陳冰+查維康

【摘 要】以數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)為例，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備上的改造、應(yīng)用開(kāi)展實(shí)踐探究，構(gòu)建視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架，并對(duì)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造后的教學(xué)功能、研究功能、經(jīng)濟(jì)適用性等進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】視頻實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造實(shí)踐研究

一、職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問(wèn)題

目前職業(yè)學(xué)校通過(guò)示范校建設(shè)、品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，在專(zhuān)業(yè)師資、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備特別是理實(shí)一體化教室的配置方面已逐步具備了實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)的條件。但我們也發(fā)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地在設(shè)備的數(shù)量和先進(jìn)性上雖然有了很大改觀，但教學(xué)的功能還有待改善。以數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)為例，數(shù)控機(jī)床的操作演示教學(xué)仍然是教師一邊操作一邊講解，學(xué)生觀摩操作過(guò)程。這樣的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一是教師操作的細(xì)節(jié)和機(jī)床加工的細(xì)節(jié)學(xué)生看不清，教學(xué)效果不理想；二是外圍的學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師不了解，課堂管理難兼顧；三是學(xué)生以教師為中心擁擠在機(jī)床的周?chē)?，存在安全隱患。如何解決這種教與學(xué)的現(xiàn)狀，我們從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中得到啟發(fā)，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在設(shè)備上進(jìn)行改造，以提高數(shù)控機(jī)床教學(xué)性功能，初步構(gòu)建了視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架。

二、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架，就是在實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作及運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵教學(xué)工位點(diǎn)加裝攝像機(jī)，通過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器），將各教學(xué)工位的實(shí)時(shí)視頻經(jīng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并投影，服務(wù)于教學(xué)的需要。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖（見(jiàn)圖1）。

圖1視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖

以數(shù)控車(chē)床的教學(xué)為例，第一個(gè)攝像機(jī)安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝刀具切削過(guò)程的影像；第二個(gè)攝像機(jī)也安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝機(jī)床加工區(qū)主軸與刀架相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影像；在操控面板上方加裝第三個(gè)攝像頭，用于拍攝面板操作影像。將三個(gè)攝像頭的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器）傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，一位實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行加工操作演示，另一位實(shí)訓(xùn)主講教師在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）對(duì)計(jì)算機(jī)中加工操作步驟、刀具切削過(guò)程，工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)三路視頻進(jìn)行分屏、切換，通過(guò)投影對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的同步講解、評(píng)價(jià)。

三、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)功能

（一）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的教學(xué)性功能

1.教學(xué)環(huán)節(jié)可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，徹底改變了傳統(tǒng)的低效實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）內(nèi)，每一位學(xué)生都能通過(guò)視頻投影對(duì)指導(dǎo)教師的操作過(guò)程和加工細(xì)節(jié)行全面觀察，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都交待得很清晰，需要時(shí)還能反復(fù)播放進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.課堂管理可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，教師再也不用擔(dān)心外圍學(xué)生是否看得見(jiàn)、是否認(rèn)真聽(tīng)，學(xué)生全部坐在理實(shí)一體化教室（或講學(xué)島），兩位教師分工明確，一位操作演示，一位進(jìn)行講解，課堂管理有序。學(xué)生操作訓(xùn)練時(shí)，也可通過(guò)視頻來(lái)加強(qiáng)對(duì)操作過(guò)程的管理。

3.操作安全可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，實(shí)訓(xùn)加工區(qū)與理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）一般用透明的鋼化玻璃強(qiáng)分隔開(kāi)。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師操作是在實(shí)訓(xùn)加工區(qū)的機(jī)床上進(jìn)行操作，而學(xué)生是在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻并聽(tīng)取實(shí)訓(xùn)主講教師講解的。即使是學(xué)生在多人同機(jī)操作練習(xí)時(shí)，也可以一人操作其他同學(xué)在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻，實(shí)訓(xùn)操作更加安全可靠。

（二）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的研究性功能

1.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)實(shí)施的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備不僅僅能提供某工種的專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)，也可以用來(lái)進(jìn)行相關(guān)課程研究性學(xué)習(xí)，如在數(shù)控車(chē)床的加工過(guò)程中，刀具切削過(guò)程和切屑的形成過(guò)程就可以用在金屬材料、切削原理、刀具等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的研究性學(xué)習(xí)中。

2.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)評(píng)價(jià)的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)具備更加開(kāi)放的研究功能。教師既可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，也可以將視頻進(jìn)行同步錄像以數(shù)字化資料的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，作為教學(xué)資料開(kāi)展教學(xué)研究。有條件的學(xué)校還可以將同類(lèi)實(shí)訓(xùn)設(shè)備都進(jìn)行視頻數(shù)字化改造，通過(guò)局域網(wǎng)開(kāi)展遠(yuǎn)程教學(xué)管理、評(píng)價(jià)。

3.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教師行為的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備除了應(yīng)用于課堂教學(xué)的研究，在教師課堂行為、儀態(tài)等研究，同題異構(gòu)公開(kāi)課的研究方面，都可以通過(guò)視頻數(shù)字化錄像的對(duì)比、重播、慢放等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)不同錄像資源的剪輯還可以制作出高質(zhì)量的教學(xué)視頻資源。

（三）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造的經(jīng)濟(jì)性功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造不但適用于數(shù)控機(jī)床，也同樣適用于大多數(shù)專(zhuān)業(yè)工種的實(shí)訓(xùn)，像機(jī)電類(lèi)、數(shù)控類(lèi)、汽修類(lèi)、建筑類(lèi)、化工類(lèi)等等。特別是部分學(xué)校在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過(guò)程中即使沒(méi)有理實(shí)一體化教室，也可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造來(lái)改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)的條件。攝像機(jī)工位點(diǎn)數(shù)根據(jù)相關(guān)工種及需要實(shí)現(xiàn)的功能而定，改造靈活。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造所需要的設(shè)備主要有工業(yè)攝像頭、多屏顯卡（或視頻分配器）、電腦、投影儀等通用設(shè)備，市場(chǎng)上容易購(gòu)買(mǎi)，改造成本也不高（見(jiàn)表1）。

目前，視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造在江蘇昆山、連云港等地進(jìn)行了一些實(shí)踐性應(yīng)用與探究，對(duì)數(shù)控類(lèi)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行部分改造已取得了非常明顯的效果。我們將進(jìn)一步拓展、延伸視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造的思路，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控及信息采集，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)結(jié)合視頻監(jiān)控及信息采集，形成對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)了解，構(gòu)建可以在校園網(wǎng)上任意一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的計(jì)算機(jī)終端查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字化工廠。

本文為江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃辦“十二五”規(guī)劃2013年度職教重點(diǎn)自籌課題“基于課程綜合化的中職機(jī)械加工技能課程的研究”成果之一。

【摘 要】以數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)為例，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備上的改造、應(yīng)用開(kāi)展實(shí)踐探究，構(gòu)建視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架，并對(duì)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造后的教學(xué)功能、研究功能、經(jīng)濟(jì)適用性等進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】視頻實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造實(shí)踐研究

一、職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問(wèn)題

目前職業(yè)學(xué)校通過(guò)示范校建設(shè)、品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，在專(zhuān)業(yè)師資、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備特別是理實(shí)一體化教室的配置方面已逐步具備了實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)的條件。但我們也發(fā)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地在設(shè)備的數(shù)量和先進(jìn)性上雖然有了很大改觀，但教學(xué)的功能還有待改善。以數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)為例，數(shù)控機(jī)床的操作演示教學(xué)仍然是教師一邊操作一邊講解，學(xué)生觀摩操作過(guò)程。這樣的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一是教師操作的細(xì)節(jié)和機(jī)床加工的細(xì)節(jié)學(xué)生看不清，教學(xué)效果不理想；二是外圍的學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師不了解，課堂管理難兼顧；三是學(xué)生以教師為中心擁擠在機(jī)床的周?chē)嬖诎踩[患。如何解決這種教與學(xué)的現(xiàn)狀，我們從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中得到啟發(fā)，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在設(shè)備上進(jìn)行改造，以提高數(shù)控機(jī)床教學(xué)性功能，初步構(gòu)建了視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架。

二、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架，就是在實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作及運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵教學(xué)工位點(diǎn)加裝攝像機(jī)，通過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器），將各教學(xué)工位的實(shí)時(shí)視頻經(jīng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并投影，服務(wù)于教學(xué)的需要。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖（見(jiàn)圖1）。

圖1視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖

以數(shù)控車(chē)床的教學(xué)為例，第一個(gè)攝像機(jī)安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝刀具切削過(guò)程的影像；第二個(gè)攝像機(jī)也安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝機(jī)床加工區(qū)主軸與刀架相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影像；在操控面板上方加裝第三個(gè)攝像頭，用于拍攝面板操作影像。將三個(gè)攝像頭的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器）傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，一位實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行加工操作演示，另一位實(shí)訓(xùn)主講教師在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）對(duì)計(jì)算機(jī)中加工操作步驟、刀具切削過(guò)程，工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)三路視頻進(jìn)行分屏、切換，通過(guò)投影對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的同步講解、評(píng)價(jià)。

三、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)功能

（一）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的教學(xué)性功能

1.教學(xué)環(huán)節(jié)可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，徹底改變了傳統(tǒng)的低效實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）內(nèi)，每一位學(xué)生都能通過(guò)視頻投影對(duì)指導(dǎo)教師的操作過(guò)程和加工細(xì)節(jié)行全面觀察，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都交待得很清晰，需要時(shí)還能反復(fù)播放進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.課堂管理可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，教師再也不用擔(dān)心外圍學(xué)生是否看得見(jiàn)、是否認(rèn)真聽(tīng)，學(xué)生全部坐在理實(shí)一體化教室（或講學(xué)島），兩位教師分工明確，一位操作演示，一位進(jìn)行講解，課堂管理有序。學(xué)生操作訓(xùn)練時(shí)，也可通過(guò)視頻來(lái)加強(qiáng)對(duì)操作過(guò)程的管理。

3.操作安全可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，實(shí)訓(xùn)加工區(qū)與理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）一般用透明的鋼化玻璃強(qiáng)分隔開(kāi)。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師操作是在實(shí)訓(xùn)加工區(qū)的機(jī)床上進(jìn)行操作，而學(xué)生是在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻并聽(tīng)取實(shí)訓(xùn)主講教師講解的。即使是學(xué)生在多人同機(jī)操作練習(xí)時(shí)，也可以一人操作其他同學(xué)在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻，實(shí)訓(xùn)操作更加安全可靠。

（二）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的研究性功能

1.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)實(shí)施的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備不僅僅能提供某工種的專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)，也可以用來(lái)進(jìn)行相關(guān)課程研究性學(xué)習(xí)，如在數(shù)控車(chē)床的加工過(guò)程中，刀具切削過(guò)程和切屑的形成過(guò)程就可以用在金屬材料、切削原理、刀具等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的研究性學(xué)習(xí)中。

2.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)評(píng)價(jià)的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)具備更加開(kāi)放的研究功能。教師既可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，也可以將視頻進(jìn)行同步錄像以數(shù)字化資料的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，作為教學(xué)資料開(kāi)展教學(xué)研究。有條件的學(xué)校還可以將同類(lèi)實(shí)訓(xùn)設(shè)備都進(jìn)行視頻數(shù)字化改造，通過(guò)局域網(wǎng)開(kāi)展遠(yuǎn)程教學(xué)管理、評(píng)價(jià)。

3.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教師行為的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備除了應(yīng)用于課堂教學(xué)的研究，在教師課堂行為、儀態(tài)等研究，同題異構(gòu)公開(kāi)課的研究方面，都可以通過(guò)視頻數(shù)字化錄像的對(duì)比、重播、慢放等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)不同錄像資源的剪輯還可以制作出高質(zhì)量的教學(xué)視頻資源。

（三）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造的經(jīng)濟(jì)性功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造不但適用于數(shù)控機(jī)床，也同樣適用于大多數(shù)專(zhuān)業(yè)工種的實(shí)訓(xùn)，像機(jī)電類(lèi)、數(shù)控類(lèi)、汽修類(lèi)、建筑類(lèi)、化工類(lèi)等等。特別是部分學(xué)校在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過(guò)程中即使沒(méi)有理實(shí)一體化教室，也可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造來(lái)改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)的條件。攝像機(jī)工位點(diǎn)數(shù)根據(jù)相關(guān)工種及需要實(shí)現(xiàn)的功能而定，改造靈活。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造所需要的設(shè)備主要有工業(yè)攝像頭、多屏顯卡（或視頻分配器）、電腦、投影儀等通用設(shè)備，市場(chǎng)上容易購(gòu)買(mǎi)，改造成本也不高（見(jiàn)表1）。

目前，視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造在江蘇昆山、連云港等地進(jìn)行了一些實(shí)踐性應(yīng)用與探究，對(duì)數(shù)控類(lèi)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行部分改造已取得了非常明顯的效果。我們將進(jìn)一步拓展、延伸視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造的思路，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控及信息采集，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)結(jié)合視頻監(jiān)控及信息采集，形成對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)了解，構(gòu)建可以在校園網(wǎng)上任意一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的計(jì)算機(jī)終端查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字化工廠。

本文為江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃辦“十二五”規(guī)劃2013年度職教重點(diǎn)自籌課題“基于課程綜合化的中職機(jī)械加工技能課程的研究”成果之一。

【摘 要】以數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)為例，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備上的改造、應(yīng)用開(kāi)展實(shí)踐探究，構(gòu)建視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架，并對(duì)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造后的教學(xué)功能、研究功能、經(jīng)濟(jì)適用性等進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】視頻實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造實(shí)踐研究

一、職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問(wèn)題

目前職業(yè)學(xué)校通過(guò)示范校建設(shè)、品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，在專(zhuān)業(yè)師資、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備特別是理實(shí)一體化教室的配置方面已逐步具備了實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)的條件。但我們也發(fā)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地在設(shè)備的數(shù)量和先進(jìn)性上雖然有了很大改觀，但教學(xué)的功能還有待改善。以數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)為例，數(shù)控機(jī)床的操作演示教學(xué)仍然是教師一邊操作一邊講解，學(xué)生觀摩操作過(guò)程。這樣的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一是教師操作的細(xì)節(jié)和機(jī)床加工的細(xì)節(jié)學(xué)生看不清，教學(xué)效果不理想；二是外圍的學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師不了解，課堂管理難兼顧；三是學(xué)生以教師為中心擁擠在機(jī)床的周?chē)?，存在安全隱患。如何解決這種教與學(xué)的現(xiàn)狀，我們從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中得到啟發(fā)，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在設(shè)備上進(jìn)行改造，以提高數(shù)控機(jī)床教學(xué)性功能，初步構(gòu)建了視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架。

二、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造框架，就是在實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作及運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵教學(xué)工位點(diǎn)加裝攝像機(jī)，通過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器），將各教學(xué)工位的實(shí)時(shí)視頻經(jīng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并投影，服務(wù)于教學(xué)的需要。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖（見(jiàn)圖1）。

圖1視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造框架示意圖

以數(shù)控車(chē)床的教學(xué)為例，第一個(gè)攝像機(jī)安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝刀具切削過(guò)程的影像；第二個(gè)攝像機(jī)也安裝在數(shù)控車(chē)床加工區(qū)，用于拍攝機(jī)床加工區(qū)主軸與刀架相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影像；在操控面板上方加裝第三個(gè)攝像頭，用于拍攝面板操作影像。將三個(gè)攝像頭的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多屏顯卡（或視頻分配器）傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，一位實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行加工操作演示，另一位實(shí)訓(xùn)主講教師在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）對(duì)計(jì)算機(jī)中加工操作步驟、刀具切削過(guò)程，工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)三路視頻進(jìn)行分屏、切換，通過(guò)投影對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的同步講解、評(píng)價(jià)。

三、視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)功能

（一）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的教學(xué)性功能

1.教學(xué)環(huán)節(jié)可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，徹底改變了傳統(tǒng)的低效實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）內(nèi)，每一位學(xué)生都能通過(guò)視頻投影對(duì)指導(dǎo)教師的操作過(guò)程和加工細(xì)節(jié)行全面觀察，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都交待得很清晰，需要時(shí)還能反復(fù)播放進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.課堂管理可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，教師再也不用擔(dān)心外圍學(xué)生是否看得見(jiàn)、是否認(rèn)真聽(tīng)，學(xué)生全部坐在理實(shí)一體化教室（或講學(xué)島），兩位教師分工明確，一位操作演示，一位進(jìn)行講解，課堂管理有序。學(xué)生操作訓(xùn)練時(shí)，也可通過(guò)視頻來(lái)加強(qiáng)對(duì)操作過(guò)程的管理。

3.操作安全可控

使用視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)，實(shí)訓(xùn)加工區(qū)與理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）一般用透明的鋼化玻璃強(qiáng)分隔開(kāi)。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師操作是在實(shí)訓(xùn)加工區(qū)的機(jī)床上進(jìn)行操作，而學(xué)生是在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻并聽(tīng)取實(shí)訓(xùn)主講教師講解的。即使是學(xué)生在多人同機(jī)操作練習(xí)時(shí)，也可以一人操作其他同學(xué)在理實(shí)一體化教室（或教學(xué)島）觀察視頻，實(shí)訓(xùn)操作更加安全可靠。

（二）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的研究性功能

1.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)實(shí)施的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備不僅僅能提供某工種的專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)，也可以用來(lái)進(jìn)行相關(guān)課程研究性學(xué)習(xí)，如在數(shù)控車(chē)床的加工過(guò)程中，刀具切削過(guò)程和切屑的形成過(guò)程就可以用在金屬材料、切削原理、刀具等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的研究性學(xué)習(xí)中。

2.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教學(xué)評(píng)價(jià)的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)具備更加開(kāi)放的研究功能。教師既可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，也可以將視頻進(jìn)行同步錄像以數(shù)字化資料的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，作為教學(xué)資料開(kāi)展教學(xué)研究。有條件的學(xué)校還可以將同類(lèi)實(shí)訓(xùn)設(shè)備都進(jìn)行視頻數(shù)字化改造，通過(guò)局域網(wǎng)開(kāi)展遠(yuǎn)程教學(xué)管理、評(píng)價(jià)。

3.視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備具有教師行為的研究功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備除了應(yīng)用于課堂教學(xué)的研究，在教師課堂行為、儀態(tài)等研究，同題異構(gòu)公開(kāi)課的研究方面，都可以通過(guò)視頻數(shù)字化錄像的對(duì)比、重播、慢放等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)不同錄像資源的剪輯還可以制作出高質(zhì)量的教學(xué)視頻資源。

（三）視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造的經(jīng)濟(jì)性功能

視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造不但適用于數(shù)控機(jī)床，也同樣適用于大多數(shù)專(zhuān)業(yè)工種的實(shí)訓(xùn)，像機(jī)電類(lèi)、數(shù)控類(lèi)、汽修類(lèi)、建筑類(lèi)、化工類(lèi)等等。特別是部分學(xué)校在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過(guò)程中即使沒(méi)有理實(shí)一體化教室，也可以通過(guò)視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造來(lái)改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)的條件。攝像機(jī)工位點(diǎn)數(shù)根據(jù)相關(guān)工種及需要實(shí)現(xiàn)的功能而定，改造靈活。視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備改造所需要的設(shè)備主要有工業(yè)攝像頭、多屏顯卡（或視頻分配器）、電腦、投影儀等通用設(shè)備，市場(chǎng)上容易購(gòu)買(mǎi)，改造成本也不高（見(jiàn)表1）。

目前，視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)設(shè)備的改造在江蘇昆山、連云港等地進(jìn)行了一些實(shí)踐性應(yīng)用與探究，對(duì)數(shù)控類(lèi)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行部分改造已取得了非常明顯的效果。我們將進(jìn)一步拓展、延伸視頻數(shù)字化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備改造的思路，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控及信息采集，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)結(jié)合視頻監(jiān)控及信息采集，形成對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)了解，構(gòu)建可以在校園網(wǎng)上任意一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的計(jì)算機(jī)終端查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字化工廠。

本文為江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃辦“十二五”規(guī)劃2013年度職教重點(diǎn)自籌課題“基于課程綜合化的中職機(jī)械加工技能課程的研究”成果之一。