面向行业应用的物联网专业知识体系

二、面向行业应用的物联网专业知识体系

南开大学吴功宜教授认为物联网专业的建设应该充分发挥所在高校的学科优势及特色,在计算机学科的基础上进行拓展,切忌脱离计算机学科另起炉灶[1],应该在满足基本与共性的基础上,依托本校的优势学科形成具有特色的物联网工程专业。

(一)物联网专业的内涵

物联网(Internet of Things)的概念是1999年提出的,其本意是“物物相连的互联网”,通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感网络、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换及通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从对物联网的描述中我们不难发现,物联网专业的知识体系应该包括三个方面:(1)必备的基础科学素养,即应该具备从事物联网应用的行业所必备的基础知识和基本技能等。(2)必备的计算机学科素养。物联网的应用形式是一个运用计算机等信息技术所建立的计算机系统,所以,计算机专业的基础知识、基本理解、基本技能是必备的。(3)物联网专业素养,即所具备物联网及信息获取与处理能力,包括物联网的基本理论、物联网信息获取方法等。

(二)物联网专业知识体系

物联网工程专业应该归属于计算机学科,内容上应该涵盖网络层、应用层和感知层,其知识基础应该是计算机学科[2]。所以,加强物联网专业课程的同时加强行业相关课程的学习与应用是构建有别于其他高校物联网专业的特色之一。

为了适应物联网应用行业需求,具有行业特色的物联网专业除了具备良好的科学素养外,在掌握一定的数学、计算机科学理论知识的基础上,系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论、基本知识和应用技能,熟练掌握相关软硬件产品的使用和维护能力,同时还需要根据不同的应用行业设置不同学科的基础理论与基本技能课程的学习。通过学习,学生不但能获得物联网专业所必须具备的知识体系,还可以获得与应用行业相关的专业基础知识,提高了学生适应行业的能力。因此,具有行业应用背景的物联网专业的知识体系应该包括计算机知识及技能、物联网知识及技能、行业知识及技能(如表1所示)。

表1 物联网专业知识体系

在表1所示的物联网专业知识体系中,每部分的知识都包含三个层次的内容:

(1)学科素养。包括三个方面的内容:第一,计算机基础课程,包括自然科学(如数学、物理等)、人文科学(如外语等)、社会科学(如思想政治等)、计算机基础知识(如计算机原理、数据结构、数据库原理等)课程,侧重培养学生的工程方法、自然科学素养和计算机学科素养;第二,物联网基础课程,如物联网导论、物联网技术概论等,侧重培养学生的物联网基础知识;最后,行业文化课程,比如面向食品安全的物联网专业可以开设食品科学概论等课程,使得学生对行业及该行业对物联网应用需求有个大致的了解。

(2)基本技能。包含三个方面的内容:第一,计算机专业的应用性课题,如编程技能课程,侧重培养学生运用信息技术解决实际问题的能力;第二,物联网应用课程,如物联网原理、传感器原理、组网理论与方法、信息获取原理、信息处理方法等,侧重培养学生物联网的工程方法;最后,行业基础课程,如面向食品安全的物联网专业可以开设食品工艺、食品安全等相关课程,培养学生物联网应用行业的基本方法、基本原理,为后续的物联网行业应用积累行业知识和技能。

(3)综合应用。同样包含三个方面的内容:第一,计算机综合设计与开发类课程,如软件工程、数据应用与开发等,使得学生具备项目开发的能力;第二,物联网应用系统规划与设计类课程,如物联网项目设计与开发等课程;最后是面向行业应用的物联网项目实施等课程。