高職物聯網技術人才培養與實驗室建設探索與實踐

摘要：物聯網產業的發展前景巨大，人才需要旺盛，國內院校紛紛開設物聯網專業，高職院校作為培養技能型人才的重要基地，要培養出動手能力強、滿足社會需要的應用型物聯網人才，需要在人才培養目標定位、課程設置和實驗室建設上不斷探索與改進。本文就此結合廣州工程技術職業的實踐進行了探討。

關鍵詞：高職院校；物聯網；實驗室

21世紀人類社會正步入信息時代，我們正處在一場新的技術革命之中，這場技術革命的中心就是物聯網。自從2010年溫家寶總理在十一屆全國人大三次會議的政府工作報告中指出："要大力發展新能源、新材料、節能環保、生物醫藥、信息網絡和高端制造產業，加快物聯網的研發應用，加大對戰略性新興產業的投入和政策支持"以來，我國物聯網產業得到了飛速發展。在2015年的政府工作報告中又提出："制定互聯網+行動計劃，推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合，促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融健康發展，引導互聯網企業拓展國際市場。" 2016年政府工作報告繼續在"十三五"時期主要目標任務和重大舉措中進一步指出：要強化創新引領作用，促進大數據、云計算、物聯網廣泛應用，加快建設質量強國、制造強國。

物聯網產業的發展，需要大量專業技術人才。高職院校作為培養技術性人才的重要基地，目標是培養實踐能力強的高級技能型人才。因此，高職物聯網及相關專業的人才培養目標定位、課程設置、實驗室建設等在提高人才培養質量、滿足社會需求上就顯得尤為重要。本文通過分析當前高職物聯網專業發展情況，結合廣州工程技術職業學院的情況，在物聯網相關人才培養和相應實驗室建設上進行探索與實踐。

一、物聯網技術人才需求狀況

物聯網，總括理解就是"物-物相聯的互聯網"，是把各種信息傳感設備、控制設備和智能終端通過網絡聯接起來，實時采集各種需要的信息并加以管理和控制。是由計算機科學與技術、網絡工程、電子技術、信息工程、通信工程及其它邊緣科學交叉滲透、相互融合的基礎上發展起來的一門新型應用型學科。

目前，物聯網技術還屬于一個新興產業，正在快速發展，遍及智能交通、智慧農業、智能物流、智慧醫療、智能家居、環境保護、工業監測、個人健康等眾多領域。中國物聯網產業的總體規模，每年以超過30%的速度在發展，到2015年已達7500億元，預計2020年將超過5萬億元。巨大產值的背后，是對相關專業技術人員的巨大需求！

從人才市場和智聯招聘等招聘網站調查統計發現，物聯網產業對專業人才的需求強烈，同時對各崗位的需求也是呈金字塔形的，也就是需求數量最多的是基層的銷售、運維和技術支持人員，往上是系統集成、應用開發工程師等，最頂端的是系統架構師、項目經理等。

二、高職物聯網專業人才培養現狀

面對國家對物聯網產業的大力扶持及其迅猛發展帶到的巨大人才需求，各類型院校都紛紛加入到物聯網人才培養隊伍之中。從2010年6月江南大學第一個開設物聯網本科專業開始，到2012年6月，短短兩年時間國家就審批了物聯網專業院校138所院校，其中本科院校80所，?？茖W校58所。到2015年，我國已經開設物聯網專業的高職院校已達305所，而在各專業下開設物聯網方向的院校則難以統計。另外，近年來也已經有多家技工院校開設了物聯網專業，并且物聯網專業的畢業生已經開始進入就業市場。

在遍地開花、欣欣向榮的專業開設和招生的表象下，我國各高職院校的物聯網專業的人才培養情況卻沒有人們想象的那么好。由于物聯網的發展時間比較短，在行業上還沒有統一的標準，使得各院校在物聯網專業的設置上還存在各種問題。

1、缺乏準確的人才培養目標

物聯網行業發展迅猛，但還沒形成統一的行業和人才需求標準，這就造成了物聯網專業人才培養目標的模糊?，F在物聯網企業在人才市場招聘中，仍較少直接標出招聘物聯網專業畢業生，還是根據具體崗位技術要求從計算機、電子、嵌入式、軟件技術等專業招聘人才。因此，高職物聯網專業必須要根據社會需求、學校原有基礎等，選擇物聯網行業相應崗位，對人才培養目標進行準確定位，重點把某些崗位的核心技能培養好。

2、專業課程設置不合理

物聯網所涉及的知識范圍很廣，包括了計算機技術、電子技術、網絡通信技術、信息技術、軟件設計等，要全部學習掌握這些技術對于高職學生來說不太現實。而目前高職院校在專業課程設置中仍普遍參考本科院校的課程設置，存在大而全的問題，計算機技術、傳感器技術、單片機技術、嵌入式系統、RFID、傳感器網絡技術、應用軟件開發等全都在課程計劃中，但由于課時的限制，很多課程只能泛泛地講授，學生無法深入的掌握運用。

3、師資力量不足

物聯網是新興的產業，但是在2010年才有第一個本科專業設立，2014年才有第一批本科專業畢業生，因此目前各高職院校的物聯網專業教師都是從其他專業轉過來的，基本不具備行業實踐經驗。缺乏高素質、高能力，具備行業經驗的物聯網專業教師，是目前高職院校的普遍現象，這對高職物聯網技術人才培養非常不利。

4、實踐能力不足

高職物聯網人才培養主要側重于學生的實踐應用能力，但由于課程設置、師資、實訓條件的限制，許多高職院校在教學過程中比較偏重理論知識的教授，而對物聯網實際應用項目的實施訓練不足，使得學生缺乏物聯網知識在實際工作、生活中的實踐，影響了學生的就業和日后的發展。

三、高職物聯網人才培養的探索

面對物聯網行業巨大的發展前景和人才需求，以及目前物聯網市場發展的不完全、行業標準缺失的情況，我院根據自身的基礎條件，在工程技術的大架構下，確定先以計算機應用技術專業為基礎，培養物聯網技術人才最為適合。以"物聯網應用"方向為培養目標，主要培養學生掌握物聯網技術在不同應用領域的上層應用設計、數據通訊和運用、系統集成等能力，使學生能夠根據實際應用領域的需求設計、安裝、調試、使用、維護物聯網應用系統。

以原有計算機應用技術專業為基礎，人才培養目標定位在人才需求為?？茖哟蔚?物聯網系統開發工程師"、"Java開發工程師"、"Android開發工程師"崗位，通過在原有已開設的專業核心課程基礎上，加大應用程序開發課程內容，適當增加物聯網專業課程，如：無線傳感器網絡、嵌入式系統、物聯網綜合實訓（智能家居）等。同時，對現在專業課程的教學內容、案例和實訓項目進行改造，引入物聯網應用項目，讓學生更多地接觸和認識物聯網。

強化實踐教學，提高實踐教學內容在課程中比例。在實踐教學中，強調以物聯網實際應用案例為項目展開，強化實際操作訓練。如在《計算機網絡技術》課程實訓中，加入了網絡綜合布線實訓項目；《物聯網綜合實訓》課程中，圍繞"智能家居"項目進行展開，從底層設備安裝調試到基層應用開發安裝，完整地完成一個"智能家居"項目的實施。

四、高職物聯網專業實驗室建設

物聯網是應用型技術，專業實驗室是保證物聯網專業教學必不可少的基礎，物聯網一系列的核心課程都需要依靠專門的實驗實訓設備才能順利地進行教學。但作為一個專業，專門實驗室的建設經費有限，必須要全面科學設計規劃實驗室建設計劃，分步投入建設，用有限的經費完善專業實訓實踐條件，保證人才培養目標的實現和提高人才培養質量。

高職物聯網專業實驗室建設要遵循以下原則：

1）全面覆蓋現有物聯網技術基礎知識，滿足物聯網專業課程教學的需要；

2）以工程實訓為導向，實驗設備要能夠完成一個完整的工程應用項目；

3）規劃要結合已有實驗室，避免重復建設；

4）功能盡量多元化，滿足基礎教學、學生競賽、科研創新、社會培訓等多重需求。

對當前物聯網技術應用發展的跟蹤和分析，從橫向分析，物聯網的主體是物（包含了人，設備，器件以及電腦等各種終端），執行的動作是聯（人與物，人與人，物與物建立聯系），核心是網（網是溝通聯系的橋梁）；從縱向分析，物聯網由三個層次共同構建而成，它們分別是：感知層、網絡層和應用層，其中應用層又可以細分為應用層和應用支持層，通過無線網絡設備服務器和中間件，使得前端的各種信息感知和管理控制終端能夠隨時隨地的接入互聯網絡，實現真正的物聯網綜合應用，設備聯網是基礎、綜合應用是本質。

基于以上原則和分析，我們在結合原有的計算機網絡實訓室、軟件開發實訓室、數據庫設計實訓室、WEB開發實訓室、電子技術實驗室等基礎上，設計建設了"物聯網工程實訓室"。實驗室以"智能家居"為項目主題，研究從感知層（包括傳感器，RFID，嵌入式系統等）到網絡層（包括傳感器網絡，計算機網絡通訊，嵌入式網關等） ，再到以面向行業應用的應用層（智能家居系統）等相關的理論和工程應用問題，重點突出實踐能力、應用能力、創新能力的培養 。

實驗室首先規劃建設成為一個小型的物聯網應用（智能家居）體驗環境，實驗室環境實現智能控制：能實時采集溫度、濕度、光照強度、空氣質量等環境參數，進而按照設定控制方案對燈光、窗簾、空調等進行綜合控制；采集煙霧、可燃氣體、紅外感應等參數，安裝遠程監控攝像頭，實現智能安防；實驗室采用智能門禁，通過RFID卡、指紋等進行出入，并把有關數據記錄在服務器；同時，實訓室可以實現遠程的監控，讓管理員可以隨時隨地監控到實訓室的狀況。通過實驗室的現場體驗，學生可直觀地感受到物聯網技術的應用，從而激發學生的學習興趣。

教學實訓設備上，我們選擇了智能家居實訓平臺，該實訓平臺以三星ARM11處理器為系統核心網關，以此作為數據處理及控制中心，外圍設備分為客廳、廚房、臥室、陽臺等不同模塊，分別配置光照、溫度、濕度、人體紅外、氣壓、一氧化碳、超聲測距等傳感器和直流電機、步進電機、喇叭、指示燈等外圍控制設備，通過Zigbee自組網絡，形成一個智能家居模擬系統。系統可以通過嵌入式中心處理系統上開發的圖形化交互界面直觀地進行數據的顯示和設備的控制，也可以通過web網頁終端進行參數的讀取和設備控制。該實訓平臺分解可以進行單片機、傳感器、RFID、嵌入式系統、無線傳感器網絡等基礎課程實驗，整合起來又可以完成一個完整的智能家居系統開發的項目實訓，做到以最少的投入滿足物聯網基本教學實訓條件要求，以項目化工程應用設定實訓內容，并可以此平臺作創新擴展功能的設計開發。

五、小結

物聯網產業的發展前景是美好的，人才需求隨著產業市場的發展也將會越來越高，高職院校在應用型物聯網高級技術人才培養發展潛力巨大。如何培養出適應社會需求、實踐能力強、具備創新意識、具有競爭優勢的物聯網專業人才，是我們共同面對的問題。高職院校需要根據自身的條件優勢，準確人才培養目標定位，根據目標崗位技能要求，圍繞工程和應用理念科學構建課程體系，并在實驗室建設中強調以應用為先，能通過完整的工程應用項目來完成課程的教學，強化實踐能力和應用能力的訓練，使學生能真正培養成為符合社會和崗位需求的物聯網技術高素質的實用型人才。

參考文獻

[1] 張梅，孟霞.淺析高職物聯網專業建設及發展的思考[J].高教學刊，201·5（16）

[2] 陳寧.高職物聯網專業實踐教學條件建設探討[J].廣州城市職業學院學報，2015（9）

[3] 鄭宇平.高職物聯網應用技術專業建設探討[J].現代營銷.2014（8）

作者簡介：

陳偉森（1973-），男，廣州工程技術職業學院信息工程系講師，主要研究方向：計算機應用技術、物聯網技術。