職業教育公共實訓基地信息化與智慧化建設初探

郭 靜

公共實訓基地的信息化和智能化建設是指教師、受訓人員、相關企業在網絡環境中應用信息技術、信息資源、大數據分析等推動教學發展和改革，從而提高教學質量，改善教學方法，形成適應信息化社會要求的人才培養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展需求的過程。在我國大力推進“互聯網+”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中存在的問題

公共實訓基地是由政府、職業院校、行業企業等單獨或聯合創辦的實習實訓場所。不管何種形式，它都應在政府主導下，以企業為主體，學校為基礎多元化合作型的新型培訓機構，具有公共性、職業性、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規模經濟效應，或者是利用現代信息網絡技術突破時空限制，實現資源共享。但在實踐中公共實訓基地信息化建設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設施條件還比較薄弱

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

（二）信息化資源建設還停留在初級階段，智能化資源明顯不足

相對于經濟社會的發展，大部分公共實訓基地的信息化建設較為滯后，信息化資源建設稀缺。大部分僅僅完成網站建設，網絡學習資源以文字為主，網絡課程、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融入自己的教學實踐。

（四）信息化與智能化應用水平不高

在許多公共實訓基地，信息化應用僅僅停留在教學內容的展示上，沒有體現出信息技術與實訓課程的實質性整合以及智能化教學的特點，職業教育內容的實踐性、專業性、應用性、操作性和技能性很強，信息技術的應用尚無法體現這些特點。

針對以上問題，公共實訓基地信息化與智能化建設必須提出有效的信息化建設方案，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的目標

（一）實現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展。

（二）實現信息技術與技能教學的整合

在技能教學實踐中，應注意根據職業學校學生基礎較差、學習習慣不好、學習的興趣不濃厚等特點，充分發揮信息技術的優勢，創設生動的知識情境，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，對學生創新精神和實踐能力的培養起到積極的推動作用。

（三）積累數字化技能教學與學習資源

信息和教育資源建設是教育信息化的核心內容之一，資源共享是信息技術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造條件尤為重要。通過信息技術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）顛覆傳統的技能教學與學習模式

通過引入信息技術與智能技術，可以實現翻轉課堂、技能訓練的自我監控、理實一體等教學與學習模式的顛覆式創新，更好地實現學校與受訓人員、企業與受訓人員、學校與企業之間的深度溝通。

三、公共實訓基地信息化和智慧實訓中心的建設內容

從硬件層面來說，把感應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、區域并連接它們，形成“物聯網”。并通過“校園網”利用“超級計算機”和“云計算服務中心”將“物聯網”和“軟件應用系統平臺”整合起來，實現通信服務、教學工作、學習活動、安全管理工作與學校設施的整體結合。

從軟件層面來說，智慧實訓中心是數字化技能實訓升級到一定階段的表現，利用云計算、虛擬化和物聯網等新技術來改變教育信息資源建設方式。“智慧實訓中心”首先要有一個統一的基礎設施平臺，要擁有有線與無線雙網覆蓋的網絡環境；其次，要有統一的數據共享平臺和綜合信息服，構建智慧實訓中心。

（一）公共實訓管理系統建設

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是建設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、課程開發和實訓效果評估等工作，管理者也可以方便地獲得有關實訓的管理信息。

（二）三維、互動數字化實訓學習資源庫建設

傳統的數字化教學資源建設多以教學視頻、平面動畫等為內容，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，難以實現跨平臺訪問等。我們建議，公共實訓基地應突破傳統教學資源庫建設的不足，開展三維、互動的數字化學習資源建設。

1.建設學習資源庫。利用認識科學的最新進展，從學習角度設計學習用的數字化資源，把以“課”為單位的教學資源轉化為以“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，以利學生根據自身學習需求搭建個性的學習資源群。

2.開發三維、互動學習資源。為什么老師開發了大量的二維資源，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，多數只能展示技能的操作過程，許多技術與技能細節無法得到充分展示。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實技術或現實增強技術開發的三維教學組件就獲得了學生的好評。

3.建設跨平臺的訪問與推送系統。手機、平板電腦已經成為青年學生和青年工人最常用的互聯網設備，傳統的電腦正在漸漸失去青年人的青睞。公共實訓基地應大力建設跨平臺的訪問與推送系統，真正實現學習的“泛在化”。

（三）數字化技能教室建設

1.建設微格技能錄播系統。傳統的錄播系統主要針對教師的教，操作技能錄播系統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，在學生完成操作后向學生進行回放，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，并通過主控中心實現對多間常態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，實現學校對多間教室大規模優質精品課件資源的網絡共享。

2.建設虛實結合實訓系統。大多數公共實訓基地都建設了一定數量的虛擬實訓中心，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，結合虛擬系統的綜合性、易獲得的優勢和真實設備的可體驗性特征打造虛實結合的實訓系統，如以觸控技術帶動學習體驗，讓學生在設備上通過真實的點、劃、拍打等動作模仿真實操作，或為實訓專門設計開發半功能的專用設備，這樣把大部分功能放在虛擬設備上，少部分可產生體驗的功能放在真實設備上，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開展實時評估，通過系統資源平臺自帶的點評評分模板或者自建評分模板，實現對教師教學目標、教學方法、教學內容等的量化評分和對學生的學習狀態、學習效果的實時評價。

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

（四）智慧實訓中心建設

1.建設課堂行為分析系統。在操作技能錄播的基礎上，引入行為分析技術，實現對學生操作行為或課堂行為的自動分析，自動形成報表，實現實時反饋，以利學生自主糾正。在可能的條件下，還可與手環等智能穿戴設備實現互聯。

2.開展基于物聯網技術智能實訓。在實訓基地大范圍開展基于物聯網技術的智能化改造，為實訓設備加裝溫度、速度等感應元件，為基地室內外加裝室溫、光線強度、空氣質量等監控設備，為開展實訓的人員提供動作抓取的設備，從而實現實訓設備之間、實訓人員之間以及實訓設備與人之間的信息聯通。

3.建設基地內部的大數據系統。通過上述手段獲得的數據將是海量的，只有通過大數據分析技術，才能真正實現這些數據的有效利用。通過大數據平臺的建設可以實現對學生學習狀態的實時監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，對實訓設備健康狀態的實時監控與管理。[2]

通過上述手段，可以形成智慧實訓中心的五級架構，具體見圖1。

第一層是流程分析層。對實訓過程中的活動內容、人員狀態、設備狀態和耗材狀態進行分析，從中篩選出相關指標，如人員信息、設備開關機狀態、耗材使用量等，并設立相應的數據采集點。

第二層是數據采集層。針對不同的指標選擇合適的方式和粒度進行數據采集。如人員信息可通過賬號密碼或掃描條形碼進行采集，設備開關機狀態可應用電力測量儀進行實時監測，耗材信息可采用掃碼槍讀取等。

第三層是數據存儲層。通過數據庫和數據庫管理系統對數據進行存儲和管理。

第四層是數據分析層。這一層包含常規的數理統計活動，如計算百分率，均值，方差等。通過繪制變化曲線，把數據表中的數據以直觀、友好的方式呈現。

第五層是數據挖掘層。這一層試圖找出不同數據之間相關性，進而發現不同活動之間的相關性，發現其中潛在的規律，為教學管理、設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的現實來看，實現高水平公共實訓的相關技術都出現或正在走向成熟，但很少有基地能夠根據公共實訓特點開展有針對性、前瞻性、系統性的“集成創新”，公共實訓基地信息化與智能化建設的道路還很漫長。

圖1 智慧實訓中心架構

[1]趙秋錦,楊現民,王帆.智慧教育環境的系統模型設計[J].現代教育技術，2014（10）：46－49.

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