时间:2022-06-22 10:09:51
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇物联网应用技术,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高职物联网应用技术专业建设自从2011年开始在全国迅速展开,经过近几年的快速建设初步形成了一定的规模,积累了一定的经验,但是由于物联网技术是一项综合性技术,涉及计算机、通信、电子和软件等多方面技术之大成,要真正建设好高职物联网专业还有较大差距,特别是高职物联网应用技术专业的实训教学建设还有待进一步加强研究与深化。
高职教育是培养面向社会各行各业生产第一线的高素质技术技能型专业人才的高等职业教育,它的根本任务是培育学生良好的职业能力与可持续发展能力。职业化能力的培育是高职学生的重中之重,也是区别于应用型、研究型人才的显著标志,职业能力的培养要靠高职院校实训教学来保障和实现,只有建设规划好物联网技术实训教学体系才能完成高职物联网专业学生的职业能力与可持续发展能力的修成。随着国家“互联网+”、“工业4.0”等理念的提出与深化,物联网技术的应用十分广泛,如智慧农业、环境监测、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等,根据国家“十二五”战略规划结合地区经济发展特点,以智慧农业和环境监测作为高职物联网技术实训切入点,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学,培养主要面向农业与环境行业的具有物联网设备安装调试、工程规划与实施、系统服务与技术支持为主的高素质技术技能型物联网技术人才。
1专业课程与实训教学
1.1专业培养目标
高职院校是为国家培养技术技能型人才的高等学校。其培养的人才除了要有一定的理论基础知识,重点是要培养学生具有较强的专业实践操作能力和岗位就业适应能力,这就要求高职院校通过工学结合办学模式,强化以职业能力为目标的实训教学,最终实现物联网应用技术人才培养目标的要求。
物联网应用技术专业的培养目标是为培养德、智、体、美等全面发展,面向物联网产业,服务区域与地方经济发展,具有较好的物联网专业基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,可持续发展与创新能力,掌握物联网应用技术,从事物联网工程项目的规划与施工管理、物联网设备安装与调试、物联网维护与管理、物联网设备营销与技术支持,成为具备良好文化素养、职业道德和综合职业能力的高素质技术技能型人才。
1.2专业课程体系
从职业岗位能力需要出发来分析物联网应用技术专业的课程体系。以“岗位―能力―课程”的思路来构建课程体系和课程内容,在满足一定理论知识需要的前提下强化实训课程内容建设,努力做到“教学做一体化”教学过程中理论与实践的相互促进和融合,最终使实践教学来内化学生的理论知识,为拓宽高职学生的成长空间打下基础。为此,设置了一定数量的通识教学课程和专业基础课程,如高等数学、英语、高级语言程序设计、物联网技术概论等。专业课程的设置更加体现职业岗位的特点要求,以智能农业、环境监测为系统实训平台出发,围绕这两大领域的物联网技术应用展开,开设了一些有特色的专业课与实训课。如RFID技术与应用、无线传感器组网技术、农业食品溯源应用系统实训、城市环境远程监测系统实训等课程。课程设置如下表所示。
物联网应用技术专业课程表
公共素养课程
思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、军事理论教育、职业发展与就业指导、大学英语、大学语文、高等数学(理)、大学生心理健康教育、体育
专业支撑课程
计算机组装与系统维护、计算机技术基础、电工电子技术基础、高级语言程序设计、计算机网络技术、物联网技术概论、数据库应用基础、网络设备配置技术
专业核心课程
无线传感器网络技术、RFID技术与应用、传感器原理与应用、物联网系统应用实训、物联网工程设计与实施
专业拓展课程
综合布线技术、移动应用开发、嵌入式系统与应用
1.3实训教学体系
高职教学的根本就是培养学生具备良好的职业岗位就业能力,它的特点是突出职业能力所要求的实训实践教学,完备的实训教学体系主要由三部分组成,包括专业实训教学环节、校内实训室建设、校外实训基地建设。在设计物联网应用技术实训教学时,以知识与技能渐进式提高出发,按照“认知―技术技能―系统体验” 路径展开,“认知”主要是强调基础性和启蒙性实训,“技术技能”主要侧重专业核心课程的配套实训,“系统体验”主要是对前面实训成果的系统综合和应用,更加贴近物联网技术的实际应用。物联网应用技术实训教学可以分为三个主要阶段:技术基础与专业认知实训、专业技能实训和物联网系统应用实训。校内校外实训的有效结合来强化物联网专业学生的技术技能和岗位适应能力。校外实训基地主要解决学生的岗位适用能力,校内实训室主要完成学生的专业技能的实操和理论知识的内化。
2基础性实训
俗话说得好,基础不牢地动山摇。这说明基础知识的学习与掌握是何等的重要。高职实训也是同一个道理,也要从基础性实训抓起。物联网应用技术基础性实训可以分成两个层面:专业基础实训和专业认知实训。
2.1专业基础实训
专业基础实训一般是指电子信息大类学生应具备的一些面向职业岗位的通用型技能实训。如计算机基础应用、高级语言程序设计、计算机组装与维护等实训,采用“教学做一体化”教学模式下,通过这几门课的实训让学生对计算机硬件和编程知识有一定深入的了解与掌握,为后面的进一步学习打下良好基础。计算机基础应用和计算机组装与维护这两项实训主要让学生了解和认识计算机系统结构和基本工作原理,熟悉应用办公软件如Office,掌握对各型计算机的硬件拆装和维修,训练高职学生使用计算机的基本技能。高级语言程序设计主要让学生对计算机编程语言有一个基础性的学习掌握,为下一步技术技能的实训打下基础,如C语言学习。
2.2专业认知实训
专业认知实训是开启对物联网技术应用大门的起初环节,目的是让物联网应用技术专业学生对物联网技术的相关知识、相关设备、相关领域和相关应用有一个认识,拓宽学生的眼界,增强学生对专业学习的兴趣,为专业技能实训起到承上启下的作用。由于物联网技术涉及学科门类较多,职业面向行业应用面广,因此不可能面面俱到,只能依据专业培养定位来开设认知实训。针对面向农业与环境应用的特点,专业认知实训突出了电子技术基础和计算机网络技术的学习,通过系统仿真和实际电路的调试,让学生对基本的模拟、数字电路、计算机网络应用有个较好认知;通过物联网技术概论课程相关的实训让学生了解物联网涉及的多类技术要素,了解物联网三层体系结构及相关的感知、传输和信息处理与控制技术,在认知实训中强调以感观了解为重点,知识普及为重心,宜采用多种教学形式开展,如网上查阅、实地参观、现场交流与访谈等。
3职业技能实训
职业技能是高职学生面向社会就业之根本,也是体现现代高职教育之重心所在。高职教育的质量与特色大多体现在学生技能素质的培养上。从物联网技术层面来分析,物联网技术应用主要包括三个层面:感知技术、网络传输技术和信息智能处理与控制技术,因此,我们结合面向农业与环境领域的应用从三层结构来组织物联网专业技能实训。
3.1感知技能实训
感知技术主要是解决信息的获取,为最终的行业应用提供信息与数据。它包括多方面的信息获取技术,如各型传感器、RFID系统、定位系统、条码等十分广泛。以农业与环境行业的应用为例,主要采用的也是前面所说的四大类设备,为此要建立感知技术应用实训室,结合专业核心课程进行传感器、RFID等方面应用技能实训,让学生了解各类型传感器和RFID系统应用技能。传感器方面:如温湿度传感器、pH值传感器、CO传感器的实物及其如何使用,通过实际操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID设备方面:如各型电子标签、天线、阅读器等。通过RFID原理实训台,让学生掌握各型电子标签的使用情况和基本工作原理,理解各频段RFID系统的适用范围,以电子标签信息识别读写实训让学生对各类技术标准有一提高认识与消化。另外,也要适当增加控制方面的实训,如智能农业方面的调节光照和控制水源和通风等。
3.2信息传输技能实训
网络传输是信息高速公路,负责把由前端感知设备获得的信息实时准确上传到云端。这部分主要分为两个方面:一是近距离无线网络传输,二是远程高速网络传输。近距离无线网络传输一般采用Zigbee、WiFi和蓝牙技术,主要用来解决如各类传感器的信息汇集和集中转发上传到远程网络上。重点是实训无线传感网(Zigbee网络)的组网与使用,让学生了解与掌握无线传感网的基本组成、相关设备与工作原理,通过如节点之间点对点的通信、无线SOC端口控制与传输来强化对无线传感网的使用。另外,结合计算机网络技术实训来强化学生对局域网、宽带广域网的应用以及网络设备配置与管理。
3.3信息处理技能实训
在物联网三层体系结构中,最后一层是信息管理与应用(简称应用层)。应用层主要是完成经网络传输层上传到云端数据的接收、过滤与存储,然后结合行业应用进行控制与管理。主要涉及专业课程有数据库应用基础、高级语言程序设计、移动应用开发等一些相关软件应用方面。基于物联网技术的应用系统离不开数据库管理和前后台应用软件的开发,针对高职学生的特点,适当强化数据库(如MSSQL)应用知识的掌握和实际应用,对数据库的基本操作与使用管理有一定程度的了解。随着移动互联技术的迅速发展,移动终端在物联网系统应用中已十分普及,目前移动开发平台主要基于IOS和Android两大系统,基于Android移动应用开发已占据主流,为此结合移动应用开发课程建设移动应用开发实训室,在学习了Java语言后,通过“教学做”来培养学生开发小型App的能力。
4系统性实训
物联网技术的显著特点是集多专业之大成,涉及专业知识面广,容易给学生产生知识混杂和难学的印象,那么如何补救这一情况是专业教学研究的一大课题,为此,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径的理念,特别强化与设置了物联网系统综合实训环节。
4.1智能农业应用实训
物联网技术在智能农业中的应用如火如荼,“民以食为天,食以安为先”,食品安全至关重要,农产品的质量管理特别是食品溯源系统已日益成熟。将农产品种(养)植、运输、加工和流通的信息相关联,形成完整的信息追溯链来确保农产品的安全性。整个系统涉及溯源标识技术、监装技术、物流监控技术和数据采集与查询技术。溯源系统以RFID、条码技术的应用为基础,是一典型的物联网综合应用系统。这一实训系统基本涵盖了物联网应用技术专业所学的大部分专业知识,通过溯源系统的实训体验把原本分散的技术串联起来,强化了学生对物联网专业知识的理解和兴趣,特别是强化了学生对RFID技术应用的认识。实训的主要内容有网络环境的搭建、服务器安装与调试、电子标签制作与识读、数据库管理与应用、PDA安装与调试和APP应用开发等。
4.2环境监测实训
基于无线传感网的环境监测实训是以传感器与无线传感网组建与应用开发为重点的专业实训,通过此实训让学生达到对无线传感网的系统设计,设备选型,传感网组网及Zigbee协议的应用开发有一定程度深化,实训重点要让学生树立起系统性的理念。下图是物联网环境监测实训室功能总体框图。
环境监测实训系统
实训系统包含三种数传模式(WiFi、Zigbee、有线)环境监测传感器,形成一套覆盖三个层次的物联网教学平台。同时,其他内置WiFi模块的各种手持设备(笔记本电脑、手机等)也能无线接入该实验平台,成为物联网实验设备的一部分;师生教学、科研实践开发的其他感知模块,通过与标准的WiFi设备服务器连接,也能轻易接入该实验平台,完成测试、验证。这些设备的灵活配置为学生提供了从数据采集、网络传输到信息处理较完整的物联网系统应用模型。包含的实训:网络组网与无线信号测试、Zigbee协议栈应用、Zigbee网络拓扑、开发环境的搭建;IEEE 802.11协议介绍、接口程序代码开发、串口WiFi设备服务器设计、传感器数据采集与查询显示等,重点是把从信息采集、传输和信息处理联动起来,让学生充分体会到一个真实的无线传感网系统的体验,更加贴近了以后的工作岗位,增强学生就业信心。
5结论
物联网应用技术实训教学是培养高职学生技术技能型人才的核心所在。实训教学必须以良好理念为先导,紧密结合人才培养目标,构建起符合学生就业岗位需要的实训教学体系。本文以农业与环境应用为背景,从分析人才培养目出发,基于“认知―技术技能―系统体验” 路径来研究并实现物联网应用技术实训教学,以知识与技能渐进式提高构建实训教学环境,通过近两年的探索与实践,取得了较好的效果。
参考文献:
[1]王风茂.高职院校物联网应用技术专业实训体系的构建与实施[J].青岛职业技术学院学报,2012,25(6):49-52.
[2]邹洪芬.高职院校“专业对接园区,科研反哺教学”的物联网专业建设探索[J].职业技术教育,2014,35(26):12-14.
[3]张新.高职物联网应用技术专业建设探索与思考[J].物联网技术,2014(5):80-82.
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)35-7994-02
从智慧地球到感知中国,从无线传感到云计算,物联网作为一个新兴产业掀起了信息产业的第三次。随着其迅速发展,物联网必将成为新的生产力的代表和主要的经济增长点。作为重点培养技能型人才的高等职业教育,更要紧密关注国家经济改革和发展实际,并结合自身特色,从办学定位、人才培养模式、专业结构、课程设置等角度出发进行探索,开设物联网应用技术专业培养高素质的中国物联网人才,以解决行业人才短缺问题。
1 物联网基本定义及应用领域
什么是物联网?明确这一核心概念是认识和把握物联网应用技术专业的前提。目前,对物联网的界定可谓仁者见仁,智者见智,没有统一的定义。笔者根据物联网的特点认为物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of Things”。它是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它不仅揭示了实现信息传递的介质,而且指明了传递的内容以及所能达到的目的。
物联网又称传感网,是人与物理世界的智慧交流。其用途非常广泛,遍及生产、生活各个方面,如智能建筑、智能交通、智能消防、环境保护、政府工作、平安家居、工业监测等多个领域。
2 物联网的特点
2.1 实时性
传感器按一定的频率周期性的采集环境信息,通过各种电信网络与互联网的融合,可靠传递,将物体的信息实时准确地传递出去。
2.2 正确性
物联网上部署了大量的多种类型传感器,每个传感器都是一个相应的信息源,不同类别的信息源所捕获的信息内容和信息格式皆不同。为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。
2.3 可扩展性
物联网是建立在互联网上的泛在网络,具有智能处理能力,能够对物体实施智能控制。物联网从传感器获得的少量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
2.4 智能处理性
智能性是物联网的一个重要特点,其利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
2.5 安全性
物联网信息采集频繁,其数据安全是一个重要问题。针对于物联网相关企业、公司来说,物联网上涉及很多内部信息,信息泄露将是一个很大的事故,必须保证信息访问权限,是物联网应用技术专业最基本的设计原则。
3 物联网应用技术专业设置的理由
3.1经济社会发展的迫切要求
高等职业教育是社会主义市场经济发展的产物,高职院校必须面向市场,融入到市场经济中,围绕市场需求设置专业。物联网作为继计算机、互联网之后的又一次信息产业浪潮,其广阔的应用需求和巨大的产业发展空间必然要求高等教育要设置相应专业,培养专门技术人才。当前,世界主要发达国家都从国家战略高度来大力推动物联网的发展,我国政府也高度重视物联网的发展,着力推动传感网在促进国家经济发展中的作用。
3.2 广阔的物联网应用领域的必然要求
随着科技的进步,改革开放的不断深化,经济社会总是向前发展,新的职业和岗位层出不穷,这就要求专业建设必须与时俱进。物联网应用技术专业正是顺应经济发展对信息产业的要求而产生的,以培养各行各业如各类物联网企业和IT企业从事物联网方案设计、物联网方案系统集成、物联网技术应用实施等岗位工作的人才。
4 物联网应用技术专业人才培养目标
物联网应用技术是在互联网技术基础上延伸和扩展的一种网络技术。以重庆城市职业学院计算机应用技术专业为例,该专业原有的网络管理专业方向人才培养目标一般是建网、管网、用网三个专业技术方面,顶岗实习生或者毕业生只能从事网络布线、设备安装、调试配置、网络运行维护与安全管理等方面的工作,不能适应物联网这一新兴产业对新型人才的需求。因此,物联网应用技术专业人才培养目标是培养适应社会主义现代化建设,尤其是适应区域经济发展的需要能够拥护党的政策路线掌握必需的文化知识,具有扎实的物联网知识和技能,从事物联网集成方案设计、方案系统集成、物联网技术应用实施与维护等相关岗位工作的高端技能型物联网技术专门人才。
5 物联网应用技术专业课程体系设置
5.1 增加物联网应用技术类课程
以重庆城市职业学院计算机应用技术专业为例,根据物联网应用技术专业建设原则性,通过调整网络管理专业方向课程体系及课程标准的途径,在原有专业基础课、专业主干课的基础上,增加物联网应用技术类课程,如测控技术与仪器、信号与系统、传感器与自动检测技术、智能嵌入技术、RFID(射频识别技术)、传感器网络技术等课程,提升专业课程对接物联网产业的吻合度,从而提高物联网应用技术专业服务产业的能力。
5.2 更新物联网应用新技术内容
一般情况下,教材的滞后性及不完整性使得教材内容常常与生产技术脱节,并落后于生产技术的发展。因此,应积极开展专业课程教学内容改革,及时更新教学内容。以重庆城市职业学院为例,计算机教研室应组织教师根据 “项目导向”要求自编具有高职特色教材,补充关于物联网应用技术的新知识新技能,让学生能够充分掌握物联网应用技术最前沿的知识和技能,为他们在顶岗实习期间或毕业后能够顺利地在物联网相关行业寻得一席之地而奠定良好的基础。
6 建立物联网应用技术校内校外实训室
专业人才的培养就要有理论支持,又必须通过实践操作提高能力。这就必须借助实习实训设备。而实训室的建设以物联网应用技术为核心,与物联网企业合作,理论联系实践,实践联系工程项目,并注重创新项目实践,让学生能够真正掌握物联网应用技术核心能力。
7 提高师资队伍专业水平
高素质的师资队伍是专业发展的核心要素。为提高教师专业水平,可利用寒暑假,送教师到企业挂职锻炼或外出培训,提高教师的实践能力和课堂教学的有效性,为教师的专业发展和学生的成长奠定基础。
8 结论
作为新兴战略性产业的代表,物联网的出现将会促进信息化的进一步发展,带来更多的创新应用和服务。高职院校应跟踪物联网发展的趋势和前沿技术,占领人才培养的制高点,从而使所教知识皆能转化成社会生产力。
参考文献;
[1] 宁焕生,张瑜,刘芳丽,等.中国物联网信息服务系统研究[J].电子学报,2006(34):144-147.
[2] 王艳春.电子信息工程专业应用型人才培养模式的实践[J].高师理科学刊,2009,29(4):106-108.
1.职业院校物联网应用技术专业学生面向的职业岗位群
通过访问企业,了解企业人才基本素质、专业技能及数量需求。调查结果表明,随着经济与产业结构调整步伐的加快,毕业生就业呈现出多元化的趋势。毕业生就业既有国企、三资企业、事业单位,又有民营、建设、管理与服务一线;就业岗位主要是一线的技术、工艺、技能、销售方面的管理与操作人员。对职业院校的毕业生而言,走向基层,走向一线,这应该是一种趋势。
我国目前已逐步实现以下目标:逐步建立完成行业或区域物联网管理中心和公共服务平台,为企业提供溯源、防伪、跟踪等物联网公共服务;建立国家代码解析服务系统(Code Solution Service, CRS);逐步建立完成国家物联网管理中心。
目前,中国已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。物联网业务是一个产业链长,涉及通信网络、信息系统集成、自动控制多个领域,正是因为如此跨行业所以其带动性强,会带动微电子、软件、信息技术的诸多领域发展。从发展预测上看会带动成千上万亿各行业产业的发展。物联网广阔的发展空间,势必需要相关行业的大量人才。
产业发展,人才先行,人才是科技发展的关键。由于物联网起步伊始,目前,我国从事该行业的人才极其匮乏。为了在这个新兴行业中争得先机,许多企业和地方政府都在纷纷抢占物联网人才资源。
2.企业需求量最大的物联网专业职业岗位
通过调查显示企业需求量最大的物联网专业职业岗位是物联网硬件开发人员,物联网硬件开发人员占65.1%;物联网软件开发45.3%;物联网应用与维护39.6%;物联网嵌入式应用38.3%;物联网技术支持37.3%;数据库处理24.6%;物联网应用开发30%。
3.课程设置力求面向职业岗位
职业院校必须加强对中高职衔接过程中,中、高职不同阶段职业教育内容和教育水平的定位的正确理解,不能走学科型的发展道路。必须改革现有的专业培养方案和课程设置体系,提供保持与产业同步更新的教学内容,按不同的分级标准进行理论课程的整合。
4.将职业资格证书融入物联网课程中
物联网专业的职业证书主要是家认定的职业证书,据不同证书的特点,社会培训机构的课程大多针对特定的职业资格证书设计,注重实践,强调动手能力和解决实际问题的能力,取证率高。缺点是短期速成,缺少系统性,突出专业技能的培训,以通过测试为主要目的,忽视基础知识的学习、淡化职业素质的养成。因此,建议在原有培训教学实践的基础上,吸纳社会培训机构的成功经验,将职业资格证书培训融入物联网技术专业的课程计划中。
5.加强学生英语技能培养,锻炼学生写作和沟通的能力
就企业而言,经常会遇到项目方案和投标文件的编写以及和各方谈判的工作,所以写作和沟通的能力是考察人员能力的重点之一,也是工作中所必须的能力。
6.加强学生实际操作技能训练和综合素质培养
几乎所有的被调查企业和毕业生都希望院校多给学生提供实践的机会,企业希望学生从院校毕业后能直接胜任工作,而不希望企业对学员进行二次培训。建议学校加强在校学生实际操作技能的训练。在教学过程中,遵循实际的工作流程,以增强学生的动手实践能力,解决实际问题的能力为目标。
企业普通认为职业院校的学生应该具备的综合素质包括再学习的能力(即具有自我学习、更新知识技能、适应岗位变化的能力)和文档检索与信息搜寻的能力(即借助字典阅读的一般的专业英文技术资料及技术说明的能力)、积极的工作态度、吃苦耐劳精神和客户服务意识等。所以,学校在要求学生掌握专业知识和专业技能的同时,应高度重视培养学生的职业素质和敬业精神。另外,由于有相当部分学生毕业后继续深造,所以必须注意学生的可持续发展能力的培养。
7.结语
未来十年物联网专业人才的需求将成为热门人才需求,发展物联网不仅是我国当前一项重要的战略任务,也是未来社会发展的必然趋势。可以断定,国家对物联网行业的推动及其本身巨大的市场需求和广阔的发展空间,必将滋生对该行业人才的巨大需求,高职院校要积极加强物联网专业人才的培养工作。
此次竞赛为全国同行提供了了解浙江省职业院校物联网应用技术专业“从无到有、从有到精”发展历程的窗口。
校企各展所长 共育物联网英才
——记浙江省职业院校物联网应用技术专业建设
文/本刊记者 刘 飞
物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网应用涉及人类社会生活的方方面面,包括工业、农业、环保、物流、交通、安全、家居、医疗、电网等,因此物联网应用技术是一门关联程度非常强的专业,可以辐射众多领域,是职业院校的新兴专业。2012年,浙江省教育厅批准浙江经济职业技术学院、浙江机电职业技术学院、职业技术学院等学校开设物联网应用技术专业,从此拉开了浙江省职业院校物联网应用技术专业建设的序幕。
浙江省职业院校在建设物联网及其相关专业的过程中,及时跟踪市场需求的变化,主动适应区域、行业经济和社会发展的要求,以学校强势专业为依托,有针对性地调整和设置专业,并与物联网企业及行业紧密合作,形成各自的物联网专业特色。
因地制宜,原有专业衍生“物联网”
在比赛现场记者了解到,浙江职业院校已开设的物联网应用技术专业,大多是从原有的计算机、通信网络或信息等专业的基础上衍生的。金华职业技术学院物联网应用技术专业主任苏红富向记者介绍:“2012年,我们学校在信息工程学院原有的计算机网络技术专业新增物联网专业方向。2014年,物联网应用技术专业开始单独招生,学制三年。”该校物联网应用技术专业凭借计算机网络技术专业原有的办学基础,主要培养偏向软件技术的物联网专业人才。
物联网应用技术专业的人才培养目标是“掌握物联网的基础知识,具备能运用计算机技术、嵌入式系统技术、传感技术和互联网技术进行信息感知识别、传输处理和控制的能力,能进行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”的高素质技能人才。金华职业技术学院根据自身的实际情况,致力于培养社会紧缺型技术工程师。所培养的学生主要面向三个方面发展:大型软件公司从事手机、掌上电脑等移动终端的客户端软件设计与开发,网络运营、系统集成单位从事物联网络施工管理与工程管理工作,以及联想服务及其战略合作伙伴的设备维修。
以计算机网络技术专业为依托,金华职业技术学院的物联网应用技术专业集合了通信、网络、楼宇智能等专业优秀教师进行授课,下辖Cisco授权网校、联想工程师合作培训中心,并提供智能安防实训室、电子产品检测中心等共享型实训室。专业教学以ASP.NET技术学习为主线,逐渐上升至网页设计、高级程序设计乃至整个物联网项目的开发。该专业开设的主干课程还包括物联网工程制图识图、嵌入式系统应用、传感器与测控技术、无线传感器网络、RFID安装与调试、综合布线技术、服务器配置与管理、C#程序设计基础、ASP.NET中高级编程等。专业以学校“智慧校园”建设为契机,将网络部分(教务系统、网上图书馆、IC卡管理等)的工作根据学校现有实训设备以项目的形式分配给学生进行系统集成实训,确保学生学以致用。
本次竞赛为金华职业技术学校物联网专业的学生提供了展现技能的舞台和提升技能水平的机会。学校物联网应用技术专业学生劳银翔向记者介绍说:“比赛以北京新大陆时代教育科技有限公司物联网工程应用实训系统2.0为平台,内容涉及智慧城市物联网应用环境安装部署、物联网感知层设计开发、智慧城市物联网Android平台应用设计开发、智慧商超物联网PC平台应用设计开发。要求参赛学生具备物联网工程部署、物联网设备调试、嵌入式产品开发、Android应用开发、.NET应用开发等方面的知识,提升了团队成员专业理论知识水平、实践能力和团队协作精神。”最终,金华职业技术学院参赛团队获得团体第一名的优异成绩。
除了高职院校的物联网应用技术专业是从原有专业衍生外,中职学校虽然目前尚未获得物联网专业代码,没有专门开设物联网应用技术专业,但不少中职学校也在现有专业的基础上细化出与物联网相关的专业方向,培养掌握物联网应用技术的人才。
真枪实弹,真实项目引领教学
嘉兴技师学院自2014年起开设通信网络应用(物联网方向)专业,学制5年。学生前两年主要学习电气自动化设备安装与维修专业的相关课程及通信网络专业的基础课程。两年后,经过校内统一选拔分流,达到物联网技术方向要求的学生可以进一步学习物联网技术的专业课程。
同高职院校相比,嘉兴技师学院的物联网技术方向更加注重真实项目引领教学。嘉兴技师学院电气工程系主任钱琴梅告诉记者:“在接下来的教学中,该专业的教学想以‘智慧实训大楼’项目建设为引领,让学生进行真刀真枪的训练,而不是仅仅止步于实训室中实训设备的操作。”
嘉兴技师学院有7000多平方米的电气工程实训中心,预设的管理系统完全基于物联网技术进行设计建设。例如学生考勤系统,中心内的每一间实训室门外都有电子班牌,除了通过人脸识别系统记录学生考勤之外,还可以展示上课班级的基本信息以及实训中心的环境指数等内容。除此之外,基于RFID以及二维码技术的资产管理系统可以实时跟踪实训资产的领用及归还。实训中心智能管理系统项目的设计依托北京新大陆时代教育科技有限公司工程师以及该校专业教师共同完成。以“智慧实训大楼”项目引领教学,不仅能够提升学生的实践能力,还能够实现教学内容与企业需求的完美对接。
嘉兴技师学院副院长沈民权说:“此次全省‘物联网技术应用与维护’竞赛就是一次对物联网应用技术教学的检验,不仅有利于学生素质的全面提升,也为学校以赛促教、以赛促训提供了良好的契机。”
企业参与,全方位助力人才培养
物联网应用技术人才培养离不开企业的参与。作为本次竞赛的设备提供方,北京新大陆时代教育科技有限公司全程全方位参与了职业院校物联网应用技术人才的培养。
该公司物联网产品中心产品支持部经理邹梓秀向记者介绍:“公司物联网产品中心下设产品支持部,专门负责将公司研发产品的使用方法转化为专业教材,为各院校物联网专业的课程教学提供方便。”学校具有物联网专业的理论优势,企业具有实践优势。在教材编写的过程中,公司邀请学校老师介入,并进一步了解物联网专业的课时设置,与老师共同撰写课程大纲以及教材目录,力求编写出以实际工程应用为目标的理论教材。
一、物联网人才需求分析及岗位分析
物联网的产业链主要包括芯片与技术提供商、应用与软件提供商、网络提供商、系统集成商、运营及服务商和用户六个环节。为了满足这些产业链需要电子设备开发人员、设备维护人员、传感器设计及制造人员、系统集成人员、软件技术开发人员等。根据以上分析,结合高职学生的特点,确定了既满足企业需要,又符合高职教学规律的物联网就业岗位如下:
主要岗位:
物联网终端设备操作技术员:主要负责设备的常规操作,物联网终端设备生产、安装、物联网终端设备的调试、运行与维护。
物联网网络构建技术员:主要负责传感网络组建、调试。
物联网系统软件程序员:主要负责信息系统的开发、管理客户培训与技术支持。
物联网系统集成技术员:主要负责应用系统实施及实施过程中的技术指导。
物联网系统管理员:主要负责物联网硬件及软件系统管理与维护。
二、知识、能力结构
根据现行的有关物联网技术的国家职业标准,结合对各企业所需要的物联网应用技术人员的职业岗位能力调研的结果,按职业能力要求对有关知识点进行了系统化整理后,同时考虑到学历教育课程的人性化要求,得出本专业的知识结构与能力结构与要求。
(一)知识结构
根据本专业的培养目标与人才规格,并结合高职学生的认知规律,按照知识结构整体性、递进性的原则将本专业的知识结构划分为基础知识、专业知识和拓展知识三个层面,并明确了每个知识层面的具体要求,同时为了满足高职院校培养高素质技能型人才的标准,得出了适合高职院校实施的课程结构。具体描述见表2。
(二)能力结构
为了满足企业对物联网应用技术人员“一专多能”的技能要求,将本专业技能结构分为:一个核心职业技能和两个辅助职业技能,并对每项技能提出了具体的要求,同时为了使本专业学生达到技能要求,特设置了相应的教学课程。能力构与要求具体描述见表3。
三、培养模式与课程体系
(一)专业人才培养模式
为了保障人才培养质量达到培养目标要求,并依据学生的认知规律及高职学生的特点确定了本专业的培养模式是工学结合“4321”模式。 “4321”是指“四个阶段、三个层次、两个融合、一专多能”,具体说明如下:
1、在整体课程组织上,本专业将课程体系分为“四个阶段”
第一阶段:基础阶段。基础知识的学习。
第二阶段:单项阶段。单项技术的学习。
第三阶段:复合阶段。复合技术的学习。
第四阶段:应用阶段。综合能力的训练。
2、在实训课程组织上,本专业将技能训练分为“三个层次”
校内实训课程组织:
第一层次:课程实训。针对课程中完成某个单项任务或解决某一问题所需的基本技能进行训练。
第二层次:专项实训。针对完成一些任务组合所需的组合技能训练。
第三层次:综合实训。突出本课程的综合能力训练,职业能力培养,以达到职业目标所必需的知识和能力。采用的形式是校内综合实训和顶岗实习。
校外实训课程组织:
第一层次:在企业进行认知性实习,由实习负责人(企业技术员或教师),介绍工作过程及讲解技术应用。
第二层次:在企业进行参与式实习,由实习负责人(企业技术员或教师)安排工作任务。
第三层次:在企业进行顶岗实习,由岗位负责人(企业负责人)按企业模式对学生进行面试与招聘并择优录取,安排工作岗位。
3、在教学内容上,本专业采用“两个融合”
第一个结合:课程标准和职业标准相结合。围绕职业素质和能力的要求,选取组织课程内容,为学生以后工作奠定良好基础。
第二个结合:专任教师与技术专家融合。围绕职业素养和职业能力的培养,学校企业行业三位一体,实现“走出去,请进来”:让学生走出校门,到企业第一线去实地参观学习,了解第一手信息,掌握第一手材料。并把相关专业的专家请到学校里来传授经验,现身说法,传授他们的成功经验,使学生学到最实际的具有操作性的知识。
4、从能力结构上,本专业采用“一专多能”
一专多能:一个核心技能伴随多个辅助技能,这种技能结构提高了学生的就业能力、拓展了学生的就业范围,并从多方面满足了企业用工的需要。
(二)课程体系构建
课程体系设计来源于行业企业的职业能力要求,但为满足可持续发展能力的要求还应略高于职业能力的要求。按照职业养成规律从职业基本素质、岗位能力要求两方面着手构建专业课程体系。从职业素质中确定职业基础课程,从岗位能力中确定职业技术课程和技术训练课程,并依据岗位的核心能力确定专业的核心课程,同时根据课程之间的联系,确定本专业的课程体系结构,如图1所示。
中图分类号:G712 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.149
1 行业背景
从“智慧地球”到“感知中国”,“物联网”成为全球瞩目的关键词,新生事物一旦出现,发展是势不可挡的。物联网是世界信息化发展新的推进,是互联网应用的推广和深化,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。目标是实现一个智慧化的世界,让生活更舒适、生产更高效。信息的交互,不再局限于人与人。预计到2020年,500亿个智能物体(smart things)将连接到网上(人均6个),物联网试图实现人类居住空间的“可知、可思、可控”。可知,知道周围的情况;可思,能够对知道的信息进行智能化分析、综合与决策;可控,能够根据感知信息及智能分析对周围进行优化响应与影响。互联网把人类社会带入了“信息时代”,而物联网的使命则是要把人类带入“智慧时代”。
物联网作为国家十二五期间重点发展的新兴产业之一,近两年发展速度迅猛,在2012年,中国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长38.6%,预计至2015年,中国物联网整体市场规模将达到7000亿元,年复合增长率超过30%。各省都高度重视物联网产业的进展,把物联网相关产业和技术运用纳入省“十二五规划”,积极打造“智慧城市”。受政府政策推动作用的影响,国内已有50多个城市提出智慧城市建设,并有28个城市出台具体建设规划及行动方案,将进一步推动物联网的应用。
物联网产业规模巨大、带动力强,已成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点,物联网对加快转变经济发展方式具有重要推动作用,是国家战略性新兴产业的重要组成部分,国家《物联网“十二五”发展规划》确定了9个重点发展领域,分别是:智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居。物联网的发展,已经上升到国家战略的高度,必将有大大小小的科技企业受益于国家政策扶持,进入科技产业化的过程中。在深圳第十三届高交会上专家指出,物联网产值将为互联网30倍,未来人才需求量巨大。
目前,物联网产业市场特征总体处于起步阶段,规模化发展估计还有一段时间。物联网产业的发展不是单靠行业、教育、政府哪一方面能够推动的,必须是国家政府主导驱动产业发展、行业应用引导产业发展、公共服务行业(如安防、电力、交通、物流、医疗、家居)优先带动发展。物联网的发展,必将有大大小小的科技企业受益于国家政策扶持,进入科技产业化的过程中。市场力量正在加快进入物联网产业。
2 物联网人才需求
产业规模的高速扩展必然带来人才的短缺。更何况物联网专业跨电子、通信、计算机等多个学科领域,寻找多学科都懂的高复合型人才难上加难。通过广泛物联网相关企业调研了解到,企业的技术开发人员仅占30%,需要大量的项目工程实施及维护人员。物联网人才资源紧缺,呈“金字塔结构”的人才资源结构,塔顶部分由领军人才、专业技术人员组成研发团队,底部是众多技术人员和技术操作人员组成应用、服务团队。因此,需要培养大量具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型人才。
随着全球范围内物联网的快速发展,物联网渐渐成为热门专业,也给教育带来了巨大机遇。截至2012年,全国本科已有近百所、高职有近70所开设,各类院校纷纷申报物联网新专业的情况还在继续,物联网教育市场逐渐变大、变热。
3 物联网教育面临问题
信息技术的发展可以说是瞬息万变,也给计算机类专业的建设带来许多困难,人才培养方案总是不能完善、适应社会需求方面总是不尽人意。各类院校的物联网专业大都是计算机相关专业基础上开设的。计算机类专业目前存在的一些问题主要表现在:与市场接轨不够,人才培养定位不准,培养目标不突出。人才培养与市场要求有所脱节;培养学生社会认可度不够;教学实践环节差,技能训练不够;师资培训投入不够,师资培养缺乏针对性、连续性、有效性;理论水平、实践操作技能和工程实践能力有待提高;实验实训条件有待完善与加强;校企合作不够深入,多数局限于向企业输送“实习人员”;科研能力薄弱,科研没有起到推动专业发展应有的作用。
蒸蒸日上的物联网产业给物联网教育带来机遇的同时,也给物联网专业培养带来新的挑战。物联网应用是跨专业、跨学科、高难度、深层次的应用,需要计算机、电子电工、通信、自动控制、软件、管理工程等多个学科的融合。因此,物联网专业教育对师资要求高,由于跨专业,跨学科,需要学习、补充新知识,师资培养有一个较长周期。物联网工程实践性强,对实验设备要求高,学生培养成本高,培养成熟的技术人员周期变长。目前物联网专业教育处在四缺状态,缺教材、缺师资、缺设备、缺经验。
因此,高职物联网专业人才培养再按照传统模式,很难做到更好,并且需要投入巨大的人力物力。探索校企合作与共建的人才培养模式是势在必行。
4 校企合作与共建模式
物联网人才的培养对物联网产业的发展具有重要的支撑和引领作用,而物联网行业对从业人员的专业和经验要求很高,物联网人才市场需求虽然很大,但综合人才却十分缺乏。为弥补物联网产业发展带来的人才缺口,需要培养大量具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型人才,为适应信息类物联网应用技术发展的需要,进一步加强校企合作,充分发挥双方各自的优势,实现互惠互利、资源共享,加快物联网人才的培养。
4.1 共同制定人才培养方案
物联网应用领域广博、技术精深,各高职物联网专业的建设应该结合区域经济和学校自身特色,实施校企合作与共建人才培养模式。学校深入了解企业需求,进行广泛的物联网人才需求调研,校企共同分析岗位职业能力,抽取出高职学生能胜任的岗位职业能力,按照企业需求,校企双方共同制定物联网应用技术专业人才培养方案。
4.2 共同参与培养过程
根据人才培养方案要求,确定教学实施安排。理论课原则上在校内由专职教师完成。校企共同实施实践教学部分;企业给学校师生提供实践实训机会;共同制订考核标准,对学生学习及实践技能进行考核。学生毕业后优先到该企业就业。
4.3 校企共建实验室
整合教育资源,集中校内优势资源,优化教学资源配置,建立校外企业实践基地、校内技术公关研究室。校企共建物联网实验实训室,除满足专业教学外,重点突出学校自身特色和行业优势。协商物联网企业将部分体验设备放在学校,学校给企业冠名。企业不用占场地,学校还能用于教学。共建国内某行业领先水平的实验实训室,企业承揽相关项目时,可带客户来学校参观。也可以为教师、学生物联网创新应用提供实验支持。
4.4 师资队伍共建
为培养工程实践能力强、具有创新能力、研究型工程师素质的教师队伍,学校定期组织老师参加物联网相关培训。安排老师到物联网企业锻炼是很好的举措;企业为学校提供机会让老师在企业挂职锻炼,并为企业发展建设提供规划策划、管理咨询等方面的服务,配合企业做好职工教育培训工作,提供新职工岗前技能培训、职工岗位技能培训、新技能新技术培训和技能大赛赛前培训等。学校可邀请或聘任企业的管理人员、专业技术人员担任特聘教授或实习指导教师,为学校专业建设、人才培养、课程改革等提供建设性意见。通过师资队伍共建,使老师能把握市场、提高科研能力和社会服务能力,也提高了企业员工的整体水平。
4.5 共同组建科研创新团队
校企共同组建科研创新团队。学校选派优秀教师和业务骨干参与企业科研项目论证、技术援助和学术研讨。校企双方就有资源互补优势的研发项目开展联合攻关,并联合向政府有关管理部门申请相应的科学技术研究经费。
4.6 共同实施企业项目
物联网产业的蓬勃发展,使物联网企业人力资源紧缺状况凸显,各种领域的物联网应用逐渐铺开,物联网工程实施人手不够。学校有丰富的人力资源,学校可选派老师和一些优秀的学生参与到企业的项目实施过程,独立承担或协助完成相应的任务。以项目的实施驱动校企合作的深入。为企业解决了廉价劳动力问题,学生、老师也得到了锻炼,对学校、学生、企业都是有益的。
2 黑龙江省适合高职物联网应用技术专业人才需求与就业岗位
《物联网“十二五”发展规划》中提出,重点发展与物联网感知功能密切相关的制造业,支持与物联网通信功能紧密相关的制造、运营等产业,着力培育物联网服务业,重点支持物联网在工业、农业、流通业、交通、电力、环保、公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的应用示范。在传感器、核心芯片、传感节点、操作系统、数据库软件、中间件、应用软件、嵌入式软件、系统集成、传感器网关及信息通信网、信息服务、智能控制等各领域打造一批品牌企业。黑龙江省将针对智能农业、乳业、煤矿、林业、石油等龙江优势领域规划引导示范应用项目建设,重点推进煤矿安全生产物联网、森林防火应用物联网、乳品安全应用物联网等,以此为试点,探索应用领域不断向广度扩展的途径,以此为牵动,促进相应制造业的跟进发展。争取五年内,引进和培养一批技术技能型、复合技能型和知识技能型物联网工程师,初步满足黑龙江省物联网产业化发展需求,力争五年内,在智能城市、智能生活、智能产业、智能环境监控、智能暖气供热等试点示范领域内实施示范应用工程。我国是一个农业大国,但不是农业强国,农业强国战略的关键首先在于农业的信息化来促进农业的现代化,智能农业的各类专业人才在现代农业十二五当中的缺口1000万人以上。充分发挥黑龙江作为全国最大的绿色食品加工基地、无公害农产品生产大省和粮食总产量居全国第二位的农业优势地位,发展农业物联网应用,打造龙江优质优价的绿色生态农业品牌。
发展黑龙江省物联网战略新兴产业,人才是关键,应具有传感器技术、无线通信模块应用与网络技术、维护和销售、RFID相关设备的应用、操作管理和维护智能终端设备的应用、应用软件开发、维护和销售、智能农业等物联网应用技术专业的高技能职业人才。这为高职物联网应用技术专业学生提供了更多的就业岗位。
3 黑龙江高职物联网应用技术专业设置
3.1 物联网应用技术专业人才培养目标
根据黑龙江省物联网应用技术专业人才需求和高职人才培养目标,培养能够掌握物联网的相关理论、方法和技能,了解物联网主要技术标准,RFID 技术、嵌入式系统、无线和有线系统技术、无线通信组网技术等,具有物联网应用方案简单设计能力。具有较强的通信技术、传感信息处理技术和互联网技术的实践应用能力,具有较强的物联网岗位操作能力,具有良好服务意识与职业道德的系统集成技术员,能够从事石油和煤炭安全智能环境监测、绿色智能农业、智能交通、智能物流、智能家居等工程施工、安装、调试、维护等工作能力,具有自主学习、自我发展、对物联网的应用不断创新的能力,具备良好的团队合作精神的高级技术应用型人才,能够适应不断变化的未来物联网发展的需求。
3.2 物联网应用技术专业课程体系
以物联网专业人才的培养目标为导向,根据物联网的技术体系框架。“物联网”产业的技术支撑体系主要分为三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的底层基础,包括了RFID、二维码、智能卡、传感器等等数据采集和感知技术;网络层是“物联网”互联互通关键,包括无线传感网络,WiFi自组网、远程控制、机器间通信(M2M)的移动通讯网络等通信技术;应用层是具体应用的系统集成技术,包括数据融合、数据挖掘、商业智能、GIS、工业监控、云计算平台、中间件等软件技术。依据物联网的技术体系框架,下面列出了高职物联网应用技术专业课程设置的初步建议,算是抛砖引玉,其主干课程: C#语言程序设计、 数据库应用、CAD工程制图、物联网技术概论、局域网组建与管理、微机组成与接口技术。核心课程: 传感器网络技术、智能控制技术、无线传感网络、物联网安全技术、射频识别技术、管理信息系统、物联网软件、物联网软件、标准与中间件技术、RFID系统安装与调试、专业综合课程设计等组成。另外配合专业综合课程设计(包括RFID系统设计实践、基于Web的数据库设计实践、无线传感器网络设计实践、小型物联网综合设计与实现),在第五学期的教学周内,根据社会需要学习适应性强、覆盖面宽的专业课及专业选修课,开设小型物联网综合设计实践,要求学生利用IEEE802.15.4标准和ZigBee协议,将无线传感器网络和RFID技术结合起来组建简单的物联网并实现相关应用,具体包括:智能物流管理系统、智能环境监测(比如温室大棚的温度湿度管理,智能家居的应用),完成设计报告。根据学生的完成情况和设计报告进行考核。
目前黑龙江从事物联网行业的专业人才极为稀缺。毕业生能够在信息、物流等部门从事物联网相关领域的运行维护与管理工作,在智能农业、智能交通、智能物流、环境保护、智能环境监测、智能家居、智能暖气供热、石油和煤炭安全、公共安全、政府工作、远程医疗等多个领域中的工作。为了更好地适应市场经济对高等职业教育发展的需要,培养出物联网方向的职业高技能型人才,加快推进物联网在东北地区的应用与发展,以更好地服务于地方经济建设和社会发展,为黑龙江省高职院校将形成自己的“职业教育特色”,走集团化、专业基地化、基地产业化的办学理念,并结合职业教育自身发展规律,为立足于服务市场培养新型的、复合式高技能的物联网人才。
参考文献
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)26-0161-02
技能竞赛是对学生学习的一种检验,通过竞赛可以对学生的综合能力以及素质进行全方位的考察,竞赛可以促进教学,教学成果也能够通过竞赛成绩体现出来。辽宁轻工职业学院计算机系的物联网应用技术专业是东北地区开设较早并招生的高职院校,我校连续参加了两届全国职业技能大赛物联网应用技术赛项并取得了较好的成绩,该赛项参加人数为3人,是一个团体赛项,不仅在专业技术上要求较高,在团队合作上也要默契,因此要求参赛选手不仅在知识技能上要掌握熟练,同时也考察选手的综合素质。在组织和培训学生参加和训练的两次经历中,探索出一些依托物联网技能竞赛对促进物联网专业群建设,以及以赛促教、以赛促学的心得,下面进行详细说明。
1 促进专业群建设
物联网是一个典型的交叉学科,涉及的技术比较杂,具体有网络技术、传感技术、通信技术、RFID智能识别技术等核心技术。因此物联网应用技术专业群涵盖计算机网络技术、电子信息技术、通信技术、软件技术等多个专业。课堂讲解的内容大多是所在学科的专业知识,是单独的,没有和其他学科进行交叉,要对这么多的学科和专业的知识进行融合和贯通,最有效的方法就是让学生参与到技能竞赛活动中。
物联网技能大赛考核的知识点比较多,该竞赛涉及工程部署;局域网的搭建和配置;无线传感器网络参数的配置;物联网上层应用软件的开发,其中包括利用C#语言或Android完成RFID设备的读写、一维及二维条码的识度及生成;数据库的操作;网站及建立;拓扑图的绘制等诸多方面,总体来说,一次物联网赛项的知识点涵盖了不仅物联网,更包括电子、计算机网络、通信、软件技术等物联网相关专业的各种方面,通常在竞赛中,对于知识点的考察大多是跨专业的知识运用。 通过技能竞赛,不仅提升了物联网应用技术专业建设,更是带动了关联学科的专业群的建设和发展。
2 优化教学内容
由于是交叉学科,因此学生学习的内容比较多,而各个领域的学科不是所有的知识点对于物联网技术都是有用处的,如何进行区分就显得比较重要。技能竞赛对于各个知识点的考察都有明确的要求,教师可以参照竞赛题目对于所讲授的课程进行二次重组,对于物联网技术关联比较大的部分进行详细讲解,对于关联小的可以少讲或者不讲,这样对课程做到重点突出,有的放矢,最大程度的优化教学内容,赋予教学全新的生命力。
拿C#程序设计课程为例,技能竞赛中涉及对RFID设备的读写,那么在教学中就要着重讲解如何引入动态链接库、如何调用类库上,并且熟悉数据库操作,熟悉硬件的基本知识,熟悉软件和硬件信息交互。
3 提高学生的实践操作能力
对于高职学生而言,实践操作能力是非常重要的。在课堂教学中融入实践操作,可以提高学生解决问题的能力,学生也积极参与,如何设计实践题目就显得比较重要了。物联网技能大赛以实践操作为主,并且是多学科交叉运用,因此把竞赛题目提炼出来,作为每门课程的实训题目,既可以锻炼学生的综合运用知识的能力,同时也为竞赛选拔优秀人才做铺垫。具体可以采用分组的形式进行,每组之间进行比较,互相检查,互相监督,通过这种方式既提高了学习,又加强了学生的团队意识。课堂教学就在轻松愉快的氛围中度过,学生也不会觉得枯燥和乏味。
4 提升教师业务水平
技能大赛不仅能考察学生的水平,同时对于教师也是一种考验。由于教师通常对于某个知识领域熟悉,但是对于物联网技术这样的交叉学科而言,全面掌握才是关键,要想有效地指导学生参加比赛,必须要求教师提高自身业务水平,努力学习涉及的相关学科,同时在知识的掌握上要理解透彻,能够进行深入研究,否则是无法胜任的。因此,通过技能大赛不仅能考查学生运用知识的能力,同时对于教师而言也是一种竞赛,要想取得好成绩,提升教师水平非常重要。
以上是这两年的物联网技能大赛总结的一些心得体会,并且在教学内容上已经运用,实践证明,效果明显,尤其是以竞赛题目讲解理论知识部分和实践操作部分更被学生欢迎,课堂教学效率显著提高,因此值得推广应用。
参考文献:
中图分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)06-0-03
0 引 言
“现代学徒制”以企业用人需求与岗位资格标准为服务目标,以校企合作为基础,以学生(学徒)的培养为核心,以课程为纽带,以工学结合、半工半读为形式,以学校、行业、企业的深度参与和教师、师傅的深入指导为支撑的人才培养模式,强调“做中学、学中做”[1]。而专业应用技术平台建设通过信息技术实现教学资源的共享,方便教师和学生的学习与工作,便于开展教学过程控制[2]。
在研究国内外专业应用技术平台应用方面所取得的理论和实践成果的基础上[3-6],对工学结合校企合作“现代学徒制”培养模式与课程体系及实施过程进行系统的整理与重构,为学生、教师、企业提供一个无缝连接的开放的柔性平台,不断推进教学资源的共建共享,提高优质教学资源的使用效率,扩大受益面。
1 现代学徒制平台的设计方案
1.1 现代学徒制平台的设计目标
基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台是一个基于Internet的网络教学应用系统。本平台的建设不仅针对高校物联网应用技术专业的在校生自主学习,还可以满足物联网相关服务类企业人员、社会学习者学习咨询及培训和开展科技服务工作的需要。从在校生学习的角度,物联网应用技术专业资源库提供给学生丰富的学习资料,拓展了学习空间,培养学生自主学习协作学习探究学习的能力;从教师教学的角度,通过资源平台可以进行课程开发和课程教学,为教学提供了丰富优质的教学资源;从物联网相关和社会人员使用的角度,物联网应用技术专业资源平台项目为企业和社会人员提供了资源检索、信息查询、资料下载、教学指导、学习咨询、人员培训等功能。
1.2 平台的运行环境
(1)服务端
一台用于提供Web服务运行的Web服务器,可以安装Windows Server 2012操作系统+IIS7.0+。
一台用于管理数据库空间并提供数据读写操作的数据库服务器,应当安装Windows Server 2012操作系统+SQL Server 2012。
一台用于提供文件共享的文件服务器,主要安装Windows Server 2012操作系统。
一台专门处理流媒体文件的流媒体服务器,可以安装Windows Server 2003操作系统+Windows Media Encoder 7.1+H264编码器+数码摄像机。
(2)客户端
普通PC机或智能终端,可以安装Windows操作系统或其他操作系统+浏览器+VLC多媒体播放器。
1.3 平台的组成及其功能模块
根据文献[7]与文献[8]的阐述,综合考虑系统设计的实用性和经济性,确定采用B/S模式下Web访问的网络教育和交流环境。平台的网络拓扑如图1所示。
基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台不仅能为在校学生提供学习和企业员工再学习的机会,还能为在校老师和企业导师提供交流的平台。因此该平台主要涉及的三类用户分别为教员、学员和系统管理员。平台的顶层用例图如图2所示。其中学员包含了在校学生和企业员工两类用户,而教师和企业导师都可以视为教员。
平台三类用户的需求是构建一个现代学徒制下物联网应用技术专业知识的学习和交流平台。针对三类用户的需求分析,该平台由在线实时学习、离线学习、岗位技能培训、项目工作室、互动交流等应用子系统组成,平台功能模块图如图3所示。
教员利用该平台可以完成对教学资源的组织和管理工作,包括教学资源的增删改操作等。教员可以通过专用摄像机将其讲课过程实时传输到服务器或者经录制处理后上传到服务器,供学员在客户端在线或离线学习。同时,作为教员的企业导师可以依据企业岗位需求在平台上制定岗位技能培训计划和任务,供学员进行技能培训。该平台提供了一个学员和教员二者之间项目合作交流的平台,从而提高高校和企业的产学研合作。在该平台上教员可以依据学员的综合表现做出综合性评价。各应用子系统的功能简要说明如下:
(1)在线实时学习子系统
该子系统主要用来实现学习的实时直播功能,满足学员线上实时学习的需求。在服务端,利用数字摄像机将教员的讲课过程实时传输到服务器,然后通过视频直播模块将音视频信号采集编码压缩生成ASF流媒体文件,并经服务器传送到网络上。客户端,学员只需在浏览器上通过视频直播连接就可以实时接收到教员讲课的过程。
(2)离线学习子系统
该子系统主要实现的是学习的点播功能,满足学员线下自学的需求。在服务端,利用数字摄像机将教员的讲课过程进行录制处理,通过专业的视频处理软件生成ASF流媒体文件后上传到服务器的指定目录下。客户端,学员只需在浏览器上选择教学视频点播就可以进行学习。
(3)岗位技能培训子系统
该子系统主要实现的是学员企业岗位技能的培训。其主要参与者为企业导师与学员。企业导师根据实际企业岗位的技能需求指定培训计划,并给学员安排日常的工作和学习培训任务。学员根据企业导师的任务安排按时按量完成任务,并通过该系统上传任务成果。企业导师可以实时跟踪学员的动态,并依据学员的成果进行相应的评价。
(4)项目工作室
教员通过公告栏可以在网上项目招募信息。线下学员与教员之间可以通过各种形式完成项目,并上传项目成果供其他成员参考使用。学员或教员也可以自己完成的研究成果,供其他成员参考使用与评价。
(5)资源共享平台
提供一个基于Web的资源上传下载平台。教员可以上传教学资源或相关优质资源到服务器的指定目录下。学员可以通过下载链接下载相关教学资源。
(6)互动交流平台
提供一个在线师徒交流、讨论场所。学员可以向教员提问,教员进行实时解答,也可以对某个问题或某个领域的典型解答。
(7)考核评价子系统
该系统用于教员对学员的考核评价。主要包含岗位技能认证子系统、网上作业评价子系统、网上考试子系统和项目成果效益评价子系统。具体如下:
a.岗位技能认证子系统是对学员日常任务完成效果和岗位技能证书的综合评价;
b.网上作业评价子系统在日常作业后,学员完成作业后对作业效果的综合评价;
c.网上考试子系统通过在线考试题目,学员完成在线考试后进行的考核评价;
d.项目成果效益评价子系统对学员在项目工作室中参与的程度以及完成项目的社会效益等进行综合评价。
2 平台实现的主要关键技术
2.1 基于Web服务的五层软件体系结构
采用基于Web服务的五层软件体系结构,分为数据层、数据服务层、业务逻辑层、业务接口层和业务表示层。其五层结构如图4所示。
(1)数据层。主要实现数据存储、数据间的联系等逻辑关系。该层采用SQL Server 2012以及XML来完成;
(2)数据服务层。该层起中介作用,是承接业务逻辑层对数据层的数据调用。将后台数据库表的操作封装于该层,即DAO组件都放在该层;
(3)业务逻辑层。该层主要将各种业务功能逻辑组件以Web服务组件进行封装,比如用户登录、视频播放、文件上传下载等功能;
(4)业务接口层。该层主要对业务逻辑层封装的Web服务组件进行描述和组合,并将Web服务组件注册到IIS上,实现各个服务之间的交互;
(5)业务表示层。该层主要为用户提供输入/输出交互界面,通过调用业务接口层上的Web服务将系统的各个功能在浏览器上输出。
2.2 基于RTP/RTSP协议的视频直播
提供教学视频直播是基于现代学徒制的物联网应用技术专业平台的主要功能之一。目前流媒体技术的成熟发展为实现教学视频直播提供了有效的技术支持。由于移动终端的普及,根据文献[9]与文献[10]的描述,该平台使用基于RTP/RTSP协议的视频直播技术,主要解决客户端在不同应用平台(PC机或智能终端)上视频的实时播放问题。工作流程如图5所示,采集端将采集到的音视频信号进行处理,并用H264编码,经RTP和UDP封装后上传至流媒体服务器。流媒体服务器根据客户端发送的RTSP交互协议发起或终结流媒体处理,并将经过UDP、RTP拆包后的数据通过VLC编码后在客户端播放。
3 关于系统进一步完善与应用的思考
本文提出的基于现代学徒制的物联网应用专业平台只是网络教学和专业交流平台的一个基本雏形,平台现有的基本功能可以进一步完善和扩充。目前可以从以下几方面考虑:
(1)优化考核评价标准,需要研究现代学徒制下考核评价的标准化和评价分析功能;
(2)完善开发更为友好的交互界面,继续研究更为有效的视频直播技术;
(3)在资源共享模块方面,考虑采用Hadoop云平台解决文件服务器资源不足的问题;
(4)在项目工作室方面,考虑引进O2O模式来提高共同合作开发项目的服务。
4 结 语
本文给出了现代学徒制下物联网应用专业平台的设计方案,该平台包含了在线实时学习子系统、离线学习子系统、岗位技能培训子系统、考核评价子系统、项目工作室、互动交流平台和资源共享平台等功能模块,并提出了该平台的基于Web服务的五层软件体系结构。针对实时视频播放问题,给出一个基于RTP/RTSP协议的视频直播工作流程。平台部署和实施工作成为后期研究的重点。
参考文献
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[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918(2015)19-0115-02
doi:10.3969/j.issn.1671-5918.2015.19.056 [本刊网址]http:∥
引言
随着我国相关教育制度的不断完善,随着我国教育课程改革的不断深入,中高职教育在有关课程的衔接上出现了一些问题,而这些问题在一定程度上阻碍了我国中高职教育的不断发展和完善,因此,中高职教育课程衔接是现阶段课程教育中所要迫切解决的命题。随着我国教学模式的不断更新,“3+3”衔接培养模式在有关教学课程衔接中得到了较好的运用,并受到学校和社会的高度关注。“3+3”衔接培养模式有效地推动了我国中高职课程衔接过程中出现的问题,从而有力地推动了我国教学水平的不断提高以及教育方针的不断完善。
一、“3+3”中高职衔接模式在物联网应用技术专业运用中的具体思路
在物联网应用技术在“3+3”中高职衔接模式的具体工作是一项比较繁杂的工作,其主要涉及领域有:人才目标的具体培养、课程体系的安排以及教学资源的合理建设等方面的衔接过程,为了能够较好地实现教育资源的合理使用,实现联网应用技术专业的优势互补,提出了物联网应用技术专业教育“3+3”衔接培养模式的具体实施思路。
(一)人才培养方案的确立
人才培养方案的确立在一定条件下,以具体的岗位需求为基本方向,做到对人才培养的全面考虑。重视学生的基础技能的培养,重视学生创意能力培养。在一定条件下实现中高职毕业的学生具备相关的物联网应用能力,还要让中高职毕业生有升入更高一级院校的能力和技能。
中职教育的相关课程安排,在具体实施中应该确保学生在学习后能够较好地掌握牢固的基础理论知识,在具体的专业课程设置的环节,中高职教育在课程设置中要进行沟通交流,在一定的协商之后,确定具体的专业课程设置要求,然后就是在不同定位的基础上进行详细的分工,在进行分工的过程中要做到分工的相互衔接,从而在一定条件下避免出现其各自的发展阶段“各求其全”的问题的产生。
(二)教学形式安排
在进行教学安排时,要紧抓技能培养的发展目标,而中高职院校在进行人才培养的过程中应不断的加强与相关行业或者企业之间的交流与合作,在具体的教学实践中要注重理论和实践相结合的人才发展战略,从而较好的培养学生的职业能力,而在具体的职业技能训练的目标上要充分做到以不断进行人才培养为其标准,还要根据这种要求来选择合理的教学方法和具体的教学内容。
(三)相关教学队伍的构建
在对教学队伍建设的过程中,要以学校交流的机制化、交流形式的平台化以及合作方式的多样化来确立教学培养目标。在具体的实施中,要建立物联网应用专业中高职教师的信息交流平台,还要根据实际需要定期展开相关的科研活动,并且通过相关的网络交流平台来进行及时的交流,不断分享优秀的教学信息,中高职院校还要共同承担相关的教科研课题研究,从而使中高职院校老师能够较好的进行沟通的交流,并在教学中不断了解学生在各个阶段的学习情况和课程信息,达到促进教学水平不断提高的目的要求。
(四)重视实践教学的作用
为了能够较好地满足教学实践的发展要求,不断加强校内外相关实训基地的建设和完善,从而构建理论和实践相结合,工作和学习相结合的人才发展方式,在具体的教学改革上可以从工作任务为其中心环节,有关的项目课程为培养人才的主题部分的教学改革方案,在具体的教学中可以从教学、生产与具体的培训紧密地结合起来,并把这三个要素与相关的技术鉴定还有物联网应用专业与相关的服务等结合起来,从而实现“四位一体”的相关实训基地建设,从而更好地适应当今社会经济文化发展需要,适应社会人才发展需要的人才培养目标。为了能够较好的培养专业的物联网应用技术人才,还应该根据中高职院校实际发展需要建立融教学、培训、相关职业技能鉴定、科研以及社会服务为一体的综合化发展人才。
二、培养“3+3”衔接培养模式的具体实践方法
(一)建立相关的教育组织机构
根据实际的发展需要建立相关的中高职学校课程对接的相关领导小组建设,在领导小组职位的安排上可以让党委书记或者院长任小组的组长,然后由副院长担任相关的副组长,而对于组员的安排上可以有学校的各个部门及相关单位来担任,比如:教务处、人事办、财务处、物联网应用专业以及有关校企合作的相关企业代表等,而其具体的工作职责就是对中高职人才培养的具体方案的制定以及相关的学校运营指导工作。
(二)实行分段培养人才目标
中高职院校构建相关的分段一贯制的人才培养计划,其主要目的在于培养一批符合企业生产和管理的并且具备较为全面的高层次专业技能性人才培养目标。毕业生通过对相关职业资格的获取之后,可以拿着相应的专科学历资格证明到相关企业的较高的技术岗位进行工作安排。在进行分段教学人才培养的过程中,在教学中应加强校企之间的合作关系,相关的专业课程、项目以及综合化实践课程等有效地结合起来。在具体的实践中,注重学生实践能力的培养,注重学生相关技术应用管理和物联网应用能力的培养。
(三)构建合理的课程体系
在对相关的课程体系进行构建的过程中,课程设计不仅要满足以就业为导向,以学生的技术能力为主要培养目标的基本原则来进行,在进行合理构建的过程中还应该促进相关课程与学生的职业标准有效地结合起来,并形成课程与资格标准的对接,同时还要注意积极创新和开发中高职学校教学课程的无缝对接。
1.课程的共同开发。在校企相关部门的指导下,应根据实际的发展需要建立相关对接学校、企业和政府相关的管理部门等机构共同组成的专业建设机构。
2.建立通融的课程标准。在教学过程中应不断的建立“以人为本”的先进教育理念。在对人才培养的过程中要根据当今经济发展对专业技术人才的需要标准,建立专业技能和学生自身素质共同提高的教学模式,还有就是通过技能和素质不断提高从而在一定条件下实现实践和实习分阶段进行,以及工作和学习交替进行的通融化的教育模式。
(四)建立完善的教育保障体系
学校应建立中高职委员会,保证中高职院校专业建设相关的机构。委员会的具体成员可以由有关行业的专家、相关的职业教育专家、学校的有关负责人以及负责衔接工作的专业负责人等,合作委员会还应根据实际需要定期召开专业会议,根据企业的发展需要制定高职专业人才的具体培养计划,并负责处理与中高职院校在3+3中高职衔接过程中的相关工作。