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      本科院校物聯網創意創新創業一體化人才培養方案
      發布日期:2017-04-24   點擊次數:12366

      一、創新型人才培養背景
      “十三五”規劃綱要和政府工作報告都闡述并強調了創新創業的內涵與意義,國家領導人在不同的講話發言中也多次提到創新創業對于國家和社會經濟發展的重要戰略作用。創新創業,已經成為新時代新形勢下的熱詞,這對于承擔著人才培養重任的教育尤其是高等教育而言,既帶來了重大的機遇,也使之面臨嶄新的挑戰。創新創業教育是回應國家和社會經濟發展需要的一種新姿態,也是當前大學轉型發展的一種新舉措,有利于推動高等教育現代化進程。對于個體而言,創新能力決定著一個人的發展潛力和發展高度,有創意,能創新,善創業,是新時代人才的重要標志。
      自李克強總理2015年初提出“大眾創新,萬眾創業”以來,大學生創新創業教育工作在我國內地高校得到了空前的重視與加強,為適應國家創新驅動戰略、培養創新型人才,各大院校都以不同的方式和途徑開展創新創業教育。大眾創業,創新先行;萬眾創新,教育先行。沒有創新的人才,不可能有創業的成功,沒有創新的教育,不可能有創新的人才。
      二、培養意義
      大力推進創新創業教育,可以說是提升高校教學水平和創新能力的重要載體與抓手。與西方發達國家相比,我國創新創業教育起步較晚,尚未形成完備的創新創業教育結構體系。因此,推進創新創業教育的重點與突破口,就是要健全創新創業教育、創新創業實踐、創新創業訓練、創新創業指導“四大體系”,努力實現創新創業教育與專業教育由“兩張皮”向有機融合的轉變,使大學生不僅成為求職者,而且逐漸成為工作崗位的創造者和職業的創造者。

      三、培養目標及基本要求
      物聯網專業面向現代高新產業,在寬口徑專業基礎教學的基礎上,培養從事物聯網領域的系統設計、系統分析與運行、科技開發及研究的高等工程技術人才;本學科培養學生在電子技術、計算機技術、通信技術與物聯網等領域有扎實的理論基礎、系統的專業知識和較強的實踐技能,具備在相關領域從事科學研究、技術開發、產品設計與專業教學技能的理論基礎和實踐能力。四、人才培養思路


      五、人才培養方案
      (一)崗位需求分析
      以專業崗位的能力和素質培養為主線,以市場需求為起點,以校企合作與共建為抓手,通過網絡、問卷調查、企業走訪、專家座談會等多種方式,對物聯網專業崗位分布、市場需求、崗位工作任務及能力要求等內容開展調研工作,確定有如下工作崗位(如表1所示),并對崗位的工作任務與能力要求進行了分析(如表2所示)。

      表1 物聯網企業崗位分析一覽表

      序號

      職位類別

      類別細分

      1

      需求分析

      系統需求分析師,系統需求分析員;

      2

      架構

      系統架框師,.NET架構師,Java架構師 ;

      3

      系統設計

      件設計師,界面設計師,嵌入式設計師,數據庫設計師、美工設計師,網頁設計師,PCB設計師,射頻設計師 ;

      4

      硬件設計

      電源工程師,射頻工程師,傳感器工程師,單片機設計工程師,PCB設計工程師;

      5

      集成

      接口電路設計工程師,接口驅動開發工程師;

      6

      設備安裝、調試

      電工、計算機安裝工、網絡布線工;

      7

      維護

      計算機系統維護師,軟件維護師,應用集成維護師,運營系統維護師,安全系統維護師;

      8

      支持

      實施工程師,系統支持工程師,應用集成工程師,軟件銷售工程師,IT服務工程師,網絡工程師,系統管理員,技術文檔工程師;

      9

      開發

      Android軟件開發工程師,los軟件開發工程師,軟件開發工程師,Linux嵌入式系統軟件開發工程師,WINCE嵌入式系統開發工程師,SOC片上系統軟件開發工程師,RFID應用開發工程師  ;

      10

      應用

      技術分析師,產品分析師,病毒分析師,安全分析師,數據挖掘工程師,數據分析工程師,仿真分析師,市場分析師,網站日志分析師  ;

      11

      測試

      測試分析師,測試設計師,測試員 ;

      12

      項目管理

      項目經理,軟件開發項目經理,ERP項目經理,配置經理,變更管理工程師,測試經理,產品經理,部署經理,過程改進經理;

      13

      一般管理

      總經理,技術總監,運營總監,商務總監,客戶經理,培訓主管,區域經理,營銷經理,業務拓展經理 ;

      14

      質量管理

      質量管理工程師,質量保證工程師,質量分析工程師,可靠性分析工程師,評審員,管理評審員 。

      表2 物聯網專業崗位、崗位基本要求、核心課程對應表

      序號

      崗位名稱

      崗位基本要求

      備注

      1

      項目經理

      掌握各種物聯網核心部件的使用;
      全面了解物聯網軟硬件技術,對某方面的技術有深度的掌握;
      具有項目管理、團隊管理的經驗和能力;
      了解物聯網行業應用特點和要求。


      2

      軟件開發工程師

      掌握Android、JAVA等程序開發語言,能利用這些程序開發語言完成項目設計;
      熟悉物聯網系統架構,深刻了解物聯網系統的數據協議、數據流。


      3

      硬件開發工程師

      掌握硬件設計常用的EDA軟件工具;
      掌握常見嵌入式處理器及其外部電路設計;
      掌握模擬、數字電路,熟悉各種常用模擬、數字IC;
      掌握硬件電路設計的相關技術,如電源、高速電路、靜電防護等。


      4

      軟件測試工程師

      根據軟件設計需求制定測試計劃,設計測試數據和測試用例;
      有效地執行測試用例,提交測試報告;
      準確地定位并跟蹤問題,推動問題及時合理地解決;
      完成對產品的集成測試與系統測試,對產品的軟件功能、性能及其它方面的測試;


      5

      硬件測試工程師

      負責研發產品的部件測試、模塊測試和樣機測試工作,并出具測試報告和解決方案以及測試儀器相關的工作。


      6

      系統集成

      分析物聯網相關終端產品的功能需求
      熟悉物聯網相關終端產品的應用特性


      7

      系統實施、維護工程師

      分析網絡設計圖,制定布線方案
      管槽線路鋪設、線纜放設、接頭制作、測試
      編寫文檔記錄制作過程、測試結果及安裝測試過程中的問題和解決辦法


      8

      產品技術支持

      了解客戶系統出現的故障
      對系統進行測試
      發現并解決故障


      9

      市場/銷售

      掌握物聯網理論知識,熟悉物聯網應用系統原理、技術架構、應用特點。
      掌握物聯網核心技術的基本原理。
      掌握物聯網核心設備的產品特點、行業應用、系統構成、關鍵參數等。
      掌握對物聯網應用系統、核心設備及部件的演示使用。


      (二)物聯網專業課程設置(本科)
      表3 物聯網專業課程設置

      課程類別

      序號

      課程名稱

      學時分配

      各學期周學時分配

      總學時

      授課

      實驗/踐

      基礎教育課程

      1

      思想道德修養與法律基礎

      48

      32

      16

      3








      2

      中國近現代史

      32

      32




      2






      3

      毛澤東思想和中國特色的社會主義理論體系概論

      96

      64

      32




      2

      2




      4

      大學英語

      192

      192


      3

      3

      3

      3





      5

      體育

      128

      128


      2

      2

      2

      2





      學科平臺課程

      6

      高等數學I

      176

      176


      6

      5







      7

      線性代數I

      40

      40


      4








      8

      概率論與數理統計I

      40

      40




      4






      9

      復變函數與積分變換

      48

      48




      3






      10

      大學物理I

      112

      112



      4

      3






      11

      大學物理實驗

      48


      48


      4

      4






      12

      工程制圖

      64

      32

      32


      4







      13

      C程序設計基礎

      80

      48

      32

      5








      14

      電路基礎

      88

      72

      16



      6






      15

      模擬電子技術

      64

      64





      4





      16

      數字電子技術

      56

      56





      4





      17

      電子技術實驗

      24


      24




      4





      18

      軟件技術基礎

      56

      48

      8




      4





      ★19

      物聯網技術導論

      16

      14

      2

      2








      20

      C++程序設計

      84

      50

      32


      2







      專業核心課程

      21

      信號與系統

      72

      60

      12




      4





      22

      微機原理及接口技術

      56

      48

      8





      3




      23

      數字信號處理

      48

      40

      8





      3




      24

      傳感器技術

      32

      32






      3




      25

      算法設計與分析

      48

      32

      16





      3




      26

      計算機組成原理

      48

      40

      8





      3




      27

      控制技術及應用

      48

      48






      3




      ★28

      檢測技術與智能儀器

      48

      40

      8





      3




      ★29

      通信原理

      48

      40

      8





      4




      ★30

      嵌入式系統原理及應用

      48

      32

      16





      3




      ★31

      無線射頻識別技術與應用

      32

      24

      8






      4



      ★32

      傳感器網絡原理與應用

      48

      32

      16






      4



      專業選修課程

      ★33

      計算機網絡

      32

      24

      8





      3




      34

      移動通信系統

      32

      32






      4




      35

      網絡安全技術

      32

      32







      4



      ★36

      無線傳輸與定位技術

      32

      24

      8






      4



      37

      人工智能導論

      32

      32







      4



      ★38

      面向對象程序設計

      32

      24

      8






      4



      ★39

      光纖通信技術

      32

      24

      8






      4



      40

      視覺物聯網技術

      32

      32







      4



      41

      物聯網體系與標準

      32

      32








      4


      42

      物聯網中間件技術

      32

      32








      4


      43

      M2M技術

      32

      32








      4


      44

      物品信息制作與識別技術

      32

      32








      4


      ★45

      工程數據庫設計與應用

      32

      24

      8







      4


      ★46

      信息系統集成技術與應用

      32

      24

      8







      4


      47

      工業感知和網絡控制技術

      32

      32








      4


      48

      物聯網技術基礎與開發應用

      32

      32








      4


      ★49

      云計算大數據技術

      32

      24

      8







      4


      集中實踐環節

      50

      電子設計CAD







      1周





      51

      電子技術課程設計







      2周





      52

      算法分析課程設計







      1周





      53

      軟件編程課程設計








      1周




      54

      嵌入式系統課程設計









      2周



      55

      物聯網應用課程設計









      2周



      56

      物聯網工程實踐









      4周



      (三)物聯網專業課程內容與推薦教材對應表(本科)
      表4 物聯網專業課程內容與推薦教材對應表

      序號

      課程名稱

      課程內容

      推薦教材

      1

      物聯網技術導論

      介紹物聯網的發展背景、技術特征、系統框架以及典型應用領域,著重討論物聯網中的RFID、傳感網、智能設備與嵌入式、計算機網絡、移動通信、位置服務、信息安全等關鍵技術。

      《物聯網工程導論》,吳功宜,吳英 編著,機械工業出版社

      2

      C語言程序設計

      介紹數據類型、運算符、表達式、數組、指針、結構體、鏈表的使用,分析排序、最值、查找、添加、刪除等算法,介紹分支,循環,子程序等模塊化程序設計方法。

      《C語言程序設計》,清華大學出版社

      3

      C++程序設計

      介紹類和對象、運算符重載、繼承和派生、多態性與虛函數、輸入輸出流、C++設計和編程等

      《C++程序設計教程》,錢能 著,清華大學出版社

      4

      JAVA程序設計

      物聯網應用層、服務器端集成技術,介紹JAVA語言基本語法、數據類型、類、異常、界面設計、I/O數據流、線程與網絡功能、以及使用JAVA語言進行開發等,然后介紹eclipse、SWT、flash、HTML5等技術

      《Java程序設計》,辛運帷 等編著,清華大學出版社

      5

      信號與系統

      主要介紹信號與系統的基本概念,信號與系統的時域分析,連續時間信號與系統的頻域分析,連續時間信號與系統的復頻域分析,離散時間系統的z域分析,離散傅里葉變換及快速傅里葉變換,數字濾波器設計等。

      《信號與系統》,周昌雄編著,西安電子科技大學出版社。

      6

      微機原理及接口技術

      以Intel公司生產的8086/8088微處理器為主線,重點介紹微處理器的組成及工作原理、匯編語言程序設計、主存儲器及與CPU的接口、定時計數器的工作原理、可屏蔽中斷及中斷控制器、串/并行通信等輸入,輸出接口技術及應用,以及微型機中常用的模數(A/D)轉換和數模(D/A)轉換接口。

      《微機原理及接口技術》,王惠中 編著,機械工業出版社

      7

      數字信號處理

      上篇針對經典數字信號處理,介紹離散時間信號與離散時間系統、Z變換及離散時間系統分析、離散傅里葉變換、數字濾波器設計、信號正交變換、典型算法、硬件實現等。下篇針對統計數字信號處理,包括平穩隨機信號概念、功率譜估計、參數模型功率譜估計、自適應濾波器等。

      《數字信號處理》,丁玉梅,高西全 編著,西安電子科技大學出版社

      8

      傳感器技術

      介紹傳感器的原理及其應用,包括傳感器的特性及其評估,常用的彈性敏感元件的力學特性,電位器式傳感器,應變式傳感器,壓阻式傳感器,熱電式傳感器,電容式傳感器,變磁路式傳感器,壓電式傳感器,諧振式傳感器,聲表面波傳感器,光纖傳感器,微機械傳感器以及智能化傳感器等。

      《傳感器技術及應用》,樊尚春 編著,北京航空航天大學出版社。

      9

      算法設計與分析

      介紹基礎知識、分治策略、動態規劃、貪心法、回溯與分支限界、算法分析與問題的計算復雜度、NP完全性、近似算法、隨機算法、處理難解問題的策略等,從問題建模、算法設計與分析、改進措施等方面給出適當的建議。

      《計算機算法設計與分析》,王曉東編著,電子工業出版社
      《算法設計與分析基礎》,Anany Levitin著,清華大學出版社

      10

      計算機組成原理

      重點講授計算機單處理機系統的組成和工作原理,在此基礎上擴展講授并行體系結構。包括:計算機系統概論,運算方法和運算器,多層次的存儲器,指令系統,中央處理器,總線系統,外存與I/O設備,輸入輸出系統,并行組織與結構,課程教學實驗設計,課程綜合設計。

      《計算機組成原理》,唐朔飛,高等教育出版社。
      《計算機組成原理》,白中英等編著,科學出版社。

      11

      控制技術及應用

      主要介紹計算機控制系統的基本概念和計算機控制系統的典型形式,計算機控制系統的數學描述與基本分析方法,以及數字PID控制器、最少拍控制系統、達林算法、狀態變量設計法等設計方法及其各種改進算法。重點突出計算機控制系統輸入輸出通道接口的設計方法和典型控制系統的設計案例與實現方法等。

      《計算機控制器技術及應用》,王平 等編著,機械工業出版社

      12

      檢測技術與智能儀器

      以信息的獲取(傳感器)、信息的轉換(檢測電路)、信息的處理(微機技術)和顯示(儀表)為線索,系統介紹了各類傳感器及儀表的原理、特性,檢測技術理論,數據采集及處理技術,抗于擾技術及微型機的接口技術,并將計算機技術與檢測技術融匯一體。

      《檢測技術與智能儀表》,陳潤秦等編著,中南大學出版社。

      13

      通信原理

      闡述通信基礎知識和模擬通信原理,論述數字通信、模擬信號的數字傳輸和數字信號的最佳接手原理,討論數字通信中的編碼和同步技術等。

      《通信原理》,樊昌信,曹麗娜 編著,國防工業出版社。

      14

      嵌入式系統原理與應用

      主要介紹嵌入式系統的組成結構、硬件平臺、操作系統及開發流程;掌握基于ARM芯片的硬件平臺和軟件編程,以及嵌入式Linux內核的編譯、簡單驅動程序的編寫、文件系統建立、嵌入式系統圖形界面QT/Android等可視化設計與開發應用。

      《嵌入式系統原理與應用》,常華等編著,清華大學出版社

      15

      無線射頻識別技術與應用

      主要內容有無線射頻識別技術的相關概念、工作原理、頻率標準與技術規范、讀寫器與電子標簽、安全隱私保護、以及無線射頻識別技術在工業、生活中的應用。

      《無線射頻識別技術與應》,彭力,徐華編著,西安電子科技大學出版社

      16

      傳感器網絡原理與應用

      通過本課程學習各種無線RF通訊技術與標準:ZigBee、藍牙、WiFi、IPv6等,內容涉及無線傳感器網絡概述、拓撲控制、無線傳感器網絡關鍵技術、定位技術、目標跟蹤技術、時間同步技術、安全技術、硬件平臺設計以及無線傳感器網絡工程實驗。

      《無線傳感器網絡原理與應用》,彭力編著,西安電子科技大學出版社

      17

      計算機網絡

      全面系統地介紹了計算機網絡的概念、原理和體系結構。包括通信的基本知識、OSI和TCP/IP模型的各層功能、數據封裝過程、以太網技術及其運作原理、網絡設計和布線、路由器和交換機的基本應用,配置一個網絡。

      《計算機網絡》,謝希仁編著,電子工業出版社。

      18

      TCP/IP協議及網絡編程

      Internet的核心技術是TCP/IP協議,主要介紹TCP/IP協議的各層知識點,就網絡程序設計的API進行詳細講解。

      《TCP/IP協議與網絡編程》,任泰明,西安電子科技大學出版社。

      19

      移動通信系統

      學習各種移動通訊技術與標準:WiFi、GPRS、3G、4G、5G等

      《移動通信系統》,楊愛敏,機械工業出版社。

      20

      網絡安全技術

      全面介紹計算機網絡安全的基本框架、基本理論,以及計算機網絡安全方面的管理、配置和維護。主要內容包括計算機網絡安全概述、黑客常用的系統攻擊方法、計算機病毒、數據加密技術、防火墻技術、Windows Server的安全、Web的安全性以及網絡安全工程。

      《計算機網絡安全技術》,石淑華等編著,人民郵電出版社。

      21

      無線傳輸與定位技術

      內容涉及無線傳輸和寬帶無線接入技術的基本概念、信號的調制與解調、電波傳播理論、衛星通信中的多址技術、衛星通信與無線通信系統中的線路噪聲分析及線路鏈路參數計算、無線局域網、WiMax無線城域網等。

      《無線傳輸與接入技術》,孫學康,孫勇編著,人民郵電出版社。

      22

      人工智能導論

      內容涉及人工智能的基本概念、知識工程、確定性推理和不確定性推理、搜索策略、機器學習、人工神經網絡,以及模式識別、自然語言處理和智能體等方面

      《人工智能導論》,鮑軍鵬,機械工業出版社。

      23

      面向對象程序設計

      它是計算機軟件開發人員必須掌握的基本技術,選擇JAVA作為實現工具,講解了面向對象程序設計概論、Java程序設計語言概述、抽象與封裝、繼承與多態、異常處理、流式輸入輸出及文件處理、泛型程序設計與數據結構、圖形用戶界面、事件處理、多線程程序設計和數據庫訪問的編程技術。

      《面向對象程序設計》,葉乃文,王丹等編著,清華大學出版社。

      24

      光纖通信技術



      25

      物聯網體系與標準



      26

      視覺物聯網技術



      27

      物聯網中間件技術

      物聯網產業發展的關鍵在于應用,軟件是靈魂,中間件是產業化的基石,需要學習和了解

      《中間件技術原理與應用》,清華大學出版社

      28

      M2M技術



      29

      工程數據庫設計與應用

      內容包括數據庫基礎、關系數據庫基礎、關系數據庫標準語言 SQL、數據庫編程初步、數據庫管理、關系數據庫理論、數據庫設計與實施、數據庫開發入門以及數據庫新技術與發展等

      《數據庫應用與技術》,崔巍編著,清華大學出版社

      30

      信息系統集成技術與應用

      介紹了信息、信息系統和信息系統集成技術的概念,常用數據庫的特點、安裝和簡單配置,以及常見的基于數據庫的Web開發技術、開發平臺的安裝和簡單配置等內容。以ASP.NET為開發平臺、采用C#語言進行web開發。

      《信息系統集成實用技術》,周立,清華大學出版社。

      31

      工業感知和網絡控制技術

      主要內容包括概述、網絡通信與控制網絡基礎、網絡控制系統的基本問題、網絡控制系統的建模與穩定性分析、網絡控制系統的控制器設計、具有隨機區間時延的網絡控制系統建模與控制、離散時間網絡控制系統的建模與控制、網絡控制系統的仿真分析。

      《網絡控制系統分析與設計》,王巖等編著,清華大學出版社

      32

      物聯網技術集成與開發應用

      通過在物聯網設備安裝與調試和物聯網布線課程學習的基礎上,通過實踐完成智能農業、智能家居、食品溯源、智慧校園、車聯網等系統的設計、系統選項和配置、設備選購、實施、調試等綜合實戰訓練。

      《物聯網技術與應用》,劉麗軍,鄧子云編著,清華大學出版社

      33

      云計算技術

      云計算的概念、體系結構、主要應用,Hadoop、MapReduce、HDFS、HBase等關鍵技術的思想和技術細節

      《云計算》,劉鵬主編,電子工業出版社;
      《Hadoop權威指南》,Tom White著,清華大學出版社

      34

      無線傳感網課程設計

      本課程通過Bluetooth、Wifi、Zigbee等無線通信方式,將單片機采集控制的傳感器和輸出設備,組成星型網、網狀網,能通過IPV6協議、邊界路由器、協調器與上位機進行通信。

      參考:實驗指導書

      35

      嵌入式系統課程設計

      本課程通過基于Cortex-A8/A9嵌入式系統開發,編寫開發板的驅動,部署Qt4/Android運行環境,自啟動等開發板配置,以及在宿主機上部署QT Creater/eclipse,建立交叉編譯環境,編寫簡單QT/android程序,編寫串口通信、網絡通信等程序。

      參考:實驗指導書

      36

      物聯網應用課程設計

      通過綜合運用所學的可視化程序設計、面向對象編程、圖形用戶界面的開發技術、數據庫原理和應用等知識,以環境監控設計為載體,通過協調器控制Zigbee自組網絡,設計一個簡單的物聯網項目。

      參考:實驗指導書

      37

      物聯網應用系統分析與設計

      介紹物聯網工程項目的規劃和完整的流程,以實際工程項目為目標,介紹物聯網工程項目的需求分析、規劃設計、綜合布線、系統安裝調試以及測試驗收等環節。重點介紹智能農業、智能家居、食品溯源、智慧校園等系統的設計和實施方法。

      參考:實驗指導書

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