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物联网技能专业课程体系探索

发布时间:2018-12-23 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    物联网技能专业课程体系探索作者:未知   摘要:论述物联网专业设置的必要性和可行性,探讨物联网技能专业的人才培养指标,研讨物联网技能专业的课程体系结构,以期研讨事务有助于为即将开设该专业的学校提供参考。
  关键词:培养指标;课程体系;物联网
  
  根据教育部办公厅关于战略性新兴家当相关专业申报和审批事务的通知(教高厅函[2010]13号)[1]的精神,为了加大战略性新兴家当人才培养力度,支持和鼓舞有条件的高等学校从本科教育入手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴家当相关专业的人才,满足国家战略性新兴家当发展对高素质人才的迫切需求,教育部决定在2010年4月底前完成一次战略性新兴家当相关专业的申报和审批事务。这些战略性新兴家当涉及的领域包括:
  1) 新能源家当,包括可再生能源技能、节能减排技能、清洁煤技能、核能技能等;
  2) 信息网络家当,包括传感网、物联网技能等;
  3) 新材料家当,包括微电子和光电子材料和器件、新型功能材料、高本能结构材料等;
  4) 农业和医药家当,包括转基因育种技能等;
  5) 空间、海洋和地球探索与资源开发利用等。
  这些新专业的设置和人才培养将有力地促进我国在互联网、绿色经济、低碳经济、环保技能、生物医药等关系到未来环境和人类生活的重要的战略性家当的快速发展,满足这些新兴家当的人才需要。
  物联网(The Internet of Things)[2]技能专业是信息网络家当方向重点支持的开办专业之一,本文论述物联网技能专业设置的必要性、可行性,以及物联网技能专业的培养指标和课程体系。
  1物联网技能专业设置的必要性和可行性
  物联网观念于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”被称为继计算机、互联网之后,世界信息家当的第三次浪潮。业内专家认为,物联网一方面能够提高经济效益,大大节约成本;另一方面能够为全球经济的复苏提供技能动力。
  目前,美国、欧盟、中国等都在加入巨资探索物联网。中国工业和信息化部会同有关部门,对新一代信息技能开展研讨,以期变成支持新一代信息技能发展的政策措施。2009年8月7日,国务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心,提出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技能”,并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心[3]。随后,全国信息技能标准化技能委员会专门组建了传感器网络标准事务组,正式推动物联网相关家当发展。
  工信部总工程师、新闻发言人朱宏任2009年8月26表示,政府高度关注物联网的新技能,工信部也会与有关部门就物联网等新技能开展研讨,以变成支持新一代信息技能的一些新的政策措施。
  物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府事务、公共平安、安全家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通讯网之后的又一次信息家当浪潮。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及,这一技能将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。因此,社会对物联网技能方面的人才需求巨大。
  西安交通大学计算机科学与技能、信息与通讯工程、抑制科学与工程专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉,培养了大批合格的信息技能人才。这些专业均具有悠久的办学历史、强大的师资力量和完善的实验设备,在国内排名领先,国际上也具有重要影响。近年,学院在物联网技能领域承担了大量国家级和省部级重要科研项目,并在人才培养方面积极开展教育改革试点与实践事务,为开办“物联网技能”新专业打下了良好基础。
  新专业以《国家中长期科学和技能发展规划纲要》为指南,以物理信息混合网络化系统为载体,围绕“网络化信息感知”、“网络化信息传输”、“网络化信息服务与平安”、“网络化资源优化”四个主要研讨方向,紧密联合国民经济发展与国防建设的重大需求与发展战略,整合我校及国内外合作团队的优势资源,建立多学科交叉的“物联网技能”专业,为实现国家“信息化带动工业化”的战略决策,促进信息家当的发展做出重大贡献,并推动依托单位信息学科群的跨越式发展。
  2物联网技能专业的人才培养指标
  2.1培养指标
  物联网专业培养适应国家现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具有基础厚、口径宽、能力强、综合型、素质高等特点,富有社会责任感,系统扎实地掌握物联网技能基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技能和数据分析与处理方法的,具有信息获取、存储、检索、分析和处理能力的,能在计算机、自动化和通讯等信息领域起引领作用、具有国际视野和竞争力的创新性高层次专门人才。通过专业学习,在物-物感知理论、数据传输与融合、基于云计算的新型数据处理方法等方面,具备独立的科学研讨能力。
  2.2基本要求
  物联网专业的基本要求包括3个方面,即知识要求、能力要求和素质要求[4]。具体内容包括:
  1) 知识要求:具有较宽广的专业知识面,较强的事务适应能力。具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力;系统地掌握物联网技能领域的基本理论、基本知识,掌握本专业所需的电工、电子、计算机、自动化和通讯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能、物联网信息处理技能;掌握物联网体系结构、数据传输与平安技能;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综合研讨、开发和集成的能力。
  2) 能力要求:获取最新科学技能知识和信息的能力;熟练阅读英文专业科技文献、并运用英语进行沟通和交流的能力;运用计算机及信息网络辅助物联网规划、设计、计算、抑制的能力;明白相关的技能标准,具备进行物联网系统及装置研发、设计、制造、运行与管理的能力;具备较强的创新意识和从事物联网领域科学研讨的基性能力;具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。
  3) 素质要求:具有高度的社会责任感;具有良好的职业道德和学术道德;具有全球视野及可持续发展理念;具有博爱和宽容的道德情操;具有锲而不舍、追求真理的精神。
  2.3主干学科和相关学科
  物联网专业修学4年,授予工学学士学位。主干学科包括:抑制科学与工程、计算机科学与技能、信息与通讯工程。相关学科包括:电子科学与技能、管理科学与工程、电气工程及自动化。
  3物联网技能专业的课程体系设置
  物联网技能专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点,注重课程体系的交叉融合,将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑。在总学分170学分(教学16学时对应1学分,实验32学时对应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) 思维政治教育与国防教育(16学分,必修)。课程包括:毛泽东思维和中国特色社会主义理论体系概论、思维道德修养与法律基础、国防教育、马克思主义基本原理、中国近代史纲要和局势与政策。
  
  2) 体育(2学分)、英语(10学分)、计算机技能基础(3 学分)。计算机技能基础本专业设置程序设计基础课程。体育每学期0.5学分,共4学期。英语根据入学时英语水平考试成绩,分A、B、C三级;A级必修大学英语(I)(10 学分);B级必修大学英语(II)(6学分),另外从拓展提高类中选修4学分;C级免试获得4学分,另外从拓展提高类中选修6学分。
  3) 基础通识类选修课(12学分)。其中核心课限选6学分,其他课程任选6学分。
  4) 基础科学课程(40学分,必修31学分,选修9学分)。具体包括:高等数学、线性代数与空间解析几何、大学物理、大学物理实验、几率论与数理统计、复变函数与积分变换、离散数学、形式语言与自动机、数学建模、数值计算方法、数理逻辑、组合数学、模糊数学和随机过程等。
  5) 专业主干课程(46 学分,必修)。具体包括:物联网技能导论、电路、模拟电子技能、电子技能基础实验、数据结构与算法、运筹学、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技能、自动抑制原理、电磁场与电磁波、软件工程、计算机网络原理、通讯原理、嵌入式系统与接口技能、数据库与数据挖掘。具体学时学分安排如表1所示。
  6) 专业课程(17 学分,选修)。具体包括:无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息平安、物流管理概论、RFID技能、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技能、环境工程概论、电力工程概论、电子商务等。
  
  7) 集中实践(24学分,必修)。其中金工、电工实习2学分,集中生产实习3学分,工业系统测量、驱动与抑制2学分,工程项目设计2学分,毕业设计(论文)12学分,专题实验3学分。
  8) 工程项目设计是本专业根据“工程教育认证”要求设置的教学与科研联合类的实践课程,其整体思维是:由教导教师提出项目设计目的、背景和具体考核目标;学生据此具体规划和设计项目,教师参与项目设计方案的评估教导,如果遇到困难时,教师教导学生克服;教师定期负责检查、督导;项目完成后组织5人专家组进行评价和考核。考虑分2批进行:第1批在第5学期第10周起初启动,第6学期完成;第2批在第6学期第10周起初启动,第7学期完成。
  
  4结语
  为了优化专业结构,提高计算机专业、抑制科学与工程与信息通讯工程专业的交互程度,根据本文提出的专业培养指标和课程体系,我校拟开办“物联网技能”专业,每年从高考学生中招收约30人。在实施过程中,将高度重视特色专业点建设事务,大力加强课程体系和教材建设,改革人才培养方案,强化实践教学,加强教师队伍建设,紧密联合国家经济社会发展需要,推进专业建设与人才培养,切实为同类高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。
  
  参考文献:
  [1] 教育部办公厅关于战略性新兴家当相关专业申报和审批事务的通知[S/OL]. [2010-04-21]. http://www.moe.edu.cn/ edoas/website18/33/info1268120766807633.htm.
  [2] 宁焕生,张瑜,刘芳丽,等. 中国物联网信息服务系统研讨[J]. 电子学报,2006,34(12A):2514-2517.
  [3] 屈伟平. 物联网掀起新的信息技能革命浪潮[J]. 物流技能与应用,2009(11):42-45.
  [4] 桂小林. 西安交通大学计算机科学与技能专业本科生培养方案(2010年版)[S]. 西安:西安交通大学计算机科学与技能系,2010:1-15.
  Research on the Courses Program and Educational Mission for the Specialty in the Internet of Things
  GUI Xiao-lin
  (Department of Computer Science and Technology, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China)
  Abstract: We describe the necessity and feasibility of the specialty in the Internet of Things, propose the educational mission of the specialty, discuss the course program of the specialty. The research results will be helpful for the universities building the specialty in the Internet of Things.
  Key words: educational mission; courses program; the Internet of Things; specialty
  (编辑:彭远红)

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