高职通信技术专业跨课程在线实训平台系统设计与实现

周继彦　卢敦陆

摘 要：针对当前高职院校通信技术专业特别强调学生实践技能培训以及提升自身社会服务能力的需求，本文提出了一种“远程控制+远程虚拟”模式通信技术专业跨课程在线实训平台系统，大大提升了学生实训效果，增强了社会服务功能。

关键词：远程控制；远程虚拟；实训平台

中图分类号：TP368.1-4

随着全球经济的快速发展，高素质的技能型人才需求日益旺盛。为此，高职教育特别强调要提高学生的实践技能学习，实训环节是高职教学体系中一个重要组成部分，尤其，通信技术综合性全面，实践性强，它要求学生不仅要掌握牢固的理论知识基础，还要具有较强的动手能力。同时，为了更好服务地区经济发展，我国地方性高职院校需不断增强和提升自身的社会服务功能。现代远程教育和建设共享教育资源平台是提高社会服务能力的重要手段。

本校开发的“远程控制+远程虚拟”模式通信技术专业跨课程在线实训平台系统是一套在线实训、在线学习、实训资源在线管理和社会服务一体的教育资源平台，通过在线实训协助学生、老师提升教学和学习技能的效率，扩大社会服务范围，提高现有通信实训设备的利用率。

1 国内外院校在线实训平台建设现状

多所国内外院校都有进行网络实训的项目研究。如：美国Illinois大学研制的Vicher仿真平台[1]，它主要用于化工教学方面，它可以模拟一个现代工厂；澳大利亚RMIT大学的John Ball 设计的物理学科仿真实验[2]，主要演示热传递过程的，让学生快速地掌握一些抽象的概念，更加逼真展现出来；北京大学计算机系设计的3WNVLAB[3]。服务器采用开源的JBOSS，开发语言采用Java。具体流程是，学生可在宿舍选择做哪种实训并把实训设计结果发送到实训室中。实训室服务器将检验学生实验内容，并且把可信的实训结果返回，学生可以参考实训结果，评价自己的实训设计。以上在线系统具有很好的开放性和共享性，但是存在共同的缺点：

1.1 实训教学模式陈旧

教学内容基本属于传统学科教学内容，实践教学方式方法陈旧单一、重复雷同，学生的思维训练路径程式化、模式化、简单化。不符合高职院校通信技术专业培养高水平职业技能型人才的需求。

1.2 学习终端单一

随着信息技术的发展，PC已经不是唯一可以选择的智能终端，平板电脑、智能手机等移动智能设备已经在最近一两年有了显著的发展和普及，部分学生已经开始采用平板电脑代替笔记本电脑进行学习。单一的PC终端的实训平台已经满足不了移动智能终端学习的需求。

2 “远程控制+远程虚拟”模式在线实训平台构建

跨课程虚拟实训平台以学生为主体，以实训为目的，运用面向服务的体系结构、安卓应用开发技术、HTML5技术、3D技术、网络通信和分布式数据管理技术等，构建覆盖通信技术专业“光传输”、“数据通信”、“交换技术”、“移动通信”多门课程。采用“远程控制实训”和“远程虚拟实训”双模式，实现everybody、everytime、everywhere易學习模式，让学生自主选择学校方式和学习内容，让学校变得轻松简单，可以重复、有选择。

在线实训平台体系结构如图1所示。

3 在线实训平台主要技术

该平台以计算机网络为核心，将真正的通信设备通过网络连接起来，以实现远程操作与分析，远程虚拟实训、数据采集和处理，所采用的关键技术有SOA技术、HTML5技术、Android应用开发技术和虚拟仿真技术等。

3.1 SOA技术

面向服务的体系结构（service-oriented architecture，SOA）是指为了构建一个灵活的基础架构，将应用程序的不同功能单元（称为服务）和契约联系起来，打破系统平台的差异性、开发语言的差异性，使得构建在各种系统可以以一种统一和通用的方式进行交互。

3.2 HTML5技术

近十年，HTML5作为Web开发标准得到了巨大发展，本平台采用的新版本的HTML5促进Web进入一个更成熟的应用平台，在该平台上，无论是视频，音频，还是图象和动画都被标准化；并且HTML5添加了图形的绘制，多媒体内容，优化的页面结构，新的语法特征等处理形式，同时整合了SVG内容；HTML5还定义了处理非法文档的具体细节，使得所有浏览器和客户端程序能够一致地处理语法错误[4]。

3.3 Android应用开发技术

随着信息技术的迅速发展，PC机已不是唯一可以选择的智能终端，平板电脑、智能手机等移动智能设备已经全面发展和普及。高职院校很多学生喜欢使用平板电脑甚至智能手机进行学习。若现有的实训资源仍然基于PC平台，则不能满足学生立体化资源学习的需要。

Android是一种以Linux为平台的开源操作系统，主要用于便携设备。2005年由Google收购注资，并组建开发手机联盟得到开发改良，并逐渐扩展到平板电脑及其它领域上。Android的主要竞争对手为IOS和Windows8。从2013年数据统计来看，Android占据全球智能手机操作系统市场80%的份额，中国市场占有率92% [5]。

因此，在线实训平台把微软视窗系统延伸到了基于Android系统的平板学习终端，实现学习开发性。

3.4 虚拟仿真技术在实训平台中的应用

通信技术专业实训教学涉及的实训设备种类较多，价格昂贵，设备购置费用较高。近年来，我校在实验实训硬件建设方面的投入经费逐年有增加，但远远跟不上学校规模的发展。虚拟仿真技术引入实训教学将解决以上问题。

虚拟仿真系统开发所涉及的软件平台有3DS MAX，Director MX及其外挂程序，在3DS MAX中创建三维场景，并进行材质渲染、通信仿真动画制作，利用Director MX集成语言Lingo及插件Shockwave 3D，Havok实训三维场景的虚拟仿真，系统可进行缩放、平移、旋转和播放仿真动画等操作。

4 在线实训平台开发和应用中应注意的问题

4.1 校企结合开发在线实训平台

在线实训平台的实训内容开发过程一定要与校企紧密合作，实训内容由校内教学专任教师、企业技术人员和软件开发人员三方合作按照岗位需求重新组合的结果。

要以校内教学专任教师为主导，实施优秀的教学设计，编写制作脚本；要以企业一线技术人员实施技术指导；以软件开发人员实施创新制作，才能研发出科学的、适宜的、工学结合的在线实训平台。

我校通信技术开发团队人员采用“专业教师+设备厂家技术人员+企业软件开发人员”的合理结构。由设备厂家技术人员确保案例载体的典型性、普适性、综合性，满足企业应用情况；企业软件开发人员运用三维虚拟实现技术、计算机软件技术及网络技术等来开发在线实训平台；校内专任教师确保在线实训平台符合职教规律和要求。

4.2 满足通信技术专业实训教学基本要求

为了能够达到通信技术专业人才培养方案的培养目标，该平台实训内容包含了通信固网实训（如程控交换实训、光传输实训、数据通信实训）和移动通信实训（如TD-SCDMA无线侧实训和核心网实训、路测和网优实训等）。

4.3 引入虚拟仿真系统开展实训教学

虚拟仿真系统具有环境、事件、情节、过程、操作、结果的情景化环节，其效果逼真，结果真实；学生可以多角色协同参与实训过程；平台具有智能逻辑识别、跟踪记录、信息反馈，结果评判等功能；不需要单机安装，远程注册后直接运行，实现三维网络化；并引入移动终端（掌上电脑、智能手机）真正做到随时随地学习。

虚拟仿真系统的优越性不仅仅表现在节省资源、节省资金、节省场地、节省能源等方面，甚至在某些方面发挥着实物实训所不能取代的作用，如危险性岗位实训、小概率事件的发生、破坏性过程等。另一方面，在教学资源呈现多元化发展的形势下，对于职业教育来说，平台中引入虚拟实训资源，更能突出职业教育信息化建設的特色。

5 特色和创新

（1）以职业教育行动导向教学理论为基础，以在线实训平台的发展现状出发，校企双主体来构建行动向导通信在线实训平台。

（2）“远程控制实训”与“远程虚拟实训”相结合的教学模式。

（3）平台实训内容跨越通信技术专业所涉及固网、移动两大部分课程体系内容。

（4）在线实训平台把微软视窗系统延伸到了基于Android系统的平板学习终端，方便学生无处不在的学习，使得学习具备了持续性、可获取性、及时性、交互性和主动性等特点。

6 结束语

我校通信技术专业结合在线实训平台开展专业教学，取得了显著成效。实训平台方便，快捷，趣味性高，学生可以在任何时间进行相关技能点的练习和训练，所以学生学习积极性和自主性得到极大提高。另外，虚拟仿真实训也解决了真实的通信设备更新快，成本高的，学校投入负担重的难题。

参考文献：

[1]刘建国.基于B/S模式的远程开放式过程控制实验系统开发[J].重庆电力高等专科学校学报，2008（02）：8-12.

[2]贝琦.面向服务的体系结构（SOA）的研究[J].科技信息：学术研究版，2007（16）：147-148

[3]张帆，李力雄.基于Web的远程实验平台的设计与实现[J].自动化仪表，2008（02）：38-40

[4]马幼捷，周雪松等.基于Internet的虚拟电子实验平台的设计[J].自动化仪表，2008（03）：8-11.

[5]郭宏志.Android应用开发详解[M].北京：电子工业出版社.2010.

作者简介：周继彦（1978.08-），女，山东人，硕士，讲师，主要从事数据通信技术教学。

作者单位：广东科学技术职业学院，广东珠海 519090