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金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院:虛實融合 打造工程實踐教學(xué)新模式

發(fā)布者:發(fā)布時間:2023-12-22瀏覽次數(shù):33


虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等新技術(shù)的迅猛發(fā)展,為工程實踐教學(xué)突破時空限制,有效解決“高投入、高損耗、高風(fēng)險、難實施、難觀摩、難再現(xiàn)”等突出問題提供了新契機。依托浙江省高校重大人文社科攻關(guān)計劃項目“‘專精特新’職業(yè)工匠核心能力培養(yǎng)機制與實踐路徑研究”(項目編號:2023GH014)和浙江省教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“數(shù)據(jù)驅(qū)動的高職電子信息專業(yè)群產(chǎn)教融合精準(zhǔn)育人模式研究”(項目編號:2023SB043),金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院充分發(fā)揮職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型引領(lǐng)作用,校企協(xié)同構(gòu)建虛擬仿真產(chǎn)教工坊群、以虛輔實開發(fā)立體化實踐教學(xué)資源、虛實融合發(fā)展多元化實踐教學(xué)模式、數(shù)據(jù)驅(qū)動推進可視化精準(zhǔn)教學(xué)評價,多措并舉,賦能工程實踐教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展。

校企協(xié)同 

構(gòu)建虛擬仿真產(chǎn)教工坊群

對接產(chǎn)業(yè)鏈,系統(tǒng)規(guī)劃專業(yè)群工程坊架構(gòu)。學(xué)院聯(lián)合企業(yè)成立人工智能產(chǎn)教綜合體和電子信息專業(yè)群指導(dǎo)委員會,系統(tǒng)調(diào)研產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展重點、職業(yè)崗位群及核心能力要求,形成面向“云、網(wǎng)、端”的“人工智能+”專業(yè)群人才培養(yǎng)定位。根據(jù)崗位面向類別,打破以教師授課為中心、以座位為基本位置、大班制學(xué)課程的傳統(tǒng)實訓(xùn)室布局,打造以學(xué)生訓(xùn)練為中心、以工位為基本位置、小班化做項目的新型工程坊布局,建成基于群內(nèi)8個專業(yè)共享互補的師生工作坊40個。以浙中交通虛擬現(xiàn)實“雙師”工作坊為龍頭,建立工作坊運行機制,以工坊群鏈?zhǔn)椒?wù)匹配產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

對接技術(shù)鏈,統(tǒng)籌布局工坊虛擬仿真項目。對接電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈,系統(tǒng)梳理電子產(chǎn)品、軟硬件產(chǎn)品生產(chǎn)過程中設(shè)計、開發(fā)/制作、測試、運維等環(huán)節(jié)的虛擬仿真需求與數(shù)字化關(guān)系,根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)鏈布置虛擬仿真工作場景。對接虛擬仿真技術(shù)鏈,開展VR、AR、MR、數(shù)字孿生、元宇宙等技術(shù)與桌面式、沉浸式、分布式虛擬仿真系統(tǒng)類型的SWOT分析,根據(jù)項目任務(wù)難易程度、綜合程度選擇匹配的技術(shù)類型,突出虛擬仿真情境的沉浸感和交互性,為學(xué)生提供可重復(fù)、分層次、強交互的問題解決情境。

以虛輔實

開發(fā)立體化實踐教學(xué)資源

虛仿項目教學(xué)化,開發(fā)虛擬仿真課程與立體化教材。對接電子信息領(lǐng)域職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和虛擬仿真技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以智能車為載體,將工程項目數(shù)字化場景要素轉(zhuǎn)化到教學(xué)項目中,呈現(xiàn)實踐教學(xué)序列,開發(fā)“智能小車DIY”“智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作”等課程。根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)確定虛擬仿真任務(wù)和要求,選擇匹配的虛擬仿真工具,分層分類開發(fā)知識型、技能型、綜合型虛擬仿真教學(xué)資源,設(shè)計靈活多樣的虛擬仿真實驗場景,使學(xué)生獲得與真實項目相似的實踐體驗。同步開發(fā)工作手冊式、活頁式教材,通過掃碼等方式訪問內(nèi)嵌的虛擬仿真教學(xué)資源,并形成MOOC/SPOC網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,滿足不同學(xué)生隨時隨地訪問的個性化需求。

在線資源平臺化,推進智慧教學(xué)交互平臺建用結(jié)合。整合3D模型、動畫、視頻及實時交互界面等各類媒體資源,形成提供全面學(xué)習(xí)體驗的工程坊虛擬實驗資源庫。在智能電子產(chǎn)品設(shè)計等領(lǐng)域,開發(fā)虛擬制造軟件平臺,學(xué)生通過虛擬工廠平臺進行加工仿真、裝配仿真等系統(tǒng)性操作和管理,從而提高實際操作和工程管理能力。開發(fā)基于人工智能和機器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng),通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、行為和偏好,為學(xué)生智能定制個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)路徑。與智慧職教等MOOC平臺、“暢學(xué)金職”等SPOC平臺、校際遠程實境平臺結(jié)合,形成校內(nèi)專業(yè)群互通、校外多校合作的資源共建共享態(tài)勢。

虛實融合

打造多元化實踐教學(xué)模式

項目引領(lǐng),依托工坊開展模塊化教學(xué)。在嵌入式開發(fā)工坊、軟件開發(fā)工坊等工程坊中,將復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)分解為若干個基本模塊,對應(yīng)基礎(chǔ)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)層級,將虛擬仿真資源嵌入對應(yīng)的項目任務(wù),并提供虛擬導(dǎo)師,開展模塊關(guān)鍵知識點、技能點的學(xué)習(xí)和組合應(yīng)用,從而提高學(xué)生的電路設(shè)計、軟件編程、團隊協(xié)作、項目管理能力和創(chuàng)新水平。

身臨其境,模擬現(xiàn)實開展情境化教學(xué)。在工程項目管理類仿真系統(tǒng)中,角色扮演模擬實際項目管理過程,包括招投標(biāo)、合同管理、進度控制等,以更好地理解項目管理的原則和方法。例如,在電氣系統(tǒng)搭建與調(diào)試、土木工程建模與仿真、汽車設(shè)計與制造項目中,通過虛擬仿真軟件模擬現(xiàn)實中的實際工程場景和設(shè)計、制造、施工、測試過程,以掌握工程基本理論和實踐技能。

遠程協(xié)同,線上線下開展混合式教學(xué)。在電子信息工程專業(yè)中,開通遠程實境實驗,學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)按需預(yù)約實驗,通過實驗界面實時獲取實驗數(shù)據(jù),遠程將代碼寫入FPGA控制實驗室設(shè)備,在異地場景中也能在線完成實物實驗,有效拓展了實踐教學(xué)的時空領(lǐng)域。同時,配置高清攝像機、拾音器等設(shè)備,提高學(xué)生身臨其境的體驗感。由此,工程實踐教學(xué)形成了線下工程坊項目實踐、線上“視頻會議直播平臺+遠程實境平臺+教學(xué)資源平臺”并駕齊驅(qū)的混合式教學(xué)新生態(tài)。

數(shù)據(jù)驅(qū)動

推進可視化精準(zhǔn)教學(xué)評價

跟蹤師生信息與教學(xué)行為構(gòu)繪多視域畫像。通過攝像頭與傳感器等設(shè)備、虛擬實驗室、“暢學(xué)金職”等平臺,伴隨式采集學(xué)生學(xué)情信息、教師師情信息與教學(xué)行為數(shù)據(jù),如學(xué)習(xí)時長、任務(wù)完成進展、協(xié)作學(xué)習(xí)表現(xiàn)等,轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)圖表、視頻動畫等可視化形式,形成學(xué)情畫像、學(xué)生成長歷程畫像、師情畫像、項目生命周期畫像。通過數(shù)據(jù)的可視化,清晰呈現(xiàn)各階段師生表現(xiàn)和教學(xué)任務(wù)進展,為后續(xù)的精準(zhǔn)教學(xué)評價提供支撐。

分析教學(xué)過程和教學(xué)效果開展數(shù)智化評價。借助智能化學(xué)習(xí)平臺和AI工具,結(jié)合肢體行為分析等深度學(xué)習(xí)技術(shù),對教學(xué)過程采集的多模態(tài)數(shù)據(jù)進行融合處理與可持續(xù)化分析,實現(xiàn)對學(xué)生認知、能力、情感狀態(tài)的綜合化建模分析與動態(tài)評價。對教學(xué)過程中教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)行為、教學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)反饋進行全過程分析,形成教學(xué)過程質(zhì)量評價,為教師開展循證研究驅(qū)動教學(xué)改革提供支撐。

基于評價結(jié)果和預(yù)測推進教學(xué)持續(xù)性改進。根據(jù)師生表現(xiàn)評價結(jié)果和趨勢預(yù)測,推動建立動態(tài)反饋與教學(xué)策略改進機制。生成線下現(xiàn)場教師、線上虛擬導(dǎo)師的學(xué)習(xí)建議,提供個性化學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。定制個性化虛擬仿真學(xué)習(xí)資源,實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)內(nèi)容精準(zhǔn)規(guī)劃與推送。通過持續(xù)實踐與改進,虛擬仿真驅(qū)動的電子信息專業(yè)群教學(xué)改革成效顯著,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)獲批國家職業(yè)教育虛擬仿真項目,“視覺傳感小車設(shè)計與裝調(diào)”教師團隊獲2023年全國職業(yè)院校技能大賽教學(xué)能力比賽一等獎,學(xué)生獲2023年全國職業(yè)院校技能大賽一等獎3項。


 信息來源: 《中國教育報》2023年12月19日09版




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