基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高職產(chǎn)教融合實訓平臺建設(shè)

謝 偉，李 瑞

（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 化工學院，江蘇 揚州 225127）

2019 年《國家職業(yè)教育改革實施方案》提出，需采用現(xiàn)代信息技術(shù)促進教學方式方法的改變，以適應“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”[1-3]的發(fā)展需求。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云服務(wù)等信息化技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用，探索構(gòu)建產(chǎn)教融合實訓平臺信息化環(huán)境，以信息化支撐和引領(lǐng)產(chǎn)教融合實訓平臺建設(shè)內(nèi)容與運行模式的創(chuàng)新，是新時期下建設(shè)高水平產(chǎn)教融合實訓平臺的必由之路[4-6]。

目前，“建立鏈接、具身服務(wù)、深度融合和共建共享”[7]已成為“互聯(lián)網(wǎng)+”的重要內(nèi)涵。作為互聯(lián)網(wǎng)科技與教育領(lǐng)域相結(jié)合的一種新的教育形式，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”不僅是傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學和教學軟件開發(fā)，還意味著教育服務(wù)體系重構(gòu)和教學模式的變革[8]。職業(yè)教育通過校企合作，將云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和信息通信技術(shù)等“富技術(shù)”應用于建設(shè)集文化熏陶、實踐教學、社會服務(wù)和技術(shù)研發(fā)為一體的“整合性”高職實訓基地中，可促進形成多方協(xié)同參與機制、強化資源共建共享和提高基地管理效率與效益，進而深化產(chǎn)教融合，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級[9-12]。

1 建設(shè)思路

在產(chǎn)教融合和教育信息化相關(guān)理論與實踐的研究基礎(chǔ)上，以江蘇省石油化工技術(shù)專業(yè)群產(chǎn)教融合實訓平臺建設(shè)和功能提升為實證，通過運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)和虛擬現(xiàn)實等“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)手段，探索構(gòu)建產(chǎn)教融合實訓平臺信息化環(huán)境、以學習者為中心的“O2O”教學新模式和信息化氛圍下校企共建、共管、共享機制，從而實現(xiàn)實訓平臺的建設(shè)水平、管理效率和效益的提升，促進教師教法和學生學法的改變，深化產(chǎn)教融合，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 借助多種“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，構(gòu)建實訓基地信息化環(huán)境

運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)和實時傳輸?shù)燃夹g(shù)手段，在原石化產(chǎn)教融合實訓基地的基礎(chǔ)上，進行了“互聯(lián)網(wǎng)+”信息化環(huán)境構(gòu)建，實現(xiàn)了功能提升，如圖1 所示。

2.1.1 建立實訓平臺數(shù)據(jù)庫，打破“信息孤島”

建立實訓平臺數(shù)據(jù)庫，包含實訓平臺信息庫、校企混編實訓指導教師數(shù)據(jù)庫、研發(fā)人員數(shù)據(jù)庫和科研項目數(shù)據(jù)庫4 個模塊。實訓平臺信息庫，分析區(qū)域行業(yè)企業(yè)和高職院校現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置、實訓平臺和研發(fā)設(shè)備的分布與運營情況，為產(chǎn)教融合實訓平臺的規(guī)劃、建設(shè)及調(diào)整提供信息支持。校企混編實訓指導教師數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計參與實訓指導的企業(yè)技術(shù)骨干與高職院校任課教師相關(guān)個人情況，為實訓指導教師隊伍的互兼互聘、能力提升和規(guī)范管理提供信息保障。科研人員數(shù)據(jù)庫，匯集區(qū)域行業(yè)企業(yè)、本科院校、科研機構(gòu)和高職院校的相關(guān)專家，從而方便根據(jù)研究領(lǐng)域靈活地組建校企協(xié)同科研團隊，形成創(chuàng)新聯(lián)合體，開展技術(shù)攻關(guān)或產(chǎn)品研發(fā)。科研項目數(shù)據(jù)庫，一方面用于企業(yè)定期發(fā)布其在產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)改造和生產(chǎn)操作中所遇到的具體問題，形成校企科研團隊的研究項目或課題；另一方面也可用于學校發(fā)布教師與學生的科技論文、專利和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等科研成果，從而吸引企業(yè)的投資與合作，促進校企共推成果轉(zhuǎn)化和項目孵化。

圖1 石油化工產(chǎn)教融合實訓基地信息化環(huán)境構(gòu)建示意圖

2.1.2 開發(fā)實訓平臺智能管理系統(tǒng)，優(yōu)化平臺運行管理

開發(fā)化工實訓平臺智能管理軟件，包含實訓教學安排、實訓用房申請、危化品管理、儀器設(shè)備管理、實訓過程智能監(jiān)控及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)查詢等功能模塊，實現(xiàn)實訓平臺管理的流程化、制度化、智能化，提高了管理效率。

布置實訓室物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備，應用于產(chǎn)教融合實訓平臺的門禁系統(tǒng)、大型儀器智能管理、特種壓力容器智能管理和試劑分類智能管理等方面，以加強實訓基地的安全管理。通過實訓教學管理系統(tǒng)軟件，進行實驗室使用的預約和登記。使用人員取得權(quán)限后，通過門禁系統(tǒng)的人臉識別進入實驗實訓；通過設(shè)置紅外檢測器，對固定設(shè)備、室內(nèi)濕度和溫度、非法闖入、火災或煙霧等情況進行監(jiān)控與報警，并反饋至管理人員電腦或手機上，以便及時采取應對措施；通過開發(fā)簡單的DTU 模塊和設(shè)置氣體探頭與控制器，實現(xiàn)基于GPRS 的網(wǎng)絡(luò)接入功能。當氣體泄漏時，及時發(fā)短信或撥打預存的指定電話號碼，以便管理人員及時處理和避免安全事故的發(fā)生；通過安裝物聯(lián)網(wǎng)試劑柜，化學試劑按類存放，實現(xiàn)了不同權(quán)限的人員刷卡入庫出庫，領(lǐng)取不同危險等級的藥品。

2.1.3 開發(fā)虛擬仿真實訓系統(tǒng)，豐富實踐教學手段

與企業(yè)合作，強化技術(shù)支撐，開發(fā)由簡單到復雜、由基礎(chǔ)到綜合的系列專業(yè)仿真軟件，重點支持極端操作條件、高危操作環(huán)境、高消耗和高成本等實驗實訓內(nèi)容，使學習者通過高度仿真的實驗對象和實驗環(huán)境完成技能訓練，并突破時間、空間和實驗設(shè)備臺套數(shù)的限制。利用三維建模、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術(shù)，并采用三維投影儀、動作捕捉儀、虛擬現(xiàn)實眼鏡和VR頭盔等設(shè)備，將生產(chǎn)過程及設(shè)備進行虛擬化、可視化，為學習者提供多維的學習和體驗空間，拓寬產(chǎn)教融合平臺的教學廣度與深度。

另外，基于虛實結(jié)合的原則，參照企業(yè)真實工藝流程設(shè)計，按一定尺寸比例縮小，開發(fā)建設(shè)大型實體仿真實訓裝置。以水或低壓空氣模擬物料流動，以聲、光、煙等特效技術(shù)模擬工廠著火、泄漏或爆炸事故，通過DCS 仿真控制軟件，實現(xiàn)開停車、正常運行和事故處理等操作；通過信號模擬測量與控制技術(shù)，實現(xiàn)裝置現(xiàn)場的液位、溫度和壓力等儀表的實時顯示；依托Matrix 和AR 技術(shù)，學生通過手機掃描二維碼或?qū)嶓w設(shè)備，獲得工藝流程介紹、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示和安全防護等專業(yè)知識。這樣既提供了逼真的實踐教學環(huán)境，同時也避免了化工行業(yè)高溫、高壓和易燃易爆等復雜的操作環(huán)境。

2.1.4 建設(shè)數(shù)字化教學資源，實現(xiàn)“處處能學、時時能學”

借助云服務(wù)技術(shù)，實現(xiàn)慕課、在線開放課程、專業(yè)教學資源庫和大型仿真軟件等信息化教學資源的開放共享，滿足了不同用戶需求，實現(xiàn)了“能學輔教”目標。通過慕課、在線開放課程和專業(yè)教學資源庫等平臺的建設(shè)，開發(fā)手游仿真、動畫、視頻、微課等多種類型信息化教學資源，并采用云儲存方式與多點服務(wù)的形式，提高這些信息化教學資源的下載速度和承載能力，以滿足大規(guī)模訪問的需求。同時可采用Matrix 二維碼、APP 軟件和Web 網(wǎng)頁等多種便捷訪問形式，以實現(xiàn)“處處能學、時時能學”的目的；通過在云服務(wù)器上安裝專業(yè)仿真軟件，學生不需要進機房就能進行大型仿真軟件的課前、課后練習，并通過學生筆記本的不定時拍照，方便教師事后驗證練習人員身份。

2.1.5 開發(fā)遠程視頻實時傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)雙向遠程授課

因企業(yè)生產(chǎn)周期、生產(chǎn)安全等原因，學生進行生產(chǎn)和認識實習時，往往不能經(jīng)歷企業(yè)開停車、重大設(shè)備檢修和安全演練等重要學習過程。為彌補這一缺陷，校企合作開發(fā)化工企業(yè)現(xiàn)場作業(yè)遠程視頻實時傳輸系統(tǒng)。通過在企業(yè)特定場所安裝不同類型的攝像頭，如云臺式攝像頭、固定式攝像頭或可調(diào)式攝像頭，采集特寫、全景或特別操作影像，將企業(yè)現(xiàn)場操作畫面實時傳回課堂，實現(xiàn)企業(yè)工程技術(shù)人員及學校教師雙向遠程現(xiàn)場授課和實踐教學指導。教師或企業(yè)人員可通過互聯(lián)網(wǎng)在學院終端平臺對企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場的攝像頭進行遠程控制，調(diào)節(jié)拍攝角度及位置，以獲得最佳工作場景畫面。如學習者未能實時觀看實時操作視頻，可通過存儲在服務(wù)器的錄像視頻進行回放學習。另外，學院老師或管理員也可以對儲存視頻進行剪輯、配音和注釋等編輯操作，取作素材用于平時教學。

2.2 建立信息化環(huán)境下教學新模式，推動課堂革命

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)支撐下，利用實訓平臺提供的線上數(shù)字化教學資源和線下企業(yè)與學校的實訓裝置資源，以教師及企業(yè)技術(shù)人員為學習主導，學生或員工為學習主體，將在線學習與現(xiàn)場實際操作訓練相結(jié)合，構(gòu)建以學習者為中心的“O2O”線上線下混合式教學新模式，充分發(fā)揮學員的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性，從而提高學習效果和課程教學質(zhì)量。實施過程如圖2 所示。

圖2 以學習者為中心的“O2O”線上線下混合式教學模式

同時，依托在線開放課程、專業(yè)教學資源庫或藍墨云等平臺，采用大數(shù)據(jù)及人工智能等技術(shù)，對“教”與“學”的軌跡進行深度挖掘和分析，精準分析學生的學習行為，以便教師準確地把握教學節(jié)奏與進行教學評估，動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容，實現(xiàn)個性化教學和因材施教，提升實訓教學質(zhì)量，推動課堂革命。

2.3 建立信息化氛圍下實訓基地共建共管共享機制，深化產(chǎn)教融合

借助產(chǎn)教融合實訓平臺信息化環(huán)境，重構(gòu)利益相關(guān)方參與機制，形成化工園區(qū)、園區(qū)企業(yè)、揚州大學和我校四方聯(lián)動的產(chǎn)教融合實訓平臺共管共享機制，實現(xiàn)了資源共享和優(yōu)勢互補，突破了校企合作的瓶頸，深化了產(chǎn)教融合，如圖3 所示。

通過建立石油化工產(chǎn)教融合實訓基地數(shù)據(jù)庫，打破“信息孤島”現(xiàn)象，為實訓平臺的運行管理提供了數(shù)據(jù)支撐；通過開發(fā)實訓平臺智能管理系統(tǒng)，打破空間的限制，為各方參與實訓基地的管理提供了便利條件，促進實訓基地共建共管機制的形成。

通過數(shù)字化教學資源的開放共享，為企業(yè)員工“任何時間、任何地點”獲得優(yōu)秀教育資源提供條件；通過科研人員數(shù)據(jù)庫和科研項目數(shù)據(jù)庫，促進聯(lián)合科研團隊的組建、科研成果的轉(zhuǎn)化和企業(yè)的技術(shù)升級；記錄存儲在網(wǎng)絡(luò)平臺中的學生相關(guān)學習信息，可用作企業(yè)招聘人才的依據(jù)，有助于完成企業(yè)的人力資源儲備，促進實訓基地共享機制的形成。

圖3 信息化氛圍下石化產(chǎn)教融合實訓基地共建共管共享機制

3 結(jié)語

為適應“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”新要求，本文以江蘇省石油化工技術(shù)專業(yè)群產(chǎn)教融合實訓平臺建設(shè)和功能提升為實證，通過創(chuàng)新產(chǎn)教融合實訓平臺信息化環(huán)境構(gòu)建內(nèi)容、教學模式和運行機制，促進了資源共建共享，提高了管理效率與效益，深化了產(chǎn)教融合，提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。經(jīng)過4 年的持續(xù)建設(shè)和實踐應用，我校石油化工產(chǎn)教融合實訓基地已成為江蘇蘇中地區(qū)人才教育培訓中心、技能鑒定中心、公共技術(shù)服務(wù)中心和技術(shù)研發(fā)中心。相關(guān)建設(shè)成效及研究成果得到同行高度認可與借鑒，為高職化工類產(chǎn)教融合實訓平臺的建設(shè)提供了理論與實踐參考。