基于教育信息化的湖南高職校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)研究

摘要：教育信息化意味著使用信息技術(shù)手段進(jìn)行教育創(chuàng)新，契合產(chǎn)業(yè)技術(shù)前沿，更深程度融合信息技術(shù)到高職校內(nèi)，把全面提升學(xué)生信息素養(yǎng)作為學(xué)生培養(yǎng)的重心。教育信息化是教育變革的內(nèi)生力量，實訓(xùn)基地的建設(shè)更是實現(xiàn)教育信息化的重要途徑。探討了教育信息化背景下湖南高職校內(nèi)實訓(xùn)基地的技術(shù)建設(shè)路徑。通過深入分析教育信息化的概念和技術(shù)發(fā)展趨勢，提出了基于云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的具體實施方案，旨在通過技術(shù)創(chuàng)新提升實訓(xùn)基地的教學(xué)質(zhì)量和效率，培養(yǎng)具備高信息素養(yǎng)的技術(shù)技能型人才。

關(guān)鍵詞：教育信息化；高職；實訓(xùn)基地建設(shè)

一、前言

教育信息化意味著擴(kuò)大人工智能、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)在教育中的影響，借助信息技術(shù)加快教育教學(xué)革新的速度和進(jìn)程，促進(jìn)教育現(xiàn)代化，實現(xiàn)以信息技術(shù)帶動教學(xué)質(zhì)量的提升。在高職院校中以教育信息化為指導(dǎo)開展實訓(xùn)，可以實現(xiàn)最新技術(shù)和教育的深度融合，提高學(xué)生的信息化水平和實踐能力。

二、教育信息化概念

教育信息化的相關(guān)概念在2000年首次提出。2000年10月，全國中小學(xué)信息技術(shù)教育工作會議提出了全面普及信息技術(shù)教育。2004年，在《2003-2007年教育振興行動計劃》中，國務(wù)院把教育信息化建設(shè)列為六大工程之一。直至2016年，教育信息化建設(shè)處于1.0時代，在此期間，教育信息化處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用探索階段。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和人工智能的不斷發(fā)展，在2017年，教育信息化正式進(jìn)入2.0時代，利用信息化改革教育發(fā)展，提高教育質(zhì)量，成為國家教育發(fā)展的重中之重。在教育信息化2.0時代，從教育專用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變，從提升師生信息技術(shù)應(yīng)用能力向提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從融合應(yīng)用發(fā)展向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變，是這一階段的重要目標(biāo)[1]。

教育現(xiàn)代化是國家現(xiàn)代化的重要組成部分，是國家現(xiàn)代化的基礎(chǔ)建設(shè)，在人才培養(yǎng)方面，教育信息化為教育人才的思想轉(zhuǎn)變和人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新都提供了新的方式和切入點(diǎn)。我國教育信息化的速度較快，已經(jīng)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，而且目前我國教育信息化建設(shè)主要集中在人才培養(yǎng)、賦能、教育生態(tài)、終身學(xué)習(xí)幾個方面，在教育信息化的指引下，高職院校的專業(yè)教育主要圍繞產(chǎn)教融合、教育公平、鄉(xiāng)村教育、專業(yè)建設(shè)幾個方面展開，職業(yè)教育是當(dāng)下信息化教育的重心。

三、現(xiàn)狀分析

（一）湖南高職院校教育信息化現(xiàn)狀

在教育信息化方面，湖南高職院校圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”固本強(qiáng)基、素養(yǎng)提升和數(shù)據(jù)賦能三個著重點(diǎn)，以國家政策為指引，大部分院校已經(jīng)設(shè)置了與教育信息化相適應(yīng)的新型教學(xué)體系，推出了多個學(xué)習(xí)社區(qū)和活頁式數(shù)學(xué)教材，創(chuàng)立了學(xué)生、教師、企業(yè)三方互動的職業(yè)教育新社區(qū)，教學(xué)信息化效果顯著。在高職院校內(nèi)，教育信息化建設(shè)軟硬件設(shè)施基本健全，省內(nèi)大部分高職院校都已經(jīng)建立了符合學(xué)校定位和特色的信息化教學(xué)體系。

（二）湖南高職實訓(xùn)基地建設(shè)現(xiàn)狀

進(jìn)入實訓(xùn)基地學(xué)習(xí)訓(xùn)練是高職院校學(xué)生提高專業(yè)能力和實際操作能力的重要方式，高職校內(nèi)實訓(xùn)基地為學(xué)生學(xué)習(xí)生產(chǎn)實踐內(nèi)容提供了場地和實踐機(jī)會。目前，湖南省高職院校實訓(xùn)基地建設(shè)以信息化建設(shè)為指導(dǎo)，積極探索實訓(xùn)基地實踐新模式，資金投入較大，且高職院校實訓(xùn)基地建設(shè)點(diǎn)較多。例如，湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院目前已有66個校內(nèi)實訓(xùn)基地，實訓(xùn)基地投資近2000萬元，學(xué)生實訓(xùn)條件得到了較大改善，且建成了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的未來課堂實訓(xùn)室、物流遠(yuǎn)程實景互動實訓(xùn)室，打造了物流企業(yè)資源與課堂的遠(yuǎn)程互動教學(xué)平臺[2]。高職院校在教育信息化過程中逐漸意識到了實訓(xùn)基地在培養(yǎng)學(xué)生、開展教育教學(xué)方面的重要作用，不僅加大了實訓(xùn)基地的建設(shè)力度，而且加快了實訓(xùn)基地的建設(shè)進(jìn)程。實訓(xùn)基地與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合正在穩(wěn)步進(jìn)行。例如，湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院依托大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算平臺等信息技術(shù)手段，建立了云端學(xué)習(xí)共享平臺，實現(xiàn)了教育資源的校內(nèi)共享和教學(xué)手段的創(chuàng)新，學(xué)生滿意度達(dá)到97.7%，教師滿意度達(dá)到96.3%。湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院借助VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)、3D等信息技術(shù)，實現(xiàn)了“傳統(tǒng)村落館、村落影片館、村落全景館”等八大分館集成的數(shù)字博物館，豐富了建筑類的線上學(xué)習(xí)資源。

（三）存在的問題

盡管目前湖南高職院校教育信息化和現(xiàn)代化進(jìn)程以及實訓(xùn)基地的建設(shè)都在逐步進(jìn)行，但在教育信息化和現(xiàn)代化、實訓(xùn)基地建設(shè)過程中也暴露出一些問題，若不尋找解決途徑，這些問題對教育信息化建設(shè)和實訓(xùn)基地的建設(shè)會形成阻礙。

首先，在教育信息化和現(xiàn)代化過程中，存在的一個最大問題就是觀念上的認(rèn)識不足。高職院校更加注重的應(yīng)該是如何更好地利用信息技術(shù)來鞏固課程學(xué)習(xí)，將信息技術(shù)深度融入課堂學(xué)習(xí)中。但部分高職院?？赡艽嬖诠芾韺訉π畔⒓夹g(shù)的應(yīng)用過于迫切，而忽略了信息技術(shù)的應(yīng)用效果和教育信息化的內(nèi)涵，對信息化教育的認(rèn)識不夠深切，還停留在信息技術(shù)只是作為教學(xué)的輔助手段這個思想上，沒有認(rèn)識到教育現(xiàn)代化建設(shè)中信息技術(shù)扮演的重要角色[3]。同時，教師也存在認(rèn)識上的偏差，對信息化工具的使用不夠熟練，在具體教學(xué)時不能做到將信息化帶到課堂上，使得教育信息化建設(shè)進(jìn)程緩慢。

實訓(xùn)基地是高職院校培養(yǎng)學(xué)生必不可少的重要途徑，是實現(xiàn)學(xué)生技能與崗位零距離的關(guān)鍵。在實訓(xùn)基地建設(shè)方面，盡管高職校內(nèi)實訓(xùn)基地規(guī)模都呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的趨勢，但還存在一些問題。實訓(xùn)基地在實際中未能充分發(fā)揮作用是一個重要的問題，實訓(xùn)基地的“先進(jìn)性”和“教學(xué)性”不足是阻礙實訓(xùn)基地發(fā)揮作用的重要原因。盡管高職院校內(nèi)對實訓(xùn)基地建設(shè)的投入資金有所增加，但校內(nèi)也存在實訓(xùn)基地設(shè)備落后的問題，大多高職院校都無法保證實訓(xùn)基地的設(shè)備能夠及時更新，有的院校實訓(xùn)基地設(shè)備還是非常老舊的版本，導(dǎo)致學(xué)生無法及時學(xué)習(xí)到最新的技術(shù)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能實際應(yīng)用到崗位中，與工作實際出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。此外，實訓(xùn)基地是校企合作的橋梁。但大部分高職院校在實訓(xùn)基地的建設(shè)中，企業(yè)的參與度并不高，大部分內(nèi)容和設(shè)計都是學(xué)校一方規(guī)劃和實現(xiàn)，使得實訓(xùn)基地?zé)o法模擬出真實的工作環(huán)境，而變成完成課程作業(yè)的場地，使得實訓(xùn)基地喪失其價值。

四、湖南高職校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)方案設(shè)計

以湖南高職院校實訓(xùn)基地成功建設(shè)案例為參考，來設(shè)計實訓(xùn)基地建設(shè)方案，共有以下幾個步驟：

（一）實訓(xùn)基地建設(shè)目標(biāo)定位

高職院校在進(jìn)行實訓(xùn)基地建設(shè)時，要圍繞教育信息化開展，利用可以利用的信息技術(shù)，打造符合學(xué)生學(xué)習(xí)需求、教師教學(xué)需求、企業(yè)人才需求的新型實訓(xùn)基地。在建設(shè)實訓(xùn)基地前，首先要對實訓(xùn)基地的實際使用目的有明確的認(rèn)識，對標(biāo)相關(guān)政策，堅持需求引領(lǐng)，打造與社會實際需求相適應(yīng)的實訓(xùn)基地體系。在建設(shè)前期，請不同專業(yè)的教師參與實訓(xùn)基地建設(shè)探討，以保證實訓(xùn)基地建設(shè)和定位能夠達(dá)到教學(xué)的目的，提升學(xué)生的專業(yè)技能。同時也要讓企業(yè)參與到實訓(xùn)基地的建設(shè)和使用中，保證實訓(xùn)基地與企業(yè)不脫軌。

（二）實訓(xùn)基地建設(shè)技術(shù)手段選擇

在實訓(xùn)基地建設(shè)上，要充分考慮學(xué)生的需求并選擇合適的技術(shù)來搭建基地內(nèi)部線上線下平臺。例如，實訓(xùn)基地可能需要滿足全天24小時開放的要求，以便滿足學(xué)生的實驗需求，那么就要加強(qiáng)實訓(xùn)基地的線上資源管理和監(jiān)控設(shè)置，保證資源設(shè)備的可用性和實驗的實訓(xùn)基地使用情況的透明性[4]。這就需要實訓(xùn)基地能夠借助相關(guān)技術(shù)嚴(yán)格把控內(nèi)部管理，例如，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來管控實訓(xùn)基地的門禁系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，以及對大型設(shè)備的使用情況的監(jiān)控，同時對于學(xué)生在實訓(xùn)基地的設(shè)備使用情況可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來管理，并將學(xué)生的使用情況加入學(xué)生績效考核中，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情（見圖1）。同時，在實訓(xùn)基地設(shè)備的使用上，為了方便信息管理，可以使用大數(shù)據(jù)平臺，使用預(yù)約制度來管理，學(xué)生若想要使用基地中的設(shè)備，需要線上申請，申請通過之后門禁賦予開放權(quán)限，才可以使用預(yù)約設(shè)備，這樣可以更加便捷地管理學(xué)生信息，了解設(shè)備的實時使用情況，更加合理地利用設(shè)備資源（見圖2）。

在學(xué)生考核上，可以借助線上數(shù)據(jù)平臺來管理。在具體考核時，綜合利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)、AR增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)以及計算機(jī)模擬技術(shù)，搭建線上虛擬仿真平臺，真實模擬出企業(yè)工作環(huán)境，不僅可以避免線下考試設(shè)備資源不夠用的情況，也能夠通過定期考核切實提高學(xué)生對工作步驟的熟悉程度，達(dá)到教育信息化和學(xué)生培養(yǎng)的雙重目的。此外，也可以在線上虛擬仿真平臺上發(fā)布學(xué)習(xí)視頻、布置學(xué)習(xí)任務(wù)、開設(shè)討論社區(qū)，讓學(xué)生在日常也能使用線上虛擬仿真平臺進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)操作，增加工作的熟練程度，并在有疑惑和問題時能夠在社區(qū)上跟其他同學(xué)或老師進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。

在實訓(xùn)基地教學(xué)上，不能僅僅依靠學(xué)生實際操作來進(jìn)行學(xué)習(xí)，也要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，借助虛擬線上平臺來模擬企業(yè)真實環(huán)境下的操作流程，同時教師可以在線下演示，幫助學(xué)生更好地理解工作內(nèi)容和流程步驟，實現(xiàn)實訓(xùn)基地和企業(yè)的對接。同時，由于高職院校實訓(xùn)基地大多是校企合作性質(zhì)的，考慮到企業(yè)可能不能實時監(jiān)測學(xué)生的操作情況，以及教師演示可能存在不合理的情況，可以采用同步直播的方式，這樣學(xué)生可以觀看直播學(xué)習(xí)了解到企業(yè)工作現(xiàn)場的實際情況，同時企業(yè)也能夠?qū)崟r觀察學(xué)生操作，在必要時給予學(xué)生一定的指導(dǎo)，進(jìn)行要點(diǎn)講解，避免學(xué)生進(jìn)入誤區(qū)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)度有更好的了解，以便后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的溝通，方便參與到實訓(xùn)基地教學(xué)中。

（三）實訓(xùn)基地技術(shù)實現(xiàn)路徑

在門禁系統(tǒng)的實現(xiàn)上，需要借助RFID技術(shù)實現(xiàn)自動識別，記錄出入人員信息。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)目標(biāo)對象的自動識別和信息獲取[5]。系統(tǒng)通常由RFID標(biāo)簽、讀寫器、控制器、數(shù)據(jù)庫及管理軟件等多個部分組成。在設(shè)計時，需充分考慮識別距離、識別速度、準(zhǔn)確率、安全性等因素，確保系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)、高效地運(yùn)行。標(biāo)簽作為用戶身份信息的載體，包含姓名、學(xué)號等各種信息，讀寫器負(fù)責(zé)讀取RFID標(biāo)簽中的信息，并將信息傳輸至控制器進(jìn)行處理[6]。數(shù)據(jù)庫用于存儲用戶信息、權(quán)限設(shè)置等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而管理軟件則提供友好的用戶界面，方便管理員進(jìn)行日常管理和維護(hù)。控制器則根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則對信息進(jìn)行判斷，決定是否開啟門禁。若開門閾值是T，則可以表示為：

if I≥T ，開啟門禁；

else 輸出錯誤信息；

I表示識別到的標(biāo)簽信息中的有效評分。

對于實訓(xùn)基地的資源調(diào)度問題，可以使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的資源調(diào)度算法，使用SVM支持向量機(jī)算法來預(yù)測不同時段軟硬件資源的使用情況，以便根據(jù)使用情況來管理和維護(hù)資源調(diào)度。SVM學(xué)習(xí)的基本想法是求解能夠正確劃分訓(xùn)練數(shù)據(jù)集并且?guī)缀伍g隔最大的分離超平面，ω?x+b=0即為所求的超平面，線性SVM算法的計算流程如下：

輸入：資源歷史使用數(shù)據(jù)集T={（x1，y1），（x2，y2），...，（xn，yn）}，xi?Rn，yi?{-1，+1}，i=1，2，...n，-1表示使用不頻繁，+1表示使用頻繁。

輸出：分離超平面和分類決策函數(shù)；

步驟：

1.選擇懲罰參數(shù)Cgt;0 ，構(gòu)造并求解凸二次規(guī)劃問題：

minα1—2 ∑ni=1∑nj=1αiαjyiyj（xi?xj）-∑ni=1αi；

當(dāng)∑ni=1αiyi=0，0≤α_i≤C，i=1，2，3，...n；

得到最優(yōu)解α*=（α1*，α2*，α3*，...，αn*）T；

2.計算ω*=∑ni=1αi*yixi，選擇α*的一個分量αj*，滿足0lt;αj*lt;C，計算b*=yi-∑ni=1αi* yi （xi?xj）；

3.求分離超平面：ω*?x+b*=0；分離決策函數(shù)：f（x）=sign（ω*?x+b*）。

五、結(jié)語

在高職院校實訓(xùn)基地具體建設(shè)時，要始終遵循以學(xué)生為先的策略，始終把培養(yǎng)高質(zhì)量、高素養(yǎng)的職業(yè)技術(shù)人才作為首位，以教育信息化為重心進(jìn)行實訓(xùn)基地建設(shè)，充分發(fā)揮實訓(xùn)基地的作用，實時更新設(shè)備，保證學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到最新技術(shù)和工作操作，同時促進(jìn)教育現(xiàn)代化改革的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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基金項目：湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院一般課題“基于教育信息化的湖南高職校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)研究”（項目編號：GC22YB06）

作者單位：田玉，湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院；李江鴻，深圳興通成機(jī)電技術(shù)有限公司

■ 責(zé)任編輯：王穎振、楊惠娟