個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

王蕾+夏緒輝+劉翔+龔園+曹建華+周幼慶

[摘 要]培養(yǎng)具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才是高等院校工科專業(yè)教育的主要目標(biāo)。根據(jù)“線上認(rèn)知，線下實(shí)踐”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的需求，可以提出一種工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)方案，該平臺(tái)框架包括工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)、手機(jī)微平臺(tái)以及服務(wù)平臺(tái)管理系統(tǒng)四大子系統(tǒng)，分為用戶層、功能層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)庫(kù)層四個(gè)層面。該平臺(tái)將幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主網(wǎng)上學(xué)習(xí)、自主選訓(xùn)練模塊、自主預(yù)約實(shí)踐時(shí)間、網(wǎng)上交流答疑等一系列自助學(xué)習(xí)過(guò)程，為工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)提供了一種可借鑒的思路。

[關(guān)鍵詞]個(gè)性化;工程訓(xùn)練;教學(xué)服務(wù)平臺(tái);必要性;框架設(shè)計(jì)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）11-0116-02

培養(yǎng)具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才是高等院校工科專業(yè)教育的主要目標(biāo)。[1]工程訓(xùn)練是高校工科專業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是為制造業(yè)培養(yǎng)高級(jí)工程人才進(jìn)行的預(yù)備性教育。[2]近年來(lái)，隨著制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，其對(duì)工科大學(xué)生工程實(shí)踐能力的要求不斷提升，許多高等院校在傳統(tǒng)金工實(shí)訓(xùn)所包含的制造實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，不斷引入了數(shù)控加工、3D打印、柔性制造系統(tǒng)等一批先進(jìn)制造設(shè)備與技術(shù)，形成了先進(jìn)制造技術(shù)與傳統(tǒng)加工工藝相結(jié)合的工程訓(xùn)練模式。然而，要培養(yǎng)符合不同專業(yè)需求的工程實(shí)踐能力，僅增加工程訓(xùn)練的硬件投入和盲目增設(shè)課程內(nèi)容，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出：“注重因材施教。關(guān)注學(xué)生不同特點(diǎn)和個(gè)性差異，發(fā)展每一個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)潛能。推進(jìn)分層教學(xué)、走班制、學(xué)分制、導(dǎo)師制等教學(xué)管理制度改革?！笨梢?jiàn)，工程訓(xùn)練在注重提升學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的前提下，更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，進(jìn)行個(gè)性化的培養(yǎng)。因此，如何在有限的時(shí)間和師資隊(duì)伍的條件下，盡可能多地滿足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求和最大可能地增加實(shí)踐操作的時(shí)間，以更好提升學(xué)生個(gè)性化實(shí)踐操作能力，是每個(gè)高校工程訓(xùn)練環(huán)節(jié)所面臨的重大課題。為解決上述問(wèn)題，我校工程訓(xùn)練中心在學(xué)校多校區(qū)辦學(xué)和學(xué)分制改革的背景下，開(kāi)始嘗試基于信息平臺(tái)的“線上認(rèn)知，線下實(shí)踐”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式和個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建。

一、地方高校工程訓(xùn)練現(xiàn)狀分析

地方高校的工程訓(xùn)練在訓(xùn)練模式、訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練資源和訓(xùn)練平臺(tái)上存在如下特點(diǎn)：

訓(xùn)練模式上，以集中受訓(xùn)、灌入式為主，缺乏對(duì)因材施教，對(duì)學(xué)生工程訓(xùn)練個(gè)性化發(fā)展培養(yǎng)體系與創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。

訓(xùn)練內(nèi)容上，以理論為主，與實(shí)踐脫節(jié)，以模擬性訓(xùn)練為主，缺乏學(xué)生能動(dòng)性發(fā)揮及創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。

訓(xùn)練資源上，廣義上的訓(xùn)練資源不應(yīng)局限于工程訓(xùn)練中心內(nèi)部資源，還應(yīng)包括校內(nèi)其他實(shí)驗(yàn)中心及企業(yè)實(shí)習(xí)基地的資源，而這些資源往往是跨校區(qū)、跨院系的，實(shí)際運(yùn)行中這些資源壁壘往往很難打破。

訓(xùn)練平臺(tái)上，局限于傳統(tǒng)意義上的排課階段，沒(méi)有做到時(shí)間、空間上的開(kāi)放式訓(xùn)練。

二、個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建的必要性

搭建個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，推行個(gè)性化實(shí)訓(xùn)教學(xué)的管理和運(yùn)行模式，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理、資源共享，是高等教育信息化的必然趨勢(shì)，是學(xué)生個(gè)性化工程訓(xùn)練的內(nèi)在需求，更是實(shí)現(xiàn)“線上認(rèn)知”即在線視頻教學(xué)等的基礎(chǔ)。

（一）滿足學(xué)生個(gè)體差異需求

構(gòu)建個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)“線上認(rèn)知”與“線下實(shí)踐”相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)模式，可以滿足不同學(xué)生的興趣需求，調(diào)動(dòng)更多學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。[3]同時(shí)，個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)可以根據(jù)受訓(xùn)學(xué)生的特征差異及需求，提供基于基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目式綜合創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)命題[4]，引導(dǎo)學(xué)生圍繞命題進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)可行的情況下制訂“線下實(shí)踐”工藝方案，幫助學(xué)生完成從設(shè)計(jì)到制造的完整項(xiàng)目訓(xùn)練。

（二）發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性

構(gòu)建個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主能動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主體意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新精神，最終提高大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（三）提高訓(xùn)練場(chǎng)地物理利用率

個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建，可推進(jìn)“線下實(shí)踐”教學(xué)。按學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)興趣偏好分組組織，從而明確學(xué)生分組個(gè)性化實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，也極大提升了有限物理空間和實(shí)訓(xùn)設(shè)備的利用率，使學(xué)生有充分的時(shí)間和空間進(jìn)行自由發(fā)揮。

（四）實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源高效共享

借助個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，可嘗試資源豐富、功能多樣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及管理手段，共享的教學(xué)資源，可很大程度地豐富教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)拓學(xué)生視野。

（五）工程訓(xùn)練時(shí)間開(kāi)放化

個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用將為實(shí)現(xiàn)工程訓(xùn)練中心訓(xùn)練室的預(yù)約開(kāi)放提供平臺(tái)，工程訓(xùn)練中心通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件資源全天開(kāi)放，學(xué)生可以自由到場(chǎng)訓(xùn)練，增加課堂外創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練時(shí)間，真正做到實(shí)訓(xùn)資源在時(shí)間、內(nèi)容及空間上的共享。[5]

三、個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

工程訓(xùn)練核心目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建，是為了利用信息化技術(shù)手段，打造開(kāi)放式教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，打破原有的時(shí)間、場(chǎng)所限制，實(shí)現(xiàn)“線上認(rèn)知，線下實(shí)踐”，“虛實(shí)結(jié)合”全天候的以學(xué)生為主導(dǎo)的自由學(xué)習(xí)模式。個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)是借鑒已有教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想，結(jié)合工程訓(xùn)練的服務(wù)型特色，提出工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)、手機(jī)微平臺(tái)以及服務(wù)平臺(tái)管理系統(tǒng)四大子系統(tǒng)相融合的工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)框架，如圖1所示。

個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，分為用戶層、功能層、網(wǎng)絡(luò)層和知識(shí)庫(kù)層四個(gè)層面。

用戶層主要為人機(jī)交互web門(mén)戶，用于為教學(xué)平臺(tái)用戶提供網(wǎng)絡(luò)瀏覽器登錄門(mén)戶，并完成需求描述，系統(tǒng)按照不同需求類(lèi)型對(duì)教學(xué)服務(wù)資源進(jìn)行分類(lèi)檢索，并利用交互式人機(jī)界面告訴用戶解決這些問(wèn)題需要輸入哪些相關(guān)信息。

功能層主要為系統(tǒng)平臺(tái)，負(fù)責(zé)對(duì)用戶的操作需求進(jìn)行解析，依據(jù)教學(xué)知識(shí)檢索需求調(diào)用系統(tǒng)模塊進(jìn)行推理分析，如需求匹配模塊，用于從知識(shí)庫(kù)中調(diào)用相應(yīng)視頻等描述參數(shù)與需求描述參數(shù)進(jìn)行匹配分析運(yùn)算，并將匹配排序結(jié)果對(duì)應(yīng)的視頻、文檔等資料排序后通過(guò)人機(jī)交互WEB門(mén)戶反饋給用戶。

網(wǎng)絡(luò)層主要用于系統(tǒng)知識(shí)共享傳輸。

知識(shí)庫(kù)層由基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)、教學(xué)視頻庫(kù)、試題庫(kù)等組成，用于分類(lèi)存儲(chǔ)工程訓(xùn)練教學(xué)知識(shí)資源。

個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)能充分體現(xiàn)并滿足學(xué)生個(gè)性化需求，學(xué)生能實(shí)現(xiàn)自主網(wǎng)上學(xué)習(xí)、自主選訓(xùn)練模塊、自主預(yù)約實(shí)踐時(shí)間、網(wǎng)上交流答疑等一系列學(xué)習(xí)過(guò)程。

四、結(jié)論

根據(jù)地方高校的工程訓(xùn)練在訓(xùn)練模式、訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練資源和訓(xùn)練平臺(tái)上存在的不足，從滿足學(xué)生個(gè)體差異需求、發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性、提高訓(xùn)練場(chǎng)地物理利用率、實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源高效共享、工程訓(xùn)練時(shí)間開(kāi)放化等多角度分析了個(gè)性化工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建的必要性。根據(jù)“線上認(rèn)知，線下實(shí)踐”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的需求，提出了一種工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)方案，該平臺(tái)框架包括工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)、手機(jī)微平臺(tái)、以及服務(wù)平臺(tái)管理系統(tǒng)四大子系統(tǒng)，分為用戶層、功能層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)庫(kù)層四個(gè)層面，該平臺(tái)將幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主網(wǎng)上學(xué)習(xí)、自主選訓(xùn)練模塊、自主預(yù)約實(shí)踐時(shí)間、網(wǎng)上交流答疑等一系列自助學(xué)習(xí)過(guò)程，為工程訓(xùn)練教學(xué)服務(wù)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)提供了一種可借鑒的思路。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 周梓榮，周建宇.構(gòu)建新型工程訓(xùn)練體系培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（4）：91-94.

[2] 劉翔，王蕾，劉長(zhǎng)生，周幼慶，明俊.學(xué)分制下工程訓(xùn)練教學(xué)體系設(shè)計(jì)與思考[J].大學(xué)教育，2014（15）：113-114.

[3] 傅麗凌，楊平，駱德淵，寇化瑜，李國(guó)慶，熊壽林.探索工程訓(xùn)練新模式實(shí)施大學(xué)生個(gè)性化層次化培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（1）：85-87.

[4] 王蕾，夏緒輝，劉翔等.構(gòu)建大工程觀下開(kāi)放式機(jī)電綜合工程訓(xùn)練體系的思考[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013（6）：176-179.

[5] 陸天煒等.構(gòu)建個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)創(chuàng)新能力及工程實(shí)踐能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008（8）：129-131.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]