场景式学习的教学模式探索——以智慧工厂课程为例_肖迪.pdf

91922023 年 第 6 期 学术研讨市、智慧能源、智慧医疗等一系列技术应采矿业的场景化突发事件应急培训等。职1 引言3随着科技革命和产业变革的加速发展业教育中也经常通过模拟车间、真实场景用需要也应运而生。我校早在2017年就以及各国制造业的国家战略的出台，我国等教学方式，构建工学结合、产教结合、为自动化专业本科生开设了智慧工厂课科技发展和经济走向步入新的常态化阶校企合作的职业技术人才培养。陈耀华认程，该课程通过几年的建设，已经确立了1为场景式学习是基于“现场”或“景况”段。同时，教育领域也发生了重大调以物联网和大数据技术为核心，围绕企业进行的学习，其“现场”或“景况”既可整，高等教育步入新阶段。场景式学习是产品运维管理、人工智能、数字孪生等内以是学习者所在的真实现场或学习者亲眼基于“现场”或“景况”进行的学习，其容，全面拓展学生在第三次信息浪潮时代所见、亲身经历的真实景况，但更多是将场景更多是将真实的现场或景况通过技术的多元化和卓越工程实践能力的培养，教真实的现场或景况通过技术摄取、通过网摄取、通过网络端送到学习者的屏幕或银学内容与新时代的发展节奏相一致。络“端送”到学习者的屏幕或银幕，以及幕，以及是根据时代发展需要，利用虚拟智慧工厂课程涉及传感技术、通信技根据时代发展，利用虚拟现实和增强现实现实和增强现实技术创设的虚拟或仿真的术、嵌入式开发技术、数据库技术等综合技术创设的虚拟或仿真的“现场”或“景“现场”或“景况”。这是一种新的学习性很强的课程，需要综合运用学生前期学况”。他所认为的场景式学习模式是一个模式，是符合时代要求的新的学习方式变习的专业课程和一些学生没有学习过的课2新的学习方式，是场景化学习的加强版和程。而目前课程的师资力量和硬件实验设革。升级版，现场与景况是实际与同步的，而备实力都比较薄弱。为了提高课程的教学在2018 年4月，教育部印发高等学非仅仅是场景的模拟或虚拟化，目前这种质量，增强本科毕业生的就业竞争实力、校人工智能创新行动计划，要求推进教学方法在国内外尚无严格对应的研究成推动智慧工厂课程在教学方面的有效开“新工科”建设，重视人工智能与计算果问世。展，本课程引入与企业合作的场景互动式机、控制、数学、统计学、物理学、生物2.2 场景式学习的可行性学习模式。该模式的采用在现阶段可解决学、心理学、社会学、法学等学科专业教一方面，我国是制造大国和信息化大师资和硬件不足的问题，而从长远来看，育的交叉融合，形成“人工智能+X”复国，近十年来的信息化水平已经达到发达该模式也有助于推动大数据、云计算、人合专业培养新模式，旨在使高校成为建设国家水平。因此场景学习的建设与设备利工智能等相关技术的创新发展，对实现教世界主要人工智能创新中心的核心力量和用方面完全可自主实现。另外，由于我国育现代化具有重要的现实意义。引领新一代人工智能发展的人才高地，为的人口优势，任何一项业务的开展，其设我国跻身创新型国家前列提供科技支撑和2 场景式学习模式的分析备设施以及研发的投入价值，都有足够大2.1 场景式学习的定义人才保障。的应用市场可以承载。而且我们具有全世场景化学习就是利用移动通信设备物联网是在互联网、通信技术和计算界最为齐全的产业链条，可为各种学习需（手机等）的优势，在互联网情景下进行机技术发展基础上的又一次信息产业的革求提供多样的学习场景。2021年7月，天学习的一种模式。它是情境教学法的一种命性突破，被列为国家重点发展的战略性津市第一个企业开办场景式“智慧秒批”延伸。广泛应用在企业员工的培训之中，新兴产业之一。以物联网技术为核心的智业务在天津港保税区落地。当地通过名例如飞行员练习操纵飞机的飞行模拟器，慧工业、智慧农业、智慧交通、智慧城场景式学习的教学模式探索以智慧工厂课程为例南京工业大学电气工程与控制科学学院 肖 迪 智慧工厂是涉及物联网技术、大数据、云计算和人工智能等众多技术的新课程，该课程制定的教学大纲偏重于物联网、数据平台和数字化技术等内容。本文介绍了一种新的场景式教学的概念和高等学校采用场景式学习的意义，并介绍了在智慧工厂课程上，采用物联网软件平台Niagara远程连接硬件设备和zoho助手协助软件联动的场景式学习的尝试，通过实际授课效果显示，场景式学习是可以进行大力推广的教学模式。4称、住所、经营范围、人员身份等事项的程涉及到众多的知识点，机器人、物联开放式软件架构平台，它通过现场JACE智能核验，实现企业设立登记场景式智慧网、人工智能、大数据、云计算等一系列采集器与Niagara Supervisor站点服务器可审批服务，提升了审批速度。因此，在技高科技技术的运用，课程在这众多的内容采集不同来源和不同系统的数据，并允许术上我们已经为场景式学习做好了足够的中提炼出重点和主要的新的发展点，这对用户通过Web进行实时访问、管理和控准备。另一方面，我国在十二五期间，就学生学习和掌握课程内容至关重要，也为制。它与全球90多个国家，近5000家大型已投入教育资源公共服务平台和教育管理培养面向工业互联网，万物互联背景下的公司合作构建物联网平台，为用户提供了公共服务平台的建设，并做好“宽带网智慧工厂、各类智能装备制造企业，培养一个全球成熟生态、资源共享的研发环络校校通、优质资源班班通、网络学习掌握智能控制系统集成应用、调试与维护境，可帮助企业快速、高效地建立具有自空间人人通”，这样的“三通两平台”的高技术人才做出重要贡献。主知识产权的智慧型公司。的持续建设，使得在新冠肺炎大暴发期3.2智慧工厂的课程大纲内容Niagara仅仅是软件平台，还需要相智慧工厂是将工厂自动化与复杂信息间，我国广大师生能够通过在线教学的网应的硬件配合，才能显示出软件学习的效技术集成的一种先进工厂。将智慧工厂设络直播或录播回看等多种形式开展学习，果，才能更加充分地了解物联网技术。因置为一门课程，需要了解和学习的内容很充分保障了我们在全国范围内实施“停课此，通过项目协议，Tridium公司开放了多，包括嵌入式技术、机器人、数控技术不停学”的举措，为场景式学习提供了必培训中心的JACE 8000硬件及其JACE教学等智能装备技术和物联网、大数据、云计须的硬件支持和一定实操性的锻炼。工具箱的使用权限，学生通过网络协议远算、智能技术、数字化技术等信息技术，2.3 场景式学习的作用和意义程操作教具上的硬件设备，控制教具上的场景式学习可以丰富现代教育手段，涉及的知识范围很大。针对我校的自动化电机的开关、转向、转速；控制灯光的开在现代化、信息化快速发展的今天，完全专业学生，嵌入式、机器人和数控机床等关和亮度；测量环境温度和湿度等等。所以课堂式板书加ppt的按部就班的教学方设备是比较熟悉的，也具备一定的智能计有的控制效果和操作结果都可以在网页上法，难以吸引学生的注意力。而场景式学算和数字化仿真能力，但是有关物联网技查看。Tridium培训中心的老师可以通过习是另外一种学习方法和教学手段，学生术和大数据、云计算技术的基础比较薄弱zoho助手远程查看学生的电脑端，及时给们携带虚拟现实仪器或装备，进入现实场这种情况，将本门课设置在第七学期，与学生指导和修改。zoho Assist 是基于景中学习知识和现场经验，场景式学习可48学时，此时学生已基本完成专业课程的Cloud的远程支持和远程访问软件，它可以使学生沉浸式投入到现实或超现实的虚学习，具备了教好的学习基础。在教学内以帮助用户通过Web的远程支持会话为客拟场景之中，体验感和融入感强烈，刺激容上，教学重点放在学习物联网技术、数户提供支持，只需几秒钟即可建立安全连性和针对性更加明显，有效地提高学习效字孪生和智能制造技术、以及大数据技术接。它还可以设置无人值守的远程访问，果。场景式学习可以打破地域和距离限等内容上，并注重与自动化专业的学习内轻松管理远程 PC、远程设备和服务器。制、打破人员入场限制、甚至可以突破危容的联动上。这种通过zoho助手进行联系和通信，通过险场景的限制等约束条件，使学习内容更3.3智慧工厂开设的背景和现状JACE硬件和Niagara软件实现远程检测和我校从2017年为自动化专业本科生开丰富、更多样化和多元化。场景式学习还控制，实现了远程访问硬件设备、远程软设智慧工厂，开设的学院为电气工程可促进教师群体的能力提高，使教师也能件环境联动编程，就是在智慧工厂课与控制科学学院。开始时，授课教师在物从更多的渠道学习新的知识、前沿技术、程上的场景式教学。联网方面的水平有限，为此授课团队老师规范施工、错误操作等，而不仅仅是只传3.5 智慧工厂场景式学习的成效连续多年参加了教育部的产学合作协同育授书本知识的老师。场景式学习可以真正经过两个学期的智慧工厂场景式人平台的申报，获得多家公司的资助和培做到产学融合，而非纸上谈兵；寓教于学习，学生普遍都更加投入到课程和软件训，在物联网水平上有了很大的提高。在乐、寓教于过程，而非简单的文字和图片的学习之中。分析能够投入的原因，一是物联网技术的授课过程中，如果只是学习等平面化信息。综上可得，场景式学习有Niagara软件是授权学习的软件，购买价物联网原理知识，那么不但课时数不够巨大的研究价值和市场价值，是值得投入格很高，学生平常都没有机会接触到，因用，而且学生也会觉得枯燥无用。在经过并深入开展的新的教育举措。此引起了学生的学习兴趣。二是因为多个项目培训和比较后，授课教师采用了Niagara软件，在市场上没有成熟的教学3 智慧工厂课程的场景式学习建设Tridium公司的物联网架构平台Niagara作资源，只有通过课堂讲授和少量论坛资料3.1 智慧工厂的课程的意义为适应时代发展趋势，高校都在及时为支柱，围绕Niagara软件一个个模块，才能学习，因此学生有一定的紧张感。三地转变人才培养观念，积极为培养各种产对物联网如何解决异构数据采集，如何支是因为场景式学习有代入感和体验感，学业的创新创业人才服务。因为高校的专业持多种通信协议展开深入学习。经过几年生很快就能通过程序实现一定的功能，因知识与学生实际就业工作能力要求有一定连续授课，已经培养了大约400名学生。此学生有挑战感。总之，智慧工厂以差距，因此从高校课程上进行改革，优化开课以来，教师团队一直在课程目标、授一定程度的场景式学习实现了教学方式的课程方案，培养创新人才，推动新专业和课内容、教学方式等方面进行摸索和研改革和教学效果的提升，受到学生的好新技术的发展。智慧工厂课程是我校究，目前已经形成较为稳定的教学团队和评。积极响应教育部的创新行动计划，并根据课程大纲。4 结束语继慕课、微课等网络式学习方式之学生专业发展需求实施的改革创新课程，3.4 智慧工厂场景式学习的开展Niagara是一个基于Baja标准的物联网后，场景式学习也将变成未（下转20页）在全国范围内属于领先行列。目前这门课91922023 年 第 6 期 学术研讨市、智慧能源、智慧医疗等一系列技术应采矿业的场景化突发事件应急培训等。职1 引言3随着科技革命和产业变革的加速发展业教育中也经常通过模拟车间、真实场景用需要也应运而生。我校早在2017年就以及各国制造业的国家战略的出台，我国等教学方式，构建工学结合、产教结合、为自动化专业本科生开设了智慧工厂课科技发展和经济走向步入新的常态化阶校企合作的职业技术人才培养。陈耀华认程，该课程通过几年的建设，已经确立了1为场景式学习是基于“现场”或“景况”段。同时，教育领域也发生了重大调以物联网和大数据技术为核心，围绕企业进行的学习，其“现场”或“景况”既可整，高等教育步入新阶段。场景式学习是产品运维管理、人工智能、数字孪生等内以是学习者所在的真实现场或学习者亲眼基于“现场”或“景况”进行的学习，其容，全面拓展学生在第三次信息浪潮时代所见、亲身经历的真实景况，但更多是将场景更多是将真实的现场或景况通过技术的多元化和卓越工程实践能力的培养，教真实的现场或景况通过技术摄取、通过网摄取、通过网络端送到学习者的屏幕或银学内容与新时代的发展节奏相一致。络“端送”到学习者的屏幕或银幕，以及幕，以及是根据时代发展需要，利用虚拟智慧工厂课程涉及