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物联网实训室建设方案

物联网实训室建设方案


一、建设需求分析
1.1 、建设背景
1.1.1 行业背景
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”,旨在实现人、设备与系统间的智能互连,在业界被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,具有巨大的经济效益和社会效益。
物联网是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。
1.1.2 行业发展
业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
国际上,美国总统对 IBM 提出的“智慧地球”概念给予了积极回应,将“新能源” 和
“物联网”列为振兴经济的两大武器, 使“物联网”概念开始走入大众视线。此后,在不到一年时间内,各国相继出台了自己的物联网战略,例如欧盟的物联网行动计划,日本的i-Japan 计划,以及中国国家总理温家宝提出的“感知中国”计划;
在国内,中国在以互联网技术为先导的上一次科技发展浪潮中未占先机,在目前的物联网研发中要力争抢占先机,把握主动权,分享新技术对经济和社会发展带来的恩惠。国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表重要讲话:提出了“在激烈的国际竞争中,迅速建立中国的‘传感信息中心’或‘感知中国’ 中心”的重要指示;在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中,温家宝总理再次提出“要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后 IP 时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。2010 年两会期间,物联网再次成为热议话题。随着感知中国战略的启动及逐步展开,中国物联网产业发展面临巨大机遇。
1.1.3 人才需求
产业发展,人才先行,人才是科技发展的关键。由于目前物联网技术还属于一个新兴技术,正在快速发展,我国在目前的物联网研发中要力争抢占先机,把握主动权,改变经济发展模式。而抢占先机最关键的是人才培养,中国要想成为物联网强国,必须加快本土物联网人才的大规模培养,改变互联网时代人才总是从国外引进的局面。
学习与掌握物联网的技术理论,发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010 年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点,开始
鼓励各高校申报相关专业,全国首批申请到物联网相关专业的高校为 37 所,包括东南大学、电子科技大学、西南交通大学、华中科技大学等。
福建信息职业技术学院作为福建地区高职类的重点院校,物联网专业建设的先行者,需要探索物联网技术在行业系统中的应用,并对其相关方案可行性和技术进行研究。
1.2 、建设目标
物联网专业建设工作已经全面展开,实训室的相关建设应该以配合专业建设、人才培养规范、物联网核心课程、学生实训为目标,满足以下的基本要求:
1、满足高职院校该专业的人才培养规范和教学基本要求;
2、支撑高职物联网专业课程教学;
3、支撑高职物联网教学实验,能实现物联网各知识点的各种实训;
4、 能够兼顾竞赛以及学校科研工作;
5、实训室建设规模至少能满足一个班学生同时做实训;
6、 现场教学,应配备多媒体教学设备;
7、 能够做一些综合创新的实验,如智能交通、智能溯源、智能家居等实训。这些实训对于培养一些素质较好的学生以及满足学院在电子设计大赛中培养学生提供了一个很好的平台。
1.3 、发展目标
学院在实训室的建设方面需要有一定的前瞻性。按照 IT 业内的规则,一是每一个 IT 项目首先应保证满足3 至5 年的需要,二是升级换代方便,三是能最大限度地保护已有投入。那么参照这个原则,实验室的发展目标是:
1、 选型的设备能满足 5 年内的需求;
2、 选型的设备能方便升级换代;
3、 选型的设备扩展性好;
4、 选型的合作伙伴能提供强大的售后服务支持;
1.4 、高职院校物联网课程需求分析
我国高等职业院校发展概况
20 世纪 90 年代以前,由中等职业教育来培养的技术人才完全有能力适应传统技术下的工业生产,而当时我国传统的高等院校正在实施学术教育,培养高素质人才。90 年代以后, 工业生产进入以电子、计算机和数控等高新技术为主体的发展阶段,紧接着又步入以网络和信息技术为核心的第三次工业革命,从而进入信息时代,我国的经济建设遇到了高新技术应用型人才严重短缺的挑战。高等教育的规模和单一结构不能满足经济建设的需要,而中职院校又无力承担新技术人才培养的重任。正是在这种历史背景下,高职院校应运而生,由此可见,高等职业教育是一种新兴的教育类型,具有“高技术性”和“职业性”的双重属性:
1.4.1、高技术性特征。这是与中职学校专业体系的根本区别,新技术人才除了具有起点高、能力高以及较高的文化素质外,这种高技术性还体现在三个方面:专业理论和技术原理知识较深厚,前沿性技术了解和掌握程度较高,专业复合性更强。这是由新技术人才岗位工作要求决定的,如果没有高技术性,那么高职就没有自己的办学特色,仅仅会形成对中职教育的挤压,在很多领域又比不上高等教育,导致无法实现高职自身独特的价值。
1.4.2、职业性特征。这是与传统高校专业体系的根本区别,高等职业教育是与普通高等教育互为补充的另一类教育,是职业教育的高等阶段。对传统高校而言,专业是为学科承担人才培养的职能而设置的,并以学科发展为导向来设立并发展专业,因此专业体系具有鲜明的学科性特征。而对高职院校来说,专业设置是培养职业所需新技术人才,应该以市场需求为导向来开发、调整专业。因此,高职院校的专业与传统高校有着根本的不同,是面向不同的职业分工来设置的,“实用性”决定了专业体系具有鲜明的职业性特征。
尽管我国高等职业教育发展的历史不长,但高职院校始终眼盯市场,瞄准需求,实现了快速发展,服务社会的能力有了较大提高。10 年来,高等职业院校全日制培养的毕业生累计超过 800 万人,目前在校的学生规模已经接近 800 万人,对完善高等教育结构,实现高等教育大众化发挥了积极作用,初步形成了适应我国社会主义现代化建设需要的高等职业教育体系。
2006 年开始,教育部和财政部联合启动“国家示范性高等职业院校建设计划”。依此计划,“十一五”期间,中央财政将至少安排专项资金 20 亿元,主要支持示范性高职院校改善教学实验实训条件,兼顾专业带头人和骨干教师培养、课程体系改革、共享专业教学资源库建设等。如此大规模、大力度的高等职业院校建设计划.在我国职业教育发展历史上还是第一次,再次体现了国家对办好高等职业教育的决心和信心。
然而,高职院校依然面对着不少困难和问题:从院校总体状况而言,办学条件相对较差,“双师型”专业教师数量不足,办学机制改革有待突破,个别专业追赶不上行业的快速,教学理念较为陈旧等。
高等职业教育培养的是生产、建设、管理、服务在一线的技术应用型人才,这就要求从市场的需要出发,分析相关岗位所需的知识和技能而制订相应的教学计划。否则培养出来的很可能就是基础理论不如本科,实际技能不如中职,毫无高职特色的学生,也难怪社会上有把“高职”当“职高”的偏见了。高职教育培养的人才同样遵循市场经济规律和大自然“物竞天择”“优胜劣汰”的法则,不符合市场的需要终究会被无情地淘汰出局。
二、物联网专业建设是未来高职院校趋势所在
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
2010 年 6 月 22 日上海开幕的中国国际物联网大会指出:物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业。到 2020 年之前,全球接入物联网的终端将达到 500 亿个。我国作为全球互联网大国,未来将围绕物联网产业链,在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破,打造全球产业高地。
虽然我国第一个物联网工程学院于 2010 年才在江南大学组建成立,但物联网已被我国纳入“十二五”发展规划。为迎接未来物联网产业在我国的高速发展,为物联网产业发展做人才准备,物联网专业建设在未来几年会是全国高校的趋势所在。
三、建立物联网应用技术实训室的理由和目的
无论从人才需求还是教育资本运行,三年制电子信息技术专业的传统教学模式已经不能适应人才市场的需求,所以必须进行教育改革,物联网应用技术实训室就是在这种情况下建立的:
3.1、目前电子信息技术专业部分专业素质课程主要以课程讲授为主,这种教学模式下,同学缺乏实际操作经验保障,缺少团队合作素质培养,不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通,更难以激发主动创新的精神,物联网技术是一门全新的应用性很强的综合学科,需要在实践中体会。所以高校有自己的实践教学环境是很有必要的,这将使学生毕业时更适应企业的工作环境。
3.2、人才培养需要有一个框架指导,无线龙物联网教学体系的建设以国家物联网人才培养的高度和专业角度出发,满足学生的就业技能需求。
3.3、物联网技术是一门实践技术,需要通过大量的实践环节来学习,和我们的单片机课程一样需要一个实验开发的平台,随着技术的进步,物联网实验开发平台已经很大程度上替代了原来的单片机实验实训课程。
3.4、物联网应用技术的核心技能之一是代码编写,而代码编写人员是高等职业教育信息技术的主要培养对象。职业知识的要求决定了学制的长短,随着物联网技术的快速发展,物联网应用项目的爆发性增长,规模越来越大。团队协作能力和项目架构协调能力更加重要,物联网应用技术实训室能增强学生的团队意识和协调能力。
综上四点叙述,我们可以总结出高职院校物联网人才培养的模式如下图示:
为了使学生适应物联网实际开发需求,熟悉工作环境,物联网应用技术实训室以项目仿真应用环境为依托,构建团队开发环境,主要培养学生的团队精神、软件整体架构的把握能力,高效完成各种课程设计及相关项目。
四、物联网应用技术实训室建设构想
根据我们所提出的调研及讨论,物联网应用技术实训室的建立主要考虑如下几个方面:
4.1、充分利用已有的资源,立足于自主开发建设,以降低建设成本。充分利用学院已有教学资源,这里主要是由软件和计算机网络教研室老师直接参与实训室建设。本专业教师已经在数据库、可视化程序设计、软件项目管理、嵌入式软件开发、传感器应用等方面有较强的能力,通过专业教师的直接参与可以增强教师的实践水平,还可以增强教师对实践教学环节的掌控能力。
4.2、物联网应用技术实训室不仅有先进的设备,还要提供现代技术氛围和最先进的管理软件。在建设过程中,企业将全程参与沟通,选择使用率高、起点高、能体现物联网应用前景的项目建立实训环境,建立符合市场需求的物联网应用技术实训室,使学生在学习过程中不知不觉中地积累到最先进的物联网应用技术工程和开发经验。
4.3、物联网应用技术实验室采用校企合作的模式,邀请技术公司一线工程师课堂授课,支持骨干教师参与企业项目合作开发,做到教学信息和市场同步,鉴于物联网是一门全新的综合学科,无线龙将成立国家级物联网知识库与合作高校共享。
4.4、物联网应用技术实训室即可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训和未来的职业技能鉴定工作。
五、物联网实训室建设功能规划
5.1 实训室建设总体规划
根据上述讨论的物联网专业核心课程的设置和实验课程体系覆盖的要求,根据物联网技术专业人才培养的实际需求,结合基于物联网技术岗位工作过程的系统化课程体系,以建立工作环境、再现工作过程、完成工作任务为纽带,构建校企结合、优势互补、资源共享、双赢共进的校内生产性实训基地和满足专业理论知识学习、职业岗位实习需要的校外实训基地,并建立有利于人才培养、职业培训、技能鉴定、技术服务的实训基地管理制度,以保障
“以职业能力为目标、以项目为导向”的人才培养模式的实施,突出体现专业的职业性、开放性,培养学生的核心能力。我们对福建信息职业技术学院的物联网实训室建设提出以下思路:
总体规划、分期实施
对于物联网实训室的建设需要一个总体的规划,从基础课程的理论验证到综合应用的实训训练及创新实训、毕业设计等环节一 一进行综合考虑及规划,既可以有效避免重复投资,又可以进行全面的建设。逐步完成物联网关键技术实训室、物联网综合应用实训室(如智能家居试验箱等)和物联网场景实训室(如智能家居、智能交通等)。
鉴于目前物联网专业建设也才刚起步,实训室的建设也需要分期进行,首期主要考虑支持物联网课程的关键技术实训室及智能家居实训室建设。国内物联网产业在“感知中国”中心无锡呈现“井喷”增长,物联网市场如今已从电力、交通、安保等公共服务领域逐步走入民用市场,初步形成产业链。此外,各地政府对物联网产业的热衷态势无不透露着未来该产业的诱人前景,权威机构预测,中国物联网产业市场规模将达到7800亿元,5年后可达17000亿,市场投资前景巨大。
随着物联网市场的爆发性扩张,预计物联网行业,明年会有10万以上人才缺口,而且未来10年,每年会以20%的缺口递增。
物联网开发应用涉及电子、嵌入式开发、自动化控制、网络通信、计算机等专业知识的综合应用,大学本科阶段将重点学习理论知识。需要进一步掌握动手实践能力,才能适应工作需要。高等职业院校开展以实验、项目开发为主的物联网应用实训则是一个极好的人才培养途径。实训环节的教学工作是职业教育教学体系的重要环节,建立符合人才市场需求的实训室也成为专业建设的重要工作。
以物联网市场对人才的需求为依据,无锡无线龙科技有限公司结合高校原电子信息技术专业人才培养方案,推荐物联网实训室建设方案,来满足物联网应用市场紧缺人才需求。经过调研和分析,运用VOCSCUM(就业导向的职业能力系统化课程开发方法)确定了符合行业岗位需求的人才培养模式,并就课程改革和实训室建设工作。结合企业人才需求分析,我们制定了符合物联网企业需求、具有市场前瞻性的实训开发环境的物联网应用技术实训室建设方案。
六、物联网应用技术实训室建立的教学意义
物联网技术不是单一的技术,是一个技术集成,涉及广泛的技术领域;物联网技术核心是网络通信技术;但是应用技术的核心是嵌入式软件开发的技能;
无线龙物联网人才培养体系从环境、框架、平台、核心四个方面,推进国家级物联网产业发展和人才战略,物联网应用技术实训室的建立的教学意义主要体现在四个方面:
6.1.有利于专业整体教学质量的提高
物联网是一门综合性学科,有很多专业基础课程支撑,通过教学和实践的结合,感知体验与动手开发的结合、方案设想与实际验证的结合,让课堂教学的效果真正的落到实处,从而整体上提高教学质量水平。
6.2.有利于教学工作的科学性
传统教学以课堂为中心,书本为中心、教师为中心,教学上的许多决策都凭教师个人的经验和意向作出。有经验的教师凭借这条途径也能取得较好效果。但教师经验毕竟有限,而通过平台得出的科学实践验证的结果更让学生认识和理解深刻。
6.3.有利于教学理论与教学实践的沟通
实验室的建设追求教学效果的优化,追求学生解决实际问题的能力,物联网应用技术实验室的建立为学生的实践创新能力的培养和发挥提供了必要平台,是学生进行理论学习和实践能力培养的重要桥梁。
6.4.有利于创新思维习惯和能力的培养
  物联网是一门全新的学科,学生通过学习可以了解世界前沿科学的发展情况,养成用新技术解决问题的思维习惯、掌握利用先进科学技术的方法和能力。

七、配置方案(按30人配置)

序号设备名称数量单位
1DBLY-86 物联网工程综合应用实训装置30
2DB-WLW03 智能物联网综合创新实训开发平台(标配)15
3电脑45
4实验桌30


注:具体参数请联系客服


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