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摘 要：随着以互联网为核心的新一轮科技和产业革命的快速发展，社会对物联网工程专业人才的需求日益增加，培养满足需要的物联网人才意义重大。通过构建“文化、服务、制度、理念”顶层制度，营造“卓越工程师”的工匠精神文化氛围，组建富有活力的教学团队，深化全方位协同培养以及创新和改革实践教学平台、体系与方法，实现可持续发展与不断改进的应用型本科院校物联网工程专业培养新模式，为高质量应用型人才培养提供借鉴。
关键词：新工科;应用型本科;物联网;工匠精神
0 引言
经济转型对工程教育提出了更高要求。2017年，教育部应国家重大战略发展需求，制定了“新工科发展指南”。该指南明确了新工科发展目标，要求更深层次优化工程教育，培养国家与社会需要的高素质工程人才，提升学生的“双创”能力，深入学校、企业和社会实现多主体、协同合作育人，建立动态调整人才培养方案的优化机制，建立健全质量保障体系。学校结合自身条件，在不同层次不同领域发挥自身强项。应用型高校应结合区域特色及经济发展要求，为地方产业转型升级提供全面支持[1-2]。可以看出，在新工科背景下，应用型本科教育不仅没有弱化，反而被提出了更高层次的要求，这为应用型本科教育带来新的发展机遇。
物联网工程专业是近几年发展很快的学科，是通信、计算机科学与技术、自动化控制、人工智能等多学科交叉的新兴技术。南京邮电大学是教育部首批批准开设物联网工程专业的高校。自2010年成立以来，学校培养的多届物联网工程专业的本科生均得到社会认可。其中，南京邮电大学通达学院结合扬州区域特色及经济发展，更是为当地培养了众多具有较强动手能力和解决实际问题能力的物联网工程专业学生。
经过近10年的建设与发展，物联网专业建设面临着新的挑战。黄东军[3]分析研究了目前主流的物联网工程专业建设情况，分析了培养目标不明确、课程设置针对性不强、学生就业方向与物联网工程专业契合度低等问题，给出了物联网工程专业课程设置改革的3种模式;李洪兵等[4]结合新工科具体要求，针对地方应用型本科院校物联网工程专业建设提出了“五位一体”模式，从课程体系结构优化、校企合作新模式、教师队伍建设新举措以及实践教学体系构建等方面展开;叶继华[5]等针对新工科背景下加强学生创新创业能力培养问题，提出了相应的物联网工程专业培养方案以及教学体系新举措;文献[6-7]提出一种基于CDIO理念与协同创新的物联网专业应用型卓越人才培养模式优化框架。
新工科计划是在世界新兴科技蓬勃发展的背景下提出的新的发展方向，它具有新技术、新产业、新业态和新模式4个特征。面对新技术新产业发展，应用型本科教育应主动拥抱新技术，积极适应学科新发展，营造培养“卓越工程师”的工匠精神文化氛围，科学优化培养体系，组建富有活力的教学团队，深化全方位协同培养模式，创新和改革实践性教学平台、体系与方法，为当地经济转型和发展提供智力资源支撑。
1 现状分析
物联网工程专业作为一门新兴学科，由于其涉及多个学科，在发展过程中存在一些问题。这些问题有体制性产生的旧有问题，也有在发展过程中产生的新问题。
1.1 “工匠”精神文化氛围缺乏
当前很多学校强调物联网工程专业建设方面的各种软硬件基础建设，但如何将工匠精神贯穿于教与学以及未来学生就业之中较为匮乏。在培养过程中，强调教学方法、教学设施、教学管理、各种软硬件建设，但对“工匠”精神文化建设缺少投入。目前，一些本科生进入大学后，在缺乏家长与学校严格的管理下迷失了方向。对于未来发展方向、学习目标、就业发展都缺乏想法，缺少一种精神力量。部分学生沉溺于游戏，最终耽误了学业。笔者认为，对于应用型本科院校学生的培养，工匠精神的塑造对于学生的发展至关重要，新工科的发展理念也要求高校为社会发展提供具有卓越“工匠”精神的工程师。
1.2 培养方案特色不鲜明
开设物联网工程专业应适应科技发展需要，但各个高校都缺少实际培养经验，物联网学科本身的特殊性也要求在设计培养方案时需要综合考虑。因此，缺乏“新工科”指导思想的培养方案定位不清、目标不够明确、课程体系面面俱到、缺乏鲜明特色。课程体系部分沿用母校，理论内容相对较多，综合实践性应用偏少，针对性较弱，这使得应用型本科院校部分学生学习有一些困难[8-9]。同时，培养方案缺少对 “新工科”和“工匠”理念的支持，使工程应用类培养内容不突出，职业精神、钻研精神、服务精神培养不到位。
1.3 实践教学环节薄弱
实践教学对学生理解掌握关键理论，分析解决实际问题至关重要。但现有的实践教学内容主要针对理论课程，虽有部分综合性實验内容，但与实际应用和企业需求尚有一定差距。由于师资力量不足，部分实践课程无法做到小班化教学。缺乏相应的实验软硬件环境，使得部分课程实验通过模拟器进行。物联网应用是一种集成多种软硬件的综合应用，而现有实验室只能满足课程需要，无法满足学生通过实际操作，利用各种技术将多种感知装置集成，构建综合应用的需求。部分学校虽然购买了物联网综合实验装置，但这些装置主要用于验证软硬件理论，学生缺乏从零开始组建物联网应用的全方位体验。
1.4 师资队伍亟待优化
随着高校规模的不断扩大，学校不断引进高学历人才，但高学历人员主要进行前沿学术研究，具有较高的撰写论文能力[10]。申报项目或职称评审需要学术论文支撑，使教师将相当多的精力放在学术研究与论文发表方面。教师缺少实际经验，缺乏大型工程项目历练，很难将前沿学术研究与工程应用结合起来，也无法将企业实际需求与课堂教学结合。有部分教师具有较为丰富的工程经验，但是需要制定相应的激励机制使他们有更大的发展空间，支持鼓励他们积极投入应用型本科教学。
2 培养模式
南京邮电大学通达学院明确了“建设成为高水平信息类应用型技术大学”的办学目标和“应用型、多科性、国际化”的办学定位。在新工科发展背景下，立足于“工程实践”与“工匠”精神，创新物联网工程专业培养新模式，更好地满足地方经济发展需求。
2.1 专业培养模式改革整体框架
图1给出了物联网工程专业培养模式改革整体框架，该框架包括文化、服务、制度及理念4个部分。
教学模式方式改革涉及多个角色，需要从顶层设计开始全面考虑，建立一种可持续不断改进的系统框架。
文化指建立一种欣欣向荣，每个人都乐于、善于进行工程应用教与学的氛围。这种氛围的建立需要长期通过制度保障才能实现。每个角色在这种文化氛围下都有所进步，教师有成就感，学生有收获，专业有发展。
服务指将传统的管理角色转变为服务角色。教师与学生是最重要的两个主体，为广大师生服务是管理人员的主要职能。将僵硬的管理手段转变为人性化服务，激发教师的教学激情与动力，为学生提供安心学习的良好环境。通过引入服务人员满意度评分制，对相关人员进行评分，切实提高学院行政管理人员的服务意识与能力。
制度建设包括两个层面：①建立一套灵活的顺应时代发展变化要求的培养模式;②立足于应用型本科教学需求制定各种规范，如符合工程教育需求的师资队伍建设规范、面向新工科的物联网工程专业培养体系、面向社会重大工程需求的实践教育等。
不断学习、消化与吸收先进教育教学理念，把握时代发展潮流，不断优化培养模式，制定科学合理的制度，营造良好的文化氛围，提供优质服务，以此夯实应用型本科人才培养体系。
2.2 “工匠”文化建设
“工匠精神”基本内涵包括敬业、精益、专注、创新等内容[11]。虽然大部分高校都提供了职业素养等理论课程，但这些课程偏重于理论，学生无法理解这种兢兢业业负责任的态度对于个人发展的重要性。工匠精神教育更应该通过言传身教，在实践过程中得到提升。一方面，学校与相关企业建立合作基地，引入企业导师，在相关项目实践过程中，培养职业素养及负责任精神，从而学生了解自己的特长，提高自身的专注力并结合实际需求进行创新活动。另一方面，学校主动邀请各行各业工作中的杰出校友来校进行专题讲座，這些校友结合其亲身体会进行经验交流，帮助学生了解社会并进行深入思考。学生结合自身特点，选择某个方向进行深入钻研。定期宣传学生在各种竞赛创新活动中的成果并组织交流，如将获得优秀奖项的项目公开展示，举行学术交流会等。文化氛围建设不是一朝一夕而成，但是一旦形成，将能够充分激发出学生活力。
2.3 培养方案构建
传统的培养方案主要从学科方向发展及学术研究方向出发设置各类课程，这种思想指导下的课程体系无法适应快速发展变化的社会需求，导致教学与社会实践脱节。OBE理念强调以学生为中心，明确学生的学习目标以及如何实现这些目标。通过借鉴OBE指导思想，从应用型本科教学出发，本文制定培养方案如图2所示。
把握新工科及“工匠精神”内涵，结合自身所处信息产业及应用型本科定位，充分调研行业需求，制定物联网工程专业培养目标。充分听取行业企业、学科或学术带头人、专业教师、毕业学生以及在校学生意见，制定科学合理、满足实际需求的培养方案。在制定过程中，要充分征集意见并论证，学生意见不应忽略。
在制定培养方案过程中，既要防止与一般本科院校定位重复，又要避免过渡应用化，与高职定位相冲突。应用型本科绝不是不需要理论基础，理论基础课应该保留核心课程及核心课程中的核心内容。理论课程内容不宜贪多求全，应该集中将核心知识点讲透，让学生可灵活运用。在制定培养方案中，考虑将相关课程建立课程群，从应用的角度提炼出最有用的核心知识点，例如将计算机组成原理、汇编语言、嵌入式系统原理与应用、微机原理与接口技术等课程进一步提炼出核心技术，增加实践环节。
早期的物联网工程专业培养计划基于物联网的三层架构，即感知层、传输层、应用层，多门专业基础课围绕感知层与传输层展开[12-13]。随着技术不断发展，底层技术不断成熟，社会对单纯硬件人才的需求远不如软件或软硬结合的人才需求大。从工程应用开发考虑，将基于体系架构的教学体系逐渐过渡到面向物联网应用开发教学体系中，提出了如图3所示的课程体系改革方式。在新的物联网教学体系中，将传输层与感知层的知识整合在物联网基础设施层，作为核心基础知识。应用型本科教学重点是让学生在此基础上灵活运用，开发各种物联网应用，同时结合物联网学科特点及新工科要求，加强物联网应用开发内容。新工科要求应用型本科不能局限于现有信息技术，还要随着国家产业升级需求不断演进。智能化物联网应用处理是国家产业发展方向 [14-16]，有必要学习这些课程。
2.4 协同创新实践教学
由于物联网技术仍在不断发展，物联网工程专业实践教学与软件工程专业实践教学相比面临更大的挑战，涉及的内容更广更复杂 [17-20]。
（1）建立综合性的物联网自主实验环境。建立典型的物联网应用场景，利用开源软硬件平台，实现物联网全栈开发[3]。与万维网开发中的全栈开发相比，物联网需要全方位的软硬件知识和技能。因此，物联网实践性教学非常适合以创新项目的形式通过团队实现。这种形式会锻炼队长的组织协调能力，队员之间的沟通交流能力，团队与指导教师（或企业指导老师）的合作能力。学生除了要掌握物联网应用开发技能外，还要培养责任心和职业素养。
（2）应用型师资队伍建设。物联网对教师的工程及应用能力带来重大挑战。学术型教师往往在某个方向研究，缺乏综合性的集成开发能力。将教师、企业指导老师、学生一起进行培训，可实现协同创新培养和多方共赢。学生获得了成长，教师也有机会深入了解企业实际需求，缩短了科研与市场距离，企业也有所收益。
3 结语
物联网工程专业培养模式改革在新的时代背景下具有重要意义。本文首先通过顶层制度设计，从文化、制度、服务、理念等方面保证改革的先进性、科学性与可执行性;其次，强调 “工匠”精神等文化氛围塑造的重要性，通过各种活动激发学生内在动力是教学能否成功的关键;然后在课程体系改革方面立足于工程性、应用性教学目标，强调 “核心课程，核心内容”，分析综合性实验在物联网教学中的重要作用;最后介绍了协同创新实践性教学方式。本文对物联网专业在应用型本科教育中的培养方式进行了初步思考和分析，可为物联网工程专业教学提供借鉴。
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（责任编辑：杜能钢）