新工科背景下物联网工程专业产教融合与多元协同育人模式研究
1 物联网工程专业现状
“物联网”一词源于1999年Kevin Ashton 的定义，即“万物相连的互联网”，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，可以将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成一个巨大的网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。截至2020年，全国已有500多所高校开设了物联网工程专业。物联网工程作为多学科相交叉的专业，涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识，其应用范围几乎覆盖了各行各业，因此对人才培养有着较为严格的要求。
新工科建设是以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的，与新经济的蓬勃发展、国家一系列重大战略的实施相关联，对我国未来全球竞争力的提升具有重大意义，因此对工程人才培养提出了更高的要求，要求面向产业、面向世界、面向未来
[1-2]
。
作为“新工科”专业的物联网工程
专业，根据科技革命与产业变革的行动要求，应培养具有实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”专业人才[3-4]。随着物联网工程专业的不断发展，已有部分高校获得了国家一流本科专业建设“双万计划”建设，
并有高校的物联网工程专业通过了“工程教育认证”，未来的专业发展都将以工程教育认证为抓手，以一流专业建设为标准，建设有各高校特的物联网工程专业。
物联网工程专业涵盖了目前IT 领域的多项核心技术，主要是培养能够系统掌握物联网的相关理论、技术和方法，并具备网络技术、通信技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。
物联网关键技术包括RFID 技术、云计算、云存储、云服务、IPv6、短距无线通信、传感器、二维条码等。从实际应用角度讲，物联网应用几乎已经涵盖了各行各业，从共享单车、智能家居、智慧农业、车联网到无人驾驶、智慧城市等，都体现了物联网技术的无处不在，培养优秀的专业人才也是高校专业建设的重中之重。
2 产教融合、多元协同育人机制的模式
2.1 以国家新工科建设为契机，推进高校人
才培养体系改革
教育部高教司于2017年推出了新工科建设计划，并先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件。2020年6月16日，
基金项目：2020年度北京工业大学教育教学研究课题“新工科背景下物联网工程专业产教融合多元协同育人模式
研究”（ER2020B003）。
第一作者简介：方娟，女，教授，研究方向为高性能计算、智能计算、边缘计算，*****************。
新工科背景下物联网工程专业产教融合与多元
协同育人模式研究
方 娟，张佳玥，王秀娟，高明霞，陆帅冰
（北京工业大学 信息学部，北京 100124）
摘 要：分析目前国内的物联网工程专业现状，提出产教融合、多元协同育人模式，阐述如何以赛促学、
以赛促新、以赛促用，以国家新工科建设为契机，推进高校人才培养体系改革。关键词：物联网工程专业；产教融合；多元协同育人；导师组制
层设计走向“扎扎实实”的推进落实和质量提升。在此思想指引下，全力推进物联网工程专业的改革和创新，以建设一流的物联网工程专业和培养一流物联网工程专业人才为目标，形成新工科背景下的教育质量管理体系。
新工科建设是一项持续深化工程教育改革的重大行动计划，主要是为了应对新经济的挑战，被提升到服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度。物联网工程专业是我国的新型战略产业，目前物联网发展已到了产业化、标准化的关键时期。20世纪90年代美国就已经有了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”的说法。互联网解决了几乎所有信息间的互通，物联网不但应是互联网的拓展，而且应是智能决策网、控制网、智能应用网。随着信息技术和人工智能的飞速发展，高校人才培养体系也亟须相应改革。在近几年的专业建设中，以工程教育认证为抓手，以建设一流的物联网工程专业和培养
一流物联网工程专业人才为目标，充分借鉴国内外著名大学相关专业的办学特，以立德树人为根本任务，将培育和践行社会主义核心价值观细化为学生发展核心素养体系和学业质量标准，确定培养目标，制定毕业要求，规划完善现有课程体系，使思政课程与课程思政同向同行，形成协同效应。
2.2 构建新工科背景下的高素质创新型人才培养体系
新工科背景下，应从工程教育存在人才培养模式单一、工程性缺失和实践环节薄弱、对学生创新教育与创业训练重视和投入不足以及产学研合作不到位和企业不重视参与人才培养过程等问题出发，形成高素质创新性人才培养体系。
首先，在培养计划制定方面，充分考虑到实践环节的重要性，加大实践所占的学分比例，包括大一新生的认识实习课程、大四的工作实习课程、理论课程中的实验环节、专业课程的课程设计、创新创业学分以及鼓励学生参加各种专业相关的物联网大赛等。培养计划执行中，应明确育人目标、聚合育人资源、遵循育人规律、创新育人机制，才能不断提升人才培养的针对性和实效性，聚合校内外各类育人资源，推进思政课和专
多个题目供学生选择，或自行设计与课程设计相关的题目，让学生参与教学、实践内容设计，给予学生充分的创新空间，提升学生自主学习的兴趣，加大师生交流互动，发挥学生的主观创造性。例如，在课外活动中，通过项目化方式，充分依靠学生组织和开展活动，鼓励支持学生自主设计组织有意义的课外
活动和学生竞赛活动；在日常管理中，通过设立学生小组、开展座谈交流、问卷调查等形式，广泛听取学生对课堂的意见，及时解决学生学习生活中存在的问题和困难，提高学生的学习能力和学习适应性。
综上所述，构建新工科背景下的高素质创新型人才培养体系，无论学科体系、教学体系、教材体系或管理体系，不仅是人才培养理念的转换，而且需要对人才培养的目标重新确立，为学科、教学、教材、管理体系设定一条内在的逻辑线路，从而使高素质创新人才培养体系成为一个有机整体，实现高素质创新人才培养目标的功能最大化。在高校人才培养的基本单元——学科（专业）体系的构建上，需与一级学科或专业中形成创新教育与专业教育的融合一致，在培养目标中将创新能力目标与专业能力目标相融合，形成围绕培养高素质创新人才的功能目标定位。同时，在课程体系构建上，要形成创新教育与专业教育相融合的课程体系，分解课程目标，围绕课程在培养创新专业人才上的载体，按照知识逻辑、认知逻辑与创新逻辑相统一的方法论，编制课程内容及课程教材，形成一套完善的高素质创新型人才培养体系[5]。
2.3 搭建高校与企业合作平台，校企共建校外实践基地
在物联网工程专业的工作实习环节中，在规定的4周实习时间里，除了初期的技术培训之外，大部分学生可以组成项目小组，在企业团队和校内导师的共同指导下，形成双师队伍，让教师和学生参与完整的项目开发过程，既为企业带来一定的经济效益，又可以提高教师的企业经验和实践能力，学生在项目开
发过程中也得到了长足的锻炼，教师也可以将新颖、实际的教学素材补充到实际教学内容中。随着一届届学生的参
年，继续完成项目，以及确立毕业设计题目，使学生在项目参与中将实习基地不断建设、不断完善，从而让更多的学生参与进来。同时，利用校外实习基地，可以将中青年教师加入企业进行项目开发与实践，并将实际案例和经验丰富到课堂中，提高各方面的素质和能力。
2.4 “物联网工程实践课设”课程教学实践
“物联网综合实训课程”是物联网工程专业学生在大四必修的一门综合实践课，重在“综合”与“实训”，即围绕物联网工程领域的全部知识，梳理知识点，建立宏观的、整体的概念，并将该体系应用于实践，通过实际项目训练学生将理论知识应用于实践的能力。课设的主要内容依托于2018年获批的第二批华为产学合作教改项目，华为的HCNA-IoT认证培训课程内容有机嵌入物联网综合实训课程。课程以华为 HCNA-I
oT 认证课程内容为主线，以通过 HCNA-IoT 认证为目标，将整体内容划分为模块，每个模块用2~4个学时实现，其核心内容包括智能办公室系统的设计与实现，智能办公室的结构采用M2M的架构，考勤系统采用RFID技术，环境的检测和控制采用传感器和WSN技术，与云端的通信开发采用华为OceanConnect云平台。
实验需要在掌握基本原理的基础上，在总体结构的指导下，设计并实现RFID数据采集、WSN数据采集、无线传感网数据传输、M2M平台数据通信、M2M平台数据管理、客户端软件模块、云平台通信，要求学生完成相关模块的功能设计，自行选择实现语言，每组最后提交规范的实验报告。通过实验系统的设计与实现，引导学生经历物联网小型系统的构建流程，加深对物联网三层结构的理解；其次是培养学生系统能力（系统的视角，系统的设计、分析与实现）；第三是培养学生的系统实现能力（硬件调试，软件设计与实现）；第四是通过分小组，培养学生的团队合作精神与能力；第五是培养学生查阅资料、获取适当工具、使用适当工具；最后是培养学生表达（书面语口头）能力。通过本课程设计，探索了在应用型人才培养中将学历教育过程与职业教育和认证过程有机融合的方式和方法。
3.1 以赛促学，产学研协同发展
在学生培养过程中，以课程“项目化”教学为中心，由专业指导教师和学生组成竞赛队伍，把学生在物联网工程专业相关课程教学活动中必须掌握的各项基本技能、专业技能应用于竞赛中。学生通过参加与专
业相关的高水平竞赛，学习其他同学的竞赛知识和经验，提升自己的专业技能，不断改进自身的不足，从而达到“以赛促学”的效果。近几年随着物联网领域技术的快速发展，国内外每年都会举办高质量的学生竞赛，通过学科竞赛和集成产业资源，来激发学生的兴趣与潜能，增强自主学习动力和工程技术能力，实现“以赛促学、以赛促新、以赛促用”，培养新时代的新工科人才，提升学生就业创业的核心竞争力。物联网工程专业的学生们近几年重点参加了华为ICT大赛、全国大学生物联网设计竞赛、“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛、全国大学生“恩智浦杯”智能汽车竞赛等，均取得了不俗的成绩。3.2 探索新型本科导师组制
“以赛促新、以赛促用”是产学研协同发展的重要目的。在学生竞赛过程中，可以充分发挥学生的创造能力，探索导师组制培养模式，针对竞赛、科研、工作实习等各个环节，建立由学术导师、企业导师、竞赛导师、高年级学生、辅导员等组成的导师组，实现合理的师资配备。结合校内教师和企业导师的经验，并与企业导师共同商讨，以项目、竞赛、专业知识拓展等为主线，创造条件进行创新型人才培养，为学生提供学术指导、学业督导、竞赛辅导、心理疏导，及时解决学生遇到的困难。近年来，由于我校成立了创新创业学院，通过举办各类学生竞赛以及整合竞赛资源，可以为教师和学生提供竞赛成果与企业对接的渠道，极大地促进了竞赛成果的落地，激发了学生的创造力，推动高校师生科技成果转化、产学研用紧密结合具有深远的影响力。
通过学科竞赛和产业应用的双重驱动，打造“共建、共享、共生”的校企共同体，推动竞赛项目成果向产
业应用的转化，企业发展又能产生更新的教学资源，形成良性互动机制。在国家的新工科建设的积极引导下，不断变革现有课程体
多元育人模式。学校各级各类科研实验室、工程中心全面开放，支持学生项目实施、创新创业和学科竞赛等，培养学生的研究兴趣和科研能力，建设创客空间，保障学生自主设计与创造实践，促进学生研究式和创造性学习。建设校内外科技孵化器和加速器，促使学生创业成果转化，助推区域经济社会发展。通过多元培养、深度交融、多方参与，准确把握新技术和新产业当前对人才的需求和对学生培养的模式，共同完成新工科人才的培养工作，形成多元协同育人的培养模式。
通过多种模式的建立，旨在推动新工科背景下物联网工程专业产教融合与多元协同育人模式的深入研究，加强与企业的联合育人，将企业讲师进课堂、导师组制培养模式、校外企业实践基地等方式的结合，充分发挥学生的创造力，将理论联系实际运用到实际项目或竞赛题目中，真正为高素质创新型人才培养探索出产教融合的新道路，推动专业发展，提高教学质量，为社会输出高素质的物联网专业创新人
才。
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（编辑：孙怡铭）
省赛奖50多项；培养了一大批软件工程和其他学科融合的实践创新人才，开创了本专业和其他专业融合创新创业的新风尚。物联网工程就业方向
4.3 创新创业孵化
在近期双创培养出来的本科生中，有部分学生在本校继续攻读硕士学位期间，进一步完善本科阶段参与的互联网+创新项目，并进行产业化应用，验证“做中学、学中创”实践创新能力培养体系契合当前互联网+双创环境下实际需求，推进了软件实践创新人才培养。5 结 语
互联网+时代下，为了顺应创新创业时代的发展潮流，以产出为导向，逐层递进式培养软件工程人才实践创新能力，实施“做中学、学中创”软件实践创新能力培养模式和策略，一定程度上解决培养学生实践创新能力培养“周期长、效率低、实施难”等一系列问题，让越来越多的青年学生将自己的创新创业梦融入中国梦当中，实现自身的理想与价值。
参考文献：
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