Inżynieria Internetu Rzeczy: innowacyjne podejście do kształcenia inżynierów

Inżynieria Internetu Rzeczy jako nowy kierunek studiów

Podjęta w 2019 r. decyzja o przyjęciu Internetu Rzeczy jako obszaru tematycznego nowego kierunku studiów, na potrzeby którego opracowana i wdrożona zostanie innowacyjna koncepcja kształcenia (nowa struktura programu studiów), wynikała z:

• prognoz wskazujących, że Internet Rzeczy będzie się rozwijał w bardzo szybkim tempie,
• zakresu działalności naukowej oraz dydaktycznej prowadzonej na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych PW, obejmującej wszystkie podstawowe technologie warunkujące rozwój Internetu Rzeczy (IoT enabling technologies),
• analizy licznych opracowań wskazujących, że zasadniczą barierą ograniczającą postęp w zakresie wprowadzania do praktyki gospodarczej i życia społecznego rozwiązań korzystających z Internetu Rzeczy jest niedostatek kadr o odpowiednich kompetencjach.

W tym kontekście nowy program studiów, idealnie pasujący do profilu Wydziału (kształcącego inżynierów m.in. na kierunkach: elektronika, informatyka, telekomunikacja i cyberbezpieczeństwo), stanowiący próbę choćby częściowego złagodzenia problemów wynikających ze wspomnianego deficytu kadr, należy traktować jako odpowiedź na potrzeby i oczekiwania społeczne.

Choć w roku 2019 przyjęcie Inżynierii Internetu Rzeczy jako nazwy nowego kierunku stanowiło decyzję ryzykowną, z perspektywy czasu można stwierdzić, że była to decyzja trafna – prognozy szybkiego rozwoju IoT sprawdziły się. W roku 2023 na jednego mieszkańca naszego kraju przypadało ok. 7 podłączonych urządzeń IoT, a do roku 2028 liczba ta wzrośnie do ok. 16 [1].

Innowacyjna koncepcja kształcenia (struktura programu studiów)

Koncepcja kształcenia na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy odchodzi od tradycyjnego modelu kształcenia inżynierów, w którym program studiów pierwszego stopnia (studiów inżynierskich) rozpoczyna się od zestawu przedmiotów z zakresu nauk ścisłych (matematyka, fizyka, itp.), stanowiących „fundament” przedmiotów bezpośrednio związanych z kierunkiem studiów – podstawowych i bardziej specjalistycznych. Kluczowym elementem programu na pierwszym roku studiów staje się realizowany w kilkuosobowych zespołach projekt. Owo „nietradycyjne” podejście do organizacji studiów inżynierskich nie jest pomysłem ostatnich lat – realizowane było na niektórych renomowanych uczelniach badawczych, np. Carnegie-Mellon University (USA), już we wczesnych latach 90. ubiegłego wieku. Przesłankami uzasadniającymi taką właśnie organizację kształcenia były i nadal są: zwiększenie zainteresowania studiami inżynierskimi oraz zmniejszenie „odsiewu” na pierwszym roku studiów, powodowanego trudnościami w przyswojeniu teorii bez powiązania jej z potencjalnymi obszarami zastosowań.

Przyjęta na studiach na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy koncepcja realizacji procesu dydaktycznego nie ogranicza się do zmian w początkowej fazie studiów – zakłada w ogólności odejście od kształcenia opartego na biernym uczestnictwie w zajęciach, narzucającym pozyskiwanie wiedzy teoretycznej i pasywne jej odtwarzanie na sprawdzianach, na rzecz kształcenia opartego na rozwiązywaniu problemów i realizacji projektów oraz innych formach zajęć aktywizujących studentów. Studenci pozyskują w ten sposób – obok wiedzy i umiejętności „technicznych”, związanych z tematyką rozwiązywanych problemów – także bardzo cenione przez pracodawców kompetencje „miękkie” (umiejętność pracy w zespole, zarządzania projektem i planowania zadań, umiejętność komunikowania się, kreatywność, poczucie współodpowiedzialności itp.).

Koncepcja ta znajduje odzwierciedlenie w realizowanym na każdym semestrze studiów (z wyjątkiem ostatniego, przeznaczonego na pracę dyplomową) module zespołowych zajęć projektowych – PBL (project-based learning), o wymiarze najczęściej 12 punktów ECTS[2], prowadzonych w odpowiednio wyposażonych laboratoriach.

Program studiów

Cele i treści kształcenia

Celem programu jest wykształcenie wysokiej klasy specjalistów przygotowanych do tworzenia inteligentnych systemów i sieci, których podstawę funkcjonowania stanowi zastosowanie Internetu Rzeczy. Zakłada się, że absolwent będzie miał kompetencje (wiedzę, umiejętności praktyczne i kompetencje społeczne) umożliwiające tworzenie rozwiązań związanych z:

• wyposażaniem przedmiotów/urządzeń (stacjonarnych i mobilnych) w inteligentne sensory, często realizujące także wstępne przetwarzanie zbieranych danych, a także elektroniczne identyfikatory oraz elementy wykonawcze,
• tworzeniem infrastruktury sieciowej (używającej łączności przewodowej lub bezprzewodowej), która – poprzez Internet – zapewnia połączenie poszczególnych urządzeń,
• tworzeniem systemu (informatycznego) umożliwiającego gromadzenie danych zbieranych przez urządzenia oraz przetwarzanie tych danych – często z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji,
• integrowaniem ww. elementów w sposób umożliwiający realizację rozmaitych inteligentnych produktów i usług, dostosowanych do potrzeb różnych grup użytkowników.

7-semestralny program studiów pierwszego stopnia nie może pokryć pełnego, bardzo rozległego spektrum kompetencji w zakresie inżynierii Internetu Rzeczy, określonych w literaturze i opiniach interesariuszy. W jednej z najciekawszych publikacji dotyczących kształcenia w zakresie IoT[3], zawierającej analizę kilkudziesięciu programów studiów w tym obszarze, stwierdzono wręcz: żadna z analizowanych kilkudziesięciu ofert edukacyjnych nie pokrywa choćby „w przybliżeniu” zdefiniowanego w artykule zestawu pożądanych kompetencji [inżyniera Internetu Rzeczy]. Do podobnych wniosków doprowadziła analiza treści programów dotyczących tej tematyki, oferowanych przez uczelnie i inne instytucje edukacyjne, przeprowadzona na Wydziale w 2022 roku, w kontekście opracowywania programu studiów drugiego stopnia na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy [4].

Niezbędna stała się więc selekcja treści i ich integracja w wewnętrznie spójny program. W procesie selekcji uwzględniono m.in.:

• wyniki analizy materiałów źródłowych dotyczących kształcenia w zakresie IoT (publikacje, podobne programy na innych uczelniach),
• oczekiwania i opinie pracodawców, wyrażone m.in. w badaniach ankietowych,
• konieczność zapewnienia równowagi ilości treści z zakresu różnych technologii warunkujących,
• zasoby Wydziału (kadra, infrastruktura dydaktyczna) i propozycje przyszłych realizatorów – zespołów/pracowników Wydziału.

Wybrane treści wkomponowano w przyjętą koncepcję programową, zakładającą stosowanie metod kształcenia opartego na rozwiązywaniu problemów i realizacji projektów oraz innych form prowadzenia zajęć aktywizujących studentów.

Stanowiącą wynik tych działań koncepcję programu zilustrowano na rysunku 1. Treści z zakresu różnych technologii warunkujących wraz z „klasycznymi” podstawami inżynierii z zakresu nauk ścisłych (matematyka, fizyka) oraz przedmiotami z zakresu nauk humanistyczno-społecznych tworzą podstawę do realizacji projektów. W każdym semestrze studiów (z wyjątkiem ostatniego) realizowany jest duży moduł zespołowych zajęć projektowych (moduł PBL).

Rysunek 1. Koncepcja programu studiów pierwszego stopnia (inżynierskich) na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy

Inne spojrzenie na program studiów na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy ilustruje rysunek 2. Termin „spirala PBL” oznacza, że na kolejnych semestrach (w ramach kolejnych modułów PBL) pogłębiane są kompetencje zdobyte na niższych semestrach w każdym z kluczowych dla systemów Internetu Rzeczy obszarów tematycznych.

Rysunek 2. Spirala PBL

W tabeli 1 pokazano nominalny plan studiów, rozumiany jako przewidywany harmonogram realizacji programu studiów w poszczególnych semestrach cyklu kształcenia, z zaznaczeniem grup przedmiotów oraz przedmiotów podlegających wyborowi przez studenta. Można zauważyć, że liczba przedmiotów w semestrze została ograniczona do 5 lub 6, co ułatwiło dobrą synchronizację ich treści.

Prowadzenie zajęć oraz metody weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta

W zestawie przedmiotów i innych modułów zajęć tworzących program studiów, a w szczególności w ramach modułów PBL, używane są różnorodne formy prowadzenia zajęć, integrujące w przemyślany sposób rozmaite techniki kształcenia. Warto w tym kontekście zauważyć, że nastawienie na zdobywanie wiedzy poprzez samodzielne wyszukiwanie informacji oraz ich krytyczną analizę, rozwiązywanie problemów i projektowanie w naturalny sposób ogranicza wymiar wykładów; w przedmiotach obowiązkowych stanowią one jedynie 23,6% godzin zajęć – wyraźnie mniej niż w przypadku innych programów studiów prowadzonych na Wydziale i na uczelni.

Tym zróżnicowanym formom prowadzenia zajęć odpowiadają rozmaite metody weryfikacji i oceny efektów uczenia się, przy czym:

• ze względu na dominację form kształcenia aktywizujących studentów, sprawdzanie wiedzy odbywa się często pośrednio – przez weryfikowanie umiejętności zastosowania tej wiedzy (do rozwiązania problemu, realizacji projektu itp.),
• „tradycyjne” sposoby weryfikacji efektów uczenia się przybierają w niektórych przypadkach nietradycyjną formę; przykładowo, egzamin przewidziany jako jedna z form weryfikacji efektów uczenia się w niektórych modułach PBL ma w tym przypadku formę „obrony” (w pewnej mierze – publicznej) zrealizowanego projektu.

Wyróżniająca cecha programu – moduły PBL

Realizacja modułów PBL odbywa się na początkowych semestrach zgodnie ze schematem CSI Google Lab Double Diamond, opartym na koncepcji Design Thinking. Schemat ten obejmuje trzy etapy:

• budowanie zespołu,
• definiowanie zadania (pierwszy komponent Double Diamond),
• projektowanie i implementacja (drugi komponent Double Diamond).

Moduły PLB są realizowane z użyciem dwóch podstawowych form zajęć (w przypadku obu tych form studenci pracują w zespołach kilkuosobowych):

• zajęcia zintegrowane – warsztaty tematyczne, odbywające się zwykle w formule dwóch 4-godzinnych spotkań w każdym tygodniu zajęć; w ramach każdego warsztatu (tematu) studenci realizują działania prowadzące do efektu, który jest mierzalny i podlega ocenie cząstkowej,
• zajęcia projektowe – tematy projektów są często inspirowane zagadnieniami zgłaszanymi przez otoczenie społeczno-gospodarcze; formuła regularnych spotkań kontrolnych jest dwojakiego rodzaju: raportowanie postępów na forum grupy studenckiej i konsultacje zespołu z opiekunem (opiekun sprawuje nadzór nad co najwyżej 3 zespołami); raport prezentujący wyniki projektu wraz z wnioskami i podsumowaniem jest podstawą do wystawienia oceny końcowej.

Sposób realizacji modułów PBL zilustrowany jest przykładem prowadzonego w semestrze 2 modułu PBL2 „Systemy Wbudowane i Oprogramowanie”. Tematyka zajęć dotyczy niskopoziomowego programowania w językach C, Python i MicroPython oraz komunikacji z czujnikami, tak aby zapewnić pełną kontrolę pracy czujników w czasie rzeczywistym z wchodzeniem procesora w stan uśpienia po zakończeniu pomiarów. Zespół prowadzący zajęcia współpracuje z wiodącymi firmami w branży elektronicznej, takimi jak Nordic Semiconductor, ST Microelectronics, Infineon, Keysight i Kamami. Większość nowoczesnego sprzętu w studenckim laboratorium sprzętowym pochodzi z darowizn od tych firm. Duże znaczenie ma przy tym fakt, że studenci mogą pracować na sprzęcie z aktualnej, najnowszej oferty producentów. Daje to słuszne poczucie stosowania wiodących rozwiązań technicznych. Wymienione firmy są zapraszane do prezentacji swoich produktów i prowadzenia warsztatów, a zaproszenia te są traktowane przez nie jako swoiste wyróżnienie.

Projekt jest prowadzony w małych, najczęściej 4-osobowych zespołach studenckich. Każdy zespół ma własnego tutora, co umożliwia bieżące kontakty i bezpośrednie wspieranie studentów w realizowanych przez nich zadaniach projektowych. Typowe zajęcia projektowe ilustruje fotografia 1. W celu ułatwienia studentom realizacji zadań warsztatowych i projektowych zespół prowadzący przedmiot opublikował podręcznik akademicki dotyczący zagadnień będących przedmiotem zajęć [5].

Fotografia 1. Zajęcia projektowe w ramach PBL2

W semestrze letnim roku akademickiego 2023/2024 w ramach przedmiotu PBL2 studenci realizują projekt „Stacja monitorowania jakości powietrza”. Projekt jest inspirowany problemami wentylacji w pomieszczeniach laboratorium sprzętowego. Projektowane rozwiązanie składa się z dwóch modułów: monitorowania w pomieszczeniu oraz monitorowania na zewnątrz. Jako platforma sprzętowa używane są płytki Raspberry Pi 4 i Raspberry Pi Pico W. Do monitorowania jakości powietrza w pomieszczeniu używane są głównie czujniki Sensirion SEN55 oraz Bosch BME688, natomiast na zewnątrz używany jest głównie zestaw Weather Meter Kit z płytką Enviro Weather firmy Pimoroni.

Prowadzony na kolejnym, trzecim semestrze moduł PBL3 „Komunikacja przewodowa i bezprzewodowa” został szczegółowo opisany w artykule zamieszczonym w czasopiśmie „Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania” [6].

Zajęcia prowadzone w ramach modułów PBL są wspomagane przez przedmioty techniczne z zakresu elektroniki, informatyki, telekomunikacji (w mniejszym stopniu – automatyki i robotyki), a także przedmioty rozwijające zrozumienie metodycznych i pozatechnicznych aspektów pracy inżyniera oraz służące kształtowaniu kompetencji „miękkich”. Taką funkcję pełni m.in. realizowany w pierwszej połowie 1 semestru przedmiot „Metodyczne aspekty działalności inżyniera”, zaprojektowany z intencją wyposażenia studentów w istotne kompetencje uniwersalne, przydatne w dalszym kształceniu.

Szczegółowe informacje o programie można znaleźć na stronie https://iot.pw.edu.pl. Znajduje się na niej m.in. materiał „Inżynieria Internetu Rzeczy: uczysz się, realizując projekty, czyli krótki przewodnik po programie studiów”, a także materiały multimedialne, które zostały użyte do promocji nowego programu studiów podczas Drzwi Otwartych PW.

Kontynuacja kształcenia – studia drugiego stopnia

Pierwsi absolwenci studiów pierwszego stopnia (studiów inżynierskich) na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy ukończyli ten etap nauki na początku 2024 roku. Z myślą o ich potrzebach, począwszy od semestru letniego roku akademickiego 2023/2024, realizowane są studia drugiego stopnia (studia magisterskie) na kierunku o tej samej nazwie. Mają one charakter „otwarty” – są skierowane także do absolwentów innych kierunków na Wydziale, na innych wydziałach PW i na innych uczelniach. W istocie, z pierwszej grupy osób przyjętych na wspomniane studia (w lutym 2024 r.), jedynie 38,9% stanowili absolwenci studiów pierwszego stopnia na tym kierunku.

W tabeli 2 zaprezentowano nominalny plan studiów drugiego stopnia na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy.

Studia te, czerpiąc z pozytywnych doświadczeń związanych z opracowaniem i realizacją studiów pierwszego stopnia, a w szczególności modułów PBL, wzbogacono o elementy (treści i formy realizacji zajęć) wynikające ze specyfiki studiów magisterskich (zorientowanie na rozwiązywanie problemów o charakterze badawczym). Jednocześnie stały się one „poligonem doświadczalnym” nowych rozwiązań, takich jak:

• eksperymentalna próba wdrożenia idei kształcenia przez rozwiązywanie problemów o wysoce interdyscyplinarnym charakterze poprzez współdziałanie studentów kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy ze studentami z innych wydziałów, kształcących się na kierunkach niezwiązanych z dyscyplinami reprezentowanymi na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych; w pierwszej edycji programu realizowana będzie współpraca ze studentami Wydziału Architektury, w szczególności w zakresie architektury informacyjnej (computational design) oraz projektowania uniwersalnego, realizującego koncepcję społeczeństwa włączającego, odpowiadającego potrzebom różnych grup społecznych (osób starszych, osób z niepełnosprawnościami itp.), a także współpraca ze studentami Wydziału Geodezji i Kartografii, w kontekście realizacji przez ten wydział inicjatyw związanych z projektami dotyczącymi inteligentnych miast (Smart City);
• ewolucyjne przechodzenie do realizacji części przedmiotów (wybranych form zajęć) z zastosowaniem metod i technik kształcenia na odległość, tak aby ułatwić studentom pogodzenie obowiązków związanych z kształceniem na studiach drugiego stopnia z powszechnie podejmowaną, zwłaszcza przez studentów kierunków szczególnie pożądanych na rynku pracy, pracą zawodową.

Inne warte odnotowania przedmioty, związane m.in. z charakterem studiów drugiego stopnia, to np.:

• specjalny przedmiot poświęcony metodologicznym podstawom prowadzenia badań naukowych, prowadzony w języku angielskim,
• specjalny przedmiot, zaplanowany wzorem programów studiów drugiego stopnia w uczelniach zagranicznych, o niesprecyzowanej a priori zawartości merytorycznej, stanowiący forum dyskusji z zaproszonymi gośćmi, reprezentującymi środowisko naukowe i otoczenie społeczno-gospodarcze uczelni, prezentującymi nowe osiągnięcia nauki i techniki związane z inżynierią Internetu Rzeczy oraz doświadczenia zdobyte w ramach przedsięwzięć biznesowych w tym obszarze,
• zestaw przedmiotów humanistyczno-społecznych ukierunkowanych na kreowanie postaw przedsiębiorczych i rozwijanie umiejętności zarządzania projektami, z uwzględnieniem ryzyka z tym związanego; taki zestaw stwarza absolwentom atrakcyjną możliwość zastosowania kompetencji zdobytych w trakcie studiów w celu utworzenia start-upu w oparciu o wyniki uzyskane w ramach jednego z dużych projektów zespołowych lub pracy dyplomowej, traktowanej jako preinkubator planowanego przedsięwzięcia o charakterze komercyjnym,
• ograniczenie liczby przedmiotów w poszczególnych semestrach i w całym cyklu studiów (priorytet ma głębokość i stopień zaawansowania zdobywanej wiedzy; projekt pojawia się w większości przedmiotów); ogólna liczba przedmiotów w 3-semestralnym cyklu kształcenia została ograniczona do 13 (liczba ta nie uwzględnia przedmiotów związanych z procesem dyplomowania), co ułatwiło dobrą synchronizację ich treści,
• zorientowanie na kształtowanie praktycznych umiejętności prowadzenia badań i rozwiązywanie problemów; w przedmiotach obowiązkowych (bez dyplomowania) 72,8% punktów ECTS jest związanych z zajęciami o charakterze praktycznym, głównie projektami,
• ograniczenie tradycyjnych metod weryfikacji osiąganych przez studentów efektów uczenia się na rzecz metod typowych dla kształcenia opartego na badaniach i realizacji projektów i – będąca pochodną tego podejścia – mała liczba egzaminów (jedynie 4 egzaminy z przedmiotów obowiązkowych programu),
• znaczna elastyczność, związana z wyborem przedmiotów oraz definiowaniem tematyki projektów.

Ocena i wnioski

Zaprezentowane w tym punkcie rozważania dotyczą studiów pierwszego stopnia, nie sposób bowiem ocenić studiów drugiego stopnia kilka miesięcy po ich uruchomieniu.

Studia cieszą się dużym zainteresowaniem kandydatów. Przykładowo, w roku 2020 zainteresowanie studiowaniem na nowym kierunku wykazało 928 kandydatów. Biorąc pod uwagę limit przyjęć (30 miejsc), oznacza to, że o jedno miejsce ubiegało się ponad 30 kandydatów. Z danych opublikowanych przez ówczesne Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego wynika, że były to wówczas studia najbardziej „oblegane” spośród wszystkich prowadzonych przez polskie uczelnie [7]. Zadziałał w tym przypadku zapewne „efekt nowości” i związany z tym brak informacji o progu przyjęć – liczbie punktów z egzaminu maturalnego zapewniającej przyjęcie w poprzedniej rekrutacji (dostępna w kolejnych latach informacja o wysokim progu zniechęciła prawdopodobnie pewną grupę kandydatów) oraz dość intensywna kampania informacyjno-promocyjna (specjalna strona www, aktywność podczas Drzwi Otwartych PW). Warto w tym kontekście wspomnieć, że obecnie istotną rolę w promocji studiów wśród potencjalnych kandydatów odgrywają członkowie studenckiego koła naukowego KOIoT i jego opiekunowie. Jedną z form tej promocji są zajęcia warsztatowe skierowane do uczniów ósmych klas szkół podstawowych i uczniów szkół średnich.

Ciekawych informacji dotyczących profilu studiujących dostarczają wyniki ankiet przeprowadzonych w połowie pierwszego semestru wśród studentów kolejnych roczników rozpoczynających kształcenie. Szczególnie interesujące są odpowiedzi na pytanie dotyczące innych uczelni, na które studenci zostali przyjęci, ale zrezygnowali z nich na korzyść Inżynierii Internetu Rzeczy. W tej dość licznej grupie (36% studiujących), oprócz dość oczywistych i oczekiwanych odpowiedzi (informatyka, automatyka i robotyka oraz inne kierunki prowadzone na uczelniach technicznych, informatyka i kierunki z dziedziny nauk ścisłych na uniwersytetach), zdarzają się odpowiedzi zaskakujące. Wymieniono m.in.: kierunek lekarski na WUM, ekonomię na UW oraz w SGH, prawo na UW, kognitywistykę na UW, Artes Liberales na UW, MISH na UW i UAM.

Wspomniane ankiety zawierają wysoce pozytywną ocenę programu studiów na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy. Ponad połowa (55%) studentów tego kierunku oceniła, że realizowane przez nich studia wyróżniają się pozytywnie spośród innych prowadzonych na Wydziale (nie było ocen negatywnych ani neutralnych; pozostali studenci uznali, że nie mają dostatecznej wiedzy, aby dokonać oceny) [8].

Równie pozytywne są opinie wyrażane przez studentów wyższych lat studiów; można je znaleźć na stronie www https://iot.pw.edu.pl.

Nie oznacza to braku możliwości doskonalenia programu i metod jego realizacji. Możliwości te dotyczą m.in.:

• szerszego współdziałania z „zewnętrzem akademickim” – wyjścia poza „teren” Wydziału i nawiązania współpracy z innymi wydziałami PW, a potencjalnie także z innymi środowiskami akademickimi: uczelniami i instytutami badawczymi;
• szerszego współdziałania ze sferą biznesu i administracji;
• zaadaptowania korzyści wynikających z możliwości realizacji kształcenia na odległość i kształcenia odwróconego [9], tak aby umożliwić studiującym pogodzenie kształcenia z obowiązkami wynikającymi z pracy zawodowej [10];
• wprowadzanie do procesu dydaktycznego metod i narzędzi sztucznej inteligencji, w szczególności – generatywnej sztucznej inteligencji; warto przy tym kontekście zwrócić uwagę, że przyjęty w modułach PBL model weryfikacji efektów uczenia się, w którym istotną rolę odgrywają prototypy fizycznych obiektów zawierających istotny komponent sprzętowy, tworzy warunki do stosowania liberalnych zasad korzystania przez studentów z narzędzi typu chatGPT – trudno oczekiwać bowiem, że narzędzia te wykonają „za studenta” projekt i prototyp systemu zawierającego rozwiązania z zakresu Internetu Rzeczy;
• nadanie kształceniu bardziej międzynarodowego charakteru, m.in. przez wprowadzanie do oferty większej liczby zajęć prowadzonych w języku angielskim, a także zachęcanie studentów do korzystania z oferty uczelni zagranicznych i innych instytucji oferujących usługi edukacyjne;
• oferowanie mikroprogramów prowadzących do uzyskania mikropoświadczeń [11], związanych m.in. z wybranymi obszarami zastosowań Internetu Rzeczy.

Zakończenie

Program studiów na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy jest w istotny sposób różny od pozostałych programów studiów oferowanych przez PW, a także inne polskie uczelnie. Jego unikatowość (innowacyjność) ma dwa wymiary:

• zakres tematyczny, cele i efekty uczenia się – według wiedzy autorów w żadnej z polskich uczelni publicznych nie są jeszcze prowadzone studia pierwszego stopnia dotyczące tej tematyki,
• koncepcja realizacji (innowacyjna struktura) programu studiów, którą wyróżnia realizowany na semestrach 1–6 moduł zespołowych zajęć projektowo-warsztatowych o znacznym wymiarze, prowadzonych zgodnie z koncepcją PBL – według wiedzy autorów, taki model kształcenia, stanowiący innowacyjne przedsięwzięcie w okresie tworzenia programu, nadal nie jest jeszcze realizowany w żadnej innej z polskich uczelni technicznych.

Wcześniej przytoczone fakty i opinie uzasadniają tezę, że opracowanie i realizacja tego programu stanowi udany eksperyment w sferze kształcenia, który powinien być kontynuowany i rozpowszechniony.

Inicjatywa uruchomienia studiów na kierunku Inżynieria Internetu Rzeczy stanowi ponadto istotny – także z punktu widzenia wizerunkowego – krok w kierunku unowocześnienia i uatrakcyjnienia oferty kształcenia na Politechnice Warszawskiej, a zwłaszcza poprawy stopnia jej dopasowania do potrzeb nowoczesnej gospodarki i społeczeństwa korzystającego w coraz większym stopniu z dobrodziejstw, jakie niosą rozliczne zastosowania Internetu Rzeczy.

Andrzej Kraśniewski, Instytut Telekomunikacji, Politechnika Warszawska
Henryk A. Kowalski, Instytut Informatyki, Politechnika Warszawska

Materiały źródłowe:

• Rynek Internetu Rzeczy w Polsce. Analiza rynku i prognozy rozwoju na lata 2023-2028, PMR Market Experts, https://mypmr.pro/products/rynek-internetu-rzeczy-w-polsce [dostęp: 4.04.2024]
• E. Mäkiö-Marusik, „Current trends in teaching cyber physical systems engineering: A literature review”, 2017 IEEE 15th International Conference on Industrial Informatics, Emden, Germany, 2017, pp. 518-525, doi: 10.1109/INDIN.2017.8104826
• W. B. Daszczuk, K. Gracki, H. Kowalski, G. Mazur, A. Skorupski, Z. Szymański, Inżynieria systemów Internetu Rzeczy. Sprzęt i oprogramowanie, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2021, ISBN: 978-83-8156-269-0
• P. Korpas, „Wnioski z zastosowania metody nauczania projektowego na przedmiocie Komunikacja przewodowa i bezprzewodowa”, „Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania”, 2022, vol. 63, nr 12, str. 17–21, DOI: 10.15199/13.2022.12

Przypisy:

1. Rynek internetu rzeczy w Polsce. Analiza rynku i prognozy rozwoju na lata 2023–2028, PMR Market Experts, https://mypmr.pro/products/rynek-internetu-rzeczy-w-polsce
2. Nakład pracy studenta związany z tym jednym przedmiotem stanowi zatem, najczęściej 40% semestralnego nakładu pracy studenta związanego z realizacją programu studiów.
3. E. Mäkiö-Marusik, „Current trends in teaching cyber physical systems engineering: A literature review”, 2017 IEEE 15th International Conference on Industrial Informatics (INDIN), Emden, Germany, 2017, pp. 518–525, doi: 10.1109/INDIN.2017.8104826
4. Przykładowo, na platformie Coursera (https://www.coursera.org/courses?query=iot [dostęp 12.03.2023]) można znaleźć 170 programów mających w nazwie ‘IoT’, oferowanych głównie przez renomowane uczelnie amerykańskie i azjatyckie, a także komercyjnych dostawców usług edukacyjnych
5. W. B. Daszczuk, K. Gracki, H. Kowalski, G. Mazur, A. Skorupski, Z. Szymański, Inżynieria systemów internetu rzeczy. Sprzęt i oprogramowanie, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2021, ISBN: 978-83-8156-269-0
6. P. Korpas, „Wnioski z zastosowania metody nauczania projektowego na przedmiocie Komunikacja przewodowa i bezprzewodowa”, „Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania”, 2022, vol. 63, nr 12, str. 17-21, DOI: 10.15199/13.2022.12
7. https://www.gov.pl/
8. Ocenę tę należy rozpatrywać w kontekście faktu, że studia na wszystkich pozostałych kierunkach prowadzonych na Wydziale w rankingu kierunków technicznych miesięcznika „Perspektywy” od lat zajmują miejsca na podium, w większości przypadków na jego najwyższym stopniu
9. Elementy kształcenia odwróconego, polegającego na przeniesieniu „do domu” procesów służących zdobywaniu przez studenta wiedzy (realizowanych tradycyjne na uczelni w formie wykładu) i przeznaczeniu zajęć na uczelni przede wszystkim na realizację – przy odpowiednim wsparciu ze strony kadry akademickiej – zajęć o charakterze warsztatowym i projektowym, są istotnym komponentem realizacji modułów PBL. Studenci kierunku IIR są więc przyzwyczajeni do tej formy prowadzenia procesu kształcenia
10. Badania pokazują, że większość studentów wyższych lat studiów pierwszego stopnia i podejmujących studia drugiego stopnia pracuje, często na pełnym etacie
11. Możliwości takie stwarza Zarządzenie Rektora PW z dnia 6 listopada 2023 r. w sprawie uzyskiwania mikropoświadczeń w wyniku realizacji mikroprogramów w Politechnice Warszawskiej