工程教育背景下物联网工程专业课程改革研究

摘  要：针对高校物联网工程专业课程在教学内容、教学方法方面所存在的不足，结合物联网工程的专业特点，围绕应用型人才培养的目标，以温州理工学院智能制造与电子工程学院设立的物联网工程专业课程为参考，结合浙江省及智能制造与电子工程学院产学合作协同育人项目中关于新工科专业应用型课程的教学改革，同时与当地物联网相关企业密切结合，研究新工科应用型课程的教学体系，探索工程教育背景下新工科应用型人才的培养机制。为物联网工程专业的新工科课程改革提供具备实际项目经验的教学改革参考意见，为专业建设的螺旋式上升做好铺垫。

关键词：物联网工程；专业认证；工程教育；应用型人才培养；教学改革

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）02-0137-04

Abstract： Aiming at the deficiencies in the teaching content and teaching methods of the courses of Internet of Things Engineering in colleges and universities， combined with the professional characteristics of Internet of Things Engineering， focusing on the goal of training applied talents， and taking the Internet of Things Engineering courses set up by the School of Intelligent Manufacturing and Electronic Engineering of Wenzhou Institute of Technology as a reference， in combination with the teaching reform of applied courses for new engineering majors in Zhejiang Province and the industry-university cooperative education project of Intelligent Manufacturing and Electronic Engineering College， the teaching system of applied courses for new engineering is studied in close combination with local related enterprises， and the training mechanism of applied talents for new engineering under the background of engineering education is explored. It provides reference opinions on teaching reform with practical project experience for the new engineering curriculum reform of the Internet of Things Engineering， and lays the groundwork for the spiraling rise of the professional construction.

Keywords： Internet of Things Engineering; professional certification; engineering education; cultivation of applied talents; teaching reform

党的二十大以来，国家高度重视技术创新，提出并实施“物联网”“互联网+”和“人工智能”技术，以新技术、新形态、新模式和新产业为代表的新型经济快速发展，对高级专业技术人才有了更深层次的要求，亟需加快以工程教育为背景下的改革创新。同时，技术创新意味着技术人才对新工科、新知识“开疆拓土”的新要求[1]。“新工科”的“新”围绕五大板块：工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系[2]。区别于科研为主的学校，培养符合中国经济发展规律，具有工程实践能力的应用型人才为当下应用型高校主要人才培养模式。物联网工程基于互联网等信息载体，实现物理对象的互联互通，是当代信息技术的第三次革命产物，同时也是国家大力发展的新兴产业，被《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》列入重点研究领域[3-4]。随着社会经济生活对物联网技术的迫切需求，物联网产业发展迅速，在各领域可开发的应用前景无比广阔，因此，高级专业技术人才随之成为物联网产业中迫切需求的对象。物联网工程专业诞生于该市场背景之下，专业目标以物联网三层架构（感知层、网络层和应用层）的关键技术为核心，培养具备扎实的物联网理论基础知识和实践基本操作能力，具有优越创新能力及复杂工程分析能力的高端应用型新型技术人才[5]。

物联网工程专业是国家在交叉学科的背景下，为战略性发展新型信息通信技术设立的新兴专业。2021年，国家教育部高等学校计算机专业教学指导委员会颁布了物联网工程专业最新的《高等学校物联网工程专业规范（2020版）》，为普通本科高校物联网工程专业的办学定位，专业建设提供指导方向[6]。物联网工程专业的建设，旨在加强实践过程教学改革，保证核心技术应用研发案例与时俱进，为各大相关企业及事业单位注入新方向，同时实现工程师资格与工程教育的互通互认，以应用型新型人才为载体提升我国工程教育的核心质量。工程教育以学生的培养成果为质量反馈对象，突出成果导向。为进一步得提升教学质量，工程教育背景下的物联网专业课程建设研究显得非常重要[7]。

一  专业课程建设的现状分析

（一）  物联网工程专业是多学科交叉融合的新兴专业

物联网专业是电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术等相关学科高度交叉、相互融合的一个新兴专业，具有前沿特征明显、学科交叉融合、知识技术密集等特点。物联网技术作为一种处于摸索阶段的集成创新型技术，存在知识体系模糊、产业边界不清晰等问题。因此，各高校针对物联网专业的课程体系建设也没有统一的标准，各学科教学很多都处于“简单叠加”的状态，“合而不融”的问题亟待解决[8]。

（二）  物联网工程专业是应用驱动教学、系统集成性强的专业

与其他领域相比，物联网技术并不是指一种核心技术，它属于一种系统集成创新技术。它通常以一种集成系统的形式为用户提供某些专业应用服务，集成系统设计和应用时务必重视数据在该系统内的全生命周期和闭环流转。因此，为了满足物联网行业的广泛应用需求、确保专业建设和产业发展精准对接，本专业应该进一步强化顶层设计、糅合优势学科和优势资源以发掘新的教学质量增长点[9]。

（三）  物联网工程专业具有创新性、工程实践性强的特点

物联网专业是响应国家战略性新兴产业发展需要而开设的专业，呈现明显的科技创新性需求和产业发展指示性。因此，物联网专业的课程建设应突出创新能力、强化工程实践，这与工程教育的理念高度吻合[10]。本专业应以产业需求为导向，增加实习实践类课程在培养计划中的比重、延长学生进企业实习的时间，强化企业导师进课堂等措施，筑牢校企合作协调育人。

二  工程教育背景下物联网工程专业课程建设存在的问题

目前，我国国内各高校的物联网专业建设时间短，大多处于摸索阶段，因此物联网专业的培养方案并没有丰富的优秀经验可以借鉴。本文基于工程教育的大背景，通过调研若干地方型二本院校的物联网专业建设情况，并结合本校物联网专业建设，分析认为物联网专业课程建设存在以下问题。

（一）  人才培养模式有待完善

工程教育的关键是要确认学校培养的工科毕业生的工程能力和工程素质达到行业认可标准。但是很多高校由于硬件设备有限、实践资源匮乏等原因，物联网专业课程设置中实践课程课时较少，无法满足工程能力培养的要求。或者，有些高校虽然有比较完善的课程设置，但是实践课程的内容往往以各专业课程的验证性实验为主，不能充分反映生产实际需求，无法切实提高学生工程素质。

（二）  师资力量薄弱

目前，物联网专业的教学大多依托于电子科学与技术、计算机科学与技术、信息与通信工程等一级学科的师资力量。然而受国家政策、城市区位和地方发展水平等影响，相比起学科齐全、实力雄厚的985、211院校，地方型二本院校往往学科发展不齐全、师资力量比较薄弱，这为物联网专业的教学和发展带来较大阻碍。

（三）  教学重理论而轻实践

物联网的专业核心课程包括传感器原理、无线传感器网络、通信原理、计算机原理和射频识别原理等。大部分教师没有充分认识到物联网专业的实践性，在这些课程教学中仍然沿用该课程在其他专业的授课方式，在教学内容上侧重将原理、算法等理论知识讲全、讲深、讲透，而将课程实践仅作为理论教学的补充，这样学生很难从工程角度进行专业认知。与此同时，这些枯燥、晦涩的课程理论教学进一步降低学生学习热情，继而影响整体专业教学质量。

（四）  课程定位的不确定性

在“中国制造2025”等国家重大战略的需求下，多学科交叉和多技术融合将成为常态。物联网作为新工科背景下的热门专业，技术涉及众多，专业课程体系庞大；应用场景广泛，包括工业监控、城市管理、智能家居、环境检测等生活生产诸多领域。因此，物联网专业要求培养学生开阔的眼界，注重各交叉学科融会贯通和综合应用。但是，各高校物联网专业课程建设通常没有明显的层次性，内容繁多，因此，一旦课程定位没有明确的“产业导向”“行业牵引”，即课程教学脱离实践应用场合，学生往往不能将该课程和工程应用进行有效联系，更不能在工作中达到学以致用的效果，工程应用人才培养将失去其正确的方向。

（五）  实践创新能力培养体系不健全

物联网是应用型专业，其对学生实践创新能力的要求较高。目前，大部分物联网专业的授课教师虽然理论知识扎实，但是缺乏企业工作经历，导致培养的学生实践创新能力较弱。地方二本院校由于经费有限，实训设备落后或者人均数量较少，学生实践技能不能得到有效的训练。而且专业实践项目大多属于单门课程配套实验，缺乏工程特征，因此无法对学生进行工程性的培养，更遑论创新能力的提升。即便近几年来“挑战杯”“互联网+”等大学生创新创业大赛声势浩大，学生也无信心去尝试和挑战。

三  物联网工程专业课程改革策略

（一）  完善人才培养模式

1  人才培养目标

顺应“互联网+”和新一代信息技术的发展趋势，立足地方、面向全国，以产业发展为导向，瞄准企业需求，结合地方二本院校人才培养的要求及特色，强化优势，精准定位高素质工程应用型人才培养目标，进而构建科学的人才培养方式。

2  人才培养方式

紧密围绕人才培养目标，通过对行业技术信息和岗位能力需求的深入调研，及时修订人才培养方案中的不足，调整专业知识结构。根据人才培养特色，对专业课程要有主次、有侧重地进行建设；梳理课程知识之间的逻辑关系，合理安排课程学习的先后顺序；根据课程的特点，科学建立课程考核方式和有效评价机制。

3  人才能力培养宗旨

在人才培养目标的指导下，秉承CDIO工程教育理念，研究物联网工程专业人才应具备的专业能力，以及专业能力之间的关系，由此有针对性地设置理论课程和实践课程，使学生能达到预定培养目标。