物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究與改革
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引 言
中國高等教育積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),取得了長足的發(fā) 展。高等教育按分類有序發(fā)展和應(yīng)用型本科教育改革已成共 識,專業(yè)教育已經(jīng)意識到應(yīng)用型本科教學(xué)的重要性和社會區(qū) 域的發(fā)展適應(yīng)性 [1]。另外,新建地方本科大學(xué)著眼于未來人才 的需求,開展應(yīng)用型專業(yè)教學(xué) [2,3]。
但是,應(yīng)用型人才的教學(xué)改革仍處于起步階段,還存在 一些問題,例如,一是各領(lǐng)域投入力度不夠 ;二是應(yīng)用型本 科人才的培養(yǎng)目標(biāo)還不明確 ;三是教學(xué)改革實(shí)踐成果還不突出 或者沒有適用性 ;四是應(yīng)用型本科高等教育的理論體系仍沒有 健全且不能適用于全面的專業(yè);五是高水平師資隊(duì)伍有待形成。 要解決這些問題,需要從很多方面進(jìn)行教育改革與探索。
針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)不僅 要加強(qiáng)基礎(chǔ)教學(xué),更好立足于專業(yè)特色,把握好人才培養(yǎng)的目 標(biāo)和方向,努力培養(yǎng)應(yīng)用型的人才,并著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識 的人才。針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng),提出不同于創(chuàng)新 型人才培養(yǎng)的另類模式,對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)進(jìn) 行分析和討論。
1 應(yīng)用型人才培養(yǎng)分析
當(dāng)前,在經(jīng)歷了一系列措施的教育教學(xué)改革后,高等教 育教學(xué)改革已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢和特點(diǎn),為應(yīng)用型人才培 養(yǎng)改革提供了必要的依據(jù)和條件。高等教育教學(xué)改革體現(xiàn)了以 提高認(rèn)識、明確定位為主的教學(xué)改革思路,通過加強(qiáng)實(shí)踐和 理論創(chuàng)新方法,體現(xiàn)了以實(shí)踐與應(yīng)用為主的教學(xué)改革,堅(jiān)持了 技能和專業(yè)能力培養(yǎng)為主的思想,提倡以技能和設(shè)計(jì)為導(dǎo)向, 以創(chuàng)新特色為主,全面深化教育教學(xué)改革 [4]。
現(xiàn)階段,教學(xué)改革的目的主要是有兩個 :一是提倡以創(chuàng) 新特色為主的教學(xué)改革。二是以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為目的。創(chuàng) 新特色一般是指針對教學(xué)內(nèi)容、課程體系、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、理論 教學(xué)方法等進(jìn)行創(chuàng)新,包括理論創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新。當(dāng)然,提 高人才培養(yǎng)質(zhì)量主要是針對社會需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,著力 培養(yǎng)適用于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人才 [5]。
現(xiàn)階段來看,教學(xué)改革剛剛起步,建設(shè)項(xiàng)目呈現(xiàn)多樣化 和多目標(biāo)性,但是總體上在資金、人力、改革力度等方面投入 不足 [6]。教學(xué)資源的投入是重要途徑之一,包括師資培養(yǎng)、實(shí) 踐條件、教學(xué)內(nèi)容改革等。
在人才培養(yǎng)模式方面,人才培養(yǎng)模式可以采用訂單人才 培養(yǎng)、校企合作、校校聯(lián)合、職高與本科院校聯(lián)合等辦學(xué)模式, 采用多種形式的人才培養(yǎng)模式。在專業(yè)建設(shè)方面,從培養(yǎng)方案、 教材、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐條件、師資隊(duì)伍等多個方面開展全面建設(shè)。 同時,各高校要切實(shí)落實(shí)踐教學(xué)改革,建立有效的保障體系。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及知識較為廣泛,從感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng) 用層三個層次結(jié)構(gòu)上分析,課程體系建設(shè)是一項(xiàng)重要的工作, 特別如何培養(yǎng)適用于社會的應(yīng)用型人才,需要從多個方面進(jìn)行 教學(xué)改革。
2 應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革
2.1 教學(xué)改革與定位
考慮到實(shí)際教學(xué)的情況,制定切實(shí)可行的培養(yǎng)目標(biāo),并 且專業(yè)定位要能夠突出能力培養(yǎng),但是可能存在一些問題,如 能力結(jié)構(gòu)不明確和能力培養(yǎng)缺失等,急需在教學(xué)改革中進(jìn)行 探索和解決。
專業(yè)定位要明確,需要從以幾個方面進(jìn)行考慮。第一, 培養(yǎng)目標(biāo)基本明確。培養(yǎng)目標(biāo)要定位為應(yīng)用型專業(yè)教育,立足 于專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng),但是要切合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,確定 培養(yǎng)方向和內(nèi)容 ;第二,人才規(guī)格多樣化。培養(yǎng)目標(biāo)涵蓋了人 文素質(zhì)教育和專才教育的基本要求,同時,也可以看到目標(biāo)中 的人才規(guī)格還是用知識、能力、素質(zhì)表述,這與當(dāng)前大多院校所制定的培養(yǎng)目標(biāo)所體現(xiàn)的人才規(guī)格多樣化相一致。
以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例,目標(biāo)是培養(yǎng)具有良好思想道德 修養(yǎng)和身心素質(zhì)、較高文化品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng),德、智、體、美 等方面全面發(fā)展,掌握數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識,系統(tǒng)地掌 握物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本方法,獲得 相應(yīng)專業(yè)技能訓(xùn)練,具備從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)研究、物 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)以及系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理能 力的應(yīng)用型高級專門人才。
培養(yǎng)目標(biāo)突出了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用和管理能力,但是 在充分考慮了通識教育的必要性后,設(shè)置了必修或選修的課程 體系,體現(xiàn)了人文教育和專才教育的統(tǒng)一。
2.2 專業(yè)課程體系
專業(yè)課程體系改革勢在必行,大多數(shù)院校主要采用以理 論與實(shí)踐相融合的課程體系,例如《RFID 原理與應(yīng)用》和《傳 感器網(wǎng)及微操作系統(tǒng)》,課程是以理論教學(xué)為主和實(shí)踐為輔的 教學(xué)思路,存在理論與實(shí)踐脫節(jié)、教學(xué)側(cè)重點(diǎn)不明確、技能訓(xùn) 練沒有深入等現(xiàn)象。
為了避免這些現(xiàn)象,需要從以下兩個環(huán)節(jié)加以改革。第一, 逐步形成理論和實(shí)踐兩個分立課程體系結(jié)構(gòu)。理論為實(shí)踐提 供必要的基本依據(jù),實(shí)踐是理論知識深化的有效途徑。有實(shí) 際培養(yǎng)過程中,可以考慮把理論知識與專業(yè)實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、 教師研究課題、工程項(xiàng)目、聯(lián)合培養(yǎng)等實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合,促 進(jìn)理論與實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一。第二,探索以平臺課程為基礎(chǔ),以 知識模塊為核心的教學(xué)模式。所謂的平臺課程是指與專業(yè)知 識或理論密切相關(guān)的基礎(chǔ)知識。知識模塊是指不同專業(yè)方向 的課程體系。
針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),要掌握感知層的專業(yè)知識,需要掌握 電子基礎(chǔ)技術(shù)方面的知識,還要掌握單片機(jī)原理的專業(yè)技能。 《電子基礎(chǔ)技術(shù)》和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》可以作為平臺課程 設(shè)置。另外,物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)有多種,比如,網(wǎng)絡(luò)層有 WiFi、ZigBee、藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),還有 3G、4G 等移動 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。感知層有傳感器技術(shù)和 RFID 技術(shù)等,物聯(lián)網(wǎng)專 業(yè)體現(xiàn)了專業(yè)技術(shù)多樣化的特點(diǎn)。教學(xué)改革適當(dāng)考慮在一些基 礎(chǔ)課程上增加以某一個專業(yè)方向作為培養(yǎng)模式。
2.3 課程改革
專業(yè)教指委分方向制訂專業(yè)規(guī)范的重要意義在于提出了分 類型、分層次人才培養(yǎng),這就需要各學(xué)校根據(jù)各自的目標(biāo)定位, 在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合各自的實(shí)際培養(yǎng)不同特點(diǎn)的學(xué)生 [7], 從理論課程、實(shí)踐課程和綜合性課程等幾個方面開展課程改 革。
在理論課程改革方面,構(gòu)建專業(yè)核心課程,以教育部高 等教育司頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹的內(nèi)容 為例,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程涉及到七個核心知識領(lǐng)域 : 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系、標(biāo)識與感知、物聯(lián)網(wǎng)通信、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、 物聯(lián)網(wǎng)控制、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施。
根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況,構(gòu)建核心課程,如高級語言程序設(shè)計(jì)、 物聯(lián)網(wǎng)工程概論、電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯、面向?qū)ο蟪绦?設(shè)計(jì)(JAVA)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器原理及應(yīng)用、單片機(jī)原理 及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)原理、RFID 原理及應(yīng)用、傳感網(wǎng)與微操 作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)等。這些 核心課程的設(shè)置情況要適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo),開展專 業(yè)理論課程改革。
在實(shí)踐教學(xué)方面,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),保證實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與實(shí) 訓(xùn)的教學(xué)思路,但是要注意專業(yè)技能的培養(yǎng)不能一味地強(qiáng)調(diào) 實(shí)驗(yàn)。完全可以借鑒高等職業(yè)教育的教育改革成果,把職業(yè) 教育中強(qiáng)調(diào)的實(shí)訓(xùn)、頂崗實(shí)習(xí)、職業(yè)訓(xùn)練等引入應(yīng)用型人才培 養(yǎng)。同時,建立和推行實(shí)踐課程體系,把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、技能訓(xùn)練、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和技能競賽有機(jī)地結(jié)合起來。
綜合性課程,提出項(xiàng)目課程概念,探索創(chuàng)新課程形式 ; 但對項(xiàng)目課程概念把握還不準(zhǔn)確,尤其是對項(xiàng)目課程已突破“兩 個體系”概念認(rèn)識不夠 ;課程內(nèi)容改革有待深化。
2.4 教學(xué)方法改革
與應(yīng)用人才培養(yǎng)適應(yīng)的教學(xué)方法有多種,如啟發(fā)式教學(xué)、 案例教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法等 [8]。
啟發(fā)式教學(xué)是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提,以基礎(chǔ) 教材為依托,學(xué)生自由表達(dá)觀點(diǎn)、研討問題,并通過個人、小組、 集體等多種形式的解難釋疑活動,用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的 教學(xué)形式。
目前,針對物聯(lián)網(wǎng)方面的教材很多,但是都不具有針對性, 需要在教學(xué)過程中采用啟發(fā)式教學(xué)方法開展專業(yè)教學(xué)工作,也 是適用于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。
例如,《RFID 原理與應(yīng)用》課程的實(shí)際教學(xué)過程中,引 入啟發(fā)式教學(xué),以學(xué)生自主調(diào)研和小組討論為主,同時,根據(jù) 教材內(nèi)容,編制相近教學(xué)內(nèi)容,引入單片機(jī)原理、傳感器原理、 軟件開發(fā)技巧等方面的知識,豐富課堂內(nèi)容。通過專業(yè)見習(xí)活 動,理解實(shí)際應(yīng)用中的知識運(yùn)用,進(jìn)一步開拓學(xué)生視野,最終 達(dá)到學(xué)生能夠運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題,提高知識的綜合 應(yīng)用能力。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在制定專業(yè)教學(xué)大綱時,要充分利用案例教 學(xué)方法。例如,《RFID 原理與應(yīng)用》課程需要引入應(yīng)用案例, 可以直觀地展現(xiàn)知識的應(yīng)用,同時,使學(xué)生對知識的理解更 深入,更能體現(xiàn)知識的實(shí)踐性,逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
項(xiàng)目教學(xué)法是以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué),把教師或企業(yè)的一 些實(shí)際項(xiàng)目引入到教學(xué)過程中,結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的開展,進(jìn)一步 引導(dǎo)學(xué)生思維活動的變化,創(chuàng)立新的知識點(diǎn)和應(yīng)用特性。
當(dāng)然,教學(xué)過程中要充分利用多種教學(xué)手段,如多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源共享等,這些教學(xué)手段能夠有利于促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè) 教學(xué),也能夠豐富教學(xué)內(nèi)容,提高專業(yè)教學(xué)的效率。
2.5 教學(xué)改革思考
通常,應(yīng)用型本科人才的能力培養(yǎng)具有豐富內(nèi)涵。針對 社會需求和應(yīng)用型人才培養(yǎng),培養(yǎng)基本目標(biāo)是整個培養(yǎng)方案 和政策的執(zhí)行力與基于技術(shù)的創(chuàng)新力共同創(chuàng)造,形成初步的科 學(xué)行為能力和初步的科學(xué)思維能力 [9,10]。針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用 型人才的培養(yǎng),從培養(yǎng)方案制定到實(shí)施,應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí), 但有幾點(diǎn)值得深思。
(1)基礎(chǔ)教學(xué)。教師傳授課程的基礎(chǔ)知識,在一定層面 上,基礎(chǔ)知識是從事工作的專業(yè)技術(shù)知識儲備。當(dāng)前,一些企 業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)注重基礎(chǔ)知識的掌握,要求大學(xué)生具有潛在發(fā)展 空間,這就需要學(xué)生具有較深厚的基礎(chǔ)知識。比如,要求學(xué) 生具有較好的 C 語言基礎(chǔ),而不會關(guān)心其它面向?qū)ο蟮某绦?設(shè)計(jì)。技能可以由企業(yè)進(jìn)行訓(xùn)練,但是在企業(yè),基礎(chǔ)知識無 法得到系統(tǒng)學(xué)習(xí),而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)又往往忽視基礎(chǔ)知識的 教學(xué)。對此,從事物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的老師從不同角度進(jìn)行引導(dǎo), 適時調(diào)整教學(xué)方案。
(2)創(chuàng)新意識培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng),不 能總是強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新培養(yǎng),更應(yīng)該注重應(yīng)用型創(chuàng)新,突出學(xué)生的 創(chuàng)新意識培養(yǎng)。學(xué)生到企業(yè)后,除了自身拼搏和團(tuán)隊(duì)精神外, 創(chuàng)新的潛力能夠得到較好地的發(fā)揮。
(3)教學(xué)改革中的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。建立綜合工程型的實(shí)驗(yàn) 實(shí)踐平臺,為學(xué)生建立創(chuàng)新應(yīng)用的開發(fā)平臺,通過該平臺,學(xué) 生能夠了解應(yīng)用系統(tǒng),通過思考問題和提出自己的觀點(diǎn),進(jìn)一 步學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用。
(4)側(cè)重培養(yǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的管理和維護(hù)能力。了解物聯(lián)網(wǎng) 專業(yè)所涉及到的軟硬件的功能和性能,并熟練的應(yīng)用相關(guān)知識 構(gòu)建、配置和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)(系統(tǒng)集成)。側(cè)重軟硬件 開發(fā)(或其它)能力培養(yǎng)。
這些,將對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)產(chǎn)生重要影響, 也是改革的重中之重,將對提高教學(xué)質(zhì)量起到至關(guān)重要的作 用。
3 結(jié) 語
應(yīng)用型人才培養(yǎng)是高等教育制定的人才規(guī)格之一,是適 應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需要。根據(jù)應(yīng)用型人才教學(xué)的現(xiàn)狀和 特點(diǎn),對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革目標(biāo)、改革思路和 方法進(jìn)行了研討。