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本科院校物联网创意创新创业一体化人才培养方案
发布日期:2017-04-24   点击次数:6155
一、创新型人才培养背景
“十三五”规划纲要和政府工作报告都阐述并强调了创新创业的内涵与意义,国家领导人在不同的讲话发言中也多次提到创新创业对于国家和社会经济发展的重要战略作用。创新创业,已经成为新时代新形势下的热词,这对于承担着人才培养重任的教育尤其是高等教育而言,既带来了重大的机遇,也使之面临崭新的挑战。创新创业教育是回应国家和社会经济发展需要的一种新姿态,也是当前大学转型发展的一种新举措,有利于推动高等教育现代化进程。对于个体而言,创新能力决定着一个人的发展潜力和发展高度,有创意,能创新,善创业,是新时代人才的重要标志。
自李克强总理2015年初提出“大众创新,万众创业”以来,大学生创新创业教育工作在我国内地高校得到了空前的重视与加强,为适应国家创新驱动战略、培养创新型人才,各大院校都以不同的方式和途径开展创新创业教育。大众创业,创新先行;万众创新,教育先行。没有创新的人才,不可能有创业的成功,没有创新的教育,不可能有创新的人才。
二、培养意义
大力推进创新创业教育,可以说是提升高校教学水平和创新能力的重要载体与抓手。与西方发达国家相比,我国创新创业教育起步较晚,尚未形成完备的创新创业教育结构体系。因此,推进创新创业教育的重点与突破口,就是要健全创新创业教育、创新创业实践、创新创业训练、创新创业指导“四大体系”,努力实现创新创业教育与专业教育由“两张皮”向有机融合的转变,使大学生不仅成为求职者,而且逐渐成为工作岗位的创造者和职业的创造者。
三、培养目标及基本要求
物联网专业面向现代高新产业,在宽口径专业基础教学的基础上,培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与运行、科技开发及研究的高等工程技术人才;本学科培养学生在电子技术、计算机技术、通信技术与物联网等领域有扎实的理论基础、系统的专业知识和较强的实践技能,具备在相关领域从事科学研究、技术开发、产品设计与专业教学技能的理论基础和实践能力。四、人才培养思路

五、人才培养方案
(一)岗位需求分析
以专业岗位的能力和素质培养为主线,以市场需求为起点,以校企合作与共建为抓手,通过网络、问卷调查、企业走访、专家座谈会等多种方式,对物联网专业岗位分布、市场需求、岗位工作任务及能力要求等内容开展调研工作,确定有如下工作岗位(如表1所示),并对岗位的工作任务与能力要求进行了分析(如表2所示)。
表1 物联网企业岗位分析一览表
序号 职位类别 类别细分
1 需求分析 系统需求分析师,系统需求分析员;
2 架构 系统架框师,.NET架构师,Java架构师 ;
3 系统设计 件设计师,界面设计师,嵌入式设计师,数据库设计师、美工设计师,网页设计师,PCB设计师,射频设计师 ;
4 硬件设计 电源工程师,射频工程师,传感器工程师,单片机设计工程师,PCB设计工程师;
5 集成 接口电路设计工程师,接口驱动开发工程师;
6 设备安装、调试 电工、计算机安装工、网络布线工;
7 维护 计算机系统维护师,软件维护师,应用集成维护师,运营系统维护师,安全系统维护师;
8 支持 实施工程师,系统支持工程师,应用集成工程师,软件销售工程师,IT服务工程师,网络工程师,系统管理员,技术文档工程师;
9 开发 Android软件开发工程师,los软件开发工程师,软件开发工程师,Linux嵌入式系统软件开发工程师,WINCE嵌入式系统开发工程师,SOC片上系统软件开发工程师,RFID应用开发工程师  ;
10 应用 技术分析师,产品分析师,病毒分析师,安全分析师,数据挖掘工程师,数据分析工程师,仿真分析师,市场分析师,网站日志分析师  ;
11 测试 测试分析师,测试设计师,测试员 ;
12 项目管理 项目经理,软件开发项目经理,ERP项目经理,配置经理,变更管理工程师,测试经理,产品经理,部署经理,过程改进经理;
13 一般管理 总经理,技术总监,运营总监,商务总监,客户经理,培训主管,区域经理,营销经理,业务拓展经理 ;
14 质最管理 质量管理工程师,质最保证工程师,质量分析工程师,可靠性分析工程师,评审员,管理评审员 。
表2 物联网专业岗位、岗位基本要求、核心课程对应表
序号 岗位名称 岗位基本要求 备注
1 项目经理 掌握各种物联网核心部件的使用;
全面了解物联网软硬件技术,对某方面的技术有深度的掌握;
具有项目管理、团队管理的经验和能力;
了解物联网行业应用特点和要求。

2 软件开发工程师 掌握Android、JAVA等程序开发语言,能利用这些程序开发语言完成项目设计;
熟悉物联网系统架构,深刻了解物联网系统的数据协议、数据流。

3 硬件开发工程师 掌握硬件设计常用的EDA软件工具;
掌握常见嵌入式处理器及其外部电路设计;
掌握模拟、数字电路,熟悉各种常用模拟、数字IC;
掌握硬件电路设计的相关技术,如电源、高速电路、静电防护等。

4 软件测试工程师 根据软件设计需求制定测试计划,设计测试数据和测试用例;
有效地执行测试用例,提交测试报告;
准确地定位并跟踪问题,推动问题及时合理地解决;
完成对产品的集成测试与系统测试,对产品的软件功能、性能及其它方面的测试;

5 硬件测试工程师 负责研发产品的部件测试、模块测试和样机测试工作,并出具测试报告和解决方案以及测试仪器相关的工作。
6 系统集成 分析物联网相关终端产品的功能需求
熟悉物联网相关终端产品的应用特性

7 系统实施、维护工程师 分析网络设计图,制定布线方案
管槽线路铺设、线缆放设、接头制作、测试
编写文档记录制作过程、测试结果及安装测试过程中的问题和解决办法

8 产品技术支持 了解客户系统出现的故障
对系统进行测试
发现并解决故障

9 市场/销售 掌握物联网理论知识,熟悉物联网应用系统原理、技术架构、应用特点。
掌握物联网核心技术的基本原理。
掌握物联网核心设备的产品特点、行业应用、系统构成、关键参数等。
掌握对物联网应用系统、核心设备及部件的演示使用。

(二)物联网专业课程设置(本科)
表3 物联网专业课程设置
课程类别 序号 课程名称 学时分配 各学期周学时分配
总学时 授课 实验/践
基础教育课程 1 思想道德修养与法律基础 48 32 16 3






2 中国近现代史 32 32


2




3 毛泽东思想和中国特色的社会主义理论体系概论 96 64 32


2 2


4 大学英语 192 192
3 3 3 3



5 体育 128 128
2 2 2 2



学科平台课程 6 高等数学I 176 176
6 5





7 线性代数I 40 40
4






8 概率论与数理统计I 40 40


4




9 复变函数与积分变换 48 48


3




10 大学物理I 112 112

4 3




11 大学物理实验 48
48
4 4




12 工程制图 64 32 32
4





13 C程序设计基础 80 48 32 5






14 电路基础 88 72 16

6




15 模拟电子技术 64 64



4



16 数字电子技术 56 56



4



17 电子技术实验 24
24


4



18 软件技术基础 56 48 8


4



★19 物联网技术导论 16 14 2 2






20 C++程序设计 84 50 32
2





专业核心课程 21 信号与系统 72 60 12


4



22 微机原理及接口技术 56 48 8



3


23 数字信号处理 48 40 8



3


24 传感器技术 32 32




3


25 算法设计与分析 48 32 16



3


26 计算机组成原理 48 40 8



3


27 控制技术及应用 48 48




3


★28 检测技术与智能仪器 48 40 8



3


★29 通信原理 48 40 8



4


★30 嵌入式系统原理及应用 48 32 16



3


★31 无线射频识别技术与应用 32 24 8




4

★32 传感器网络原理与应用 48 32 16




4

专业选修课程
★33 计算机网络 32 24 8



3


34 移动通信系统 32 32




4


35 网络安全技术 32 32





4

★36 无线传输与定位技术 32 24 8




4

37 人工智能导论 32 32





4

★38 面向对象程序设计 32 24 8




4

★39 光纤通信技术 32 24 8




4

40 视觉物联网技术 32 32





4

41 物联网体系与标准 32 32






4
42 物联网中间件技术 32 32






4
43 M2M技术 32 32






4
44 物品信息制作与识别技术 32 32






4
★45 工程数据库设计与应用 32 24 8





4
★46 信息系统集成技术与应用 32 24 8





4
47 工业感知和网络控制技术 32 32






4
48 物联网技术基础与开发应用 32 32






4
★49 云计算大数据技术 32 24 8





4
集中实践环节 50 电子设计CAD





1周



51 电子技术课程设计





2周



52 算法分析课程设计





1周



53 软件编程课程设计






1周


54 嵌入式系统课程设计







2周

55 物联网应用课程设计







2周

56 物联网工程实践







4周

(三)物联网专业课程内容与推荐教材对应表(本科)
表4 物联网专业课程内容与推荐教材对应表
序号 课程名称 课程内容 推荐教材
1 物联网技术导论 介绍物联网的发展背景、技术特征、系统框架以及典型应用领域,着重讨论物联网中的RFID、传感网、智能设备与嵌入式、计算机网络、移动通信、位置服务、信息安全等关键技术。 《物联网工程导论》,吴功宜,吴英 编著,机械工业出版社
2 C语言程序设计 介绍数据类型、运算符、表达式、数组、指针、结构体、链表的使用,分析排序、最值、查找、添加、删除等算法,介绍分支,循环,子程序等模块化程序设计方法。 《C语言程序设计》,清华大学出版社
3 C++程序设计 介绍类和对象、运算符重载、继承和派生、多态性与虚函数、输入输出流、C++设计和编程等 《C++程序设计教程》,钱能 著,清华大学出版社
4 JAVA程序设计 物联网应用层、服务器端集成技术,介绍JAVA语言基本语法、数据类型、类、异常、界面设计、I/O数据流、线程与网络功能、以及使用JAVA语言进行开发等,然后介绍eclipse、SWT、flash、HTML5等技术 《Java程序设计》,辛运帷 等编著,清华大学出版社
5 信号与系统 主要介绍信号与系统的基本概念,信号与系统的时域分析,连续时间信号与系统的频域分析,连续时间信号与系统的复频域分析,离散时间系统的z域分析,离散傅里叶变换及快速傅里叶变换,数字滤波器设计等。 《信号与系统》,周昌雄编著,西安电子科技大学出版社。
6 微机原理及接口技术 以Intel公司生产的8086/8088微处理器为主线,重点介绍微处理器的组成及工作原理、汇编语言程序设计、主存储器及与CPU的接口、定时计数器的工作原理、可屏蔽中断及中断控制器、串/并行通信等输入,输出接口技术及应用,以及微型机中常用的模数(A/D)转换和数模(D/A)转换接口。 《微机原理及接口技术》,王惠中 编著,机械工业出版社
7 数字信号处理 上篇针对经典数字信号处理,介绍离散时间信号与离散时间系统、Z变换及离散时间系统分析、离散傅里叶变换、数字滤波器设计、信号正交变换、典型算法、硬件实现等。下篇针对统计数字信号处理,包括平稳随机信号概念、功率谱估计、参数模型功率谱估计、自适应滤波器等。 《数字信号处理》,丁玉梅,高西全 编著,西安电子科技大学出版社
8 传感器技术 介绍传感器的原理及其应用,包括传感器的特性及其评估,常用的弹性敏感元件的力学特性,电位器式传感器,应变式传感器,压阻式传感器,热电式传感器,电容式传感器,变磁路式传感器,压电式传感器,谐振式传感器,声表面波传感器,光纤传感器,微机械传感器以及智能化传感器等。 《传感器技术及应用》,樊尚春 编著,北京航空航天大学出版社。
9 算法设计与分析 介绍基础知识、分治策略、动态规划、贪心法、回溯与分支限界、算法分析与问题的计算复杂度、NP完全性、近似算法、随机算法、处理难解问题的策略等,从问题建模、算法设计与分析、改进措施等方面给出适当的建议。 《计算机算法设计与分析》,王晓东编著,电子工业出版社
《算法设计与分析基础》,Anany Levitin著,清华大学出版社
10 计算机组成原理 重点讲授计算机单处理机系统的组成和工作原理,在此基础上扩展讲授并行体系结构。包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,多层次的存储器,指令系统,中央处理器,总线系统,外存与I/O设备,输入输出系统,并行组织与结构,课程教学实验设计,课程综合设计。 《计算机组成原理》,唐朔飞,高等教育出版社。
《计算机组成原理》,白中英等编著,科学出版社。
11 控制技术及应用 主要介绍计算机控制系统的基本概念和计算机控制系统的典型形式,计算机控制系统的数学描述与基本分析方法,以及数字PID控制器、最少拍控制系统、达林算法、状态变量设计法等设计方法及其各种改进算法。重点突出计算机控制系统输入输出通道接口的设计方法和典型控制系统的设计案例与实现方法等。 《计算机控制器技术及应用》,王平 等编著,机械工业出版社
12 检测技术与智能仪器 以信息的获取(传感器)、信息的转换(检测电路)、信息的处理(微机技术)和显示(仪表)为线索,系统介绍了各类传感器及仪表的原理、特性,检测技术理论,数据采集及处理技术,抗于扰技术及微型机的接口技术,并将计算机技术与检测技术融汇一体。 《检测技术与智能仪表》,陈润秦等编著,中南大学出版社。
13 通信原理 阐述通信基础知识和模拟通信原理,论述数字通信、模拟信号的数字传输和数字信号的最佳接手原理,讨论数字通信中的编码和同步技术等。 《通信原理》,樊昌信,曹丽娜 编著,国防工业出版社。
14 嵌入式系统原理与应用 主要介绍嵌入式系统的组成结构、硬件平台、操作系统及开发流程;掌握基于ARM芯片的硬件平台和软件编程,以及嵌入式Linux内核的编译、简单驱动程序的编写、文件系统建立、嵌入式系统图形界面QT/Android等可视化设计与开发应用。 《嵌入式系统原理与应用》,常华等编著,清华大学出版社
15 无线射频识别技术与应用 主要内容有无线射频识别技术的相关概念、工作原理、频率标准与技术规范、读写器与电子标签、安全隐私保护、以及无线射频识别技术在工业、生活中的应用。 《无线射频识别技术与应》,彭力,徐华编著,西安电子科技大学出版社
16 传感器网络原理与应用 通过本课程学习各种无线RF通讯技术与标准:ZigBee、蓝牙、WiFi、IPv6等,内容涉及无线传感器网络概述、拓扑控制、无线传感器网络关键技术、定位技术、目标跟踪技术、时间同步技术、安全技术、硬件平台设计以及无线传感器网络工程实验。 《无线传感器网络原理与应用》,彭力编著,西安电子科技大学出版社
17 计算机网络 全面系统地介绍了计算机网络的概念、原理和体系结构。包括通信的基本知识、OSI和TCP/IP模型的各层功能、数据封装过程、以太网技术及其运作原理、网络设计和布线、路由器和交换机的基本应用,配置一个网络。 《计算机网络》,谢希仁编著,电子工业出版社。
18 TCP/IP协议及网络编程 Internet的核心技术是TCP/IP协议,主要介绍TCP/IP协议的各层知识点,就网络程序设计的API进行详细讲解。 《TCP/IP协议与网络编程》,任泰明,西安电子科技大学出版社。
19 移动通信系统 学习各种移动通讯技术与标准:WiFi、GPRS、3G、4G、5G等 《移动通信系统》,杨爱敏,机械工业出版社。
20 网络安全技术 全面介绍计算机网络安全的基本框架、基本理论,以及计算机网络安全方面的管理、配置和维护。主要内容包括计算机网络安全概述、黑客常用的系统攻击方法、计算机病毒、数据加密技术、防火墙技术、Windows Server的安全、Web的安全性以及网络安全工程。 《计算机网络安全技术》,石淑华等编著,人民邮电出版社。
21 无线传输与定位技术 内容涉及无线传输和宽带无线接入技术的基本概念、信号的调制与解调、电波传播理论、卫星通信中的多址技术、卫星通信与无线通信系统中的线路噪声分析及线路链路参数计算、无线局域网、WiMax无线城域网等。 《无线传输与接入技术》,孙学康,孙勇编著,人民邮电出版社。
22 人工智能导论 内容涉及人工智能的基本概念、知识工程、确定性推理和不确定性推理、搜索策略、机器学习、人工神经网络,以及模式识别、自然语言处理和智能体等方面 《人工智能导论》,鲍军鹏,机械工业出版社。
23 面向对象程序设计 它是计算机软件开发人员必须掌握的基本技术,选择JAVA作为实现工具,讲解了面向对象程序设计概论、Java程序设计语言概述、抽象与封装、继承与多态、异常处理、流式输入输出及文件处理、泛型程序设计与数据结构、图形用户界面、事件处理、多线程程序设计和数据库访问的编程技术。 《面向对象程序设计》,叶乃文,王丹等编著,清华大学出版社。
24 光纤通信技术

25 物联网体系与标准

26 视觉物联网技术

27 物联网中间件技术 物联网产业发展的关键在于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解 《中间件技术原理与应用》,清华大学出版社
28 M2M技术

29 工程数据库设计与应用 内容包括数据库基础、关系数据库基础、关系数据库标准语言 SQL、数据库编程初步、数据库管理、关系数据库理论、数据库设计与实施、数据库开发入门以及数据库新技术与发展等 《数据库应用与技术》,崔巍编著,清华大学出版社
30 信息系统集成技术与应用 介绍了信息、信息系统和信息系统集成技术的概念,常用数据库的特点、安装和简单配置,以及常见的基于数据库的Web开发技术、开发平台的安装和简单配置等内容。以ASP.NET为开发平台、采用C#语言进行web开发。 《信息系统集成实用技术》,周立,清华大学出版社。
31 工业感知和网络控制技术 主要内容包括概述、网络通信与控制网络基础、网络控制系统的基本问题、网络控制系统的建模与稳定性分析、网络控制系统的控制器设计、具有随机区间时延的网络控制系统建模与控制、离散时间网络控制系统的建模与控制、网络控制系统的仿真分析。 《网络控制系统分析与设计》,王岩等编著,清华大学出版社
32 物联网技术集成与开发应用 通过在物联网设备安装与调试和物联网布线课程学习的基础上,通过实践完成智能农业、智能家居、食品溯源、智慧校园、车联网等系统的设计、系统选项和配置、设备选购、实施、调试等综合实战训练。 《物联网技术与应用》,刘丽军,邓子云编著,清华大学出版社
33 云计算技术 云计算的概念、体系结构、主要应用,Hadoop、MapReduce、HDFS、HBase等关键技术的思想和技术细节 《云计算》,刘鹏主编,电子工业出版社;
《Hadoop权威指南》,Tom White著,清华大学出版社
34 无线传感网课程设计 本课程通过Bluetooth、Wifi、Zigbee等无线通信方式,将单片机采集控制的传感器和输出设备,组成星型网、网状网,能通过IPV6协议、边界路由器、协调器与上位机进行通信。 参考:实验指导书
35 嵌入式系统课程设计 本课程通过基于Cortex-A8/A9嵌入式系统开发,编写开发板的驱动,部署Qt4/Android运行环境,自启动等开发板配置,以及在宿主机上部署QT Creater/eclipse,建立交叉编译环境,编写简单QT/android程序,编写串口通信、网络通信等程序。 参考:实验指导书
36 物联网应用课程设计 通过综合运用所学的可视化程序设计、面向对象编程、图形用户界面的开发技术、数据库原理和应用等知识,以环境监控设计为载体,通过协调器控制Zigbee自组网络,设计一个简单的物联网项目。 参考:实验指导书
37 物联网应用系统分析与设计 介绍物联网工程项目的规划和完整的流程,以实际工程项目为目标,介绍物联网工程项目的需求分析、规划设计、综合布线、系统安装调试以及测试验收等环节。重点介绍智能农业、智能家居、食品溯源、智慧校园等系统的设计和实施方法。 参考:实验指导书