時間:2022-07-23 07:21:12
引言:易發表網憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇物聯網應用技術范例。如需獲取更多原創內容,可隨時聯系我們的客服老師。
[關鍵詞]物聯網技術;實訓教學;職業能力;專業建設
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯網應用技術專業建設自從2011年開始在全國迅速展開,經過近幾年的快速建設初步形成了一定的規模,積累了一定的經驗,但是由于物聯網技術是一項綜合性技術,涉及計算機、通信、電子和軟件等多方面技術之大成,要真正建設好高職物聯網專業還有較大差距,特別是高職物聯網應用技術專業的實訓教學建設還有待進一步加強研究與深化。
高職教育是培養面向社會各行各業生產第一線的高素質技術技能型專業人才的高等職業教育,它的根本任務是培育學生良好的職業能力與可持續發展能力。職業化能力的培育是高職學生的重中之重,也是區別于應用型、研究型人才的顯著標志,職業能力的培養要靠高職院校實訓教學來保障和實現,只有建設規劃好物聯網技術實訓教學體系才能完成高職物聯網專業學生的職業能力與可持續發展能力的修成。隨著國家“互聯網+”、“工業4.0”等理念的提出與深化,物聯網技術的應用十分廣泛,如智慧農業、環境監測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根據國家“十二五”戰略規劃結合地區經濟發展特點,以智慧農業和環境監測作為高職物聯網技術實訓切入點,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,培養主要面向農業與環境行業的具有物聯網設備安裝調試、工程規劃與實施、系統服務與技術支持為主的高素質技術技能型物聯網技術人才。
1專業課程與實訓教學
1.1專業培養目標
高職院校是為國家培養技術技能型人才的高等學校。其培養的人才除了要有一定的理論基礎知識,重點是要培養學生具有較強的專業實踐操作能力和崗位就業適應能力,這就要求高職院校通過工學結合辦學模式,強化以職業能力為目標的實訓教學,最終實現物聯網應用技術人才培養目標的要求。
物聯網應用技術專業的培養目標是為培養德、智、體、美等全面發展,面向物聯網產業,服務區域與地方經濟發展,具有較好的物聯網專業基礎知識、較強的實踐能力、良好的團隊協作能力,可持續發展與創新能力,掌握物聯網應用技術,從事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、物聯網維護與管理、物聯網設備營銷與技術支持,成為具備良好文化素養、職業道德和綜合職業能力的高素質技術技能型人才。
1.2專業課程體系
從職業崗位能力需要出發來分析物聯網應用技術專業的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構建課程體系和課程內容,在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓課程內容建設,努力做到“教學做一體化”教學過程中理論與實踐的相互促進和融合,最終使實踐教學來內化學生的理論知識,為拓寬高職學生的成長空間打下基礎。為此,設置了一定數量的通識教學課程和專業基礎課程,如高等數學、英語、高級語言程序設計、物聯網技術概論等。專業課程的設置更加體現職業崗位的特點要求,以智能農業、環境監測為系統實訓平臺出發,圍繞這兩大領域的物聯網技術應用展開,開設了一些有特色的專業課與實訓課。如RFID技術與應用、無線傳感器組網技術、農業食品溯源應用系統實訓、城市環境遠程監測系統實訓等課程。課程設置如下表所示。
物聯網應用技術專業課程表
公共素養課程
思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業發展與就業指導、大學英語、大學語文、高等數學(理)、大學生心理健康教育、體育
專業支撐課程
計算機組裝與系統維護、計算機技術基礎、電工電子技術基礎、高級語言程序設計、計算機網絡技術、物聯網技術概論、數據庫應用基礎、網絡設備配置技術
專業核心課程
無線傳感器網絡技術、RFID技術與應用、傳感器原理與應用、物聯網系統應用實訓、物聯網工程設計與實施
專業拓展課程
綜合布線技術、移動應用開發、嵌入式系統與應用
1.3實訓教學體系
高職教學的根本就是培養學生具備良好的職業崗位就業能力,它的特點是突出職業能力所要求的實訓實踐教學,完備的實訓教學體系主要由三部分組成,包括專業實訓教學環節、校內實訓室建設、校外實訓基地建設。在設計物聯網應用技術實訓教學時,以知識與技能漸進式提高出發,按照“認知―技術技能―系統體驗” 路徑展開,“認知”主要是強調基礎性和啟蒙性實訓,“技術技能”主要側重專業核心課程的配套實訓,“系統體驗”主要是對前面實訓成果的系統綜合和應用,更加貼近物聯網技術的實際應用。物聯網應用技術實訓教學可以分為三個主要階段:技術基礎與專業認知實訓、專業技能實訓和物聯網系統應用實訓。校內校外實訓的有效結合來強化物聯網專業學生的技術技能和崗位適應能力。校外實訓基地主要解決學生的崗位適用能力,校內實訓室主要完成學生的專業技能的實操和理論知識的內化。
2基礎性實訓
俗話說得好,基礎不牢地動山搖。這說明基礎知識的學習與掌握是何等的重要。高職實訓也是同一個道理,也要從基礎性實訓抓起。物聯網應用技術基礎性實訓可以分成兩個層面:專業基礎實訓和專業認知實訓。
2.1專業基礎實訓
專業基礎實訓一般是指電子信息大類學生應具備的一些面向職業崗位的通用型技能實訓。如計算機基礎應用、高級語言程序設計、計算機組裝與維護等實訓,采用“教學做一體化”教學模式下,通過這幾門課的實訓讓學生對計算機硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握,為后面的進一步學習打下良好基礎。計算機基礎應用和計算機組裝與維護這兩項實訓主要讓學生了解和認識計算機系統結構和基本工作原理,熟悉應用辦公軟件如Office,掌握對各型計算機的硬件拆裝和維修,訓練高職學生使用計算機的基本技能。高級語言程序設計主要讓學生對計算機編程語言有一個基礎性的學習掌握,為下一步技術技能的實訓打下基礎,如C語言學習。
2.2專業認知實訓
專業認知實訓是開啟對物聯網技術應用大門的起初環節,目的是讓物聯網應用技術專業學生對物聯網技術的相關知識、相關設備、相關領域和相關應用有一個認識,拓寬學生的眼界,增強學生對專業學習的興趣,為專業技能實訓起到承上啟下的作用。由于物聯網技術涉及學科門類較多,職業面向行業應用面廣,因此不可能面面俱到,只能依據專業培養定位來開設認知實訓。針對面向農業與環境應用的特點,專業認知實訓突出了電子技術基礎和計算機網絡技術的學習,通過系統仿真和實際電路的調試,讓學生對基本的模擬、數字電路、計算機網絡應用有個較好認知;通過物聯網技術概論課程相關的實訓讓學生了解物聯網涉及的多類技術要素,了解物聯網三層體系結構及相關的感知、傳輸和信息處理與控制技術,在認知實訓中強調以感觀了解為重點,知識普及為重心,宜采用多種教學形式開展,如網上查閱、實地參觀、現場交流與訪談等。
3職業技能實訓
職業技能是高職學生面向社會就業之根本,也是體現現代高職教育之重心所在。高職教育的質量與特色大多體現在學生技能素質的培養上。從物聯網技術層面來分析,物聯網技術應用主要包括三個層面:感知技術、網絡傳輸技術和信息智能處理與控制技術,因此,我們結合面向農業與環境領域的應用從三層結構來組織物聯網專業技能實訓。
3.1感知技能實訓
感知技術主要是解決信息的獲取,為最終的行業應用提供信息與數據。它包括多方面的信息獲取技術,如各型傳感器、RFID系統、定位系統、條碼等十分廣泛。以農業與環境行業的應用為例,主要采用的也是前面所說的四大類設備,為此要建立感知技術應用實訓室,結合專業核心課程進行傳感器、RFID等方面應用技能實訓,讓學生了解各類型傳感器和RFID系統應用技能。傳感器方面:如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用,通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設備方面:如各型電子標簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓臺,讓學生掌握各型電子標簽的使用情況和基本工作原理,理解各頻段RFID系統的適用范圍,以電子標簽信息識別讀寫實訓讓學生對各類技術標準有一提高認識與消化。另外,也要適當增加控制方面的實訓,如智能農業方面的調節光照和控制水源和通風等。
3.2信息傳輸技能實訓
網絡傳輸是信息高速公路,負責把由前端感知設備獲得的信息實時準確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面:一是近距離無線網絡傳輸,二是遠程高速網絡傳輸。近距離無線網絡傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍牙技術,主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉發上傳到遠程網絡上。重點是實訓無線傳感網(Zigbee網絡)的組網與使用,讓學生了解與掌握無線傳感網的基本組成、相關設備與工作原理,通過如節點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網的使用。另外,結合計算機網絡技術實訓來強化學生對局域網、寬帶廣域網的應用以及網絡設備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓
在物聯網三層體系結構中,最后一層是信息管理與應用(簡稱應用層)。應用層主要是完成經網絡傳輸層上傳到云端數據的接收、過濾與存儲,然后結合行業應用進行控制與管理。主要涉及專業課程有數據庫應用基礎、高級語言程序設計、移動應用開發等一些相關軟件應用方面?;谖锫摼W技術的應用系統離不開數據庫管理和前后臺應用軟件的開發,針對高職學生的特點,適當強化數據庫(如MSSQL)應用知識的掌握和實際應用,對數據庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯技術的迅速發展,移動終端在物聯網系統應用中已十分普及,目前移動開發平臺主要基于IOS和Android兩大系統,基于Android移動應用開發已占據主流,為此結合移動應用開發課程建設移動應用開發實訓室,在學習了Java語言后,通過“教學做”來培養學生開發小型App的能力。
4系統性實訓
物聯網技術的顯著特點是集多專業之大成,涉及專業知識面廣,容易給學生產生知識混雜和難學的印象,那么如何補救這一情況是專業教學研究的一大課題,為此,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑的理念,特別強化與設置了物聯網系統綜合實訓環節。
4.1智能農業應用實訓
物聯網技術在智能農業中的應用如火如荼,“民以食為天,食以安為先”,食品安全至關重要,農產品的質量管理特別是食品溯源系統已日益成熟。將農產品種(養)植、運輸、加工和流通的信息相關聯,形成完整的信息追溯鏈來確保農產品的安全性。整個系統涉及溯源標識技術、監裝技術、物流監控技術和數據采集與查詢技術。溯源系統以RFID、條碼技術的應用為基礎,是一典型的物聯網綜合應用系統。這一實訓系統基本涵蓋了物聯網應用技術專業所學的大部分專業知識,通過溯源系統的實訓體驗把原本分散的技術串聯起來,強化了學生對物聯網專業知識的理解和興趣,特別是強化了學生對RFID技術應用的認識。實訓的主要內容有網絡環境的搭建、服務器安裝與調試、電子標簽制作與識讀、數據庫管理與應用、PDA安裝與調試和APP應用開發等。
4.2環境監測實訓
基于無線傳感網的環境監測實訓是以傳感器與無線傳感網組建與應用開發為重點的專業實訓,通過此實訓讓學生達到對無線傳感網的系統設計,設備選型,傳感網組網及Zigbee協議的應用開發有一定程度深化,實訓重點要讓學生樹立起系統性的理念。下圖是物聯網環境監測實訓室功能總體框圖。
環境監測實訓系統
實訓系統包含三種數傳模式(WiFi、Zigbee、有線)環境監測傳感器,形成一套覆蓋三個層次的物聯網教學平臺。同時,其他內置WiFi模塊的各種手持設備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯網實驗設備的一部分;師生教學、科研實踐開發的其他感知模塊,通過與標準的WiFi設備服務器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。這些設備的靈活配置為學生提供了從數據采集、網絡傳輸到信息處理較完整的物聯網系統應用模型。包含的實訓:網絡組網與無線信號測試、Zigbee協議棧應用、Zigbee網絡拓撲、開發環境的搭建;IEEE 802.11協議介紹、接口程序代碼開發、串口WiFi設備服務器設計、傳感器數據采集與查詢顯示等,重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯動起來,讓學生充分體會到一個真實的無線傳感網系統的體驗,更加貼近了以后的工作崗位,增強學生就業信心。
5結論
物聯網應用技術實訓教學是培養高職學生技術技能型人才的核心所在。實訓教學必須以良好理念為先導,緊密結合人才培養目標,構建起符合學生就業崗位需要的實訓教學體系。本文以農業與環境應用為背景,從分析人才培養目出發,基于“認知―技術技能―系統體驗” 路徑來研究并實現物聯網應用技術實訓教學,以知識與技能漸進式提高構建實訓教學環境,通過近兩年的探索與實踐,取得了較好的效果。
參考文獻:
[1]王風茂.高職院校物聯網應用技術專業實訓體系的構建與實施[J].青島職業技術學院學報,2012,25(6):49-52.
[2]鄒洪芬.高職院校“專業對接園區,科研反哺教學”的物聯網專業建設探索[J].職業技術教育,2014,35(26):12-14.
[3]張新.高職物聯網應用技術專業建設探索與思考[J].物聯網技術,2014(5):80-82.
[4]劉雪梅.民辦高職院校實訓體系的建構和機制研究[J].職教論壇,2012(11):18-20.
關鍵詞: 物聯網 關鍵技術 專業建設
一、物聯網產業發展現狀及應用領域
物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次浪潮,物聯網具有應用需求廣泛和產業發展迅速等趨勢,它具有龐大的產業集群效應。據權威機構預測,物聯網在公共安全、環保、智能交通、智能電力、智能家居、智能醫療等諸多領域的市場規模均超過百億甚至千億,到2020年,物物互聯業務將非常普遍,它與現有的人人互聯業務之比將達到30∶1,物聯網產業被稱為下一個萬億級規模的產業[1]。
社會各行各業都涉及物聯網技術的應用,國家“十二五”規劃中明確的重點物聯網應用領域:智慧城市、智能農業、智能家居、智能工業、智能交通、智能電網、智能醫療、商業與服務、公共安全與公益事業等。以上每一個智能應用領域,都會涉及傳感、RFID、電子、通信、自動化控制及GPS或GPRS,這些技術整合將最終構成基本的智能傳輸及分析系統,多個單個智能系統的整合將構成智能物聯網[2]。
二、物聯網的人才需求及崗位分析
人才服務于產業,也制約著產業發展。物聯網涉及眾多行業應用領域,在未來幾年,物聯網產業發展的主要動力是行業應用。據國家相關部門統計預測,未來幾年,在智能交通、智能物流(現代物流與智能倉儲)、智能電網、智能醫療、智能工業、智能家居等方面的物聯網應用型人才需求都將達到百萬以上;在智能農業方面,甚至有近1000萬的人才需求。物聯網應用技術人才需求巨大,高等職業教育需加大人才培養力度以滿足行業產業人才需求[3]。
高職物聯網應用技術專業培養具有物聯網工程布線、系統聯調、傳感器安裝與調試、自動識別產品安裝與調試和軟件產品安裝能力;能進行物聯網工程項目的運行維護、管理監控、優化及故障排除;能進行物聯網產品生產、物聯網工程施工、物聯網設備或產品維護維修、物聯網項目輔助研發等一線工作的發展型、復合型、創新型技術技能人才??蓮氖挛锫摼W企業物聯網產品的生產、物聯網工程施工、物聯網設備或產品維護維修、物聯網項目輔助研發,以及計算機硬件、網絡產品的銷售和技術服務、中小企業網絡管理等工作。
三、聯網專業的技術體系
物聯網應用技術專業具有覆蓋面廣、知識體系大等特點,它涉及信息技術眾多前沿領域,如自動化控制、移動互聯開發、網絡通信、應用電子、多媒體等技術領域。物聯網技術架構可以分成三層,即感知層、網絡層、應用層。
1.感知層
主要功能是識別物體、采集信息,通過短距離通信網絡進行數據傳輸,關鍵技術包括:傳感器技術、二維碼技術、RFID技術、GPS技術等。
2.網絡層
主要負責把采集和感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送?;A通信,數據傳輸,關鍵技術包括:無線通信、有線通信等。
3.應用層
主要負責通過公共中間件、信息開放平臺、云計算平臺和服務支撐平臺等物聯網應用技術,實現跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同、共享和互通,從而支持物聯網技術在工業、農業、環保、醫療等行業領域的應用[4]。關鍵技術包括:數據融合、云計算等。
四、課程體系建設
1.人才培養模式
物聯網應用技術專業人才培養應符合應用性、先進性、實踐性原則,緊密與區域內相關企業的合作,建立針對職業崗位群的人才培養模式。以能力本位構建三重能力的課程體系,針對崗位需求設置崗位課程,基于工作過程整合課程內容,針對高職課程的特點,積極探索教學改革,采用“項目引導、任務驅動”的教學模式,實施理實一體的項目導向式教學改革,提高人才培養的針對性和適應性。在具體課程實施過程中,推行項目化教學改革,建設課程項目庫,項目選取采用虛實結合,注重項目載體的選擇;項目采用工作流程進行任務分解,每個項目變的是教學內容,不變的是工作流程;學生以小組為單位進行項目及任務實施。教學過程體現學生中心地位,教師采用引導、輔助、鼓勵與點評等方式進行教學。學生以競賽、評優、考核等方式進行項目團隊學習,可以培養學生的自信心和學習興趣,提高學生團隊協作、自我學習等能力。
2.課程開發
物聯網是門交叉學科,涉及電子技術、通信技術、傳感技術、網絡技術、嵌入式技術等,知識系統非常龐大,在進行課程設置時需要綜合考慮相關交叉學科的特點,應盡可能多地覆蓋本專業的知識體系,根據工作過程和知識結構,形成“兩個平臺”(公共基礎課程、專業基礎課程)、“三個方向”(物聯網應用集成、物聯網應用開發、物聯網應用維護)的課程體系。
3.實訓室建設
物聯網產業發展人才需求不僅在技術上,更多的是在應用領域。通過實踐教學可以培養學生的應用能力和創新思維等。因此,在物聯網應用技術專業建設時,完善實驗、實訓室建設尤為重要。在實驗、實訓室建設過程中,首先,突出虛擬仿真性,即在實驗、實訓過程中全方位模擬日后的工作流程、工作環境和職業崗位,提高學生的操作技能和職業能力[5];其次,關注功能模塊的實際完整性,即針對具體應用配置齊全相關設備;最后,兼顧前瞻性和擴展性,即支持實訓項目的拓展。
4.教學資源庫建設
教學資源庫建設是一種高技術、高投入的建設,資源庫建設應立足專業特色,重視資源共享,強調技術應用,為培養合格人才提供堅實保障。所以研究適應職業教育發展,適合職業院校專業特色,且有利于職業院校之間資源共享的標準化、科學化、開放化的職業教學資源庫建設。通過此平臺,教師、學生可以根據自己的個性需求,通過Web方式瀏覽、查詢、下載、使用和上傳資源,并自主組織學習效果的測試與評價,實現師師、師生和生生之間的交流互動。
五、師資隊伍建設
高職物聯網應用技術專業起步晚、基礎薄,專業建設宜堅持“校企合作、課程先行、科研引領、成果孵化”的基本原則。其中,師資隊伍建設是關鍵,需要學校、教師、企業三方共同投入,將校企“師資互嵌”落到實處,不能簡單地搞“企業工程師請進來,學校教師派出去”的模式,要從制度、科研應用、教育教學多方同步推進,最后才能實現學較、教師、學生、企業多方共贏[6]。
總之,高職院校開設物聯網應用技術專業,是機遇也是挑戰。學校將根據區域特色,緊密結合省和揚州市“十二五”發展規劃實施要求,整合學校及行業內的優勢資源,全力推行物聯網應用技術專業建設。只要不斷更新觀念,進行課程體系和教學模式改革與創新,加強教師隊伍建設,提高專業辦學水平,就一定能培養出更多高端技能型物聯網應用技術專門人才,為促進物聯網產業的快速發展作出貢獻。
參考文獻:
[1]張琴.焦萬億超級產業的未來[EB/OL].,2012-12-06.
[3]劉青.基于崗位的物聯網應用技術專業人才培養與專業建設研究.菏澤學院學報,2013,10.
[4]趙雨境.以“三線并重”為核心的物聯網應用技術專業課程體系研究.學園|ACADEMY.2013(1).
農業物聯網是指在大棚控制系統中,運用物聯網系統傳感設備,采集農業生產信息,實現對農作物生長環境的遠程控制。
走進武清區高王公路旁的農業高新技術示范園區,幾十個高效設施大棚連成一片,這里看不到農民忙碌勞作的身影,取而代之的是水肥一體化系統、溫濕度傳感器、微噴灌、電動卷簾、電磁節水閥門、高清攝像頭等農業高科技設備。記者在4號蔬菜大棚里看到,地塊中央插著一根“天線”。技術員趙恒說,這是監控果蔬生長的傳感設備,插在地里的傳感器監測土壤溫濕度和酸堿度,暴露在外的傳感器監測大棚里空氣溫濕度、二氧化碳濃度、光照強度等?!爸悄芸刂葡到y分析處理各大棚傳來的數據,然后根據預設程序下達指令,自動調節農作物最佳生長環境。比如,傳感器監測到大棚里陽光不夠,它會自動打開卷簾。土壤肥力和墑情不足,水肥一體化灌閥門會自動打開給蔬菜澆水、施肥?!?/p>
記者又來到都市型智能溫室,總面積16000 m2的智能溫室采用輕鋼架結構,全玻璃覆蓋,集成了自動化控制、肥水一體化、集雨利用和高效節水系統。“坐在屋里輕點鼠標,我就能監控到每一個大棚里瓜果蔬菜的生長情況。”管理人員張曉磊說,四月中旬大棚里的草莓出現異常,技術人員通過高清攝像頭把情況“直播”給市植保所的專家,最終確定草莓得了灰霉病并得以及時施藥。小張告訴記者,利用農業物聯網技術管理蔬菜大棚,改變了過去由多人管理一個大棚的模式,現在他一個人就能管理200 公頃的種植基地。不僅如此,運用高新技術進行實時監控,及時處置病蟲害,進行精細化管理,也使得蔬菜瓜果在產量提高的同時,農藥和肥料投入減少。
本次競賽中職組裁判、浙江交通職業技術學院物聯網應用技術專業帶頭人馬兆豐老師向記者介紹:“競賽以智慧生活為主題,從智能健康管理、智能商業應用、智能環境監控三個應用領域出發,考察并鍛煉參賽選手物聯網的基礎知識、物聯網平臺搭建與配置(感知、識別層設備安裝與調試)、物聯網平臺使用與維護(物聯網網絡傳輸層連接與配置)、物聯網應用系統的部署與配置等幾大方面知識及技能,重點考察參賽選手對物聯網認知,物聯網設備部署、實施、應用安裝、系統運維等方面的能力,以及中職學生于職業規范、團隊協作、組織管理等方面的團隊風貌。”
此次競賽為全國同行提供了了解浙江省職業院校物聯網應用技術專業“從無到有、從有到精”發展歷程的窗口。
校企各展所長 共育物聯網英才
——記浙江省職業院校物聯網應用技術專業建設
文/本刊記者 劉 飛
物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網應用涉及人類社會生活的方方面面,包括工業、農業、環保、物流、交通、安全、家居、醫療、電網等,因此物聯網應用技術是一門關聯程度非常強的專業,可以輻射眾多領域,是職業院校的新興專業。2012年,浙江省教育廳批準浙江經濟職業技術學院、浙江機電職業技術學院、職業技術學院等學校開設物聯網應用技術專業,從此拉開了浙江省職業院校物聯網應用技術專業建設的序幕。
浙江省職業院校在建設物聯網及其相關專業的過程中,及時跟蹤市場需求的變化,主動適應區域、行業經濟和社會發展的要求,以學校強勢專業為依托,有針對性地調整和設置專業,并與物聯網企業及行業緊密合作,形成各自的物聯網專業特色。
因地制宜,原有專業衍生“物聯網”
在比賽現場記者了解到,浙江職業院校已開設的物聯網應用技術專業,大多是從原有的計算機、通信網絡或信息等專業的基礎上衍生的。金華職業技術學院物聯網應用技術專業主任蘇紅富向記者介紹:“2012年,我們學校在信息工程學院原有的計算機網絡技術專業新增物聯網專業方向。2014年,物聯網應用技術專業開始單獨招生,學制三年?!痹撔N锫摼W應用技術專業憑借計算機網絡技術專業原有的辦學基礎,主要培養偏向軟件技術的物聯網專業人才。
物聯網應用技術專業的人才培養目標是“掌握物聯網的基礎知識,具備能運用計算機技術、嵌入式系統技術、傳感技術和互聯網技術進行信息感知識別、傳輸處理和控制的能力,能進行系統集成及相關技術與產品的開發和應用推廣,具有物聯網工程實踐能力”的高素質技能人才。金華職業技術學院根據自身的實際情況,致力于培養社會緊缺型技術工程師。所培養的學生主要面向三個方面發展:大型軟件公司從事手機、掌上電腦等移動終端的客戶端軟件設計與開發,網絡運營、系統集成單位從事物聯網絡施工管理與工程管理工作,以及聯想服務及其戰略合作伙伴的設備維修。
以計算機網絡技術專業為依托,金華職業技術學院的物聯網應用技術專業集合了通信、網絡、樓宇智能等專業優秀教師進行授課,下轄Cisco授權網校、聯想工程師合作培訓中心,并提供智能安防實訓室、電子產品檢測中心等共享型實訓室。專業教學以ASP.NET技術學習為主線,逐漸上升至網頁設計、高級程序設計乃至整個物聯網項目的開發。該專業開設的主干課程還包括物聯網工程制圖識圖、嵌入式系統應用、傳感器與測控技術、無線傳感器網絡、RFID安裝與調試、綜合布線技術、服務器配置與管理、C#程序設計基礎、ASP.NET中高級編程等。專業以學?!爸腔坌@”建設為契機,將網絡部分(教務系統、網上圖書館、IC卡管理等)的工作根據學?,F有實訓設備以項目的形式分配給學生進行系統集成實訓,確保學生學以致用。
本次競賽為金華職業技術學校物聯網專業的學生提供了展現技能的舞臺和提升技能水平的機會。學校物聯網應用技術專業學生勞銀翔向記者介紹說:“比賽以北京新大陸時代教育科技有限公司物聯網工程應用實訓系統2.0為平臺,內容涉及智慧城市物聯網應用環境安裝部署、物聯網感知層設計開發、智慧城市物聯網Android平臺應用設計開發、智慧商超物聯網PC平臺應用設計開發。要求參賽學生具備物聯網工程部署、物聯網設備調試、嵌入式產品開發、Android應用開發、.NET應用開發等方面的知識,提升了團隊成員專業理論知識水平、實踐能力和團隊協作精神。”最終,金華職業技術學院參賽團隊獲得團體第一名的優異成績。
除了高職院校的物聯網應用技術專業是從原有專業衍生外,中職學校雖然目前尚未獲得物聯網專業代碼,沒有專門開設物聯網應用技術專業,但不少中職學校也在現有專業的基礎上細化出與物聯網相關的專業方向,培養掌握物聯網應用技術的人才。
真槍實彈,真實項目引領教學
嘉興技師學院自2014年起開設通信網絡應用(物聯網方向)專業,學制5年。學生前兩年主要學習電氣自動化設備安裝與維修專業的相關課程及通信網絡專業的基礎課程。兩年后,經過校內統一選拔分流,達到物聯網技術方向要求的學生可以進一步學習物聯網技術的專業課程。
同高職院校相比,嘉興技師學院的物聯網技術方向更加注重真實項目引領教學。嘉興技師學院電氣工程系主任錢琴梅告訴記者:“在接下來的教學中,該專業的教學想以‘智慧實訓大樓’項目建設為引領,讓學生進行真刀真槍的訓練,而不是僅僅止步于實訓室中實訓設備的操作?!?/p>
嘉興技師學院有7000多平方米的電氣工程實訓中心,預設的管理系統完全基于物聯網技術進行設計建設。例如學生考勤系統,中心內的每一間實訓室門外都有電子班牌,除了通過人臉識別系統記錄學生考勤之外,還可以展示上課班級的基本信息以及實訓中心的環境指數等內容。除此之外,基于RFID以及二維碼技術的資產管理系統可以實時跟蹤實訓資產的領用及歸還。實訓中心智能管理系統項目的設計依托北京新大陸時代教育科技有限公司工程師以及該校專業教師共同完成。以“智慧實訓大樓”項目引領教學,不僅能夠提升學生的實踐能力,還能夠實現教學內容與企業需求的完美對接。
嘉興技師學院副院長沈民權說:“此次全省‘物聯網技術應用與維護’競賽就是一次對物聯網應用技術教學的檢驗,不僅有利于學生素質的全面提升,也為學校以賽促教、以賽促訓提供了良好的契機?!?/p>
企業參與,全方位助力人才培養
物聯網應用技術人才培養離不開企業的參與。作為本次競賽的設備提供方,北京新大陸時代教育科技有限公司全程全方位參與了職業院校物聯網應用技術人才的培養。
該公司物聯網產品中心產品支持部經理鄒梓秀向記者介紹:“公司物聯網產品中心下設產品支持部,專門負責將公司研發產品的使用方法轉化為專業教材,為各院校物聯網專業的課程教學提供方便。”學校具有物聯網專業的理論優勢,企業具有實踐優勢。在教材編寫的過程中,公司邀請學校老師介入,并進一步了解物聯網專業的課時設置,與老師共同撰寫課程大綱以及教材目錄,力求編寫出以實際工程應用為目標的理論教材。
公司銷售經理賀育華說:“除了為學校物聯網應用技術專業教師提供掛職鍛煉的機會之外,公司還通過協助政府完成國培、省培計劃,針對單體學校開展定向培訓,組織區域學校物聯網專業師資定期培訓等,助力職業院校物聯網專業師資建設?!?/p>
一 物聯網應用技術專業培養目標
物聯網應用技術專業秉承厚基礎、重實踐、求創新的育人理念,在堅持全面發展的同時兼顧個性發展,培養具有良好的職業道德和敬業精神,掌握物聯網應用技術的基本理論知識和基本技能,接受校企合作實踐項目訓練,具備一定的物聯網綜合應用能力,能在物聯網技術應用的相關行業和領域中從事物聯網應用技術建設、管理、維護及方案設計的高素質技能型專門人才。特別是針對物流企業,培養物聯網技術與物流企業進行產業對接時,所急需的掌握智能物流等相關專業知識的高級專門技術人才。
二 物聯網應用技術專業人才素質和能力要求
物聯網應用技術專業畢業生可在各行業、企業從事物聯網系統開發、系統集成、測試、銷售及物聯網產品技術支持等工作。
1.素質要求
第一,思想政治素質。具有正確的世界觀、人生觀和價值觀;踐行社會主義榮辱觀;具有愛國主義精神;具有責任心和社會責任感;具有法律意識。
第二,文化技術素質。具有合理的知識結構和一定的知識儲備;具有不斷更新知識和自我完善的能力;具有持續學習和終身學習的能力;具有一定的創新意識、創新精神及創新能力;具有一定的人文和藝術修養;具有良好的人際溝通能力。
第三,專業素質。了解物流企業基本的運營知識,掌握從事物聯網產品集成、物聯網平臺運營、物聯網技術支持、物聯網產品營銷與策劃等工作所必需的專業知識;具有一定的工程意識和效益意識;具有一定的市場營銷能力。
第四,職業素質。具有良好的職業道德與職業操守;具備較強的組織觀念和團隊意識。
第五,身心素質。具有健康的體魄和良好的身體素質;擁有積極的人生態度和良好的心理調節能力。
2.能力要求
第一,職業基礎能力。良好的溝通表達能力;無線網絡基礎知識應用和常見故障的處理能力;單片機基本知識的理解能力;數據庫操作系統的基本操作能力;基本的程序設計能力;基本的市場營銷和策劃能力;常用辦公軟件、工具軟件的使用能力,利用Office進行項目開發文檔的整理(Word)、報告的演示(PPT)、表格的繪制與數據的處理(Excel)的能力,利用Visio繪制流程圖的能力;閱讀并正確理解需求分析報告和項目建設方案的能力;閱讀本專業相關英語技術文獻、資料的能力;熟練查閱各種資料,并加以整理、分析與處理,進行文檔管理的能力;通過系統幫助、網絡搜索、專業書籍等途徑獲取本專業幫助的能力。
第二,專業核心能力。傳感器、RFID、二維碼等感知設備的識別和集成能力;ZigBee、WiFi、藍牙等無線網絡的配置與維護能力;物聯網應用層開發、物聯網平臺的運營能力;智能物流平臺設計與維護能力;智能設備平臺的認知與維護能力;物聯網-ERP集成技術應用能力。
第三,其他能力。分析問題與解決問題的能力;應用知識能力;創新能力;工程實踐能力;人員管理、時間管理、技術管理、流程管理等能力;組織管理能力。
三 物聯網課程體系構建
為了強化物聯網基礎教育,突出物聯網應用技術專業實踐能力的培養,對應用技術型專業培養模式進行改革和調整,將課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業核心課和實踐教學課等4個階段,如下圖所示。通過改革和優化培養方案,強化物聯網理論教學、網絡物聯網工程實驗教學以及特色網絡課教學,建立了適應物聯網時代技術發展的整套課程體系。課程設置以能力為本位,依據課程間的關聯循序漸進地培養職業能力。
1.主要課程設置
第一,公共基礎課程。公共基礎類課程是高等學校各專業學生必修的課程,課程體系將公共基礎課程劃分為三類,其中通識教育類課程包括體育、英語、思想政治概論、大學生素養等課程;公共基礎類課程包括計算數學、概率論與數理統計、信息技術基礎等課程;職業教育類課程包括入學教育、職業生涯規劃、職業道德等。
第二,專業基礎課程。本階段主課程有C語言程序設計、電子技術基礎、通訊基礎、數據庫技術、計算機網絡基礎等課程。
第三,專業核心課程。根據物聯網的三個層次(感知層、傳輸層、應用層),本階段主要課程有傳感器設計基礎、RFID技術及應用、嵌入式系統開發、物聯網組網技術、網絡設備配置與管理、智能家居應用技術、制造業ERP技術應用、物聯網系統集成等課程。
第四,實踐教學課程。主要實踐教學和主要專業實驗為:行業認知實踐、職業規劃實踐、C語言程序設計實驗、條碼應用實踐、數據庫設計實驗、無線傳感器網絡設計實驗、RFID系統設計實驗、嵌入式系統開發實驗、C# Windows編程實驗、單片機與傳感器結點實驗、物流與ERP實驗、物聯網綜合應用設計與實現、畢業實踐和畢業設計等。
2.主要實踐性教學環節
第一,行業認知實踐。第1學期安排一周時間開展行業認知實踐。學生通過聽取物聯網技術發展報告,了解行業背景和發展狀況;通過走訪考察物聯網企業,了解崗位職業需求以及崗位技能與素質要求;通過專業教師對本專業課程體系的介紹,明確學習目標及就業取向,增強學生對專業的認同感和使命感。學生參加行業認知實踐必須做好相應的記錄,寫出相應的實踐報告,報告應包括行業認知、自我評估和職業定位等。
第三,職業規劃實踐 。第3學期安排一周時間開展職業規劃實踐。人才測評專家將學生的職業發展預測、學生的社會活動、學生自我評價、教師對學生評價、職業素質綜合評分、專業課成績、基礎課成績等原始數據與勝任特征模型的動機、特質、自我認識、社會角色、技能、知識等層次進行匹配,給出職業素質評分報告和職業生涯規劃建議,學生根據評分報告和建議完成職業規劃報告。
四 物聯網應用技術專業實踐教學設計
1.專項實踐設計
第一,程序設計實踐。在第1學期的教學周內,單獨利用一周時間開設程序設計實踐。本設計實踐是程序設計基礎課程的重要組成部分。通過本設計實踐,學生能更進一步理解C語言程序設計方法,在編程實現時要保持良好的程序設計風格,對程序設計風格在軟件設計中的重要作用有進一步的認識。根據程序設計實踐完成情況進行考核,并結合設計報告對學生進行等級評定。
第二,數據結構實踐。在第2學期的教學周內,單獨利用一周時間開設數據結構實踐。要求學生利用掌握的數據結構知識,對各種典型的算法問題進行編程、調試,并分析其時間復雜度與空間復雜度,理解設計選型對軟件性能的重要性,撰寫設計報告。
第三,電子技術設計實踐。在第3學期的教學周內,單獨利用一周時間開設電子技術設計實踐。要求學生運用所學的電子技術知識,針對具體的實際問題或任務,全面地分析和設計出解決該問題的實施方案,最后完成電路的制作和測試。根據學生提交的設計報告和圖紙進行考核。
第四,設計實踐。基于Web的數據庫設計實踐,在第4學期的教學周內,單獨利用一周時間開設基于Web的數據庫設計實踐。要求學生能夠利用服務器端和客戶端腳本進行網絡數據庫編程,掌握利用.Net平臺進行網絡數據庫系統的設計能力。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第五,無線傳感器網絡設計實踐。利用一周時間開設無線傳感器網絡設計實踐。要求學生運用所學知識,結合C51RF-WSN平臺,選擇合適的器件與模塊來設計常用的無線傳感器網絡解決方案。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
2.綜合系統設計實踐
第一,RFID系統設計實踐。在第5學期的教學周內,單獨利用一周時間開設RFID系統設計實踐。要求學生利用所學的RFID技術實現短距離通信,設計具有寫卡與讀卡功能的單片機、無源應答器和閱讀器,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
第二,小型物聯網綜合設計與實現。在第6學期的教學周內,單獨利用一周時間開設小型物聯網綜合設計實踐。要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
3.畢業實踐與畢業設計
第一,畢業實踐。第5~6學期安排18周的畢業實踐。實踐的形式包括企業考察與調研、參與短期項目開發、到企業進行頂崗鍛煉等。學生實踐結束后,寫出實踐報告或總結,指導教師根據學生實習情況對實踐進行評定。
第二,畢業設計。畢業設計是工程項目和教學緊密結合的實踐環節。學生畢業設計題目可以源于教師科研項目、物聯網公司、電信運營商的工程項目以及其他來源。學生必須通過論文選題、資料收集、開題答辯、系統設計、論文撰寫、論文答辯等環節。
物聯網應用技術專業是面向國家戰略性新興產業發展需要而設置的新專業,物聯網應用技術專業學生是物聯網產業人才的重要來源,核心能力對他們整個職業生涯來說起著至關重要的作用。物聯網專業學生核心能力的培養必須以多渠道、多角度滲透式進入所有課程,貫穿于教育教學的全過程,最終培養和訓練學生的職業核心能力。物聯網課程從根本上強化了網絡教學的先進性和實踐性,為培養具有網絡應用能力、工程實踐能力和創新能力的計算機特色人才提供了條件。
參考文獻
[1]馬忠梅、孫娟、李奇.物聯網工程專業課程體系與實踐探討[J].單片機與嵌入式系統應用,2011(10)
[2]孫興華、梁俊花.基于Android的物聯網課程體系探索[J].河北北方學院學報(社會科學版),2013(6)
[3]李佳、胡漢輝、李健.高職物聯網專業課程體系建設研究初探[J].湖南工業職業技術學院學報,2013(1)
關鍵詞:物聯網應用技術;師資隊伍;建設思路
作者簡介:曾寶國(1982-),男,四川南充人,四川信息職業技術學院物聯網研究中心,講師。(四川廣元628017)
中圖分類號:G715 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0118-02
繼2010年多所本科院校申辦物聯網相關專業以來,2011年成為了高職高專院校開辦物聯網應用技術專業的元年。雖然物聯網的定義簡單,但卻是射頻識別技術、傳感器技術、網絡技術、信息技術、數據庫技術、中間件技術、自動控制技術以及M2M應用技術等的綜合應用,使得物聯網應用技術專業的培養目標、課程設置眾說紛紜,支撐專業發展的師資隊伍更是基礎薄弱,表現為發展規劃不清晰、學緣結構不完善、培養途徑不豐富等等。[1]如何在專業建設、項目研究、技術應用中建設結構合理、教學水平高、應用能力強的師資隊伍,是高職院校需要重點研究的內容。
一、物聯網應用技術專業的培養目標
由于物聯網產業鏈長而分散,每一環節規模效益不夠,沒有形成規模產業鏈,故而人才需求變化較大,無法形成成熟準確的人才需求。[2]因此,物聯網應用技術專業人才培養目標需根據區域物聯網應用情況、學院的行業特色和高職人才需求特點準確定位。行業特色顯明的高職院校,可選擇某個領域培養專才;行業特色不突出的高職院校,可側重基礎培養通才。高職物聯網應用技術專業通才型培養方向可定位為:培養掌握嵌入式、射頻識別、無線傳感器網絡技術等信息領域寬廣的專業知識,具有較強的實踐能力與創新能力,能夠從事智能設備、智能監控、智能家居等領域的生產管理、工程技術、技術支持和應用開發等崗位相關工作的高素質技能型人才,如表1所示。[3]
二、物聯網應用技術專業師資隊伍的結構及應具備的素質
為實現表1所示的人才培養目標,高職高專物聯網應用技術專業在課程設置上一般都以電路為基礎、軟件為支撐、通信為輔助、工程應用為龍頭,因此對專業教學團隊的學緣結構提出了很高的要求,一般以金字塔梯隊配置為宜。以一個年級兩個班(80~100人)的教學規模為例,應配備副高以上職稱、碩士以上學位、具備“三師”素質的專業帶頭人1名、校內“雙師”素質教師6名、企業兼職教師12名。[4]專業帶頭人應具有豐富的企業實踐經驗、團隊意識和創新精神,具有較強的把握專業發展方向的能力、項目開發能力、組織協調能力和教學科研能力。校內6名“雙師”素質教師應做到學歷和職稱高低搭配,知識結構應覆蓋嵌入式、通訊、射頻識別、傳感器等領域,具備物聯網項目規劃、新技術開發、工程管理能力,獲得相應資格認證證書。在上述能力中,要特別強調電路設計、軟件開發和工程管理能力的培養,為研發和應用做好準備。12名企業兼職教師的主要工作是為學校專職教師和學生提供技術咨詢、科研支持,參與到學生的項目實訓、科技創新、畢業設計和頂崗實習中,他們應是企業一線的項目經理或高級工程師。
三、物聯網應用技術專業師資隊伍建設思路
高職高專物聯網應用技術專業起步晚、基礎薄,專業建設宜堅持“校企合作、課程先行、科研引領、成果孵化”的基本原則。其中,師資隊伍建設是關鍵,需要學校、教師、企業三方共同投入,將校企“師資互嵌”落到實處,不能簡單的搞“企業工程師請進來,學校教師派出去”的模式,要從制度、科研應用、教育教學多方同步推進,最后才能實現學校、教師、學生、企業多方共贏。
1.校企聯合整合資源,建立校內物聯網應用研究中心,為物聯網師資的發展建立載體
物聯網應用技術專業是通信技術、電子信息技術、計算機網絡技術等多專業的融合與提升,需要多專業課程的匯聚與結合,只有那些在計算機類、電子信息類和通信類專業有較好基礎和較強實力的高職院校才有能力思考開設物聯網相關專業。[1]建立校內物聯網應用研究中心,通過整合各專業師資、課程、科研資源,是實現物聯網應用技術專業又快又好建設的重要途徑。[5]
以四川信息職業技術學院為例,為促進物聯網應用技術專業建設,學院于2010年5月將電子信息、通信、網絡、軟件、樓宇智能化專業進行資源整合,成立了“物聯網工程技術應用研究中心”。中心的工作思路如圖1所示,詳述為:堅持“聯合、應用、發展”的基本原則,以涵蓋水質監測、樓宇智能、礦情監測等領域的省、市、院級科研項目及中小型物聯網工程改造項目為載體,通過與企業的緊密合作,培育高水平且有影響力的科研團隊,促進學院物聯網工業化、信息化融合的科學研究和實際應用的深入開展,帶動電子信息類專業特別是物聯網應用技術專業的建設和發展,并為進一步創建物聯網企業提供堅實的技術后盾。
經過一年多的發展,中心已經成功申報立項省部級項目4項、院級項目7項,獲取國家專利3項,培養專業骨干教師4名、培育復合型學生十余人,獲得社會服務資金40余萬元,實現了“以專業為載體、培養物聯網人才;以科研為載體,提升師資水平和技術應用能力;以唯誠信息等合作企業為載體,促進成果孵化和服務社會”的三贏目標。
2.圍繞專業實訓環節和課程建設,大力開展院級科研項目,提升教師技術水平
目前,各高職院校物聯網應用技術專業教學的主力軍仍是校內專職教師,如何快速提升專職教師水平,是專業師資建設的重中之重。目前各院校采取的主要措施包括短期培訓、下企業實踐鍛煉、訪問交流或者出國進修等。但關于物聯網應用技術的培訓很多都是時間短、內容淺,下企業實踐鍛煉難以進入開發崗位,訪問交流止于表面,難以在根本上提升校內專職教師的水平。因此,在求知培訓不力、取經企業不易的背景下,依托學校和教師自身的投入,開展大量圍繞專業實訓環節和課程建設的教育教學科學研究乃是有效途徑。以四川信息職業技術學院為例,在2010~2011年,先后開展了“創意之星機器人競賽及實訓平臺研究”、“無線智能卡教學系統研發”、“嵌入式實訓平臺研究”、“基于RFID的移動基站維護管理系統研究”、“RFID+ZigBee無線考勤系統研究”、“物聯網照明監控系統研究”、“物聯網模擬地震調度系統”、“物聯網應用技術專業《ZigBee無線傳感器網絡》教學資源庫建設”等多項院級科研項目研究。在研究中,以物聯網應用技術專業師資團隊為主體的研發隊伍,系統地學習和應用了嵌入式技術、RFID技術、ZigBee技術、GPRS技術、自動控制技術,開發了大批可用于專業實踐教學的資源,達到了“精煉內功、建設資源、促進教育”的目的。
四、結論
物聯網已成為國家戰略性產業,大量物聯網人才需求使人才培養勢在必行。高職院校應抓住機遇,明確人才培養目標,通過校企合作、課程建設、科學研究、社會服務等多種形式,積極培養物聯網師資隊伍特別是專職教師隊伍,為物聯網應用技術專業建設和培育物聯網人才奠定基礎。
參考文獻:
[1]王紅旭,孫玉寶.論物聯網在高校的發展前景[J].現代計算機(專業版),2011,(Z1).
[2]程遠東.物聯網發展趨勢與高職院校人才培養思考[J].物聯網技術,2011,(2).
[3]楊從亞.高職物聯網專業建設探索[J].職業技術教育,2010,(35).
目前,物聯網的發展非常迅速,它把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即通過各種傳感設備(如RFID、WFN、全球定位系統和激光掃描器等技術)來實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程,按約定的協議,把任何物品與互聯網整合起來,實現物與物、人與物的信息交互,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。為加快物聯網發展,培育和壯大新一代信息技術產業,物聯網被列為《國家中長期科學與技術發展規劃(2006-2020 年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中的重點研究領域,工業和信息化部也制定了《物聯網“十二五”發展規劃》,各級部門也相繼出臺物聯網發展相關戰略規劃。各地高校積極申辦物聯網相關專業,全國物聯網相關機構也積極開展物聯網研討交流會議,國家教育部成立了物聯網及相關專業教學指導小組,全國各地物聯網研發企業如雨后春筍般涌現,為物聯網的發展奠定了扎實的產業基礎。2010年《政府工作報告》,正式將“加快物聯網的研發應用”納入重點產業振興計劃。目前,我國物聯網在安防、電力、交通、物流、醫療、環保等領域已經得到應用,且應用模式正日趨成熟。從應用層面來看,中國物聯網產業在公眾業務領域以及平安家居、電力安全、公共安全、智能交通、環保等諸多行業的市場規模均將超過百億元甚至達到千億元。
2 黑龍江省適合高職物聯網應用技術專業人才需求與就業崗位
《物聯網“十二五”發展規劃》中提出,重點發展與物聯網感知功能密切相關的制造業,支持與物聯網通信功能緊密相關的制造、運營等產業,著力培育物聯網服務業,重點支持物聯網在工業、農業、流通業、交通、電力、環保、公共安全、醫療衛生、智能家居等領域的應用示范。在傳感器、核心芯片、傳感節點、操作系統、數據庫軟件、中間件、應用軟件、嵌入式軟件、系統集成、傳感器網關及信息通信網、信息服務、智能控制等各領域打造一批品牌企業。黑龍江省將針對智能農業、乳業、煤礦、林業、石油等龍江優勢領域規劃引導示范應用項目建設,重點推進煤礦安全生產物聯網、森林防火應用物聯網、乳品安全應用物聯網等,以此為試點,探索應用領域不斷向廣度擴展的途徑,以此為牽動,促進相應制造業的跟進發展。爭取五年內,引進和培養一批技術技能型、復合技能型和知識技能型物聯網工程師,初步滿足黑龍江省物聯網產業化發展需求,力爭五年內,在智能城市、智能生活、智能產業、智能環境監控、智能暖氣供熱等試點示范領域內實施示范應用工程。我國是一個農業大國,但不是農業強國,農業強國戰略的關鍵首先在于農業的信息化來促進農業的現代化,智能農業的各類專業人才在現代農業十二五當中的缺口1000萬人以上。充分發揮黑龍江作為全國最大的綠色食品加工基地、無公害農產品生產大省和糧食總產量居全國第二位的農業優勢地位,發展農業物聯網應用,打造龍江優質優價的綠色生態農業品牌。
發展黑龍江省物聯網戰略新興產業,人才是關鍵,應具有傳感器技術、無線通信模塊應用與網絡技術、維護和銷售、RFID相關設備的應用、操作管理和維護智能終端設備的應用、應用軟件開發、維護和銷售、智能農業等物聯網應用技術專業的高技能職業人才。這為高職物聯網應用技術專業學生提供了更多的就業崗位。
3 黑龍江高職物聯網應用技術專業設置
3.1 物聯網應用技術專業人才培養目標
根據黑龍江省物聯網應用技術專業人才需求和高職人才培養目標,培養能夠掌握物聯網的相關理論、方法和技能,了解物聯網主要技術標準,RFID 技術、嵌入式系統、無線和有線系統技術、無線通信組網技術等,具有物聯網應用方案簡單設計能力。具有較強的通信技術、傳感信息處理技術和互聯網技術的實踐應用能力,具有較強的物聯網崗位操作能力,具有良好服務意識與職業道德的系統集成技術員,能夠從事石油和煤炭安全智能環境監測、綠色智能農業、智能交通、智能物流、智能家居等工程施工、安裝、調試、維護等工作能力,具有自主學習、自我發展、對物聯網的應用不斷創新的能力,具備良好的團隊合作精神的高級技術應用型人才,能夠適應不斷變化的未來物聯網發展的需求。
3.2 物聯網應用技術專業課程體系
以物聯網專業人才的培養目標為導向,根據物聯網的技術體系框架?!拔锫摼W”產業的技術支撐體系主要分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層是物聯網的底層基礎,包括了RFID、二維碼、智能卡、傳感器等等數據采集和感知技術;網絡層是“物聯網”互聯互通關鍵,包括無線傳感網絡,WiFi自組網、遠程控制、機器間通信(M2M)的移動通訊網絡等通信技術;應用層是具體應用的系統集成技術,包括數據融合、數據挖掘、商業智能、GIS、工業監控、云計算平臺、中間件等軟件技術。依據物聯網的技術體系框架,下面列出了高職物聯網應用技術專業課程設置的初步建議,算是拋磚引玉,其主干課程: C#語言程序設計、 數據庫應用、CAD工程制圖、物聯網技術概論、局域網組建與管理、微機組成與接口技術。核心課程: 傳感器網絡技術、智能控制技術、無線傳感網絡、物聯網安全技術、射頻識別技術、管理信息系統、物聯網軟件、物聯網軟件、標準與中間件技術、RFID系統安裝與調試、專業綜合課程設計等組成。另外配合專業綜合課程設計(包括RFID系統設計實踐、基于Web的數據庫設計實踐、無線傳感器網絡設計實踐、小型物聯網綜合設計與實現),在第五學期的教學周內,根據社會需要學習適應性強、覆蓋面寬的專業課及專業選修課,開設小型物聯網綜合設計實踐,要求學生利用IEEE802.15.4標準和ZigBee協議,將無線傳感器網絡和RFID技術結合起來組建簡單的物聯網并實現相關應用,具體包括:智能物流管理系統、智能環境監測(比如溫室大棚的溫度濕度管理,智能家居的應用),完成設計報告。根據學生的完成情況和設計報告進行考核。
目前黑龍江從事物聯網行業的專業人才極為稀缺。畢業生能夠在信息、物流等部門從事物聯網相關領域的運行維護與管理工作,在智能農業、智能交通、智能物流、環境保護、智能環境監測、智能家居、智能暖氣供熱、石油和煤炭安全、公共安全、政府工作、遠程醫療等多個領域中的工作。為了更好地適應市場經濟對高等職業教育發展的需要,培養出物聯網方向的職業高技能型人才,加快推進物聯網在東北地區的應用與發展,以更好地服務于地方經濟建設和社會發展,為黑龍江省高職院校將形成自己的“職業教育特色”,走集團化、專業基地化、基地產業化的辦學理念,并結合職業教育自身發展規律,為立足于服務市場培養新型的、復合式高技能的物聯網人才。
參考文獻
[1] 陳海瀅,劉昭等.物聯網應用啟示錄——行業分析與案例實踐.機械工業出版社,2011.5.
【關鍵詞】物聯網 模塊化課程 課程體系
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)02-0019-02
一 引言
物聯網技術作為第三次信息產業浪潮,近年來已成為全球科技人員和政府決策部門持續關注的熱點,從“智慧地球”到“感知中國”,各國都在積極布局物聯網產業格局,力圖抓住物聯網帶動產業提升的戰略機會。自總理2009年8月考察無錫提出“感知中國”到2010年政府工作報告中提出加快物聯網的研發應用,中國的物聯網發展進入了一個全新的高速發展時期。
物聯網是利用條形碼、射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協議,實現人與人、人與物、物與物在任何時間、任何地點的連接,從而進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的龐大網絡系統。作為一項戰略性產業,越來越多的企業把目光投向先進的物聯網技術,物聯網的發展離不開人才的培養。高職院校作為培養技能型人才的中堅力量,制訂切實可行的人才培養方案迫在眉睫。
二 物聯網人才職業崗位能力分析
根據物聯網市場人才需求特征和高職人才培養目標,高職物聯網專業應培養具有物聯網基本理念,具有物聯網行業相對應崗位必備的理論知識和專門知識,具有較強的物聯網崗位操作能力、一定的系統開發能力,能從事物聯網技術及物聯網系統管理等工作的業務能力,學生畢業后可以在物聯網系統集成、物聯網設備維護、運營服務等企業,從事無線傳感網、RFID系統、局域網、安防監控網等工程施工、安裝、調試、維護工作??蓮氖碌牟块T有各類物聯網企業工程技術部、售前技術部、售后服務部;物聯網系統應用行業技術服務中心;物聯網相關行業網絡產品、傳感器、RFID設備、無線通訊設備的采購、營銷、售后服務等工作。
三 物聯網應用技術專業模塊化課程體系的構成
課程體系是指為培養人才所確立的目標以及依據這些目標所選擇并加以組織的課程內容、教育教學活動的系統。在高等教育中,課程體系是核心,它是社會需求、科學知識和個性發展的集中表現,決定著人才培養的規格和質量。為了物聯網應用技術專業人才的培養,我們建立了由公共學習模塊、學科專業基礎模塊、學科專業方向模塊三部分組成的課程體系。
1.公共學習模塊
公共學習模塊全部為必修課,該模塊由思想政治理論課、職業生涯規劃、心理健康指導、職業生涯規劃、就業創業指導、大學英語、體育、計算機基礎等主干課程組成。其目的是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,培養學生調查抽象的邏輯思考與判斷分析的能力。
2.學科專業基礎模塊
學科專業模塊全部為必修課,該模塊是物聯網應用技術專業的平臺,為專業課的學習提供堅實的理論基礎,為學生掌握分析問題、解決問題的基本理論與基本方法奠定基礎。主要課程有:應用數學、線性代數、物流信息技術與應用電子技術基礎、現代物流概論、C語言程序設計、數據結構、物聯網網絡基礎、數據庫基礎與應用、電路分析、微機原理與接口技術、通信線路等。
3.學科專業方向模塊
學科專業方向模塊分為選修模塊,學生可根據其學習興趣選擇其中的一個模塊進行學習。學科專業方向模塊的開設,是為了讓學生根據個人的興趣和自身特點,為自己今后的發展和研究選擇一個適合自己的模塊學習。我們擬定了三個學科專業方向模塊:(1)物聯網系統集成和測試模塊;(2)物聯網應用軟件開發模塊;(3)物聯網管理和維護模塊。
第一,物聯網系統集成和測試模塊。該模塊要求學生具備的能力有:掌握物聯網系統體系結構設計、系統調試的基本流程與技巧、無線網絡基本知識、網絡組建基本知識、硬件組裝和維護能力、物聯網應用軟件測試方法、基本的測試工具。
該模塊的工作內容是:系統軟件、硬件、傳感裝置集成在一起測試,發現并改正單元設計中的錯誤,無線網絡與移動設備的構建、組網等工作。
該模塊開設的核心課程有:測試技術、組網技術、物聯網系統開發、無線網絡技術、傳感器技術、RFID射頻識別技術與應用。
第二,物聯網應用軟件開發模塊。該模塊要求學生具備的能力有:物聯網相關知識、物聯網相關產品的應用系統開發、RFID系統集成項目應用系統的設計、開發、實施嵌入式系統集成項目的開發和實施、面向對象的程序設計。
該模塊的工作內容是:RFID解決方案研究、項目設計方案、系統開發和集成、工程設計和施工指導嵌入式系統解決方案、項目設計方案。
該模塊開設的核心課程有:計算機網絡、單片機應用、JAVA程序設計、RFID射頻識別技術與應用、物聯網系統開發、無線網絡技術、條碼技術與應用、嵌入式系統。
第三,物聯網管理和維護模塊。該模塊要求學生具備的能力有:通訊系統運行維護與管理的能力、通信設備的安裝調試和故障排除的能力。
該模塊的工作內容:系統維護與設計、物聯網運行管理、物聯網產品生產與檢測、物聯網系統運營與維護。
該模塊開設的核心課程有:無線通信技術、現代傳感技術、物聯網應用開發、計算機網絡技術、JAVA程序設計、網絡操作系統、網絡設備管理、企業網絡方案設計等。
四 結束語
物聯網產業作為未來的新興產業,孕育著巨大的人才需求,高職院校培養具有物聯網應用技術專業知識的應用型人才非常緊迫。高職院校在辦學過程中,應緊密結合社會發展需要,不斷地進行市場調研和人才需求的分析,改革傳統的人才培養方案,積極開展專業模塊化課程教學內容的改革,及時更新教學內容,讓學生能夠掌握物聯網的最新技術,實現教學與就業的直接對接,為畢業后能夠順利地就業奠定堅實的基礎。
參考文獻
[1]李坡、吳彤、匡興華.物聯網技術及其應用[J].國防科技,2011(1):18~22
[2]葉健華、明小波.高職計算機應用技術專業模塊化課程體系設置研究[J].濟南職業學院學報,2008(8):54~57
[3]劉桂江等.物聯網技術專業人才培養方案的研究[J].安慶師范學院學報(自然科學版),2011(2):108~111
關鍵詞:物聯網;人才培養;校企合作;調查
1 物聯網發展概況
物聯網,作為全球重點發展的新興產業之一,是各國都在爭取的戰略制高點。當前,在我國的《國家中長期科學技術發展規劃2006―2020年》和2050年國家產業路線圖中已經明確提出“物聯網”發展戰略。在近幾年國家及地方有力政策環境和產業技術創新的推動下,物聯網呈現強勁發展勢頭,以北京―天津、上海―o錫、深圳―廣州、重慶―成都為核心的4大產業集聚區各具特色,交通、安全、醫療健康、車聯網、節能等領域涌現一批龍頭企業,物聯網第三方運營服務平臺崛起,產業發展模式逐漸清晰。行業的發展離不開人才的培養。各個職業院校都在尋求校企合作模式,但絕大部分職業院校在校企合作方面處在以學生就業為主的淺層次合作階段,本文針對職業學校面向戰略性新興產業人才培養目標、校企聯合人才培養模式、校企合作平臺、學校與企業聯合制定人才培養方案等方面,通過問卷和個別訪談等形式,進行了大量的調查研究,挖掘與分析物聯網應用技術專業校企合作現狀與問題,以尋求更有效的方法,帶動學校專業建設和發展,形成良性循環的人才培養模式。
2 調查對象與調研方法
2.1 調查對象
本次對物聯網行業企業、職業學校分層,將企業管理人員和技術人員、學校管理人員、物聯網專業教師、在校學生和物聯網專業畢業學生作為調查對象,調查單位達110個,涉及人員1 330人,分布在河南、江蘇、北京、福建、重慶、武漢、成都、上海和廣東等地區,確保調查對象具有一定的代表性。
2.2 調研方法
本次采用問卷調查和訪談調查法。問卷包括學校物聯網專業的軟硬件配備、領導在專業發展中的引領作用、校企合作情況、專業課教師的教學水平、學生對物聯網專業的整體認識、教學質量、就業情況;物聯網企業對行業發展前景的認知情況、物聯網專業人才的需求情況、職業崗位類別、物聯網人才現狀、校企合作情況等。為防止問卷中的問題不能涵蓋物聯網專業校企合作中可能或已經出現的實際問題,我們考慮了問卷的開放性設計,主要包括選擇和自由填答兩類問題。問卷分企業管理者、企業技術員工、學校管理者、學校教師、在校生、畢業生等,企業卷設計了25個問題,學校設計了45個問題,基本涵蓋了物聯網行業的大部分問題并重點突出了物聯網校企合作方面。本次調查共發放了1 280份問卷,回收了1 179份,其中有效問卷1 140份,回收率為92.11%,有效率為96.69%。
3 結果分析
3.1 物聯網人才需求分析
當前,物聯網相關的企業日益增多,物聯網人才需求量大增,工信部調查統計顯示,將來物聯網人才需求量可能會出現井噴之勢:智能交通和智能物流人才將各需求20萬人;智能電網和智能醫療人才各需求100萬人;智能工業人才需求50萬人;智能農業人才需求1 000萬人。
線下調研分為兩類,一類是和企業訪談(包括新大陸集團所屬的多個物聯網各行業子公司),聯系企業的技術部門、人力資源等相關部門,進行面對面調研;另一類是企業面試,安排人模擬應聘人員去企業參加面試,即參加人力面試、經理面試、高管面試,通過這一系列的應聘過程,了解企業的真實招聘需求。此次聯合調研共進行企業訪談138家,訪談285人次(包括總監、部門經理、技術骨干),收集調查問卷906份,所涉及企業包括大型外企,例如IBM、微軟、甲骨文、NEC等;國內物聯網知名企業,如新大陸集團、遠望谷、廈門信達、華東電子等;國內面向物聯網的IT企業,如大唐電信、清華同方等,以及物聯網產業中相關的中小型企業。為了完全真實地獲得企業招聘需求的第一手資料,共派出了246人次進行了企業面試,獲得有效面試信息232份,獲得企業面試試卷162份。
從統計情況來看,崗位需求比例先后為:研發類占41%、售后類占38%、供應鏈類占7%、售前類占14%。對于高職人才需求的數量占比大的為研發類的物聯網應用系統開發的人員以及售后類的物聯網技術支持人員。且隨著近幾年大量物聯網應用系統開發完成,開始轉到系統的實施與維護的過程,物聯網應用型人才的占比已趕上甚至超過了研發型人才需求。
3.2 物聯網人才培養現狀
截至2016年6月,已超過700余所院校開設了物聯網相關專業。截至2016年10月份,我國有456所高中職高專院校開設物聯網相關專業,其中365所院校開設物聯網專業,91所則開設了物聯網相關方向,78所進行了校企合作。從這次調查情況來看,如何在學校現有師資、課程、設備基礎上,創建能滿足物聯網產業企業需求,同時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。
(1)專業建設。因為沒有成熟的體系、成功的經驗可以借鑒,或因為其他學校的相關條件本校不具備,所以現在大部分開設物聯網相關專業的學校都在“摸著石頭過河” 。
(2)實驗、實訓設備。學校為了開設物聯網相關專業,購買了一些實驗室、實訓室設備,但購買回來之后發現,這些設備使用率不高。授課老師不會用這些設備,或者即使會簡單使用這些設備,但不知道或不清楚應該在哪些專業課的哪些章節,使用該設備完成哪些案例,以達到通過實驗提升學生專業能力的目的。物聯網實驗、實訓設備通常是模塊化的,通過各個模塊的組合,可以形成若干案例和項目,達到覆蓋專業課技能點的目的。