基于“互联网+”的高职产教融合实训平台建设

谢 伟，李 瑞

（扬州工业职业技术学院 化工学院，江苏 扬州 225127）

2019 年《国家职业教育改革实施方案》提出，需采用现代信息技术促进教学方式方法的改变，以适应“互联网+职业教育”[1-3]的发展需求。随着“互联网+”时代的到来，物联网、大数据和云服务等信息化技术在企业生产中得以广泛使用，探索构建产教融合实训平台信息化环境，以信息化支撑和引领产教融合实训平台建设内容与运行模式的创新，是新时期下建设高水平产教融合实训平台的必由之路[4-6]。

目前，“建立链接、具身服务、深度融合和共建共享”[7]已成为“互联网+”的重要内涵。作为互联网科技与教育领域相结合的一种新的教育形式，“互联网+教育”不仅是传统的信息技术教学和教学软件开发，还意味着教育服务体系重构和教学模式的变革[8]。职业教育通过校企合作，将云计算、大数据、物联网和信息通信技术等“富技术”应用于建设集文化熏陶、实践教学、社会服务和技术研发为一体的“整合性”高职实训基地中，可促进形成多方协同参与机制、强化资源共建共享和提高基地管理效率与效益，进而深化产教融合，提升人才培养质量，推动产业转型升级[9-12]。

1 建设思路

在产教融合和教育信息化相关理论与实践的研究基础上，以江苏省石油化工技术专业群产教融合实训平台建设和功能提升为实证，通过运用物联网、大数据、云服务和虚拟现实等“互联网+”技术手段，探索构建产教融合实训平台信息化环境、以学习者为中心的“O2O”教学新模式和信息化氛围下校企共建、共管、共享机制，从而实现实训平台的建设水平、管理效率和效益的提升，促进教师教法和学生学法的改变，深化产教融合，提高专业人才培养质量。

2 建设内容

2.1 借助多种“互联网+”技术，构建实训基地信息化环境

运用物联网、大数据、云服务和实时传输等技术手段，在原石化产教融合实训基地的基础上，进行了“互联网+”信息化环境构建，实现了功能提升，如图1 所示。

2.1.1 建立实训平台数据库，打破“信息孤岛”

建立实训平台数据库，包含实训平台信息库、校企混编实训指导教师数据库、研发人员数据库和科研项目数据库4 个模块。实训平台信息库，分析区域行业企业和高职院校现有的生产装置、实训平台和研发设备的分布与运营情况，为产教融合实训平台的规划、建设及调整提供信息支持。校企混编实训指导教师数据库，统计参与实训指导的企业技术骨干与高职院校任课教师相关个人情况，为实训指导教师队伍的互兼互聘、能力提升和规范管理提供信息保障。科研人员数据库，汇集区域行业企业、本科院校、科研机构和高职院校的相关专家，从而方便根据研究领域灵活地组建校企协同科研团队，形成创新联合体，开展技术攻关或产品研发。科研项目数据库，一方面用于企业定期发布其在产品研发、技术改造和生产操作中所遇到的具体问题，形成校企科研团队的研究项目或课题；另一方面也可用于学校发布教师与学生的科技论文、专利和创新创业项目等科研成果，从而吸引企业的投资与合作，促进校企共推成果转化和项目孵化。

图1 石油化工产教融合实训基地信息化环境构建示意图

2.1.2 开发实训平台智能管理系统，优化平台运行管理

开发化工实训平台智能管理软件，包含实训教学安排、实训用房申请、危化品管理、仪器设备管理、实训过程智能监控及关联数据查询等功能模块，实现实训平台管理的流程化、制度化、智能化，提高了管理效率。

布置实训室物联网传感设备，应用于产教融合实训平台的门禁系统、大型仪器智能管理、特种压力容器智能管理和试剂分类智能管理等方面，以加强实训基地的安全管理。通过实训教学管理系统软件，进行实验室使用的预约和登记。使用人员取得权限后，通过门禁系统的人脸识别进入实验实训；通过设置红外检测器，对固定设备、室内湿度和温度、非法闯入、火灾或烟雾等情况进行监控与报警，并反馈至管理人员电脑或手机上，以便及时采取应对措施；通过开发简单的DTU 模块和设置气体探头与控制器，实现基于GPRS 的网络接入功能。当气体泄漏时，及时发短信或拨打预存的指定电话号码，以便管理人员及时处理和避免安全事故的发生；通过安装物联网试剂柜，化学试剂按类存放，实现了不同权限的人员刷卡入库出库，领取不同危险等级的药品。

2.1.3 开发虚拟仿真实训系统，丰富实践教学手段

与企业合作，强化技术支撑，开发由简单到复杂、由基础到综合的系列专业仿真软件，重点支持极端操作条件、高危操作环境、高消耗和高成本等实验实训内容，使学习者通过高度仿真的实验对象和实验环境完成技能训练，并突破时间、空间和实验设备台套数的限制。利用三维建模、虚拟现实和增强现实等技术，并采用三维投影仪、动作捕捉仪、虚拟现实眼镜和VR头盔等设备，将生产过程及设备进行虚拟化、可视化，为学习者提供多维的学习和体验空间，拓宽产教融合平台的教学广度与深度。

另外，基于虚实结合的原则，参照企业真实工艺流程设计，按一定尺寸比例缩小，开发建设大型实体仿真实训装置。以水或低压空气模拟物料流动，以声、光、烟等特效技术模拟工厂着火、泄漏或爆炸事故，通过DCS 仿真控制软件，实现开停车、正常运行和事故处理等操作；通过信号模拟测量与控制技术，实现装置现场的液位、温度和压力等仪表的实时显示；依托Matrix 和AR 技术，学生通过手机扫描二维码或实体设备，获得工艺流程介绍、设备内部结构展示和安全防护等专业知识。这样既提供了逼真的实践教学环境，同时也避免了化工行业高温、高压和易燃易爆等复杂的操作环境。

2.1.4 建设数字化教学资源，实现“处处能学、时时能学”

借助云服务技术，实现慕课、在线开放课程、专业教学资源库和大型仿真软件等信息化教学资源的开放共享，满足了不同用户需求，实现了“能学辅教”目标。通过慕课、在线开放课程和专业教学资源库等平台的建设，开发手游仿真、动画、视频、微课等多种类型信息化教学资源，并采用云储存方式与多点服务的形式，提高这些信息化教学资源的下载速度和承载能力，以满足大规模访问的需求。同时可采用Matrix 二维码、APP 软件和Web 网页等多种便捷访问形式，以实现“处处能学、时时能学”的目的；通过在云服务器上安装专业仿真软件，学生不需要进机房就能进行大型仿真软件的课前、课后练习，并通过学生笔记本的不定时拍照，方便教师事后验证练习人员身份。

2.1.5 开发远程视频实时传输系统，实现双向远程授课

因企业生产周期、生产安全等原因，学生进行生产和认识实习时，往往不能经历企业开停车、重大设备检修和安全演练等重要学习过程。为弥补这一缺陷，校企合作开发化工企业现场作业远程视频实时传输系统。通过在企业特定场所安装不同类型的摄像头，如云台式摄像头、固定式摄像头或可调式摄像头，采集特写、全景或特别操作影像，将企业现场操作画面实时传回课堂，实现企业工程技术人员及学校教师双向远程现场授课和实践教学指导。教师或企业人员可通过互联网在学院终端平台对企业作业现场的摄像头进行远程控制，调节拍摄角度及位置，以获得最佳工作场景画面。如学习者未能实时观看实时操作视频，可通过存储在服务器的录像视频进行回放学习。另外，学院老师或管理员也可以对储存视频进行剪辑、配音和注释等编辑操作，取作素材用于平时教学。

2.2 建立信息化环境下教学新模式，推动课堂革命

在“互联网+”的技术支撑下，利用实训平台提供的线上数字化教学资源和线下企业与学校的实训装置资源，以教师及企业技术人员为学习主导，学生或员工为学习主体，将在线学习与现场实际操作训练相结合，构建以学习者为中心的“O2O”线上线下混合式教学新模式，充分发挥学员的学习积极性、主动性和创造性，从而提高学习效果和课程教学质量。实施过程如图2 所示。

图2 以学习者为中心的“O2O”线上线下混合式教学模式

同时，依托在线开放课程、专业教学资源库或蓝墨云等平台，采用大数据及人工智能等技术，对“教”与“学”的轨迹进行深度挖掘和分析，精准分析学生的学习行为，以便教师准确地把握教学节奏与进行教学评估，动态调整教学内容，实现个性化教学和因材施教，提升实训教学质量，推动课堂革命。

2.3 建立信息化氛围下实训基地共建共管共享机制，深化产教融合

借助产教融合实训平台信息化环境，重构利益相关方参与机制，形成化工园区、园区企业、扬州大学和我校四方联动的产教融合实训平台共管共享机制，实现了资源共享和优势互补，突破了校企合作的瓶颈，深化了产教融合，如图3 所示。

通过建立石油化工产教融合实训基地数据库，打破“信息孤岛”现象，为实训平台的运行管理提供了数据支撑；通过开发实训平台智能管理系统，打破空间的限制，为各方参与实训基地的管理提供了便利条件，促进实训基地共建共管机制的形成。

通过数字化教学资源的开放共享，为企业员工“任何时间、任何地点”获得优秀教育资源提供条件；通过科研人员数据库和科研项目数据库，促进联合科研团队的组建、科研成果的转化和企业的技术升级；记录存储在网络平台中的学生相关学习信息，可用作企业招聘人才的依据，有助于完成企业的人力资源储备，促进实训基地共享机制的形成。

图3 信息化氛围下石化产教融合实训基地共建共管共享机制

3 结语

为适应“互联网+职业教育”新要求，本文以江苏省石油化工技术专业群产教融合实训平台建设和功能提升为实证，通过创新产教融合实训平台信息化环境构建内容、教学模式和运行机制，促进了资源共建共享，提高了管理效率与效益，深化了产教融合，提升了人才培养质量。经过4 年的持续建设和实践应用，我校石油化工产教融合实训基地已成为江苏苏中地区人才教育培训中心、技能鉴定中心、公共技术服务中心和技术研发中心。相关建设成效及研究成果得到同行高度认可与借鉴，为高职化工类产教融合实训平台的建设提供了理论与实践参考。