探索物联网专业创新型本科生培养体系

周安福

（北京邮电大学 计算机学院，北京 100876）

0 引 言

随着5G 和人工智能的发展，物联网已成为继计算机、互联网之后的世界信息产业第三次热潮，广泛推动着智能制造、智能家居、智慧汽车、智慧医疗等新兴产业的发展，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。近年来，随着世界各国纷纷在前沿技术研发上发力，物联网已成为下一个产业竞争制高点，生态构建和产业布局正在全球加速展开。GSMA《2020年移动经济》报告指出，全球物联网收入在未来几年将增加3 倍以上，由2019年3 430 亿美元（2.4 万亿元），增长到2025年1.1 万亿美元（7.7 万亿元）。

当前正是我国经济新常态下创新驱动、形成发展新动能的关键时期。把握物联网新一轮生态布局的战略机遇，大力发展物联网技术和应用，加快构建具有国际竞争力的产业体系，深化物联网与经济社会融合发展，从而支撑制造强国和网络强国建设。早在2013年，国务院就发布了《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》，提出要实现物联网在经济社会各领域的广泛应用，掌握物联网关键核心技术，基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系，成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。工业和信息化部在2016年发布了《信息通信行业发展规划物联网分册（2016—2020年）》，进一步指出物联网正进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段，迎来重大的发展机遇，提出在未来几年，要基本形成具有国际竞争力的物联网产业体系，包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破1.5 万亿元，智能信息服务的比重大幅提升。国家物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021—2023年）提出，到2023年底，在国内主要城市初步建成物联网新型基础设施，社会现代化治理、产业数字化转型和民生消费升级的基础更加稳固。突破一批制约物联网发展的关键共性技术，培育一批示范带动作用强的物联网建设主体和运营主体，催生一批可复制、可推广、可持续的运营服务模式，导出一批赋能作用显著、综合效益优良的行业应用，构建一套健全完善的物联网标准和安全保障体系。

1 体系构建

物联网是一门理论与实践密切结合的综合学科，其发展要求有理论水平与实践能力俱佳的高层次、高素质复合创新型人才。当前，国内高校在物联网人才的教育和培养上与实际产业需求存在着一定程度的脱节，课程滞后、实践不足、创新缺乏等问题突出。因此，有必要探索如何采用产教融合的方式将教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，人才、智慧、技术、管理等资源要素集聚融合，形成产教融合、校企联动的立体培养模式，培养既有理论水平又有实践能力的“双创”复合型人才，促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位匹配。

面向物联网的创新型人才培养体系着力于解决当前本科生培养中存在的内容滞后、产教脱节、实践不足三项关键性问题。

第一，解决当前本科生课程内容滞后于产业发展的问题，创新本科生课程内容，加强课程的前瞻性设计与实用性探索，使课程紧跟物联网产业发展步伐。

第二，解决当前人才培养供给侧与产业发展需求侧脱节的问题，创新本科生教育方式，引入产业链顶端企业深度参与，形成科学研究、人才培养、科技服务三位一体的产教融合型教育模式。

第三，解决当前本科生实践能力不足、创新缺乏的问题，创新本科生培养模式，引导学有余力的优秀本科学生参与具体的校企合作项目，全方位提升学生的实践能力和创新能力。

2 培养模块

面向物联网的创新型本科生培养体系包含本科生创新课程设计、产教融合协同培养、校企联动项目实践三大模块。

模块一：本科生创新课程设计

对本科生课程内容增加新的设计和规划，加强课程的前瞻性设计与实用性探索。一是注重对本科生理论素养的培养，在课程中着重加强与物联网相关计算机、通信技术等专业基础知识内容，同时有效融合管理学、软件开发等多方面知识，增强学生综合理论水平。二是引导学生关注物联网产业动态，在课程中融入物联网产业技术创新、前沿技术模块学习，强化课程的前瞻性与实用性。

模块二：产教融合协同培养

创新本科生教育方式，将物联网产业的发展与学生能力培养密切结合，引入产业链顶端科技企业深度参与教育教学，形成科学研究、人才培养、科技服务三位一体的产教融合型教育模式。一是在教学内容中深度融入产业需求，鼓励学生从物联网产业领域提出问题、发现问题，不断提高学生解决问题的能力。二是通过讲座、参观、实习、课题、联合研究等方式引入产业链的头部企业、前端企业，使人才培养供给侧与产业发展的需求侧有效衔接。

模块三：校企联动项目实践

引导学生深入参与物联网校企联动项目，通过具体的物联网项目实施全方位提升学生的动手实践能力。一是通过研究生带动本科生、小组合作、团队协作等方式让学生全面、深入地参与物联网校企联动，让学生完成与其能力相匹配的项目，解决实际问题，实现实际功能。二是让学生深入参与前瞻性物联网科学研究，全方位接触物联网前沿技术，有效提升科学研究能力和创新思考能力。

3 实践案例

我们在北京邮电大学开展了面向物联网的创新型本科生培养体系的探索。该探索以物联网毫米波感知为核心内容，将本科生创新课程设计、产教融合协同培养、校企联动项目实践融为一体，培养具有物联网实践能力和学术研究能力的创新型人才。

毫米波感知是物联网感知领域的学术前沿方向。作为一种无线感知技术，毫米波感知无需特定传感器，而是通过分析5G 毫米波无线信号在空间传播的信号特征，间接推测目标信息，部署方便且成本低。与低频段WiFi、RFID 等传统无线感知相比，毫米波在高分辨率、抗干扰感知方面具有不可替代的独特优势，将使得5G 的价值不仅体现在超高速无线通信，也体现在泛在高质量感知上，在智慧城市、工业互联网等“十三五”国家战略型新兴产业发展领域具有广阔应用前景。然而，相比军事领域成熟的毫米波雷达遥感技术，物联网毫米波感知依赖于能力受限的低成本民用5G 毫米波通信设备。更重要的是，物联网感知对象不再是雷达遥感中的大体积刚性物体，感知场景也呈现高动态和多干扰。目前，国内外物联网毫米波感知的研究刚起步，是下一代物联网研究和应用的前沿领域。

课程学习的模块中，在无线射频识别、计算机网络技术与应用、数据结构、多媒体技术及应用等多门本科生课程中融入了毫米波感知的前沿问题，通过专题探索、论文阅读、创新实践等提升学生的创新与实践能力。部分同学在课程学习后将毫米波感知作为毕业论文的研究方向，先后获得了北京市优秀毕业论文奖、北京邮电大学优秀毕业论文奖等奖励。这一工作也入选了北京邮电大学教育教学改革项目“物联网产教融合‘双创’复合型人才培养研究与实践”。

在产教融合的模块中，我们与国内企业合作，鼓励、带领同学走出去解决实际问题。例如，学生在智能家居科技公司的参观过程中，了解到家居养老服务产业的一个难题：为了对老年人的室内状态（家居活动、跌倒等）进行监测，现有方案通常采

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