工学论文：专业认证视角下基于教学路线的物联网工程教育资源整合

      工程教育专业认证是国家对高校人才培养的一种认可，也是我国工程性人才走向国际市场的准人证。工程教育专业认证工作不仅是高等工程教育改革的发展趋势和必然要求，还是综合大学开展优势、特色专业建设工作和提高工程型人才培养质量的良机。2015年5月国务院办公厅印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确指出，要"创新人才培养机制。建立校校、校企、校地、校所以及国际合作的协同育人新机制，建立跨院系、跨学科、跨专业交叉培养创新创业人才的新机制。"

以物联网工程专业为例，物联网工程是多专业的融合与提升，需要多专业课程的汇聚f31，但在现有的工程资源配置基础上，由于存在盲目、重复建设等因素，使得工程教育办学效率和资源配置效益不高，资源整合、资源共享缺乏整体规划f410物联网课程教学所需的相关知识、教师和设备分散在多个专业、多个仿真中心或实验室甚至校外协作基地。因此，整合教学资源，实施多名教师、多个知识模块、多个场地、多个时间段协作教学势在必行，但目前工程教育专业认证工作尚缺乏统一指挥、相互协调的教育资源整合思路和运作体系以及支持服务的软件系统。

1 基于教学路线概念的物联网教学资源整合思路

在"工程教育理念和创新创业人才培养迫切需要一种创新的教学体系和平台整合跨单位、院系、学科的教学资源，实施多部门、跨专业交叉培养"思想的指导下，为有效整合物联网工程教育的多种教学资源，借鉴工业企业生产的"工艺路线"概念，本文提出教学路线的概念与定义并将此作为工程教育、创新创业教育资源整合的路线图，且相应完善与教学路线相关的领域内支撑概念。

工艺路线概念来源于工业企业的生产制造实践，是一种计划管理文件，用来表示企业产品在企业的一个加工路线(加工顺序)和在各个工序中的标准工时的定额情况。简言之，工艺路线规划了产品生产中相关资源的优化整合利用。工艺路线主要包括工序号、工作描述、所使用的工作中心、各项时间定额以及外协工序的时间和费用等数据描述。以工业企业沿工艺路线展开的生产类比高校工程教育/创新创业教育过程:"跨院系、跨学科、跨专业交叉培养"类比企业内部工序的协作，不同教学单元的教育过程是教学的不同内部工序;"校校、校企、校地、校所以及国际合作的协同育人新机制"则类比工艺路线中的外协工序。教学路线体现工程教育课程培养的一级能力指标;各教学工序则计划和描述教学路线规定下各教育环节/阶段的细分能力指标，对应工序概念的描述数据，体现本环节/阶段教学的承担者，内容、时间、费用、考核形式等。教学路线对应的教育产品是工程应用/创新创业型人才。

在此基础上提出教学资源整合所需的三个工程教育和创新创业教育相关概念:教学中心、教学工序和教学路线，相互支撑关系如图to

(l)教学中心。定位为学院、系、实验中心或实验基地(仿真实验室)以及外协教育单位，实施多级教学中心管理，拥有工程能力认证和创新创业人才培养所需的场地、设备、时间、知识、技术、教师等教育资源。

（2）教学工序。在教学中心上运行，承担工程能力/创新创业培养教学环节/阶段的任务(能力指标规范、教学时间段、知识模块、任务落实、内容管理、过程管理、质量管理、考核管理等)。

（3）教学路线。它是一门工程教育/创新创业课程开设所需的教学工序的顺序计划，在教学开展之前进行定制组建，规定了这门课程分阶段的能力指标构成、教学内容、时间约束以及考核形式等。教学路线来源于培养计划，依据课程教学大纲整合多部门、跨专业资源规范教学进程，是工程教育/创新创业课程教学的纲领性文件。课程匹配合适的教学路线，并据此开展教学任务落实、教学管理和考核。

2 基于教学路线的高校物联网工程教育资源整合体系设计

为探索物联网教学与高校多个优势学科资源整合的有效途径，尝试设计了基于教学路线的高校工程/创新创业教育支持服务体系框架，框架的核心思想是通过协同管理破解教学资源"孤岛"问题，如图2所示。

基于教学路线的物联网高校工程教育/创新创业教育支持服务体系核心内容包括:

W教学路线制定。专业管理部门在专业培养目标和多级工程能力指标体系指导下定义教学中心、教学工序和教学路线，然后依据教学中心资源细化已定义教学工序的类型、教学知识模块、教学时间段、教学组织形式、考核形式等，同时提交教学工序所在教学中心落实修订，最后依据教学工序类型在专业培养目标和多级工程能力指标体系指导下为已定义的教学路线筛选教学工序完成教学路线的制定，并提交教学管理部门(教务处)审批。

（2）教学任务落实。教学管理部门依据教学计划实施课程在能力指标关键字指引下的教学路线的匹配，下达教学任务。教学任务沿既定教学路线下达到沿途教学工序所在教学中心，各教学中心依据教学工序任务落实教学任务承担者即教师以及课时、场地等的配置，并明确本教学工序的任务内容、考核形式等。整条教学路线任务落实后返回教学管理部门审核批准，并实施相应的宏观监督管理。

（3）教学过程管理。其核心是在权限制约下的三级或多级管理:教学工作沿教学路线展开后各教学工序对应教学中心负责本段教学工序的教学过程组织和质量管理;教学工序的考核则提交专业管理部门(专业课程开设单位，二级学院)进行检查监督、质量评价和成绩汇总并审核;专业管理部门向教学管理部门，提交汇总后的课程教学管理信息，教学管理部门则进行最终的检查审核，并宏观协调和管理其下两级教学单位的教学。

（4）关键教学工序上的教学调度管理。基于教学路线的高校工程教育思想立足点是教育资源的共建共享，当大面积工程教育课程教学展开时必然会产生多条教学路线在某些教学工序上的交叉，称为关键教学工序。这些教学资源的利用往往成为多条教学路线能力发挥的瓶颈，其有效调度关乎相关教学路线沿途各工序的任务协调落实，因此有必要建立关键教学工序的优先调度协调机制，如图3所示。

3 基于教学路线的高校物联网工程教育支持服务系统的构建

物联网工程专业"多专业课程融合"的定位迫切需要构建高校工程教育支持服务系统，借此整合多方教学资源并有效协作运行，但教学支持服务系统的实施不是一项单一工程，需要相关系统的协作支持。鉴于此，研究课题以基于教学路线的工程教育支持服务体系框架为核心创新性地在辽宁石油化工大学建设了基于教学路线的物联网工程教育支持服务系统。物联网工程专业教学支持服务系统如图4所示。

辽宁石油化工大学物联网工程专业的定位是立足石油石化特色，依托计算机科学与技术，电子，通信，信息控制和石油石化等学科，从物联网专业人才培养方案、课程体系设置、教育模式、师资队伍、实验实训基地建设等全方面开展。

研究、探索和实践石油化工特色的物联网专业人才培养方案和课程体系，培养适用于地方物联网产业发展的物联网创新复合型应用人才。围绕物联网工程专业的定位与需求，工程教育支持服务系统的设计尝试融人石油石化专业基础模块，以优势学科发展为基础，结合石油化工多个仿真实验平台，以管理者、教师、学生三个主体的需求为出发点，以资源整合与共享为手段，以教学过程管理和质量控制为主线，着眼于制度、资源、过程三项内容构建资源融合与共享的协作调度平台和教学过程复合化管理考核平台，围绕学习者的学习过程提供支持服务，创新了教学管理与服务机制。

其中，课程体系的构建借鉴了北京科技大学王志良教授的教育部物联网工程特色专业建设项目X00022628)研究成果"物联网工程专业的教育可以分为通识教育、综合教育、专业教育及职业教育四大部分"，物联网工程教育相应课程体系分为通识课程体系、物联网基础课程体系、物联网专业课程体系和物联网工程应用课程体系四个部分。

支持服务系统作用的发挥主要体现在物联网工程应用课程体系的实施上，解决了教学中涉及的设备、技术、人才、场地等资源在传统教学模式下难以融合的难题，满足了跨学院、跨专业，甚至跨单位创新的复合化教学过程的计划制定、落实和管理的需要。

4 模拟仿真测试及结论

鉴于辽宁石油化工大学物联网工程专业的教学目前尚未进行到物联网工程应用课程体系阶段，只能是进行模拟仿真测试，如图5至图7所示。测试结果表明，基于教学路线的高校物联网工程教育支持服务系统是完全可行的，它可为有效整合多部门、跨学科资源，创新发展复合化教学提供良好的支持，以此实现一种在管理层面上"上下层、上下游"协作运行资源、管理教学过程的有效方式，为物联网工程专业的教学扫清教育资源不能有效整合的障碍。

在专业认证视角下，基于教学路线的高校工程、创新创业教育的资源整合如同工业企业一样，整合计划的分层管理和落实，以实施在教学路线指导下的教学计划落实和教学过程管理以及教学质量控制，并在辽宁石油化工大学物联网工程应用课程体系的实施上得到了测试验证，为优化分散教学资源的整合利用，解决多部门、跨专业的工程教育复合教学、交叉培养问题提了一种新的解决思路。