華紅艷，張 臻（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系，鄭州450015）

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面向航空港的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐體系改革

華紅艷，張 臻
（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系，鄭州450015）

摘 要：通過(guò)介紹航空港與物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的概念與關(guān)系，歸納了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)及對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力要求，結(jié)合鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)實(shí)踐，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)辦學(xué)理念，提出了行之有效的面向航空港的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐體系改革方案。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；實(shí)踐；航空港；改革

一、航空港與物聯(lián)網(wǎng)工程

（一）航空港的概念

航空港是指位于航線上的、為保證航空運(yùn)輸和專(zhuān)業(yè)飛行作業(yè)用的機(jī)場(chǎng)及其有關(guān)建筑物和設(shè)施的總稱(chēng)，是空中交通網(wǎng)的基地。航空港由飛行區(qū)、客貨運(yùn)服務(wù)區(qū)和機(jī)務(wù)維修區(qū)三部分組成。其中，飛行區(qū)是航空港面積最大的區(qū)域，設(shè)有指揮臺(tái)、跑道、滑行道、停機(jī)坪、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)等設(shè)施。航空港的主要任務(wù)是完成客貨運(yùn)輸服務(wù)，保養(yǎng)與維修飛機(jī)，保證旅客、貨物和郵件正常運(yùn)送以及飛機(jī)安全起降。

（二）物聯(lián)網(wǎng)工程與航空港

2012年7月9日，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中指出：“應(yīng)該努力攻克傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)難點(diǎn)，并盡快完成后網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)代的各項(xiàng)技術(shù)研究，讓新型的信息和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)變?yōu)槲覈?guó)產(chǎn)業(yè)提升及實(shí)現(xiàn)智慧國(guó)家的全新源動(dòng)力?！痹谶@樣的背景下，教育部于2010年批準(zhǔn)設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)。到目前為止，全國(guó)已有100多所本科高等學(xué)校開(kāi)設(shè)了該專(zhuān)業(yè)，并且辦學(xué)規(guī)模還將繼續(xù)擴(kuò)大。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備智能節(jié)點(diǎn)、射頻識(shí)別、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)知識(shí)，具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和較高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，能在物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)及管理等工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。本文將結(jié)合鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系自物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)招生以來(lái)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)歸納學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)思路，提出面向航空港需求的、有效可行的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐體系改革方案。

二、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力

（一）實(shí)踐能力的概念

在教育部2011年5月發(fā)布的《中華人民共和國(guó)普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄》中，首次將“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)歸屬到計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大類(lèi)之中，現(xiàn)在我國(guó)有超過(guò)90%的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展，故而物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的要求主要是在以下方面：程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力、算法設(shè)計(jì)和分析能力、計(jì)算和邏輯思維能力、系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力等，并具備將上述實(shí)踐能力體現(xiàn)到物聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用層以及完整物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)。

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)通常都要圍繞培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力這個(gè)核心來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃和開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。當(dāng)然，實(shí)踐能力的提高不是靠增加實(shí)踐課時(shí)或新開(kāi)設(shè)幾門(mén)課程就能夠達(dá)到的，這是一個(gè)要依靠教學(xué)計(jì)劃，在多層次多類(lèi)型的整體性理念改革的基礎(chǔ)上，才能循序漸進(jìn)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。它要求教學(xué)計(jì)劃的制定者要從理論課程和實(shí)踐課程的協(xié)調(diào)性、完整性和魯棒性去進(jìn)行設(shè)計(jì)和改革，并根據(jù)該專(zhuān)業(yè)對(duì)基本能力培養(yǎng)的具體要求安排實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。本文主要探討的內(nèi)容正是如何將專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)融入到實(shí)踐教學(xué)體系改革，穩(wěn)步提高物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的教育教學(xué)水平。

（二）實(shí)踐能力的特色需求

1.計(jì)算思維能力的特色需求

物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式的變革就在于物理空間與信息空間的一體化，物理世界與信息世界的整合統(tǒng)一。因此，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才計(jì)算思維能力時(shí)，應(yīng)該注意使學(xué)生充分理解物理空間與信息空間一體化，并在利用這種無(wú)縫連接方面具有足夠的想象力與實(shí)現(xiàn)能力。

2.算法設(shè)計(jì)與分析能力的特色需求

目前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的焦點(diǎn)是感知技術(shù)，但是環(huán)境的感知并不是物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)，隨著傳感器、RFID等感知技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，感知將不再是關(guān)注的焦點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化應(yīng)用的快速發(fā)展，使建立在這些海量感知數(shù)據(jù)之上的分析、處理、挖掘、決策和應(yīng)用開(kāi)發(fā)逐步受到重視，分析、處理、挖掘、決策和應(yīng)用的算法將成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用深化的關(guān)鍵，這才是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的本質(zhì)。

3.程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力的特色需求

程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的手段，但更重要的是，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼人類(lèi)社會(huì)在計(jì)算模式方面的一次劃時(shí)代變革。計(jì)算模式的每次變革都將對(duì)程序設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)模式產(chǎn)生重大影響。物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式將引起程序開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的根本性變革，程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力的內(nèi)涵和外延會(huì)發(fā)生變化，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的理論和實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該適應(yīng)這個(gè)變化。

三、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)

（一）培養(yǎng)目標(biāo)與專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)不僅培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握自然科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，而且對(duì)人文科學(xué)基礎(chǔ)也有一定要求，再加上對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、控制工程、軟件工程和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等學(xué)科知識(shí)的較高要求，使得學(xué)生在掌握物聯(lián)網(wǎng)的理論、技術(shù)及應(yīng)用的同時(shí)，熟悉了從事物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)工作所需要具備的綜合性素質(zhì)，可以確保在畢業(yè)后的工作當(dāng)中游刃有余。

與其他相關(guān)工科專(zhuān)業(yè)進(jìn)行比較，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：（1）面向物聯(lián)網(wǎng)這一方興未艾的產(chǎn)業(yè)，具備良好的發(fā)展前景和廣闊的適用范圍。（2）通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用、通信原理與工程、信息處理與安全等課程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，會(huì)獲得更加合理而互補(bǔ)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。（3）通過(guò)對(duì)信息的傳感、傳輸、分析及處理等課程的學(xué)習(xí)，會(huì)具備更加全面的信息綜合應(yīng)用能力。（4）結(jié)合多層次多方位的實(shí)踐操作，將使該物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生具有更加出色的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

（二）實(shí)踐教學(xué)體系要求

物聯(lián)網(wǎng)工程的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)是實(shí)踐教學(xué)的主要部分，也是該專(zhuān)業(yè)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)主要從基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和分析綜合這三個(gè)方向進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)與改革。在常規(guī)的電工電子基礎(chǔ)類(lèi)課程實(shí)驗(yàn)以外（電路基礎(chǔ)分析實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)、微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)），還要增加具有一定物聯(lián)網(wǎng)特色的課程實(shí)驗(yàn)（電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)），充分體現(xiàn)該專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要性。

（三）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念

為了更好服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)，本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念也應(yīng)該是與實(shí)踐教學(xué)體系相輔相成，除了原有的課程實(shí)驗(yàn)室以外，還要科學(xué)的對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行重組和調(diào)配，同時(shí)對(duì)部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)充和改造，以期更加適用物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程要求。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系，正是依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念，在物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)設(shè)立兩年多的時(shí)間中，自行設(shè)計(jì)、改造和完善了滿(mǎn)足各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求的物聯(lián)網(wǎng)工程系列實(shí)驗(yàn)室，并申請(qǐng)獲得了鄭州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“航空物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心”。

四、物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐體系的改革方案

（一）確立物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)可以分為兩個(gè)層次，一是遠(yuǎn)期目標(biāo)，二是近期目標(biāo)，但兩者的共同之處都是要提高畢業(yè)生的工程素質(zhì)。要使學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)工程的實(shí)際工作能力、工程完成能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力等方面達(dá)到一定層次，才能使學(xué)生熟悉物聯(lián)網(wǎng)工程的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)技術(shù)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決工程中遇到的問(wèn)題。此外，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這一新型領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新能力也是必不可少的，而且也最能夠體現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合性靈活應(yīng)用的能力。最后，作為一名合格的工程技術(shù)人員，還應(yīng)該了解物聯(lián)網(wǎng)工程中涉及的各項(xiàng)法律法規(guī)，要培養(yǎng)良好的職業(yè)道德、環(huán)保意識(shí)、誠(chéng)信合作意識(shí)等，從而更好地為國(guó)家和社會(huì)服務(wù)。

（二）開(kāi)展多元化的專(zhuān)業(yè)科技創(chuàng)新實(shí)踐

學(xué)生對(duì)參加各種創(chuàng)新大賽、科研競(jìng)賽和學(xué)科比賽通常都有很高的熱情，這些課內(nèi)與課外相結(jié)合的科技創(chuàng)新形式也總能收獲良好的效果，不僅能讓學(xué)生收獲到學(xué)以致用的樂(lè)趣，鞏固課堂所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且還能在競(jìng)賽中使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身的不足，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)鉆研的主動(dòng)性。與此同時(shí)，通過(guò)作品競(jìng)賽和展示，還能讓物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生產(chǎn)生一定的專(zhuān)業(yè)自豪感，帶動(dòng)周?chē)鷮W(xué)生更加熱愛(ài)本專(zhuān)業(yè)。

通過(guò)多元化的專(zhuān)業(yè)科技創(chuàng)新實(shí)踐，還可以讓學(xué)生懂得如何群策群力、取長(zhǎng)補(bǔ)短，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究熱情。除科學(xué)競(jìng)賽外，還可以讓學(xué)生進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用企業(yè)，通過(guò)親眼所見(jiàn)、親手操作和親身經(jīng)歷來(lái)開(kāi)闊眼界和思路。

（三）密切與航空港發(fā)展需求相結(jié)合

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院與原航空工業(yè)部有著淵源關(guān)系，為建立面向航空港的教學(xué)實(shí)習(xí)基地奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著學(xué)生培養(yǎng)方向出現(xiàn)多元化，技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)的發(fā)展變化，尤其是數(shù)字時(shí)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，使校企聯(lián)合的實(shí)踐教育已成為提高專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力加強(qiáng)素質(zhì)教育的重要保證。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)有四次必修實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，金工教學(xué)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和其他社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。長(zhǎng)期以來(lái)，各個(gè)環(huán)節(jié)獨(dú)自進(jìn)行，實(shí)踐基地在專(zhuān)業(yè)和行業(yè)上重復(fù)，沒(méi)有完整的系統(tǒng)體系。隨著企業(yè)的改制和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引入，企業(yè)接收實(shí)習(xí)的體制和積極性發(fā)生變化，我院由原航空工業(yè)部部屬院校劃歸地方，學(xué)生培養(yǎng)方向出現(xiàn)多元化，實(shí)踐教育已成為提高專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，加強(qiáng)素質(zhì)教育的重要保證。

（四）發(fā)揮航空物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的作用

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院擁有鄭州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——航空物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以航空運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)工程、航空物流系統(tǒng)可靠性工程為研究方向，積極開(kāi)展相關(guān)技術(shù)及理論、政策、方法和機(jī)制等研究，實(shí)驗(yàn)室與河南省及中國(guó)航天科技集團(tuán)所屬的其它企業(yè)，建立互惠合作及戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以參與到教師的科研項(xiàng)目之中，通過(guò)具體課程的研究來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，使學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的習(xí)慣。與此同時(shí)，學(xué)生還可以更快地了解到物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)學(xué)科的研究前沿動(dòng)態(tài)，確定自己感興趣的研究方向。

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（責(zé)任編輯 趙冰）

The Practice System Reform of Internet of
Things Engineering Major Catering to Air Harbor

HUA Hong－yan，ZHANG Zhen
（Department of Electronic and Communication Engineering，Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management，Zhengzhou 450015，China）

Abstract：This paper introduces the concept of the air harbor and the internet of things engineering major and the relationship between them，summarizes the training objectives，major advantages and practical ability requirements of the internet of things engineering students.Meanwhile，combined the educational practice of internet of things engineering major of Zhengzhou institute of aeronautical industry management，this paper learns the advanced domestic and foreign educational idea，and proposes an effective practice system reform program of IOT engineering major catering to air harbor.

Key words：internet of things engineering；practice；air harbor；reform

作者簡(jiǎn)介：華紅艷（1963—），女，江西玉山人，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系教授，主要從事電氣與自動(dòng)化控制技術(shù)等方面的科研與教學(xué)工作。

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“面向航空港的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐體系研究與構(gòu)建”（2014SJGLX054）；鄭州航院教育科學(xué)基金項(xiàng)目“我校物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐體系的研究與構(gòu)建”（ZHJY14－01）

收稿日期：2015－08－12

文章編號(hào)：1008－3715（2015）05－0095－03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

DOI：10.13783／j.cnki.cn41－1275／g4.2015.05.018