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为适应科技发展、技术进步对行业生产、建设、管理、服务等领域带来的新变化,顺应物联网行业数字化、网络化、智能化发展的新趋势,对接新产业、新业态、新模式下物联网感知控制开发、物联网组网通信开发、物联网应用开发、物联网应用系统设计开发和物联网工程实施与运维等岗位(群)的新要求,不断满足物联网行业链中物联网制造业、物联网通信业、物联网服务业等高质量发展对高素质技能人才的需求,推动职业教育专业升级和数字化改造,提高人才培养质量,遵循推进现代职业教育高质量发展的总体要求,参照国家相关标准编制要求,制订本标准。
专业教学直接决定高素质技能人才培养的质量,专业教学标准是开展专业教学的基本依据。本标准是全国高等职业教育本科物联网工程技术专业教学的基本标准,学校应结合区域/行业实际和自身办学定位,依据本标准制订本校物联网工程技术专业人才培养方案,鼓励高于本标准办出特色。
物联网工程技术(310102)
中等职业学校毕业、普通高级中学毕业或具备同等学力
四年
| 所属专业大类(代码) | 电子与信息大类(31) |
| 所属专业类(代码) | 电子信息类(3101) |
| 对应行业(代码) | 软件和信息技术服务业(65),计算机、通信和其他电子设备制造业(39) |
| 主要职业类别(代码) | 物联网工程技术人员(2-02-38-02)、嵌入式系统设计工程技术人员(2-02-10-06)、计算机程序设计员(4-04-05-01)、工业互联网工程技术人员(2-02-38-06) |
| 主要岗位(群)或技术领域 | 物联网感知控制开发、物联网组网通信开发、物联网应用开发、物联网应用系统设计开发、物联网工程实施与运维…… |
| 职业类证书 | 计算机技术与软件专业技术资格、传感网应用开发、移动应用开发、计算机视觉应用开发、大数据应用开发(Java)、物联网智能家居系统集成和应用、物联网单片机应用与开发、物联网工程实施与运维…… |
本专业培养能够践行社会主义核心价值观,传承与创新技能文明,德智体美劳全面发展,具有较高的科学文化水平,良好的人文素养、科学素养、数字素养、职业道德,爱岗敬业的职业精神和精益求精的工匠精神,一定的国际视野,掌握较为系统的基础理论知识和技术技能,具备一定的技术研发与改造、工艺设计、技术实践能力,能够从事科技成果、实验成果转化,能够生产加工中高端产品、提供中高端服务、解决较复杂问题、进行较复杂操作,具有一定的创新能力,具有较强的就业创业能力和可持续发展能力,具备职业综合素质和行动能力,面向软件和信息技术服务、计算机、通信和其他电子设备制造行业的物联网工程技术人员、嵌入式系统设计工程技术人员、计算机程序设计员等职业,能够从事物联网感知控制开发、物联网组网通信开发、物联网应用开发、物联网应用系统的设计开发和工程实施与运维等工作的高端技能人才。
本专业学生应在系统学习本专业知识并完成有关实习实训基础上,全面提升知识、能力、素质,掌握并实际运用岗位(群)需要的专业核心技术技能,实现德智体美劳全面发展,总体上须达到以下要求:
主要包括公共基础课程和专业课程。
按照国家有关规定开齐开足公共基础课程。
应将思想政治理论、体育、军事理论与军训、心理健康教育、劳动教育等列为公共基础必修课程。将马克思主义理论类课程、党史国史、中华优秀传统文化、社会主义先进文化、宪法法律、语文、数学、物理、外语、国家安全教育、信息技术、职业发展与就业指导、创新创业教育、科学探索等列为必修或限定选修的课程内容。
学校根据实际情况可开设具有地方特色的校本课程。
一般包括专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程。专业基础课程是需要前置学习的基础性理论知识和技能构成的课程,是为专业核心课程提供理论和技能支撑的基础课程;专业核心课程是根据岗位工作内容、典型工作任务设置的课程,是培养核心职业能力的主干课程;专业拓展课程是根据学生发展需求横向拓展和纵向深化的课程,是提升综合职业能力的延展课程。
学校应结合区域/行业实际、办学定位和人才培养需要自主确定课程,进行模块化课程设计,依托体现新方法、新技术、新工艺、新标准的真实生产项目和典型工作任务等,开展项目式、情境式教学,结合人工智能等技术实施课程教学的数字化转型。有条件的专业,可结合教学实际,探索创新课程体系。
(1)专业基础课程
主要包括:电路与电子技术、微控制器原理、嵌入式操作系统、面向对象程序设计、计算机网络技术、通信原理等领域的内容。
(2)专业核心课程
主要包括:物联网工程导论、嵌入式系统开发、传感器技术、物联网标识技术、无线传感网络开发、物联网控制技术、物联网应用开发、物联网系统集成开发、物联网信息安全技术、物联网工程设计与实施等领域的内容,具体课程由学校根据实际情况,按国家有关要求自主设置。
专业核心课程主要教学内容与要求
| 序号 | 课程涉及的主要领域 | 典型工作任务描述 | 主要教学内容与要求 |
| 1 | 物联网工程导论 | ①物联网模型与体系结构。 ②物联网感知与通信技术。 ③物联网应用与控制通信技术。 ④物联网安全技术。 ⑤物联网系统集成技术。 ⑥物联网典型应用系统介绍 |
①了解物联网模型与体系架构,相关技术基本概念、定义和工程方法。 ②掌握物联网智能感知技术和网络通信典型关键技术。 ③了解物联网平台、边缘侧、移动终端应用开发以及物联网控制系统关键技术。 ④了解物联网信息安全技术。 ⑤了解物联网设备安装调试,物联网系统部署、运维等工作内容。 ⑥了解智能交通、智能家居、智能医疗和智能物 流等综合应用项目实现方法 |
| 2 | 嵌入式系统开发 | ①嵌入式硬件系统设计。 ②嵌入式软件开发工具安装、配置。 ③I/O口驱动开发。 ④UART驱动开发。 ⑤嵌入式综合实验开发 |
①了解嵌入式系统概念。 ②掌握嵌入式系统硬件最小系统。 ③掌握嵌入式软件开发方法。 ④掌握嵌入式系统任务管理与调度。 ⑤掌握嵌入式系统同步互斥和通信方法。 ⑥掌握嵌入式系统中断管理方法。 ⑦掌握嵌入式时间管理方法。 ⑧具备开发综合性的嵌入式系统能力 |
| 3 | 传感器技术 | ①温湿度传感器、光敏传感器、结露传感器、气敏传感器、超声波传感器、红外传感器的数据采集和联动控制。 ②数据采集系统的安装部署、故障分析排除。 ③感知层数据采集系统的设计开发。 ④多传感器融合系统的实施与维护 |
①了解物联网常用通信技术的分类、基本工作原理。 ②熟悉通信系统体系架构、性能特点及部署维护方法。 ③熟练掌握常用智能传感器的组成、信号转换、输入输出特性。 ④掌握各类传感器的选型评估、数据获取与验证方法。 ⑤掌握常用传感器的安装部署、故障分析排除方法。 ⑥掌握感知层通信的基本模式、体系结构及设计方法。 ⑦掌握多传感器融合式技术的数据传输、时间空间同步技术应用和简单开发方法。 ⑧能熟练创建工程项目,调试IDE中代码问题。 ⑨能使用编程技术实现数据收发和处理 |
| 4 | 物联网标识技术 | ①高频RFID读写器的编程技术应用。 ②EPC系统的编码及其标准应用开发。 ③RFID系统的设计与运营。 ④条码编码程序设计。 ⑤二维码的编码、解码程序设计 |
①熟练掌握RFID系统的基本概念、原理、体系结构及应用范畴。 ②熟练掌握常用RFID读写器的工作原理、体系结构、性能特点、编程接口、安装部署及维护方法。 ③熟练掌握常用RFID电子标签的基本类型、通信协议标准、存储器结构、数据存取规则及安全机制。 ④熟练掌握一维条码、二维码的编码规则。 ⑤掌握EPC系统的优化、数据加密、安全机制、数据中间件等知识。 ⑥掌握RFID和二维码系统数据传输和通信技术、应用程序设计开发技术。 ⑦具备运用应用程序编程接口API操作各种频段、多品牌RFID读写器的能力。 ⑧具备开发RFID自动识别及前端数据采集模块的能力。 ⑨具备RFID系统设计与开发、集成与实施、项目管理与控制、系统运维服务的能力 |
| 5 | 无线传感网络开发 | ①数据封装与解析。 ②点对点等通信开发。 ③无线设备接入配置与开发。 ④数据包的路由转发及其故障排除。 ⑤节点的单播、组播、广播通信开发 |
①掌握数据传输的协议设计、读/写配置协议指令的开发、控制设备协议的开发、通信协议间的转换。 ②掌握ZStack协议栈开发、ZigBee规范、数据的封包和解包、无线总线通信应用开发、故障分析和排查。 ③掌握运用无线通信协议,进行数据封装与解析,并完成点对点等通信开发。 ④掌握通过空间接口抓包、嗅探,完成数据分析与故障排除。 ⑤掌握无线通信协议,实现无线设备接入配置与开发。 ⑥熟悉网络层协议,实现数据包的路由转发。 ⑦掌握运用数据链路层协议,实现节点的单播、组播、广播通信 |
| 6 | 物联网控制技术 | ①物联网控制的需求与目标分析。 ②数字PID控制器实现。 ③现场总线数据采集系统设计。 ④控制系统执行装置控制。 ⑤物联网控制系统设计 |
①了解物联网控制的需求与目标。 ②熟悉物联网控制系统结构、技术、方法。 ③掌握计算机控制系统。 ④掌握分布式控制系统。 ⑤掌握现场总线技术。 ⑥掌握智能控制技术。 ⑦能够根据控制要求设计物联网控制系统 |
| 7 | 物联网应用开发 | ①开发环境搭建。 ②图形化界面设计与美化。 ③业务逻辑开发。 ④智能数据处理开发 |
①了解应用开发架构。 ②掌握应用开发流程。 ③掌握应用界面编程、图形处理、多媒体应用开发。 ④具备传感器应用开发能力。 ⑤能使用导航地图进行应用开发,提供地图服务。 ⑥具备搭建网络编程项目的能力。 ⑦具备后端云平台开发的能力 |
| 8 | 物联网系统集成开发 | ①根据给定的图纸,选择合适的工具开展物联网设备安装与调试。 ②根据系统功能要求,进行物联网系统配置与部署。 ③根据故障监测运行参数,开展物联网系统运行与维护。 ④物联网典型场景开发 |
①掌握常见模块检测工具的使用。 ②具备识别、读懂常见拓扑图和接线图的能力。 ③具有常见的无线通信、有线通信、总线知识。 ④掌握常见数据库管理软件安装的方法。 ⑤掌握常见数据库管理软件的配置、查询、管理等使用方法。 ⑥具备系统设备故障描述能力。 ⑦能根据售后服务要求,理解维护与管理设备的硬件、固件等版本、型号、配置参数。 ⑧具备分析常见故障点的经验能力。 ⑨具备典型场景的二次开发能力 |
| 9 | 物联网信息安全技术 | ①物联网信息安全基础知识及发展趋势。 ②物联网信息安全的密码理论。 ③物联网感知层安全。 ④物联网信息传输安全。 ⑤物联网应用层安全 |
①掌握信息安全存在威胁的种类、信息安全的发展历程、物联网安全技术标准等。 ②掌握物联网安全新特征、威胁、关键技术,能够运用所学知识去预防物联网使用中的威胁,消除网络的安全隐患。 ③熟悉感知层、传感器网络等密码理论知识,能够运用密码理论分析典型安全技术并进行维护。 ④熟悉物联网信息传输安全性要求和安全保障措施。 ⑤熟悉面向应用层的恶意攻击方式、安全技术需 求,掌握物联网安全技术在典型场景应用系统中的应用 |
| 10 | 物联网工程设计与实施 | ①客户需求确认表确认和点数表设计。 ②设备选型与系统图设计。 ③点位图和施工图设计。 ④系统清单与报价。 ⑤技术方案设计。 ⑥项目招投标管理 |
①掌握客户需求的了解和初始材料获得的方法。 ②掌握智能化系统点数表设计。 ③掌握设备选型与系统图的设计。 ④掌握系统智能化系统点位图、施工图设计。 ⑤掌握系统的设备清单与报价表编制。 ⑥掌握系统的技术方案设计。 ⑦掌握系统项目招投标方法 |
(3)专业拓展课程
主要包括:可穿戴技术、物联网定位技术、蓝牙技术开发、Python程序设计、机器视觉与边缘计算应用、软件工程、大数据应用技术、人工智能基础、虚拟现实技术、云计算技术与应用、Web前端开发、数据可视化技术等领域的内容。
实践性教学应贯穿于人才培养全过程。实践性教学主要包括实验、实习实训、毕业设计、社会实践活动等形式,公共基础课程和专业课程等都要加强实践性教学。
在校内外进行物联网系统安装调试、物联网应用开发、传感网开发、物联网工程实施与运维等实训,包括单项技能实训、综合能力实训、生产性实训等。
在物联网行业的制造业、通信业、服务业企业进行实习,包括认识实习和岗位实习。学校应建立稳定、够用的实习基地,选派专门的实习指导教师和人员,组织开展专业对口实习,加强对学生实习的指导、管理和考核。
实习实训既是实践性教学,也是专业课教学的重要内容,应注重理论与实践一体化教学。学校可根据技能人才培养规律,结合企业生产周期,优化学期安排,灵活开展实践性教学。应严格执行《职业学校学生实习管理规定》和相关专业岗位实习标准要求。
学校应充分发挥思政课程和各类课程的育人功能。发挥思政课程政治引领和价值引领作用,在思政课程中有机融入党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史等相关内容;结合实际落实课程思政,推进全员、全过程、全方位育人,实现思想政治教育与技术技能培养的有机统一。应开设安全教育(含典型案例事故分析)、社会责任、绿色环保、新一代信息技术、数字经济、现代管理、创新创业教育等方面的拓展课程或专题讲座(活动),并将有关内容融入课程教学中;自主开设其他特色课程;组织开展德育活动、志愿服务活动和其他实践活动。
总学时不少于3200学时,每16~18学时折算1学分,其中,公共基础课总学时一般不少于总学时的25%。实践性教学学时原则上不少于总学时的60%,其中,实习时间累计一般不少于6个月,可根据实际集中或分阶段安排实习时间。各类选修课程的学时累计不少于总学时的10%。军训、社会实践、入学教育、毕业教育等活动按1周为1学分。
按照“四有好老师”“四个相统一”“四个引路人”的要求建设专业教师队伍,将师德师风作为教师队伍建设的第一标准。
学生数与本专业专任教师数比例不高于20∶1,“双师型”教师占比不低于50%,高级职称专任教师的比例不低于30%,具有研究生学位专任教师的比例不低于50%,具有博士研究生学位专任教师的比例按照教育部有关规定执行,专任教师队伍要考虑职称、年龄、工作经验,形成合理的梯队结构。
能够整合校内外优质人才资源,选聘企业高级技术人员担任行业导师,组建校企合作、专兼结合的教师团队,建立定期开展专业(学科)教研机制。
具有本专业及相关专业副高及以上职称和较强的实践能力;原则上应是省级及以上教育行政部门等认定的高水平教师教学(科研)创新团队带头人、省级及以上教学名师、高技能人才、技术技能大师,或主持获省级及以上教学领域有关奖励两项以上,能够较好地把握国内外软件和信息技术服务与计算机、通信和其他电子设备制造等行业、专业发展,能广泛联系行业企业,了解行业企业对本专业人才的需求实际,主持专业建设、教学改革,教科研工作和社会服务能力强,在本区域或本领域具有一定的专业影响力。
具有高校教师资格;具有电子信息、计算机等相关专业本科及以上学历;具有一定年限的相应工作经历或者实践经验,达到相应的技术技能水平;具有本专业理论和实践能力;能够落实课程思政要求,挖掘专业课程中的思政教育元素和资源;能够运用信息技术开展混合式教学等教法改革;能够跟踪新经济、新技术发展前沿,开展技术研发与社会服务;专业教师每年至少1个月在企业或生产性实训基地锻炼,每5年累计不少于6个月的企业实践经历。
主要从本专业相关行业企业的高技能人才中聘任,应具有扎实的专业知识和丰富的实际工作经验,一般应具有中级及以上专业技术职务(职称)或高级工及以上职业技能等级,了解教育教学规律,能承担专业课程教学、实习实训指导和学生职业发展规划指导等专业教学任务。本专业所有兼职教师所承担的本专业教学任务授课课时一般不少于专业课总课时的20%。根据国家有关要求制定针对兼职教师聘任与管理的具体实施办法。
主要包括能够满足正常的课程教学、实习实训所需的专业教室、实验室、实训室和实习实训基地。生均教学科研仪器设备值原则上不低于1万元。
具备利用信息化手段开展混合式教学的条件。一般配备黑(白)板、多媒体计算机、投影设备、音响设备,具有互联网接入或无线网络环境及网络安全防护措施。安装应急照明装置并保持良好状态,符合紧急疏散要求,安防标志明显,保持逃生通道畅通无阻。
实验、实训场所面积、设备设施、安全、环境、管理等符合教育部有关标准(规定、办法),实验、实训环境与设备设施对接真实职业场景或工作情境,实训项目注重工学结合、理实一体化,实验、实训指导教师配备合理,实验、实训管理及实施规章制度齐全,确保能够顺利开展物联网系统安装调试、物联网应用开发、传感网开发、物联网工程实施与运维等实验、实训活动。鼓励在实训中运用大数据、云计算、人工智能、虚拟仿真等前沿信息技术。
配备物联网领域应用的射频识别、传感器、无线传感网络节点等相关实验设备,用于传感器技术、无线传感网络安装、部署、调试、开发等实验教学。
配备条码扫码枪、二维码扫描设备、RFID阅读器、RFID标签、人脸识别门禁一体机等相关实验设备,用于物联网标识技术、嵌入式系统开发、物联网信息安全技术、物联网系统集成开发、物联网工程设计与实施等实验教学。
配备嵌入式开发板或实验箱、各种小型传感器等硬件设备以及相关的配套软件,用于嵌入式系统开发、传感器技术、无线传感网络开发、物联网控制技术等实验教学。
配备智能灯光、智能插座、智能家电、智能门锁、控制电机等实验设备,用于物联网控制技术、物联网应用开发、嵌入式系统开发等实验教学。
配备无线路由器、交换机、网关、多种传感器、多种执行器等设备,用于物联网系统集成开发、物联网工程设计与实施、物联网工程项目管理、物联网应用开发等实验教学。
可结合实际建设综合性实训场所。
符合《职业学校学生实习管理规定》《职业学校校企合作促进办法》等对实习单位的有关要求,经实地考察后,确定合法经营、管理规范,实习条件完备且符合产业发展实际、符合安全生产法律法规要求,与学校建立稳定合作关系的单位成为实习基地,并签署学校、学生、实习单位三方协议。
根据本专业人才培养的需要和未来就业需求,实习基地应能提供物联网感知控制开发、物联网组网通信开发、物联网应用开发、物联网应用系统设计开发、物联网工程实施与运维等与专业对口的相关实习岗位,能涵盖当前相关产业发展的主流技术,可接纳一定规模的学生实习;学校和实习单位双方共同制订实习计划,能够配备相应数量的指导教师对学生实习进行指导和管理,实习单位安排有经验的技术或管理人员担任实习指导教师,开展专业教学和职业技能训练,完成实习质量评价,做好学生实习服务和管理工作,有保证实习学生日常工作、学习、生活的规章制度,有安全、保险保障,依法依规保障学生的基本权益。
主要包括能够满足学生专业学习、教师专业教学研究和教学实施需要的教材、图书及数字化资源等。
按照国家规定,经过规范程序选用教材,优先选用国家规划教材和国家优秀教材。专业课程教材应体现本行业新技术、新规范、新标准、新形态,并通过数字教材、活页式教材等多种方式进行动态更新。
图书文献配备能满足人才培养、专业建设、教科研等工作的需要。专业类图书文献主要包括:计算机通用规范第1部分:台式微型计算机(GB/T9813.1—2016)、综合布线系统工程验收规范(GB/T50312—2016)、教学仪器设备安全要求总则(GB21746—2008)、物联网应用支撑平台工程技术标准(GB/T51243—2017)、面向感知设备接入的网关技术要求(GB/T38624.1—2020)等。及时配置新经济、新技术、新工艺、新材料、新管理方式、新服务方式等相关的图书文献。
建设、配备与本专业有关的音视频素材、教学课件、数字化教学案例库、虚拟仿真软件等专业教学资源库,种类丰富、形式多样、使用便捷、动态更新、满足教学。
根据专业人才培养方案确定的目标和培养规格,完成规定的实习实训,全部课程考核合格或修满学分,准予毕业。学校可将工艺改进、产品(服务)设计、技术(服务)创新、技艺展示、专利研发等作为毕业设计(创作)的重要内容,一般不要求学生撰写毕业论文。符合学位授予条件的按规定授予学位。
学校可结合办学实际,细化、明确学生课程修习、学业成绩、实践经历、职业素养、综合素质等方面的学习要求和考核要求等。要严把毕业出口关,确保学生毕业时完成规定的学时学分和各教学环节,保证毕业要求的达成度。
接受职业培训取得的职业技能等级证书、培训证书等学习成果,经职业学校认定,可以转化为相应的学历教育学分;达到相应职业学校学业要求的,可以取得相应的学业证书。