時(shí)間:2023-03-17 17:57:32
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2變形監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的軟件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全監(jiān)測系統(tǒng)是本系統(tǒng)的應(yīng)用層,該系統(tǒng)是在WindowsNT網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,基于Windows98/NT工作平臺(tái)開發(fā)的一款工程安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng),具有較廣泛的使用功能,例如,演示學(xué)習(xí)系統(tǒng)、在線安全評(píng)估、輔助工具、文檔資料、測值的離線性態(tài)分析、報(bào)表制作、監(jiān)控模型/分析模型/預(yù)報(bào)模型管理和幫助系統(tǒng)等日常工程安全管理的所有常規(guī)內(nèi)容。
3靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)工作原理
靜力水準(zhǔn)儀利用連通液的原理,多支通過連通管連接在一起的儲(chǔ)液罐的液面總是在同一水平面,通過測量不同儲(chǔ)液罐的液面高度,經(jīng)過計(jì)算可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對(duì)差異沉降。
4工程應(yīng)用
本工程為寧波軌道交通某新建車站基坑近接某既有車站開挖工程,新建車站為明挖地下4層島式車站,設(shè)計(jì)埋深為32.22m,覆土厚度3m,與既有線車站主體建筑的水平距離約16~24m。新建車站基坑埋深大,地質(zhì)條件復(fù)雜,施工風(fēng)險(xiǎn)大,為實(shí)時(shí)掌握新建車站基坑施工對(duì)既有線車站線路變形的影響情況,保障既有線路安全運(yùn)營,對(duì)本工程采用變形監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行線路變形沉降靜力水準(zhǔn)監(jiān)測。
4.1測點(diǎn)布設(shè)
根據(jù)新路變形沉降監(jiān)測需要,分別在既有運(yùn)營線路車站的左、右線路中線各布設(shè)1條監(jiān)測線,每條監(jiān)測線布設(shè)10個(gè)監(jiān)測點(diǎn),監(jiān)測點(diǎn)間隔12m,共布設(shè)20個(gè)靜力水準(zhǔn)監(jiān)測點(diǎn)。每條監(jiān)測線對(duì)應(yīng)1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),基準(zhǔn)點(diǎn)采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),布設(shè)在離最外側(cè)監(jiān)測點(diǎn)40m左右的軌道結(jié)構(gòu)外側(cè),遠(yuǎn)離變形區(qū)域。監(jiān)測點(diǎn)的平面布設(shè)位置如圖4所示。
4.2數(shù)據(jù)通信
信號(hào)通信設(shè)備由通信電纜、供電電纜、標(biāo)準(zhǔn)RS-485現(xiàn)場總線、電源箱等組成,現(xiàn)場RJ-S型智能電容式靜力水準(zhǔn)儀通過RS-485現(xiàn)場總線與標(biāo)準(zhǔn)型模塊化智能數(shù)據(jù)采集單元DAU2000實(shí)現(xiàn)通信,DAU2000數(shù)據(jù)采集單元通過GPRSDTU通信模塊實(shí)現(xiàn)與因特網(wǎng)的連接。DTU的基本用法是在DTU中放入1張開通GPRS/CDMA功能的SIM卡,DTU上電后先注冊到GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò),然后通過GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心建立連接,將數(shù)據(jù)采集單元獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行牡腜C機(jī)上。
二、運(yùn)行維護(hù)是保障機(jī)電工程順利運(yùn)行的主要因素
機(jī)電工程全壽命周期管理的最終目標(biāo)是項(xiàng)目的正常運(yùn)行,而運(yùn)行維護(hù)是保障運(yùn)行階段能順利運(yùn)行、延長有價(jià)值運(yùn)行時(shí)間的主要因素。機(jī)電安裝企業(yè)必須在機(jī)電安裝施工后繼續(xù)從事項(xiàng)目的運(yùn)營維護(hù),才能真正體會(huì)到施工前期和施工階段工程質(zhì)量的重要性。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),機(jī)電安裝企業(yè)在機(jī)電安裝施工后繼續(xù)從事項(xiàng)目的運(yùn)營維護(hù),是今后機(jī)電安裝行業(yè)發(fā)展的必然規(guī)律。機(jī)電安裝行業(yè)必須向兩端發(fā)展,即前端向產(chǎn)品、施工技術(shù)研發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)方向發(fā)展,后端向服務(wù)、運(yùn)行維護(hù)和保障方向發(fā)展,而向后端的服務(wù)、運(yùn)行維護(hù)保障方向發(fā)展,應(yīng)逐步向運(yùn)行、經(jīng)營方向發(fā)展,從單一的運(yùn)行維護(hù)向全方位管理方向發(fā)展,最終使安裝企業(yè)成為名副其實(shí)的機(jī)電管家。
三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)是有效進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵
在國外同行中,對(duì)于機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理已有一整套的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng),首先通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)所有的運(yùn)行設(shè)備(包括配電、變電、機(jī)電、給排水、空調(diào)等)進(jìn)行運(yùn)行管理,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)處理運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障保護(hù)功能。其次系統(tǒng)可以承擔(dān)自動(dòng)化信息管理任務(wù),對(duì)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行信息、故障信息、能源效率信息和設(shè)備管理信息進(jìn)行綜合管理,自動(dòng)形成各類管理數(shù)據(jù),并根據(jù)管理權(quán)限進(jìn)行有效管理。同時(shí),系統(tǒng)能夠形成能源管理網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)測各項(xiàng)耗能數(shù)據(jù),在確保功能需要的前提下,以能耗管理(成本管理)為中心,采用節(jié)能降本措施,提高能源運(yùn)行效率。目前國內(nèi)的大多數(shù)機(jī)電安裝企業(yè),已經(jīng)逐步在承擔(dān)機(jī)電工程安裝任務(wù)的同時(shí),承擔(dān)變電所、隧道設(shè)備、中央空調(diào)等較復(fù)雜、技術(shù)含量較高系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)等工作。但由于維護(hù)設(shè)備的分布比較分散,各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)點(diǎn)都需要派員二十四小時(shí)三班運(yùn)轉(zhuǎn)值守,增加了大量維保人員和運(yùn)行費(fèi)用,也不方便運(yùn)行維護(hù)監(jiān)督管理,往往造成運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)、不到位;而人工費(fèi)的不斷上升,運(yùn)行維護(hù)成本增大,使運(yùn)行維護(hù)無法獨(dú)立生存。所以開發(fā)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng):“基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)”,成為機(jī)電安裝企業(yè)能否有效進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng),是以用于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)管理和監(jiān)督管理綜合信息采集、分析、傳輸一體化的模塊化設(shè)備,以及后臺(tái)的一體化集合式數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ),并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理中,是一個(gè)全新概念的設(shè)備和系統(tǒng)。它是一個(gè)設(shè)備運(yùn)行管理、能耗監(jiān)測和系統(tǒng)設(shè)備信息化管理的綜合系統(tǒng),它融合了BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、能源檢測技術(shù)、自動(dòng)運(yùn)行管理技術(shù)、設(shè)備信息化管理技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊管理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多方面的技術(shù)要素,形成一個(gè)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、信息化技術(shù)為核心,自動(dòng)化技術(shù)為手段、以快速響應(yīng)和節(jié)能降本為目標(biāo)的綜合性運(yùn)行管理系統(tǒng)。通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)及前、后臺(tái)設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備(包括配電、變電、機(jī)電、空調(diào)等)進(jìn)行運(yùn)行管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài),處理運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障保護(hù)功能。系統(tǒng)還可以承擔(dān)自動(dòng)化信息管理任務(wù),對(duì)運(yùn)行信息、故障信息、能源效率信息、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)信息、設(shè)備管理信息進(jìn)行綜合管理,自動(dòng)形成各類管理報(bào)表,并根據(jù)管理權(quán)限進(jìn)行有效管理。系統(tǒng)能夠形成能源管理網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)測各項(xiàng)耗能數(shù)據(jù),在確保功能需要的前提下,以遠(yuǎn)程信息管理(成本管理)為中心,采用節(jié)能降本措施,提高能源運(yùn)行效率。
四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)研究和運(yùn)用
1.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)主要研發(fā)的方向
1)研究物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理的理論和發(fā)展趨勢,研究BIM技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理的可能性,以及推廣的可行性。研究與其相關(guān)的技術(shù)、工藝和設(shè)施。
2)研究開發(fā):變配電遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊、給排水遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊、空調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊、消防遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊、安防遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊、機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)模塊。
3)研究遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和控制指令轉(zhuǎn)換層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層。研究適用于機(jī)電設(shè)備、設(shè)施運(yùn)行管理和運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)的遠(yuǎn)程信息管理及監(jiān)督管理系統(tǒng)的綜合信息采集、分析、傳輸一體化設(shè)備;研究后臺(tái)一體化集合式數(shù)據(jù)中心。
4)研究開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的界面顯示功能。
5)研究利用遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障保護(hù)功能。
6)研究遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化信息管理功能。
7)研究利用遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)節(jié)能降本,提高能源運(yùn)行效率的措施。
8)研究各類傳感器和變送器,以及執(zhí)行器的選用、集成、使用和安裝技術(shù)。
2.已研發(fā)的無錫公路隧道基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)
無錫公路隧道控制中心將蠡湖隧道、惠山隧道、青祁隧道、金城隧道、太湖大道隧道、隱秀路隧道等七條機(jī)動(dòng)車通行隧道,以及三個(gè)下穿及七條地下人行通道一并集成管理,以政府監(jiān)管,專業(yè)分包的形式,通過招標(biāo)分別委托本地區(qū)相關(guān)行業(yè)內(nèi)的專業(yè)性強(qiáng)的企業(yè)負(fù)責(zé)隧道內(nèi)的專項(xiàng)維護(hù)。無錫工業(yè)設(shè)備安裝有限公司對(duì)隧道管轄范圍內(nèi)所涉及的機(jī)電及土建設(shè)施進(jìn)行日常運(yùn)營管理、定期保養(yǎng)維護(hù)以及各類突發(fā)應(yīng)急事件的處理。具體有:變配電設(shè)備、照明系統(tǒng)設(shè)備、空調(diào)、送排風(fēng)設(shè)備、給排水系統(tǒng)設(shè)備、隧道內(nèi)消防設(shè)施,隧道主體結(jié)構(gòu)、裝飾、地面、墻體、墻面及通道門。隧道內(nèi)各類主要由設(shè)備引起的突發(fā)應(yīng)急事件及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理如:隧道防洪排澇、火災(zāi)、防火板脫落等。通過多年的運(yùn)行、維護(hù),公司決定在機(jī)電管養(yǎng)服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng),來達(dá)到遠(yuǎn)程信息化管理目的,以此提高機(jī)電系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)管理水準(zhǔn)、減少值班人員、降低運(yùn)行成本、提升工作效率以適應(yīng)市場化發(fā)展的需要。公司對(duì)以下幾個(gè)方面實(shí)施了信息化管理:一是實(shí)現(xiàn)對(duì)管理人員日常工作的管理以提高工作效率;二是對(duì)倉庫物品進(jìn)行管理,及時(shí)反饋倉庫信息;三是加強(qiáng)對(duì)巡檢車輛的管理,在巡檢車輛上安裝GPS定位系統(tǒng),進(jìn)行對(duì)車輛的即時(shí)監(jiān)控;四是對(duì)管養(yǎng)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀況以及人員行為的遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)的傳輸處理,包括對(duì)變電所、水泵房、射流風(fēng)機(jī)、照明設(shè)施等的運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程通訊連接,五是加強(qiáng)對(duì)巡檢人員的工作情況及相關(guān)記錄和數(shù)據(jù)的了解。采集現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)及視頻信號(hào),通過本地服務(wù)器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器用以太網(wǎng)線式光纖將信號(hào)傳輸?shù)焦拘畔⒅行牡姆?wù)器,完成視頻信號(hào)和各主要機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)整合,并在公司總值班室大屏幕上實(shí)時(shí)顯示。公司技術(shù)人員也能通過遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng),監(jiān)控、指導(dǎo)現(xiàn)場維修人員正確操作。采用遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng),能夠有效幫助企業(yè)提升管理水平,根據(jù)不同時(shí)期的需求進(jìn)行靈活調(diào)整,大量減少企業(yè)成本支出等優(yōu)點(diǎn)。公路隧道基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)將分兩期實(shí)施,目前已結(jié)合公司管理系統(tǒng)后臺(tái)的建設(shè),開始進(jìn)行遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)的第一期實(shí)施。
2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的研究內(nèi)容
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。現(xiàn)在普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化特征的網(wǎng)絡(luò)。從物聯(lián)網(wǎng)的定義可以看出要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要具有感知、通信與計(jì)算能力的智能信息傳感設(shè)備等實(shí)現(xiàn)全面感知,借助現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠傳輸,以及數(shù)據(jù)的智能處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的互聯(lián)互通和智能信息服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用劃分為4個(gè)層次:感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。其中感知層是物聯(lián)網(wǎng)信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、智能手機(jī)、智能家電以及智能測控設(shè)備等;網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,包括有線和無線網(wǎng)絡(luò)的接人層、會(huì)聚層和核心交換層;管理服務(wù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理的和智能決策服務(wù)等,包括中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策等;綜合應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)的綜合應(yīng)用,包括智能物流、智能電網(wǎng)、智能交通、智能環(huán)保、智能醫(yī)療等。物聯(lián)網(wǎng)4層體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和研究內(nèi)容
由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu)圖可以看出:感知層是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),位于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最底層,也是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)、短距離無線通訊技術(shù)等主要關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層與具體的應(yīng)用領(lǐng)域不同存在很大的差異,需要根據(jù)具體的應(yīng)用來設(shè)計(jì)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、無線通信技術(shù)以及管理服務(wù)層涉及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等各種支撐技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和研究過程中涉及的主要技術(shù)和內(nèi)容。
由于物聯(lián)網(wǎng)的研究內(nèi)容比較寬泛而且涉及多學(xué)科的交叉,開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的高校現(xiàn)有學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)設(shè)置以及研究內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)都會(huì)有所不同,因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程設(shè)置以及培養(yǎng)方案方面會(huì)存在的一定的差異。由物聯(lián)網(wǎng)的4層體系結(jié)構(gòu),可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)置不同的研究方向,如電子技術(shù)和嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層和信息服務(wù)層,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)較好的高校可以側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)層和管理服務(wù)層,還有各相關(guān)交叉專業(yè)設(shè)置較為全面、研究基礎(chǔ)較好的高校則可以在物聯(lián)網(wǎng)的各層都平衡發(fā)展。具體設(shè)置什么樣研究方向和培養(yǎng)方案,各高校需要根據(jù)自身的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)和特點(diǎn)以及高校的行業(yè)背景,設(shè)置具有自己特色和優(yōu)勢的培養(yǎng)方案和側(cè)重研究方向。安徽理工大學(xué)是一所具有煤炭行業(yè)背景和醫(yī)學(xué)特色的理工類高校,目前設(shè)有相關(guān)的專業(yè)有:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子技術(shù)與儀器、網(wǎng)絡(luò)信息安全、自動(dòng)化、電子信息工專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動(dòng)化等,具有較好的相關(guān)專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ),尤其是面向煤礦自動(dòng)化和信息化應(yīng)用領(lǐng)域有著較強(qiáng)的優(yōu)勢。因此,基于學(xué)校的行業(yè)背景和專業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)的感知層設(shè)計(jì)和應(yīng)用,兼顧管理服務(wù)層的相關(guān)技術(shù)研究,如中間件等。重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是礦山物聯(lián)網(wǎng)以及智能移動(dòng)醫(yī)療,結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息安全和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè),制定符合學(xué)校實(shí)際和充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案。
3 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置
3.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
在高等學(xué)校本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究內(nèi)容和市場需求定位,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是:具有寬厚扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能,具備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V的專業(yè)知識(shí),具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)、無線傳感器、電子標(biāo)簽射頻識(shí)別、信息安全等產(chǎn)品及系統(tǒng)的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)管理與設(shè)備維護(hù)等工 作。
通過相關(guān)課程的學(xué)習(xí),掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機(jī)、RFID技術(shù)等知識(shí)和專業(yè)技能;掌握基本物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,有線和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理,無線自組織組網(wǎng)、有線和無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约熬W(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù);熟練并系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)集成、物聯(lián)網(wǎng)硬件與軟件設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等,具有綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決物聯(lián)網(wǎng)工程中實(shí)際問題的能力,包括:工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和技術(shù)管理中的實(shí)際問題等能力;掌握基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開發(fā)、測試、推廣等知識(shí),具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)解決問題的能力、綜合試驗(yàn)?zāi)芰εc工程實(shí)踐能力;熟悉礦山物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境和關(guān)鍵技術(shù),并能夠進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā);熟悉物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù),并在現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行移動(dòng)醫(yī)療的智能終端、醫(yī)療傳感設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等。此外,還應(yīng)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維能力,能綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、技術(shù)和現(xiàn)代工程工具,將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到其他行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程設(shè)置
由于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是綜合多學(xué)科的新興專業(yè),在課程的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的安排上還不夠成熟和穩(wěn)定,還處于探索階段。需要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)際教學(xué)情況,不斷地調(diào)整和優(yōu)化課程的設(shè)置。目前,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程設(shè)置基本上在現(xiàn)有較成熟的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)上,增加與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的核心課程,但側(cè)重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用。結(jié)合學(xué)校相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程分為以下幾個(gè)主要模塊:(1)公共基礎(chǔ)模塊;(2)專業(yè)必修課程模塊:(3)專業(yè)核心課程模塊;(4)專業(yè)任選課程模塊;(5)跨學(xué)科課程模塊;(6)實(shí)踐課程模塊;(7)素質(zhì)拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。
在課程的設(shè)置上既考慮了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心研究內(nèi)容和專業(yè)特色,同時(shí)考慮到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是一門新興的專業(yè),還沒有專門的碩士和博士學(xué)位點(diǎn),目前基本上都是作為計(jì)算機(jī)或相關(guān)學(xué)科的一個(gè)研究方向,而計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)考試的專業(yè)課實(shí)現(xiàn)國家統(tǒng)一命題,因此,在課程的設(shè)置上要能夠和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接,使得物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生能夠輕松實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步深造的愿望。基于這樣的一種現(xiàn)狀,學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等相關(guān)的課程,同時(shí)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID原理與應(yīng)用,能夠滿足學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和考研深造的需要。為了突出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí),在專業(yè)任選課程模塊中開設(shè)了大量與物專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)相關(guān)和當(dāng)前最為熱門的課程,充分體現(xiàn)了該專業(yè)方向的知識(shí)面寬、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)。跨學(xué)科課程模塊的設(shè)置為進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面,了解煤礦行業(yè)的生產(chǎn)背景和主要技術(shù)裝備,為以后從事煤礦物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字礦山建設(shè)打下基礎(chǔ)。實(shí)踐課程模塊的設(shè)置是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié),是達(dá)到學(xué)以致用的主要途徑,是整個(gè)教學(xué)過程不可缺少的內(nèi)容。素質(zhì)拓展模塊通過組織多種形式和內(nèi)容的第二課堂教學(xué)活動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,促進(jìn)個(gè)性發(fā)展,提高綜合素質(zhì)。
4 人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè)
4.1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)
高等學(xué)校的使命是培養(yǎng)人才,高校需要根據(jù)市場的需求和自身優(yōu)勢以及綜合其他因素來確定人才的培養(yǎng)模式。因此,對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位能夠全面反映高校對(duì)合格人才的理解和時(shí)代需求。安徽理工大學(xué)是行業(yè)特色鮮明、理工類為主的綜合型大學(xué),學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)是:結(jié)合煤炭行業(yè)特色,培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力、善創(chuàng)新”的創(chuàng)新型人才和高級(jí)專門人才。在人才培養(yǎng)過程中要構(gòu)建多元化、多目標(biāo)的培養(yǎng)模式,同時(shí)充分考慮學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和繼續(xù)深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養(yǎng)體系。在學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下,借助現(xiàn)有相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)模式和經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)采用校企聯(lián)合培養(yǎng)的模式。
安徽理工大學(xué)是第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校,目前在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及其他電子信息類專業(yè)的卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃和方案制定過程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn),其核心培養(yǎng)方式是采取的3+X培養(yǎng)模式,主要措施是其中3年時(shí)間在學(xué)校進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)課和理論課的學(xué)習(xí),至少1年時(shí)間采取校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,通過將企業(yè)納入到人才培養(yǎng)主體地位,可以進(jìn)行訂單式培養(yǎng),大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)企業(yè)需求的了解和實(shí)踐動(dòng)手能力。真正體現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的3個(gè)特點(diǎn),即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程;學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要是培養(yǎng)工程類的專門型應(yīng)用人才,可以按照“卓越工程師”的培養(yǎng)模式進(jìn)行培養(yǎng)。一方面是在現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)核心課程內(nèi)容的教學(xué),另一方面加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),尤其是引入相關(guān)企業(yè)的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,聯(lián)合培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才,由參與的公司提供相關(guān)課程的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的平臺(tái),并且公司有優(yōu)先挑選優(yōu)秀畢業(yè)生的權(quán)利。另外,安徽理工大學(xué)與附屬醫(yī)院安徽淮南東方醫(yī)院集團(tuán)也簽訂了合作協(xié)議,共同研究和制訂數(shù)字移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)方案。移動(dòng)數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)施可為學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師和學(xué)生提供了參與設(shè)計(jì)和開發(fā)的機(jī)會(huì),同時(shí)也會(huì)為學(xué)生的培養(yǎng)提供很好的實(shí)習(xí)場所和平臺(tái)。另外,安徽理工大學(xué)與兩淮煤礦企業(yè)都建立了很好的合作關(guān)系,有著很好的合作基礎(chǔ),雙方都在積極準(zhǔn)備聯(lián)合培養(yǎng)礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)人才,進(jìn)行校企深度合作,為拓展學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)提供了很好的實(shí)踐和就業(yè)機(jī)會(huì)。此外,學(xué)校還與一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的相關(guān)企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學(xué)生進(jìn)入工作崗位前提供深入企業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),為進(jìn)一步就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。校企合作模式的效果已經(jīng)在學(xué)校的一些專業(yè)取得了很好的效果,校企合作是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)較為理想的模式。
4.2 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng),除了有定位準(zhǔn)確的培養(yǎng)目標(biāo)和合適的培養(yǎng)模式之外,還需要有配套的軟硬件教學(xué)資源的支撐,教學(xué)資源是培養(yǎng)合格人才的重要保證。一個(gè)專業(yè)辦學(xué)水平的高低往往與該專業(yè)的師資、實(shí)驗(yàn)室、教材、實(shí)習(xí)場所等建設(shè)水平有關(guān)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)這樣一門新興專業(yè),面臨的專業(yè)教學(xué)問題更為嚴(yán)重和急迫。學(xué)校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)過程中,相應(yīng)地采取了一些有效措施來保證高水平的教學(xué)資源。
(1)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)。這是所有教學(xué)資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。因此,學(xué)校和學(xué)院都非常重視教師的培養(yǎng),培養(yǎng)的方式主要是從學(xué)院中挑選出一部分對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感興趣而且嵌入式技術(shù)以及軟件開發(fā)能力過硬的教師組建成物聯(lián)網(wǎng)科研團(tuán)隊(duì)和教學(xué)團(tuán)隊(duì),通過申專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net請物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課題展開物聯(lián)網(wǎng)理論和應(yīng)用研究,目前已有2項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,5項(xiàng)省部級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課題,多項(xiàng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)理論的理解和實(shí)踐應(yīng)用水平,對(duì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)水平起到明顯的促進(jìn)作用。除此之外,學(xué)院利用寒暑假時(shí)間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)和研討”“高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)工程師物”等教學(xué)和專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn),通過培訓(xùn)進(jìn)一步提高教師的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)水平和專業(yè)技能,然后再通過校內(nèi)的研討和講座帶動(dòng)更多教師物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)水平的提高。
(2)教材建設(shè)也是辦好專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新建專業(yè),雖然已經(jīng)出版了一些不錯(cuò)的物聯(lián)網(wǎng)方面的圖書,但適合作為本科教學(xué)的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術(shù)類或普及類。因此,在教材的建設(shè)方面還有很多的工作需要做。我們根據(jù)開設(shè)的課程和目前已有教材的現(xiàn)狀,挑選出相對(duì)較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據(jù)制定的教學(xué)計(jì)劃,來確定講授的內(nèi)容和學(xué)生需要自學(xué)的內(nèi)容,并整理教學(xué)講義和課件,為后續(xù)教材建設(shè)做好準(zhǔn)備。通過這一環(huán)節(jié),充分提高了對(duì)教學(xué)內(nèi)容細(xì)節(jié)的掌握和理解,也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)掌握得更為全面。
(3)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有力保障。為了能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,學(xué)院對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入了大量的建設(shè)經(jīng)費(fèi),實(shí)驗(yàn)室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),并向安徽福訊信息技術(shù)有限公司訂制了無線傳感網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)建設(shè)過程中,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)全程參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程,對(duì)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行都進(jìn)行全面掌握;專業(yè)提供論文寫作、寫作論文的服務(wù),歡迎光臨dylw.net并邀請物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)的T程技術(shù)人員給教師做專門的技術(shù)培訓(xùn)和講座,進(jìn)一步提高了教師的理論水平和實(shí)踐水平。通過師資、教材和實(shí)驗(yàn)竄3個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè),目前學(xué)校已經(jīng)具有較高水平的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和完善的教學(xué)配套資源,完全能夠按照既定的教學(xué)目標(biāo)和計(jì)劃來進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的培養(yǎng)。當(dāng)然,任何一個(gè)新的專業(yè)的開設(shè),都需要一定時(shí)間的建設(shè)和完善,在建設(shè)的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經(jīng)驗(yàn),及時(shí)修正不合理的方面。
5 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)和教學(xué)資源建設(shè),是所有高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在辦學(xué)過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養(yǎng)模式和高水平教學(xué)資源建設(shè)是辦好物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的前提,因此,各個(gè)高校應(yīng)根據(jù)各自不同的辦學(xué)基礎(chǔ)和行業(yè)特點(diǎn),著眼于市場需求和自身的辦學(xué)優(yōu)勢,在體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)共同特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,要突出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的行業(yè)特色,這樣培養(yǎng)出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業(yè)面。
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為了突顯網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色,加大與其它計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的區(qū)分度,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在保持原有網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)突出物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全管理兩個(gè)專業(yè)方向,進(jìn)一步明確定位學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)。因此,要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo),除了需要調(diào)整改革現(xiàn)有的專業(yè)課程體系外,還必須建立相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系和配套的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。為此,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以中央支持地方高校發(fā)展專項(xiàng)資金的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為契機(jī),在網(wǎng)絡(luò)工程管理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析兩個(gè)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上,新建物聯(lián)網(wǎng)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)攻防、網(wǎng)絡(luò)測試等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室建成后,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室支撐的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容將基本上涵蓋物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三大方向的典型實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì),乃至實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。屆時(shí),網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)將具備實(shí)驗(yàn)設(shè)施齊全、內(nèi)容涵蓋面廣的專業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。這為構(gòu)建特色鮮明、層次合理的實(shí)踐教學(xué)體系提供良好的實(shí)踐條件支持。
(二)體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在保持網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)特色的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)突出物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全管理方向。圍繞這三大專業(yè)方向,以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和正在建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全方向?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)室為依托,構(gòu)建出專業(yè)特色鮮明的多層次實(shí)踐教學(xué)體系,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系學(xué)科與專業(yè)競賽、自主創(chuàng)新研究等多種形式,并分布在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)核心實(shí)踐、專業(yè)方向?qū)嵺`、專業(yè)綜合實(shí)踐四個(gè)教學(xué)層次上。從教學(xué)層次的角度看,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括下列內(nèi)容。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐主要指電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)三方面的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)。專業(yè)核心實(shí)踐主要指網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心課程的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。專業(yè)方向?qū)嵺`主要指物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三大專業(yè)方向的實(shí)踐教學(xué),主要形式是課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。專業(yè)綜合實(shí)踐主要指學(xué)生根據(jù)自己選擇的專業(yè)方向而開展的專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué),主要形式包括學(xué)科與專業(yè)競賽、自主創(chuàng)新研究、實(shí)訓(xùn)與實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。
二、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
以上述實(shí)踐教學(xué)體系為依據(jù),從四個(gè)專業(yè)實(shí)踐層次分別闡述網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
(一)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)可分為電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)、軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)三方面的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)、硬件工藝實(shí)習(xí)。模擬電路實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生了解放大電路的原理,并能理解相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)字邏輯的理解能力和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生理解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理和方法。硬件工藝實(shí)習(xí)是讓學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)字電路和模擬電路的相關(guān)理論知識(shí),使用電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)并利用實(shí)際電路元器件實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際生產(chǎn)意義的電子電路系統(tǒng)。計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、算法分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)等。程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的程序設(shè)計(jì)語言編寫并調(diào)試程序,培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和程序調(diào)試能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生運(yùn)用理論原理知識(shí)編程實(shí)現(xiàn)線性表、隊(duì)列、堆棧、二叉樹、圖等基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其訪問操作方法,以及常用的排序和查找算法,進(jìn)而能夠解決相關(guān)的實(shí)際問題。算法分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握分治法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、貪心法、回溯法、分支界定法等常用經(jīng)典算法,從而更好地解決實(shí)際問題。程序設(shè)計(jì)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際生活意義的程序系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)、軟件工程實(shí)驗(yàn)、軟件系統(tǒng)開發(fā)課程設(shè)計(jì)。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握處理機(jī)管理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理和設(shè)備管理五大功能的工作原理與實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)而能夠模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)部分功能。數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生熟練掌握SQL語言的數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、完整性控制等功能,基本掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法。軟件工程實(shí)驗(yàn)是加深學(xué)生對(duì)軟件開發(fā)方法的理解,掌握統(tǒng)一建模語言UML和可視化建模工具RationalRose的基本用法。軟件系統(tǒng)開發(fā)課程設(shè)計(jì)是讓學(xué)生在掌握程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程的理論知識(shí)與開發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的軟件系統(tǒng)。
(二)專業(yè)核心實(shí)踐
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)編程、無線網(wǎng)絡(luò)、Linux編程等專業(yè)核心課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)利用Sniffer和Wireshark等常用網(wǎng)絡(luò)嗅探工具驗(yàn)證TCP/IP協(xié)議報(bào)文格式和協(xié)議交互過程,從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其工作原理的理解,加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)驗(yàn)是以套接字編程為基礎(chǔ)編寫TCP/UDP協(xié)議通信程序以及數(shù)據(jù)包捕獲程序,編寫SMTP/POP3郵件客戶端、FTP客戶端、Web網(wǎng)站程序等經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握各種無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝和配置方法,學(xué)會(huì)無線局域網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安裝配置與故障排除。Linux編程是讓學(xué)生掌握LINUX環(huán)境下C語言應(yīng)用程序開發(fā)的基本過程,熟悉基本庫函數(shù)的使用,具有初步的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)能力。
(三)專業(yè)方向?qū)嵺`
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向?qū)嵺`環(huán)節(jié)可分為物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三個(gè)專業(yè)方向的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)、無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)、以及物聯(lián)網(wǎng)方向課程設(shè)計(jì)。射頻識(shí)別實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握射頻識(shí)別技術(shù)的讀寫卡、多卡讀、編碼調(diào)制、防碰撞算法、通信協(xié)議、保密通信等基本原理,能夠編寫相關(guān)應(yīng)用案例程序。無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生能夠?qū)囟取穸取⒐庹铡毫Α⒓t外等典型傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并利用Zigbee、藍(lán)牙、WIFI等通信模塊,開發(fā)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生在掌握嵌入式編程的基礎(chǔ)上,結(jié)合射頻識(shí)別和無線傳感技術(shù),開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的核心功能模塊或簡單應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)方向課程的理論知識(shí)與開發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一定實(shí)用價(jià)值的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)安全管理方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)、以及網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程設(shè)計(jì)。
網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)嗅探器和端口掃描工具的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法,理解包過濾、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等網(wǎng)絡(luò)安全策略,掌握防火墻和入侵檢測系統(tǒng)的安裝、配置和使用方法。網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生理解SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的原理和工作過程,掌握SNMP程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)方法。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生熟悉網(wǎng)絡(luò)探測、緩沖區(qū)溢出、網(wǎng)絡(luò)欺騙、拒絕服務(wù)、SQL注入等主流攻擊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法,從而預(yù)防和阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊。網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)安全管理方向課程的理論知識(shí)與開發(fā)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有某種安全管理功能的實(shí)用網(wǎng)絡(luò)軟件或系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)故障診斷與排除實(shí)驗(yàn)、以及網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)網(wǎng)線制作、VLAN配置、交換機(jī)配置、靜態(tài)路由配置、動(dòng)態(tài)路由配置、ACL配置、NAT配置等,為實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署提供基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)故障診斷與測試實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)故障診斷與測試工具的使用方法,能夠?qū)ξ锢韺印?shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、以太網(wǎng)、廣域網(wǎng)、TCP/IP、服務(wù)器等的故障進(jìn)行診斷與排除。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具、需求分析、技術(shù)選擇、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編址與命名、路由設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)性能保障、安全管理設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié)技能。網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)方向課程的理論知識(shí)與開發(fā)技術(shù),針對(duì)某個(gè)實(shí)際應(yīng)用場景,規(guī)劃并設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)工程方案。
(四)專業(yè)綜合實(shí)踐
專業(yè)綜合實(shí)踐主要指學(xué)生根據(jù)自己選擇的專業(yè)方向而開展的專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué),主要形式包括學(xué)科與專業(yè)競賽、自主創(chuàng)新研究、實(shí)訓(xùn)與實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。學(xué)科與專業(yè)競賽是鼓勵(lì)學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,利用課余時(shí)間和假期,參與學(xué)校、企業(yè)、省、教育部、乃至全球等各種級(jí)別的大學(xué)生學(xué)科或?qū)I(yè)競賽,以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和動(dòng)手操作的能力。目前適合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生參加的競賽主要有全國大學(xué)生數(shù)據(jù)建模競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、ACM大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生系列科技作品競賽、全國大學(xué)生信息安全競賽。自主創(chuàng)新研究可分為課內(nèi)自主研究學(xué)習(xí)和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)。課內(nèi)自主研究學(xué)習(xí)是在部分專業(yè)課程內(nèi),安排學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和自主學(xué)習(xí)研究能力。課外科技創(chuàng)新活動(dòng)是學(xué)生根據(jù)自身興趣和專業(yè)特長組成小組,自主選擇研究課題,確定研究目標(biāo)、技術(shù)路線和研究計(jì)劃,利用課余時(shí)間和寒暑假在老師的指導(dǎo)下自主開展科技創(chuàng)新活動(dòng),以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神。實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)是讓學(xué)生熟悉或掌握網(wǎng)絡(luò)相關(guān)行業(yè)或領(lǐng)域中可能遇到的常用技能,以縮短第一任職崗前培訓(xùn)的時(shí)間。該類實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括見習(xí)環(huán)節(jié)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等。見習(xí)環(huán)節(jié)是參觀一個(gè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位或部門,見識(shí)各類產(chǎn)品和系統(tǒng)的研發(fā)過程或應(yīng)用情況,以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣和自豪感。實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)是在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)基地,通過與企事業(yè)單位的合作,提煉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的典型功能模塊,進(jìn)而設(shè)計(jì)出一組項(xiàng)目供學(xué)生實(shí)習(xí)訓(xùn)練。
實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)是與校外企業(yè)或培訓(xùn)基地合作,讓學(xué)生參與到實(shí)際的項(xiàng)目研發(fā)與實(shí)施工作中,從而使學(xué)生接觸社會(huì),體驗(yàn)未來就業(yè)單位的工作環(huán)境和實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生四年專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)后的一次綜合性專業(yè)技術(shù)實(shí)踐鍛煉機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的周期為14周,主要包括選題、開題、課題研究與指導(dǎo)、撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)論文答辯等環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題可以由指導(dǎo)老師根據(jù)自己的項(xiàng)目課題、研究方向或興趣好確定,也可以根據(jù)學(xué)生就業(yè)單位的實(shí)際工作需要確定。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2013)29-0094-03
作者簡介:徐慧,女,博士,講師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)與服務(wù)管理;邵雄凱,男,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,教學(xué)副院長,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web信息服務(wù);陳卓,女,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)樾畔踩蝗铤t,男,博士,講師,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全。
作為一所地方工科院校,湖北工業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我校”)目前面向本科生穩(wěn)步推進(jìn)“721”梯級(jí)、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革:針對(duì)70%左右的本科生,以就業(yè)為導(dǎo)向,實(shí)施以培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力為主體、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神為兩翼的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式;針對(duì)20%左右的本科生,培養(yǎng)具有一專多能、湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的復(fù)合型中堅(jiān)人才;針對(duì)10%左右的本科生,扎實(shí)推進(jìn)卓越工程師項(xiàng)目計(jì)劃,培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型的、未來湖北工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍人物。在這一背景下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在培養(yǎng)方案設(shè)置和修訂的過程中,考慮利用科研平臺(tái)、培訓(xùn)、競賽等方式,切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),進(jìn)一步推進(jìn)我校“721”人才培養(yǎng)模式改革,并以此為契機(jī),進(jìn)行培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的教學(xué)改革與實(shí)踐。本文旨在討論網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的改革實(shí)踐。
一、網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的定位
按照“721”梯級(jí)、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,我校依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)探索實(shí)施“實(shí)驗(yàn)教學(xué)――實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)――畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)――創(chuàng)新教育――課外科技活動(dòng)――社會(huì)實(shí)踐”六元結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。在這一實(shí)踐教學(xué)體系的規(guī)劃下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案都明確規(guī)定六大內(nèi)容的基本要求和學(xué)分,并分為基礎(chǔ)層次(基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)勞動(dòng)、認(rèn)知實(shí)習(xí)等)、提高層次(學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)或生產(chǎn)實(shí)習(xí)、學(xué)年論文等)、綜合層次(設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文等)三個(gè)層次,從低年級(jí)到高年級(jí)前后銜接,循序漸進(jìn),貫穿整個(gè)本科生培養(yǎng)過程,旨在增強(qiáng)本科生的創(chuàng)新意識(shí),提高他們的實(shí)踐能力。
面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群,主要包括“信息安全概論”、“應(yīng)用密碼學(xué)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)性能分析”和“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實(shí)踐”這六門專業(yè)課程。在課程安排上,“信息安全概論”課程首先引入信息安全的基本概念和基本原理,包括消息鑒別與數(shù)字簽名、身份認(rèn)證、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)以及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)等知識(shí)點(diǎn);而“應(yīng)用密碼學(xué)”課程則介紹密碼學(xué)基本概念、基本理論以及主要密碼體制的算法與應(yīng)用;更進(jìn)一步,“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”課程以協(xié)議分析為導(dǎo)向講授網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)理論,包括功能域、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)范、信息表示等知識(shí)點(diǎn);“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”課程以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理能力作為培養(yǎng)目標(biāo),闡述網(wǎng)絡(luò)攻擊的手段和方法以及網(wǎng)絡(luò)防御的基本原理;在此基礎(chǔ)上,“網(wǎng)絡(luò)性能分析”課程著重討論網(wǎng)絡(luò)性能管理的理論與應(yīng)用;“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實(shí)踐”課程討論網(wǎng)絡(luò)安全編程實(shí)現(xiàn)的基本技術(shù)。值得注意的是,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群建設(shè)成果,目前正在為面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)課程體系設(shè)置與教學(xué)方法改革所借鑒。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)介于實(shí)踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次的過渡階段,作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生第四學(xué)年實(shí)踐能力培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),有利于深入培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實(shí)踐能力。
二、基于項(xiàng)目角色劃分的實(shí)施方案
為了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生的工程實(shí)踐能力,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)施過程的改革思路是:采用自主團(tuán)隊(duì)方式,選擇并完成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目。對(duì)于相關(guān)專業(yè)本科生而言,因?yàn)槭亲杂山M成團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目角色劃分顯得尤為重要。在這一背景下,提出基于項(xiàng)目角色劃分的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)并不是要求本科生在短時(shí)間內(nèi)便可以完成一個(gè)很大的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目,主要是希望他們能夠利用已有網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群的知識(shí)基礎(chǔ),按照軟件工程的思路合作完成一個(gè)規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目,提高網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實(shí)踐能力。基于不太大的項(xiàng)目規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目角色劃分與相應(yīng)職責(zé)見表1。
三、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)
作為一所地方工科院校,我校自2008年開始面向本科生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),并于2012年面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),同時(shí)已獲批“湖北省高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃本科項(xiàng)目”。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)雖然是兩個(gè)不同的專業(yè),卻具有一定的關(guān)聯(lián)性,如何保證網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方案對(duì)于這兩個(gè)專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì),是專業(yè)改革實(shí)踐過程中需要考慮的問題。圖1給出網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)方案:
如圖1所示,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的選題主要包括四個(gè)方向,即“信息安全與密碼學(xué)”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理”與“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理”。其基本的選題思路在于幫助本科生熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)管理與安全編程開發(fā)包,并掌握網(wǎng)絡(luò)管理與安全項(xiàng)目實(shí)踐的基本技術(shù),為將來從事網(wǎng)絡(luò)管理與安全方面的研發(fā)工作打下一定的基礎(chǔ),各方向的參考選題見表2。
更進(jìn)一步,較之網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有更強(qiáng)的整合性與自身的特色,見圖1,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)的選題主要包括兩個(gè)方向,即“物聯(lián)網(wǎng)安全”與“物聯(lián)網(wǎng)管理”,各方向的參考選題如表3所示。[1,2]
按照我校“721”梯級(jí)、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,作為實(shí)踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次過渡階段的一個(gè)重要環(huán)節(jié),網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計(jì)在改革實(shí)踐過程中,考慮采用基于項(xiàng)目角色劃分的實(shí)施方案,并嘗試實(shí)現(xiàn)該方案在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì),同時(shí)給出這兩個(gè)專業(yè)不同方向的參考選題。
中圖分類號(hào):G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)01(a)-0141-02
隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正在加快向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型,而智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。智慧農(nóng)業(yè)將農(nóng)業(yè)看成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng),依托嵌入式技術(shù)、感知技術(shù)、互聯(lián)互通技術(shù)、智能化技術(shù)等綜合、全面、系統(tǒng)地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)智能化、多功能,大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。
智慧農(nóng)業(yè)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括嵌入式技術(shù)、檢測技術(shù)、通信技術(shù)等。嵌入式是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前景的信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前,許多高等院校的計(jì)算機(jī)、電子、軟件等專業(yè)針對(duì)市場需求,開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程,也在逐步完善適應(yīng)社會(huì)需求的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)體系。本文基于智慧農(nóng)業(yè)背景,結(jié)合都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開設(shè)嵌入式課程的經(jīng)驗(yàn),對(duì)農(nóng)林院校嵌入式課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討。
1 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)
智慧農(nóng)業(yè)是最近興起的一個(gè)概念,出現(xiàn)的時(shí)間很短,目前還沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授認(rèn)為: 智慧農(nóng)業(yè)是以最高效率地利用各種農(nóng)業(yè)資源,最大限度地降低農(nóng)業(yè)成本和能耗、減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的整體最優(yōu)為目標(biāo),以農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)、全過程智能化的泛在化為特征,以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段,以自動(dòng)化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流和電子化交易為主要生產(chǎn)方式的高產(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式與形態(tài)。
要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè),就要依托物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things,簡稱IOT)的概念是在1999年提出的,2005年國際電信聯(lián)盟(ITU)的ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義:通過二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)唯一的物聯(lián)源頭是嵌入式系統(tǒng)。隨著嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用需求的多樣化,嵌入式技術(shù)已成為當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的主流。
本文基于嵌入式技術(shù),針對(duì)農(nóng)林院校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的特點(diǎn), 通過一系列教學(xué)嘗試,對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向的課程體系建設(shè)進(jìn)行了一些探索,使學(xué)生在保證專業(yè)原有課程的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)方向的不同,側(cè)重點(diǎn)有所差別,將智慧農(nóng)業(yè)貫徹課程體系始終,使學(xué)生在軟件和硬件設(shè)計(jì)方面都得到很好的鍛煉,最終為都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)培養(yǎng)全方位的信息技術(shù)人才。
2 嵌入式課程體系建設(shè)
(1)我校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)。
我校計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員。根據(jù)學(xué)生的接受能力,嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體現(xiàn)層次性、漸進(jìn)性、注重實(shí)踐性,尤其側(cè)重培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力。(圖1)
嵌入式系統(tǒng)課程體系的設(shè)置體現(xiàn)“注重工程能力培養(yǎng)的嵌入式系統(tǒng)人才知識(shí)體系”,學(xué)習(xí)側(cè)重嵌入式軟件設(shè)計(jì)部分。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系教學(xué)目標(biāo)是掌握四個(gè)“1”,即“一種主流嵌入式微處理器、一門開發(fā)語言、一種嵌入式操作系統(tǒng)、一套開發(fā)工具”,嵌入式開發(fā)語言主要有匯編語言、C和C++語言、Java語言等;嵌入式操作系統(tǒng)主要有Windows CE、Linux等;集成開發(fā)工具主要有Windows CE開發(fā)工具、ADS等。
(2)嵌入式系統(tǒng)課程體系。
北京農(nóng)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院自2011年設(shè)置了計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向,根據(jù)自由選擇的原則在大學(xué)三年級(jí)實(shí)施特定方向培養(yǎng),同期購買了30套嵌入式開發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)每人一臺(tái)的教學(xué)環(huán)境。
嵌入式系統(tǒng)課程體系大致可分為:基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課。
基礎(chǔ)課程在大學(xué)一、二年級(jí)開設(shè),主要學(xué)習(xí)理工科的一些基礎(chǔ)課程,如高等數(shù)學(xué)等。
專業(yè)基礎(chǔ)以及專業(yè)課的開設(shè)時(shí)間以及內(nèi)容如表1所示。需要特別說明的是根據(jù)我校“3+1”本科人才培養(yǎng)模式,大學(xué)前六個(gè)學(xué)期完成的是課內(nèi)學(xué)習(xí),旨在掌握較寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)和扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),最后一學(xué)年有計(jì)劃地到校內(nèi)外實(shí)調(diào)基地進(jìn)行為期一年的實(shí)踐和實(shí)訓(xùn),所以第七學(xué)期和第八學(xué)期是專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。
嵌入式導(dǎo)論課程:介紹嵌入式的主要應(yīng)用領(lǐng)域、嵌入式軟件開發(fā)的基本概念、嵌入式軟件開發(fā)的基本流程和基本方法、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。
嵌入式操作系統(tǒng)課程:介紹嵌入式系統(tǒng)基本知識(shí),嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的差別。結(jié)合典型的嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作機(jī)制、系統(tǒng)移植剪裁和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度等內(nèi)容進(jìn)行介紹。我校根據(jù)具體情況選擇、Linux、WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)。
嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ):介紹嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、軟件編程及設(shè)備接口和驅(qū)動(dòng)等。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生了解和掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)的概念、方法和工具嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),掌握嵌入式系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)開發(fā)思想,學(xué)生能完成簡單的嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。
JAVA開發(fā)語言:介紹Java語言的體系結(jié)構(gòu)、Java語言的基本概念和程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的思路和方法。培養(yǎng)學(xué)生的編程能力,使學(xué)生能夠運(yùn)用Java語言作為完成應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
嵌入式接口技術(shù):介紹鍵盤接口、LED顯示器接口、觸摸屏、通信接口、中斷接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、ARM的JTAG接口。
嵌入式高級(jí)編程:介紹Android嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建的方法,項(xiàng)目結(jié)構(gòu);Android的體系結(jié)構(gòu),嵌入式軟件開發(fā)流程;嵌入式特性開發(fā),多媒體開發(fā),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開發(fā),聯(lián)網(wǎng)開發(fā)等開發(fā)方法,學(xué)生通過實(shí)踐能達(dá)到獨(dú)立完成開發(fā)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式軟件的能力。
3 嵌入式課程實(shí)踐教學(xué)
(1)層次化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。
實(shí)驗(yàn)室選用UP-Magic6410嵌入式實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái),著重培養(yǎng)學(xué)生在該平臺(tái)下進(jìn)行嵌入式Linux程序開發(fā)的相關(guān)環(huán)境搭建與軟件設(shè)計(jì)方法的能力。針對(duì)各模塊以及嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用背景,按照由淺入深,不同課程層次對(duì)應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等原則,組織設(shè)計(jì)了三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn),循序漸進(jìn),逐步提高,以滿足不同階段的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐需求,分別為涉及嵌入式導(dǎo)論的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、涉及嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的實(shí)操性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)嵌入式高級(jí)編程的提高性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)多以理論驗(yàn)證為主,在于學(xué)習(xí)方法;綜合性實(shí)驗(yàn)和提高性實(shí)驗(yàn)則多以應(yīng)用為主,在于提高能力。三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生提高了動(dòng)手能力,進(jìn)一步的實(shí)踐開發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
(2)通過項(xiàng)目案例,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。
首先,依托教師實(shí)際的科研或工程項(xiàng)目,教師在實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施時(shí),可以按照模塊化將案例的分解到各個(gè)部分,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)例所采用的技術(shù)和方案進(jìn)行不同角度的評(píng)價(jià),變被動(dòng)知識(shí)灌輸為主動(dòng)探索思考,使教學(xué)理論知識(shí)與科研實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起。
其次,在設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)等綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)合教師實(shí)際的科研或工程項(xiàng)目,在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性知識(shí)掌握的同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的綜合設(shè)計(jì)。使得學(xué)生既掌握了一些具體的通用的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法,也能發(fā)揮主觀能動(dòng)性,獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)較完整的嵌入式系統(tǒng),激發(fā)學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情。在課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)中,考慮到學(xué)生水平差異,按照“自由組合、自主選題”的原則,要求學(xué)生課外查找資料進(jìn)一步地學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí),對(duì)某些問題進(jìn)行深入的分析研究,進(jìn)而提出自己的設(shè)計(jì)思想,此環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)思想的原創(chuàng)性也將作為課程考核的重要內(nèi)容。
(3)鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目,注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
通過項(xiàng)目實(shí)踐來鍛煉和提高學(xué)生動(dòng)手能力是非常重要的。我校實(shí)行導(dǎo)師制指導(dǎo)學(xué)生,在參與教師科研項(xiàng)目的過程中,本科生導(dǎo)師負(fù)責(zé)學(xué)生在整個(gè)科研期間從理論到具體操作的各個(gè)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作,加強(qiáng)了指導(dǎo)力度。
學(xué)生在家禽食品安全追溯系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目中,教師組織學(xué)有余力的同學(xué)成立興趣小組,直接參與到前沿的課題和項(xiàng)目中去,將食品安全追溯系統(tǒng)按照生產(chǎn)鏈的六個(gè)環(huán)節(jié)分解成若干子題目,交由各興趣小組,模擬項(xiàng)目的形式實(shí)踐開發(fā),真正做到“在學(xué)中做,在做中學(xué)”,以務(wù)實(shí)的項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐科研能力。
(4)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課外科技活動(dòng)。
近年來,高等院校加大了學(xué)生的課外科技活動(dòng)開展的力度,筆者指導(dǎo)的學(xué)生參與了北京市大學(xué)生科研計(jì)劃,利用嵌入式平臺(tái),對(duì)溫室環(huán)境等參數(shù)檢測,進(jìn)而對(duì)溫室大棚實(shí)現(xiàn)智能化控制,學(xué)生在該課題中,運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí),系統(tǒng)的完成了整個(gè)項(xiàng)目,獲得了北京市大學(xué)生科研計(jì)劃成果二等獎(jiǎng),尤其值得一提的是,畢業(yè)的學(xué)生在擔(dān)任京郊村官期間,將課題成果應(yīng)用于所服務(wù)的村鎮(zhèn),取得了良好的效果。實(shí)踐證明,鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科技活動(dòng),將會(huì)拓展學(xué)生的知識(shí)體系,并學(xué)以致用,對(duì)進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)合作精神發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
(5)做好畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)實(shí)習(xí)
我校實(shí)行的是采取“3+1”人才培養(yǎng)模式。以往學(xué)生在第八學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)論文和實(shí)習(xí),部分學(xué)生在校內(nèi)機(jī)房根據(jù)教師給出的題目完成畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)論文,學(xué)生如果不走出去。就無法完成理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,部分同學(xué)雖然通過實(shí)習(xí)單位的學(xué)習(xí)完成畢業(yè)論文,但是畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的時(shí)間和質(zhì)量也難以保證。因此,我們將畢業(yè)論文提前到第七學(xué)期安排任務(wù),進(jìn)行設(shè)計(jì)、論文的前期準(zhǔn)備及調(diào)試工作,既可以保證充分的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間又可以提高學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,做到有的放矢.提高設(shè)計(jì).論文和專業(yè)課的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
針對(duì)在校學(xué)生缺少行業(yè)背景知識(shí)這一缺點(diǎn),在教學(xué)中大力開展了與企業(yè)的合作,直接把學(xué)生派到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),使得培養(yǎng)的嵌入式人才能夠適應(yīng)企業(yè)的需要,目前我院已經(jīng)建立了中軟、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息所等校外實(shí)習(xí)基地,并簽訂了相關(guān)的實(shí)習(xí)協(xié)議。一方面學(xué)生在實(shí)踐工程項(xiàng)目中完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文,綜合能力得到極大的提升,另一方面用人單位在與學(xué)校合作辦學(xué)的過程中也為自己培養(yǎng)了急需的技術(shù)人才,實(shí)行了定單式培養(yǎng),最終構(gòu)筑高校.學(xué)生和企業(yè)獲利的共贏平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的無縫對(duì)接。從以往經(jīng)驗(yàn)來看,選擇嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課題并能按時(shí)保質(zhì)保量完成課題的的學(xué)生知識(shí)面更廣,就業(yè)面更寬,既可以從事軟件開發(fā),也可以適應(yīng)硬件的開發(fā)工作。
4 結(jié)語
嵌入式系統(tǒng)作為應(yīng)用性極強(qiáng)的課程,其教學(xué)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù),包括完整的課程設(shè)置體系結(jié)構(gòu)、不斷的豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,獲取更多的實(shí)踐項(xiàng)目等內(nèi)容。隨著嵌入式在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用的迅猛發(fā)展,如何真正立足于農(nóng)業(yè)院校發(fā)展特色,培養(yǎng)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息化人才,將是我們今后教學(xué)的方向和努力目標(biāo)。
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為了構(gòu)建合理的高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系,培養(yǎng)服務(wù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高技能物聯(lián)網(wǎng)人才,課題組成員通過深入企業(yè)調(diào)研,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才目標(biāo)崗位進(jìn)行分析,明確了高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),與企業(yè)技術(shù)人員共同開發(fā)突出綜合職業(yè)能力的課程體系,并形成了該研究論文。
一、 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析
物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用 RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。 2012年工信部公布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,明確了“十二五”時(shí)期是我國物聯(lián)網(wǎng)由起步發(fā)展進(jìn)入規(guī)模發(fā)展的階段,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)附加值,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,并將顯著提升人們的生活質(zhì)量和水平。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于二十多個(gè)領(lǐng)域,在未來3年內(nèi)中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將在智能電網(wǎng)、智能家居、數(shù)字城市、智能醫(yī)療、車用傳感器等領(lǐng)域率先普及,預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)3萬億的總產(chǎn)值。
二、高職物聯(lián)網(wǎng)人才職業(yè)崗位分析
課題組成員深入吉林中軟吉大信息技術(shù)有限公司、青島感知教育科技公司等單位進(jìn)行專業(yè)及人才需求調(diào)研,明確了高職物聯(lián)網(wǎng)人才的職業(yè)崗位能力:具有物聯(lián)網(wǎng)基本理念,具有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相對(duì)應(yīng)崗位必備的理論知識(shí)和專門知識(shí),具有較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)崗位操作能力、一定的系統(tǒng)開發(fā)能力,能從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理工作的高技術(shù)應(yīng)用型專門人才。面向的職業(yè)崗位主要有:物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品銷售員、咨詢員、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品售前/售后工程師、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備調(diào)試員、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成工、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全測試員、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全維護(hù)工程師、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)助理工程師等崗位,由低到高分為三個(gè)工作層面,如圖1所示。
三、高職物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)
根據(jù)專業(yè)調(diào)研,明確了高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)擁護(hù)黨的基本路線,適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用行業(yè)生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線需要的,德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才;在具有必備的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專門知識(shí)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)掌握從事本專業(yè)領(lǐng)域無線通信網(wǎng)絡(luò)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組建、調(diào)試、維修與維護(hù);簡單物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用、調(diào)試、維護(hù)、檢測與運(yùn)營服務(wù);物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備銷售及技術(shù)支持的基本能力和基本技能,具有良好職業(yè)道德和敬業(yè)精神。
四、高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系建設(shè)
根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo),與企業(yè)技術(shù)人員共同開發(fā)了由公共基礎(chǔ)課、職業(yè)素質(zhì)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)拓展課五部分組成的課程體系,突出了綜合職業(yè)能力,具體見表1所示。
專業(yè)基礎(chǔ)課 計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí),為掌握分析問題、解決問題的基本理論與基本方法打好基礎(chǔ)。
本文創(chuàng)新性的提出了意在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的“以賽促教、研學(xué)相長”教育模式。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(InternetofThings)是將信息和物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)整合和互聯(lián)的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它綜合使用通信、RFID、嵌入式、傳感器、高性能計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)用互聯(lián)網(wǎng)將世界上的物體連接起來,以實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的互聯(lián),是信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的整合與綜合應(yīng)用[1][2]。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是國家新興戰(zhàn)略性專業(yè),是國家“十二五”規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)在智能制造、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將使我國在信息技術(shù)方面走到世界的前列。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),無線傳感網(wǎng)絡(luò)為延伸,注重物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā),突出傳感網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用融合的特色,著力培養(yǎng)社會(huì)緊缺的高素質(zhì)復(fù)合型信息網(wǎng)絡(luò)人才。培養(yǎng)學(xué)生具備物聯(lián)網(wǎng)基本理論知識(shí)、掌握較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)、實(shí)施、應(yīng)用與技術(shù)支持和服務(wù)技能,能夠從事物聯(lián)網(wǎng)感知終端設(shè)備維修與技術(shù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成及網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品配置推廣、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理等工作,做到基礎(chǔ)知識(shí)與前沿技術(shù)、理論方法與實(shí)踐技能相結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)是各類職業(yè)學(xué)院正在加緊建設(shè)的熱門學(xué)科,在常規(guī)教學(xué)模式上存在著一定雷同性,在建設(shè)水平與學(xué)科發(fā)展層次上,略顯不足。
一物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)現(xiàn)行教學(xué)模式制約了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)
在現(xiàn)行的教學(xué)方法中,教師依據(jù)所選用的教材,制定教學(xué)大綱、教學(xué)周歷,開展教學(xué)過程[3]。由于課程中枯燥的理論知識(shí)偏多,為了能夠幫助學(xué)生更好的掌握教學(xué)內(nèi)容,教師通過ppt進(jìn)行講授,在多媒體課件中加入了大量的圖片和視頻進(jìn)行演示,例如圍繞智能交通、智能安防、智能通信工程等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,力求最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,但收效甚微,學(xué)生難以將感性的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為理性的思考與分析。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程主要包括:計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、無線通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)、智能儀器儀表類實(shí)驗(yàn),由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)獨(dú)立,且均屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生不能很好地領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的作用,以及之間的相互聯(lián)系。另外,在以往的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生雖進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,但不能獨(dú)立的對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣不高。同時(shí),對(duì)于課程的考察方式為閉卷考試,期末總成績由20%的平日成績和80%的考試成績組成,這樣使得學(xué)生過分重視考試重點(diǎn),而忽略了對(duì)課程主線的整體把握。
二以物聯(lián)網(wǎng)方向的科技社團(tuán)為載體打造學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程特點(diǎn)及目前存在的諸多問題,本論文創(chuàng)新性的提出了意在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的“以賽促教、研學(xué)相長”教育模式。通過以賽促教挖掘培養(yǎng)專業(yè)特長學(xué)生,學(xué)研相長,以校企合作項(xiàng)目提升學(xué)生創(chuàng)新能力,以物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新計(jì)劃,構(gòu)建高水平學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)建設(shè),提升社團(tuán)社會(huì)服務(wù)能力,打造學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力等幾個(gè)方面,對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)開展模式進(jìn)行了詳細(xì)研究,著力打造適合于職業(yè)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式[4]。同時(shí),以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的,提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的能力,打造特色專業(yè)與優(yōu)勢專業(yè)。
(一)以企業(yè)管理水平要求科技社團(tuán)建設(shè)及管理
建設(shè)一個(gè)具有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色的科技社團(tuán)組織,是一項(xiàng)經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的非常有效的教學(xué)改革模式。物聯(lián)網(wǎng)社團(tuán)建設(shè)對(duì)于相關(guān)社團(tuán)成員的日常要求和管理是非常高的,為了保證社團(tuán)的高水平管理,按照企業(yè)管理的模式建設(shè)社團(tuán)管理制度,財(cái)務(wù)、設(shè)備管理制度及例會(huì)制度。物聯(lián)網(wǎng)社團(tuán)骨干成員每周四下午必須要開例會(huì),而且每次都有專職人員做會(huì)議記錄,會(huì)議的內(nèi)容要求非常務(wù)實(shí),會(huì)議內(nèi)容為:每個(gè)人介紹本人所負(fù)責(zé)的社團(tuán)日常管理工作完成情況、本人在所在技術(shù)方向的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)度、相應(yīng)項(xiàng)目組匯報(bào)所承擔(dān)項(xiàng)目的完成情況,必要情況下增加技術(shù)及項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)講解環(huán)節(jié),之后是社長及指導(dǎo)老師點(diǎn)評(píng)。社團(tuán)檔案的管理也非常嚴(yán)格,按照要求將社團(tuán)中有重要貢獻(xiàn)的同學(xué)建立個(gè)人檔案,包括其專業(yè)特長、相關(guān)獲獎(jiǎng)、社團(tuán)貢獻(xiàn)等,讓學(xué)生感受到在社團(tuán)中的重要地位,并且可以激勵(lì)后繼的社團(tuán)成員。還有就是要記錄每一個(gè)社團(tuán)成員的獲獎(jiǎng)成果包括證書,以及每次進(jìn)行技術(shù)服務(wù)等重要活動(dòng)的照片及文檔。
(二)以賽促教挖掘培養(yǎng)專業(yè)特長學(xué)生
為了更好的發(fā)揮學(xué)生特長,物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置了軟件、硬件兩個(gè)專業(yè)方向,并為每個(gè)專業(yè)方向單片機(jī)、嵌入式、.Net開發(fā)等課程整理了近百個(gè)練習(xí)項(xiàng)目及相關(guān)學(xué)習(xí)視頻,包括項(xiàng)目內(nèi)容,設(shè)計(jì)方案,電路圖,程序代碼等。這些資源以項(xiàng)目分組的模式,吸引學(xué)生自主選擇并參與其中,能夠很好的起到引導(dǎo)學(xué)生入門的作用。學(xué)生的培養(yǎng)與特長挖掘是本著海爾公司的一句企業(yè)文化來具體做的,即“我們專注于賽馬,而不是相馬”——你說你強(qiáng)我們不是聽你說的多好,我們要看你拿出成績,這樣才能讓社團(tuán)成員充分進(jìn)步。專業(yè)教師鼓勵(lì)和帶領(lǐng)社團(tuán)成員參加國家、省、市各級(jí)技能大賽,以賽練兵,在每個(gè)專業(yè)方向并培養(yǎng)了技術(shù)骨干多名。同時(shí)還成功推薦學(xué)生就業(yè),社團(tuán)成員在企業(yè)成為了出色的嵌入式軟件開發(fā)工程師、軟件開發(fā)工程師、單片機(jī)開發(fā)工程師。
(三)學(xué)研相長,以校企合作項(xiàng)目提升學(xué)生創(chuàng)新能力
在服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)方面,為了全面促進(jìn)參與人員的工作積極性、創(chuàng)新性,提出了“教師-學(xué)生-企業(yè)”三方合作入股的方式,極大提高了研發(fā)效率。在項(xiàng)目確立的過程中,依靠成熟的校企合作模式,保證了項(xiàng)目實(shí)施的可行性。同時(shí),在校企合作立項(xiàng)論證過程中,創(chuàng)新性的加入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)調(diào)研工作。事實(shí)證明,通過加入國家發(fā)明專利的前期調(diào)研,校企合作項(xiàng)目在產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面獲得了很大的收獲,目前正在申請國家實(shí)用新型專利超過15項(xiàng),并已經(jīng)順利通過預(yù)審,進(jìn)入公示期。以“基于物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)管控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”項(xiàng)目為例,項(xiàng)目成果在農(nóng)業(yè)管理領(lǐng)域的智能化水平處于較高的應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)具備向其他領(lǐng)域覆蓋滲透的擴(kuò)展能力,市場前景極為廣泛。項(xiàng)目研發(fā)過程也積累了大量的創(chuàng)新性指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),具有很好的借鑒與推廣能力。
(四)以物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新計(jì)劃,構(gòu)建高水平學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)組建了一支具有較高技術(shù)水平的學(xué)生科研團(tuán)隊(duì),組織學(xué)生參加物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的科研項(xiàng)目,并對(duì)已經(jīng)有研究基礎(chǔ)的同學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)鼓勵(lì)他們申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)科研創(chuàng)新計(jì)劃,在實(shí)際的項(xiàng)目中鍛煉學(xué)生,讓有專業(yè)技術(shù)特長的同學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)自己的想法。讓具有較高技術(shù)水平的同學(xué)建立科研團(tuán)隊(duì),很大程度上以點(diǎn)帶面的形式帶動(dòng)提升并培養(yǎng)了一大批具有技術(shù)專長的同學(xué)。科研團(tuán)隊(duì)按照學(xué)期為單位參加企業(yè)技術(shù)服務(wù),同時(shí),教師積極為學(xué)生聯(lián)系企業(yè)一線的開發(fā)及技術(shù)服務(wù)等項(xiàng)目,增加學(xué)生對(duì)企業(yè)規(guī)則的了解,并且可以鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。經(jīng)過努力,科研團(tuán)隊(duì)累計(jì)承接過橫向課題的項(xiàng)目數(shù)項(xiàng),企業(yè)網(wǎng)絡(luò)綜合布線項(xiàng)目多個(gè),企業(yè)宣傳冊設(shè)計(jì)一項(xiàng)等。
(五)提升社團(tuán)社會(huì)服務(wù)能力,打造學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力
物聯(lián)星空社團(tuán)成員參加多次企業(yè)技術(shù)服務(wù),我們積極為學(xué)生聯(lián)系企業(yè)一線的開發(fā)包括技術(shù)服務(wù)等項(xiàng)目,增加學(xué)生對(duì)企業(yè)規(guī)則的了解,并且可以鍛煉學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力,社團(tuán)重視學(xué)生科研項(xiàng)目成果的孵化,致力于將成果應(yīng)用到校園服務(wù),促進(jìn)信息化校園的建設(shè)。社團(tuán)成員研發(fā)的“新生報(bào)到系統(tǒng)”,累計(jì)服務(wù)學(xué)生近1.6萬人次。系統(tǒng)從版本V1.0到V3.0日漸完善,已經(jīng)成為一個(gè)成熟型的服務(wù)平臺(tái),社團(tuán)以該系統(tǒng)申報(bào)了軟件著作權(quán),并獲得國家專利局的授權(quán)社團(tuán)成員多次參加企業(yè)技術(shù)服務(wù),服務(wù)于企業(yè)一線的技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目,累計(jì)承接了科研院所的多個(gè)項(xiàng)目,并根據(jù)前期成果成功開展創(chuàng)業(yè)活動(dòng),孵化學(xué)生科技企業(yè)一個(gè),并獲得學(xué)校的場地及政策扶持。
三結(jié)論
在以探索學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式研究及實(shí)踐過程中,物聯(lián)星空社團(tuán)作為實(shí)踐載體,累計(jì)獲得“全國優(yōu)秀社團(tuán)”稱號(hào)三次、“山東省優(yōu)秀科技社團(tuán)”稱號(hào)一次,青島開發(fā)區(qū)“優(yōu)秀社團(tuán)干部”稱號(hào)兩次,社團(tuán)成員申報(bào)國家軟件著作權(quán)兩項(xiàng),在國家、省、市各級(jí)比賽中獲獎(jiǎng)60余次,并向眾多高新技術(shù)企業(yè)輸送了多名出色的技術(shù)工程師,孵化出科技類創(chuàng)業(yè)公司一個(gè),并獲得場地及政策扶持。以其“以賽促教、研學(xué)相長”的構(gòu)建模式,清晰的軟硬件專業(yè)方向、獨(dú)特的管理模式、企業(yè)級(jí)的社團(tuán)文化、高質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)水平、諸多的科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、豐富的大賽經(jīng)歷、可喜的各級(jí)榮譽(yù)、以及諸多優(yōu)秀畢業(yè)生案例,為學(xué)院科技型社團(tuán)建設(shè)提供了大量經(jīng)驗(yàn),這是在“校政企研”聯(lián)合人才培養(yǎng)模式下,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式研究及實(shí)踐進(jìn)行了一次有意義的探索,具有一定的示范推廣作用。
參考文獻(xiàn)
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根據(jù)NIST的權(quán)威定義,云計(jì)算有SaaS、PaaS和IaaS三種服務(wù)模式,稱為云計(jì)算的SPI。其中SaaS (Software as a service,軟件即服務(wù))是最為成熟、最出名也是得到最廣泛應(yīng)用的一種云計(jì)算。
在SaaS模式下,應(yīng)用軟件不再安裝在用戶的計(jì)算機(jī)上,而是安裝在軟件生產(chǎn)廠商或者服務(wù)供應(yīng)商的服務(wù)器上,用戶通過Internet或Intranet網(wǎng)絡(luò)來使用這些軟件,按照使用的服務(wù)種類、用戶數(shù)量和使用時(shí)間向服務(wù)商支付費(fèi)用。因?yàn)镾aaS模式高度的靈活性、已經(jīng)證明可靠的支持服務(wù)、強(qiáng)大的可擴(kuò)展性,因此能夠有效降低客戶的維護(hù)成本和硬件投入。
相對(duì)于目前我國高校教務(wù)管理、教學(xué)數(shù)字資源的開發(fā)和利用等方面取得的成效,科研信息化建設(shè)方面的應(yīng)用仍處于較低的階段[1],從而加重了科研管理人員工作負(fù)擔(dān),制約了高校科研信息化工作的發(fā)展。本文以成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院科研管理平臺(tái)為研究對(duì)象,使用SaaS模式對(duì)科研管理信息平臺(tái)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了認(rèn)真分析,對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了細(xì)化,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于SaaS模式的科研信息平臺(tái)。
一、系統(tǒng)分析
建設(shè)科研信息管理平臺(tái)的目的在于給科研人員提供一個(gè)了解科技動(dòng)態(tài),瀏覽科研信息,提交申報(bào)材料的渠道,同時(shí)給科研信息的管理者提供一個(gè)、審批科研項(xiàng)目、對(duì)已經(jīng)成功申報(bào)的項(xiàng)目進(jìn)行有效管理的工具。使用者分別是科研人員和科研管理人員。在科研信息管理平臺(tái)中他們分別對(duì)應(yīng)普通用戶、普通管理員。為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理維護(hù),還設(shè)置有系統(tǒng)管理員。科研項(xiàng)目需要申請和審批,審批后需要審批結(jié)果;項(xiàng)目進(jìn)展情況需要追蹤;科研人員、項(xiàng)目、成果等信息需要適時(shí)管理和查詢;為了保證系統(tǒng)信息的安全性,部分保密項(xiàng)目需要設(shè)置訪問權(quán)限;科研論文可以的上傳和下載,也可以進(jìn)行查詢;系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需要及時(shí)備份,并能夠在數(shù)據(jù)遭到意外損壞后可以還原等。綜上所述,科研信息管理平臺(tái)的功能需求可以表達(dá)為:
(1)用戶管理:添加、刪除用戶,并設(shè)置權(quán)限;
(2)項(xiàng)目審批:對(duì)提出申請的項(xiàng)目進(jìn)行審批;
(3)項(xiàng)目管理:查詢、跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展,對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行全程的監(jiān)督和管理;
(4)人員管理:查詢科研人員的相關(guān)情況,包括該科研人員已經(jīng)結(jié)題或正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目情況,以及取得的成果情況;
(5)成果管理:記錄并審核相關(guān)人員或與某項(xiàng)目相關(guān)的成果;
(6)信息:項(xiàng)目審批、結(jié)題驗(yàn)收、成果審核的結(jié)果;
(7)文件傳輸:上傳、下載項(xiàng)目申報(bào)書、科研論文等;
(8)數(shù)據(jù)庫管理:系統(tǒng)管理員對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份和還原;
(9)信息查詢:對(duì)科研人員、項(xiàng)目、成果、資金等信息的查詢;
經(jīng)過對(duì)成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院科研處進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研,確定科研項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)流程為:首先由科研處科研信息;科研人員看到科研信息后提出項(xiàng)目申請,填寫并提交申請報(bào)告;然后由科研處組織專家對(duì)申報(bào)的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審,確定是否立項(xiàng);立項(xiàng)的科研項(xiàng)目進(jìn)入研究階段,由科研人員完成對(duì)項(xiàng)目的研究;最后由科研處組織專家對(duì)準(zhǔn)備結(jié)題項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審,確定是否能夠結(jié)題,未結(jié)題的項(xiàng)目由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人提出延期申請,重新進(jìn)入研究階段。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(一)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
根據(jù)SaaS模式在線軟件的特點(diǎn),同時(shí)為了復(fù)用該系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯,且為該系統(tǒng)功能具備可擴(kuò)展性,設(shè)計(jì)時(shí)決定采用Web Servers(Web服務(wù))技術(shù)封裝Web服務(wù)器端業(yè)務(wù)邏輯,軟件總體架構(gòu)如圖1所示:
(二)系統(tǒng)用例圖
通過對(duì)科研信息管理平臺(tái)的需求分析,使用面向?qū)ο蠓椒蓪⑾到y(tǒng)功能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)用例圖,對(duì)較大的用例進(jìn)一步細(xì)化分解可得到基本用例圖,限于篇幅此處只給出基本用例圖之一
結(jié)合需求分析,可以抽象出科研信息管理平臺(tái)的類圖。限于篇幅此處不再累述。
從計(jì)算機(jī)到互聯(lián)網(wǎng),這次飛躍成就了完整的世界。現(xiàn)階段,互聯(lián)網(wǎng)正朝著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算發(fā)展,這也可以算作是一次革命。本文基于云計(jì)算三種模式之一的SaaS模式對(duì)成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院的科研信息管理平臺(tái)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),并最終實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。經(jīng)測試,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,可靠,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求。可以預(yù)見隨著云計(jì)算模式的應(yīng)用深入,必將有更多的應(yīng)用系統(tǒng)跨入云計(jì)算的行列,給高校的管理和騰飛帶來更多的機(jī)遇。
參考文獻(xiàn):
[1]謝海波,林書兵.高校科研信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)方向探析[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2010,(03).