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Study on Curriculum Reform of Network Engineering in Internet of Things Professional Direction
JIANG Lalin, WANG Jing, XU Weihong
(School of Computer and Communication Engineering, Changsha University of Science and Technology , Changsha 410004, China)
Abstract: Recently, Internet of Things is called as the third wave of information industry. In order to seize the opportunity for Internet of Things personnel training, each university should apply for the Internet of Things engineering profession or set the training direction which is relied on other relevant professions. To train competent professional personnel, making personnel training scheme is vital. Under the condition of setting the Internet of Things profession relying on computer science and technology, this paper states the personnel training scheme in the way of objectives, requirements, the formation of course system and so on, expecting to provide others who intend to start the Internet of Things engineering profession with some references.
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；射頻識別；人才培養(yǎng)方案
Key words: Internet of Things；RFID；Personnel Training Scheme
中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）24-0236-02
0引言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，近年來已經(jīng)成為全球科技人員和政府決策部門持續(xù)關(guān)注的熱點，相關(guān)產(chǎn)業(yè)研討和學(xué)術(shù)交流如火如荼，方興未艾。從“智慧地球”到“感知中國”，各國都在積極布局物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)格局，力圖抓住物聯(lián)網(wǎng)帶動產(chǎn)業(yè)提升的戰(zhàn)略機(jī)會。自總理09年8月考察無錫提出“感知中國”到2010年政府工作報告中提出加快物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)應(yīng)用，加大相關(guān)產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持，中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入了一個全新的高速發(fā)展時期[1]。
物聯(lián)網(wǎng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，比如射頻技術(shù)、分布式計算、傳感器、嵌入式智能、無線傳輸及實時數(shù)據(jù)交換和互聯(lián)網(wǎng)都是目前較為成熟的技術(shù)，并在相關(guān)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的新穎之處在于利用這些技術(shù)的交叉與融合，建立一個物物相連的網(wǎng)絡(luò)，從而完成遠(yuǎn)程實時數(shù)據(jù)交換與控制，方便人們生產(chǎn)生活。據(jù)美國咨詢機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測[2]，到2020年，物聯(lián)網(wǎng)將大規(guī)模普及，物物互聯(lián)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有人與人的通信業(yè)務(wù)比例將達(dá)到30：1，物聯(lián)網(wǎng)被稱為是下一個“億萬級”產(chǎn)業(yè)。
由于2010年教育部只批準(zhǔn)了部分211學(xué)校申辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，因此，對于大多數(shù)沒有獲批的學(xué)?？梢栽趥鹘y(tǒng)專業(yè)下設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)方向。目前，各高校與IT產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的專業(yè)是：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、電子信息工程等，比如計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置此培養(yǎng)方向更適合[3]。培養(yǎng)合格的專業(yè)人才，制定人才培養(yǎng)方案是關(guān)鍵，由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（物聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)方向）各高校都剛涉及，沒有一個成熟的培養(yǎng)模式，都處在探索階段，所以，研究“平臺+模塊”物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方案是非常有必要的。
1培養(yǎng)方案
1.1 培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展，在寬口徑專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生在計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等領(lǐng)域有扎實的理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)的專業(yè)知識和較強(qiáng)的實踐技能的復(fù)合型技術(shù)人才，畢業(yè)生可在物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計。
1.2 規(guī)格和基本要求①具有良好的思想品德、社會公德和職業(yè)道德，具有勤奮好學(xué)、勇于創(chuàng)新的精神。②具有基本的工程技術(shù)基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)地掌握相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)基礎(chǔ)理論知識；具有知識更新能力。③掌握信息獲取、處理的基本理論和方法，具有設(shè)計、集成、應(yīng)用及計算機(jī)模擬信息系統(tǒng)的基本能力。④具有物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所需要的繪圖、運算、實驗、測試、表達(dá)及工藝設(shè)計技能及較強(qiáng)的計算機(jī)應(yīng)用能力和自學(xué)能力。
1.3 課程體系建設(shè)學(xué)科基礎(chǔ)平臺：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、場論與復(fù)變函數(shù)、電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計。高數(shù)和工程數(shù)學(xué)是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，必須開足，其中，場論與復(fù)變函數(shù)是為學(xué)習(xí)電磁場與電磁波、微波技術(shù)與天線做鋪墊。電路分析及模擬、數(shù)字電子技術(shù)為電路設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，系統(tǒng)底層設(shè)計需要C語言做支撐。
專業(yè)基礎(chǔ)平臺：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Java程序設(shè)計、操作系統(tǒng)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、通信原理，這些課程是計算機(jī)和通信專業(yè)的核心課程。例如計算機(jī)專業(yè)考研的專業(yè)統(tǒng)考科目就有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，Java程序設(shè)計則是當(dāng)前流行的面向?qū)ο缶W(wǎng)絡(luò)編程語言。信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、通信原理也是部分學(xué)校的考研初試或復(fù)試科目，由此可以看出這些課程的地位。
方向模塊：電磁場與電磁波、微波技術(shù)與天線、傳感器技術(shù)、RFID系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)。以上課程為實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)即設(shè)計電子標(biāo)簽、讀寫器及天線打下良好的基礎(chǔ)。事實上，從70年代末，國外已開始從事RFID系統(tǒng)應(yīng)用研究，主要應(yīng)用予自動車輛管理系統(tǒng)、公路收費系統(tǒng)、碼頭車站集裝箱管理系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等，到90年代此項技術(shù)已很成熟，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)可以生產(chǎn)和銷售全部國產(chǎn)化的射頻識別技術(shù)產(chǎn)品（讀寫器、電子標(biāo)簽）。今年年初，筆者到臺灣幾所高校做學(xué)術(shù)交流訪問，從這些學(xué)校的資訊科技系、電腦與通信工程和電子工程系的人才培養(yǎng)方案中可以看到，都開設(shè)有RFID系統(tǒng)概論、RFID系統(tǒng)應(yīng)用、RFID天線設(shè)計等課程，說明境外學(xué)校也很注重培養(yǎng)射頻識別技術(shù)應(yīng)用人才。
專業(yè)選修課：DSP原理及應(yīng)用、專用集成電路設(shè)計初步、FPGA設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用、oracle數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)安全、工程制圖與計算機(jī)繪圖、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代物流概論等。這些課程是為進(jìn)一步拓寬電子技術(shù)和計算機(jī)學(xué)科及物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用而設(shè)置的。
1.4 實踐體系建設(shè)在集中實踐環(huán)節(jié)中，包含電子工藝實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、工程設(shè)計（第二課堂）、硬件課程設(shè)計、軟件課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等內(nèi)容。此外，要保證相關(guān)課的實驗要求，需要建立電路實驗室、電子技術(shù)實驗室、高頻電子技術(shù)實驗室、微機(jī)原理與接口技術(shù)實驗室、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室、ARM實驗室、通信原理實驗室、電磁場與微波實驗室、傳感器技術(shù)實驗室、EDA實驗室、FPGA實驗室、DSP實驗室等。當(dāng)然，如果一次性建設(shè)這么多實驗室，投資是很大的，實際上沒有必要重復(fù)建設(shè)，因為各理工科高校大都有計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程和通信工程等專業(yè)，其實驗室資源可以共享。
2師資建設(shè)
2.1 大力引進(jìn)人才需要加大人才引進(jìn)力度，由于物聯(lián)網(wǎng)是一個多學(xué)科領(lǐng)域，除需要計算機(jī)學(xué)科外還需要引進(jìn)通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)具有高職稱或高學(xué)歷的人才，同時在企業(yè)聘請具有豐富項目開發(fā)和管理經(jīng)驗的工程師參與教學(xué)與實訓(xùn)工作，打造一支專兼結(jié)合的教師隊伍，形成企業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业礁咝：透咝＝處煹狡髽I(yè)的雙向互動的機(jī)制和模式。
2.2 整合現(xiàn)有人才資源將計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程和通信工程等專業(yè)的現(xiàn)有教師資源整合起來，實現(xiàn)軟件資源共享。
2.3 走出去進(jìn)修或請進(jìn)來培訓(xùn)對于有些未開過的課程，可以選派教師到國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)修，或外請教師對校內(nèi)教師進(jìn)行培訓(xùn)的方式，提高師資水平。
3探索實踐
我院現(xiàn)有計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程和自動化等專業(yè)，其中計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)其“應(yīng)用型軟件服務(wù)外包人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)”，2009年被陜西省教育廳批準(zhǔn)為省級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)，2010年該專業(yè)又被批準(zhǔn)為省級特色專業(yè)建設(shè)點。2010年及2011年教育部先后批準(zhǔn)西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西北大學(xué)及西安理工大學(xué)開辦“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)，同時陜西省成立了由多個高校及企業(yè)參加的“物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，這是陜西省大力扶持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的又一重要舉措，有利于整合資源優(yōu)勢，提升陜西省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的知名度和競爭力。在這些外部有利的環(huán)境下，我院以計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為依托，修訂該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，增設(shè)一個“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)方向，并計劃在2011年招生中實施修訂后的人才培養(yǎng)方案，為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)人才做有益的探索。
4結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)涉及的領(lǐng)域非常廣泛，從技術(shù)角度看，在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)方向，通過廣泛的調(diào)研，制定盡可能合理的人才培養(yǎng)方案，并整合其他相關(guān)專業(yè)的軟硬件資源，為社會培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才是可行的。
參考文獻(xiàn)：
[1]李坡，吳彤，匡興華．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用[J]．國防科技，2011，（01）：18-22．
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；課程體系；本科院校
一、引言
自2009年8月同志提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)已成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成內(nèi)容。2013 年2 月，國務(wù)院提出了關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見。物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息技術(shù)浪潮，具有廣闊的應(yīng)用前景和難得的發(fā)展機(jī)遇。在教育領(lǐng)域，自2010年7月教育部批準(zhǔn)30余所高校院系建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來，2011年，教育部又批準(zhǔn)了27所高等院校設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程的申請；2013年4月，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)獲得教育部批準(zhǔn)。在學(xué)科發(fā)展方面，中國電子學(xué)會物聯(lián)網(wǎng)專家委員會、教育部電子信息與電氣學(xué)教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會一直高度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)建設(shè)。全國高校物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)小組組織高校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一系列的探索，國內(nèi)高校也根據(jù)自身的情況對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了探索。作為國家倡導(dǎo)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)備受各界重視，并成為就業(yè)前景廣闊的熱門領(lǐng)域，該專業(yè)主要就業(yè)于與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)、行業(yè)，從事物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)、信息安全等的設(shè)計、開發(fā)、管理與維護(hù)，就業(yè)口徑廣，需求量十分大。但是，在眾多高校積極申報的專業(yè)的同時也面臨一個十分嚴(yán)峻的問題，物聯(lián)網(wǎng)目前屬于新興產(chǎn)業(yè)，中國高校剛剛開始開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。本文通過分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識體系、主要知識領(lǐng)域，提出了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的基本思路，以期為兄弟院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程規(guī)劃拋磚引玉。[1]
二、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及的關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用多種不同的感知技術(shù)對現(xiàn)實物理世界進(jìn)行感知后，通過網(wǎng)絡(luò)完成對數(shù)據(jù)的傳輸，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析、決策，最終實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的信息交流，最終達(dá)到對物理世界進(jìn)行管控、決策的目的。因此，常規(guī)意義上物聯(lián)網(wǎng)可以分為三個層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。[2]
1、感知層關(guān)鍵技術(shù)
感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、 短距離無線通訊技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù)，主要負(fù)責(zé)物品的標(biāo)識、信息感知采集。該層的關(guān)鍵技術(shù)包括：傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)。
2、網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，其主要功能是直接通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)（如GSM、CDMA）、 無線接入網(wǎng)（WiMAX）、無線局域網(wǎng)（WiFi）、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、物物相連的關(guān)鍵，在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中起到承上啟下的作用。物聯(lián)網(wǎng)最終將實現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，因此通信技術(shù)將是網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)，包括藍(lán)牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS 等相關(guān)技術(shù)。
3、應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)
應(yīng)用層對網(wǎng)絡(luò)層傳輸過來的信息進(jìn)行處理，主要由業(yè)務(wù)支撐平臺、服務(wù)支撐平臺、網(wǎng)絡(luò)管理和信息處理等平臺構(gòu)成，共同完成對信息的分析、計算、存儲、挖掘等處理操作，供決策者使用和決策。應(yīng)用層核心技術(shù)包括中間件技術(shù)、云計算、海量數(shù)據(jù)存儲、挖掘、檢索以及虛擬技術(shù)等。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程構(gòu)成
物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，涉及到網(wǎng)絡(luò)工程、自動化、電子工程、計算機(jī)、通信工程、信息安全等多個學(xué)科。由于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)涵蓋面寬，應(yīng)用廣泛，所以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)包含的知識點較多，課程涉及基礎(chǔ)課模塊、感知類課程模塊、網(wǎng)絡(luò)與通信類課程模塊與數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類課程模塊。
基礎(chǔ)類課程為：數(shù)理類課程，如高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)、離散數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等；電路類課程，如數(shù)字邏輯、電路與電子技術(shù)、高頻電子線路等；程序算法類課程，如C語言程序設(shè)計、Java語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等。
感知類課程為：RFID原理及應(yīng)用、傳感器原理及應(yīng)用、模式識別與狀態(tài)監(jiān)控、微機(jī)原理與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)獲取與信息處理系統(tǒng)等。
網(wǎng)絡(luò)與通信類課程為：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信原理、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距離無線與移動通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。[3]
數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類課程為：物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、海量數(shù)據(jù)存儲、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計、移動應(yīng)用開發(fā)、智能物流等。
四、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系構(gòu)建
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是以應(yīng)用為驅(qū)動的專業(yè)，專業(yè)人才的培養(yǎng)根據(jù)專業(yè)共性和我校其他相關(guān)優(yōu)勢專業(yè)的特點，以達(dá)到能服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目的。因此我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)確立了以智能物流和智能家居兩個應(yīng)用方向，在后期應(yīng)用類課程突出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這兩個方向的工程應(yīng)用，且物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)要緊密聯(lián)系社會、學(xué)生、專業(yè)發(fā)展的需求，統(tǒng)籌兼顧其“專業(yè)新、對應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈長、相關(guān)技術(shù)門類差異大”的特點，深入研究，準(zhǔn)確定位，根據(jù)計算機(jī)類專業(yè)工程教育關(guān)于課程體系的總體要求和專業(yè)的目標(biāo)定位設(shè)置科學(xué)的課程體系，注重課程體系的交叉融合。本專業(yè)將相關(guān)主干學(xué)科的核心課程和專業(yè)課程統(tǒng)籌結(jié)合，與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識體系相對應(yīng)，將專業(yè)課程按照以上不同類型進(jìn)行了梳理，制定出了初步的課程體系，具體層次關(guān)系如圖1所示。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)圖
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是面向國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要而設(shè)置的，作為為國家培養(yǎng)人才的高校，應(yīng)站在國家發(fā)展戰(zhàn)略的視野來看待專業(yè)建設(shè)。根據(jù)本文提出的物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系、培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，我校在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的建設(shè)過程中，高度凝煉專業(yè)特色，認(rèn)真把握本專業(yè)綜合性強(qiáng)，學(xué)科交叉等特點，加強(qiáng)師資隊伍和實驗室等建設(shè)，改革人才培養(yǎng)方案，強(qiáng)化實踐教學(xué)，以推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群；綜合課程設(shè)計；項目角色劃分；協(xié)同設(shè)計
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2013）29-0094-03
作者簡介：徐慧，女，博士，講師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)管理；邵雄凱，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，教學(xué)副院長，研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web信息服務(wù)；陳卓，女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為信息安全；阮鷗，男，博士，講師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全。
作為一所地方工科院校，湖北工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┠壳懊嫦虮究粕€(wěn)步推進(jìn)“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革：針對70%左右的本科生，以就業(yè)為導(dǎo)向，實施以培養(yǎng)實踐動手能力為主體、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神為兩翼的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式；針對20%左右的本科生，培養(yǎng)具有一專多能、湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的復(fù)合型中堅人才；針對10%左右的本科生，扎實推進(jìn)卓越工程師項目計劃，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型的、未來湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍人物。在這一背景下，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在培養(yǎng)方案設(shè)置和修訂的過程中，考慮利用科研平臺、培訓(xùn)、競賽等方式，切實加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計，進(jìn)一步推進(jìn)我?！?21”人才培養(yǎng)模式改革，并以此為契機(jī)，進(jìn)行培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力的教學(xué)改革與實踐。本文旨在討論網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的改革實踐。
一、網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的定位
按照“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路，我校依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點探索實施“實驗教學(xué)――實習(xí)實訓(xùn)――畢業(yè)設(shè)計（論文）――創(chuàng)新教育――課外科技活動――社會實踐”六元結(jié)合的實踐教學(xué)體系。在這一實踐教學(xué)體系的規(guī)劃下，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案都明確規(guī)定六大內(nèi)容的基本要求和學(xué)分，并分為基礎(chǔ)層次（基礎(chǔ)課程實驗、生產(chǎn)勞動、認(rèn)知實習(xí)等）、提高層次（學(xué)科基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)或生產(chǎn)實習(xí)、學(xué)年論文等）、綜合層次（設(shè)計性實驗及科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計或論文等）三個層次，從低年級到高年級前后銜接，循序漸進(jìn)，貫穿整個本科生培養(yǎng)過程，旨在增強(qiáng)本科生的創(chuàng)新意識，提高他們的實踐能力。
面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群，主要包括“信息安全概論”、“應(yīng)用密碼學(xué)”、“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)性能分析”和“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實踐”這六門專業(yè)課程。在課程安排上，“信息安全概論”課程首先引入信息安全的基本概念和基本原理，包括消息鑒別與數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)以及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)等知識點；而“應(yīng)用密碼學(xué)”課程則介紹密碼學(xué)基本概念、基本理論以及主要密碼體制的算法與應(yīng)用；更進(jìn)一步，“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”課程以協(xié)議分析為導(dǎo)向講授網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)理論，包括功能域、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)范、信息表示等知識點；“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”課程以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理能力作為培養(yǎng)目標(biāo)，闡述網(wǎng)絡(luò)攻擊的手段和方法以及網(wǎng)絡(luò)防御的基本原理；在此基礎(chǔ)上，“網(wǎng)絡(luò)性能分析”課程著重討論網(wǎng)絡(luò)性能管理的理論與應(yīng)用；“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實踐”課程討論網(wǎng)絡(luò)安全編程實現(xiàn)的基本技術(shù)。值得注意的是，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群建設(shè)成果，目前正在為面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)課程體系設(shè)置與教學(xué)方法改革所借鑒。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計介于實踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次的過渡階段，作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生第四學(xué)年實踐能力培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)，有利于深入培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實踐能力。
二、基于項目角色劃分的實施方案
為了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生的工程實踐能力，網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計實施過程的改革思路是：采用自主團(tuán)隊方式，選擇并完成一個網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目。對于相關(guān)專業(yè)本科生而言，因為是自由組成團(tuán)隊，項目角色劃分顯得尤為重要。在這一背景下，提出基于項目角色劃分的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計實施方案。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計并不是要求本科生在短時間內(nèi)便可以完成一個很大的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目，主要是希望他們能夠利用已有網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群的知識基礎(chǔ)，按照軟件工程的思路合作完成一個規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目，提高網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實踐能力?；诓惶蟮捻椖恳?guī)模，網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的項目角色劃分與相應(yīng)職責(zé)見表1。
三、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計
作為一所地方工科院校，我校自2008年開始面向本科生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，并于2012年面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，同時已獲批“湖北省高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃本科項目”。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)雖然是兩個不同的專業(yè)，卻具有一定的關(guān)聯(lián)性，如何保證網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的實施方案對于這兩個專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，是專業(yè)改革實踐過程中需要考慮的問題。圖1給出網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計在實施過程中網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計方案：
如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的選題主要包括四個方向，即“信息安全與密碼學(xué)”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”與“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理”。其基本的選題思路在于幫助本科生熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)管理與安全編程開發(fā)包，并掌握網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目實踐的基本技術(shù)，為將來從事網(wǎng)絡(luò)管理與安全方面的研發(fā)工作打下一定的基礎(chǔ)，各方向的參考選題見表2。
更進(jìn)一步，較之網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有更強(qiáng)的整合性與自身的特色，見圖1，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的選題主要包括兩個方向，即“物聯(lián)網(wǎng)安全”與“物聯(lián)網(wǎng)管理”，各方向的參考選題如表3所示。[1，2]
按照我?！?21”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路，作為實踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次過渡階段的一個重要環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計在改革實踐過程中，考慮采用基于項目角色劃分的實施方案，并嘗試實現(xiàn)該方案在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，同時給出這兩個專業(yè)不同方向的參考選題。
參考文獻(xiàn)：
>> 從《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》的教學(xué)實踐到物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)建設(shè) 從物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成看物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識體系 關(guān)于商科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的思考 面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)研究 淺談物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)體系研究 對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考 淺談物聯(lián)網(wǎng)在物流專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用 關(guān)于應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)電路基礎(chǔ)課程教學(xué)的幾點思考 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)系統(tǒng)的探索與研究 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)與實踐教學(xué)研究 關(guān)于在計算機(jī)專業(yè)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論課程的探討 面向物流工程專業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)概論”實驗系統(tǒng)建設(shè)探討 關(guān)于高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)定位的思考 淺談物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線自動抄表與控制系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的石油輸油泵遠(yuǎn)程測量與控制系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系的研究與探索 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.
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關(guān)鍵詞：射頻識別RFID 教學(xué)改革 雙創(chuàng)人才無培養(yǎng)
2009年11月3日，向首都科技界發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話，強(qiáng)調(diào)科學(xué)選擇新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)非常重要，并指示要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。2016年3月，我國出臺的“十三五規(guī)劃”明確指出“推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)施規(guī)劃布局，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)開環(huán)應(yīng)用。推進(jìn)信息物理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用?！痹趪掖罅μ岢半p創(chuàng)”型人才培養(yǎng)的背景下，要改變傳統(tǒng)的“重理論，輕實踐”的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。
一、課程地位
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）技術(shù)、紅外線感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、掃描等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別，定位，跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
RFID簡稱射頻識別技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽，是20世紀(jì)90年代開始興起的一種非接觸式的自動識別技術(shù)。RFID是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場和電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗干擾強(qiáng)、操作快捷等優(yōu)點。
物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的核心技術(shù)就是RFID電子標(biāo)簽技術(shù)。RFID是承載物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種載體，也是應(yīng)用最廣泛的。RFID具備自動識別的能力，而且能夠應(yīng)用到任何物體上，所以在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上采用的最多。
2012年西南林業(yè)大學(xué)正式招收“信息工程”專業(yè)學(xué)生，培養(yǎng)目標(biāo)為物聯(lián)網(wǎng)工程人才。并把“射頻識別RFID原理與應(yīng)用”作為信息工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)核心課程之一。
二、課程建設(shè)
本校信息工程專業(yè)以培養(yǎng)應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才為原則，側(cè)重學(xué)生的動手實踐能力，從創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的實際應(yīng)用出發(fā)，對學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力要求較高。
（一）課程定位
在物聯(lián)網(wǎng)工程人才培養(yǎng)目標(biāo)中，明確“射頻識別RFID原理與應(yīng)用”課程是一門必要的專業(yè)核心課程，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)確定課程知識體系結(jié)構(gòu)以及實驗內(nèi)容，以及學(xué)生的儲備知識。
（二）課程設(shè)計
本門課程應(yīng)采用“理論結(jié)合實踐”的形式進(jìn)行。開課之前要求學(xué)生具有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信原理、電波與天線、信號處理以及面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計等課程的儲備知識。理論教學(xué)部分應(yīng)主要講解RFID基本原理（如ISO1443、ISO15693）、系統(tǒng)構(gòu)建方式以及應(yīng)用場合，開拓學(xué)生的工程應(yīng)用視野。
實驗教學(xué)部分以“基礎(chǔ)加綜合”形式進(jìn)行?；A(chǔ)部分主要讓學(xué)生體驗在不同頻段下射頻卡的工作原理與數(shù)據(jù)采集、寫入方式。采用我校購買的RFID實驗箱為主。如圖1所示。
綜合部分主要是讓每位學(xué)生運用實驗箱自行設(shè)計一個簡單物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)。
除此之外，課程最后加入了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生每3人一組，設(shè)計一個復(fù)雜RFID應(yīng)用系統(tǒng)。要求學(xué)生自行設(shè)計軟、硬件，可以通過上位機(jī)對RFID系統(tǒng)進(jìn)行信息的讀寫操作。
（三）考核方式
本門課程將考核方式分為兩大部分四小部分。第一大部分為占總評成績50%的基礎(chǔ)知識考核，主要包含理論知識閉卷考核（20%）以及學(xué)生基本操作考核（30%）；要求每個學(xué)生獨立完成所有考核。
第二大部分為占總評成績50%的實踐能力考核，主要包含軟件開發(fā)考核（20%）以及硬件設(shè)計考核（30%）。要求以小組的形式進(jìn)行答辯。
三、結(jié)語
面向應(yīng)用的“射頻識別RFID”課程改革以專業(yè)理論知識為基礎(chǔ)，重視學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。從培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才出發(fā)，加強(qiáng)實驗、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，初步探索出一套完備的課程教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。達(dá)到了我校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
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作者簡介：
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基金項目：2011年國家自然科學(xué)基金項目（編號：61163063）資助；國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目階段性成果（編號：201210694015）；自治區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新性實驗訓(xùn)練計劃項目（編號：2012CX037）階段性成果。
作者簡介：
邊巴旺堆，男，藏族，大學(xué)工學(xué)院電子信息系副教授，研究方向：藏文信息化、物聯(lián)網(wǎng)。
