張偉龍 李榮嫻 于濤 河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

一、研究背景

1.電子信息類專業(yè)實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)狀

電子信息專業(yè)群以軟件技術(shù)專業(yè)為核心，以移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字媒體應(yīng)用技術(shù)專業(yè)為基礎(chǔ)，拓展云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)方向。專業(yè)課程重合科目較多，實(shí)訓(xùn)室分項(xiàng)功能多樣、負(fù)擔(dān)繁重，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)投入成本大，且設(shè)備更新?lián)Q代較快，維護(hù)成本高。實(shí)訓(xùn)過(guò)程數(shù)據(jù)難以存儲(chǔ)，實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)無(wú)法接入校園大數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，以至于大量信息不能共享。實(shí)訓(xùn)室利用率偏差較大，有的實(shí)訓(xùn)室利用率很高、機(jī)器負(fù)擔(dān)過(guò)大、頻發(fā)出錯(cuò)，而有的實(shí)訓(xùn)室利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.學(xué)生現(xiàn)狀分析

目前職業(yè)院校信息類專業(yè)學(xué)生規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生質(zhì)量參差不齊，學(xué)生來(lái)源多樣。有參加普通高考的，有通過(guò)單招聯(lián)考的，還有中職3+2、五年一貫制等多種形式考試進(jìn)入職業(yè)院校信息類專業(yè)學(xué)習(xí)。這些學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、專業(yè)認(rèn)知、思維能力、接受能力、自控能力都不一樣，他們?cè)趯?shí)訓(xùn)操作練習(xí)時(shí)，掌握程度，實(shí)訓(xùn)效果難以全面有效的反映給指導(dǎo)老師。學(xué)校對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)也沒(méi)有相應(yīng)的視頻記錄和分析措施。不能有效的根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，難以實(shí)現(xiàn)差異化管理，缺乏實(shí)時(shí)評(píng)判和糾錯(cuò)機(jī)制。

3.信息技術(shù)的發(fā)展

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。教學(xué)、實(shí)訓(xùn)過(guò)程中海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資需要使用大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析、判斷，為決策者提供服務(wù)。傳統(tǒng)的服務(wù)器架構(gòu)已無(wú)法支持大量的數(shù)據(jù)抓取、存儲(chǔ)、分析和展現(xiàn)工作。而云計(jì)算技術(shù)的興起完全的填補(bǔ)了該問(wèn)題，通過(guò)利用云計(jì)算的高可擴(kuò)展性、便捷的部署方式、便捷的管理方式來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的快速有效部署。

二、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容

搭建、實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的全天候開(kāi)放型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生線上線下主動(dòng)式學(xué)習(xí)。并將學(xué)情數(shù)據(jù)傳送至校園大數(shù)據(jù)中心，分析學(xué)生特點(diǎn)、設(shè)置專業(yè)課程及難度。從學(xué)生個(gè)體差異出發(fā)，推送個(gè)性化教學(xué)目標(biāo)、實(shí)訓(xùn)方案，探索、實(shí)踐并形成以學(xué)生為中心的新型個(gè)性化教學(xué)模式。將電子信息專業(yè)群所使用的軟件集成到私有云服務(wù)器上，通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)云端構(gòu)建實(shí)訓(xùn)環(huán)境，訪問(wèn)一體化教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息化與教學(xué)實(shí)訓(xùn)的深度融合。構(gòu)建專業(yè)群核心課程教學(xué)資源庫(kù)，包含教學(xué)大綱、視頻資源、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)、實(shí)訓(xùn)代碼和數(shù)據(jù)、綜合實(shí)訓(xùn)等一系列教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源，全方位解決“教、學(xué)、做”過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。

課程建設(shè)：運(yùn)用相關(guān)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)深入研究教師、學(xué)生等各教學(xué)主體之間的特性，挖掘各教學(xué)主體之間相互作用的內(nèi)在規(guī)律，構(gòu)建教學(xué)主體之間相互作用的演化模型，分析演化過(guò)程的動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性，準(zhǔn)確掌握學(xué)生在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中對(duì)知識(shí)的掌握程度、學(xué)習(xí)習(xí)慣等，依據(jù)職業(yè)崗位對(duì)人才需求的變化并對(duì)人才培養(yǎng)方案、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修訂與調(diào)整，形成學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)。整合原有開(kāi)發(fā)語(yǔ)言課程，針對(duì)電子信息專業(yè)群特點(diǎn)和大數(shù)據(jù)適用原則，側(cè)重開(kāi)發(fā)軟件應(yīng)用較多的專業(yè)課，如程序設(shè)計(jì)類課程、數(shù)據(jù)庫(kù)類課程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類課程。

（5）資源共享差。各校院、學(xué)科、企業(yè)之間因管理、資金、產(chǎn)權(quán)保護(hù)等因素限制，導(dǎo)致仿真平臺(tái)共享較差。多數(shù)仿真平臺(tái)僅服務(wù)于校內(nèi)電腦終端、特定用戶，未能面向社會(huì)用戶開(kāi)放。多數(shù)平臺(tái)無(wú)法通過(guò)手機(jī)、IPAD等移動(dòng)客戶端隨時(shí)隨地鏈接實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放方式不靈活。

綜合實(shí)踐模式建設(shè)：為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng), 以能力培養(yǎng)為主線構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，根據(jù)一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)所記錄的學(xué)生各個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析學(xué)情特征，科學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)大綱、調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，創(chuàng)新性的分配個(gè)性化實(shí)訓(xùn)任務(wù)。由系統(tǒng)平臺(tái)推送與學(xué)生自主選擇相結(jié)合確定實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 ,在視頻資源指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)全過(guò)程提升學(xué)生的自主實(shí)訓(xùn)積極性，增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的能力，確保學(xué)生在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中得到充分的基本技能和創(chuàng)新能力訓(xùn)練。

三、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)架構(gòu)和功能特點(diǎn)

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)為電子信息專業(yè)群綜合性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，是所有模塊的核心母平臺(tái),分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和用戶層。

1.基礎(chǔ)層：基礎(chǔ)層主要包括通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施、校園局域網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)三部分。通過(guò)對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化，為實(shí)訓(xùn)平臺(tái)用戶提供及時(shí)、高速、可靠的計(jì)算、存儲(chǔ)和軟件實(shí)訓(xùn)資源，從而提供服務(wù)器利用率，降低運(yùn)營(yíng)成本、節(jié)約資源。

2.數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要包括基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻資源數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)訓(xùn)過(guò)程資源數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)、共享資源數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)匯聚信息、整合資源，建設(shè)相關(guān)的專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，再運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、挖掘分析，為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐，為教學(xué)管理和個(gè)性化學(xué)習(xí)科學(xué)依據(jù)。

3.應(yīng)用層：應(yīng)用層為各類需求提供統(tǒng)一的功能支持和安全保障，主要包括面向需求的應(yīng)用提供統(tǒng)一的功能支持，包括各類應(yīng)用系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)資源管理系統(tǒng)：動(dòng)態(tài)調(diào)整、動(dòng)態(tài)搭建實(shí)訓(xùn)環(huán)境，根據(jù)需求創(chuàng)建教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)環(huán)境。包括人才培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、課程規(guī)劃、視頻學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)操作、過(guò)程數(shù)據(jù)、課程代碼、過(guò)程考核、考試成績(jī)、質(zhì)量評(píng)價(jià)等。

虛擬機(jī)管理系統(tǒng)：動(dòng)態(tài)分配實(shí)訓(xùn)資源，動(dòng)態(tài)分發(fā)計(jì)算任務(wù)，管理任務(wù)，可視化資源等。

實(shí)訓(xùn)測(cè)試管理系統(tǒng)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程在線進(jìn)行課程實(shí)訓(xùn)考核，實(shí)現(xiàn)老師在后臺(tái)進(jìn)行班級(jí)管理和試卷的一鍵添加、查看、刪除的統(tǒng)一化管理。

教師管理系統(tǒng)：教師管理系統(tǒng)支持角色權(quán)限自由分配和按需分配角色，如：專業(yè)負(fù)責(zé)人管理員、課程管理員、項(xiàng)目組管理員、實(shí)驗(yàn)小組組長(zhǎng)，學(xué)生等角色的動(dòng)態(tài)管理，每種角色權(quán)限范圍可隨客戶需求現(xiàn)場(chǎng)修改。管理內(nèi)容可自由選擇和定制。

學(xué)生練習(xí)系統(tǒng)：學(xué)生可以查看實(shí)訓(xùn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的存在問(wèn)題，如重點(diǎn)步驟、易錯(cuò)題、正確率等。該模塊提供實(shí)訓(xùn)步驟查看、過(guò)程提交、測(cè)試考試、自動(dòng)評(píng)分等，根據(jù)教師事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)答案自動(dòng)評(píng)分，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)所有學(xué)生的得分情況并提供可視化成績(jī)報(bào)表。

質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)：主要是對(duì)實(shí)訓(xùn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和匯總分析，建立監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)時(shí)計(jì)算出每個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的結(jié)果值，根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，得出同類型的指標(biāo)排名分析，以便于后續(xù)的改進(jìn)。

4.用戶層：主要包括管理員、教師和學(xué)生。用戶使用計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電腦、智能手機(jī)和其它電子終端等等設(shè)備，可以在實(shí)訓(xùn)室、宿舍、圖書(shū)館等符合網(wǎng)絡(luò)接入要求的地方訪問(wèn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

四、建設(shè)成效

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)依據(jù)信息專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，主要從平臺(tái)管理、課程資源管理、學(xué)習(xí)管理三個(gè)方面，解決實(shí)訓(xùn)管理、學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)質(zhì)量診斷與改進(jìn)三大難題。該平臺(tái)能夠?qū)?shí)訓(xùn)任務(wù)全程記錄，依據(jù)指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行診斷分析，多維度展示結(jié)果，形成診改報(bào)告，便于持續(xù)改進(jìn)。