SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：针对目前国内大部分高校物联网工程专业建立时间短、人才培养方案需不断修订的情况，结合工程教育专业认证理念，给出了在物联网工程专业按照工程教育认证标准制定人才培养方案。以西南石油大学物联网工程专业2019版人才培养方案为例，给出了人才培养方案的制定思路、具体内容，期望对其他高校提供有益借鉴。
关键词：工程教育认证；物联网工程；人才培养方案
本文引用格式：周永.基于工程教育认证的物联网工程专业人才培养方案制定[J].教育现代化,2020,7(51):31-34.
The Establishment of Talent Training Program for Internet of Things Engineering
Based on Engineering Education Certification
ZHOU Yong
(School of Computer Science of Southwest Petroleum University,Chengdu Sichuan)
Abstract:Aiming at the current situation of short time for the establishment of Internet of things engineering major in most universities in China and the need for continuous revision of the talent training program,this paper presents the talent training program for IoT engineering major according to the engineering education certification standards in combination with the concept of engineering education certification.Taking the 2019 talent training program for IoT engineering of southwest petroleum university as an example,this paper gives the formulation ideas and specific contents of the talent cultivation program,hoping to provide useful reference for other universities.
Key words:Engineering education certification;Internet of things engineering;Talent training program
一背景
根据《华盛顿协议》框架，建立符合国际实质等效要求的专业体系，已成为高校工程类专业建设的广泛共识[1]。计算机类专业是我国高校办学规模最大的专业，计算机类下的专业，包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息安全、数字媒体技术6个专业。计算机科学与技术专业是国内首批开展工程教育专业认证的专业，物联网工程专业在2018年才开始进行工程教育专业认证，但认证标准中的培养目标、毕业要求、持续改进等项，对各高校建设好物联网工行专业有很好的指导意义。同时，早做准备也能为以后物联网工程专业的工程教育认证打下坚实基础。
(一)工程教育认证背景
工程教育认证是对高校培养毕业生是否合格的一种认可。世界上最具影响力的国际工程学位国际互认协议为华盛顿协议，该协议由美国、英国、加拿大等国于1989年签署。2016年6月2日，《华盛顿协议》全体成员表决通过了我国的转正申请，正式接纳我国为《华盛顿协议》第18个正式成员。该协议对工科毕业生和工程师职业能力提出了标准，签约国互相承认各自的认证标准与程序。工程教育认证前提是实质相当，形(目标和内容等)可有差别，实(胜任工作)必须等价，其意义是毕业生享受与其他签约国毕业生同等待遇。
为了保障中国工程教育的质量，中国于2006年3月正式启动了和国际接轨的工程教育认证工作。对高校而言，提高教学质量有了明确合理的参考框架；对国家而言，可以向国际社会证明，中国能有效控制质量。截至2018年底，全国共有227所高等学校的1170个专业通过了工程教育认证。
(二) 物联网工程专业背景
教育部在2010年7月12日公布的“同意设置的高等学校战略性新兴产业相关本科新专业名单”中，有30所高校获批开办物联网工程专业[2]。除了北京科技大学等少部分高校在2010年将校内相关专业学生转入物联网工程专业外，更多的高校是在2011年开始物联网专业的招生。从毕业生来看，2015年6月起才有规模较大的物联网专业毕业生。对绝大多数高校而言，物联网工程专业办学时间短，毕业生数量少，相对其他专业更需要不断改进和提高。引入工程教育认证中的持续改进机制，就显得尤为重要，这样才能保证人才培养质量能够满足不断发展变化的社会要求。目前全国只有湖南大学的物联网工程专业，在2019年1月通过了工程教育认证。
二 培养目标与毕业要求
在制定培养方案时，总体原则为以下几方面。
1.人才的定位：高素质应用性型人才。
2.总体思路：高素质，应用能力，创新思维。
3.课程体系：改进教学环节，增加第二课堂，教学环节注重创新思维培养。
(一) 制定人才培养方案的思路
制定人才培养方案必须进行广泛调研，并结合所在学校的特色与定位。西南石油大学物联网工程专业在修订原有人才培养方案时，首先研读了《国家中长期教育改革和发展纲要（2010-2020年）》及工程教育认证标准，然后在成都物联网产业联盟协助下走访了多家物联网企业，同时到国内十多所高校进行调研。在形成“物联网工程专业2019版人才培养方案调研分析报告”后，按照学校“降低毕业学分，突出核心课程”的总体思路[3]，及学院从2019年开始大类招生的背景下，经多次讨论和修订，确定了人才培养目标、毕业要求、课程体系、课程能力矩阵。
(二) 培养目标
培养适应国家物联网战略新兴产业发展需求，德、智、体、美、劳全面发展，具有扎实物联网工程基本理论、专业知识，以及良好的分析和解决问题的综合能力，尤其具备多学科交叉基础知识和实践技能，能在企事业、科研院所等单位从事物联网系统分析、设计、开发、集成及运维的高素质应用型人才。学生毕业五年后，具备良好的品德和素养，具有解决物联网领域复杂工程问题的专业知识，具有良好的团队合作精神，具有终身学习的习惯。
(三) 毕业要求
通过专业相关课程的学习，掌握计算机软硬件系统方面的基本理论和基本知识，受到计算机软硬件系统开发方面的基本训练，具备解决物联网领域的复杂工程问题的基本能力。完成本专业方案规定的课程教学内容，且总学分最低修达169.5学分。
毕业生应获得以下十二个方面的知识和能力。
1.工程知识：具有从事物联网工程专业领域工作所需要的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够将相关知识用于解决复杂工程问题。
2.问题分析：能够应用数学、自然科学和计算机科学领域的基本原理，识别、表达复杂工程问题，并能通过文献研究分析，获得有效结论。
3.设计/开发解决方案：能够设计针对物联网领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的物联网系统或模块，具有一定的创新意识，考虑社会、安全、法律等因素，并能够对设计的计算机系统或模块进行实现。
4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对物联网领域复杂的工程问题进行研究，包括设计实验方案、分析与解释实验数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
5.使用现代工具：能够针对基于物联网领域复杂的工程问题，选择与使用恰当的资源、开发技术和现代工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价物联网工程专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展：能够理解和评价物联网工程领域的复杂工程问题对环境、社会可持续发展的影响。
8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在物联网工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。
9.个人和团体：能够在物联网工程相关的多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
10.沟通：能够就复杂计算机系统工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令；具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
11.项目管理：理解并掌握物联网相关的工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。
12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应计算机技术快速发展的能力。三专业课程体系
按照大类招生后的实施方案，学生在前三个学期，学习大类平台课，也就是计算机相关专业前三个学期的课程都是一样的。西南石油大学的计算机大类，目前包括6个专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、数据科学与大数据技术、网络空间安全。学生在第三学期结束后，再分流到各个专业。因此，专业课程体系，需要由大类平台课和专业课程构成。大类平台课如表1所示。
大类平台课包含7门专业平台课和1门实践课程，实践课程的总学时2周，是指学生在统一安排的两周时间内完成实践，折合48学时。
专业课程(含实习、实践)为8门课程，如表2所示。最核心的4门专业课为：单片机与SOC（双语），物联网信息感知技术，物联网信息传输技术，物联网信息处理技术。物联网的感知、传输、处理三个层次对应为三门课程，与大多数高校开设的课程不同，因此这里对三门课的内容与目标做一个介绍。
物联网信息感知技术（9812204040）：64学时，4学分。本课程主要内容包括RFID标识基本理论和相关标准，RFID应用技术及方法，构建RFID应用系统的基本方法；传感器、智能传感器的原理与结构，传感器的智能化、可靠性、抗干扰等关键实现技术；物联网控制系统的结构及简单控制系统的设计。通过本课程的学习，使学生能够应用感知控制的理论和方法来分析解决物联网应用常见的感知控制问题，为学习后续课程及将来从事物联网工程领域的工作奠定基础。
物联网信息传输技术（9812205040）：64学时，4学分。本课程主要内容包括通信基本知识，各种常用通信标准，无线传感器网络的体系结构、通信协议、命名与寻址、拓扑控制、时间同步、能耗控制、数据处理等技术及应用等。通过本课程的学习，使学生能够应用通信的理论和方法来分析解决物联网开发中常见的通信问题，能选用合适的通信技术及通信网络，构建物联网，支撑物联网的应用。
物联网信息处理技术（9812206040）：64学时，4学分。本课程主要内容包括物联网应用系统设计方法、海量数据的存储技术，数据采集、数据流管理、物联网数据集成与数据融合等。通过本课程的学习，使学生能够应用数据处理的理论和方法来分析解决物联网应用中常见的工程问题，为将来从事物联网工程领域的工作奠定基础。
根据前期调研中企业对“知识、能力、素质”方面的建议，方案强化了学生的编程能力和动手实践能力[4]。毕业设计总周数增加到了21周，14个学分。
专业的选修课程，分为三部分：程序设计能力提升模块，专业知识体系提升模块，工程实践能力提升实践模块。程序设计能力提升模块是在学生的4到6学期，让学生每个学期选修一门编程类的课程，确保学生在这三个学期中编程不断线，编程能力可以得到持续提高，学生需要在此模块选修3门课，取得9个学分。专业知识体系提升模块要求学生选修4门课程，取得12个学分。工程实践能力提升实践模块，要求学生在三门实践课中选择其一，取得4个学分。
四 课程与能力矩阵
确定了培养目标和课程体系后，就必须将毕业要求分解到相应的课程或环节。中国工程教育认证协会制定的2015年版工程教育认证标准，特别强调各项毕业要求的指向是解决复杂工程问题而非一般性工程问题。本方案解决复杂工程问题的毕业要求，通过物联网综合应用实践、生产实习、毕业设计环节来支撑。
认证标准虽然给出了各专业通用的12项基本毕业要求，但是其中一半以上的毕业要求是非技术性的指标。每项毕业要求需要分解成指标点，通过相应课程或实践等环节来支撑。在具体分解时，总体的原则是，一个毕业能力不要由太多的课程来支撑，每一处的支撑所占比例至少0.1；一门课程，也不要支撑太多的毕业能力要求。
鉴于完整的支撑矩阵需要很长的篇幅，这里选择三门不同课程来做举例：一门大类平台课，一门专业核心课，一门实践类课程。
(一)大类平台课《数据结构与算法》
大类平台课《数据结构与算法》，支撑四个二级指标点。下面的1.2表示，第1个毕业能力拆分的二级指标点中，数据结构与算法支撑其中的第2个二级指标点。
1.2掌握计算机及相关的工程基础和专业基础知识，并能运用于计算问题的表达、证明和建模。
2.2能运用工程基础和专业原理和方法，针对特定的计算机类问题进行表达、研究和分析，以获得合理有效的结论。
3.1具有问题调研与需求分析的能力，能够根据用户需求确定设计目标。
4.1能采用计算机及相关方法对复杂的工程问题进行研究，能够设计相应的实验方案。
(二)专业核心课《物联网信息感知技术》
此专业核心课程支撑毕业能力中的如下五个二级指标点。
1.3熟练掌握物联网基本概念、原理和体系结构，掌握物联网海量信息处理和智能决策基本理论和基础知识。
3.2具有物联网复杂工程问题的硬件选型和软件设计与实现的能力。
3.3具有一定的创新意识并在物联网设计中考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素的能力。
4.2能够根据物联网工程实验方案构建实验系统，安全地开展实验，科学地采集实验数据。
4.3能对物联网工程实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。
(三) 实践类课程《智能硬件设计综合实践》
智能硬件设计综合实践支撑2.4、3.2、3.3、9.2、10.2这五个二级指标点。对已经出现过的3.2和3.3这里不再重复给出。
2.4具有针对特定物联网系统及应用问题需求进行分析与建模的能力，解决问题有多种方案可选择时，通过文献研究寻求可替代的解决方案。
9.2具有良好的团队合作精神，在团队中承担个体、成员及负责人的角色并发挥相应的作用。
10.2了解物联网专业领域国际发展趋势、研究热点，理解和尊重世界不同文化的差异性和多样性，具有在跨文化背景下进行沟通和交流的能力。
五结束语
按照工程教育标准制定人才培养方案，只是万里长征走完了第一步。践行“成果导向教育”，需要在建立能力矩阵表后，在每一门课程的教学大纲制定与实施中，都要考虑对毕业要求的支撑。人才培养方案既不能频繁修改，又不能长期不变，需要不断的跟踪分析和做出改进。物联网工程专业自行开展“毕业要求”达成度评价，有利于每个教师自己应承担的毕业要求培养任务，并紧密围绕承担的毕业要求实施教学活动。
国内物联网工程专业进行工程教育认证刚刚起步，但尽早通过工程教育认证标准来指导物联网专业的建设和改进，无疑大有裨益，并在以后的工程教育认证中取得先机。
参考文献
[1]仇建,陈宾宾,胡维华.工程教育认证背景下的网络专业课程体系建设[J].杭州电子科技大学学报(自然科学版),2015,(02):107-110.
[2]胡成全,魏晓辉,钟丽鸿,等.物联网工程专业课程设置与实践教学体系设计[J].计算机教育,2015,(9):12-15.
[3]程超,刘诗琼,刘红岐,等.基于OBE理念修订人才培养方案——以西南石油大学勘查技术与工程专业为例[J].中国地质教育,2016,(01):41-44.
[4]周瑞东,丁鹏,王世元.新形势下高校物联网专业人才培养模式改革与创新[J].教育现代化,2018,5(13):28-29+39.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/31315.html
