:/:专家论妖2019年7月
DOI:10.1668l/jki.wcqe.201913001
OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”
协同育人模式探索
周鹏',苏继斌2,张传琪*赵青1
(1郑州航空工业管理学院智能工程学院,河南郑州,450046;
2商丘学院应用科技学院计算机工程系,河南开封,474000)
摘要:文章以郑州航空工业管理学院为例,首先简述了OBE理念下该学校2019—2022级物联网人才培养方案,然后提出了OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”协同育人创新模式构建策略,包括校企共建物联网工程协同育人联合培养基地、强化物联网OBE模式“一体两翼”协同育人案例教学变革、OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”协同育人实践创新模式,最后阐述了物联网工程专业“一体两翼”协同育人创新机制。
关键词:OBE理念;物联网工程专业;“一体两翼”协同育人模式;工程案例
中图分类号:G64文献标志码:A文章编号:2095-6401(2019)13-0001-04
物联网工程是一个多学科融合延伸、高度集成的专业,涉及电子信息、计算机、人工智能、电气自动化等学科。目前全国开设物联网专业的高校达到760多所,就业压力较大,教学内容、学生动手能力与社会需要存在较大偏差。在2018年全国教育大会精神和新工科背景下,社会需求大量掌握硬件检测和软件编程,即软硬融合一体化的物联网专业人才。同时要求学生必须与市场接轨,实践成果要落地,因此开展OBE理念下物联网专业产学研协同育人模式实践尤为重要和紧迫。根据御州航院综合改革指导意恥和2019年郑州航空工业管理学院(以下简称'郑州航院教学工作会议,依据学校办学定位,以航空领域需求为引领,突出航空特大学,郑州航院提出专业建设方案,开展OBE 理念下2019—2022级本科培养方案社会调研,确定专业服务面向、人才培养规格,制定OBE人才培养方案叫郑州航院贯彻落实教育部产学合作协同育人项目,推进现代信息技术与教育教学深度融合,构建全方位全过程深融合的协同育人新机制,更好地顺应教育部新工科建设和高等教育综合改革浪潮,抢占航空业带来的机遇和应用前景。在此基础上,本文主要探讨了OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”协同育人模式。
—、OBE理念下2019—2022级物联网人才培养方案
OBE(Outcome Based Education)是成果追溯教育导向理念,是学习成果的大变革,重点关注教育的各个方面,使学生在学习过程中取得理想的成果牢牢把握教育的目标,建立符合社会需求的专业和核心
课程体系,聚焦于学生受教育后理论知识和能力的提高,按照反向设计思路设计专业人才培养方案。实现课堂建设的结合,课程体系与课程模块相结合,理论知识与应用实践相结合,教学改革与科技成果相结合,课堂引导与学生创新相结合。从专业服务面向分析、专业培养目标分析、专业核心能力分析、专业产学研协同育人创新模式、专业协同育人创新机制等方面来科学合理地制定人才培养方案,实施OBE下物联网人才培养方案探索。
(一)专业服务面向
号称世界信息产业第三次变革的物联网,国家“十三五”全面部署了物联网作为新一代信息技术战略性新兴产业的发展方向。在中国进入新常态经济发展的背景下,物联网的发展为战略性新兴产业带来了新的机遇。河南省“十三五”明确提出全面整合“一带一路”倡议,大力发展新技术、新兴产业和新的商业模式。推动高校专业链、人才链对接区域产业链、创新链。为了促进互联网、大数据、人工智能和现代制造业的整合,引导物联网公司拓展国际市场。国家物联网创新示范区,物联网是最受欢迎和最具竞争力的产业,对相关专业技术人员的需求迫切ir。物联网专业培养的学生知识面宽广,是具备传感检测、射频识别、物联网控制、人工智能等相关能力,具备较髙人文素质和创新创业意识的高素质复合型应用人才。要求学生必须与市场接轨,学生要实实在在落地,能够满足岗位要求和新时代社会大变革要求。
(二)专业培养目标
郑州航院按照“加强基础,拓宽专业,增强能力,突出特”人才培养的指导思想,培养满足国家和地方社会经济发展的需要,具备德、智、体、美综合素质;掌握电子信息、传感技术、计算机技术、控制与系统工程等专业知识;重视知识结构的合理性,掌握物联网系统设计技能的专门人才;综合通信、计算机和电子专业实践,基于通信专业知识的理论验
作者简介:周鹏(1968—),男,汉族,河南信阳人,教授,硕士生导师。研究方向:嵌入式系统,模式识别,遥感监测,物联网工程。注:本文系教育部产学合作协同育人项目“OBE模式下物联网工程专业人才培养方案探索与实践”(编号:201801335005):“物联网定位技术课程建设改革探讨与实践”(编号:201801307006):郑州航院教育科学研究基金项目"产学协同育人模式下物联网专业四合一创新创业改革研究”的成果(编号:zhjyl862)o
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证,以计算机应用软件设计为目标,以物联网工程综合实践教学体系为主线,使学生具备系统集成与优化能力,具备物联网工程师专业知识和职业素养,胜任物联网工程设计、开发工作。具体目标如下。
1.具有应用能力。具有扎实的工学、信息技术、计算机等基础知识,掌握科学研究方法。了解与物联网工程技术相关的规范,整合工程技术的基础知识和物联网的专业知识,胜任测试工程师、运维工程师等职位。
2.具有管理能力。了解航空装备复杂制造业研发生产、工艺过程、生产管理的基本原理与方法,具有组织、协调、沟通、管理能力,胜任项目经理、企业中层管理等职位。
3.具有创新能力。凭借洞察力和创新思维,为复杂的工程项目提供系统的解决方案,并使用现代工具来设计、开发和生产相关产品。胜任产品开发工程师、产品设计师和其他职位。
4.具有发展能力。了解国情社情民情和商业环境,拥有健康的身心、国际视野,能够使用外语和专业技术语言在跨文化背景下进行交流和沟通。拥有自主学习和终生学习能力,能够适应并跟踪物联网技术的发展,保持专业技术水平的提升。
5.具有职业素养。能够践行社会主义核心价值观,具有丰厚的人文底蕴、敏感的伦理意识、良好的职业操守、社会责任感以及对航空的高度使命感。具有良好的人际交往能力、沟通和协调能力及团队意识。
(三)专业核心能力
物联网专业以模块化的培养方式,突出工程专业学生在通识教育和素质教育中应具备的知识;学科平台和专业核心课程构成了物联网专业的核心知识体系;专业选修和集中性实践突出了物联网专业的应用性需求。结合OBE理念,第6学期最后6周在联合实训基地开展集中实践。学校和企业共同培养,以企业工程为背景,开展有针对性的物联网项目的工程设计。第7个学期可选模块是一种联合校企培训方法,课
程内容根据实际项目进行安排。它由企业工程师和大学教师共同教授,形成理论学习+专业学习+模块化实践+企业实践的培训模式。打通理论与实践教学培养通道。
郑州航院对物联网发展战略进行研究,分析产业人才培养的需求,制定正确的人才目标。提出专业建设方案,建立物联网专业的认知基础,指导专业规范和实践教学体系的建设。物联网专业科学采纳了计算机类专业规范。物联网工程专业课程设置:人工智能、Java程序设计、数据结构、大数据技术与应用、物联网通信与组网技术、RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网定位技术、嵌入式系统、无线传感器网络。根据郑州航院特,构建以知识领域、知识单元、知识点为核心的物联网专业知识体系。
二、OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”协同育人创新模式构建策略
(一)校企共建物联网工程协同育人联合培养基地
郑州航空工业管理学院与中科智库物联网技术研究院江苏有限公司共建教育部产学合作协同育人联合培养基地,积极开展新工科建设,推进产学合作育人机制。中科智库物联网技术研究院江苏有限公司围绕目前行业热点技术(物联网技术、机器人、大数据、人工智能),依托中国科学院物联网研究发展中心与感知世界(北京)物联网技术研究院资源,从教学内容、教学方法和考核方式等环节进行深化改革,形成理论与实践深度融合的课程体系。使学校教学能够完全与社会企业相融合,强调物联网工程设计、开发等能力的培养,在传统以理论教学为主的教学计划基础上,优化课程设置,精选教学内容,并在教
商丘人才网最新招聘信息网学计划中引入更多实用课程。整合各方优势,以提高学生的专业技能,通过资源共享将产业和技术最新发展、行业对人才培养的最新要求及时反馈,协助学校完善教学内容和课程体系,建成满足行业发展需要的课程和教材资源,打通最后一学里。
开展物联网工程协同育人联合培养基地建设,提高学生专业技能,增强学生创业意识。反过来,实现物联网工程人才培养,创新创业教育和企业发展合作共赢。根据岗位要求,物联网专业人员分为物联网集成工程师、物联网平台运营工程师和物联网技术支持工程师。最后,物联网领域的相关工作要求与人才培训无缝衔接W推进产学研深度融合,2017年立项“互联网+环境下物联网工程专业综合实践创新改革探索”,2018年立项“OBE模式下物联网工程专业人才培养方案探索与实践”和“物联网定位技术课程建设改革探讨与实践”。强力打造以区域行业企业需求为导向,以校企合作教育为抓手,以产学研合作融合创新创业教学为途径,培养高素质复合型应用人才。通过企业将行业与技术前沿引入专业核心课程教学中去,不断更新教学内容与实践项目,让学生在新工科建设课程中不断提升对专业的兴趣,实现全面发展。由此可见,校企共建物联工程协同育人联合培养基地是提高教学效果的有效方式。
(二)强化物联网OBE模式“一体两翼”协同育人案例教学变革
构建OBE物联网协同育人模式,物联网工程专业的成果是什么?如何把成果(Outcomes)反映到课程中去?如何对相关核心课程进行计划和设置?相关课程的计划,需要以学生为中心,以成果(Outcome
s)为导向,进行工程案例训练和培育开放实验室项目吟叫只有不断强化案例教学变革,才能更好地回应上述问题。
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物联网OBE模式工程案例教学的实施,主要包括实验课程、课程设计、实习、毕业设计及科技创新、社会实践等多种形式的实践活动。首先,确定学习目标。最终的学习目标既是OBE的终点,也是它的起点。学习目标应明确阐述并直接或间接评估,因此往往将其转化为绩效指标。其次,构建实践课题创新课程体系,主要实验课程:传感器应用技术.RFID原理及应用、物联网定位技术、嵌入式系统、无线传感器网络、物联网控制技术实验。课程设计:程序设计综合实践、RFID原理及应用课程设计、物联网定位课程设计、单片机课程设计、无线传感器网络课程设计、嵌入式系统课程设计、创新创业实践、物联网工程设计与实施。以物联网案例+实训操作方法改革课堂教学,在教学过程中,使用物联网应用实训案例作为教学材料,通过对案例进行分析,引导学生理解掌握物联网专业知识,进而提高动手技能。教师在授课过程中,为了让学生直接接触到实际工程问题,引入一些具有代表性、有实用价值物联网产业工程案例。结合工程创新创业实际应用讲解相关技术及应用方式,激发学生兴趣,培养学生自主学习习惯,激励学生对问题进行深入钻研和思考。企业共建实习:金工实习、认识实习、专业实习、创新创业、毕业实习和毕业设计,以企业开发的实际工程案例为例,制定学生课程设计内容。充分进行企业调研,了解企业对本课程的需求,在此基础上与企业工程师共同研究选取课程内容,制定课程标准。采用
教、学、做一体化教学方法,深入浅出,避免枯燥乏味的理论。
重点突出工程应用背景,将第6、7学期课程设置与企业紧密结合,以工程教育为背景设置教学计划。在第6学期最后8周,将学生安排在企业培养,进行物联网工程的设计与实施。在第7学期,加强学生理论与实践融合培养,引入3个学分校企共建的选修课程,开设物联网智能信息处理、移动终端软件开发、并行编程原理与实践、物联网企业项目实训实践环节,用于提升学生的工程实践能力。OBE教学评估侧重于学习成果,而不是教学内容、学习时间和学习方式。采用多梯度评估标准,强调学习成果和个人学习进度的内涵实现,并不强调学生之间的比较。将学生学习过程分为不同阶段,确定每个阶段的学习目标,学习目标从初级到高级,最后达到最高成果。通过物联网OBE模式工程案例教学,提升大学生物联网竞赛实力和实践动手能力。将各类竞赛题目,特别是已获奖题目以案例方式融入专业核心课程教学中去,作为推动项目教学实际案例,同时作为毕业设计和课设选题,提高学生的创新能力水平。引入企业项目资源,并且将企业项目流程和标准引入物联网工程专业核心课程案例实训平台及项目案例资源库。这些都是强化物联网OBE理念下“一体两翼”协同育人案例教学变革的重要方式。
(三)OBE理念下物联网工程专业“一体两翼”协同育人实践创新模式
基于OBE对实践教学的要求,郑州航院提出以人为本的教育理念,强化学生实践创新能力,构建体验式实践教学新理念问。物联网工程设计与实施尊重学生个性发展,调动学生的主观能动性,挖掘学生潜质,
提高学生对知识的综合运用能力和融合能力。根据社会发展需求,以实践创新能力培养为目标,开展实践教学内容和实践教学资源建设。共建OBE模式下物联网工程案例实训平台及项目案例资源库,建构以工程能力和创新能力为核心的教学模式,实施贯穿人才培养全过程的新工科体系。
1.物联网工程专业“一体两翼”协同育人实践创新模式。
①实验课程创新。在实验教学方法上,实现“三个转变”,即由教师被动灌输向学生主动思考转变,由单纯验证问题向综合设计问题转变,由模仿操作向创新实训设计转变。开设综合创新实验课程达90%=②递进式、多元化实验项目。根据OBE创新人才培养需求,设置“综合设计型、研究创新型”多层次、多元化实验内容,逐步提高学生实验技能和综合应用能力,突显以学生为主体、因材施教的教育理念。基础实验以课程实验、课程设计和基本验证为主,主要考查学生对所学知识的理解和强化,掌握科学的实验技能。综合设计型实验以专业实验和毕业设计等为主,提高学生综合设计能力。研究创新型实验以校企联合和竞赛项目为主,主要培养学生应用所学知识和技能方法,进行综合创新,强化创新精神和实践能力。③积极鼓励学生课外创新,支持学生申报郑州航院开放实验室项目和物联网设计竞赛项目,将针对少数优秀学生的选优训练转变为面向全体学生的能力素质综合训练。加强教学研究,鼓励学生在本科学习期间参与科创活动。组织培训或指导学生参加科技文化创新竞赛和项目,做好前期准备,优先推荐有项目研究基础的学生参加由教育部高教司或河南省教育厅组织的各类学科竞赛。航院学生每年均参加全国大学生物联网设计大赛并获奖,激发学生把学术知识转换成实践能力。
2.学生共享科研平台建设。实验教学中心依托智能建筑物联网技术,应用国家地方联合工程研究中心、航空电子技术河南省工程实验室、河南省安全防范大数据产业研究院、目标探测与识别技术郑州市重点实验室和物联网郑州市重点实验室等科研平台,最大程度保证学生实践能力的培养。依托综合性实践基地,在基础实习和专业实习环节中,学生可以深入生产一线,熟悉相关操作流程,掌握基本生产工艺,增强工程意识。构造以创新能力为核心的教学模式,培养学生工程实践创新能力,实施贯穿人才培养全过程的创新训练体系,实现模块化教学、项目制教学、翻转课堂、目标
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驱动式教学模式探索,提升项目实践和综合实训能力。每年学校组建物联网大赛创新团队以参加全国大学生物联网大赛,遴选优秀企划书、优秀创新创业团队以参加国家级、省级创新创业大赛。
三、物联网工程专业“一体两翼”协同育人创新机制
郑州航院根据不同学科的特点和成果,以卓越人才培养为目标引领,提出“433”培养模式,强化通识教育、专业教育和个性化教育“一体两翼”,突出产出成果一体,辅助学研两翼,因材施教、分类培养,根据每门课的育人功能,把社会主义核心价值观和实现民族复兴的理想和责任融入课堂教学之中,培养学生的综合应用能力、创新创业能力,满足不同领域、不同行业、不同类别的人才需求。其中,“433”分别是指教学环节的“四制”、教学组织的"三改”和教学实践的“三平台"®设,成果具有普适性和应用性。
(一)教学环节突出“四制”
导师制是指从学生大一开始直接参与导师科研团队,及时把握国际学术前沿动态,培养学生的复合创新能力。课题制是指要求学生独立承担各类创新课题,在教师的指导下,将课堂知识应用于第二课堂实践,课题来源可以是教师的科研项目。设置大学生创新创业项目、校内各类创新创意创业项目、产学研合作项目、协同创新项目等,培养学生的挑战意识、合作精神、统筹协调能力和承受挫折能力,课题重点针对专业人才和应用人才,提升综合能力。滚动制是指根据学生分类采取动态调整,对卓越班学生,每学期根据综合评定结果,实行末位分流,退出导师课题团队,进入普通类人才培养,分流空缺吸收普通类优秀学生;对承担各类课题的学生,根据阶段性创新成果决定是否继续资助;答辩制是指所有实践教学活动都采用答辩评价验收。
(二)教学组织突出“三改”
课程体系改革针对不同类型的人才培养目标设置不同课程体系,分类培养。其中,卓越人才培养目标注重学术创新成果课程和实践,专业人才培养目标专注前沿领域技术课程与实践,应用人才培养注重实用管理技术课程与实践。在传统教学方法的基础上,增加以学生和导师最新科研成果探究分析,课题数据分析自主研讨和企业一线实用技能解读的教学方法改革等。课程评价标准改革则以课程资源建设情况、科技成果融入程度、教学队伍科研教学水平、学生创新创业质量、学生学习能力和学习成果等作为课程评价标准。
(三)教学实践突出“三平台”建设
基础实践平台指校内专业基础实验室,完成课程设计相关的实践实训。应用实践平台指校外产学教研联合实验室,培养学生工程应用、管理服务等综合应用能力。创新实践平台指科研实验室,培养学生创新创造能力o OBE模式下物联网工程教学改革应以促进学生成才为目标,教师应根
据教学要求,及时更新教学内容,将最新研究成果和实践经
验融入课堂教学,注重科学研究对人才培养的贡献度,建立科研反哺教学的长效机制。
四、结语
探讨校企共建OBE理念下物联网工程人才培养方案制定和协同育人联合培养基地建设,推进产学研深度融
合,专业教育和个性化教育“一体两翼”,突出产出成果一
体,辅助学研两翼。开展产学研协同育人项目,让学生在新工科建设课程中不断提升对专业的兴趣,提高动手创新能力,达到能学会做。强化物联网OBE模式“一体两翼”协同育人案例教学变革,培育开放实验室项目,提升大学生物
联网各类竞赛实力和实践动手能力。将各类竞赛题目特别是己获奖题目以案例的方式融入专业核心课程教学中去,
作为推动项目教学实际案例,以提高学生创新能力。构建
OBE理念下物联网工程“•体两翼”协同育人实践教学模式和机制创新,增强学生实践创新能力和社会适应性,保
证物联网工程专业独特性和实用性,为高校人才培养模式的变革提供参考。
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其他作者简介:苏继斌(1975-),男,汉族,河南信阳人,副教授,硕士。研究方向:计算机软件技术和计算机信息管理。
张传琪(1998-),男,汉族,山东日照人,硕士研究生。研究方向:通信与信息系统。
赵青(1974-),女,汉族,河南开封人,讲师,硕士。研究方向:计算机信息管理和高等教育管理。
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