郭 靜

公共實訓基地的信息化和智能化建設(shè)是指教師、受訓人員、相關(guān)企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)用信息技術(shù)、信息資源、大數(shù)據(jù)分析等推動教學發(fā)展和改革，從而提高教學質(zhì)量，改善教學方法，形成適應(yīng)信息化社會要求的人才培養(yǎng)模式和新型教育體制，滿足時代和社會需求以及學生個體本身發(fā)展需求的過程。在我國大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+”與“中國制造2025”的大背景下公共實訓基地信息化與智能化建設(shè)的討論顯得尤為重要。

一、公共實訓基地信息化與智能化建設(shè)中存在的問題

公共實訓基地是由政府、職業(yè)院校、行業(yè)企業(yè)等單獨或聯(lián)合創(chuàng)辦的實習實訓場所。不管何種形式，它都應(yīng)在政府主導下，以企業(yè)為主體，學校為基礎(chǔ)多元化合作型的新型培訓機構(gòu)，具有公共性、職業(yè)性、公益性、開放性等特點。公共實訓基地通過教育資源共享來快速實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，或者是利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突破時空限制，實現(xiàn)資源共享。但在實踐中公共實訓基地信息化建設(shè)也仍然存在著許多亟須解決的問題。

（一）公共實訓基地信息化基礎(chǔ)設(shè)施條件還比較薄弱

公共實訓基地的大部分資金用于校舍和設(shè)備投資，用于投資信息化設(shè)施的資金極其有限。公共實訓基地信息化設(shè)施基本停留在校園網(wǎng)和一般的機房建設(shè)層面上，對于信息化教學資源、專業(yè)實驗信息化設(shè)備、電子圖書館和智慧實訓等的建設(shè)幾乎是空白。

（二）信息化資源建設(shè)還停留在初級階段，智能化資源明顯不足

相對于經(jīng)濟社會的發(fā)展，大部分公共實訓基地的信息化建設(shè)較為滯后，信息化資源建設(shè)稀缺。大部分僅僅完成網(wǎng)站建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)學習資源以文字為主，網(wǎng)絡(luò)課程、學科課件、視頻資源和電子圖書等相對來說非常稀少，具有智能化特征的資源較為稀少。

（三）公共實訓基地教師信息化能力相對不足

從總體上看，公共實訓基地教師信息素養(yǎng)普遍比較薄弱，在信息化社會條件下，部分教師，教學觀念保守、教學方法老套、教學模式單一，信息技術(shù)掌握不足、信息意識淡薄、信息知識有限，不能很好地將信息技術(shù)融入自己的教學實踐。

（四）信息化與智能化應(yīng)用水平不高

在許多公共實訓基地，信息化應(yīng)用僅僅停留在教學內(nèi)容的展示上，沒有體現(xiàn)出信息技術(shù)與實訓課程的實質(zhì)性整合以及智能化教學的特點，職業(yè)教育內(nèi)容的實踐性、專業(yè)性、應(yīng)用性、操作性和技能性很強，信息技術(shù)的應(yīng)用尚無法體現(xiàn)這些特點。

針對以上問題，公共實訓基地信息化與智能化建設(shè)必須提出有效的信息化建設(shè)方案，落到實處，切實提升公共實訓基地信息化和智能化水平。

二、公共實訓基地信息化建設(shè)的目標

（一）實現(xiàn)公共實訓資源的智能化、自動化管理

隨著公共實訓工作的逐步推廣以及職業(yè)教育“面向人人”理念的深入人心，未來的公共實訓必將成為多數(shù)人的共同選擇，其管理必將越來越復雜。通過公共實訓基地的信息化與智能化建設(shè)可以使許多管理進入智能化、自動化的良性軌道，提高管理實效，推動公共實訓工作的健康發(fā)展。

（二）實現(xiàn)信息技術(shù)與技能教學的整合

在技能教學實踐中，應(yīng)注意根據(jù)職業(yè)學校學生基礎(chǔ)較差、學習習慣不好、學習的興趣不濃厚等特點，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，創(chuàng)設(shè)生動的知識情境，將抽象的知識形象化，有效縮短學生原有知識與新知識之間、原有技能與新技能之間的距離，使學生感受知識與技能的形成過程，對學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)起到積極的推動作用。

（三）積累數(shù)字化技能教學與學習資源

信息和教育資源建設(shè)是教育信息化的核心內(nèi)容之一，資源共享是信息技術(shù)教學的最基本特征之一。因此，建立豐富的資源庫，為教師備課、上課及學生自主學習創(chuàng)造條件尤為重要。通過信息技術(shù)資源庫使教師和學生充分利用免費資源，從而大大方便教師教學和學生學習。

（四）顛覆傳統(tǒng)的技能教學與學習模式

通過引入信息技術(shù)與智能技術(shù)，可以實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂、技能訓練的自我監(jiān)控、理實一體等教學與學習模式的顛覆式創(chuàng)新，更好地實現(xiàn)學校與受訓人員、企業(yè)與受訓人員、學校與企業(yè)之間的深度溝通。

三、公共實訓基地信息化和智慧實訓中心的建設(shè)內(nèi)容

從硬件層面來說，把感應(yīng)器嵌入和裝備到教室、圖書館、餐廳、停車場、校門、實驗室、會議室、校車和宿舍樓等各樓宇物體、區(qū)域并連接它們，形成“物聯(lián)網(wǎng)”。并通過“校園網(wǎng)”利用“超級計算機”和“云計算服務(wù)中心”將“物聯(lián)網(wǎng)”和“軟件應(yīng)用系統(tǒng)平臺”整合起來，實現(xiàn)通信服務(wù)、教學工作、學習活動、安全管理工作與學校設(shè)施的整體結(jié)合。

從軟件層面來說，智慧實訓中心是數(shù)字化技能實訓升級到一定階段的表現(xiàn)，利用云計算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)來改變教育信息資源建設(shè)方式?！爸腔蹖嵱栔行摹笔紫纫幸粋€統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，要擁有有線與無線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；其次，要有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺和綜合信息服，構(gòu)建智慧實訓中心。

（一）公共實訓管理系統(tǒng)建設(shè)

公共實訓一般被認為是面向社會公眾開放的實訓形式，因此，公共實訓基地的首要任務(wù)是建設(shè)一個對公眾友好的管理平臺，人們可以非常方便地在這個平臺上選擇實訓項目，形成自己感興趣的實訓課程，教師也可以方便地利用這個平臺開展實訓項目開發(fā)、課程開發(fā)和實訓效果評估等工作，管理者也可以方便地獲得有關(guān)實訓的管理信息。

（二）三維、互動數(shù)字化實訓學習資源庫建設(shè)

傳統(tǒng)的數(shù)字化教學資源建設(shè)多以教學視頻、平面動畫等為內(nèi)容，特定平臺為載體。其缺陷在于使用體驗不佳，目標受眾偏向教師而非學生，難以實現(xiàn)跨平臺訪問等。我們建議，公共實訓基地應(yīng)突破傳統(tǒng)教學資源庫建設(shè)的不足，開展三維、互動的數(shù)字化學習資源建設(shè)。

1.建設(shè)學習資源庫。利用認識科學的最新進展，從學習角度設(shè)計學習用的數(shù)字化資源，把以“課”為單位的教學資源轉(zhuǎn)化為以“知識點”為單位的學習資源，使學習資源真正具備模塊化特征，以利學生根據(jù)自身學習需求搭建個性的學習資源群。

2.開發(fā)三維、互動學習資源。為什么老師開發(fā)了大量的二維資源，但學生卻不去加以利用？其中一個原因在于這些二維資源過去簡單，多數(shù)只能展示技能的操作過程，許多技術(shù)與技能細節(jié)無法得到充分展示。而三維的、互動的資源在很大程度上能夠克服這一不足，使學習具有更多的趣味性，目前有些公共實訓基地利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)或現(xiàn)實增強技術(shù)開發(fā)的三維教學組件就獲得了學生的好評。

3.建設(shè)跨平臺的訪問與推送系統(tǒng)。手機、平板電腦已經(jīng)成為青年學生和青年工人最常用的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，傳統(tǒng)的電腦正在漸漸失去青年人的青睞。公共實訓基地應(yīng)大力建設(shè)跨平臺的訪問與推送系統(tǒng)，真正實現(xiàn)學習的“泛在化”。

（三）數(shù)字化技能教室建設(shè)

1.建設(shè)微格技能錄播系統(tǒng)。傳統(tǒng)的錄播系統(tǒng)主要針對教師的教，操作技能錄播系統(tǒng)則主要針對學生的學，即把鏡頭對準正在開展技能操作的學生，完整記錄學生的操作過程和操作細節(jié)，在學生完成操作后向?qū)W生進行回放，在老師或同伴的講解、分析下查找操作上的不足，以改進操作過程。這就要求技能教室中采用高清攝像系統(tǒng)，并通過主控中心實現(xiàn)對多間常態(tài)化錄播教室教師視頻、學生視頻、教師計算機VGA信號的多畫面實時集中錄制，實現(xiàn)學校對多間教室大規(guī)模優(yōu)質(zhì)精品課件資源的網(wǎng)絡(luò)共享。

2.建設(shè)虛實結(jié)合實訓系統(tǒng)。大多數(shù)公共實訓基地都建設(shè)了一定數(shù)量的虛擬實訓中心，但實訓效果卻并不能令人滿意，究其原因，很重要的一點是虛擬實訓無法提供真實的學習體驗，“怎么看都是假的”。[1]比較理想的解決路徑是，結(jié)合虛擬系統(tǒng)的綜合性、易獲得的優(yōu)勢和真實設(shè)備的可體驗性特征打造虛實結(jié)合的實訓系統(tǒng)，如以觸控技術(shù)帶動學習體驗，讓學生在設(shè)備上通過真實的點、劃、拍打等動作模仿真實操作，或為實訓專門設(shè)計開發(fā)半功能的專用設(shè)備，這樣把大部分功能放在虛擬設(shè)備上，少部分可產(chǎn)生體驗的功能放在真實設(shè)備上，讓學生獲得震動、力反饋等感官刺激，觀察到真實的物理運動。

3.開展技能學習數(shù)字化評測。通過攝像頭對實訓教室進行遠程評估，支持全方位、立體化、跨校區(qū)多畫面遠程觀摩與評估；鼓勵教室通過手機等終端對學生的課堂表現(xiàn)開展實時評估，通過系統(tǒng)資源平臺自帶的點評評分模板或者自建評分模板，實現(xiàn)對教師教學目標、教學方法、教學內(nèi)容等的量化評分和對學生的學習狀態(tài)、學習效果的實時評價。

4.建設(shè)基于數(shù)字化技能教室的技能社區(qū)。技能教室以現(xiàn)代教育理論為基礎(chǔ)，結(jié)合公共實訓基地的信息環(huán)境，利用先進的多媒體信息技術(shù)，通過主控中心完成的網(wǎng)絡(luò)集中管理與控制，可以實現(xiàn)實訓基地內(nèi)班級間、實訓項目組間以及實訓基地間的信息互聯(lián)，在條件許可時，甚至可以形成實訓基地與遠程的學生、家長或企業(yè)之間的互聯(lián)互通，從而形成一個多元、立體的技能學習社區(qū)。

（四）智慧實訓中心建設(shè)

1.建設(shè)課堂行為分析系統(tǒng)。在操作技能錄播的基礎(chǔ)上，引入行為分析技術(shù)，實現(xiàn)對學生操作行為或課堂行為的自動分析，自動形成報表，實現(xiàn)實時反饋，以利學生自主糾正。在可能的條件下，還可與手環(huán)等智能穿戴設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)。

2.開展基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能實訓。在實訓基地大范圍開展基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化改造，為實訓設(shè)備加裝溫度、速度等感應(yīng)元件，為基地室內(nèi)外加裝室溫、光線強度、空氣質(zhì)量等監(jiān)控設(shè)備，為開展實訓的人員提供動作抓取的設(shè)備，從而實現(xiàn)實訓設(shè)備之間、實訓人員之間以及實訓設(shè)備與人之間的信息聯(lián)通。

3.建設(shè)基地內(nèi)部的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。通過上述手段獲得的數(shù)據(jù)將是海量的，只有通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才能真正實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的有效利用。通過大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)可以實現(xiàn)對學生學習狀態(tài)的實時監(jiān)控和學習行為的實時分析，對教師的教學模式、教學實效的即時診斷與建議，對實訓設(shè)備健康狀態(tài)的實時監(jiān)控與管理。[2]

通過上述手段，可以形成智慧實訓中心的五級架構(gòu)，具體見圖1。

第一層是流程分析層。對實訓過程中的活動內(nèi)容、人員狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)和耗材狀態(tài)進行分析，從中篩選出相關(guān)指標，如人員信息、設(shè)備開關(guān)機狀態(tài)、耗材使用量等，并設(shè)立相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集點。

第二層是數(shù)據(jù)采集層。針對不同的指標選擇合適的方式和粒度進行數(shù)據(jù)采集。如人員信息可通過賬號密碼或掃描條形碼進行采集，設(shè)備開關(guān)機狀態(tài)可應(yīng)用電力測量儀進行實時監(jiān)測，耗材信息可采用掃碼槍讀取等。

第三層是數(shù)據(jù)存儲層。通過數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行存儲和管理。

第四層是數(shù)據(jù)分析層。這一層包含常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計活動，如計算百分率，均值，方差等。通過繪制變化曲線，把數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)以直觀、友好的方式呈現(xiàn)。

第五層是數(shù)據(jù)挖掘?qū)?。這一層試圖找出不同數(shù)據(jù)之間相關(guān)性，進而發(fā)現(xiàn)不同活動之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)其中潛在的規(guī)律，為教學管理、設(shè)備管理等提供決策支持。

從公共實訓基地信息化與智能化建設(shè)的現(xiàn)實來看，實現(xiàn)高水平公共實訓的相關(guān)技術(shù)都出現(xiàn)或正在走向成熟，但很少有基地能夠根據(jù)公共實訓特點開展有針對性、前瞻性、系統(tǒng)性的“集成創(chuàng)新”，公共實訓基地信息化與智能化建設(shè)的道路還很漫長。

圖1 智慧實訓中心架構(gòu)

[1]趙秋錦,楊現(xiàn)民,王帆.智慧教育環(huán)境的系統(tǒng)模型設(shè)計[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（10）：46－49.

[2]湯優(yōu)，李嘉偉，李丹，張徐昕.“互聯(lián)網(wǎng)+”下的智慧教室設(shè)計研究[J].軟件導刊(教育技術(shù))，2017（7）：88.