個性化工程訓練教學服務平臺設計

王蕾+夏緒輝+劉翔+龔園+曹建華+周幼慶

[摘 要]培養具有工程素質和創新能力的高素質工程技術人才是高等院校工科專業教育的主要目標。根據“線上認知，線下實踐”實訓教學模式的需求，可以提出一種工程訓練教學服務平臺框架設計方案，該平臺框架包括工程訓練教學服務平臺、虛擬仿真教學平臺、手機微平臺以及服務平臺管理系統四大子系統，分為用戶層、功能層、網絡層和數據庫層四個層面。該平臺將幫助學生實現自主網上學習、自主選訓練模塊、自主預約實踐時間、網上交流答疑等一系列自助學習過程，為工程訓練教學服務平臺的實現提供了一種可借鑒的思路。

[關鍵詞]個性化;工程訓練;教學服務平臺;必要性;框架設計

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0116-02

培養具有工程素質和創新能力的高素質工程技術人才是高等院校工科專業教育的主要目標。[1]工程訓練是高校工科專業重要的實踐教學環節，是為制造業培養高級工程人才進行的預備性教育。[2]近年來，隨著制造企業轉型升級，其對工科大學生工程實踐能力的要求不斷提升，許多高等院校在傳統金工實訓所包含的制造實訓項目的基礎上，不斷引入了數控加工、3D打印、柔性制造系統等一批先進制造設備與技術，形成了先進制造技術與傳統加工工藝相結合的工程訓練模式。然而，要培養符合不同專業需求的工程實踐能力，僅增加工程訓練的硬件投入和盲目增設課程內容，是遠遠不夠的。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確指出：“注重因材施教。關注學生不同特點和個性差異，發展每一個學生的優勢潛能。推進分層教學、走班制、學分制、導師制等教學管理制度改革。”可見，工程訓練在注重提升學生實踐動手能力、創新能力的前提下，更應該關注學生的個體差異，進行個性化的培養。因此，如何在有限的時間和師資隊伍的條件下，盡可能多地滿足不同學生的個性化學習需求和最大可能地增加實踐操作的時間，以更好提升學生個性化實踐操作能力，是每個高校工程訓練環節所面臨的重大課題。為解決上述問題，我校工程訓練中心在學校多校區辦學和學分制改革的背景下，開始嘗試基于信息平臺的“線上認知，線下實踐”實訓教學模式和個性化工程訓練教學服務平臺構建。

一、地方高校工程訓練現狀分析

地方高校的工程訓練在訓練模式、訓練內容、訓練資源和訓練平臺上存在如下特點：

訓練模式上，以集中受訓、灌入式為主，缺乏對因材施教，對學生工程訓練個性化發展培養體系與創新能力培養不足。

訓練內容上，以理論為主，與實踐脫節，以模擬性訓練為主，缺乏學生能動性發揮及創新意識培養。

訓練資源上，廣義上的訓練資源不應局限于工程訓練中心內部資源，還應包括校內其他實驗中心及企業實習基地的資源，而這些資源往往是跨校區、跨院系的，實際運行中這些資源壁壘往往很難打破。

訓練平臺上，局限于傳統意義上的排課階段，沒有做到時間、空間上的開放式訓練。

二、個性化工程訓練教學服務平臺構建的必要性

搭建個性化工程訓練教學服務平臺，推行個性化實訓教學的管理和運行模式，實行統一規劃、統一建設、統一管理、資源共享，是高等教育信息化的必然趨勢，是學生個性化工程訓練的內在需求，更是實現“線上認知”即在線視頻教學等的基礎。

（一）滿足學生個體差異需求

構建個性化工程訓練教學服務平臺，推動“線上認知”與“線下實踐”相結合的實訓模式，可以滿足不同學生的興趣需求，調動更多學生的積極性和主動性。[3]同時，個性化工程訓練教學服務平臺可以根據受訓學生的特征差異及需求，提供基于基礎實訓的項目式綜合創新實訓命題[4]，引導學生圍繞命題進行創新設計，并在設計可行的情況下制訂“線下實踐”工藝方案，幫助學生完成從設計到制造的完整項目訓練。

（二）發揮學生能動性

構建個性化工程訓練教學服務平臺，可以充分調動學生自主能動性，增強學生學習主體意識，強化學生的創新精神，最終提高大學生實踐動手能力、創新能力以及獨立思考問題和解決問題的能力。

（三）提高訓練場地物理利用率

個性化工程訓練教學服務平臺的構建，可推進“線下實踐”教學。按學生網絡學習興趣偏好分組組織，從而明確學生分組個性化實訓目標，也極大提升了有限物理空間和實訓設備的利用率，使學生有充分的時間和空間進行自由發揮。

（四）實現教學資源高效共享

借助個性化工程訓練教學服務平臺，可嘗試資源豐富、功能多樣的網絡教學及管理手段，共享的教學資源，可很大程度地豐富教學內容，開拓學生視野。

（五）工程訓練時間開放化

個性化工程訓練教學服務平臺的應用將為實現工程訓練中心訓練室的預約開放提供平臺，工程訓練中心通過門禁系統和遠程視頻監控系統實現硬件資源全天開放，學生可以自由到場訓練，增加課堂外創新項目訓練時間，真正做到實訓資源在時間、內容及空間上的共享。[5]

三、個性化工程訓練教學服務平臺框架設計

工程訓練核心目標是培養學生的工程實踐能力和工程創新能力。個性化工程訓練教學服務平臺的構建，是為了利用信息化技術手段，打造開放式教學服務平臺，打破原有的時間、場所限制，實現“線上認知，線下實踐”，“虛實結合”全天候的以學生為主導的自由學習模式。個性化工程訓練教學服務平臺設計是借鑒已有教學平臺的設計思想，結合工程訓練的服務型特色，提出工程訓練教學服務平臺、虛擬仿真教學平臺、手機微平臺以及服務平臺管理系統四大子系統相融合的工程訓練教學服務平臺設計框架，如圖1所示。

個性化工程訓練教學服務平臺，分為用戶層、功能層、網絡層和知識庫層四個層面。

用戶層主要為人機交互web門戶，用于為教學平臺用戶提供網絡瀏覽器登錄門戶，并完成需求描述，系統按照不同需求類型對教學服務資源進行分類檢索，并利用交互式人機界面告訴用戶解決這些問題需要輸入哪些相關信息。

功能層主要為系統平臺，負責對用戶的操作需求進行解析，依據教學知識檢索需求調用系統模塊進行推理分析，如需求匹配模塊，用于從知識庫中調用相應視頻等描述參數與需求描述參數進行匹配分析運算，并將匹配排序結果對應的視頻、文檔等資料排序后通過人機交互WEB門戶反饋給用戶。

網絡層主要用于系統知識共享傳輸。

知識庫層由基礎知識庫、教學視頻庫、試題庫等組成，用于分類存儲工程訓練教學知識資源。

個性化工程訓練教學服務平臺能充分體現并滿足學生個性化需求，學生能實現自主網上學習、自主選訓練模塊、自主預約實踐時間、網上交流答疑等一系列學習過程。

四、結論

根據地方高校的工程訓練在訓練模式、訓練內容、訓練資源和訓練平臺上存在的不足，從滿足學生個體差異需求、發揮學生能動性、提高訓練場地物理利用率、實現教學資源高效共享、工程訓練時間開放化等多角度分析了個性化工程訓練教學服務平臺構建的必要性。根據“線上認知，線下實踐”實訓教學模式的需求，提出了一種工程訓練教學服務平臺框架設計方案，該平臺框架包括工程訓練教學服務平臺、虛擬仿真教學平臺、手機微平臺、以及服務平臺管理系統四大子系統，分為用戶層、功能層、網絡層和數據庫層四個層面，該平臺將幫助學生實現自主網上學習、自主選訓練模塊、自主預約實踐時間、網上交流答疑等一系列自助學習過程，為工程訓練教學服務平臺的實現提供了一種可借鑒的思路。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 周梓榮，周建宇.構建新型工程訓練體系培養實踐能力和創新精神[J].湖南工程學院學報，2009（4）：91-94.

[2] 劉翔，王蕾，劉長生，周幼慶，明俊.學分制下工程訓練教學體系設計與思考[J].大學教育，2014（15）：113-114.

[3] 傅麗凌，楊平，駱德淵，寇化瑜，李國慶，熊壽林.探索工程訓練新模式實施大學生個性化層次化培養[J].實驗室研究與探索，2013（1）：85-87.

[4] 王蕾，夏緒輝，劉翔等.構建大工程觀下開放式機電綜合工程訓練體系的思考[J].實驗室科學，2013（6）：176-179.

[5] 陸天煒等.構建個性化實驗教學平臺，促進創新能力及工程實踐能力培養[J].實驗技術與管理，2008（8）：129-131.

[責任編輯：劉鳳華]