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物联网专业课程体系

物联网专业课程体系

物联网专业课程体系范文第1篇

【项目来源】黑龙江省教育厅高职高专院校科研项目;项目名称:高职高专物联网专业人才培养方案的研究;项目编号:12515157

物联网(Internet of Things,IOT)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网概念的引入,把互联网的应用延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是继计算机互联网与移动通信网络之后的又一次信息产业革命。

物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心(MIT AutoID Center)提出的。2005年,国际电信联盟(ITU)了一份题为《The Internet of Things》的年度报告,正式将“物联网”命名为“the Internet of Things”。2009年8月,总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心,明确要求尽快建立中国的传感信息中心,也就是“感知中国”中心。笔者从微控制器应用到ARM&Linux嵌入式系统,又回归到微控制器的研究教学,亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。下面就物联网工程专业、物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况,望和大家一起探讨。

在教育部首批战略性新兴产业相关本科新专业中,物联网相关专业就有700多所学校申报,最终28家IOT、5家WSN获批,共33所高校。其中70%设在计算机学院。在2011年3月28日又批了第二批27所高校的物联网专业,这样全国现共有62所高校开设物联网专业。

物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础,而感知层更多依赖的是软硬件结合的嵌入式系统技术。物联网的传感器接口、RFID读写都涉及嵌入式技术,但实际上新技术含量很少,可看作是一个新袋子。

物联网主要涵盖RFID(>5.5)、无线传感器网络(>8.5)、M2M智能手机(

物联网专业课程体系范文第2篇

关键词:五年制 物联网 培养目标 课程体系

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)08-0230-02

物联网(The Internet of Things)作为信息技术的深度拓展应用,是新一代信息技术孕育突破的重要方向,也是我国战略性新兴产业发展的重要组成部分。加快发展物联网,对于贯彻落实国家发展战略,抢占未来经济科技制高点,推动经济结构调整,加快经济发展方式转变,构建社会主义和谐社会,具有十分重要的战略意义[1]。

为此,如何在五年制高职院校开设物联网技术应用专业,培养符合国家战略性新兴产业发展需要的高素质技能型人才,是有关职业院校进行专业建设、课程开发的重要工作。本文论述五年制物联网技术应用专业(下简称物联网专业)设置的必要性、可行性,以及物联网专业的培养目标和课程体系的设置。

一、 物联网专业设置的必要性和可行性

物联网概念于 1999 年提出,其本意是“物物相连的互联网”。物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力[3]。

物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。相关专家预测10 年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场[4]。由此可见,社会对物联网技术方面的人才需求巨大。

江苏联合职业技术学院无锡交通分院开设的计算机应用技术、电气自动化技术、机电一体化技术等五年制高职专业,以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会良好信誉,多年来,培养了大批合格的高素质技能型人才。这些专业办学时间长、师资力量雄厚,实验实训设备完善,在同类院校中排名领先。特别是,近年来,学校在以上专业试点开设物联网的相关课程,在人才培养方面积极开展教育改革试点与实践工作。与此同时,与物联网研究机构、物联网企业建立广泛联系,深入开展校企合作。以上所列,都为江苏联合职业技术学院无锡交通分院开办物联网技术新专业打下了良好的基础。

江苏联合职业技术学院无锡交通分院新开设的物联网专业是以培养产业紧缺型人才为突破口,从办学定位、人才培养模式、专业建构、课程设置等入手,精心谋划,勇于实践,旨在为物联网产业时代的到来储备好高素质技能型人才,为实现国家“信息化带动工业化”的战略决策,促进信息产业的发展做出贡献。

二、物联网专业的人才培养目标

1. 培养目标

本专业培养德、智、体、美、劳全面协调发展,掌握物联网的基本理论和基础知识,具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、存储、传输、处理、识别和控制的能力,能进行物联网系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力,成为服务于经济和社会发展需要的高素质技能型专门人才。

2. 培养要求

本专业学生应学习计算机、电子、自控、软件、通信和网络的基本理论和技术,受到科学思维的训练,具有跨专业的实践应用与技术开发的基本能力。毕业生在知识、素质和能力等方面具有:

2.1素质要求

具有良好的政治思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识和团队意识,并能够较快解决本专业领域实际工作中出现的相应问题,能够从广泛的信息源中获取和提炼有用的信息,善于与人交流合作,具有较强的创新精神、创造能力和创业素质,具备良好的职业道德,能够适应科技进步、社会发展和职业岗位变化,学会终身学习,具有良好的心理素质和健康的体魄。

2.2知识要求

文化基础知识:具有必备的文化基础知识。主要包括德育、数学、语文、英语、信息技术基础、体育、美育等基础知识。

专业知识:掌握物联网技术相关领域的基本理论、基本知识、标准和法规;掌握本专业所需的电工、电子、计算机、网络和通信等相关学科的基本理论和基本知识;掌握物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网信息处理技术;掌握物联网体系结构、数据传输与安全技术;初步掌握物联网系统的硬件、软件设计和开发能力,具备在物联网系统及其应用方面进行研究、开发和集成的能力;掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广和运维等知识;具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力;了解国家物联网产业政策及国内外有关知识产权的法律法规,了解物联网产业的理论前沿、应用前景和最新发展动态。

2.能力要求

具有较强的自学能力和持续学习能力;具有团队合作、交流沟通及协调能力;具有物联网系统组建、管理和维护的能力;具有计算机信息处理能力;具有一定的英语文献阅读能力,达到规定的要求;掌握体育、卫生保健和心理调适的基础知识,养成文明的生活习惯,达到国家规定的《大学生体质健康标准》,具有健康的体魄、良好的心理素质。

三、物联网专业的课程体系设置

图1 物联网技术应用专业课程体系设置图

在进行物联网专业的课程设置时,考虑到了相关交叉专业的特点,特别注重课程体系的交叉融合,并对专业核心课程和其它专业课程进行通盘考虑。在总学分270 学分(教学16 学时对应1 学分,实训每周对应1 学分)的情况下,相关课程学分设置如图1 所示,具体课程分类论述如下:

1) 政治、德育(16 学分)。课程包括:政治经济学、哲学、法律、邓小平理论、时事政治、形势与政策、职业道德和就业指导、思想道德修养与法律基础、国防教育、中国近代史纲要等。贯穿八个学期开设。

2) 体育(16 学分)、信息技术基础(6 学分)。体育每学期2学分,共设置8 个学期,信息技术基础在第1学期开设。

3) 文化基础课程(60 学分)。主要包括:语文、英语、数学、物理等课程,分别开设4个学期或6个学期。

4) 专业基础课程(37 学分)。主要包括:物联网技术导论、电工电子技术、数字电路与逻辑设计、网络操作系统应用、工程制图、专业英语、计算机组装与维修、计算机程序设计等课程。

5) 专业课程(9 学分)。主要包括:数据库原理及应用、物联网信息安全基础等。

6)专业核心课程(32学分)。主要包括:传感器原理及应用、计算机网络技术、射频识别技术及应用、数据通信原理及应用、无线传感网技术及应用、Zigbee技术及应用、综合布线与弱电工程等七门课程。

7) 专题实训课程(28 学分)。主要包括:计算机技能实训、物联网认识实践、电工技术综合实训、电子技术综合实训、程序设计综合实训、RFID系统综合实训、计算机网络技术综合实训及考证、数据库设计综合实训、无线传感器网络综合实训、物联网组网综合实训及考证等专项实训项目,强化学生实践动手能力。

8) 企业顶岗实习(18学分)。该教学环节是根据教育部下发的《关于高职高专院校人才培养工作水平评估指标补充规定》的要求设置的,规定中要求学生顶岗实习时间不低于半年。顶岗实习就是安排学生离校走入生产一线,进行劳动锻炼,以增强岗位意识、增强社会经验。按照五年制高职教育特点,安排第期进行顶岗实习,每周1学分。

9)毕业实习、毕业设计(18学分)。毕业设计和毕业实习是教学计划中最后一个综合性实践教学环节,是学生在教师的指导下,独立从事相关工作的初步尝试,其基本目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能应对和处理实际问题的能力。安排在第10学期进行,每周1学分。

10)选修课程(30学分)。主要包括市场营销、嵌入式系统原理与开发、物联网与智能交通、学术讲座等课程。设立选修课程环节,目的在于拓展学生的知识与技能、发展学生的兴趣和特长,培养学生的个性、促进学校特色的形成与办学模式的多样化。

四、物联网专业的课程体系特色

根据物联网专业发展趋势和人才需求状况,精设专业基础课程和专业核心课程,优化拓展类课程结构,建成以专业核心课程为主,专业课、拓展课和通识课为辅的物联网专业课程体系。

1) 按“四级制”设置课程体系,即分为通识类课程、专业类课程、综合实训类课程、拓展类课程,遵循“按需设课”原则。

2) 加大综合实训课程比重,强化实践动手能力培养,凸显高职高专人才特色。

3) 跟踪物联网技术发展趋势和前沿技术,密切联系企业,开展专题技术讲座、工学交替、顶岗实习等多种培养模式,以此占领人才培养的制高点,进而促进专业的建设和发展。

五、 结语

从历史经验来看,一份科学规范的五年制高职人才培养方案形成,需要紧密结合业界需求,瞄准行业走向,关注工程实际,不断进行微调,完善方案内容,从而成为纲领性教学文件,指导整个教学过程。以上是对五年制高职物联网技术应用专业的初步想法,以起到抛砖引玉的作用,愿与同类院校共同研讨和交流。

参考文献

[1]物联网:新兴产业发展的重要方向

[2]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010(16):1-3,9.

[3] 物联网三大硬伤:成本、安全和隐私 http:///it/2010/07-02/2378338.shtml

[4] 物联网用途广泛,重点在于应用http:///webpage/news/201107/2011071309402700006.htm

物联网专业课程体系范文第3篇

关键词:多学科;物联网工程;课程体系;技术体系

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0-03

0 引 言

物联网的概念由美国麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出,2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上进一步确定了物联网的定义和范围,自此在美国、欧盟、日本、韩国和中国掀起一次新的信息发展浪潮[1]。物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息时代大革命,物联网作为一项战略性新兴信息产业,越来越多的企业把目光投向先进的物联网技术。

国家把物联网作为重点发展的战略性新兴产业之一,物联网的发展离不开人才的需要。从2010年起,在高校设立了物联网工程本科专业,到2015年全国共有340多所高校设立,已成为一个规模较大的本科专业[2]。物联网工程专业肩负了高层次人才的培养使命,但其高度综合交叉的专业特征决定了专业人才培养具有挑战性的特点,专业建设需要综合考虑IT技术发展、现实需求及已有基础等多个因素,以建立清晰的预期目标。但是各个学校设立专业的学科来源和基础各不相同,有电子科学与技术的,有通信工程的,有计算机科学与技术等,同时也说明物联网自身的学科体系还没建立起来。

一般地,任何新出现的专业学科都离不开相关成熟学科的支撑,通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科[3]。作为学科交叉极强的物联网工程新兴专业,如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要课题[4]。因此,本文从物联网产业与技术体系的构成进行剖析,结合本校实际情况,分析其学科交叉内涵,从中抽取相应的支撑课程构建物联网工程专业的课程体系,为制定符合规范的培养计划奠定基础。

1 物联网产业与技术体系剖析

物联网是近几年出现的信息产业发展战略的新兴行业,目前还没形成体系完备的行业规模,处于发展初期。但受各国战略引领和市场推动,全球物联网应用呈现加速发展态势,物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合,物联网对行业和市场所带来的冲击与影响已经广受关注。物联网行业表现出以下两个基本特征:

(1)纳入物联网行业的产业庞杂,面广量大。涉及到芯片 (传感器、RFID、无线通信模块等)、终端设备(PC机、TV、手机等)、网络设备、系统集成、软件与应用、网络服务商(移动、联通等)、运营及服务提供商等。

(2)带动物联网应用的领域多、规模大。有智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业智能制造、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事十大重点领域。

目前,国内总共有超过2 000家相关物联网公司或者研究机构成立。其中,研究机构以研究设计、示范引导应用为主业,许多省市、行业都成立了一些研究机构,一些知名企业如华为、格力电器、联想、海尔、移动、联通等也将物联网作为新的增长点。国外主要集中在美、欧、日、韩等少数国家,IBM、英特尔、西门子、霍尼韦尔等大牌公司也在进军物联网产业。企业对从事物联网人才的要求主要有重点发展物联网技术,从事物联网相关产品的研发、设计和制造;大力培育物联网产业,在传统产业中通过物联网技术促进产品智能化水平,提高产品的市场竞争力;在新兴信息产业中,创新开发适应物联网市场需求的智能化产品,开拓新产品;全力推广物联网应用,在一些应用领域推动物联网技术的融合,带动物联网技术的应用,提高智慧化水平;努力搭建物联网平台,在网络平台嵌入物联网服务功能,拓展新业务。

由于物联网工程专业是新建立的,所以其知识结构和课程的学科体系还没有独立建立起来。但从技术和产业角度来看,其技术体系结构已经基本确定下来,物联网系统的构成很长,其体系构架大致可分为感知层、网络层、应用层三个层面,每个层面又涉及诸多细分领域[5],图1所示为物联网技术的体系构架示意图。

感知层的功能主要是识别与获取信息,负责采集物理世界中发生的物理事件和数据,实现外部世界信息的感知和识别。包括传统的无线传感器网络、全球定位系统、射频识别、条码识读器等。这一层主要涉及两大类关键技术:传感技术和标识技术。传感器网络的感知主要通过各种类型的传感器对物体的物质属性(如温度、湿度、压力等)、环境状态、行为态势等信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别,它可用于环境监测、远程医疗、智能家居等领域。标识技术通过给每个物体分配一个唯一的识别编码,实现物联网中任何物体的互联。感知层的主要技术方向为新型传感器及其感知节点的研发技术。实现感知节点中的感知单元、处理单元、传输单元和电源单元的高度集成、高度智能,结合节点节能技术,数据融合技术,开发新结构、新原理、新工艺的传感器技术。

网络层主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的传送和处理。从具体实现的角度,本层由下而上又分为接入网、核心网和业务网三层。

(1)接入网:主要完成各类设备的网络接入,强调各类接入方式,比如现有的蜂窝移动通信网、无线局域/城域网、卫星通信网、各类有线网络等。

(2)核心网:主要完成信息的远距离传输,目前依靠现有的互联网、电信网或电视网。随着三网融合的推进,核心网将朝全IP网络发展。

(3)业务网:是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分。

网络层的主要技术方向是感知节点组网与协同处理技术,多应用监测区域下的感知节点通信与组网技术,异构网融合技术,网络管理与安全技术。

应用层主要利用经过分析处理的感知数据,将物联网技术与个人、家庭和行业信息化需求相结合,可向用户提供丰富的服务内容,大大提高生产和生活的智能化程度,应用前景十分广阔。其应用可分为监控型(物流监控、污染监控、灾害监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制、远程医疗、绿色农业)、扫描型(手机钱包、ETC)等。应用层的主要技术方向是服务用户的应用软件及系统集成技术。满足用户的操作系统技术,存储和处理大数据的数据库技术、数据挖掘技术,适应物联网数据处理与使用的中间件软件技术,物联网系统设计与实现技术等。

由此可知,广义传感器在监测区域获取和采集各种信息后转化为数据形式,通过数据传输协议构成了从感知层、网络层到应用层的“数据流”。与物联网三层技术结构对应的知识结构支撑学科分别是电子信息类(电子科学与技术、仪器科学与技术等)、通信类(通信工程等)和计算机类(计算机科学与技术、软件工程、网络工程等)。因此,在制定物联网工程专业的人才培养计划时,需要考虑以下两个问题:

(1)物联网工程专业尚未建立起自身的学科体系,需要在多学科支撑下,逐步从各学科体系中收取相关内容,在工程实践中不断融合,才可形成自身的学科体系。因此制定计划时,需要从电子信息类、通信类和计算机类三大学科中提取与物联网直接相关的内容,确定主干和核心课程;

(2)物联网技术涉及的知识链较长、内容繁多,在大学4年中,很难做到“面面俱到、样样学到”。同时,如果所有物联网知识点都涉及的话,也会出现“样样了解样样松”的问题,无法做到“扎实掌握”的目的。而且在现代企业实际工作中,都是团队合作的模式,也不需要样样松的“全才式”毕业生。所以制定计划时,各校可以依据各自的基础,选择一部分课程,达到掌握程度;另一部分课程,达到了解程度即可。

从物联网产业群可知,其产业不仅长,而且庞大,将是下一个万亿级规模的产业。与之对应的人才能力要求也会因企业不同而各有不同,而且4年的大学教育也难以覆盖其全部内涵。因此,在物联网产业中,不同的岗位对毕业生的要求不同。

各学校应结合各自的条件和基础,制定出具有自身特色和自我优势的培养计划,以培养工程师工程设计和技术开发的能力为出发点,构筑工程师必备的知识体系、能力结构,重点加强工程技术等工程科学基础课程、信息大类专业基础课程、物联网专业技术课程群等工程应用类课程。实现相同专业的错位培养,满足物联网产业对各类人才的需求。

2 相关学科对物联网知识构建的支撑作用

虽然物联网工程专业是新出现的电子信息领域专业,可以认为是一个数据流过程,但本专业也是在其相关学科的技术积累集成而形成的。在物联网产生和发展的过程中,与之密切相关的支撑学科主要有仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术,从中抽取与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层。

从仪器科学与技术学科抽取“电子技术”、“微机原理”、“信号与系统”、“测控电路”、“传感技术”、“计算机控制技术与系统”、“数字信号分析与处理”、“误差理论与数据处理”等课程的部分内容,提供智能感知和控制仪器的知识和能力,解决物联网数据“测的准”的问题。从信息与通信工程学科抽取 “通信电子线路”、“通信原理”、“计算机通信网络”等课程的部分内容,提供数据接入、传输和下载的主干网(如互联网)的知识和能力,解决物联网数据“传的远”的问题。从计算机科学与技术学科抽取“计算机C语言”、“数据结构”、“计算机组成原理”、“软件工程”、“操作系统”、“算法设计与分析”、“Java语言”、“Linux系统应用”、“数据库技术与应用”等课程的部分内容,提供数据应用软硬件平台与数据算法的知识和能力,解决物联网数据“用的好”的问题。

由上述分析可知,3个支撑学科在构成物联网的三层技术结构的知识内容时,各层之间的关联性知识点还没有考虑进去,难以集成在一起。因此,必须结合与物联网有关的当今新出现的先进技术,在感知层与网络层之间构建无线通信、区域组网、融合、网关协议等知识,在网络层与应用层之间构建异构网络互联、数据挖掘、移动操作系统、物联网系统设计、应用管理等知识。

3 对课程体系构建的思考

综上所述,物联网工程专业的课程体系与产业对物联网技术的需求、三层物联网技术架构及支撑学科的作用是一致的。那么,如何解决在四年的大学本科教育活动中,既要让学生掌握专业知识,又让其知识体系符合认证标准呢?本文认为需要从以下两点考虑:

(1)物联网的最终目标是应用数据来提高社会的智慧信息化水平。因此可以认为,在物联网三层技术体系中,感知层技术是数据提供者,是专业建设的基础;应用层技术是数据的应用者,是专业建设的引领和推动者;这两层是专业建设的重点。

(2)网络层技术是数据通信的传输通道,可以认为网络层在专业建设中起桥梁作用,特别是核心网络中通信设备专用的、协议软件固化好的,因此网络层的知识了解即可。

综上所述,该学科应重点掌握物联网数据流中的数据采集与控制、数据的区域(短距离)传输与通信、数据的接入与异构互联、数据的存储与建仓、数据的计算、挖掘与应用等知识,基本掌握数据的公用网络传输、通信与管理知识等。所以,专业合理的定位为哑铃式线性课程结构,即重点掌握物联网两端的感知层和应用层知识,基本了解中段的网络层知识。图2所示为本文构建的课程体系。

从图2可见,该课程体系涵盖了物联网知识点,做到了与仪器科学与技术、信息与通信工程两大支撑学科的紧密融合,与计算机科学与技术支撑学科的深度交叉,突出了物联网“数据测量的准确”、“数据传送的遥远”、“数据应用”的专业能力和工程素养。

4 结 语

本文剖析了物联网产业对技术的要求,探讨了其体系构架的感知层、网络层、应用层三个层面的技术内容。分析了与物联网工程密切相关的仪器科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术的支撑学科作用,从中与物联网有关的知识点分别支撑着物联网技术体系的感知层、网络层和应用层,为构建规范培养计划的课程体系奠定基础。

参考文献

[1]Kevin Ashton.That ‘Internet of Things’ hing In the real world, things matter more than ideas[J].RFID Journal, 2009(6).

[2]张敬伟,张青,张会兵,等.物联网工程专业建设和人才培养模式探索[J].中国电力教育,2014(32):111-112.

[3]马廷奇.高等教育如何适应新常态[J].高等教育研究,2015,3(36):6-10.

物联网专业课程体系范文第4篇

物联网所代表的新一代信息技术极大地扩充信息管理与信息系统专业(以下简称“信息管理专业”)在信息采集、传输、存储、处理与利用等层面的知识内容,信息管理专业的知识体系、课程体系和实践教学體系必须做出相应的系统化调整。文献[1]讨论物联网知识内容融入信息管理专业的可能性,论证信息管理专业融入物联网知识体系以培养物联网高级应用型人才的可行性,提出在信息管理专业以智慧物流等应用为突破口开设物联网学科方向的办学思路,但对信息管理专业开设物联网学科方向所需覆盖的知识内容及由此而导出的课程群语焉不详,并没有进行详尽的描述与探讨。为此,有必要在此基础上进一步梳理物联网知识体系和信息管理专业现有知识体系的脉络,确定物联网学科方向的知识体系,规划物联网学科方向的课程群。 

1 “物”信息纳入管理对信息管理专业教学体系的影响 

信息管理专业是管理信息化、系统化环境下催生的管理学、信息学和计算机科学的交叉学科,主要研究和传授“如何应用信息技术,开发信息系统,以进行信息管理”。在信息管理专业的知识体系中,信息技术是基础,信息的采集、传输、存储、处理与利用是信息管理专业研究和传授的知识核心;在课程体系中,信息技术类课程是“把信息科学应用于管理科学”的桥梁,是“管理信息化、系统化”的关键。当前,信息管理专业的信息技术类课程以计算机软硬件课程为主,主要涵盖计算机学科基础课程群和信息系统开发课程群。 

随着物联网所代表的新一代信息技术的快速发展,信息的感知扩展到“物”端,“物”的信息开始纳入管理,而且所感知的“物”不再局限于该类“物品”某个批次的整体信息,还可以具体化到某一实际的“个体物品”上,也就是说,所感知到的信息粒度变细。相应的,要识别的管理信息粒度变细,信息的数量大幅度增加,大数据时代应运而来,另外,信息传输也不再完全依托有线传输,无线传输使信息感知的物理空间范围扩大,即时通信使得信息感知的时间间隔缩小到时刻点,而信息存储和处理也不再是单一模式,有分布式信息存储和分布式信息处理。这样一来,可管理的信息变多,物与物、人与物以及人与人互联成网,信息感知、传输和处理的实时性加强,信息利用的数据范围扩充到“大数据”空间,信息管理的模式发生新的变化,管理的模式也随之变化,管理将变得更加敏捷化、智能化、柔性化、一体化和社会化,管理过程和管理环节势必做出适应性调整和改造。把细粒度的“物”信息纳入管理触发一系列新的信息技术的出现和发展,而且,这些新技术所涵盖的知识内容并不是以点状离散分布于信息管理专业已有知识体系中,而是全方位涌现在信息管理专业已有知识体系的各个层面,呈现系统化的特点。无论在信息的采集、传输、存储、处理与利用等信息处理层面,还是在管理层面,信息管理专业的知识内容都发生较大范围的扩容。这样一来,信息管理专业的知识体系就需要在信息处理的各个层面进行系统化调整,并需要根据知识内容之间的紧密程度和衔接关系,进行课程体系和实践教学体系的调整,也就是基于此,才提出在信息管理专业建设物联网学科方向的办学思路[1]。 

2 物联网学科方向课程群建设思路和建设原则 

新知识集合的系统化切入不能是简单的“打补丁”,更不能“喧宾夺主”,而且,物联网学科方向的课程群也不能完全照搬物联网工程等专业的课程体系。为此,在解读物联网学科方向培养目标的基础上,需要进一步厘清物联网学科方向课程群的建设思路和建设原则。 

2.1 建设思路 

课程群的建设涉及知识空间的组织,也涉及知识内容讲授的时间安排。 

首先,解读物联网学科方向的培养目标,明确物联网学科方向毕业生未来所需掌握的知识内容和所需具备的职业能力,初步确定知识体系的知识范围和重点。 

其次,以智慧物流等应用领域为突破口,以智慧物流等应用领域对新一代信息技术的需求为导向,根据国际电信联盟ITU给出的物联网三层架构,识别并收集智慧物流等应用需要信息管理专业现有知识体系之外的物联网新技术的知识内容,以确定物联网学科方向知识内容的空间范围。 

为了让物联网学科方向的知识内容与信息管理专业现有的知识体系相契合,从信息管理的角度出发,以信息处理的各个阶段为框架,对收集到的物联网知识内容在“物”信息的采集、传输、存储、处理和利用等5个阶段上进行再组织:划分“物”信息在这五个阶段所涉及的物联网新技术,通过知识领域分析其中存在的知识单元以及各知识单元中存在的知识点,最后按照“知识领域—知识单元—知识点”的三层结构构建物联网学科方向的知识体系。 

参照教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会所制定的物联网工程专业试行的知识体系、课程体系和实践教学体系[2-3],辅助参考文献[4]罗列的二十余所高校物联网工程专业的培养方案,在基础知识、核心知识和应用知识三个层次上,梳理信息管理专业物联网学科方向的知识体系,并依托信息管理专业现有的课程体系框架,通过嫁接和自我凝结,构建信息管理专业物联网方向的课程群。 

最后,分析不同知识单元、知识点的重要程度,在兼顾信息管理专业已有课程体系和实践教学体系时间安排情况的基础上,确定物联网方向课程群各个教学环节的学时数和建议修读学期,以规划课程群的时间安排。

     2.2 建设原则 

(1)不同的培养目标决定知识内容的空间范围和重点,也决定不同知识内容的授课学时。“构建学科方向的知识体系,规划学科方向的课程群”首先需要解读该学科方向的培养目标。 

(2)识别学科方向上的知识内容需要有一个提纲挈领的突破口,以突破口对知识内容的需求及紧密程度为依据,将识别出的知识内容引入到已有的知识体系中则需要依据现有知识体系的脉络进行系统融合。 

(3)课程是知识单元的聚合,课程体系是对知识体系中知识内容的粗粒度覆盖。识别知识内容,梳理知识领域、知识单元和知识点,建立知识体系,才能进行课程体系建设;知识体系可以由不同的课程体系覆盖,不同学校的相同专业可根据自身的特点,构建具有自身特色的课程和课程体系。 

(4)知识体系和课程体系改革要注重基础,要构建相对完整的基础知识体系以及基础课程群。 

(5)知识体系和课程体系既要推陈出新,也不能“忘本”,不能丢掉专业固有的知识内容和特色。 

(6)知识体系和课程体系改革既要变革知识点的结构等空间因素,也要调整知识点传授和课程讲授的时间(学时)安排。 

(7)专业尤其是应用型本科专业,在进行知识体系和课程体系变革时,还要同时调整课程内外的实验、实践和实习环节。 

(8)承认不断改进知识体系和课程体系的必要性。社会在进步,技术在发展,社会人才需求在变化,应用型专业的知识体系和课程体系更应该与时俱进。 

3 物联网学科方向的知识体系 

根据上文论述,信息管理专业现有知识体系和课程体系已经基本覆盖物联网工程专业的专业基础,所以,笔者把物联网学科方向的知识体系和课程体系限定在物联网的核心知识领域进行探讨。 

3.1 培养目标的解读 

培养目标描述毕业生未来所掌握的知识内容和所具备的职业能力,解读培养目标可以初步确定知识体系的知识范围和重点。 

物联网产业已经形成从上游“产品制造”、中游“系统集成与软件开发”到下游的“应用服务”的完整产业链[5]。笔者认为,信息管理专业物联网学科方向所培养毕业生可能的工作环境在物联网产业链的中下游,即物联网学科方向的培养目标是为物联网產业链中下游培养既懂管理理论又懂新一代信息技术,并且能应用物联网知识在智慧物流等物联网应用领域进行信息管理的集成应用型人才。具体而言,信息管理专业物联网方向的培养目标是:掌握现代管理学基础知识、信息学基础知识、计算机学科基础知识以及物联网基础知识,掌握系统思想和信息系统分析与设计方法以及信息管理等方面的知识,具备较强的实践能力、良好的团队协作能力,具备物联网信息系统集成、开发、应用与维护等职业能力,能在智慧物流、智慧交通、智慧旅游等物联网应用领域运用新一代信息技术从事信息管理及信息系统分析、设计、实施、集成和评价等方面的高级专门人才。 

撇除信息管理专业与物联网知识体系共有、重叠的基础知识,通过解读物联网学科方向的培养目标,可以初步确定,需进一步引入物联网核心知识在物联网技术方面的集成与应用。在知识传授时,尤其是在学时总数受限的情况下,不要在原理上“劳师动众”,而要在集成、应用上“浓墨重彩”。这意味着,物联网学科方向的知识体系需要基于物联网工程等物联网专业的知识体系,在知识领域、知识单元和知识点三个级别,进行知识内容的“缩放”:缩小那些原理类知识的范围,缩减它们的授课时间;增大那些集成和应用知识的范围,加长它们的授课时间。 

3.2 按照信息处理脉络梳理物联网核心知识领域 

依据“物”信息的采集、传输、存储、处理和利用等五个阶段所构成的信息处理脉络,把物联网体系结构识别、收集到的物联网技术知识进行再组织,围绕技术的应用与集成,确定物联网学科方向的核心知识领域,见表1。 

需要说明的是,表1中并未罗列信息管理专业中已有的、与物联网工程专业重叠的且没有变化的知识领域,如计算机网络技术,另外,“AR物联网技术体系”描述“物”信息处理各阶段的技术框架,把它归属到“物”信息利用阶段。 

3.3 知识体系 

参考物联网工程专业试行的知识体系[2]31-42,82-114以及物联网知识体系[4]22-56,针对表1中梳理的知识领域,围绕集成和应用,确定知识领域内知识内容的最小闭包,并按照“知识领域—知识单元—知识点”的三层结构,细分知识领域中涉及的知识内容:把一个知识领域细分为多个知识单元,再把一个知识单元细分为若干个知识点。细分后物联网方向的知识内容见表2。 

在表2中,不同于物联网工程专业试行的知识体系以及物联网知识体系,笔者缩减信息采集、传输和存储部分的知识内容,把标识与感知、物联网通信以及物联网控制等知识领域的知识内容浓缩在“AR物联网技术体系”知识领域中;放大信息加工和利用上的知识细节,把物联网处理层的“MW中间件技术”“CC云计算与服务计算”“DM物联网数据挖掘”“ID智能决策”以及应用层的“IL智慧物流”等知识领域单独列出进行知识强化。 

4 物联网学科方向的课程群 

根据信息管理专业现有课程体系和实践教学体系的脉络,参考物联网工程专业试行的专业核心课程体系、实践教学体系以及王志良罗列的二十余所高校物联网工程专业的培养方案,依据知识单元、知识点之间相互联系的紧密程度,通过嫁接和自我凝结,笔者确定覆盖知识内容的物联网课程及其授课时间和修读学期,得到物联网知识体系的一个课程覆盖——物联网学科方向的课程群,见表3。 

在表3中,物联网学科方向的课程群由专业基础课程、专业核心和专业实践三个层次共12门课程组成,其中,物联网数据挖掘并不单独成一门课程,其知识内容将嫁接到信息管理专业已有的数据挖掘课程中。 

实践环节,除了在相关课程安排有课程内的实验箱实验和上机实验外,还安排物联网应用综合实训和物联网系统开发课程设计两个综合实践环节:前者,主要在认知层面上进行物联网新技术实践(如RFID认知训练、传感器认知训练、无线传感网认知训练等)和物联网应用系统(如基于物联网的供应链监控系统、基于云计算的应用处理中心等)认知训练;后者,则是物联网系统设计与实施课程的课程设计,让学生进行物联网系统(尤其是软件部分)开发的综合设计。

      在时间维度上,表3罗列每一门课程的总学时、授课学时和实验/上机学时,而且还对每一门课程所含的知识单元需要的授课学时和实验/上机学时进行细化。根据课程之间的衔接关系,以信息管理专业现有课程的修读学期为主线,确定物联网学科方向12门课程的修读学期。 

在课程群实施初期,笔者把物联网工程概论作为唯一的一门必修课程加入到信息管理专业的课程体系中,其他课程打包成选修课程群供学生整体选修,既保证信息管理专业的所有学生都能学习到物联网所代表的新一代信息技术,也能淡化物联网学科方向对现有课程体系的冲击。经过一段时间的尝试和验证后,笔者将逐步进行知识内容和课程体系的调整与配置优化,进行更细粒度的知识内容黏合,缩减一些原有课程体系中陈旧或重复的课程及课程内容,加大物联网课程的必修范围,争取早日把物联网学科方向固化在信息管理专业的教学体系中。 

5 结 语 

受物联网技术所代表的新一代信息技术的全方位冲击,信息管理专业的知识体系面临新一轮的调整。笔者以智慧物流对物联网技术的需求为“领”,以信息处理过程为脉络,梳理物联网知识内容;并以信息管理专业现有知识体系和课程体系为骨架,调配知识内容的组织结构,规划物联网课程群,从而为信息管理专业开辟物联网学科方向充实血肉,重塑身型。笔者提出的建设思路和建设成果进一步加强在信息管理专业开辟物联网学科方向的可操作性,有助于其他高校的信息管理专业根据所处的区域环境和学科基础开辟具有自身特点的物联网学科方向,有助于其他专业根据自身特色构建新的课程群,还为其他专业开辟新的学科方向提供一套切实可行的办学思路。 

下一步,笔者将进入物联网学科方向的实操和验证阶段,在信息管理专业真正“开出” 新的物联网课程群,检验物联网课程群的可行性和完整性,调整、完善知识内容及其组织形式,以期早日在信息管理专业固化物联网学科方向。 

参考文献: 

[1] 杨健. 信息管理与信息系统专业开设物联网学科方向的可行性研究[J]. 计算机教育, 2016(1): 26-29. 

[2] 教育部高等學校计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012: 31-48, 82-114, 124-134. 

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范(试行)[M]. 北京:机械工业出版社, 2012: 60-89. 

[4] 王志良, 闫纪铮. 普通高等学校物联网工程专业知识体系和课程规划[M]. 西安电子科技大学出版社, 2011:22-56, 73-238. 

物联网专业课程体系范文第5篇

高职校物联网专业目前存在一个公认的、典型的特点是“三无”,即“无教材、无方向、无设备”,这些特点决定了物联网专业建设难,很多学校都是仓促上马,等将学生招到学校后才发现学生具备怎样的能力不清楚,如何开发课程,开发哪些课程、建设什么样的实训室、实训哪些内容等不清楚更不用说搞特色建设了。

二、我省高职院校物联网专业现状

目前我省已有为数不多的几所高职院校开设物联网专业,但由于该专业是新兴专业,没有可借鉴的资料,其专业建设思路基本沿用两种方式:以硬件为主的专业建设和以软件为主的专业建设。其中以硬件为主的专业建设基本沿用自动化或应用电子专业建设模式;以软件为主的专业建设基本沿用软件技术、网络通信技术、嵌入式开发技术专业建设模式。不论哪种模式,其专业建设基本都在探索中不断改进和完善,没有公认的完整、统一的专业课程体系和配套完善的实训体系。

三、我省高职院校物联网专业建设的思路

物联网专业建设的核心是培养适合社会需求的合格的专业的人才,而人才培养的离不开该专业课程体系建设和与之配套的实训体系的建设。

1.以CDIO先进理念为指导,进行专业课程体系建设

CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。

(1)以CDIO先进理念为指导,开发课程。课程建设依据CDIO工程教育理念和十二条标准对物联网专业课程体系进行详细的分析,以真实项目开发为导向,以培养学生个人技术能力、团队合作能力及系统构建能力为宗旨,与企业工程师共同开发的“一体化项目学习”课程体系。

(2)以真实项目为载体,组织课程。课程及相关课程体系都以真实项目来驱动知识的学习。通过小型真实项目(二级项目),完成一门课程的学习,通过一体化的大型项目(一级项目),完成整个专业课程体系课程的学习,一级项目和二级项目之间有机衔接,二级项目是一级项目的一部分。

(3)以学生为主体,设计教学。课程建设的教学系统设计要以学生为主体,以学生的学习为中心;要面向高职学生的特点和整体水平进行教学目标设计,以促进课程总体目标的实现;要以建构主义等学习理论指导教学系统的元素设计。

(4)以行动为导向,优化教学。专业课程体系教学活动设计以行动为导向,突出实战化训练的特色教学模式,采用企业管理式的课堂组织结构设计和学习管理模式,学生分组完成课内实训与实战训练。课程教学步骤分为:课前准备、下达任务、完成任务、展示学生作品等四部分。

2.根据物联网系统特点,完善专业实训体系建设

物联网系统由“感知---传输---应用”三层构成。感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。传输层是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用

(1)以物联网系统构成为主线,搞好物联网实训室建设。依据物联网的构成特点。从专业教学方面考虑,一般的物联网实训体系应具备以下几个核心实训室:基础实训室、感知识别实训室、网络通信实训室、物联应用实训室、物联网综合实训室。

基础实训室,完成物联网专业基础知识的培训。感知识别实训室,主要完成物联网感知层的实训。网络通信实训室,主要完成物联网网络通信的实训。物联应用实训室,主要完成物联网应用层实训。物联网综合实训室,主要完成以上所有技术的综合实训。

(2)以低投入高产出为前提,从优选择物联网实验设备。由于物联网实训设备的投入一般会很大,所以,一个核心的思想就是自己动手尽可能制作一些简单、低价、实用的设备。如果这方面的能力不足就只能购买了,以下是购买的一些比较。

箱式实训设备:这是一种传统实训设备,常用于开发性实训,可支持多个单项实验、实训项目,项目之间关联度不高。优点是投入较小。

沙盘式实训设备:一般用于综合性应用实训,常培养物联网三层结构中相关技术的软件层面综合应用能力。特点是:以特定行业应用为案例,系统展示度较好,学生参与度较低。

产品抽取式设备:一般适用于综合性应用实训,培养学生在物联网三层结构中相关技术的软件综合应用能力以及硬件连接能力。特点是:真实感强,但投入较大。

综合式设备,一般适用于综合前述各种实训形式的综合形式,不足是投入巨大。

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