物联网工程专业建设和实践教学探究

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1、物联网工程专业建设和实践教学探究　　摘要：介绍武汉大学计算机学院物联网工程专业建设的内涵与定位，阐明专业人才培养的定位与特色、课程体系的设计方案，提出本专业实验环境设计与实践教学开展的基本思路。关键词：物联网；专业建设与实践；课程体系1背景教育部要求加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育人手，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产业相关专业（如物联网工程本科专业）人才。目前教育部已经批准150余所学校开办物联网工程专业，在校学生总数在近两年内将超过

2、8000人，使得物联网工程专业成为各类高校竞相开设的热门专业之一。9物联网工程专业属于工科，在首批30所高等院校中，电子科技大学依托通信工程专业办学，哈尔滨工程大学、合肥工业大学、武汉大学依托计算机学院的专业办学。我们通过调研发现国外目前尚未形成专门的物联网本科专业，国外大多数高校也将传感、射频识别等相关课程放置在CS（计算机科学）或EE（电气工程）等相关学院；国内对该专业的教学研究尚处于起步阶段，还没有形成非常完整的教学理论与实施体系。2010年9月，武汉大学依托计算机学院、国际软件学院从2010级本科生中通过自愿报名转专

3、业的方式招收了30名学生成立了物联网工程专业班；至今已有3个年级近百名学生。通过3年的教学实践，我们基本搞清了物联网工程专业内涵，明确了武汉大学物联网工程专业人才培养特色，建设了具有自身特色的人才培养模式与课程体系。2专业内涵与特色定位物联网工程专业具有相对独立的理论体系，其内涵涉及4个层面（主要领域）：信息感知、信息传输、信息处理和领域应用。在人才培养方面，本科生课程体系和教学内容包含如下一些知识点和内容：即信息感知与识别理论、异构网络互联与通信理论、海量异构数据融合与管理理论、软件建模与设计、领域应用技术等。武汉大学物联

4、网工程本科专业的理论层次如图1所示。综上所述，物联网学科是研究信息感知、信息传输、信息处理、领域应用相结合的综合性理论与技术的新兴学科。物联网工程专业是以计算机、网络与通信、控制融合为主要特征的综合性专业，涉及计算机、通信、控制、电子、信息安全、数学、物理以及工程等多个专业的知识，学生应按复合型工程类人才进行培养。9武汉大学物联网工程本科专业人才培养秉承“三创”（创新、创造、创业）人才培养理念，以计算机大学科平台为基础，培养具有扎实的计算机理论基础，又有物联网专业理论与工程技术特长的复合型工程应用人才。3武汉大学物联网工程人

5、才培养方案与课程体系3.1培养目标本专业培养掌握自然科学、人文科学基础和计算机、网络与通信、控制等学科基础知识，系统掌握物联网的基本理论、技术和应用知识，并具备从事物联网领域的科学研究、工程设计、应用开发或运营管理等方面工作的“三创”复合型人才。3.2能力构成能力构成包括培养学生应有的素质要求、知识要求和能力要求。9武汉大学物联网工程本科专业学生培养强调具有如下素质：①掌握科学思维方法和科学研究方法，有一定的创新和创业意识，具有较强的事业心和严谨求实的实干精神；具有一定的工程意识和效益意识。②在业务素质上，学生应熟悉信息感知

6、、信息传输、信息处理、领域应用等全局系统的设计、构造和分析过程，深刻理解其内在机制和整体的系统观；具有该学科宽广的知识面，同时在该学科的一个或多个领域具有高级知识；具有一个完整的设计经历，包括应用系统及其构件、物联网工程的设计及其实现。③具有良好的思想品德素质、文化素质和身心素质。对该专业本科生的知识要求方面，强调学生应具备人文社会科学知识、自然科学知识、专业知识、工具知识等；在专业知识要求方面，强调学生应具有扎实的计算机、网络与通信、控制基础知识，具有系统扎实的信息感知、信息传输、信息处理、领域应用的基础知识并在某方面有所

7、侧重，具有基本的工程实施与管理知识。在能力要求方面，学生应具备学习能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。3.3专业优势相比其他相关或相近专业，武汉大学物联网工程专业培养的本科生主要优势有4点：（1）针对新兴的物联网领域，具有更好的针对性、适应性和前瞻性。（2）综合计算机、网络与通信、信息安全等学科，具有更宽广的知识结构。（3）全面掌握信息感知、信息传输、信息处理及领域应用的知识和技术，具有更全面的能力体系。（4）多层次多粒度工程训练，具有更扎实的实践能力。3.4课程体系9武汉大学物联网工程本科专业人才培养与教学实施工作依靠

8、良好的课程体系设计，通过课程模块规划、专业核心课程的组织与建设，体现出良好的人才培养整体水平。在此具体介绍所设计的课程模块思路和专业核心课程建设的内容及体现的特色。3.4.1课程模块设计根据课程内容关联关系，将课程分为8个模块：基础模块、感知模块、网络与通信模块、数据处理模块、安全模块、领