文/王宇昕 周文楷

物聯(lián)技術(shù)變革職教實(shí)訓(xùn)教學(xué)

文/王宇昕 周文楷

隨著信息化程度的提高，越來(lái)越多的新型數(shù)字媒體設(shè)備被廣泛的使用，人們?cè)讷@取知識(shí)技能時(shí)，不僅重視媒介而且更注重感受。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將教學(xué)資源、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和人們手中的終端很好融合，改變職業(yè)學(xué)校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

依托于物聯(lián)網(wǎng)的概念，我們可以從簡(jiǎn)單的信息資源的聯(lián)網(wǎng)，逐步擴(kuò)展到對(duì)所有接觸到的設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。這種概念的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)帶來(lái)了深刻的影響，這其中也包含對(duì)于職業(yè)教育的影響。

物聯(lián)網(wǎng)提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是職業(yè)教育的一個(gè)重要組成部分。職業(yè)學(xué)校興建各類實(shí)訓(xùn)基地，開設(shè)各類實(shí)訓(xùn)課程，目的是利用信息化技術(shù)營(yíng)造出來(lái)的各種環(huán)境都是幫助受教育者增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，最大限度滿足他們獲取知識(shí)和技能的需求。

實(shí)際實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程通常是：教師在實(shí)訓(xùn)課前布置實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，并提供有關(guān)資料；學(xué)生則針對(duì)教師布置的內(nèi)容，完成課前預(yù)習(xí)工作；在實(shí)訓(xùn)課上，教師將學(xué)生分成若干組，實(shí)訓(xùn)操作要重復(fù)講述若干遍，但仍然無(wú)法保證學(xué)生正確完成每一個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生在進(jìn)入到實(shí)際的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所前，雖然接受了一些理論教學(xué)或者模擬實(shí)訓(xùn)，當(dāng)接觸到真實(shí)環(huán)境和設(shè)備時(shí)，還是不能快速、正確反映出操作流程和動(dòng)作。另外，一個(gè)教師要面對(duì)超過30人的班級(jí)進(jìn)入實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，也很難照顧到所有學(xué)生操作或者出現(xiàn)的各類故障。

解決上述問題的方式就是引入物聯(lián)網(wǎng)的概念，利用成熟的射頻識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合GPS技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行革命性的改革，從表現(xiàn)形式上和組織形式上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，真正將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)延伸到實(shí)訓(xùn)教學(xué)整個(gè)過程中，而不僅僅是躲在課后。

圖1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

職業(yè)學(xué)?？梢园凑瘴锫?lián)網(wǎng)要求，構(gòu)建一個(gè)全新的實(shí)訓(xùn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如圖1所示，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層：感知層依賴于射頻網(wǎng)絡(luò)和傳感器技術(shù)。傳感器用于采集信息，射頻技術(shù)用于將采集的信息傳遞到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。他們主要是用于捕捉安裝在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、實(shí)訓(xùn)設(shè)備、使用人員等基本信息。

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層在模型中即建設(shè)好的無(wú)線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)。他用于將感知層信息上傳至應(yīng)用層，并將應(yīng)用層處理的結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到模型的其他環(huán)節(jié)中，便于數(shù)據(jù)的加工和使用。

應(yīng)用層：應(yīng)用層是對(duì)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)層傳遞的感知層獲取的信息進(jìn)行加工，并放入到實(shí)際的系統(tǒng)中而解決該類應(yīng)用的邏輯層。在職業(yè)學(xué)校中，應(yīng)用層主要是指網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)處理感知層采集的信息，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、設(shè)備和教學(xué)資源間的信息傳遞與控制。

在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境中，進(jìn)入實(shí)訓(xùn)基地的人員身份和設(shè)備之間相互自動(dòng)識(shí)別，設(shè)備自動(dòng)開啟或關(guān)閉一些功能，校園網(wǎng)向用戶推送相關(guān)資源。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，學(xué)生攜帶專用手持式終端，接近某個(gè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備時(shí)，學(xué)生的手持式終端會(huì)通過射頻技術(shù)自動(dòng)掃描貼設(shè)備上的電子標(biāo)簽，并將讀取的信息通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)訓(xùn)設(shè)備也通過射頻技術(shù)識(shí)別學(xué)生身份，啟動(dòng)相應(yīng)功能，同時(shí)也向網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)傳送學(xué)生身份信息。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)根據(jù)接收到的學(xué)生身份和實(shí)訓(xùn)設(shè)備信息，自動(dòng)向?qū)W生推送與當(dāng)前設(shè)備一致的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源。學(xué)生根據(jù)手持設(shè)備上的內(nèi)容，來(lái)完成實(shí)訓(xùn)課程學(xué)習(xí)。這樣，就利用了物聯(lián)網(wǎng)為每名學(xué)生提供了一名“專職實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師”，解決了師資不足的問題。

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和概念成為關(guān)鍵，其改造過程要對(duì)下六個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

1. 新增識(shí)別用系統(tǒng)字典用于存放電子標(biāo)簽信息，并規(guī)劃處對(duì)照信息表。有了這個(gè)系統(tǒng)字典，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)才好進(jìn)行深入的加工與處理。

2. 對(duì)照與識(shí)別系統(tǒng)。依托于報(bào)文和系統(tǒng)字典，以及建成的身份庫(kù)、資產(chǎn)信息庫(kù)、課程資源庫(kù)等信息進(jìn)行加工，最終目的是將設(shè)備、人員、場(chǎng)地、課程、資源等信息進(jìn)行一一關(guān)聯(lián)，并為系統(tǒng)的推送作準(zhǔn)備。

3. 推送和搜索系統(tǒng)。相比于常見的推送系統(tǒng)和搜索，這里強(qiáng)調(diào)的是針對(duì)通過對(duì)照與識(shí)別系統(tǒng)加工后，有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的推送與搜索。舉例來(lái)說，當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)照識(shí)別出A學(xué)生正在B車間，針對(duì)C設(shè)備來(lái)操作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)會(huì)調(diào)用A學(xué)生的課表，自動(dòng)查找出該學(xué)生此時(shí)課程信息，并針對(duì)B車間的屬性調(diào)用出該車間所承擔(dān)的實(shí)訓(xùn)總?cè)蝿?wù)，再根據(jù)C設(shè)備能完成的具體實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，交匯出該生目前可能會(huì)使用的資源，并通過網(wǎng)絡(luò)推送到學(xué)生使用的終端設(shè)備中。

在呈現(xiàn)時(shí)，對(duì)于終端設(shè)備主要提供相應(yīng)的鏈接及搜索對(duì)話框。學(xué)生可以通過點(diǎn)擊鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于一般內(nèi)容的查看和學(xué)習(xí)，對(duì)于較難的或者鏈接中未提供的內(nèi)容，則可以通過搜索來(lái)獲取內(nèi)容信息。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，還可以為每名學(xué)生生成一套狀態(tài)記錄儀，用于存放學(xué)生學(xué)習(xí)記錄，以便于學(xué)生掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度。

4. 誤操作預(yù)防系統(tǒng)。針對(duì)一些危險(xiǎn)性高的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，應(yīng)在實(shí)訓(xùn)設(shè)備中增加誤操作預(yù)防系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)包含如下四個(gè)部分：

①終端接管系統(tǒng)。在真正實(shí)訓(xùn)前，應(yīng)通過系統(tǒng)將操作設(shè)備的操作界面接管到終端設(shè)備上，使學(xué)生通過終端設(shè)備完成預(yù)操作。

②標(biāo)準(zhǔn)操作流程管理。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師預(yù)先將標(biāo)準(zhǔn)流程輸入到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，通常這個(gè)順序化流程，防止學(xué)生誤操作，一旦操作不合符規(guī)范，會(huì)出現(xiàn)提示，甚至直接停止。

③預(yù)操作評(píng)測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)學(xué)生的預(yù)操作情況，設(shè)定一定的量化指標(biāo)，如完成時(shí)間、錯(cuò)誤率等信息，給學(xué)生一個(gè)評(píng)價(jià)。對(duì)于評(píng)價(jià)在優(yōu)以下的學(xué)生，將逐級(jí)增加預(yù)操作的次數(shù)，以達(dá)到實(shí)際操作的要求。

④脫掛系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生能熟練掌握操作流程后，系統(tǒng)會(huì)將終端接管系統(tǒng)關(guān)閉，學(xué)生直接操作實(shí)際設(shè)備，完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

5. 問題自助服務(wù)專家系統(tǒng)。類似于目前的在線自助服務(wù)系統(tǒng)，在終端和網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)之間構(gòu)筑出一個(gè)自助服務(wù)專家系統(tǒng)，用于自動(dòng)回答學(xué)生的一些提問。

6. 教學(xué)演示系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要是在操作之前，用于整體演示操作各個(gè)步驟，并且可以根據(jù)實(shí)際情況，分步驟進(jìn)行演示，以達(dá)到教學(xué)效果。

經(jīng)過上述六個(gè)方面的改進(jìn)，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為每名學(xué)生配備一名“專職實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師”就成為了可能。這將根本改變實(shí)訓(xùn)課程中缺乏指導(dǎo)教師的軟肋，改善了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的環(huán)境，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的感受，使學(xué)生能更好的融入到職業(yè)技能的學(xué)習(xí)中。這對(duì)整個(gè)職業(yè)教育來(lái)說，都是值得嘗試的事情。

(作者單位為北京電子科技職業(yè)學(xué)院)