中等職校智慧實訓基地系統架構與規劃的理性思考

摘要：中等職業學校智慧校園是數字化校園建設快速發展之必然，而實訓基地是中等職校實施技能教學的重要場所。因此，中等職校智慧實訓基地既是智慧校園的重要組成部分，又涵蓋其絕大部分功能，同時又是向企業展示現代信息管理手段的重要窗口。構建智慧實訓基地旨在改變實訓基地管理形態，提升學校實訓基地管理效能。本文以江蘇省如東中等專業學校為例，介紹了針對實訓基地管理的幾個模塊，運用泛在感知、物聯網、云計算等現代信息技術，系統架構集感知化、物聯化、信息化、智能化的智慧實訓基地運營平臺，使實訓基地管理科學、高效而便捷，從而使中等職業教育智慧管理的推進邁入了快車道。

關鍵詞：中等職校；智慧實訓基地；系統架構與規劃；理性思考

中圖分類號：G717 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-（2018）06C-0058-04

一、中等職校智慧實訓基地系統的成因背景

江蘇省教育廳在2012年出臺的《關于進一步提高職業教育教學質量的意見》中指出：“建立職業教育信息化公共服務平臺，推進職業學校數字校園和智慧校園建設，重點建設仿真實訓基地、數字化實驗室、遠程協作教室等數字化教學場所和設施。”[1]由于中等職業教育已從規模發展向內涵發展快速轉型，中等職校實訓基地規模日趨強大，基地承擔的實驗、實習教學項目和其他功能顯得紛繁復雜。因此需要構建基于有線無線全覆蓋的實訓基地網絡化系統，實現師生管理、基地監控、設備與材料管理、實驗實習管理和生產經營管理的無縫融合。同時基地存在面積大、場地分散、管理人員少、基地內人多而雜、學生安全防范意識差等特點，相對于校園其他區域來說存在的安全隱患更多。因此對于中等職校智慧實訓基地的建設，實現基地高效、務實的實時監控與管理顯得尤為重要。

二、中等職校智慧實訓基地系統的架構體系

（一）智慧實訓基地的內涵

中等職校智慧實訓基地是一種將人、設備、環境、資源和社會性因素，在數字化環境下有機融合的實訓管理系統。基地憑借物聯網技術的基礎設施，融合信息技術的核心要素，集成了多平臺信息互通與分享，以全雙工模式實現信息的實時傳遞與交互，提供集設備、教學、資源、科研、管理和社會服務于一體的智能型綜合信息服務，全方位實現智能化。

（二）智慧實訓基地的特點

智慧實訓基地是借助泛在感知、物聯網、云計算等信息技術，構建集感知化、物聯化、智能化、信息化于一體的實訓基地，具有如下主要特點。

1.智能化。融合物聯網技術與4G網絡的數字化實訓管理平臺，全面實現實訓教學管理與服務智能化，降低了人力、物力和財力的損耗，實現了溝通快捷化、辦公自動化、服務個性化，從而極大地提高工作效率；身份論證管理、基地管理、設備管理、教學管理和服務等多個領域的信息資源實現共享。[2]如“校園一卡通”能實現學生的基地簽到、工量具借用、工位管理、技能考核等能實現智能化的“一條龍服務”。

2.感知化。借助有線與無線網絡系統，結合物聯網技術、現代通信技術與IT前沿技術，將實訓基地所涉及的實訓教學、實訓管理、設備管理、項目研發與生產經營服務等相關領域的信息進行采集、歸并、分析、傳輸、分享和反饋，并結合實訓基地物聯網運維系統的管控，通過實訓基地的門禁刷臉、環境探測、設備監控、耗材二維碼掃描等技術自動感知信息，提高實訓基地的運行與管理效率。例如，各實驗（訓）室的設施水、電、氣等耗能元素是依據基地學生的工位及設備運行狀況實現智能感應管控。

3.互動性。通過物聯網技術能夠將實訓基地相關的人員、設備、信息管理等進行互聯，較好地實現人流、物流、資金流和信息流的便捷互通與共享。例如，通過綜合智能終端、網絡互聯、云計算機技術和現代流媒體技術等構建智慧實訓管理平臺，使學校職能部門、實習指導教師、學生和家長等進行信息的實時交互，從而創設了高效便捷的多維度、多方式的溝通與交互空間。[3]

4.靈活性。架構基于有線與無線有機融合的全覆蓋萬兆數字化校園網絡，通過云計算平臺進一步拓展了用戶的運用空間，使得海量用戶快速便捷接入網絡，實時獲取與處理相關信息，從而為實驗實習教學、基地管理、技術咨詢和社會服務搭建快捷高效的智慧型實訓管理平臺。

（三）智慧實訓基地的架構

中等職校智慧實訓基地首先必須建立在相對完善的數字化校園基礎上，通過進一步完善實訓基地終端感知與監控設施進行業務應用，并具有足量的相關信息資源；其次，智慧實訓基地的建設必須在延伸業務網絡、數據存儲等設備的基礎上，以基礎運行平臺為支撐，構建一個基于智慧化實訓基地管控一體化平臺，進一步拓展數據信息的采集，搭建能為監測、決策、管理等提供服務的數據模型，實現系列化、標準化的基礎服務，通過大數據分析、業務歸并、可視化展示，構建一個科學、規范、簡潔的可視化管控平臺，提供多用戶、多角色的智慧應用。建成以優質實訓資源共建共享和應用、資源整合為中心，融入教學、學習、管理、科研、產品研發和生產經營等工作領域。[4]

三、中等職校智慧實訓基地的系統規劃

江蘇省如東中等專業學校在學校數字化校園的基地上，更新與完善網絡基礎設施和數據支撐平臺，實訓基地的網絡環境實現有線、無線雙覆蓋，實現無線傳感網絡和物聯網的有機融合；建立身份標識數據、應用數據、感知信息的基礎數據庫，實現數據存儲、中間件、支撐軟件和各類應用系統的融合；基于智慧實訓基地，創新開展科技基地、平安基地、節能基地、創收基地、和諧基地建設，使基地在教學、學習、管理、科研、產品研發和生產經營等方面實現智能化、系統化、綜合化。

（一）實訓基地的網絡環境

目前，學校數字化校園網絡環境全部到位，具有高速、QOS、支持高清多媒體傳輸的特點，學校已被立項為省智慧校園建設單位，從而為智慧實訓基地建設奠定了良好的基礎。校園網擁有SAN光纖網絡，異地備份存儲網絡，高性能、高穩定的IDC網絡環境，現代流媒體網絡，做到高帶寬、高冗余、安全可靠，并為智慧實訓基地提供了高速接入云計算平臺；[5]在智能監管方面已實現了物聯感知的全覆蓋，并以接入靈活、高速寬帶、海量資源存取、師生方便上網和對外交流便捷為目標，將4G引入校園網絡通道，構建了無線、有線和移動網絡互補的多功能網絡環境，為建設科技、平安、節能、和諧、創收基地提供了保障。

（二）實訓基地的支撐平臺

中等職校智慧實訓基地的支撐平臺應包括基于數字化校園的公共數據平臺、面向服務基礎架構的服務支撐平臺、基于無線終端的移動服務平臺、具有無線感知系統的物聯網應用平臺、支撐實訓基地管理的云計算平臺和提供安全策略的安全運維平臺等，實現平臺融合、數據共享，為智慧實訓基地的業務系統正常運行提供支撐。

1.公共數據平臺。建立安全高效、充分共享的實訓基地數據中心，為學校領導和有關部門信息利用、分析決策提供支持，為實訓管理人員提供高效的信息服務。其包括由實訓管理、一卡通、產教研管理而生成的業務數據，以及由業務日記、教學案例、研究成果和相關歷史數據構建的數據倉庫。

2.服務支撐平臺。面向服務基礎架構的服務總線支撐上層的智慧應用，控制服務消費者和提供者之間的消息流服務。其包括統一身份認證服務，將物聯網傳感器嵌入到基地被控設施上的數據采集與監測服務，由關系數據庫、Web服務、文件服務等異構數據源的數據交換服務，將數據倉庫、聯機分析處理、數據挖掘等技術與信息系統結合的企業智能服務，使基地內異構的應用系統和信息資源聚合的信息門戶網站服務，以及具眾多功能的一卡通服務和快速搭建學校主頁、部門網站的內容管理服務。

3.移動應用平臺。依據實訓基地應用系統功能的特點，結合移動終端的特性，在移動終端上移植相關程序，有效地實現即時交互，最大限度地替代有線網絡必須完成的相關事務，從而實現行走課堂的實時生成。如教師可以對學生進行實驗、實習行為規范的綜合評價，為學生提供實習教學和生活信息服務，從而實現信息服務無線和有線的無縫結合。

4.物聯網應用平臺。利用傳感器、電子標簽、二維碼、采集器、高清視頻監控等感知技術和設備，可實現實訓基地的全天候監控和智能化管理。能支持多個物聯網應用子系統的實時管理，并根據預設條件對復雜的遠程終端設備進行聯動。實現系統的實時狀態查看、遠程控制、數據存儲、統計分析、參數設置、預警等功能。

5.基地云計算平臺。云計算為智慧實訓基地提供的支撐平臺，不同于物理型網絡環境，在云計算機網絡用戶群體中，具有數目龐大的服務提供商，無論是用戶還是服務提供商均可以動態地加入或退出。還可以利用云計算平臺對實時監控獲取的大量數據信息進行實時處理，并對大量的高度虛擬化的計算和存儲資源進行實時管理，形成一個龐大的資源池，用來提供統一服務。

6.安全運維平臺。由于智慧實訓基地具有開放性、兼容性的特征，吸納資源的渠道具有廣泛性與復雜性，因而帶來嚴重的安全隱患，因此需要構建可靠的運維支撐和可信賴的安全保障機制。因此在網絡出口處部署防火墻設備，并依據不同用戶實行分類管理，根據通信需求劃分通信規則，劃分不同的網段，采用差異化管理的方式來保證網絡安全，應當從網絡、數據、應用、制度等多個層面建立健全好運維體系，為智慧實訓基地的建設提供安全可靠的保障環境。[6]

（三）實訓基地的業務系統

根據中等職校智慧實訓基地的易用性原則，以支撐平臺為基礎規劃科技基地、平安基地、創收基地、節能基地、和諧基地等五大業務系統，在規劃系統時必須兼顧系統可擴展性，并保持每一個系統內有一定冗余度。其中科技基地系統具有智能車間、實驗室、考勤管理功能，是基地管理應用系統；平安基地系統包含了智能車輛管理、基地安防監控、安防報警和巡邏管理等系統；而創收基地系統具有智能設備、智能倉儲和智能經營管理的功能，為基地生產經營提供智能服務；節能基地系統包含基地電能計量、水氣管網監測、智能照明、空調集控和智能澆灌等管理系統；和諧基地系統具有基地信息發布、數字會議、產品智能展示、設備與材料資料查閱等智能服務功能。所有功能通過數據集成、業務整合、虛擬仿真、遠程監控、可視化展示，以易操作的智慧型實訓基地綜合業務管理管控平臺為各類用戶或角色提供聯動服務。

四、結束語

中等職校智能實訓基地的構建不僅僅是設備的添置與使用，使實訓基地管理實時、高效、人性化，更是充分體現育人為本、發展學生的現代職教管理理念的轉變，智能實訓基地是現代科技、現代企業管理模式的體驗家園；因此在智慧實訓基地構建時除了管理模塊按行業要求安裝到不可見部位外，還應將與物聯網技術相關的智能家居、智能物流、知能安防、智能交通、智能澆灌和智能資料查閱等設施嵌入到讓學生能見的部位，讓學生在真實環境中體驗物聯網技術的應用。

參考文獻：

[1]省政府辦公廳.關于進一步提高職業教育教學質量的意見（蘇政辦發〔2012〕194號）[R]，2012.11.

[2]趙顏，黃勇，王慶.智慧型數字化數字校園規劃與實踐——以廣西民族大學為例[J]. 廣西民族大學學報，2014（2）.

[3]沈潔，黃宇星.智慧校園及其構建初探[J].福建教育學院學報，2011（6）.

[4]丁春明.中等職校實訓基地數字化管理體系構建的實踐與思考[J].職教通訊，2012（18）.

[5]趙佩華.基于云計算的“智慧校園”探析[J].常州信息職業技術學院學報，2012（4）.

[6]于長虹.智慧校園智慧服務和運維平臺構建研究[J].中國電化教育，2015（8）.

責任編輯：曹鴻驊

Rational Thinking on the System Structure and Planning of Smart Training Bases in Secondary Vocational Schools

DING Chun-ming

（Jiangsu Rudong Secondary Vocational School， Rudong 226400， Jiangsu Province）

Abstract： The smart campus of secondary vocational school is the necessity of the rapid development of the digital campus construction， and the training base is an important place to implement the skills teaching in secondary vocational schools. Therefore， the smart training base of the secondary vocational school is not only an important part of the smart campus， but also covers most of its functions. At the same time， it is also an important window to display the modern information management means to the enterprises. The construction of smart training bases aims at changing the management form and improving the management effectiveness. Based on several training base management modules， this paper uses the modern information technologies， such as ubiquitous perception， Internet of things and cloud computing， to systematically construct the smart training base operation platform which integrates perception， physical association， information and intelligence. Thus， it makes the management of training bases scientific， efficient and convenient， so that the smart management of secondary vocational education is developed at a high speed.

Key words： secondary vocational school； smart training base； system structure and planning； rational thinking