趙國生++王健++李世明++郭乃文++郭兆文

摘 要：針對物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的建設(shè)模式提出一些探索性的問題，為該專業(yè)的課程設(shè)置、課程體系建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、校企合作機(jī)制建設(shè)、職業(yè)能力分析等方面提供一些新的建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)安全與工程；課程模式；專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科是一個交叉性的學(xué)科，自我國提出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)如雨后春筍一般，以驚人的速度蓬勃發(fā)展[1]。從本質(zhì)上來講，物聯(lián)網(wǎng)并不是一種全新的應(yīng)用和工程技術(shù)，它是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化并且發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)是一種聚合應(yīng)用創(chuàng)新，其關(guān)鍵技術(shù)[2]如傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識別技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)等大多是前幾年已經(jīng)出現(xiàn)并且得到深入研究的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展的同時，與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的安全問題[3]也逐漸浮出水面，引起許多研究人員的重視。從宏觀角度來看，物聯(lián)網(wǎng)對我國未來經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，而物聯(lián)網(wǎng)安全也必將成為未來我國信息安全和國家安全的核心部分。因此，高校應(yīng)當(dāng)重視培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)安全方面的人才，物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的發(fā)展已成為當(dāng)務(wù)之急。

1 關(guān)于專業(yè)培養(yǎng)模式的構(gòu)想

自我國提出“全面建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略”以來[4]，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國諸多領(lǐng)域逐漸發(fā)展起來，如城市監(jiān)控、工業(yè)管理、智能醫(yī)療、智能交通、智能家居等，成為繼通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后的下一個萬億級市場。如今，我們?nèi)悦媾R著一個難以解決的難題，即由于物聯(lián)網(wǎng)的定義和應(yīng)用范圍極廣，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)運行的同時存在著產(chǎn)業(yè)鏈缺失、多方面標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的輸送途徑就很難得到保障。社會對于物聯(lián)網(wǎng)人才有著強(qiáng)烈而迫切的需求，物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才卻極其匱乏，造成了人才缺口，究其原因是多方面的，如企業(yè)的人才需求與高校的培養(yǎng)方式不能對接、社會也未能給人才發(fā)展?fàn)I造良好的環(huán)境等。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)安全結(jié)構(gòu)架構(gòu)

無論是物聯(lián)網(wǎng)工程還是物聯(lián)網(wǎng)安全，從本質(zhì)上來說，它們都屬于綜合性學(xué)科，其中不乏射頻識別、網(wǎng)絡(luò)通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)基礎(chǔ)等技術(shù)的支持，因此，物聯(lián)網(wǎng)安全問題包含各類基礎(chǔ)技術(shù)自身的安全問題和聚合后的交叉安全問題兩部分。物聯(lián)網(wǎng)安全的總體描述[5]如圖1所示。

1.2 多層次培養(yǎng)計劃制訂

互聯(lián)網(wǎng)可以劃分為包含物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層在內(nèi)的7個層次，對比互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)大致可劃分為3個層次。第1個是感知層，其核心工作是負(fù)責(zé)物理層信息的感知、采集和整理，也是物聯(lián)網(wǎng)通信中數(shù)據(jù)的來源；第2個是網(wǎng)絡(luò)層，主要負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離信息的傳輸，并保證信息傳輸?shù)目煽啃裕坏?個層次是應(yīng)用層，負(fù)責(zé)對信息進(jìn)行處理、分析和運用。因此，在討論物聯(lián)網(wǎng)安全的問題時，要做到分層考慮。此外，信息安全方面的一些技術(shù)[6]，如數(shù)字認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、隱私保護(hù)等，同樣也是物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的培養(yǎng)重點。針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的廣域及復(fù)雜程度，教師要靈活地培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才，在設(shè)置公共培養(yǎng)課程的基礎(chǔ)上，按照學(xué)生的興趣及學(xué)習(xí)進(jìn)展，進(jìn)行多層次培養(yǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)與信息安全技術(shù)看似不同，實則息息相關(guān)。掌握信息安全的核心技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念，是正確認(rèn)識和理解物聯(lián)網(wǎng)安全的一個重要前提，且重點在于數(shù)據(jù)加密技術(shù)。這不僅是信息安全的研究重點，其他安全技術(shù)和理論也大多建立在數(shù)據(jù)加密技術(shù)的基礎(chǔ)上?；谛畔踩夹g(shù)的學(xué)習(xí)，物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的課程學(xué)習(xí)大致可分為以下3個方向。

1）感知層安全技術(shù)方向——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實施。

感知層方向主要是利用射頻識別技術(shù)、傳感器設(shè)備、定位系統(tǒng)設(shè)備等感知設(shè)備和技術(shù)，通過終端節(jié)點對各類信息及被標(biāo)識物體進(jìn)行感知和收集，并通過短距離無線傳輸?shù)耐ㄐ欧绞酵瓿珊吞幚硪恍?fù)雜的操作。感知層方向的安全問題主要集中在終端設(shè)備和短距離無線傳輸?shù)耐ㄐ牛绾问箤W(xué)生具備傳感器使用、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置和無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等多種技術(shù)能力是本方向的重點。在物聯(lián)網(wǎng)中，感知層安全是最能體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特性的部分。由于感知層的終端設(shè)備普遍存在存儲大小、計算處理和電源續(xù)航的限制，傳統(tǒng)信息安全的解決方法不能作用于感知層的安全，因此在本方向的教學(xué)中，教師應(yīng)充分體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特性，結(jié)合實驗，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力和操作能力。

2）網(wǎng)絡(luò)層安全技術(shù)方向——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用維護(hù)。

物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)有著密不可分的聯(lián)系，換一種角度考慮，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，因此，互聯(lián)網(wǎng)通信中所存在的安全問題在物聯(lián)網(wǎng)通信中依然存在。本方向主要講授傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全問題，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)感知特性，進(jìn)一步進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)安全的解答，使學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的維護(hù)有較深刻的理解。在一個完整的物聯(lián)網(wǎng)體系中，存在大量節(jié)點數(shù)據(jù)，這些節(jié)點數(shù)據(jù)會直接接入網(wǎng)絡(luò)，如何在物聯(lián)網(wǎng)“多元異構(gòu)”的復(fù)雜環(huán)境下，保證這些信息的可用性、完整性、機(jī)密性、不可否認(rèn)性、可控性等，將會是一個不小的挑戰(zhàn)。

3）應(yīng)用層安全技術(shù)方向——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)。

從應(yīng)用層角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是基于多種平臺及業(yè)務(wù)類型的，如此情況下，物聯(lián)網(wǎng)的安全架構(gòu)設(shè)計就顯得十分艱巨，同時還存在著數(shù)據(jù)信息安全及用戶信息隱私保護(hù)的問題。因此，在保證基礎(chǔ)編程能力培養(yǎng)的課程之外，應(yīng)用層安全技術(shù)方向的重點應(yīng)放在用戶的隱私保護(hù)[7]方面。在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的宏觀背景下，幾乎所有物件能與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生聯(lián)系，如果基于這些物件的人或者組織缺乏有效的隱私保護(hù)措施或手段，那么不法分子就可以通過物件信息來獲取物主的個人隱私信息或?qū)崿F(xiàn)對物主的行為追蹤，這對于個人隱私安全保護(hù)來說是一個極大的挑戰(zhàn)。

1.3 人才培養(yǎng)模式設(shè)想

在完成基本課程教育內(nèi)容之外，為培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的綜合能力，使其畢業(yè)后能有更好的去向，在專業(yè)的培養(yǎng)計劃中，教師還可采用“校企共培、人才引薦、技能競賽”的特色培養(yǎng)模式。

1）校企合作培養(yǎng)。

面對高等院校改革和發(fā)展教育的趨勢，校企聯(lián)合培養(yǎng)[8]人才是一個比較好的培養(yǎng)模式。在物聯(lián)網(wǎng)安全人才的培養(yǎng)中，可以按照行業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)，與達(dá)成合作協(xié)議的企業(yè)共同制訂專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)方案，由校企雙方共同努力培養(yǎng)企業(yè)應(yīng)用型人才。endprint

2）優(yōu)秀人才引薦。

在如今就業(yè)形勢嚴(yán)峻的情況下，為了既減少學(xué)生的就業(yè)壓力，又能夠及時向相關(guān)企業(yè)輸送人才，教師可以根據(jù)學(xué)生個人的學(xué)習(xí)及發(fā)展情況，推薦優(yōu)秀畢業(yè)生直接進(jìn)入企業(yè)就職。

3）技能競賽訓(xùn)練。

目前的教育體制改革[9]，提倡學(xué)生提升自己的應(yīng)用能力和動手操作能力。為了提升物聯(lián)網(wǎng)安全專業(yè)人才的整體素質(zhì)，完善專業(yè)建設(shè)，學(xué)校可與相關(guān)教育企業(yè)達(dá)成協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)建設(shè)在線實驗平臺（U-SaaS），構(gòu)建在線實訓(xùn)、能力測評、賽前訓(xùn)練、線上大賽等實訓(xùn)項目；也可帶領(lǐng)學(xué)生積極參與由企業(yè)組織主辦或承辦的相關(guān)技能大賽，進(jìn)一步加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解。

2 物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)建設(shè)

2.1 建設(shè)校企合作體制機(jī)制

為了更好地培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的人才，校方可以與企業(yè)建立合作關(guān)系，在雙方達(dá)成友好協(xié)商的前提下，作出如下的明確規(guī)定。

（1）基于企業(yè)提供的實驗資源包，積極建設(shè)、引用、消化及吸收最先進(jìn)的教學(xué)實驗設(shè)備和配套實驗教學(xué)系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)攻防、無線安全、移動應(yīng)用開發(fā)、大數(shù)據(jù)實訓(xùn)、工控攻防實訓(xùn)、移動應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)平臺、網(wǎng)絡(luò)攻防實訓(xùn)平臺、在線實驗平臺U-SaaS等系統(tǒng)或平臺。

（2）合作期間，由校方與企業(yè)團(tuán)隊一起編寫實驗教材、實訓(xùn)指導(dǎo)書、知識文檔和項目案例，進(jìn)行課件研發(fā)、項目合作開發(fā)、產(chǎn)學(xué)研合作等。

（3）積極參加專業(yè)建設(shè)研討會，總結(jié)專業(yè)建設(shè)中存在的各種問題，鞏固建設(shè)成果，升級和完善物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的建設(shè)方案。

2.2 完善人才培養(yǎng)模式

2.2.1 專業(yè)定位

基于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的發(fā)展情況[10]以及國家、高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀，在完成物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的方向培養(yǎng)后，為保證學(xué)生畢業(yè)后的專業(yè)能力及工作能力，我們將根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況再次進(jìn)行方向培養(yǎng)，包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實施、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用維護(hù)3個培養(yǎng)方向，使學(xué)生具備基本的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和團(tuán)隊精神，以滿足企業(yè)對人才的種種需求[11]。經(jīng)過培養(yǎng)，學(xué)生可以逐步成長為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)備實施人才——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實施工程師；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)人才——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)工程師；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運行維護(hù)人才——物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用維護(hù)工程師。

2.2.2 培養(yǎng)模式建設(shè)

將人才培養(yǎng)模式按學(xué)年的方式進(jìn)行描述。第1學(xué)年主要以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程為主，由校內(nèi)的專業(yè)教師負(fù)責(zé)培養(yǎng)，主要是對物聯(lián)網(wǎng)基本概念的學(xué)習(xí)及基礎(chǔ)編程學(xué)習(xí)；第2學(xué)年，由專業(yè)老師和企業(yè)教師共同負(fù)責(zé)，在專業(yè)教師教授基礎(chǔ)專業(yè)課的同時，由企業(yè)教師負(fù)責(zé)實訓(xùn)項目教學(xué)，利用真實的項目案例培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實施能力、編程開發(fā)能力和基本維護(hù)能力；第3學(xué)年，由企業(yè)教師帶隊，進(jìn)行校內(nèi)實訓(xùn)，企業(yè)教師和校內(nèi)專業(yè)教師分為多個小組，對學(xué)生實施多方向培養(yǎng)模式，在真實項目的引導(dǎo)下，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技能；第4學(xué)年，安排學(xué)生進(jìn)入企業(yè)開展實訓(xùn)，教學(xué)內(nèi)容由企業(yè)安排，以真實項目任務(wù)為主，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和崗位就業(yè)能力，其中，對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)良好并有進(jìn)一步深造打算的學(xué)生，可由校內(nèi)專業(yè)教師負(fù)責(zé)，加強(qiáng)其專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)。

2.3 構(gòu)建課程體系

2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)職業(yè)能力分析

我們基于物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)的畢業(yè)流向，結(jié)合本科生的學(xué)習(xí)心理及成長規(guī)律[12]，根據(jù)專業(yè)劃分學(xué)習(xí)范圍，分析并進(jìn)行了相關(guān)課程的體系建設(shè)；考慮到學(xué)生未來的發(fā)展方向，形成以“理論、實踐、教育”三線并重的特色課程體系，通過校企合作、工學(xué)結(jié)合、項目導(dǎo)向等方式，完成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的相關(guān)調(diào)研，對畢業(yè)生去向作進(jìn)一步研究，初步形成物聯(lián)網(wǎng)未來的就業(yè)崗位及職業(yè)能力分析表[13]，見表1。

2.3.2 多分支課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力，使其具備物聯(lián)網(wǎng)安全與應(yīng)用的基本實施、開發(fā)與維護(hù)能力，學(xué)校與企業(yè)成立了課程設(shè)計小組，通過對專業(yè)前景及職業(yè)能力認(rèn)真分析，研討了物理網(wǎng)安全的課程體系[14]，如圖2所示，初步擬定采用多分支的課程結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實施、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用維護(hù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)3方面。

在專業(yè)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)中，學(xué)生要掌握與課程相關(guān)的計算機(jī)原理、數(shù)據(jù)庫原理、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論及專業(yè)英語的基本能力。在職業(yè)方向的培養(yǎng)中，針對不同職業(yè)的屬性和技能要求，相關(guān)課程的安排則更緊貼實際工作的應(yīng)用技能。

3 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是一個必然趨勢，作為網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)領(lǐng)域的又一次革命，物聯(lián)網(wǎng)在人們的日常生活中占據(jù)著不低的地位。物聯(lián)網(wǎng)安全作為物聯(lián)網(wǎng)方向中的熱點，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展中起到不可或缺的作用。為迎合我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的建設(shè)熱潮，高等院校應(yīng)該緊緊抓住當(dāng)前這一發(fā)展與改革的機(jī)遇，用正確的方式和思路培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)安全、工程技術(shù)人才，為促進(jìn)各地物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速、持續(xù)、健康發(fā)展提供技術(shù)支持和人才支撐。我們針對物聯(lián)網(wǎng)安全與工程專業(yè)建設(shè)的模式提供了一些想法，在完善基礎(chǔ)課程建設(shè)與人才培養(yǎng)模式的前提下，提出多方向培養(yǎng)人才計劃，避免因物聯(lián)網(wǎng)體系臃腫而造成“學(xué)而不精”的情況，使物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才在畢業(yè)后能夠擁有良好的專業(yè)基礎(chǔ)，得到更好的發(fā)展。

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（編輯：宋文婷）endprint