摘要:中等職校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)方案的研發(fā),是在“互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育背景下,為貫徹落實國務(wù)院“職教20條”精神,對接區(qū)域智慧企業(yè)(行業(yè))快速發(fā)展的需求。江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校在“中等職校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”開發(fā)的基礎(chǔ)上,對智慧實訓(xùn)基地建設(shè)方案的設(shè)計思路、實施基礎(chǔ)、系統(tǒng)設(shè)計、研發(fā)過程等方面進(jìn)行了一系列的實踐與思考,為同類學(xué)校智慧實訓(xùn)基地的有效建設(shè)提供了具有一定參考價值的研究成果。
關(guān)鍵詞:中等職業(yè)學(xué)校;智慧實訓(xùn)基地;建設(shè)方案;研發(fā)實施;實踐探索
中圖分類號:G717 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9094-(2021)10C-0066-05
為了深入實施國家教育信息化2.0行動計劃,更好地貫徹“職教20條”提出的適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”發(fā)展需求,進(jìn)一步落實《江蘇省職業(yè)教育質(zhì)量提升行動計劃(2020—2022年)》精神,加強職業(yè)學(xué)校的基礎(chǔ)能力建設(shè),江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校課題研究項目組基于調(diào)研、查詢、分析和論證,通過校企深度融合,協(xié)同開發(fā)了《江蘇省職業(yè)學(xué)校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(試用版)》。為了使“建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”對接區(qū)域智慧企業(yè)(行業(yè))快速發(fā)展,項目組還組織編制了《中等職校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)的實施方案》(以下簡稱方案),使“建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”生根落地,更好地促進(jìn)了中等職業(yè)學(xué)校實訓(xùn)基地的提檔升級。
一、方案的設(shè)計思路
為了切實有效地做好“智慧實訓(xùn)基地”建設(shè)工作,學(xué)校至少要在三個方面筑牢根基。第一,建立相應(yīng)的組織機構(gòu),認(rèn)真領(lǐng)會《江蘇省職業(yè)學(xué)校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》6個一級指標(biāo)、16個二級指標(biāo)和46個三級指標(biāo)的內(nèi)涵,并選擇學(xué)校已通過評估驗收的現(xiàn)代化實訓(xùn)基地進(jìn)行分析,找出需要添置與升級的項目。第二,開展相關(guān)調(diào)研并進(jìn)行認(rèn)真分析,清晰認(rèn)識到學(xué)校創(chuàng)建的智慧實訓(xùn)基地不僅要服務(wù)本校相應(yīng)專業(yè)的中職專業(yè)群,更要延伸服務(wù)到本校相應(yīng)專業(yè)的高職專業(yè)群,對周邊兄弟學(xué)校起到示范輻射和服務(wù)作用,并能較好地對接區(qū)域智慧企業(yè)(行業(yè))的產(chǎn)品和服務(wù)域。第三,建設(shè)強有力的保障機制。學(xué)校將智慧實訓(xùn)基地建設(shè)列為重點項目,設(shè)計了長期的較為翔實的實施方案,并有足量資金保障和政策支撐。
二、方案的實施基礎(chǔ)
智慧實訓(xùn)基地以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),以AR、VR、MR技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)為核心,以移動互聯(lián)、人工智能、云計算和數(shù)據(jù)分析為支撐,通過多平臺的信息協(xié)同傳遞方式提供實時雙向交互,具有線上線下融合的混合式學(xué)習(xí)與管理的教育特征。因此,要具備一定的建設(shè)基礎(chǔ)。第一,創(chuàng)建的“智慧實訓(xùn)基地”應(yīng)是已驗收通過的省現(xiàn)代化實訓(xùn)基地,學(xué)校應(yīng)是在建的省智慧校園建設(shè)單位。第二,實訓(xùn)基地設(shè)備設(shè)施能夠滿足甚至高于中職專業(yè)群及高職專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求,對接1+X證書的考核。第三,有線、無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋、全接入,萬兆帶寬到基地,百兆帶寬到工位,擁有功能完備的網(wǎng)絡(luò)運維管理平臺,核心設(shè)備具有信息采集點,并配備足量的智能終端。
功能實訓(xùn)室可分為基礎(chǔ)實驗室、專用實訓(xùn)室和綜合項目實訓(xùn)中心,實訓(xùn)室數(shù)量與功能必須滿足或高于中高職專業(yè)人才培養(yǎng)方案和智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,如機電類專業(yè)功能實訓(xùn)室有鉗工實訓(xùn)室、機械加工實訓(xùn)室、機械拆裝實訓(xùn)室、機械測繪實訓(xùn)室等18種實訓(xùn)室;另外還需配備虛擬仿真實訓(xùn)室、職業(yè)體驗中心、數(shù)字化實訓(xùn)室和機房。設(shè)備數(shù)量和設(shè)備總值可以依據(jù)學(xué)生數(shù)確定,具體參照省中職、高職人才培養(yǎng)方案中設(shè)備配置要求,設(shè)備先進(jìn)性與區(qū)域企業(yè)要求基本吻合。至于實訓(xùn)場所的信息化設(shè)施、師資隊伍、教學(xué)資源、管理平臺和虛擬仿真環(huán)境等等,也要注意與省現(xiàn)代化實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相對接。
三、方案的系統(tǒng)設(shè)計
“智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”涉及硬件、軟件和文案等方面。硬件部分除了依據(jù)符合省現(xiàn)代化實訓(xùn)基地各實訓(xùn)室設(shè)備配置要求添置與更新外,還需要增設(shè)大量信息自動采集設(shè)備、邊界智能化管控設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。軟件部分除了將原有管理平臺功能擴充外,還需要開發(fā)信息采集與分析平臺、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、實訓(xùn)教學(xué)平臺和建設(shè)項目績效評估平臺,將各類應(yīng)用軟件和平臺融合到智慧實訓(xùn)管理平臺中,以形成人流、物流、信息流和資金流于一體的信息管理系統(tǒng)[1]。文案部分就是依據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)將相關(guān)文件、政策、文化、制度、設(shè)備使用說明書和統(tǒng)計報表進(jìn)行整理匯總,并用圖片、圖表、視頻、動畫和電子文檔方式呈現(xiàn)在平臺上。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
(一)硬件
智慧實訓(xùn)基地設(shè)施設(shè)備在符合省現(xiàn)代化實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,生均設(shè)備值要達(dá)到8000—10000元。同時,近兩年新增設(shè)備不低于300萬元,設(shè)備先進(jìn)性要符合區(qū)域智慧企業(yè)(行業(yè))培養(yǎng)智慧型技能人才的需求,設(shè)備通過更新或智能化改造后實現(xiàn)教學(xué)行為數(shù)據(jù)自動采集、分析與共享,智能管控、診斷與評估,最終達(dá)到人流、物流、資金流和信息流的實時交互與分享。每個智慧實訓(xùn)基地由若干個智慧實訓(xùn)室組成,每個實訓(xùn)室由基本實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備、工量夾具、智能終端、多媒體設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)通訊、物聯(lián)傳感等設(shè)施集成。智慧實訓(xùn)基地硬件設(shè)備總體分為實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊設(shè)備、智能管控設(shè)備等三大類。
1.實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備類。要符合省中職、高職人才培養(yǎng)方案中設(shè)備配置要求,如機電類實訓(xùn)基地的機械加工實訓(xùn)室的設(shè)備,必須有車床、銑床、牛頭刨床、平面磨床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、氣泵、焊機等等。
2.計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊設(shè)備類。計算機類有客戶機、系統(tǒng)服務(wù)器、存儲服務(wù)器、移動終端等等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類有路由器、核心交換機、匯聚層交換機、接入層交換機、光纖接口、負(fù)載均衡器、傳輸介質(zhì)等等。通訊設(shè)備類有4G/5G基站主設(shè)備、基站天饋線、基站放大器等等。
3.智能管控設(shè)備類智能終端類有液晶投影儀、液晶屏、智慧黑板、工位機、場地及工位指示屏等等。物聯(lián)傳感類有溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、煙霧傳感器、聲音傳感器、光亮照度傳感器等。其他還有監(jiān)控攝像頭、音像設(shè)備、信息轉(zhuǎn)換器、智能開關(guān)(水、電、氣)、風(fēng)光互補發(fā)電裝置、智能澆灌裝置、門禁裝置等。
(二)軟件
智慧實訓(xùn)基地軟件部分可分為購置的專業(yè)軟件和定制開發(fā)的管理應(yīng)用平臺兩大類。專業(yè)軟件可分為仿真軟件、各專業(yè)應(yīng)用軟件等等。管理應(yīng)用平臺可分為實訓(xùn)教學(xué)與管理平臺、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺、智能管控平臺和智慧實訓(xùn)基地建設(shè)績效評估平臺。系統(tǒng)為純B/S架構(gòu),無需安裝客戶端軟件,合法用戶通過瀏覽器即可訪問,可在移動終端瀏覽[2]。能實現(xiàn)多平臺融合,各類軟件有機嵌入,最終形成人流、物流、信息流和資金流共享的智慧實訓(xùn)基地管理系統(tǒng)。前3個平臺均為基地常態(tài)化運行的平臺,而智慧實訓(xùn)基地建設(shè)績效評估平臺則是將基地建設(shè)現(xiàn)狀原始數(shù)據(jù)、相關(guān)政策和運行過程中自動生成的行為數(shù)據(jù)報告等收集匯總,成為智慧實訓(xùn)基地建設(shè)驗收評估的重要內(nèi)容,它改變了傳統(tǒng)創(chuàng)建評估驗收時收集材料、做專題網(wǎng)站的模式,效率更高,過程更清晰。
1.基地人員管理?;乜记诓捎弥讣y或刷臉技術(shù),有效次序為基地管理員—指導(dǎo)教師—學(xué)生,特殊情況可以在系統(tǒng)中進(jìn)行限時授權(quán)確認(rèn)。此模塊有基地人員結(jié)構(gòu)、名優(yōu)師資等情況,有系部、班級學(xué)生信息,還有實訓(xùn)項目類別、安全教育情況、學(xué)習(xí)成績考核表等。
2.基地實訓(xùn)室管理。此模塊有基地各實訓(xùn)室的分布、每學(xué)期各實訓(xùn)室承擔(dān)的實訓(xùn)任務(wù)、基地和各實訓(xùn)室的設(shè)備清單、各實訓(xùn)室管理制度與核心設(shè)備操作規(guī)程等。
3.基地教學(xué)管理。此模塊有實訓(xùn)教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校實訓(xùn)部門的整體實訓(xùn)安排表、實訓(xùn)教學(xué)管理制度,有專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學(xué)計劃、專業(yè)技能課程標(biāo)準(zhǔn)、班級實訓(xùn)教學(xué)授課計劃、實訓(xùn)教學(xué)任務(wù)書,有實訓(xùn)設(shè)備與工量夾具清單、設(shè)備及工量具使用方法的視頻或動畫,有實訓(xùn)項目評價標(biāo)準(zhǔn)、實訓(xùn)教學(xué)評價表、實訓(xùn)教學(xué)日志、實訓(xùn)設(shè)備維護(hù)及保養(yǎng)記載等等。用工位顯示屏可以安排學(xué)生工位。
4.基地資產(chǎn)管理。此模塊有基地設(shè)備與工量具添置計劃、基地核心設(shè)備分布,有設(shè)備審購、驗收、進(jìn)庫和出庫的流程,工量夾具借用記載,有各實訓(xùn)室設(shè)備與工量夾具的使用情況,能視頻實錄學(xué)生操作、進(jìn)行誤操作警示,在工位上設(shè)置設(shè)備與工量具保養(yǎng)時限警示,支持設(shè)備潤滑、維護(hù)、維修、報廢等事務(wù)流程。
5.基地能耗管理。基地能耗是指實訓(xùn)耗材及易損工量具、水電氣能耗等等。此模塊有實訓(xùn)耗材和能耗管理制度,有耗材和易損工量具審購、驗收、進(jìn)庫和出庫流程,以及水電氣用量的實時記載。
6.基地教學(xué)資源管理。基地教學(xué)資源分為購買教學(xué)資源和自主開發(fā)教學(xué)資源。購買的教學(xué)資源分為專業(yè)技能課程教學(xué)資源、購買設(shè)備時的隨機教學(xué)資源。自主開發(fā)資源則包含:(1)專業(yè)教師在實訓(xùn)教學(xué)中通過多種形式收集、整理與優(yōu)化的教學(xué)資源;(2)專業(yè)教師在教學(xué)過程中通過課堂實錄而形成的生成性資源。
7.基地物聯(lián)傳感管理。由于智慧實訓(xùn)基地傳感器類型與數(shù)量較多,主要分布在基地實訓(xùn)室內(nèi)和基地外,因此系統(tǒng)中要運用電子地圖標(biāo)識傳感器的分布,全面反映傳感器功能與信息接口,實時響應(yīng)傳感器運行情況等。
8.基地應(yīng)用軟件管理。應(yīng)用軟件主要分為專業(yè)教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)和智慧實訓(xùn)基地管理系統(tǒng),而專業(yè)教學(xué)軟件又分為專業(yè)軟件和虛擬仿真軟件。在實際使用過程中往往會出現(xiàn)使用效率低下的情況,因此要將專業(yè)教學(xué)軟件嵌入系統(tǒng)管理平臺中,實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享,便于考核與分析。
9.基地建設(shè)績效評估。圍繞著智慧實訓(xùn)基地建設(shè)指標(biāo),通過智慧實訓(xùn)基地管理系統(tǒng)自動生成數(shù)據(jù)報表、輸入相關(guān)文案內(nèi)容、添加基地核心設(shè)備圖片、上傳部分視頻或動畫后,而自動生成智慧實訓(xùn)基地建設(shè)評估驗收的專題網(wǎng)站。網(wǎng)站內(nèi)容真實有效、快速便捷,實時檢測基地建設(shè)運行情況,從而改變了傳統(tǒng)基地建設(shè)驗收評估的模式,真正體現(xiàn)了“以標(biāo)建、建中用、用中改、建評合一”的理念。
(三)文案
文案部分是指在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的相關(guān)文件和政策、專業(yè)人才培養(yǎng)方案、實訓(xùn)教學(xué)過程管理文件、基地人員信息、基地管理網(wǎng)絡(luò)、基地文化建設(shè)、實訓(xùn)教學(xué)文檔、管理制度、設(shè)備信息、設(shè)備使用說明書以及實訓(xùn)教學(xué)過程生成的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計報表。通過圖片、圖表、視頻、動畫和電子文檔等方式導(dǎo)入相應(yīng)平臺,并在智慧實訓(xùn)建設(shè)績效驗收平臺上完整地呈現(xiàn)。這樣既有利于智慧實訓(xùn)基地原始資料的積累,又有利于客觀反映智慧實訓(xùn)基地建設(shè)與運行情況,更有利于相關(guān)人員實時查閱與管理決策。
四、中等職校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)方案的實踐思考
(一)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)理解
認(rèn)真研討智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),理解指標(biāo)的內(nèi)涵,深刻領(lǐng)會智慧實訓(xùn)基地建設(shè)與“職教20條”“互聯(lián)網(wǎng)+”職業(yè)教育、區(qū)域智慧企業(yè)(行業(yè))快速發(fā)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián),這是職業(yè)教育能力發(fā)展的內(nèi)在需求。因此,在研究建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,要深入到區(qū)域智慧企業(yè)做調(diào)研,對照標(biāo)準(zhǔn)找差距,依托理念前沿的兄弟學(xué)校和相關(guān)智能研發(fā)公司做技術(shù)支撐,制定好學(xué)校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)實施方案,與此同時開展標(biāo)準(zhǔn)研讀、宣傳與培訓(xùn)工作,全校上下齊心協(xié)力做好智慧實訓(xùn)基地的創(chuàng)建工作。
(二)設(shè)備智能化改造
前期各類創(chuàng)建所指的設(shè)備一般均為傳統(tǒng)型制造類設(shè)備,缺乏智能化數(shù)據(jù)自動采集功能。如果按照智慧企業(yè)(行業(yè))智能化生產(chǎn)流水線更新設(shè)備,顯然是不現(xiàn)實的。如果將原有設(shè)備通過加裝PLC裝置進(jìn)行改造,無論從技術(shù)上還是資金上都難以實現(xiàn)。學(xué)??梢酝ㄟ^添加智能工位機的方式來進(jìn)行彌補與完善。工位機可分為通用型和專用型,智能工位機僅需采集數(shù)據(jù)、分析與判斷信息、反饋信息和呈現(xiàn)教學(xué)資源等功能,可以1工位1機、2工位1機等,并可移動運用。這樣就能以較低成本較容易地解決設(shè)備智能化的改造問題。
(三)專業(yè)軟件融合
智慧實訓(xùn)基地系統(tǒng)中涉及的專業(yè)軟件與平臺較多,絕大部分是教學(xué)專用軟件、專業(yè)軟件和委托公司開發(fā)定制的專用軟件以及各類以校企合作方式開發(fā)的管理平臺。對于管理平臺,一些不斷更新的專業(yè)軟件受到版權(quán)限制,難以做到數(shù)據(jù)信息的兼容,導(dǎo)致一定程度上的“信息孤島”現(xiàn)象,影響了軟件的使用率,不利于成果統(tǒng)計與管理。因此,在購置或委托開發(fā)專業(yè)軟件時,要求軟件部分后臺開放,這樣可將這類專業(yè)軟件嵌入智慧實訓(xùn)基地管理平臺,實現(xiàn)各類信息數(shù)據(jù)的兼容,共享教學(xué)資源與成果。
(四)智能管控設(shè)施
智慧實訓(xùn)基地的智能管控設(shè)施,旨在模擬學(xué)生未來進(jìn)入智能企業(yè)(行業(yè))工作的真實場景,所需要的資金是相當(dāng)可觀的,可以通過整體設(shè)計、分步實施的方案進(jìn)行。首先在各實訓(xùn)室全面實現(xiàn)監(jiān)控、工位機、門禁、水電氣智能開關(guān)和流量傳感器到位;其次根據(jù)具體需求在部分實訓(xùn)室內(nèi)安裝溫、濕、氣測,光照傳感器和智能家居系統(tǒng);最后在室外選擇一些代表性地點安裝風(fēng)光互補路燈、畫廊,智能澆灌系統(tǒng),智能停車系統(tǒng),壓力檢測系統(tǒng),安防檢測與報警系統(tǒng)等。這樣既讓學(xué)生在校期間真正體驗到智慧企業(yè)(行業(yè))、智能社區(qū)管控設(shè)施的無限魅力,又能讓學(xué)校成為智慧城市科普宣傳的一個重要窗口。
(五)智能評估平臺
此平臺是圍繞著智慧實訓(xùn)基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的評估系統(tǒng)?!笆濉薄笆濉逼陂g基地創(chuàng)建驗收時,各校開發(fā)相應(yīng)專題網(wǎng)站,架構(gòu)體系各不相同,內(nèi)容都是人工輸入,其真實性難以甄別。無論是網(wǎng)站開發(fā)人員還是評審專家,工作量都很大,但得出的信息數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確,甚至還有一些造假成分。而智能評估平臺通過智慧實訓(xùn)基地管理系統(tǒng)形成報表、輸入相關(guān)文案內(nèi)容、基地核心設(shè)備圖片、上傳部分視頻或動畫后,自動生成評估驗收的專題網(wǎng)站。網(wǎng)站內(nèi)容真實,反應(yīng)快速,使用便捷,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和評審專家均可以實時檢測基地建設(shè)運行情況,這也是一個重要的創(chuàng)新舉措。
時代在進(jìn)步,技術(shù)在發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)在升級,智慧在路上。只有緊貼時代發(fā)展脈搏,不斷更新教育理念,具有強烈的職教情懷,才能擁有教育的豐厚回饋。
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責(zé)任編輯:華軒
本文系第四期江蘇省職業(yè)教育教學(xué)改革研究重點資助課題“中等職校智慧實訓(xùn)基地建設(shè)與運用的實踐研究”(項目編號:ZZZ16)的階段性研究成果。
收稿日期:2021-06-16
作者簡介:丁春明,江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校(江蘇如東,226400)正高級講師,江蘇省特級教師,主要研究方向為實訓(xùn)基地建設(shè)與信息技術(shù)類專業(yè)課程改革。