虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系如何建設(shè)？針對(duì)現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游崗位，解析生產(chǎn)任務(wù)需求，歸納提煉關(guān)鍵技術(shù)能力，設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、開發(fā)生產(chǎn)性實(shí)踐的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，構(gòu)建虛擬仿真資源體系，下面就和瑞立視一起來看看虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的相關(guān)內(nèi)容。

一、構(gòu)建虛擬教學(xué)資源

第一，專業(yè)群認(rèn)識(shí)。對(duì)于新生，入學(xué)后了解專業(yè)是必須的。而物聯(lián)網(wǎng)是典型的跨學(xué)科專業(yè)，其應(yīng)用形式非常豐富，通過仿真平臺(tái)提供的綜合場(chǎng)景案例，可以幫助學(xué)生更好地形成物聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的整體認(rèn)知，通過觀看后思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

第二，基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)“聽到的易忘記，看到的能記住，做過的才真明白”的學(xué)習(xí)規(guī)律，對(duì)于課程中的理論知識(shí)點(diǎn)，開發(fā)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，通過這些小實(shí)驗(yàn)，確保理論知識(shí)能及時(shí)得到消化吸收。

第三，應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。當(dāng)學(xué)生具備基本的理論知識(shí)和應(yīng)用技能以后，需要通過平臺(tái)提供的不同仿真主題，進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，鍛煉綜合應(yīng)用能力，自主開發(fā)相應(yīng)的仿真作品，如自動(dòng)刷卡收費(fèi)系統(tǒng)、家庭自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、野外環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等

第四，畢業(yè)設(shè)計(jì)。依托平臺(tái)完成教師自擬的或企業(yè)提供的參考題目。構(gòu)建開發(fā)流程、規(guī)范化模板以及相關(guān)的技術(shù)參考文檔等資源，提升畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率，培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣，促進(jìn)畢業(yè)生到一線員工的順利過渡。

第五，創(chuàng)新工坊。開發(fā)“工坊式”虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生拓展性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，滿足不同層次的學(xué)生進(jìn)階性探索創(chuàng)新需求。此外，創(chuàng)新工坊提供的軟硬件環(huán)境同樣能為教師的科研項(xiàng)目提供支持。這些創(chuàng)新創(chuàng)意都能反饋給企業(yè)，讓人才紅利得以充分釋放，也能更好地滿足企業(yè)“訂單式“人才培訓(xùn)的需求。

第六，競(jìng)賽活動(dòng)。如國內(nèi)的大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，國際的ICAN創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，都給學(xué)生提供了展示舞臺(tái)。此外，全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的內(nèi)容通常也會(huì)涉及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用?？山M織開展校內(nèi)單科競(jìng)賽，拓展技能受眾群體，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，培養(yǎng)技術(shù)小能手。

第七，培訓(xùn)考證。有效推動(dòng)職業(yè)教育1+X證書制度落實(shí)，開發(fā)對(duì)應(yīng)的培訓(xùn)項(xiàng)目，建立全面、規(guī)范、有針對(duì)性的題庫，幫助學(xué)生更好地獲得職業(yè)技能認(rèn)證，增加就業(yè)砝碼。

二、構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺(tái)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程中，應(yīng)遵循“無線為根、應(yīng)用為先、跨越學(xué)科“的開發(fā)原則，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)中各設(shè)備之間的通信載體通常是無線網(wǎng)絡(luò)，因此無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是研制整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的根基；而物聯(lián)網(wǎng)的初衷是基于通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)各種形式的應(yīng)用以滿足不同用戶需求，脫離實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景來設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品則沒有任何價(jià)值。因此，平臺(tái)中的教學(xué)模塊側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用仿真案例；此外，物聯(lián)網(wǎng)是跨學(xué)科跨行業(yè)的，必須能夠使學(xué)生掌握多種現(xiàn)有技術(shù)并能綜合運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要采用軟件形式對(duì)各種傳感設(shè)備進(jìn)行模擬，并可通過自由拖曳的方式組合成各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，以仿真出不同的物?lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)也提供了真實(shí)傳感設(shè)備接入的接口。仿真設(shè)備支持串口及Socket通信，數(shù)據(jù)接口的實(shí)現(xiàn)過程與實(shí)體硬件保持一致，因而平臺(tái)能夠支持虛實(shí)應(yīng)用的融合。仿真平臺(tái)可直觀而形象地展示上位機(jī)與平臺(tái)設(shè)備的交互過程，內(nèi)容及邏輯，動(dòng)態(tài)展示的效果能夠很清晰地闡述基本原理，本質(zhì)上提升了教學(xué)效果。與此同時(shí)，環(huán)境模擬器提供了數(shù)據(jù)輸入以方便應(yīng)用調(diào)試，課程資源管理、設(shè)備管理、考核管理、人員管理等基礎(chǔ)功能模塊。

三、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制

實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制的建設(shè)是教學(xué)效果實(shí)現(xiàn)的必要保證，也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系運(yùn)行的指南，體現(xiàn)在教學(xué)規(guī)劃、教學(xué)安排、教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面。

第一，教學(xué)規(guī)劃。教學(xué)規(guī)劃應(yīng)針對(duì)教學(xué)目標(biāo)，制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程體系。實(shí)驗(yàn)課程類型應(yīng)包括基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新探索型，實(shí)驗(yàn)課程采用虛實(shí)結(jié)合的形式，根據(jù)課程性質(zhì)、內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)建立知識(shí)、能力、素養(yǎng)實(shí)現(xiàn)矩陣，綜合考慮教學(xué)實(shí)施條件和環(huán)境，通過線上+線下結(jié)合的方式進(jìn)行。教學(xué)規(guī)劃中應(yīng)凸顯“兩性一度”，致力于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

第二，教學(xué)安排。實(shí)驗(yàn)課程開課計(jì)劃包括實(shí)驗(yàn)名稱、課時(shí)、指導(dǎo)教師、地點(diǎn)、選課人數(shù)等等，根據(jù)各學(xué)年的具體情況擬定。編寫實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的課時(shí)規(guī)模要適應(yīng)院校相應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。開課計(jì)劃需要明確實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程的課時(shí)占比關(guān)系。

第三，教學(xué)指導(dǎo)。分為實(shí)驗(yàn)前置知識(shí)的預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程在線指導(dǎo)，討論答疑等部分。前置知識(shí)包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)操作講解示范、教學(xué)指導(dǎo)書；在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師既可以從實(shí)驗(yàn)的操作過程、知識(shí)應(yīng)用進(jìn)行基本指導(dǎo)，也可以根據(jù)實(shí)際情況跳出過程性指導(dǎo)，轉(zhuǎn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考、創(chuàng)新的方法進(jìn)行高階指導(dǎo)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)支持學(xué)生文本、語音、視頻在線交流，提供實(shí)時(shí)求助、異步答疑等交流渠道。這些方式可以增加師生之間、生生之間的互動(dòng)，有效緩解學(xué)生探索過程中的孤獨(dú)感。

第四，教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)象包括學(xué)生，系統(tǒng)和教師。針對(duì)學(xué)生，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)既是實(shí)驗(yàn)過程的考核，也是學(xué)生能力的總結(jié)性考核，可以檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，并及時(shí)在線給出反饋信息。對(duì)于過程性考核，主要考核實(shí)驗(yàn)流程，重點(diǎn)考察操作順序、操作條件和分步實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？偨Y(jié)性考核可以結(jié)合真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程，特別是自由觀摩、自由操作、自由搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，成績(jī)可以最后生成，允許忽略步驟性評(píng)分；針對(duì)教師，可使用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)表來進(jìn)行評(píng)價(jià)，幫助教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的不足，為教師優(yōu)化教學(xué)方法、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等提供參考依據(jù)；針對(duì)系統(tǒng)，可通過一套評(píng)價(jià)指標(biāo)或提供用戶評(píng)價(jià)功能，以用戶打分、評(píng)論和留言區(qū)域等形式進(jìn)行，從而規(guī)范系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)。

四、構(gòu)建專業(yè)師資隊(duì)伍

以實(shí)驗(yàn)室共建共享為契機(jī)，搭建校企協(xié)作交流橋梁，沿用“走出去，請(qǐng)進(jìn)來”的模式，院校教師深入企業(yè)一線崗位培訓(xùn)，參與實(shí)際生產(chǎn)，強(qiáng)化對(duì)崗位實(shí)踐能力的認(rèn)知，進(jìn)一步迭代優(yōu)化課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。行業(yè)專家、技術(shù)能手可作為兼職教師，走進(jìn)課堂，分享行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃專業(yè)訓(xùn)練路徑。實(shí)現(xiàn)專職教師和兼職教師優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，行業(yè)領(lǐng)域與教學(xué)領(lǐng)域的交叉融合，教育教學(xué)和項(xiàng)目研究的相互促進(jìn)，技能培養(yǎng)和文化教育的兼容并行，從根本上助力產(chǎn)教融合的落地。充分發(fā)揮教學(xué)名師、行業(yè)專家的引領(lǐng)作用，行業(yè)專家引領(lǐng)核心技術(shù)攻關(guān)，院校名師牽頭教學(xué)理論研究，技術(shù)能手推動(dòng)技術(shù)革新成果與教學(xué)科研成果的相互轉(zhuǎn)化，多方協(xié)作共同完成匠心傳承。專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)應(yīng)確定明確的培訓(xùn)模式，以保證培訓(xùn)質(zhì)量。

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