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新工科视野下的物联网工程专业建设

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今天主要是有四点,给各位老师做一个介绍。因为物联网工程碰到很多专家或者领导可能都会说物联网工程好像不怎么样,没有以前热了,但是我想在座的诸位也知道,业界物联网这一块非常热,随着5G的发展和物联网快速的应用也变得越来越热。物联网现在会迎来一个新的春天,第二个新工科也特别强调交叉融合,我们互联网工程专业也是正好满足这样一个特性,物联网工程应该讲会迎来一个新的高潮。

    我仔细琢磨了一下像新工科现在出来以后2.0版,到底跟我们新工科到底怎么结合起来的,我回顾了一下其实我们物联网工程专业的建设其实跟李院长也在讨论,我们已经在新工科被替代之前大家都已经在做这件事情,只不过可能整体的提法还没有像目前这么专业化或者学术化,我想主要从这么几点来说。

    至于新工科诞生的背景各个专家包括昨天、今天大家都全是充斥了各式各样的背景,我想不再多说。对我们来说,国家战略驱动,实际上来讲,包括互联网,AI也是热得不行了,最重要的标记我们全校要转计算机专业的同学大将有60几个人,按照我们的指标只能收3个人,所以这也是幸福的烦恼。计算机、AI太热了,我们也在引导,让我们的学生其实转到计算机类都可以。所以我们未来可能要做一些比较好的引导。

    我想我们重点一个是对于物联网工程专业建设来讲,你的理念,到底是什么,也就是说我们新工科内涵和外沿,在新的体系里面,我们主要从工程实践怎么去解决复杂工程问题的能力,这也是现在在专业认证里面特别强调的这一点,以及我们人才输出以后的评价,到底怎么来评价,面向产出的,也就是所谓OBE的思想,大家可能也看了很多,一种是面向成果的,基于成果,我觉得产出更合适一点。这个热度从哪起来的?卢光跃院长也说了,新工科的研究与实践项目,在座的诸位很多人都拿到了项目,觉得拿了一个教育部的项目很不容易,所以大家拿到也比较骄傲,这个里面总共是十九个大类,大家可以看到新兴类的,人工智能类的,大数据类、电子信息类都归到信息这一方面,所以看到,国家层面对新工科而言是怎么推进的。我们做的时候要脚踏实地来做,我们南航在工程专业怎么来做呢?我们也是首批,2012年开始招生的,2011年申请,从我们角度来看,重点在内涵方面主要把这个基础给夯实,怎么以能力为导向,重点是关心对于物联网关键技术的一些开发能力,并且培养创新创业意识。从外沿来看要跨界融合,工程面向。所以整体来讲我们在课程体系上比较重视基础课程,重视实践人的培养,并且体现具有南航的一个特色,从体系来讲,我们整个的相应的从学科基础到专业教育,以及我们根据南航的特点,跟我们的测控和健康诊断特别重要,这里面有很多的传感器,这些数据过来以后怎么做,主要侧重于在前面的感知。这个课程体系经过运行几年以来,应该讲从我们的学生的来看符合我们提出的人才培养目标定位的要求。

    从实践能力体系来看,我们重点是重视系统层面的综合的训练,在上面可以有基本的各个课程的实验,我们最重要的是在综合应用能力方面的实验特别是我们在开设物联网工程专业的课程,学生都是要3-4个人成一组,最后要进行答辩,每一个组的题目都不一样,比如说有一个人做飞行器的数据的采集和处理,还有做基于人体动作的控制等等。我们做的最复杂的有几组实际上在我们飞机最主要的几块,健康检测与控制系统,以及在传感系统这都有相应的小组,结合老师的课题来做。各组做完以后,通过多学科平台给串起来,使学生有一个整体的观念,希望通过这样的培养模式,希望我们的学生出去以后看到这就是南航的学生,希望进行这个定义。第二个是从新模式角度来讲,我总是有一个疑问,我们这提倡的事情,其实很多高校一直在做,只不过没有现在提的这么系统化,最简单的一个事科教结合,让我们的科研能够跟我们的专业,知道我们的专业建设,让我们的人才培养做得更好,通过我们的本科生导师制,在今年物联网专业的学生CCFA也发了一篇论文,在新华网进行的宣讲。今年有一个学生CCFC也发表了论文,我们要求学生做完研究以后一定要有一个证明,来说明他已经做过这件事情。

    不是所有的学生都能做到这么多成果,这也是我们老师在通过这个活动,能够产生一些比较好的成果,所以通过这么方式让我们的师资真正能够培养,结合到一起去。第二个是产业界跟教育界深度融合,从我们学校来讲,搞了三层,一个是校内这样一个比较好的实习,实践的环境,第二跟企业合作,包括华为,很多企业建立了课程的实践基地。所有的实践必须要去做的。把他们最新的一些课程都可以通过这样一些企业作为选修。

    这个是我们(英文),都是我们企业跟我们的学生在一起做一些课或者是实践活动。我们还有一个就是做学科的交叉融合,这一点培养我们学生系统能力,因为基本上来讲,跟我们南航本身的项目,无人机也好,跟他们结合起来,做一些物联网和知识特色的应用。

    在实践的体系上,我们通过多途径,跨界发展,学生在大一的时候基本上是认知的学习,到企业去看一看,认知一下,参观一下,后面都是要跟企业进行专线的训练。这里面在管理来上讲,提供了各种竞赛等等,实现跟科研的结合,所以我们所有的学生实习完了以后,都是要进行答辩,答辩每个学期大概有两天时间都在答辩,做完这个以后学生也会有很多的体会,有一部分的学生到实习单位以后发现什么都不会,回来以后就奋发图强,早一点接触对他们有比较好的帮助。

    在质量评估这,OBE的思想有五个问题要回答,目标是让学生学习什么,第二个为什么让学生学习这些内容,第三个我们怎么样帮助学生取得这些取得学习的结果,怎么去评价,去保障。从目标、需求、过程、评价、改进,在工程认证里面,要搭建一个学术问题来进行讨论。这样因此在这里面以学生为中心,OBE思想持续改进,使我们培养目标的制定,以及学生毕业的时候能达到什么样的要求,怎么去量化,怎么去分解,这些指标点给我们的课程体系怎么结合,在教学要求里面,教学内容里面怎么去把这样一些指标点给对应上,这种教学评价不是说我们学生在网上写一写,那些都是一些表象。比较好的评价这门课程到底跟你的毕业要求,指标点是不是比较吻合,是不是能够支撑。这个怎么体现以学生为中心?其实这一些都是以学生为中心制定这样一个过程,这个过程循环一次以后可能还要不断去持续改进,这样才能够把我们整个专业能够建正好。通过认证的专业大家对这个图应该是比较熟悉,以及我们的人才培养不应该再喊口号,而是一个可量华,可考核,实实在在落在具体的过程中去。

    这样一种新的评价体系,最核心的可能对大家讲最难的物联网工程专业怎么去把毕业要求分解为各式各样的指标点,怎么样把指标点和课程体系,课程内容,课程要求对应上去,怎么样把十二个要求给覆盖到,在每个专业做认证的时候都比较困难的一个事情,我这也举了一个简单的例子,对于物联网专业的第四点研究能力怎么去体现,现在物联网专业还没有做工程认证,我们南航会去进行一个申请。对研究能力把它分解为三个指标点,再可以对应到相应的课程去进行一个对应上,这其实在每一个认证专业可能是一个最难的事情,也就是说有一个很清楚的人,能够自顶向下把毕业要求和我们的课程能够真正对应上。

    在这种情况下我们在评价的时候OBE教学和我们传统的教学差异都很大,大家不仅仅是我们物联网功能的。也就是说从我们关注分数,关注经费的投入等等,我们基于OBE的思想基于教的怎么样,这个非常关键。大家可能受传统的影响特别大,交出详细明确的规定了,解答题多少,填空题多少,现在想想很不可思议的。所以我觉得像工程认证这一起,不仅我们专业的老师要洗脑,我们分管教育的校长要洗脑。把自己变成一个专家,这样对整个学校才有推进作用。

    我举一个例子,像我们一个实验课,大家觉得难以去考核,实验你怎么去评价?怎么去进行量化的考核?我们举了一个数据结构的,也就是说我的考察点是,我的比值占了多找,优应该是多少,这也是不是一个很理想的一个平台的方式,再深入一些做得更加量化一点。

    最后有几点考虑,物联网向一个工程的建设,有的学院能够直接做的,有的学院再怎么努力也做不了的。这个在我们学校的评价体系怎么去解决这个问题,这个其实挺难的,我们学院可以这么做,教学稿,教学科研岗位这个可以做。第二个就是怎么样把我们有时间环境跟你的特色结合起来,第三个其实怎么去跟企业去进行或者不同学科跨界怎么去融合,其实说起来容易做起来很难,企业的需求和我们学校的需求是不一样,我觉得未来也是重点在新工科里面重点解决问题我就简单给各位老师介绍这么多谢谢。