孟憲臣
摘 要:教育信息化進入2.0時代,在“技術(shù)智能”與“數(shù)據(jù)智能”的雙輪推動下,教育信息化2.0已經(jīng)進入人工智能教育應(yīng)用的新場景,從供給側(cè)(優(yōu)質(zhì)資源、優(yōu)質(zhì)教師、優(yōu)質(zhì)學(xué)伴等)產(chǎn)生了顛覆性突破,不斷破解當(dāng)前優(yōu)質(zhì)教育資源不均衡、不充分的難關(guān)。教育工作者必須加強研究,不斷推出信息化2.0時代“互聯(lián)網(wǎng) +教育”對教育技術(shù)的新要求教學(xué)模式。開發(fā)“互聯(lián)網(wǎng) +教育”支撐平臺已勢在必行。筆者從事一線教學(xué)多年,在智慧教學(xué)設(shè)備開發(fā)基礎(chǔ)上,整合優(yōu)化多家教學(xué)技術(shù),形成了此教、考、管、評、資教學(xué)云平臺。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+教育 AI人工智能 5G\4G物聯(lián)網(wǎng) 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 智慧教學(xué)云平臺
How to Build a MR Teaching Cloud Platform for Online and Offline Intelligent Network Integration
——Take BMS Teaching of Power Battery in New Energy Vehicles as an Example
Meng Xianchen
Abstract:Education informatization has entered the 2.0 era. Under the two-wheel drive of "technical intelligence" and "data intelligence", education informatization 2.0 has entered a new scene of artificial intelligence education applications, from the supply side (high-quality resources, high-quality teachers, high-quality School partners, etc.) have produced subversive breakthroughs, constantly cracking down on the current imbalance and inadequacy of high-quality educational resources. Educators must strengthen research and continue to introduce the new teaching model of "Internet + Education" for educational technology in the information 2.0 era. It is imperative to develop a supporting platform of "Internet + Education". The author has been engaged in front-line teaching for many years. Based on the development of smart teaching equipment, the author has integrated and optimized a number of teaching technologies to form this teaching, examination, management, evaluation, and resource teaching cloud platform.
Key words:Internet + education, AI artificial intelligence, 5G\4G Internet of Things, virtual reality technology, smart teaching cloud platform
開發(fā)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”技術(shù)還存在諸多不足,尤其是工科實踐類較強課程難以達到教學(xué)效果,良好教育實踐資源共享的空間阻礙,已成為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”當(dāng)下的發(fā)展瓶頸!
為解決“互聯(lián)網(wǎng)+教育”中的這一短板,我們團隊經(jīng)過幾年實物介入理實一體化工科課程的探索,運用4G\5G現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),融入成熟大數(shù)據(jù)智能教學(xué)軟件,構(gòu)建了“線上線下智能網(wǎng)聯(lián)理實一體MR教學(xué)云平臺”,這一平臺具備靈活多樣,涵蓋學(xué)科廣,教學(xué)方法靈活,教學(xué)模式多樣的特點;它可以有效緩解學(xué)校、教師和學(xué)生公共教育資源可遠程共享不便之痛,巧妙解決線上實踐教學(xué)無法實現(xiàn)難題,基本實現(xiàn)了任何人、任何時間、任何點能學(xué)到更多知識。
1 遠程授課視頻互動軟件平臺
在主機、教師端、學(xué)生端PC機或手機上安裝視頻互動小魚易連軟件,完成注冊、設(shè)置;使用可視化互動教學(xué)時,PC必須同時連接有線網(wǎng);PC只有加入可遙控終端設(shè)備號時,才可遙控,此時如果APP端也加入同一個可遙控終端設(shè)備號;當(dāng)點擊主界面更多時視頻畫面時也會出現(xiàn)此遙控按鈕,使用人臉識別AI技術(shù)(云臺),可使鏡頭自動跟隨主講老師。
2 搭建物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備
2.1 手機遠程開機
(1)易微聯(lián)(4G網(wǎng)開機)APP;(2)安裝向日葵遠程控制APP。
下載使用向日葵APP軟件,注冊,并設(shè)置為開機自動登錄;PC同號登錄后,可在APP\PC上均可綁定主機。APP插座綁定主機。向日葵控控A2,可跨越內(nèi)外網(wǎng)隔閡。
2.2 主機PC電腦上設(shè)置
PC設(shè)置為永不休眠。
臺式機進入BIOOS系統(tǒng),設(shè)置來電自動開機:ACON,設(shè)置電腦連接設(shè)備無線wifi時、要保證有線同時上網(wǎng)。
3 設(shè)備上\下電(普通設(shè)備要升級為智能網(wǎng)聯(lián)設(shè)備IOT)
保持KeyON狀態(tài),將易微聯(lián)控制器(AC220v繼電器)并聯(lián)在總開關(guān)上,并使其斷開,給易微聯(lián)控制器接12V常電。
4 設(shè)置主機電腦上設(shè)備軟件(以電動汽車組成與工作原理中BMS課程使用為例)
軟件界面功能:
(1)工作頁(課前發(fā)給學(xué)生);(2)課程基礎(chǔ)(回顧與導(dǎo)論),用于理論性學(xué)習(xí);(3)虛擬仿真用于結(jié)構(gòu)原理演示講解性學(xué)習(xí);(4)理論考核:可以完成實踐課程的理論考核;(5)實訓(xùn)手冊(資訊):可以完成實訓(xùn)項目的相關(guān)支撐材料查找;(6)故障設(shè)置:可以完成實訓(xùn)項目的相關(guān)故障設(shè)置。
5 實物認知遮擋部件展示
演示功能(利用IDV\OTG\WIFI攝像頭局部遮擋件顯示)使用WIFI攝像頭或眼睛攝像機還可看到實物遮擋不易看到的部件。
6 遠程控制
6.1 設(shè)備上電
使用向日葵或易微聯(lián)控制器APP打開硬件設(shè)備(BMS);如果使用易微聯(lián)攝像頭APP還能看到老師和學(xué)生上課狀態(tài)。
6.2 主機服務(wù)器電腦開機
在手機和教師端電腦上裝好向日葵及開機棒或易微聯(lián),使用向日葵插座及開機棒或易微聯(lián)控制器實現(xiàn)主機服務(wù)器開機控制!
6.3 教師端電腦操作
設(shè)備遠程上電后,打開教師端電腦向日葵遠程控制軟件。
7 用于監(jiān)控的現(xiàn)場智能手機
多用于教務(wù)聽課巡課手機
(1)安裝向日葵APP,付費綁定安卓設(shè)備(攝像頭手機)控制
(2)安裝易微聯(lián)的易微聯(lián)攝像頭APP,另一部手機掃描安裝易微聯(lián)攝像頭,作為音視頻采集。
主要用于主機服務(wù)器顯示畫面,以監(jiān)控主機服務(wù)器工作狀態(tài)。
8 仿真軟件的使用(以BMS為例)
在主機電腦上打開“理實一體化”虛擬仿真軟件(BMS)
點擊界面這里可將設(shè)備軟件與設(shè)備WIFI通過PC連接起來,軟件與設(shè)備硬件連接通訊。
8.1 設(shè)置故障與線上線下測試
軟件這里有隱藏了的測試常用儀器,虛擬測試,同時可以線下實物上測試;鼠標滑到被標記的點中間導(dǎo)線變粗時點右鍵,可有三種故障設(shè)置;設(shè)置斷電狀態(tài)時,線下實物同步顯示,設(shè)置斷電狀態(tài)時,學(xué)生端可多名學(xué)生線上虛擬測試。
8.2 實訓(xùn)考核
可利用軟件進行理論和實踐案例考核
8.3 實訓(xùn)理論講解
四部分認知講解
視頻互動軟件中“錄制功能”按鈕,可將整個授課過程高清錄制,借助B站、抖音、快手等音視頻熱門網(wǎng)站實現(xiàn)錄播回放,拓展受眾面,滿足不同群體、不同工作時間、不同工作場合、不同層次人的學(xué)習(xí)需要。
運用外掛智能攝像頭、智能手機可以解決受教育者親臨崗位真實場景,實習(xí)安全、便捷、高效。
9 線上課堂教學(xué)
9.1 板書現(xiàn)場實實再現(xiàn)
運用汗微·微課寶APP投屏可以實現(xiàn)以下主要場景:
班級手寫互動、全屏課件、錄課、保存?zhèn)湔n內(nèi)容、拍照、插入課件、相冊、文字、音頻、視頻;可調(diào)用攝像頭;設(shè)置畫布背景。
9.2 視頻交互軟件實現(xiàn)點名、互動、簽到
(1)點名:必須設(shè)置硬件終端是主會場,否則不能點名;(2)互動工具:a.推送:在這里可以發(fā)送“流動字幕”b.簽到PC端可設(shè)置“掃碼”c.答題;(3)屏幕共享:教師端和學(xué)生端均可發(fā)起共享,然后利用標注功能進行標注互動;(4)舉手和發(fā)言:教師端可拒絕或接受學(xué)生端的舉手及語音互動。
10 班級管理
這里可借用“微課之家”網(wǎng)站平臺來完成作業(yè)\實訓(xùn)報告的上傳與網(wǎng)上批閱,試卷、課件、微課、資訊等教學(xué)資源也在這里上傳。
值得一提的靚點是:作業(yè)以書寫、語音、視頻多種方式線上批閱,布置對象可選擇,選擇題作業(yè)提交自動批改,成績正確率即時顯現(xiàn),批改的效率再提升。
11 教務(wù)管理
(1)教學(xué)材料:用于教學(xué)檢查的教師資料可在“微課之家”網(wǎng)站平臺上傳下載。
(2)督導(dǎo)巡課:只裝易微聯(lián)攝像頭和小魚,選裝向日葵控制端實現(xiàn)主動遠程控制,也可連接攝像頭;這樣通過轉(zhuǎn)換前后鏡頭既能看學(xué)生上課狀態(tài)又能了解老師授課情境;也可在視頻互動軟件PC授課平臺,這樣更方便清晰觀看、錄制、互動,教師端使用人臉識別AI技術(shù)(云臺)視頻采集設(shè)備,可使鏡頭自動跟隨主講老師。
12 總結(jié)與展望
線上線下云教學(xué)平臺,運用現(xiàn)代創(chuàng)智能新網(wǎng)絡(luò)技術(shù),打破了互聯(lián)網(wǎng)加時代對教育資源傳播的空間阻礙,在不同學(xué)科不同教學(xué)模式下,可優(yōu)化平臺使用,它把教師和學(xué)習(xí)者時間做靈活安排科學(xué)規(guī)劃,使教育與受教育者的時間效率最大化,社會資源最大化利用,讓偏僻落后地區(qū)獲得公平優(yōu)質(zhì)教育資源。
人工智能、VR/AR等技術(shù)的發(fā)展日漸成熟,被國外UNITY3D和虛幻4把持壟斷引擎技術(shù)已被國內(nèi)企業(yè)破解,這些新技術(shù)的融入,將極大賦能未來的場景化教學(xué)和互動式教學(xué)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)時代新技術(shù)的發(fā)展,大量教育者的廣泛應(yīng)用,受制條件必將得到大幅改善,在廣大教育者和科技人員的不斷優(yōu)化下,一款任何人,任何地點,任何時間都能學(xué)到更多、更有價值知識的運用場景得到了長足發(fā)展,它將顛覆傳統(tǒng)教育模式,一場新的課堂革命已經(jīng)到來。