校企共育数字化时代物联网技术应用人才基地建设方案

校企共育数字化时代物联网技术应用人才基地建设方案
校企共育数字化时代物联网技术应用人才基地建设方案

 

 

一、行业发展现状趋势

1.1 数字化产业发展现状

当前,信息通信技术产业正处于变革前期。云、管、端在同时演化:智能硬件正引领新的数字化浪潮,低功耗广域网将构建真正的万物互联基础设施,云+人工智能正驱动所有的行业变革;基于水平化平台的垂直整合(云+端)模式,正在成为构建技术生态系统的基本模式。

我国正处于信息化中期阶段:目前全球信息经济平均发展阶段已经从传统劳动密集型工业经济社会向知识密集型数字经济、信息经济过渡,但是产品生产仍然需要依靠工业。为此,发达国家例如美国提出了“再工业化”AMP2.0,2013年德国提出了工业4.0,中国也早在2009年就提出了两化融合,但是两化融合毕竟是信息化阶段,为了更好地参与国际竞争,我国提出了“中国制造2025”,目前来看,我国数字化阶段已基本完成,信息化阶段与发达国家仍有很大差距,为此我国又提出“互联网+”战略来走完信息化阶段应该完成的内容。“互联网+”担负着我国信息化发展的使命,其本质就是信息化。如果此阶段的工作不能完成则往上发展的智能化、智慧化无从谈起。

从这个角度来说,现在全国正在做的“智慧城市”实际上是“城市信息化”工作,目前该项工作在各大城市已基本完成顶层设计规划文本,其本质内容是城市信息化,而不是数字化发展到最高阶段“智慧”的概念。如果整个社会没有完成信息化、智能化阶段则智慧化也无从谈起,但是从地区差异、行业差异来说,存在发展不均衡的情况,比如国内汽车厂家无人驾驶汽车已经接近商用,而有的地方高速公路数字化、信息化还很欠缺。

1.2 完善提升全民数字技能政策措施

(1)研究制定关于加强新时代高技能人才队伍建设的意见、职业培训“十四五”规划、职业教育“十四五”规划等政策规划,将加强数字技能培养作为重要内容,研究提出支持政策。

(2)实施技能中国行动,围绕加强数字技能培养培训谋划和推动一批重点项目。

1.3加强职业院校数字技能类人才培养

(1)建立具有职校教育特色的专业目录并实行动态调整,发布职业院校数字技能类专业目录,支持和引导职业院校积极开设数字技能类专业。

(2)依托行业协会等积极组织职业院校学生数字技能培养、教学研讨,积极协调高科技企业参与设计开发相应的数字技能类教材开发。

二、数字行业人才需求分析

2.1数字时代物联网应用技能人才需求

通过调研发现,在最新的中职专业标准中加入了新专业方向——通信网络应用(物联网应用方向)。因此,在中等职业教育范围内,结合产业需求,对培养一线物联网技能型人才进行探讨,开设物联网专业,切实为企业服务是非常必要的。

数字时代物联网应用技能人才需求
数字时代物联网应用技能人才需求

中等职业教育以培养工作一线的技能型人才为目标,工程应用型人才培养为目的,使其成为具备从事物联网相关产业的产品生产、技术服务、维护维修、产品推广及营销等工作岗位的相应能力,属于中级技能人才。

具体岗位包括:物联网安装调试员(40%)、物联网应用技术员(10%)、物联网生产组长、库管(20%)、物联网系统管理员(10%)、物联网运营、维护(10%)、物联网销售工程师(10%)等,例如感知层终端设备维护,物联网项目实施,系统终端设备维护,3G、WiFi、GPRS等网络线路设备维护,系统、信道测试维护等。

2.2 物联网岗位需求模型

序号 岗位类型 岗位名称
G1 物联网产品、技术开发类 G1-1 传感器开发工程师
G1-2 嵌入式硬件工程师
G1-3 嵌入式软件工程师
G1-4 无线通信研发工程师
G1-5 物联网平台架构师
G1-6 物联网平台服务器端开发工程师
G1-7 物联网平台软件端开发工程师
G1-8 物联网应用研发工程师
G1-9 WEB/APP界面设计开发工程师
G1-10 前端开发工程师
G2 产品、技术测试类 G2-1 硬件产品测试工程师
G2-2 嵌入式系统测试工程师
G2-3 无线通信集成系统测试工程师
G3 系统运维类 G3-1 物联网终端运维工程师
G3-2 无线通信工程师(网络规划、优化)
G3-3 物联网平台运维工程师
G4 系统集成与项目实施类 G4-1 物联网项目经理
G4-2 物联网系统集成工程师
G4-3 物联网实施工程师
G5 市场营销类 G5-1 物联网市场客户经理
G5-2 物联网市场营销经理
G6 技术服务、技术支持类 G6-1 物联网行业解决方案工程师
G6-2 物联网产品经理
G6-3 物联网售前/售后工程师

2.3物联网岗位能力模型分

岗位类型 岗位名称 能力&技能
物联网产品、技术开发类 G1-1 传感器开发工程师 C1:传感器及传感技术
C2:模拟电路/数字电路
C3:嵌入式开发基础
C4:嵌入式操作系统基础
G1-2 嵌入式硬件工程师 C2:模拟电路/数字电路
C3:嵌入式开发基础
C4:嵌入式操作系统基础
C5:C/C++语言
G1-3 嵌入式软件工程师 C3:嵌入式开发基础
C4:嵌入式操作系统基础
C5:C/C++语言
G1-4 无线通信研发工程师 C6:无线通信技术
C7:物联网网络通信协议
G1-5 物联网平台架构师 C5:C/C++语言
C7:物联网网络通信协议
C8:Java语言
C9:物联网解决方案
C10:Linux
G1-6 物联网平台服务器端开发工程师 C5:C/C++语言
C8:Java语言
C11:数据库
C12:Socket编程
G1-7 物联网平台软件端开发工程师 C7:物联网网络通信协议
C8:Java语言
C11:数据库
C12:Socket编程
G1-8 物联网应用研发工程师 C7:物联网网络通信协议
C8:Java语言
C11:数据库
G1-9 WEB/APP界面设计开发工程师 C13:WEB界面设计开发
C14:应用程序界面设计开发
G1-10 前端开发工程师 C15:Android开发
C16:iOS开发
产品、技术测试类 G2-1 硬件产品测试工程师 C3:嵌入式开发基础
C17:测试理论
G2-2 嵌入式系统测试工程师 C5:C/C++语言
C10:Linux
C17:测试理论
G2-3 无线通信集成系统测试工程师 C7:物联网网络通信协议
C18:自动化测试
系统运维类 G3-1 物联网终端运维工程师 C3:嵌入式开发基础
C7:物联网网络通信协议
C19:终端产品故障诊断、处理
G3-2 无线通信工程师(网络规划、优化) C6:无线通信技术
C20:无线网络规划设计
C21:无线通信信令流程
G3-3 物联网平台运维工程师 C10:Linux
C11:数据库
系统集成与项目实施类 G4-1 物联网项目经理 C9:物联网解决方案
C22:产品周期管理
C23:项目管理
G4-2 物联网系统集成工程师 C9:物联网解决方案
C24:物联网系统集成调试
G4-3 物联网实施工程师 C1:传感器及传感技术
C7:物联网网络通信协议
C9:物联网解决方案
C25:RFID
C26:物联网产品实施部署
市场营销类 G5-1 物联网市场营销经理 C9:物联网解决方案
C27:物联网产品策划运营
G5-2 物联网市场客户经理 C9:物联网解决方案
技术服务、技术支持类 G6-1 物联网行业解决方案工程师 C9:物联网解决方案
C28:物联网全栈技术
G6-2 物联网产品经理 C6:无线通信技术
C7:物联网网络通信协议
C9:物联网解决方案
C29:物联网产品需求分析
G6-3 物联网售前/售后工程师 C9:物联网解决方案

2.4物联网技术应用专业课程体系

序号 专业课程名称 主要教学内容
1 物联网综合布线 综合布线系统的概念、标准和组成;布线图识读与绘制;网线制作;节点模块制作;机柜安装;线缆敷设;测试与验收
2 物联网系统安装与维护 物联网系统图纸识读与绘制;物联网系统的安装;物联网系统的调试;物联网系统的维护
3 计算机网络技术应用 计算机网络的应用、组成、拓扑结构和分类;

网络体系结构与网络协议;OSI模型、TCP/IP协议、IPv4与IPv6地址;网络综合布线;局域网技术与设备;广域网技术与设备;网络管理;网络安全技术;网络系统集成

4智能家居家庭网络技术基础;智能家庭网络联网技术;家庭网络的只要信息设备;家庭网络控制系统的主要技术;家庭智能控制系统;家庭安全防范与智能监控技术
5传感技术应用传感器原理、基本特性、信号调理技术、误差分析与数据处理算法等内容;基本概念、传感器的结构与分类、传感与检测技术的发展趋势;传感器与测量系统的基本特性;各类误差分析;测量数据的基本处理算法;系统抗干扰技术。
6C#程序设计.NET开发环境;C#的基础数据类型、表达式、控制结构、数组;面向对象编程基础;类的定义和使用。
7单片机技术了解单片机的基本概念、发展历史、特点及应用领域。51单片机的内部结构、寻址方式、汇编语言的构成、半导体存储器的原理、中断系统的基本概念、I/O寻址方式等
8工业物联网物联网相关定义、物联网的基本概念及其关键技术;RFID与自动识别技术、传感器与无线传感器网络;物联网网络层技术;物联网应用层的基本概念;海量数据存储与云计算技术;物联网信息安全技术。
9Python程序设计Python概述;Python语言基础知识;控制语句、数据结构、函数的设计、文件操作、类与对象;异常处理;程序打包发布;网络数据获取;数据分析与可视化基础
10Linux操作系统Linux操作系统概述;Linux基础知识;文本编辑器vi;shell使用;Linux程序设计概述;文件操作;进程控制;进程间通信。
11CC2530ZigBee技术概述;ZigBee协议栈;ZigBee芯片;ZigBee开发环境的安装和使用;CC2530基础开发、通用I/O;CC2530无线射频;数据的发送和接收。
12自动识别技术RFID技术概要及工作原理;RFID系统关键设备分析;RFID门禁系统设计与安装;RFID智能安全管理系统设计与安装。
13电子电路基础电路的基本概念和基本定律;直流电路;电容器;磁场与电磁感应;周期性非正弦交流电路;线性电路中的过渡过程。

 

 

三、数字时代校企共育人才培养

物联网以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物全面而互连的网络,是继云计算技术、互联网技术和通信技术后信息产业世界的又一次产业革命。物联网已被我国明确列入《国家中长期科学和技术发展纲要规划(2006—2020年)》和2050年国家信息产业路线图。在“十三五”期间,我国物联网将加速进入“跨界融合,集成创新和规模化发展”的新阶段,物联网的应用涉及精准农业﹑智能交通、公共安全、文化教育等多个领域,对我国经济发展和国民社会生活都将产生深远影响。作为高等职业新兴的学科,在专业课设置、实验教学,学生实践等教学模式方面还处于探索阶段,诸多问题没有现成的经验可直接借鉴。因此,如何进行有效的教学改革显得愈加迫切和尤为重要。因此在物联网课程设置以及教学模式方面应该充分运用创新思维,发挥学科优势及特点,培养学生的创新精神﹑创新能力。

3.1 优化物联网专业课程体系结构

课程的体系结构是提高教学质量的核心,优秀的课程体系结构,能保证对学生能力的培养更加合理化、系统化、有序化,能保证教学内容、教学方法的质量。采用以物联网体系架构为核心,构建物联网专业课程体系结构(见图一):

图一物联网专业课程体系结构
图一物联网专业课程体系结构

 

 

感知层:感知层主要由传感器和无线网络组成,主要是标识物品及信息的采集,是物联网的核心层。物联网工程专业在感知层对应的主要专业课程为:以电路与模拟电子技术,数字逻辑为基础专业课程,以传感器技术为核心专业课程。

传输层:传输层包括接入网和传输网,主要完成信息的传递与处理。物联网工程专业在传输层对应的主要专业课程为:以计算机网络、无线网络技术为基础专业课程,以嵌入式系统开发.射频识别技术等与感知层相关技术结合的核心专业课程。

应用层:应用层主要完成信息处理与人机界面交互等功能。物联网工程专业在应用层的主要专业课程为:以程序编程技术.数据库原理为基础专业课程,以计算机操作系统.信息安全技术,软件工程、课程设计.综合实践等与感知层、传输层相关技术结合的核心专业课程。

3.2完善实践教学内容

在物联网专业基础实训教学方面,电子技术、物联网C语言程序设计等课程组成物联网感知层的前置课程,而在传输层包括计算机基础、网络技术基础,应用层包括物联网概论、mysql数据库设计与开发和物联网java、python、C#   、android程序设计,一般在高级语言领域,学校会选择其中两种语言为课程主要方向。专业基础课实训内容如下图所示:

图二 物联网专业基础课程实践教学
图二 物联网专业基础课程实践教学

 

在物联网专业实践教学方面,实验内容主要包括感知实验、接入实验和综合应用实验(见图三)。

图三物联网专业核心课程实践教学
图三物联网专业核心课程实践教学

 

 

对于物联网的实践教学内容,要在理论学习的基础上突出综合运用能力的培养,围绕物联网基础技术及专业方向,设立多样化的实验项目。注重培养团队精神以及创新能力的培养,鼓励学生结合所学知识与学校农业特色积极申报创新创业训练项目,强化培养学生的创新能力,科研素养和团队协调能力。除此之外,针对每一门专业核心课程,结合相对应的课程设计,以此达到巩固学生的学习成果以及提高学生实践能力的目的。

3.3完善物联网实训基地建设

物联网技术应用专业的培养目标是培养掌握基础理论知识、掌握物联网核心技术、精通物联网系统及部件应用、物联网知识面宽、动手能力强、适应各种岗位工作的应用型及研发型人才,从事物联网核心部件开发、技术应用、系统搭建、系统维护升级、解决方案设计等工作。

由于物联网知识体系的庞杂性、应用性、实践性等特点,实验室和实训基地在教学过程中起的作用远比其他学科来得重要。在进行基本理论知识教学之后,实验室能够提供给学生动手实践的平台,将理论知识转为实际操作;为学生提供一个真实拟真的物联网环境,掌握各种物联网设备、部件、系统的原理、技术和运用唯众结合企业人才需求,从基础、布线、综合、创客、应用“五维”角度为专业学科建设提供软硬件平台及教学实验环境的支撑。

基础实训区:满足物联网技术应用专业知识点的基础实验学习,覆盖感知层、网络层、网关层、平台层、应用层的教学实验,主要通过实训装置、开发板等常规设备实现。

网络布线区:满足物联网技术应用专业安装调试的实验学习,通过设计物联网系统的结构拓扑、安装硬件设备、选择合适的电源与网络、调试设备的传感网及互联网,实现自主配置硬件及网络,完成物联网的安装、调试与运维工作,主要通过物联网安装与维护实训装置实现。

综合实训区:满足物联网技术应用专业知识点到知识面的综合实训练习,每一个实训实验都能够基本覆盖物联网的全部知识点,能够横向掌握物联网工程系统的完整开发流程。主要通过实训台、实训工位、实训套件及各种物联网综合应用的项目实训台等设备实现。

创客实训区:满足物联网技术应用专业对人才创新能力的培养,结合行业的各种实际应用需求,深度掌握核心技术,从纵向对应用难点的创新和突破。创新实验设备提供更加开放的设计性功能,设备形态更加接近实际工程应用产品,同时能够满足其他不同学科的交叉性知识内容

应用实训区:满足物联网应用技术专业对人才创新能力的培养,结合行业的各种实际应用需求,深度际的物联网工程案例及样板模型,让学生能够更好的认知和体验物联网场景,比如智能家居体验厅、智慧农业沙盘、智慧交通沙盘、智慧医疗工作站等。同时可以结合地方发展特色,引入更加本地化的工程应用场景。

图四物联网实训室课程内容
图四物联网实训室课程内容

 

3.3 校企联动创新育人模式

运用互联网+思维,使课程设置呈现多样化特点。随着科技的不断发展进步,信息技术水平达到了一个相当高的阶段。作为信息科学与工程学院的师生,都应对互联网这样的一个科技平台有全面的了解与把握,并加以利用。在互联网+思维运用到各行各业的今天,进行教学模式的创新也是进行教学改革必不可少的一部分。将传统的教学与现代化的教学手段相结合,充分运用QQ、微信、微博、APP等软件系统进行线上教学,加强师生互动,生生互动,在充分的交流与研讨中,切磋学问。这样的形式既是对物联网专业本身的实践,也是激发学生学习兴趣的很好的方式。

加强学校与企业、社会的对接与合作。采用企业与学校老师共同教授课程的方式,让学生走出教室,深入社会生活,开阔视野,了解社会的发展与人们生活的实际需求,以此带来创业的灵感,让自己所学与社会发展与人们实际需要相结合;在学校的搭桥牵线之下,让学生深入企业,了解某些行业的特点,为经济的转型升级运用所学知识出谋划策。

物联网技术应用广泛,横跨多个领域,可结合学校特色,围绕现代农业建设,就充分运用这种思维模式,发挥学校的优势,进行多学科的融合研究,例如:基于物联网的果园智能精准变量喷雾系统,多功能烟草生产装备,基于物联网的食品加工溯源系统等的研制过程对于学生理论知识的加强与实践能力的提高取得了明显的效果,另一方面充分体现了物联网与农业应用的高度融合。

3.4 校企任务式驱动教学

学生的创新能力与创业意识不只是通过课堂理论学习培养的,更多的是借助实践活动。通过学科竞赛与创新创业项目,培养学生的创新意识,提升创新能力,激发学生的创业潜能。增加学生学习的主动性,激发学习兴趣,培养学生的团队意识和协调能力。如每年的大学生创新创业训练项目、发展性资助项目、中国“互联网+”学生创新创业大赛、全国大学生物联网创新应用设计大赛等。对于完善学科竞赛与创新创业项目的有效策略,一是学校应丰富开设与竞赛以及创新创业项目结合的有关活动,定期交流竞赛知识、开设短期培训、普及学科竞赛知识以及创新创业项目信息,实现教学方式多样化。二是做好学科竞赛与创新创业项目的管理与组织工作,完善学科竞赛与创新创业项目的激励制度与保障体系。三是增加资源投入,完善学科竞赛与创新创业项目基地的建设,提供更加充足的实践环境,依托校企结合设计学科竞赛与创新创业项目。

四、校企共育数字人才行动方案

 

职责/参与方向 学校 华为 唯众
招生 负责招生 华为提供生态宣传 协助老师做好招生宣传设计工作
专业市场及岗位 派遣专业老师调研企业 提供调研环境及调研对象筛选 协同教师一起调研产业链并将调研结果转化成人才培养模型,输入人才培养方案
课程开发,资源建设 提供技术标准指导及技术支持 资源库建设及教学成果申报 协助学校开发课程及资源库,安排教师参与开发课程及资源库
教材开发 安排专业老师参与教学设计和教学理论内容开发 提供国内数字技术标准 安排专业工程师协同参与教材教学设计和教学实践内容
工匠班实践环境建设 提供实训场地、配套设施及资源协调 提供生态资源聚焦,建设标准及建设方案 提供实践教学环境设施建设服务
专业师资培养 安排专业老师参与师资培训与企业实践 提供师资培养标准 提供学校老师的顶岗实习,参与企业的项目开发
技能大赛 组织学生,提供大赛基础技能与心理辅导 推供大赛的标准 安排专业工程师协同参与技能大赛专业大赛指导
职业技能认证 组织学生,提供职业技能认证基础技能与心理辅导 推供职业技能认证的标准 安排专业工程师协同参与职业技能认证专项技能指导
科研支撑 提供科研场地 提供科研工作技术服务 依托华为云提供科研工作所提供的科研环境,并参与相关科研项目建设
产业项目案例 安排教师参与产业案例改造 提供产业链真实的项目案例 协同教师将产业案例改造成适合教学的实训课程
升学服务 组织学生,提供升学文化课、基础课工作 推供数字化学院,人工智能学院,华为云学院人才要求 安排专业工程师协同参与升学专项技能指导
就业服务 提供双选会场地,组织安排学生参与 提供产业链生态企业用人需求及岗位资源,组织生态企业进行人才双选会。 通过深度分析学生学习实践过程数据,持续多维度评估学生能力,形成学生能力画像

 

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