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通信工程實習工作報告范文1
關鍵詞:物聯網專業;課程體系;培養方案;實驗實踐設計
1 背景
無錫是國務院批準建立的物聯網“感知中國”中心,同時也是國家物聯網創新示范區。物聯網行業是當前最熱門、最具競爭力的產業,社會對該專業技術人才的需求十分旺盛。物聯網專業培養的學生知識面廣、基礎扎實、適應性強,具有廣闊的就業前景和良好的發展潛力。
在與物聯網相關的行業企業中,從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器以及信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等發展強勁。
物聯網產業的發展已經寫進了政府工作報告中,物聯網人才高校培養工作也得到國家大力支持,但是作為一個發展初見端倪的新興產業,物聯網各個環節的發展尚不成熟,人才領域劃分和培養方向尚不明朗。在這樣的背景下建設高校物聯網及相關專業,給全國的高校帶來了巨大的挑戰。
江南大學作為首批獲建物聯網工程專業的學校,于2010年6月成立了全國第一個實體建制的物聯網工程學院,成為全國建設物聯網工程學院和專業的領頭羊。江南大學在已有自動化和計算機國家特色與江蘇省品牌專業建設成果的基礎上,獲得國家特色專業建設點、教育部物聯網綜合建設示范基地、物聯網應用技術教育部工程中心等平臺,將依托學校生物工程、食品工程、紡織工程等優勢學科,彰顯輕工特色,采用國際創新型工程教育模式,按照教育部卓越工程師教育培養計劃理念,以學生能力培養為目標,培養物聯網工程專業的創新、創業人才,力爭把江南大學物聯網工程專業建設成在全國同類行業院校中處于領先地位、特色鮮明、示范作用強的本科專業,成為輕工行業的高素質應用型人才的培養基地。
2 國內外高校相關專業情況
物聯網專業作為一個全新學科,受到教育部和各高校的高度重視。截至2010年3月,全國已有700多所高等院系向教育部提交了增設物聯網等相關專業的申請,2010年底包括江南大學在內的34所高校首次獲批建設物聯網工程專業,2011年更有包括高職大專在內的多所學校開始建立物聯網工程專業。
江南大學物聯網工程學院是國內建立的第一個實體學院,其物聯網工程專業現為國家特色專業建設點,無錫市重點扶持專業。經過兩年多的發展,該專業建設思路逐漸清晰,課程體系和實驗規劃已具雛形,并為眾多兄弟院校提供示范。
以物聯網為代表的新一代信息產業發展迅猛,無錫領全國之先,最早開始發展物聯網信息產業。隨著物聯網學院的不斷壯大,學院改變了原有多學科多專業的劃分模式,新成立了自動化系、計算機科學與技術系、信息技術系和傳感技術系4個系(見圖1),在鞏固物聯網特色的基礎上創新優勢,完善了學院內部構架,實現了行政與學術的交融。
目前,物聯網相關項目從國家到地方的投入都很大,并配有工信部、發改委等物聯網專項,極大推動了政產學研緊密結合,產業化得到大力發展。同時,物聯網技術發展很快,涉及多種網絡技術,不同網絡各有特點,適用于不同的應用環境。所以,教學大綱要求學生掌握多種基礎網絡技術(3G、GPRS/藍牙、WIFI、ZIGBEE、專用網絡等)和網絡問路由與數據處理、無線有線網關設計等新技術,在人才培養上也加大了傳感器應用、多網絡融合以及云計算方面的培養力度。
3 人才培養模式與課程體系設置
按照國際創新型工程教育模式,學院改革現有專業培養方案,并注重工程實踐能力的培養,加強學生創新、創業能力的培養。學生培養具有如下特色:有較扎實的通信、控制和計算機(Communication+Control+Computer,3C)專業基礎知識和基本技能;具有獨立分析、設計物聯網系統的工程能力;獨立開展物聯網相關項目的設計和研發能力;應用性強,直接面向工程,為國家和地方輸送專業人才。
本專業培養從事物聯網領域的系統設計、系統分析與科技開發及研究方面的高級工程技術人才,培養的學生德智體全面發展,知識結構合理,具備扎實的電子技術、傳感技術、通信網絡理論、信息處理技術、計算機技術、系統工程等基礎理論,掌握物聯網系統的分析與設計等專門知識和技能,具有一定的人文社科、經濟管理等方面的綜合素質,具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識和新技術的能力以及較強的創新實踐能力。
學生在四年的學習中,一二年級打好扎實的基礎,三年級結合所學專業課接觸專業應用背景,進入創新基地開展小型課題研發,四年級跟隨專業導師構思綜合課題,并結合畢業設計開展創新性應用課題研發。物聯網專業教學大綱分為6個模塊:
1)通識教育課程。
根據學校的統一部署,思想政治理論課根據、教育部文件精神進行安排;大學英語實行分級教學,共分四級;數學物理類課程按照機電類專業要求開設高等數學Ⅰ、線性代數Ⅰ、概率論與數理統計Ⅰ、復變函數與積分變換、大學物理Ⅰ和大學物理實驗。
2)學科平臺課程。
開設了機電類基礎課程工程制圖1、程序設計基礎C;根據建立物聯網學院相近專業公用大平臺原則,由電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、電子技術實驗、微機原理及接口技術、信號與系統、軟件技術基礎和物聯網技術導論幾門課程組成全院大平臺課程。同時,結合相近的傳感網、通信工程和電子信息工程等專業的共性要求,開設了數字信號處理和傳感器技術。
3)專業核心課程。
突出體現了物聯網專業重點要求的感知層、網絡層和應用層3個層次的核心課程,包括傳感層的嵌入式系統、無線射頻識別技術與應用、檢測技術與智能系統、網絡層的傳感器網絡原理及應用、通信原理、控制技術及應用、應用層相關的算法設計以及計算機組成原理等課程。
4)專業選修課程。
在專業核心課程的基礎上,確定了幾個模塊的選修課,要求選修合計不少于28學分,即448學時,整個物聯網課程架構以及組織體系見圖2。
對于本專業應該了解的計算機技術、通信原理、信號與系統、控制技術和學科前沿進展專題,作為必選課供學生選修,為學生打下較扎實的理論基礎,共12學分。
第六學期的計算機網絡、面向對象程序設計、移動通信技術和現代物流技術課程組成第一個任選模塊,突出物聯網專業在網絡層的知識的加強,進一步開展網絡協議、定位技術和機器學習等知識的教學;第七學期上半學期的物聯網體系與標準、物聯網中間件技術、M2M技術概論和物品信息制作與識別技術等課程組成第二個任選模塊,突出物聯網專業在感知層知識的加強,要求任選不少于6學分;第七學期下半學期的工程數據庫設計與應用、信息系統集成技術與應用、多網融合系統設計與應用、物聯網系統分析與設計等課程為校企共建課程,重點在物聯網專業的工程應用方面展開,培養了學生的工程實踐能力,要求任選不少于4學分。
5)集中性實踐環節。
主要由4部分組成,對于所有IT類學生必備的金工實習、電子工藝實習、電子設計CAD和電子技術課程設計構成第1部分;培養物聯網專業學生專業實踐能力的算法分析課程設計、軟件編程課程設計、嵌入式系統課程設計和物聯網應用課程設計構成第2部分;培養學生工程實踐能力的企業認知實習、物聯網項目工程設計和多網融合系統設計與應用構成第3部分,這一部分與企業共建;培養本科學生綜合實踐能力的畢業實習和畢業設計構成第4部分,這一部分為校企共建。
6)素質教育課程。
按照江南大學本科生素質學分管理辦法等有關規定,開設軍事理論、軍訓、形勢與政策、社會實踐等素質教育課程,共計13學分。本專業的培養方案本著“卓越工程師”目標設置,重點突出工程應用背景。在方案設置中,我們引入CDIO理念,以工程教育背景設置教學計劃。在第6學期的13-21周,學生將被安排在企業培養,進行物聯網項目工程設計,工程設計的進行方式將參考CDIO模式進行。在第7學期,繼續加強學生理論與實踐的結合能力的培養,課程的設置專門引入了校企共建課程共4個學分的選修課程,且開設了多網融合系統設計與應用實踐環節,用于提升學生的工程實踐能力。第8學期所有的教學培養將在企業進行,即教學計劃學期為2.5(基礎學習)+0.5(企業實習)+0.5(專業學習)+0.5(校企項目研發),累計有1學年的培養由校企共同完成,最終實現教育部重點推出的“卓越工程師”計劃。
4 物聯網工程專業本科人才培養新方案的特色
物聯網工程專業培養方案以模塊化的方式組織,突出了工科本科學生在通識教育和素質教育方面應掌握的知識;學科平臺和專業核心課程構成了物聯網專業學生最核心基礎知識的培養;專業選修和集中性實踐環節則突出了物聯網專業的應用性能力要求。
結合國際先進教學理念和卓越工程師教學培養精神,引入CDIO理念,在培養方案中突出了工程培養理念。第6學期16-21周的培養在企業進行,由校企聯合培養,以企業的實際工程背景進行針對性的物聯網項目工程設計;同時,在第7學期所開設的第3個任選模塊是校企聯合培養方式,根據工程實際安排教學課程內容,由企業副高以上職稱的企業老師和高校教師聯合授課,形成“理論學習+專業學習+CDIO實踐+企業實踐”培養模式,打通理論與實踐教學培養通道。
4.1 專業特色課程設置
1)無線傳感器網絡技術。
該課程圍繞傳感器技術原理、數據調制和通信原理、IEEE802.15.4通信協議標準、網絡結構和拓撲控制、微功耗節點和網關、時鐘同步技術、無線定位技術和算法、網絡協議分析、中間件和數據庫技術、路由算法和加密安全等技術展開。
2)短距離通信與嵌入式網絡。
該課程是物聯網的基礎,應該包括電磁波理論、無線通信加密理論、短距離無線通信標準、通信質量分析、MAC算法設計、數字調制和解調、嵌入式操作系統、簡單網絡協議棧結構、網絡中繼和轉發等。
3)無線射頻識別技術。
該課程包括高頻電路、數據通信基礎、頻譜資源和管理、協議標準體系、防碰撞技術、標簽和讀卡器設計、數據庫和WebService等技術。
4)物聯網系統集成技術。
該課程結合應用背景,從物聯網工程角度出發,按照感知、傳輸和應用3大層次展開物聯網系統集成技術的講述。課程內容包括:硬件系統集成、軟件系統集成、軟件工程設計方法、接口技術、總線技術、系統優化等技術。
4.2 專業特色實踐
針對物聯網專業面向應用的特點,其實驗和實踐一般可以按照認知實驗、驗證實驗和綜合實踐逐級深化規模、不斷復雜,最終設計和實現一個有創意的智能系統。
1)應用認知實驗。
該實驗結合各種物聯網典型應用,按照物聯網體系架構組織可視化強的特點進行實驗。學生從中體驗物聯網概念和技術,激發學習興趣。
2)專業實驗。
該實驗體系分為無線傳感網(WSN)實驗、無線射頻識別(RFID)實驗、嵌人式和短距離通信網絡實驗等。
3)綜合應用創新實驗。
學生可以根據自己的創意,進行系統設計,提出技術路線和實現手段,利用實驗室多種模塊組合搭建系統,實現預期功能。