“新工科”视野下物联网工程专业建设与探索
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物联网技术1510 引言为了改造升级传统工科专业,进一步适应人工智能、智能制造等新领域的科技革命与产业变化,加快培养新兴领域工程科技人才以响应国家战略需求,工程教育改革已成为高校提质增效培养人才的新浪潮。
自2017年2月起,“新工科”建设受到教育部的大力推进,通过提高学生创新应用、工程实践与团队协作能力,塑造创新型与多元化的卓越工科人才[1]。
通过五年的建设,一批“新工科”专业如物联网、人工智能、大数据、云计算等陆续由教育部批准设立,以产学合作、协同育人计划项目的方式推进高校人才培养模式的变革,满足产业和技术发展的最新需求,进一步促进了学校资源配置方式与评价体系的改革[2]。
教育部在2010年根据国家新兴战略性产业发展需要新设立的相关本科专业中,物联网工程是一个崭新的专业,而“物联网工程规划与设计”是物联网工程专业的核心课程之一,在人才培养方案中处于重要地位。
本科教育在整个高等教育体系中占有举足轻重的作用,因此强化本科教学是高等教育质量提升的核心和关键。
物联网工程作为“新工科”建设的重点专业,其课程体系改革应遵循新工科理念,辅以多元化、创新性的教学方法,培养出具有较强实践能力和创新思维的人才,以适应新时代、新环境与新业态的发展需求。
本文围绕物联网工程专业应用创新型人才培养目标,以“物联网工程规划与设计”课程为例介绍该专业核心课程在教学内容和教学方法等方面的改革路径与教学模式的探索,以期将本课程建设成为特色精品课程,为后续物联网工程综合实践、嵌入式系统开发与应用提供参考借鉴。
1 课程建设背景与必要性随着我国经济发展进入新常态以及科技和产业革命的迅猛发展,工科类高校必须更加关注学科专业建设与社会需求的耦合关系。
物联网领域在感知、通信组网、信息处理和应用服务等方面衍生出了大量新技术和新方案[3]。
从物联网的架构体系来看,感知层方面,由原来通过各类传感器感知、采集数据发展到以射频识别RFID和无线网络WiFi为标志的无源感知方式,到近期智能多模态感知方式逐渐兴起;通信传输层方面,从传统的蓝牙、ZigBee等为代表的短距离组网技术逐步发展为以低功耗、广域网为特征的NB-IoT与LoRa 通信技术;平台管理方面,人工智能、数据挖掘技术发展迅速,云平台的深入应用与普及为数据的处理与存储提供了新途径;在实际应用层次,物联网应用领域日益广阔,从智慧——以“物联网工程规划与设计”课程为例王 甜1,李 霄2,李晓芳1,喻振杰1,谢光前1,李曙英1(1.常州工学院计算机信息工程学院常州市软件技术研究与应用重点实验室,江苏常州 213032;2.三明学院经济与管理学院,福建三明 365004)摘 要:从新工科建设的基本要求出发,在物联网工程一流专业建设的背景下,“物联网工程规划与设计”作为物联网专业的核心课程,对其课程教学模式的改革研究具有重要意义。
物联网工程专业实践教学研究与探索随着物联网技术的飞速发展,物联网工程专业已经成为热门的专业之一。
而物联网工程专业的实践教学则显得异常重要,因为只有通过实践教学,学生才能真正掌握物联网技术的核心知识和技能。
在物联网工程专业实践教学方面进行研究与探索是非常必要的。
本文将从如何进行物联网工程专业实践教学、实践教学的重要性以及实践教学的未来发展方向等几个方面展开讨论,以期为相关教师提供一定的参考。
一、如何进行物联网工程专业实践教学1. 整合课程内容物联网工程专业的实践教学应该紧密结合相关课程内容,让学生在实践中能够运用所学的相关知识。
在课程设计上,应该充分考虑到实践教学的重要性,加入更多的实践操作环节,引导学生动手操作,提高实践能力。
2. 搭建实验室为了能够进行有效的实践教学,学校应该搭建物联网工程专业相关的实验室,为学生提供必要的硬件和软件设备。
实验室的设备应该与当前物联网技术的应用趋势相符合,让学生能够在实验室中接触到一些最新的物联网设备和技术。
3. 培养团队合作意识物联网工程的实践教学不仅仅是学生个体能力的展示,更需要学生在团队中合作、协作。
在教学中可以设置一些团队项目,让学生分工合作,互相协助,从而培养学生的团队合作意识和能力。
二、实践教学的重要性1. 增强学生实践能力物联网技术是一个实践性非常强的领域,学生只有通过实际操作,才能真正理解并掌握相关知识和技能。
实践教学能够有效地提高学生的实践能力,为他们将来的工作做好准备。
2. 培养学生创新能力在实践操作中,学生可能会碰到各种问题,需要他们自己动手解决。
这样的过程可以培养学生的创新能力,让他们学会面对问题和挑战,积极寻找解决方法,从而提高其创新能力。
3. 提高学习兴趣相比于枯燥的理论课程,实践操作更容易吸引学生的兴趣,让他们更加主动地投入到学习中去。
通过实践操作,学生不仅能够更加深刻地理解所学知识,而且也会对所学的内容产生更大的兴趣。
三、实践教学的未来发展方向1. 与行业合作未来,学校与相关企业可以加强合作,开展产学研一体化的实践教学项目。
新工科背景下物联网工程专业建设探索随着5G时代的到来,急需高水平的物联网专业人才。
但目前的计算机类专业教育还不能完全满足社会不断提升的需求,文中对物联网工程专业建设中的问题和解决思路进行了可行性探索。
标签:新工科;物联网;专业建设1前言根据作者多年来在物联网工程专业的研究、探索,推断随着物联网推广瓶颈的解决,也就是5G时代的到来,将迎来物联网产业的爆发期,将会带动IT产业升级,急需高水平的新一代专业人才。
但目前的计算机类专业教育还不能完全满足社会不断提升的需求,物联网专业人才更是稀缺。
物联网工程专业属于新工科建设范畴,吻合国民经济转型发展之需。
国家急需物联网方面的专业人才,会在国家经济转型中发挥关键作用。
2物联网工程专业建设中存在的主要问题2.1教育基本观念的不适应,物联网工程专业起步较晚,人才培养目标定位模糊。
在落实培养方案时,不能突破传统专业人才培养的教学模式和知识结构,存在教学内容注重学科体系、实践课时占比较低、学科前沿和新技术进课堂难以保障等问题。
工程教育理念不够,在人才培养过程中,没有把实践创新能力作為人才培养的根本,在课时设置、实践教学的配套设施、教学方法的改革以及教学效果的评价上都存在轻视甚至忽视的现象。
2.2物联网专业人才培养中的标准化问题虽然2017年教育部出台了普通高等学校本科专业类教学质量国家标准,对物联网工程专业的教学标准做了统一规范。
但标准化人才知识能力结构的复合性决定了其培养过程中有着许多特殊要求,仅依靠课程或专业的“方向”培养很难顾及这些专业细节要求。
如何在人才培养中与政府、企业合作,引进优秀师资,开展标准化学习是函待解决的问题。
2.3专业人才培养质量意识淡漠。
新工科建设中的人才培养质量问题,即人才质量保障问题是学校里现有的质量保障体系不适应市场情况。
虽然从中央到地方始终把提高专业人才培养质量放在第一位,但有本校特色的人才质量管理体系还不完善,市场需求要求提高质量,其根本任务是立德树人。
基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨随着物联网技术的发展和应用,物联网工程已经成为新工科教育中的重要学科之一。
要培养出优秀的物联网工程人才,需要一个具有现代化设备和技术的实践平台来支持学生的学习和实践。
本文将探讨基于物联网工程的新工科实践平台建设,旨在提高学生的实际操作能力和创新精神,促进物联网工程教育的发展。
一、物联网工程的发展现状随着物联网技术的迅速发展,物联网工程已经成为人们生活和生产中不可或缺的一部分。
物联网工程通过将传感器、通信技术和数据处理等技术相结合,实现设备之间的互联互通,从而实现智能化、自动化的应用。
物联网工程已经广泛应用于智慧城市、智能家居、智能农业、智能制造等领域,成为推动社会进步和经济发展的重要技术。
而在教育领域,随着新工科教育的兴起,物联网工程也成为了高校重点培养的学科之一。
越来越多的高校开始设立物联网工程专业,并开设相关课程,培养物联网工程人才。
只有理论教学是远远不够的,学生需要通过实践来巩固所学知识,并培养创新能力和解决问题的能力。
二、新工科实践平台的重要性新工科教育强调实践能力和创新精神的培养,建设一个现代化的实践平台对于培养优秀的物联网工程人才至关重要。
这样的实践平台应该具备以下几个特点:1.现代化设备和技术支持。
实践平台应该配备最新的物联网设备和技术,例如传感器、通信模块、数据处理设备等,以便学生能够近距离接触并熟练操作这些设备和技术。
2.模拟真实场景的应用案例。
实践平台应当模拟真实的物联网应用场景,如智慧城市管理、智能家居控制、智能农业监测等,使学生能够在实践中了解物联网技术在不同领域中的应用。
3.与产业界合作的机会。
通过与物联网行业合作,学校可以为学生提供更多的实践机会,例如参与实际的物联网项目、参观物联网企业等,从而更好地培养学生的实践能力和创新意识。
新工科实践平台的建设对于物联网工程教育的发展和学生的成长至关重要,只有通过实践,学生才能真正理解和掌握物联网技术,并在未来的工作中能够胜任各种挑战。
基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨一、新工科教育的背景和意义新工科教育是指结合现代产业需求、运用先进教育理念和技术手段,来培养适应新一代科技发展需求的创新型人才。
随着科技的不断发展和全球经济的快速变化,传统的工科教育已经无法满足现代社会的需求。
为了更好地培养符合时代发展需要的人才,新工科教育提出了一系列新的教育理念和发展方向。
在这样的背景下,基于物联网工程的新工科实践平台建设成为了迫切需要。
基于物联网工程的新工科实践平台建设不仅可以有效地整合学科资源,提高教学质量,更重要的是可以培养学生的实践动手能力、创新思维和团队协作能力。
通过实践平台,学生可以更直观地了解物联网工程的应用场景和实际操作技巧,提高他们的综合素质和竞争力。
新工科实践平台的建设也将促进学校和产业界的合作,为学生提供更多的实习和就业机会,推动科技成果的转化和产业升级。
1. 硬件设备的搭建:物联网工程是一个多学科交叉的领域,涉及到传感技术、通信技术、嵌入式系统等多种技术。
新工科实践平台的硬件设备搭建是关键的一步。
需要根据不同的应用场景,选择合适的传感器、控制器、通信模块等硬件设备。
还需要针对这些硬件设备进行程序开发和系统集成,保证平台的稳定性和可靠性。
2. 软件平台的构建:在物联网系统中,软件平台扮演着至关重要的角色。
新工科实践平台的软件平台需要具备数据采集、数据传输、数据处理、远程控制等功能。
需要搭建相应的软件系统,包括物联网数据平台、云平台、应用开发平台等,以便学生进行系统的操作和开发。
3. 应用场景的构建和模拟:为了更好地帮助学生理解物联网工程的应用场景和实际操作技巧,新工科实践平台需要构建一些具有真实感的应用场景和模拟环境。
可以模拟智能家居、智能健康、智能农业等场景,让学生在这些场景下进行仿真实验和应用开发。
4. 数据安全与隐私保护:在物联网系统中,数据安全和隐私保护是一项重要的工作。
在新工科实践平台的建设中,需要考虑如何保障数据的安全性和隐私性,包括数据加密、访问控制、信息保密等方面。
基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨随着物联网技术的发展和普及,物联网工程已成为新兴的热门领域。
在此背景下,建立物联网工程的新工科实践平台,可以为学生提供更加实践性的学习体验,培养学生的实践能力和创新思维,提高学生的就业竞争力。
首先,建设物联网工程的新工科实践平台需要具备一定的硬件设施。
例如,必须配备物联网硬件开发板、传感器、控制器、无线通信模块等相关的设备,以构建完整的物联网系统架构。
同时,还需要配备搭建物联网系统的软件开发工具,如Arduino、Raspberry Pi、Eclipse等,以便学生进行物联网系统的开发实践。
其次,建设物联网工程的新工科实践平台需要设计合理的实践教学方案。
这包括实践课程内容设计、实验流程设计、实践指导方式等。
例如,基于Arduino开发板的物联网系统设计实践课程的内容可以包括如何使用Arduino制作LCD显示屏、基于DHT11传感器和BMP180温度和气压传感器的数据采集与处理等。
在实验流程设计中,应该考虑到学生从无到有、逐步建立起物联网系统的过程,让学生有一个全面、系统地了解和掌握物联网系统构建的过程。
同时,在实践指导方式上,可以采用“师傅领进门,修行靠个人”的指导方法,自主探究与合作讨论相结合,以培养学生独立思考、自主创新的能力。
再次,建设物联网工程的新工科实践平台还需要打造一支优秀的实践教学团队。
这个实践教学团队必须具备丰富的实践经验和专业知识,能够设计和实践出充分体现物联网技术特点的实践教学方案。
同时,实践教学团队还应该支持学生参与相关比赛和项目,为学生提供更广阔的发展平台和实践机会。
最后,为了保障物联网工程的新工科实践平台的可持续发展,需要充分准备必要的资金和场地等资源。
对于经费难题,可以向企业、地方政府等有关单位申请赞助或设立专门的基金,从而保障实践平台长期有效运转。
对于场地问题,可以利用校园现有的实验室、教学楼等地方进行相应的改造和装修,以提供一个舒适、安全、便利的实践教学环境。
丨人社天地•职业能力I ZHI“新工科”背景下物联网工程专业人¥培养探讨□苏晓光于莉莉★“新工科”背景下物联网工程 专业人才培养的过程中仍然存在着一些问题,高等院校以及物联网 工程专业教师应该积极改进,以此 更好地实现物联网工程专业人才的培养。
―、物联网的概述及特点中国通信标准化协会针对物联 网进行了明确的定义,即物联网是 通过射频识别装置、红外感应器、全 球定位系统以及激光扫描器等信息 传感设备,按一定的约定协议,把物 品与互联网进行连接,以此完成信 息的交换与通信,进而实现智能化 的识别、定位、跟踪、监控以及管理 的一种网络。
在这样的物联网定义 的基础上,物联网的应用主要包括 信息的生成、信息的处理、信息的传 输、信息的应用四个方面。
根据物联 网的应用可以将物联网的结构划分 为感知识别层、管理服务层、网络构 建层以及综合应用层。
其中感知识 别层包括系统识别技术、无线传感 器网络技术、定位技术等;管理服务 层包括大数据与海量存储技术、数 据库技术、安全与隐私保护技术等;网格构建层包括无线宽带网络、无 线低速网络、移动通信网络等;综合 应用层包括终端管理、行业应用管 理、业务运用管理、平台管理等。
随 着科学技术的不断发展与进步,物 联网技术也随之迅速地发展,并广泛地应用到人们的实际日常生活与生产中。
物联网工程专业是高等院校新兴起的一门专业,物联网工程专业具有交叉融合多学科的特点,物联网工程专业知识设计了计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术等方面。
高等院校以及物联网工程专业在设置物联网工程专业人才培养的内容时,应该对物联网工程专业的课程体系以及教学实践等多方面内容进行科学、有效的探究与分析,并以此合理设置物联网工程专业人才培养的内容。
二、"新工科”背景下物联网工程专业人才培养中存在的问题1.缺乏创新教育意识。
在高等院校的物联网工程专业教学中,部分物联网工程专业教师教学观念陈旧、落后,缺乏创新教育意识。
基于物联网工程的新工科实践平台建设探讨随着物联网技术的快速发展和应用的普及,物联网工程已成为新一代工科的重要学科之一。
为了培养物联网专业人才,搭建一套适合新工科实践的平台非常必要。
本文将探讨基于物联网工程的新工科实践平台建设。
物联网工程的实践平台需要具备现代化的设备和技术。
物联网是通过传感器、通信设备和云计算等技术实现物理世界与互联网的连接,实践平台需要配备一系列的传感器设备和通信设备,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、智能电表等,还需要有强大的云计算和大数据处理能力。
只有具备这些现代化的设备和技术,才能够实现对物联网工程的完整学习和实践。
物联网工程的实践平台需要具备实际应用的能力。
物联网的主要应用领域包括智能家居、智能交通、智能医疗等,实践平台应该具备模拟这些实际应用场景的能力。
可以搭建一个智能家居实验系统,模拟智能家居中的各种应用,如智能家电控制、安防监控、智能照明等。
通过在实验平台上进行实际操作和应用设计,学生可以更好地理解和掌握物联网工程的应用技术。
物联网工程的实践平台还需要提供开放性的设计和创新空间。
物联网是一个新兴的学科,新技术和新应用层出不穷,实践平台应该提供一定的设计和创新自由度。
学生可以在平台上进行自主设计和创新,实现自己的想法和创意。
平台还应该提供相应的开发工具和支持,如可视化编程软件、开源硬件平台等,以便学生能够快速实现自己的设计和创新。
物联网工程的实践平台还需要提供多样化的教学资源和学习支持。
学习物联网工程需要广泛的知识和技能,如传感技术、通信技术、数据处理等,实践平台应该提供丰富多样的教学资源,如教学视频、实验指导、学习资料等,以帮助学生更好地学习和理解物联网工程的知识和技术。
还应该提供相应的学习支持,如导师指导、实践指导等,以帮助学生解决在学习和实践中遇到的问题。
基于物联网工程的新工科实践平台建设是非常重要的。
通过这样的实践平台,可以有效地培养学生的实践能力和创新意识,提高他们对物联网工程的理解和掌握。
2018年9月刊0 引言为应对新一轮科技革命和产业变革的挑战,主动服务国家创新驱动发展和一系列国家战略,2017年2月以来,教育部积极推进“新工科”建设[1,2],旨在加快工程教育改革创新,培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才,支撑产业转型升级。
纵观与信息技术紧密相关的“互联网+”和人工智能等国家战略,特别强调了信息化和工业化的两化深度融合,互联网与传统行业的深度融合,创造了新的发展生态。
跨界融合、创新发展成了新时代对人才培养的迫切需求。
为此,《“新工科”建设复旦共识》《“新工科”建设行动路线(“天大行动”)》《“新工科”建设指南(“北京指南”)》陆续出台,特别在《新工科研究与实践项目指南》中,明确提出了“新工科”建设中需要研究“新工科”相关的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系。
物联网工程专业[3]应国家战略需求而生,处于科技革命和产业变革的前沿,是“新工科”专业的典型代表。
通过对该专业建设的新理念、人才培养的新模式、工程实践的新体系和质量评价的新方法的研究与探索,形成“新工科”专业建设的样本,“新工科”视野下物联网工程专业建设与探索孙 涵1,陈 兵1,许建秋1,江爱华2(1.南京航空航天大学计算机科学与技术学院,江苏 南京 211106; 2.南京航空航天大学教师发展中心,江苏 南京 210016)【摘要】围绕“新工科”视野下的物联网工程专业建设,本文讨论了专业建设的新理念、人才培养的新模式、工程实践的新体系和质量评价的新方法,并给出了相应的建议,对物联网工程专业及相关专业具有一定的指导意义。
【关键词】新工科;专业建设;物联网工程【中图分类号】G642;F49 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065(2018)09-0006-04收稿日期:2018-5-20作者简介:孙涵(1978—),男,江苏镇江人,博士,副教授,研究方向为数字图像处理、计算机视觉、模式识别;陈兵(1970—),男,江苏南通人,博士,教授,研究方向为计算机网络;许建秋(1982—),男,江苏南京人,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为数据库、时空对象管理;江爱华(1971—),男,江苏南通人,硕士,副研究员,研究方向为高等教育管理、教师跨界发展。
基金项目:2017年国家级“新工科”研究与实践项目“‘新工科’计算机类专业系统能力培养的改革与实践”(项目编号:暂无);2017年国家级“新工科”研究与实践项目“面向‘新工科’的教师跨界发展与评价激励机制研究”(项目编号:暂无);2017年江苏省高等教育教学改革研究课题“计算机类专业认证与评估体系研究”(项目编号:2017JSJG109)。
以期对其他“新工科”专业有参考价值。
1 专业建设的新理念“新工科”专业建设的目标是面向新兴产业和新经济发展的需要,培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才。
为达成这样的目标,需要分析“新工科”专业的内涵和外延,树立“新工科”专业建设的新理念。
物联网工程专业的内涵在于培养学生物联网关键技术的研发能力(见表1)。
一方面,注重夯实基础,特别是数理基础及与物联网工程学科相关的理论基础,包括信息感知与传感、网络传输和智能处理等。
扎实的理论基础是能力发展的原动力。
另一方面,注重能力导向,特别是面向复杂工程问题的分析、设计、开发和研究能力。
能够运用所学知识解决现实社会中的复杂工程问题,这也是新兴产业和新经济发展的迫切需求。
表1物联网关键技术列表物联网工程专业的外延在于培养学生跨界融合的系统能力。
物联网工程本身就是多学科交叉发展的产物,物联网的示范应用也都是与各个行业紧密结合产生的。
该专业建设需要各学校根据各自的办学定位和办学特色,形成各有特色的“物联网+X”的办学模式。
该专业需要培养学生具有能够驾驭全局的系统观;具备多学科背景下团队合作交流的能力,能够有一定的创新意识和国际视野,以胜任未来的工作。
2 人才培养的新模式传统的课堂教学模式难以满足“新工科”对人才培养的要求。
南京航空航天大学物联网工程专业在办学实践中,逐步探索出科教结合和产教融合的培养新模式。
(1)科教结合层面,应充分发挥科学研究对专业教学的促进作用。
相对于传统专业,物联网工程专业的知识体系构建、教材编著、实验实践训练都离不开该领域最新的科学研究成果。
物联网工程涉及面广泛,但也无法面面俱到,需要依托各学校在该领域的科研基础形成专业的办学特色。
离开科研基础谈物联网工程专业,就成了无源之水,无本之木。
这一层面中的师资是关键。
优秀年轻教师通常理论基础扎实,科研水平高,思维活跃,对学术前沿有相当的敏锐度。
他们对学生的理论基础、创新意识、国际视野的提升都有很大的帮助。
工程研究经验丰富的教师能为学生的系统分析、设计和实现提供良好的工程实践指导。
学生可根据自身特点,选择适合个人发展的学术导师,通过科研训练实现专业能力的提升。
同时,物联网涉及多学科、交叉学科,也鼓励跨学科、跨学院的教师组成跨界联合体,培养符合时代发展的物联网“新工科”人才。
例如,机械、电子、计算机学科的教师组成跨界联合体,从机械结构、集成电路再到软件与网络控制,实现物联网系统的整体设计与实现。
通过该联合体,学生可顺利完成智能门锁的科创作品。
(2)产教融合层面,应充分利用优质社会资源促进专业办学质量提升。
21世纪以来,信息产业发展迅猛,相对于高校,产业界对物联网的基础设施、数据资源和应用需求等拥有绝对主导权。
高校通过与产业界深度融合,共享企业部署的基础设施,挖掘企业积累的数据资源,聚焦物联网应用新需求,从而使用真环境、真数据、真需求培养学生的科学研究能力、工程实践能力及跟踪物联网前沿领域发展的洞察力。
2018年9月刊3 工程实践的新体系“新工科”人才培养的关键在于理论知识基础之上的工程研究与工程实践,着重培养学生解决复杂工程问题的能力。
一方面,注重多层次的工程研究与实践能力培养;另一方面,注重多途径、多形式的工程实践组织与实施。
从能力培养角度着眼,注重多层次的专业能力培养。
首先,作为计算机大类的专业,系统能力培养是基础和根本[4]。
应从软件、硬件再到系统,实现计算机大类人才的基础能力培养。
其次,作为物联网工程专业,要重视物联网领域网络层、应用处理层的关键技术的工程研究和实践训练,这也是物联网工程专业区别于计算机大类其他专业的特色之处。
再次,注重“物联网+X”的特色系统拓展训练。
每个学校可结合各自的办学特色,培养独具特色的物联网工程专业人才。
从工程研究与实践的组织方式入手,注重多途径、多形式、多方位实施。
在校外,通过与多家知名企业联合,开展大一暑期的认知实习、大二暑期的专项训练和大三暑期的企业实习(见图1),让学生能够全面深入地了解产业的发展现状,并通过参与产业一线的工作得到锻炼,全面提升专业技能和职业素养。
在校内,通过验证性实验、设计性实验、综合性课程设计等实验项目,从基础内容开始逐层递进,实现学生工程研究与实践能力培养。
同时,通过学科竞赛、科技创新项目、学术导师指导下的科研训练等第二课堂的开展,实现优秀学生更高层次的工程研究与实践能力的提升。
4 质量评价的新方法“新工科”视野下的物联网工程专业建设,不仅要注重专业建设的新理念、人才培养的新模式、工程实践的新体系构建,更要注重质量评价的新方法。
没有合适的质量评价方法,一切都会是空中楼阁。
随着工程教育专业认证[5,6]的深入,基于学习产出的教育模式(Outcomes-based Education,OBE)和评价模式已被工科专业教育者广泛接受。
通过设定明确的培养目标和毕业要求,并对每项毕业要求按照BLOOM分类法[7]进行能力要求的逐层次分解,给出明确清晰的指标点分解表达。
教师能够明确理解所教授课程对学生能力培养的具体支撑点;同时,学生也能够明确认识本专业对学生知识、能力和素养的具体要求。
有了明确的目标和要求,教师围绕目标设计课程的教学内容和教学模式,并设计具体有效的面向学习产出的能力评价方式。
对所支撑毕业要求指标点的全面评价,将不再局限于期末考试的单一形式。
可通过平时的测试结果评估学生的基础知识掌握情况;通过分组讨论与答辩情况评估学生的团队协作能力;通过案例题完成情况评估学生的分析与解决问题能力;通过实验报告撰写和答辩评估学生的专业领域沟通能力等。
在质量评价的同时,更要充分利用评价结果实现课程、专业的持续改进。
特别是物联网工程专业,持续改进主要从两个方面展开。
一是基于评价结果的改进,教师依据课程对毕业要求指标点达成的情况,发现学生存在的具体问题,并制定改进方案在下一轮教学中尝试,如补充专业(a)认知实习(b)专项训练(c)企业实习答辩图1 物联网工程学生实习实践现场知识以外的能力训练;二是基于技术发展的授课内容和授课形式的调整,适时淘汰已被产业界弃用的技术,更新被产业界认可的新方案、新技术。
5 物联网工程专业建设的3点建议从上述几点论述可看出,“新工科”视野下的物联网工程专业建设是极具挑战的任务。
要实现该任务,笔者认为要抓住以下3点。
(1)高质量师资队伍建设。
坚持以人为本,调整评价规则,吸引优秀师资到本科生人才培养阵地上来,促进师生的良好互动。
除课堂教学外,鼓励教师积极参与学生的第二课堂学习,包括科技创新训练、科研训练、实习实训等;搭建起校企合作的桥梁,拓展校企合作空间,严格管控学生在企业学习的质量。
(2)具有特色的工程实践环境建设。
各学校可结合自身办学定位,建设独具特色的工程实践环境,以便不同高校的物联网工程专业都有各自鲜明的标签。
另外,实践环境建设中要在硬投入基础上更注重软环境建设,包括虚拟仿真实验中心建设、数据资源建设与共享等,提升实验系统的使用率和辐射率。
(3)注重跨界发展与融合。
“物联网+X”模式决定了该专业建设需要多学科师资组成跨界科研教学团队,该专业学生也需要与其他专业学生形成多学科背景下的跨界合作团队。
通过跨界发展与融合,满足不同行业不同领域对物联网工程专业人才的多样化需求。
6 结语本文在介绍我国“新工科”建设背景基础上,重点针对物联网工程专业,提出了内涵与外延并重的专业建设新理念、科教结合与产教融合的人才培养新模式、多层次能力培养与多途径多形式组织实施的工程实践新体系、基于学习产出与持续改进的质量评价新方法。
最后给出了“新工科”背景下物联网工程专业建设的3点建议。
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