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1、 物联网专业学生创新实践能力培养的探索 朱俊岭邵平王俊波田庆摘要：物联网专业的人才培养计划中，创新实践是必不可少的环节，本文在分析计算机专业实践教学过程、物联网专业需求的基础上，提出了一种学生能力培养的组织模式，对开放实验平台的建立、教师与学生团队的建设、创新项目的选题及组织等内容进行了探索。经验表明，该实践教学方案与课堂教学相互补充，能在课程设计、毕业论文、学生竞赛等各个方面发挥重要作用，着力于培养学生的创新实践能力，取得了较好的人才培养效果及专业的可持续发展。关键词：物联网；实践教学；创新团队；培养方案：G642.0 文献标志码：A ：1674-9324（2015）08-0152-02一、
2、引言物联网是一个基于互联网、电信网等信息传输载体，将所有能被寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，它可以将现实世界数字化，是当今社会最具潜力的产业之一，并能引发人类生产生活方式的重要变革，因此使具有理论知识与实践能力的人才培养迫在眉睫。在物联网专业的建设过程中，研究并建立包括创新教育、实践教学、教学方法和管理机制等在内的人才培养体系就显得非常重要了1。从当前的发展趋势来看，物联网应用系统涉及电子技术、计算机技术、互联网技术、通信技术、自动控制技术等多种信息技术，作为个体很难完全掌握所有需要的知识2。物联网的应用必须建立在一个团队的基础上，因此在学生创新实践教学的建设过程中团队建设就显得非常重要
3、了。另外，技术上的创新一般是大公司、大企业所推动的，物联网应用系统更多的是利用现有的成熟技术进行应用创新，在学生创新实践教学中对现有技术的原理及应用要有深入的理解。结合物联网应用系统中所涉及到的技术及学生创新实践的需要3，对实践教学的培养计划和实施方案进行建设是物联网专业建设中的一项紧迫任务。学生创新实践教学的建设离不开开放的实验平台、教师团队、学生团队以及合理的制度建设。以开放的实验平台作为学生创新的实践中心，以教师团队作为学生创新的技术支撑及指导，以学生团队构建学生创新实践的主体，以合理的制度建设作为创新实践教学的保障。二、开放实验平台的建立物联网专业的建设必须结合计算机学科的专业情况与特
4、点，对学生的主要培养目标是培养应用人才，因此学生创新实践应该放在物联网平台及相关软件设计这一部分。在物联网学生实践教学环境中，学生必须具备的基本技能包括程序设计、CPU体系结构、物联网操作系统、网络通信与协议四个方面，因此在学生创新实践中必须建立四个开放实验平台，开放实验平台的建立如图1所示。1.程序设计开放实验平台，这一平台可以和计算机学院的ACM/ICPC竞赛平台相结合，让学生进行充分的程序设计训练，从而具有较好的c/c+、java程序设计能力，这一平台以大一学生为主，可在学院组织程序设计大赛，较好的学生进入ACM集训队，参与ACM/ICPC竞赛或者省一级的java程序员竞赛等比赛项目，以
5、项目带动学生的积极性。2.CPU体系结构开放实验平台。让学生掌握一两种主流的物联网开发平台，其中包括ARM系列（STM32）、msp430系列、cc2530/2540等soc，为了更好地掌握理解开发平台，把汇编语言程序设计的主要教学内容从8086调整到了ARM体系结构及其汇编语言，目标是为了与学生创新实践相结合，打下很好的硬件设计基础。提供相应开放实验平台，学生在学习单片机课程之后，就可以进入CPU开放实验室了解和学习这些开发平台，在这些平台上完成常规的实验以及项目实训。这一平台以提升学生的动手能力操作为主，主要项目可参与嵌入式系统大赛或者电子设计大赛等竞赛项目。3.OS开放实验平台，让学生掌
6、握物联网环境下的一两种主流的操作系统。学生在嵌入式操作系统课程中系统学习了UCOSII，LINUX等，并完成了相关课程设计，在开放实验室中，学生可以了解和学习Android、TinyOS、Conitki等物联网平台的操作系统，并完成相应的常规实验，对操作系统的基本构成、工作机制、系统移植剪裁和实时任务调度、协议栈的研究等内容进行针对性实验。这一平台主要培养学生团队，以创新项目为主体，以实践培养能力为目标。4.网络通信与协议开放实验平台。让学生掌握一两种主流的物联网通信方式，包括zigbee、bluetooth、6LoWPAN、wifi等，对于协议栈的原理、代码、移植等进行实验。这一平台主要培养
7、创新创业能力，以物联网创新创业大赛为竞赛项目，结合物联网应用，包括智能家居、智能交通、智能设施、智能服务等应用环境，提高学生项目分析与系统实施的能力，为以后就业与创业打下良好基础。三、团队建设与项目实施创新实践教学的实施离不开教师团队与学生团队，联系教师与学生的关键在于基础实验以及创新项目，构建教师团队及学生团队，进行合理的创新项目的选题及实施有着非常重要的作用。1.教师团队的建设。物联网内容涉及多学科、多课程知识的结合，作为个体很难掌握全部所需的知识与细节，因此团队建设是学生创新实践中必不可少的内容。结合实际情况，把计算机科学与技术、软件工程、网络工程等各专业的方向特色相结合，以教师和实践教
8、学条件为基础进行学生开放实验平台的建设，把各系部所有教师的专业及相关课程紧密结合起来，由各专业课教师根据总体目标和重要性精心安排并负责各个开放实验平台的基础实验及创新实验，提供多条技术路线，让学生发现自己的兴趣点和特长，形成指导教师的团队，这个团队是学生创新实践的后盾与基础。2.学生团队的建设。学生以创新实验平台为实践基地，学生在完成基础实验之后可以根据自己的兴趣与专长选择相应创新实验，然后可以由指导教师选拔或者学生自由组队，与指导教师在相互自愿双向选择的基础上形成创新团队，创新团队由导师负责，可以由多名教师联合指导，导师负责课题的可行性研究、任务分配、开题、指导、中期检查、课题的流程控制等，
9、以创新课题申报的方式向学院申报，学术委员会对创新课题进行审核及任务布置与下达。3.创新项目的选题与实施。创新项目的选题主要有两个来源：一个是来自于教师的科研项目，任务分解之后可以选择相应的学生团队来完成实施；另一个的主要来源是学生的自主选题，根据学生在实际学习、生活中发现的问题，提出选题，申请项目，但是学生往往由于知识的积累和认识的局限性，选题有一定的限制，这时需要结合教师团队进行联合申报，教师对整个选题进行适度指导及建议，完成可行性分析，向学院提交申报书。四、能力培养与成果体现提供开放实验平台，可以把枯燥的理论教学贯穿于学生实践活动中，教学模式由传统的教师讲授转化成学生自学、小组讨论、专题研
10、究等多种教学模式，学生在项目实施过程中，培养资料查找、需求分析、方案设计、软硬件平台搭建、软件测试等全过程，培养学生的独立性和自主性，另外还可以培养学生的团队精神、组织协调能力等，真正以学生为主体，使之得到全面发展。物联网专业培养的是能以现有技术实现实际应用的专门人才，需要强调学生的应用创新能力和工程创新能力，因此在专业的建设过程中，要重视建设配合理论教学、提高学生动手能力的实践教学环境和环节。本科教育的传统课程更注重理论教学，培养应用型人才必须把理论知识应用在实践中，在学生创新平台的基础上，设计相关课程、学生的毕业论文、参加各种大学生竞赛的题目等，这些都可以在创新平台上完成。经验表明，这对学生应用能力的培养至关重要，鼓励学生完成学生论文，同时让学生参与竞赛也能更好地促进课堂教育，对教师和学生都可以起到相互促进的作用。参考文献：1桂小林.物联网技术专业课程体系探索J.计算机教育，2010，（16）：1-3.2吴韶波，苏中，周金和.依托竞赛促进物联网工程教学与实践J.计算机教育，2012，（21）：29-32.3王勇.理工类高校物联网专业创新工程型人才培养方案研究与建设J.计算机教育，2013，（8）：15-18.endprint -全文完-
