算機網絡、嵌入式系統原理與應用、物聯網感知技術及其應用、無線傳感器網絡、物聯網安全技術、軟件工程、通信軟件設計基礎等。專業方向:面向信息網絡國家戰略性新興產業培養滿足企事業單位需求的物聯網工程的專業技術人才,著重在物聯網產品與應用系統研發、運營支撐以及技術創新能力的培養。

2.實踐體系。以“智慧校園”為背景,搭建集傳感層、網絡層、應用層的綜合應用系統,以智能家居、智能安防、智能門禁、智能教學、廣域信息等為應用背景的綜合系統,堅持開放性和應用為導向的原則,以實訓的形式培養學生的創新能力為主要目的,見下圖。

3.師資建設。首先,物聯網是一個多學科領域,除計算機學科外,還需要引進通信工程、電子科學與技術、電子信息工程等專業具有高職稱或高學歷的講師,同時在企業聘請具有豐富項目開發和管理經驗的工程師參與教學與實訓共建,打造一支專兼結合的教師隊伍,形成企業和相關產業領域專家到高校和高校教師到企業的雙向互動的機制和模式。其次,整合現有人才資源,將計算機科學與技術、電子信息工程和通信工程等專業的教師資源整合起來,實現軟件資源共享。最后,走出去進修或請進來培訓,對于有些未開設過的課程,可以選派教師到國內外相關機構進修,或聘請教師對校內教師進行培訓,以提高師資水平。

4.校企合作。據測算,物聯網的產業規模比互聯網產業大20倍以上,物聯網技術領域需要的人才每年都在百萬人的量級。物聯網高技能人才將作為商家和企業的寶貴財富,在促進企業提高效益、實現科技成果轉化和增強企業經濟技術實力方面具有不可替代的重要作用。校企合作是培養物聯網人才的途徑。對學校而言,要選擇管理比較規范、經濟效益比較好的企業作為校外實習教學的合作伙伴,并成立實習小組,由學校確定組長,負責學生上班和業余時間的管理,確保實習正常進行;同時聘請企業領導或專家聽課,對教師所教、學生所學、企業所用三者是否對接進行評估,及時發現和糾正問題,學生實習前,學校、企業、學生三方面要簽訂相關協議。對企業而言,可以挑選人才,降低用人方面的成本和風險。當前校企合作的模式有四種:學校引進企業模式,實踐和教學相結合、工學交替模式,校企互動式模式,“訂單”式合作模式。其中,“訂單”式合作模式使學生入學就有工作,畢業即就業,實現了招生與招工同步、教學與生產同步、實習與就業聯體,突出了職業技能培訓的靈活性和開放性,培養的學生適應性強,就業率高。

5.學術交流。高校教學和課程相對獨立和封閉,缺乏全國范圍內教與學溝通的平臺,阻礙了新學科的發展。物聯網專業應本著開放性的態度,建立教學交流的開放平臺,便于學生、教師、專家、學者進行交流。交流的具體功能如下:教學交流,教師可討論、交流、共享,促進課程的標準化、完善化,形成精品課程;學生學習交流,可按不同的知識點分版塊、課程交流和學生項目交流;以學科競賽促進交流;業界廠家新技術交流、人才需求;標準課程的再推廣,包括師資培訓、社會人才培訓和高校課程的再植入。

物聯網作為一個戰略性新興產業,涉及領域很廣,不僅需要學校培養人才,也需要社會幫助培育。高校作為培養高素質人才的主要場所,應結合實際,以就業為導向,為未來龐大的物聯網產業輸送人才,為我國物聯網產業的發展貢獻力量。

[參考文獻]

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[關鍵詞] 物聯網;移動互聯網;人才培養

[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)04-0080-04

網絡工程專業是隨互聯網的發展壯大而興起和發展的,自 1998年被教育部列入本科專業目錄以來,全國已有近 300 所高校設置了該專業,為社會培養了大批網絡專業技術人才[1]。我國大多數高校的網絡工程專業以計算機科學與技術專業為基礎開設,在專業建設過程中,各高校本著“培養高層次的網絡規劃建設、網絡管理維護、網絡應用人才”這一專業培養目標,通過增設通信原理、互聯網工程建設與規劃、網絡管理、網絡程序設計、網絡安全等課程開展專業人才培養,與原有的計算機科學與技術專業培養模式相近[2,3]。由于教學體系、教學實踐經驗的不足以及硬件設備更新換代的滯后,使得學生分析問題、解決問題的能力和實踐工程能力相對較弱,畢業生的專業特色和優勢不夠明顯。近些年,由于低端網絡人才市場趨于飽和,本科生就業市場上出現了“網絡工程專業學生就業難、用人單位招聘不到合適人才”的普遍現象,導致部分應用型高校網絡工程專業出現萎縮或停招。這足以說明,“傳統”網絡工程專業亟需在專業內涵、人才培養目標和培養模式等方面進行重大的改革創新。

1 “新互聯網”時代大潮對網絡工程專業 的影響

互聯網技術經過40多年的長足發展,其產業變革席卷全球,顛覆傳統行業的節奏也進一步加快。2014年1月8日,在釣魚臺國賓館召開的“2014互聯網產業年會”上,互聯網產業各界人士一致認為:移動互聯網、物聯網必然將在工業應用中扮演更加深入和廣泛的角色,促進工業全產業鏈、全信息鏈的信息共享和協同集成。思科首席執行官約翰錢伯斯(John Chambers)在拉斯維加斯舉辦的“CES2014展會”演講中也對物聯網的發展充滿信心,表示:“這一轉變已經開始,它(指物聯網)將改變我們生活、工作和娛樂的方式……2014年將是物聯網發生關鍵轉變的一年,并且到2017年,物聯網產生的影響,將比整個互聯網更為深遠”。

物聯網和移動互聯網等新網絡技術的興起給網絡工程專業帶來了新的契機和挑戰,只有正視這種洶涌的“新互聯網”時代大潮,不斷豐富和發展網絡工程專業的內涵、人才培養目標和培養模式,才能適應新網絡時代的要求,培養面向企業需求的實踐人才,煥發專業活力。本文分析總結大連工業大學網絡工程專業的培養實踐經驗:“突出專業特色,彰顯時代特點”、“優化專業層次結構,大類培養”、“加強實踐,注重校企合作”,旨在探索一條適應新技術發展的面向物聯網、移動互聯網的網絡工程實用型人才培養的新道路。

2 “新互聯網”時代下網絡工程專業的建 設思路

大連工業大學于2004年開設網絡工程專業,經歷了傳統意義上的網絡工程人才培養,迄今已畢業6屆、300余名網絡工程專業本科生。通過對本專業畢業生就業情況的跟蹤統計可知,目前網絡工程專業學生的就業方向主要有四個領域:傳統互聯網系統設計及應用、Web軟件設計與開發、嵌入式系統應用和移動互聯網軟件開發。隨著物聯網、移動互聯網技術的興起和蓬勃發展,近幾年嵌入式系統應用和移動互聯網應用領域的就業比例逐年上升,已漸有超過傳統互聯網應用這一傳統就業主體的趨勢。根據這種現狀,大連工業大學從2010年起著手改革新的網絡工程專業人才培養模式,學生就業優勢明顯加強。

首先,拓展傳統的網絡工程專業內涵,突破傳統的“互聯網建網、管網、用網”領域,以時代需求為導向,引入物聯網、移動互聯網等技術知識,拓寬專業領域;在人才培養目標方面,既要培養傳統互聯網絡系統設計與開發、網絡工程規劃與設計、網絡管理與維護等層次的專業人才,也要培養物聯網系統設計與開發、移動互聯網系統設計與開發的多領域專業人才。

其次,在課程設置上優化專業層次結構,結合計算機科學與技術專業制定“寬口基礎+特色方向”的課程體系,開展大類培養。

最后,網絡工程專業作為一個跨學科、實用性強、服務面廣的專業,要大力加強學生實踐應用能力的培養。這既需要高校本身的努力,加大教師實踐能力培養、加大硬件設備的更新換代,更需要社會、企業和學校的緊密配合,探索一條群策群力培養學生實踐能力的切實可行的新模式。

3 拓展專業內涵,彰顯時代特點

物聯網技術是在互聯網技術的基礎上,結合射頻標簽和傳感器網絡等技術,實現人與物、物與物智能溝通和對話的網絡信息技術[4]。近幾年,國內申請增設物聯網相關專業的高校數量眾多,但在不同程度上都存在著物聯網課程體系規劃不完善、教材建設計劃不完備、師資力量薄弱、實驗室配套設備缺乏和實驗方案標準有待規范等問題。

實際上,在培養目標和專業課程設置等方面,傳統網絡工程專業已涵蓋了大多物聯網知識領域,擁有物聯網網絡層的學科建設優勢,具備應用層的基礎知識,需要補充的主要是物聯網感知層的相關課程[4]。顯然,傳統網絡工程專業與物聯網專業在知識結構上有很多共性,只要適當補充和調整網絡工程專業的課程設置,即可培養具有物聯網技術知識的專業人才。

物聯網、移動互聯網是“新互聯網”時代兩個最熱點的技術領域和應用領域,根據新技術發展和企業崗位需求,大連工業大學網絡工程專業重新定位了專業內涵,調整原有的專業課程體系,補充物聯網和移動互聯網技術相關知識,制定了新的網絡工程專業培養方案,目的是培養面向工程的具有創新精神的應用型、復合型、技能型的“新”網絡工程人才。新培養方案中將網絡工程專業方向設定為4個方向:(1)傳統互聯網方向;(2)系統集成方向;(3)物聯網及移動互聯網方向;(4)Web軟件開發。

4 優化專業層次結構,大類培養

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》明確提出:“優化結構,辦出特色……優化學科專業、類型、層次結構,促進多學科交叉和融合。重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模?!?/p>

大連工業大學網絡工程專業是以校計算機科學與技術專業為基礎、依托校網絡中心工程環境開展學生培養的,具有堅實的教學師資和教學資源基礎。為優化網絡工程專業的層次結構、培養“應用型、復合型、技能型”人才,網絡工程專業采用與計算機科學與技術專業聯合的交叉大類“2+2培養”模式:前兩年教學內容與計算機專業保持一致,使學生具有扎實的計算機技術基礎;后兩年根據專業特色,按照行業技術發展和企業崗位需求,設立了“傳統互聯網應用”、“系統集成”、“Web軟件開發”、“物聯網及移動互聯網應用”四個特色方向,形成合理、有時代特色的課程群體系(見表1),及有效的實踐環節,從而保證學生在校學習內容和企業需求的有機接軌。

5 面向工程應用,優化實踐教學模式

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》同樣明確提出:“提高人才培養質量……加強實驗室、校內外實習基地、課程教材等基本建設……強化實踐教學環節……創立高校與科研院所、行業、企業聯合培養人才的新機制。”

網絡工程專業對學生的實踐能力要求較高,實踐能力的提升是培養網絡工程人才工作的重中之重。根據大連工業大學網絡工程專業本身的特點,筆者采取“校內+校外”、“校企聯合”的創新與實踐教學模式開展對學生實踐工程能力的培養。

5.1 實踐教學體系

實踐教學體系設置堅持“面向工程應用,優化實踐教學模式”原則。具體劃分為“四層次、七類別”實踐教學體系,見圖1?!八膶哟巍笔侵笇W生應獲取基礎實驗和認知能力、初步設計能力、綜合實踐能力、創新和工程能力等四個層次的能力;“七類別”是指課程實驗、課程設計、專題訓練、各類實習、畢業設計、參加創新和科研課題、職業培訓等七個環節[5]。

根據大連工業大學網絡工程專業自身特點,針對“課程群”系列課程,開設綜合性較強的專題訓練實踐環節,既有利于提高學生的綜合實踐能力,又有利于與企業實訓項目相結合、置換。例如,筆者將第七學期的“網絡規劃與設計專題訓練”、“網絡安全課程設計”和“生產實習――網絡管理+Linux系統運維”三個實踐環節組合成一個綜合性專題訓練模塊,引進合作企業的生產實踐項目,由學校教師和企業技術人員共同對學生進行綜合實訓,取得了非常好的效果。

5.2 “校內+校外”、“校企聯合”的創新與實踐教 學模式

根據專業培養目標,充分關注行業、企業需求,密切校企合作,建立了“校內+校外”、“校企聯合”的創新與實踐教學模式。

1)有效利用校內資源,將教學實踐與實際生產環境有機融合。網絡工程專業依托大連工業大學網絡中心開展校級實踐活動,將教學實踐落實到生產現場,開展從校網絡中心到教育網地區中心全方位的教學實踐活動。在這個過程中,既可以引入網絡中心具有豐富實踐經驗的教師承擔認識實習、操作實習、畢業設計等實踐教學任務,將網絡中心技術人員的工程實踐經驗更好地融入到教學環節中,還可以引導學生參與勤工儉學,通過承擔一定的網絡維護開發等活動,有意識地引導學生參與專業實驗室、學校網絡的建設維護工作,提高學生的專業認知和動手能力。通過上述方式,將網絡工程專業的教學實踐融入實際的生產環境中,使學生學以致用,既深化了對專業理論的理解,也提高了學生的工程實踐能力,突出了網絡工程專業的工程特點。

2)擴大校企合作。根據行業、企業需求,結合學校實際,筆者重新定位網絡工程專業方向,建立了“企業崗位定制”教學;同時,加強校企教師的雙向培訓機制,與企業在學生和師資培養等方面建立長期穩定的合作關系。在圖1所示的四個層次實踐課程體系中,強調培養過程中的企業參與,將企業的實際項目引入專題訓練環節,實現學校和企業的無縫接軌。

3)支持學生參與創新科學研究,推行產學研聯合培養的“導師制”。從大學一年級入學開始,即進行專業介紹和行業發展規劃,逐步引導和培養學生的專業興趣和方向,鼓勵本科學生參與科技創新實踐活動,建立“導師制”師生研究室。教師帶領本科生積極開展科研創新實踐活動,建立了課內與課外相結合的創新與實踐教學模式。目前,網絡工程專業學生已參加了多項國家級大學生創新與創業項目,科研實踐能力大幅提升。

4)積極開展專業競賽,以賽促學。引導學生積極參加各種專業競賽,以優秀獲獎學生為榜樣,帶動更多的學生積極向上、銳意進取。同時,通過聯合開辦的思科網絡技術學院、紅帽學院,鼓勵學生考取思科認證網絡工程師(CCNA)、思科認證網絡高級工程師(CCNP)等行業國際資格認證,極大地調動了學生的積極性和學習熱情,也增強了學生的就業競爭力。

6 結論

物聯網和移動互聯網技術的蓬勃發展為傳統網絡工程專業建設帶來了新的機遇,本文討論在“新互聯網”時代背景下,以《物聯網“十二五”發展規劃》和《卓越工程師教育培養計劃》為契機,將物聯網技術、移動互聯網技術與高校傳統網絡工程專業建設有機融合,通過整合教學資源、擴展專業內涵、優化教學體系、建立創新實踐教學模式等一系列舉措,大力加強學生實踐能力的訓練,探索了一條以行業需求為目標,培養基礎扎實、實踐能力強、富有創新精神和團隊意識的復合型、應用型網絡工程人才的新思路。

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