如何構建線上線下智能網聯理實一體MR教學云平臺

孟憲臣

摘 要：教育信息化進入2.0時代，在“技術智能”與“數據智能”的雙輪推動下，教育信息化2.0已經進入人工智能教育應用的新場景，從供給側（優質資源、優質教師、優質學伴等）產生了顛覆性突破，不斷破解當前優質教育資源不均衡、不充分的難關。教育工作者必須加強研究，不斷推出信息化2.0時代“互聯網 +教育”對教育技術的新要求教學模式。開發“互聯網 +教育”支撐平臺已勢在必行。筆者從事一線教學多年，在智慧教學設備開發基礎上，整合優化多家教學技術，形成了此教、考、管、評、資教學云平臺。

關鍵詞：互聯網+教育 AI人工智能 5G＼4G物聯網 虛擬現實技術 智慧教學云平臺

How to Build a MR Teaching Cloud Platform for Online and Offline Intelligent Network Integration

——Take BMS Teaching of Power Battery in New Energy Vehicles as an Example

Meng Xianchen

Abstract：Education informatization has entered the 2.0 era. Under the two-wheel drive of "technical intelligence" and "data intelligence"， education informatization 2.0 has entered a new scene of artificial intelligence education applications， from the supply side （high-quality resources， high-quality teachers， high-quality School partners， etc.） have produced subversive breakthroughs， constantly cracking down on the current imbalance and inadequacy of high-quality educational resources. Educators must strengthen research and continue to introduce the new teaching model of "Internet + Education" for educational technology in the information 2.0 era. It is imperative to develop a supporting platform of "Internet + Education". The author has been engaged in front-line teaching for many years. Based on the development of smart teaching equipment， the author has integrated and optimized a number of teaching technologies to form this teaching， examination， management， evaluation， and resource teaching cloud platform.

Key words：Internet + education， AI artificial intelligence， 5G＼4G Internet of Things， virtual reality technology， smart teaching cloud platform

開發“互聯網+教育”技術還存在諸多不足，尤其是工科實踐類較強課程難以達到教學效果，良好教育實踐資源共享的空間阻礙，已成為“互聯網+教育”當下的發展瓶頸！

為解決“互聯網+教育”中的這一短板，我們團隊經過幾年實物介入理實一體化工科課程的探索，運用4G＼5G現代物聯網技術，融入成熟大數據智能教學軟件，構建了“線上線下智能網聯理實一體MR教學云平臺”，這一平臺具備靈活多樣，涵蓋學科廣，教學方法靈活，教學模式多樣的特點;它可以有效緩解學校、教師和學生公共教育資源可遠程共享不便之痛，巧妙解決線上實踐教學無法實現難題，基本實現了任何人、任何時間、任何點能學到更多知識。

1 遠程授課視頻互動軟件平臺

在主機、教師端、學生端PC機或手機上安裝視頻互動小魚易連軟件，完成注冊、設置;使用可視化互動教學時，PC必須同時連接有線網;PC只有加入可遙控終端設備號時，才可遙控，此時如果APP端也加入同一個可遙控終端設備號;當點擊主界面更多時視頻畫面時也會出現此遙控按鈕，使用人臉識別AI技術（云臺），可使鏡頭自動跟隨主講老師。

2 搭建物聯網教學設備

2.1 手機遠程開機

（1）易微聯（4G網開機）APP;（2）安裝向日葵遠程控制APP。

下載使用向日葵APP軟件，注冊，并設置為開機自動登錄;PC同號登錄后，可在APP＼PC上均可綁定主機。APP插座綁定主機。向日葵控控A2，可跨越內外網隔閡。

2.2 主機PC電腦上設置

PC設置為永不休眠。

臺式機進入BIOOS系統，設置來電自動開機：ACON，設置電腦連接設備無線wifi時、要保證有線同時上網。

3 設備上＼下電（普通設備要升級為智能網聯設備IOT）

保持KeyON狀態，將易微聯控制器（AC220v繼電器）并聯在總開關上，并使其斷開，給易微聯控制器接12V常電。

4 設置主機電腦上設備軟件（以電動汽車組成與工作原理中BMS課程使用為例）

軟件界面功能：

（1）工作頁（課前發給學生）;（2）課程基礎（回顧與導論），用于理論性學習;（3）虛擬仿真用于結構原理演示講解性學習;（4）理論考核：可以完成實踐課程的理論考核;（5）實訓手冊（資訊）：可以完成實訓項目的相關支撐材料查找;（6）故障設置：可以完成實訓項目的相關故障設置。

5 實物認知遮擋部件展示

演示功能（利用IDV＼OTG＼WIFI攝像頭局部遮擋件顯示）使用WIFI攝像頭或眼睛攝像機還可看到實物遮擋不易看到的部件。

6 遠程控制

6.1 設備上電

使用向日葵或易微聯控制器APP打開硬件設備（BMS）;如果使用易微聯攝像頭APP還能看到老師和學生上課狀態。

6.2 主機服務器電腦開機

在手機和教師端電腦上裝好向日葵及開機棒或易微聯，使用向日葵插座及開機棒或易微聯控制器實現主機服務器開機控制！

6.3 教師端電腦操作

設備遠程上電后，打開教師端電腦向日葵遠程控制軟件。

7 用于監控的現場智能手機

多用于教務聽課巡課手機

（1）安裝向日葵APP，付費綁定安卓設備（攝像頭手機）控制

（2）安裝易微聯的易微聯攝像頭APP，另一部手機掃描安裝易微聯攝像頭，作為音視頻采集。

主要用于主機服務器顯示畫面，以監控主機服務器工作狀態。

8 仿真軟件的使用（以BMS為例）

在主機電腦上打開“理實一體化”虛擬仿真軟件（BMS）

點擊界面這里可將設備軟件與設備WIFI通過PC連接起來，軟件與設備硬件連接通訊。

8.1 設置故障與線上線下測試

軟件這里有隱藏了的測試常用儀器，虛擬測試，同時可以線下實物上測試;鼠標滑到被標記的點中間導線變粗時點右鍵，可有三種故障設置;設置斷電狀態時，線下實物同步顯示，設置斷電狀態時，學生端可多名學生線上虛擬測試。

8.2 實訓考核

可利用軟件進行理論和實踐案例考核

8.3 實訓理論講解

四部分認知講解

視頻互動軟件中“錄制功能”按鈕，可將整個授課過程高清錄制，借助B站、抖音、快手等音視頻熱門網站實現錄播回放，拓展受眾面，滿足不同群體、不同工作時間、不同工作場合、不同層次人的學習需要。

運用外掛智能攝像頭、智能手機可以解決受教育者親臨崗位真實場景，實習安全、便捷、高效。

9 線上課堂教學

9.1 板書現場實實再現

運用汗微·微課寶APP投屏可以實現以下主要場景：

班級手寫互動、全屏課件、錄課、保存備課內容、拍照、插入課件、相冊、文字、音頻、視頻;可調用攝像頭;設置畫布背景。

9.2 視頻交互軟件實現點名、互動、簽到

（1）點名：必須設置硬件終端是主會場，否則不能點名;（2）互動工具：a.推送：在這里可以發送“流動字幕”b.簽到PC端可設置“掃碼”c.答題;（3）屏幕共享：教師端和學生端均可發起共享，然后利用標注功能進行標注互動;（4）舉手和發言：教師端可拒絕或接受學生端的舉手及語音互動。

10 班級管理

這里可借用“微課之家”網站平臺來完成作業＼實訓報告的上傳與網上批閱，試卷、課件、微課、資訊等教學資源也在這里上傳。

值得一提的靚點是：作業以書寫、語音、視頻多種方式線上批閱，布置對象可選擇，選擇題作業提交自動批改，成績正確率即時顯現，批改的效率再提升。

11 教務管理

（1）教學材料：用于教學檢查的教師資料可在“微課之家”網站平臺上傳下載。

（2）督導巡課：只裝易微聯攝像頭和小魚，選裝向日葵控制端實現主動遠程控制，也可連接攝像頭;這樣通過轉換前后鏡頭既能看學生上課狀態又能了解老師授課情境;也可在視頻互動軟件PC授課平臺，這樣更方便清晰觀看、錄制、互動，教師端使用人臉識別AI技術（云臺）視頻采集設備，可使鏡頭自動跟隨主講老師。

12 總結與展望

線上線下云教學平臺，運用現代創智能新網絡技術，打破了互聯網加時代對教育資源傳播的空間阻礙，在不同學科不同教學模式下，可優化平臺使用，它把教師和學習者時間做靈活安排科學規劃，使教育與受教育者的時間效率最大化，社會資源最大化利用，讓偏僻落后地區獲得公平優質教育資源。

人工智能、VR/AR等技術的發展日漸成熟，被國外UNITY3D和虛幻4把持壟斷引擎技術已被國內企業破解，這些新技術的融入，將極大賦能未來的場景化教學和互動式教學。

隨著互聯網時代新技術的發展，大量教育者的廣泛應用，受制條件必將得到大幅改善，在廣大教育者和科技人員的不斷優化下，一款任何人，任何地點，任何時間都能學到更多、更有價值知識的運用場景得到了長足發展，它將顛覆傳統教育模式，一場新的課堂革命已經到來。