职业教育公共实训基地信息化与智慧化建设初探

郭 静

公共实训基地的信息化和智能化建设是指教师、受训人员、相关企业在网络环境中应用信息技术、信息资源、大数据分析等推动教学发展和改革，从而提高教学质量，改善教学方法，形成适应信息化社会要求的人才培养模式和新型教育体制，满足时代和社会需求以及学生个体本身发展需求的过程。在我国大力推进“互联网+”与“中国制造2025”的大背景下公共实训基地信息化与智能化建设的讨论显得尤为重要。

一、公共实训基地信息化与智能化建设中存在的问题

公共实训基地是由政府、职业院校、行业企业等单独或联合创办的实习实训场所。不管何种形式，它都应在政府主导下，以企业为主体，学校为基础多元化合作型的新型培训机构，具有公共性、职业性、公益性、开放性等特点。公共实训基地通过教育资源共享来快速实现规模经济效应，或者是利用现代信息网络技术突破时空限制，实现资源共享。但在实践中公共实训基地信息化建设也仍然存在着许多亟须解决的问题。

（一）公共实训基地信息化基础设施条件还比较薄弱

公共实训基地的大部分资金用于校舍和设备投资，用于投资信息化设施的资金极其有限。公共实训基地信息化设施基本停留在校园网和一般的机房建设层面上，对于信息化教学资源、专业实验信息化设备、电子图书馆和智慧实训等的建设几乎是空白。

（二）信息化资源建设还停留在初级阶段，智能化资源明显不足

相对于经济社会的发展，大部分公共实训基地的信息化建设较为滞后，信息化资源建设稀缺。大部分仅仅完成网站建设，网络学习资源以文字为主，网络课程、学科课件、视频资源和电子图书等相对来说非常稀少，具有智能化特征的资源较为稀少。

（三）公共实训基地教师信息化能力相对不足

从总体上看，公共实训基地教师信息素养普遍比较薄弱，在信息化社会条件下，部分教师，教学观念保守、教学方法老套、教学模式单一，信息技术掌握不足、信息意识淡薄、信息知识有限，不能很好地将信息技术融入自己的教学实践。

（四）信息化与智能化应用水平不高

在许多公共实训基地，信息化应用仅仅停留在教学内容的展示上，没有体现出信息技术与实训课程的实质性整合以及智能化教学的特点，职业教育内容的实践性、专业性、应用性、操作性和技能性很强，信息技术的应用尚无法体现这些特点。

针对以上问题，公共实训基地信息化与智能化建设必须提出有效的信息化建设方案，落到实处，切实提升公共实训基地信息化和智能化水平。

二、公共实训基地信息化建设的目标

（一）实现公共实训资源的智能化、自动化管理

随着公共实训工作的逐步推广以及职业教育“面向人人”理念的深入人心，未来的公共实训必将成为多数人的共同选择，其管理必将越来越复杂。通过公共实训基地的信息化与智能化建设可以使许多管理进入智能化、自动化的良性轨道，提高管理实效，推动公共实训工作的健康发展。

（二）实现信息技术与技能教学的整合

在技能教学实践中，应注意根据职业学校学生基础较差、学习习惯不好、学习的兴趣不浓厚等特点，充分发挥信息技术的优势，创设生动的知识情境，将抽象的知识形象化，有效缩短学生原有知识与新知识之间、原有技能与新技能之间的距离，使学生感受知识与技能的形成过程，对学生创新精神和实践能力的培养起到积极的推动作用。

（三）积累数字化技能教学与学习资源

信息和教育资源建设是教育信息化的核心内容之一，资源共享是信息技术教学的最基本特征之一。因此，建立丰富的资源库，为教师备课、上课及学生自主学习创造条件尤为重要。通过信息技术资源库使教师和学生充分利用免费资源，从而大大方便教师教学和学生学习。

（四）颠覆传统的技能教学与学习模式

通过引入信息技术与智能技术，可以实现翻转课堂、技能训练的自我监控、理实一体等教学与学习模式的颠覆式创新，更好地实现学校与受训人员、企业与受训人员、学校与企业之间的深度沟通。

三、公共实训基地信息化和智慧实训中心的建设内容

从硬件层面来说，把感应器嵌入和装备到教室、图书馆、餐厅、停车场、校门、实验室、会议室、校车和宿舍楼等各楼宇物体、区域并连接它们，形成“物联网”。并通过“校园网”利用“超级计算机”和“云计算服务中心”将“物联网”和“软件应用系统平台”整合起来，实现通信服务、教学工作、学习活动、安全管理工作与学校设施的整体结合。

从软件层面来说，智慧实训中心是数字化技能实训升级到一定阶段的表现，利用云计算、虚拟化和物联网等新技术来改变教育信息资源建设方式。“智慧实训中心”首先要有一个统一的基础设施平台，要拥有有线与无线双网覆盖的网络环境；其次，要有统一的数据共享平台和综合信息服，构建智慧实训中心。

（一）公共实训管理系统建设

公共实训一般被认为是面向社会公众开放的实训形式，因此，公共实训基地的首要任务是建设一个对公众友好的管理平台，人们可以非常方便地在这个平台上选择实训项目，形成自己感兴趣的实训课程，教师也可以方便地利用这个平台开展实训项目开发、课程开发和实训效果评估等工作，管理者也可以方便地获得有关实训的管理信息。

（二）三维、互动数字化实训学习资源库建设

传统的数字化教学资源建设多以教学视频、平面动画等为内容，特定平台为载体。其缺陷在于使用体验不佳，目标受众偏向教师而非学生，难以实现跨平台访问等。我们建议，公共实训基地应突破传统教学资源库建设的不足，开展三维、互动的数字化学习资源建设。

1.建设学习资源库。利用认识科学的最新进展，从学习角度设计学习用的数字化资源，把以“课”为单位的教学资源转化为以“知识点”为单位的学习资源，使学习资源真正具备模块化特征，以利学生根据自身学习需求搭建个性的学习资源群。

2.开发三维、互动学习资源。为什么老师开发了大量的二维资源，但学生却不去加以利用？其中一个原因在于这些二维资源过去简单，多数只能展示技能的操作过程，许多技术与技能细节无法得到充分展示。而三维的、互动的资源在很大程度上能够克服这一不足，使学习具有更多的趣味性，目前有些公共实训基地利用虚拟现实技术或现实增强技术开发的三维教学组件就获得了学生的好评。

3.建设跨平台的访问与推送系统。手机、平板电脑已经成为青年学生和青年工人最常用的互联网设备，传统的电脑正在渐渐失去青年人的青睐。公共实训基地应大力建设跨平台的访问与推送系统，真正实现学习的“泛在化”。

（三）数字化技能教室建设

1.建设微格技能录播系统。传统的录播系统主要针对教师的教，操作技能录播系统则主要针对学生的学，即把镜头对准正在开展技能操作的学生，完整记录学生的操作过程和操作细节，在学生完成操作后向学生进行回放，在老师或同伴的讲解、分析下查找操作上的不足，以改进操作过程。这就要求技能教室中采用高清摄像系统，并通过主控中心实现对多间常态化录播教室教师视频、学生视频、教师计算机VGA信号的多画面实时集中录制，实现学校对多间教室大规模优质精品课件资源的网络共享。

2.建设虚实结合实训系统。大多数公共实训基地都建设了一定数量的虚拟实训中心，但实训效果却并不能令人满意，究其原因，很重要的一点是虚拟实训无法提供真实的学习体验，“怎么看都是假的”。[1]比较理想的解决路径是，结合虚拟系统的综合性、易获得的优势和真实设备的可体验性特征打造虚实结合的实训系统，如以触控技术带动学习体验，让学生在设备上通过真实的点、划、拍打等动作模仿真实操作，或为实训专门设计开发半功能的专用设备，这样把大部分功能放在虚拟设备上，少部分可产生体验的功能放在真实设备上，让学生获得震动、力反馈等感官刺激，观察到真实的物理运动。

3.开展技能学习数字化评测。通过摄像头对实训教室进行远程评估，支持全方位、立体化、跨校区多画面远程观摩与评估；鼓励教室通过手机等终端对学生的课堂表现开展实时评估，通过系统资源平台自带的点评评分模板或者自建评分模板，实现对教师教学目标、教学方法、教学内容等的量化评分和对学生的学习状态、学习效果的实时评价。

4.建设基于数字化技能教室的技能社区。技能教室以现代教育理论为基础，结合公共实训基地的信息环境，利用先进的多媒体信息技术，通过主控中心完成的网络集中管理与控制，可以实现实训基地内班级间、实训项目组间以及实训基地间的信息互联，在条件许可时，甚至可以形成实训基地与远程的学生、家长或企业之间的互联互通，从而形成一个多元、立体的技能学习社区。

（四）智慧实训中心建设

1.建设课堂行为分析系统。在操作技能录播的基础上，引入行为分析技术，实现对学生操作行为或课堂行为的自动分析，自动形成报表，实现实时反馈，以利学生自主纠正。在可能的条件下，还可与手环等智能穿戴设备实现互联。

2.开展基于物联网技术智能实训。在实训基地大范围开展基于物联网技术的智能化改造，为实训设备加装温度、速度等感应元件，为基地室内外加装室温、光线强度、空气质量等监控设备，为开展实训的人员提供动作抓取的设备，从而实现实训设备之间、实训人员之间以及实训设备与人之间的信息联通。

3.建设基地内部的大数据系统。通过上述手段获得的数据将是海量的，只有通过大数据分析技术，才能真正实现这些数据的有效利用。通过大数据平台的建设可以实现对学生学习状态的实时监控和学习行为的实时分析，对教师的教学模式、教学实效的即时诊断与建议，对实训设备健康状态的实时监控与管理。[2]

通过上述手段，可以形成智慧实训中心的五级架构，具体见图1。

第一层是流程分析层。对实训过程中的活动内容、人员状态、设备状态和耗材状态进行分析，从中筛选出相关指标，如人员信息、设备开关机状态、耗材使用量等，并设立相应的数据采集点。

第二层是数据采集层。针对不同的指标选择合适的方式和粒度进行数据采集。如人员信息可通过账号密码或扫描条形码进行采集，设备开关机状态可应用电力测量仪进行实时监测，耗材信息可采用扫码枪读取等。

第三层是数据存储层。通过数据库和数据库管理系统对数据进行存储和管理。

第四层是数据分析层。这一层包含常规的数理统计活动，如计算百分率，均值，方差等。通过绘制变化曲线，把数据表中的数据以直观、友好的方式呈现。

第五层是数据挖掘层。这一层试图找出不同数据之间相关性，进而发现不同活动之间的相关性，发现其中潜在的规律，为教学管理、设备管理等提供决策支持。

从公共实训基地信息化与智能化建设的现实来看，实现高水平公共实训的相关技术都出现或正在走向成熟，但很少有基地能够根据公共实训特点开展有针对性、前瞻性、系统性的“集成创新”，公共实训基地信息化与智能化建设的道路还很漫长。

图1 智慧实训中心架构

[1]赵秋锦,杨现民,王帆.智慧教育环境的系统模型设计[J].现代教育技术，2014（10）：46－49.

[2]汤优，李嘉伟，李丹，张徐昕.“互联网+”下的智慧教室设计研究[J].软件导刊(教育技术)，2017（7）：88.