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基于产教融合的物联网专业实验教学体系探索与实践

符蕴芳 张龙 方明辉
  
大海媒体号
2024年151期
1.石家庄学院 未来信息技术学院 河北 石家庄 050035 2.北京石油化工学院 信息工程学院 北京 102617

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摘  要:物联网工程专业作为新工科专业,具有综合性与应用强的特点。在产学融合背景下,实践教学效果直接影响着人才培养质量。结合石家庄学院物联网工程专业实践教学,本文从物联网工程专业实践教学中出现的问题出发,构建产学融合的实践教学体系,在以学生能力培养为导向的实践教学体系和“多位一体”的实践教学组织方式两方面提出改革措施。

关键词:产教融合;人才培养;实践教学体系

基金项目:2024年河北省实验教学和教学实验室建设研究项目:“基于产教融合的物联网专业实验教学体系探索与实践”(实验教学体系研究)

作者简介:符蕴芳,女,,汉族,江西省乐安县人,研究生,教授,主要从事物联网及人工智能研究。

0  引言

近年来,随着数字经济社会的智能化升级和物联网技术的快速发展,物联网已经成为新型基础设施的重要组成部分[1]。为了贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》和《数字中国建设整体布局规划》相关部署,工信部印发《关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知》和《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021—2023年)》的通知,目标在于发挥物联网在数字经济社会发展、赋能传统产业快速转型并升级并推动物联网基础设施建设的重要作用。为了推进物联网新型基础设施建设,充分发挥物联网在推动数字经济发展、赋能传统产业转型升级方面的重要作用。如何保障物联网产业的需求,培养创新型、应用型、复合型的物联网人才供给,是高校必须面对的重要课题。

1物联网专业产教融合和实践教学现状分析

由于物联网工程专业具有综合性强、应用性强等特点,且涉及的知识面广,因此实践教学是培养物联网技术人才的关键。目前,很多高校对物联网工程专业的人才培养方式进行了大胆的改革与实践。大部分高校采用校企合作形式,建立了各种类型的大学生实训基地;同时引入企业师资等模式对学生进行课程与实践教学与企业项目实训。但是在物联网专业人才培养的方面,大部分高校普遍存在着涉及教学内容庞多、就业出口方向繁乱、人才培养方案单一导致学生分类培养针对性不够等问题。在产教融合方面也存在一些问题,如企业真实项目不足、实践指导教师数目较少、校企合作中项目研发与专业人才培养的机制无法长期建立等。这些问题都制约了物联网专业人才培养的质量。以下以石家庄学院物联网专业在产学融合背景下,对实验教学体系探索为例。

2 引企入教的人才培养模式

根据物联网产业在国家与地方的产业现状与发展规模,我校物联网专业通过“引企入教”的人才培养模式,让企业充分参与人才培养方案的修订、专业课程的设置、实践环节的修订、实习实训等环节,校企联动参与实践教学体系的物联网专业人才培养模式(如下图1所示)。通过“引企入教”的协同育人方式,使实践教学资源更加丰富,贴近产业发展需求与学生发展需求,建立“1+2+3”工程教育理念。一为面向产业需求,与企业协同育人,建立物联网专业人才培养方案,二为理论教学与实践教学交叉融合,以企业真实项目或案例的实践教学贯穿理论教学中,设立课程标准、实习/实训标准、毕业设计标准、评价方式等标准的人才培养模式,并建立适应产业需求的课程体系等教学课程资源;三为适应就业岗位的学习能力、技术应用能力、创新创业能力等,建立以培养学生能力为核心、以素质发展为目标的质量评价体系。通过“1+2+3”的工程教育理念,实现了人才培养与数字经济社会的产业发展对接,提高了人才培养的针对性与人才培养的质量。

3措施

3.1以学生能力培养为导向的实践教学体系

根据《高等学校物联网工程专业规范(2020 版)》(以下简称《规范》),物联网专业能力培养目标为:思维能力、设计能力、分析与服务能力与工程实践能力[2]。我校充分利用现有的智联网实验室、信息安全实验室、嵌入式开发应用等实验室,及产教融合创新基地:云安全服务中心、云数据运维中心、军民融合技术研发、软件技术研发中心等,在实践教学中在培养学生的软硬件综合开发能力中提升学生的实践动手能力。实践教学体系分为4部分(如图2所示):专业基础课+专业核心课程+项目实训(企业真实项目训练)。

(1)专业基础课。学生将此阶段主要学习专业基础课,包括数据结构、计算机网络、数字电路、计算机组成原理等。这些课程旨在为学生打下坚实的理论基础,使他们掌握基本的编程语法、软件工具使用以及硬件系统的基本开发流程。通过这一阶段的学习,学生将建立起对物联网技术的整体认识,为后续的专业核心课学习奠定基础。

(2)专业核心课。进入专业核心课学习阶段,学生将深入单片机原理及应用等课程、定向领域以及面向工业领域的专业知识,如物联网工程导论、传感器原理及应用,单片机原理及应用,物联网通信技术等。此外,学生还将通过导论课等活动,增强对专业知识的理解和应用能力。这一阶段的培养思路是系统学习专业知识,并增大实验实践的权重,使学生在实践中加深对理论知识的理解,同时提升解决实际问题的能力。

(3)项目实训(如图3所示)。在项目实训阶段,学生将分为不同的项目组,每组都有自己的特点和目标,如面向工业领域、面向民用领域或面向农业领域等。学生将根据项目需求,进行项目需求分析、项目文档撰写、不同项目案例产品原型开发等工作。这一阶段的培养思路是面向就业能力培养,通过企业实战的方式,使学生亲身体验从项目需求分析到产品开发的全过程,提升他们的团队协作、项目管理以及解决问题的能力。与此同时,将实践教学内容与学科竞赛紧密联系,动态调整各类实训项目,鼓励学生参加各类学科竞赛,并将竞赛作品转化为实际产品投入到企业生产应用中。

3. 2  “多位一体”的实践教学组织方式

我校物联网专业的实践教学组织方式(如图4所示)为以学生为中心,企业教师与本校教师为主导的方式,分不同学年进行实践教学实施,将“教师教、学生学、实际做”融为一体,并将实践成绩作为学生成绩的一部分。在第一学年,通过专业教师与企业教师授课,学生初步接触专业基础课的学习,在物联网实践平台实验时对物联网专业有一个初步的认识;第二学年,通过专业核心课程群的学习,本校教师与企业教师参与实践教学,并布置相应的技术模块任务,学生通过物联网应用系统开发平台开始对企业真实的项目任务进行验证并从中进行深入学习,鼓励学生在现有案例的基础上进行大胆创新,形成新的企业创新项目;第三学年,学生进入企业项目研发,在真实环境中提升学生的就业技能和综合能力;第四学年,学生在企业实习并进入毕设选题与设计,实现毕业设计真题真做。

4  结束语

在产教融合背景下,我校物联网专业以国家与省市的物联网产业需求为导向,加强实践教学体系的探索与实践,以适应数字经济社会的快速发展。为提高学生的物联网专业能力与就业能力,我校物联网工程专业提出了以学生能力培养为导向的实践教学体系和“多位一体”的实践教学组织方式,并应用于2020级与2021级物联网专业的学生,取得了一定的效果。今后我们将不断推进我校物联网工程专业的实践教学体系进一步完善和发展,以增强该专业毕业生的就业能力。

参考文献:

[1]中华人民共和国中央人民政府网站. “关于印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021—2023年)》的通知”[EB/OL].( 2021-09-10) . https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-09/29/content_5640204.htm.

[2]教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会. 高等学校物联网工程专业规范(2020版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2020: 34- 35.

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