浅谈应用型本科高校物联网专业实践教学环境建设

李春辉

摘要：物联网专业是国家新设置的学科专业方向，涉及传感器、计算机、网络通信、操作系统、电子技术、控制等多个交叉学科知识领域，每个学校对物联网实践教学环境建设都处于探索阶段。针对应用型本科高等院校如何开展物联网技术实践教学的问题，构建了包括基础性实验、综合性实验、项目综合实训的多层次教学实践环境，可满足专业学习、竞赛活动、毕业设计、创新科研的需求，对学生进行针对性实践能力的训练，大大增强了学生实践能力与创新能力。

关键词：物联网；应用型本科；实践教学环境

2009年8月温总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“2010年政府工作报告”［1］。《国家中长期科学与技术发展规化(2006—2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网和物联网列入重点研究领域［2］。为此，2010年教育部批准30所高校首批设立了物联网工程专业。

一、物联网专业实验室建设的迫切性

物联网的产业链条涉及传感器、芯片、电子、通信及软件应用等行业，由于涉及多个学科，这些跨学科知识的融合和贯通必须通过实践来进行。培养应用技术型人才更应将理论应用于实践，通过设置完善、合理的综合实验环境，进行多层次的实践教学，才能培养学生的工程实践能力和创新精神，响应教育部对高等学校培养应用型、技术型和创新型人才的要求。应用型本科高校作为培养技能型人才的“主战场”，应针对性地设置“物联网工程”相关专业，有目标地培养“物联网工程”应用型、技能型专门人才，所以各高校迫切需求建设一套完善、合理的实践教学环境。［3］

二、物联网专业实验室建设的关注点

物联网专业实验室建设，应关注以下三个方面：

（1）物联网专业特点：

物联网是典型的交叉学科，涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识。物联网专业培养的人才，不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术，还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及3G无线网络设计等最新技术。物联网不同于其它专业，是现有信息技术综合集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落地的应用系统”。[4][5]

（2）物联网专业培养要求：

物联网专业应用的多样性，要求我们必须培养宽口径人才，在人才培养上要重视基础训练，同时，要求培养应用系统综合开发能力。物联网应用性非常强的学科，仅传授专业

技术是不够的，一定要立足实践，从应用入手，培养应用型技术人才。［6］

[作者简介]李春辉，黑龙江工商学院计算机系教师，讲师，硕士。

（3）物联网实验室建设目标：

实验室建设应重视基本应用开发能力培养，创建的实验环境能培养学生对实际物联网应用项目的整体把握的能力，有条件的情况下建立宽泛实验环境，如arduino、树莓派等，增加学生选择的机会，鼓励创新精神。

三、物联网专业实验室建设方案分析

3.1物联网专业实验室在应用型高校教学中的作用

物联网实验室作用如图：

（1）专业群认识，也就是让新生认识物联网专业群，物联网专业是新生事物，专业发展历史很短。为了使新生更好的了解物联网专业，可根据学校所处行业特点，建立特定行业的物联网“综合演示实训中心”，通过参观物联网综合演示实训中心，“观看后思考”，使学生获得对物联网专业及其应用的整体认识，激发学生对自己专业的兴趣。［7］

（2）生产实习，建立“物联网综合演示实训中心”让学生“体验实践”，有条件可以联络物联网相关企业，安排学生进行第一线的生产实习。

（3）专业基础学习，物联网专业工程性更强，对培养人才的动手能力有较高要求，因此，需要加强实践教学环节，所以要完善丰富“专业基础教学实验室”，满足多样化需求，合理设计课程综合实验内容，巩固专业基础的同时，培养应用能力。

（4）竞赛活动，竞赛对校内课程体系改革有推动，它进一步开发了学生的创新意识和能力，为更新教学内容和方法提供了实践的平台。竞赛对“创新”、“理论付诸实践”、“团队合作”三个方面的有积极的帮助，同时也促进学校的基础知识教育和提高学生综合能力。故需要为组织基础单科竞赛活动创造实验条件，如单片机应用竞赛、嵌入式应用竞赛、zigbee芯片应用竞赛等等，为学生参加创意型综合竞赛做充分的准备。

（5）毕业设计，物联网作为新事物，专业经验积累不足，项目案例少，容易造成学生毕业设计无处着手，完成难度高。目前物联网毕业设计可行、高效的解决方案是：建立开放的“物联网应用实训中心”以及“物联网综合演示实训中心”采用实训平台提供的开发流程、规范化文档以及丰富的资料，可以提高毕业设计的效率，学生可通过实验室完成毕业设计，实现理论到实践的跨越，缩短毕业生到工程师之间的差距，为适应就业岗位做好铺垫。

（6）科研创新，目前民办高校激烈的竞争环境使教师教学科研任务繁重，难于抽出太多时间，跟随物联网新技术发展方向，提高自身应用能力，为学生提供高质量的指导。目前提升教师应用能力的解决方案是：建立完善的“物联网应用实训中心”，丰富实训项目软、硬件资源，开放实验环境；引进实训项目，有规范的功能规格书，设计文档、实习题目的源代码供学生临摹，在此基础上进行学习、变化、创新。

3.2物联网实验室建设框架

基于物联网工程专业实验室综上六方面功能，物联网实验室建设框架如图，包括以下三个方面：

（1）基础教学实验类：

提供学科基础课程实验，进行专业基础、课程设计等专业基本能力培养。

（2）应用实训类：构建通用典型的物联网小型系统以及中规模应用系统。提供专业认识、课程设计、科技竞赛及创新相关的实验服务。

（3）综合演示实训类：针对高校的行业特点，建立特定行业应用的大中型系统实训中心。提供专业认识、科技创新、科研、毕业设计等内容。

参考文献：

[1]温家宝.2010年政府工作报告.[EB/OL](2010-3-15)

[2]袁叶,李伟华.支持物联网的三大技术[J].物联网技术,2011(1):70-71.

[3]教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会,高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范[M].北京:机械工业出版社,2011.

[4]艾伦,兴乔.基于物联网技术的教育装备及其对信息化教学形态的影响[J].中国教育技术装备,

作者简介：李春辉，男，黑龙江工商学院，讲师，长期从事计算机类专业的教学与实践