职业教育实训网络平台
基于实训云平台的开发及算法研究
软件设计开发本栏目责任编辑：谢媛媛基于实训云平台的开发及算法研究刘赟（无锡汽车工程高等职业技术学校，江苏无锡214000）摘要：随着教育体制的改革，国家对职业教育的发展更加重视。
为了满足社会上对职业技能人才的需求，职业院校与社会企业之间建立的共同教育的模式，通过校企合作来为学生提供更多的实训机会。
基于云技术开发的实训云平台，能够为职业教育提供新的教学方式，通过实训云平台的开发与设计，优化数据挖掘算法，提高实训管理水平。
关键词：职业教育；实训云平台；开发；算法中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2021）05-0091-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：在职业教育的实训管理中，需要综合考虑到院校方面、学生方面以及企业方面的需求，在设计开发实训云平台时，要坚持校企教育的实践性，强化实训信息的统一管理，并以实训云平台为纽带，增强职业院校、学生以及企业的沟通，也让职业院校能够更加全面准确地评估实训效果。
1基于实训云平台系统开发设计1.1院系管理模块设计基于实训云平台的开发，需要在职业学校统一管理下，构建起有效的运行模式。
由于现代职业教育发展中，校企合作发挥着重要的作用，在安排学生开展实训时，学校教务负责人，要对整个实训过程进行全面的了解和掌握，才能够更加深入地评价整个实训过程的效果，以便职业院校可以积累实训经验，提高实训管理水平，完善实训管理机制，为学生提供积极有效的实训指导[1]。
在院系管理模块设计中，需要从学生实训的目标以及流程的角度，去安排实训方案，如学生实训的条件、环境、压力以及后续的合同签订等，这些都是院系管理模块所必须包括的内容。
图1院系管理业务流程图1.2学生实训模块设计1.2.1学生实训云报名实训云平台的主要服务对象是职业院校的学生，因此在学生实训模块设计中，应当以学生需求为核心，从学生报名到学生参与实训，以及最后的学生实训成绩等方面，要通过详细的实训业务流程来进行说明和指导，如让学生在实训云平台上先详细查询并了解企业的相关信息，在选择适当的实训企业后，再选择实训岗位，最后进行实训报名及确认[2]。
职业教育实训基地数字化改造与智慧实训基地建设
职业教育实训基地数字化改造与智慧实训基地建设随着社会的快速发展和科技的不断进步，职业教育也面临着新的挑战和发展机遇。
为了培养更多合格的职业人才，职业教育实训基地的数字化改造和智慧实训基地的建设变得越来越重要。
本文将从数字化改造和智慧实训基地建设两个方面，探讨职业教育实训基地的发展趋势和未来发展空间。
一、数字化改造数字化改造是职业教育实训基地发展的必然趋势。
数字化改造能够有效提升实训基地的教学效果和管理水平，使学生能够更好地融入职业教育的实践环节。
具体而言，数字化改造包括以下几个方面：1. 虚拟仿真技术的应用虚拟仿真技术能够帮助学生在安全环境下进行真实场景的操作与实践。
通过模拟真实的工作环境，学生可以更加深入地理解并掌握实际操作技能。
例如，通过虚拟仿真技术，学生可以在电子实训基地中进行电路拆装操作，以提高他们的实际操作能力。
2. 互联网+教育的应用互联网+教育能够将实训基地的资源与互联网相结合，打破传统的时间地域限制，使学生可以随时随地进行学习和实训。
通过搭建在线学习平台，学生可以通过观看在线视频、参与在线实时互动等方式获得更全面、深入的实训教育。
3. 大数据分析和个性化教学数字化改造还可以利用大数据分析技术对学生的学习情况进行跟踪和分析，提供个性化的教学方案。
借助大数据分析的结果，教师可以了解每个学生的学习习惯和弱点，并针对性地给予他们更好的指导和教育。
二、智慧实训基地建设智慧实训基地建设是数字化改造的延伸和深化，在数字化的基础上，进一步提升实训基地的智能化水平，提供更优质的教学资源和服务。
智慧实训基地建设主要包括以下几个方面：1. 物联网技术的应用通过物联网技术，实训基地内的设备、仪器等可以实现网络化连接和智能化管理。
例如，利用传感器和无线网络技术，对实训设备进行远程监控和管理，实现设备状态的实时监测和故障预警，提高实训设备的利用率和效率。
2. 虚拟现实与增强现实技术的应用虚拟现实与增强现实技术能够将虚拟世界与真实世界进行融合，为学生提供更加真实、立体的实训体验。
职业院校实训基地信息化管理平台的设计与搭建
职业院校实训基地信息化管理平台的设计与搭建唐春刚 李敖 丁峥时(江苏联合职业技术学院无锡交通分院 江苏无锡 214151)摘要：研究搭建职业院校实训基地信息化管理平台，将实训基地绩效评价体系融入管理平台之中，分析了实训基地管理平台系统架构的技术原理，阐述了信息化平台功能的组成，对实训基地运行过程中的关键指标进行动态网络信息化采集和处理，以期实现实训基地管理的高效性、便捷化、智能化和开放性，为职业院校实训基地信息化管理提供借鉴。
关键词：职业院校 实训基地 信息化管理平台 绩效评价 智慧实训室中图分类号：G717文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)24-0239-05 Design and Construction of the Information Management Platform for Vocational College Training BasesTANG Chungang LI Ao DING Zhengshi(School of Wuxi Transportation, Jiangsu Union Technical Institute, Wuxi, Jiangsu Province, 214151 China) Abstract:Research and build an information management platform for vocational college training bases, integrate the performance evaluation system of the training base into the management platform, analyze the technical prin‐ciples of the training base management platform system architecture, explain the composition of the information platform functions, and dynamically collect and process key indicators during the operation of the training base through network informatization, in order to achieve efficient and convenient management of the training base The intelligence and openness provide a reference for the information management of vocational college training bases. Key Words: Vocational colleges; Training base; Information management platform; Performance evaluation; Smart training room教育部《职业教育提质培优行动计划（2020—2023年）》《关于推动现代职业教育高质量发展的实施意见》和《江苏省“十四五”职业教育发展规划》等文件强调了职业院校应积极推动“三教”改革，提出了打造高水平实训基地，推动建设示范性虚拟仿真实训基地、高水平专业化产教融合实训基地建设等目标要求。
职业教育数字化学习中心平台
……
技能点3-3-2
技能点3-3-3
积件 知（识微点课3-3）-4
知识点3-3-5
……
课程n
模块3-n
技能点3-3-n
教学录像 教学课件
电子挂图
教素学案材例 （教碎学动片画）
模拟实训
习题作业
……
重构与集成：示范性与个性化 ——碎片的系统化
平台架构设计
素材中心 微课中心 课程中心
培训中心
专业园地
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关于课程目录的重要说明 1. 课程目录可自动带入对应的知识树 2. 教师可对目录、章节进行任意调整 3. 调整后，这里的目录只对课程起作
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知识树的常见问题
构建知识树时，可在子项目/课程节点处，指定该子项目的 负责人
该负责人登录后，只能看到本人所负责的课程目录树
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教师布置讨论的主题，学生回帖参与讨论 可以新增题目和从题库中选题，学生直接在线答题，提
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职业教育专业教学资源库 数字化学习中心平台
综合实训平台实训报告
一、前言随着我国职业教育的发展，实训教育在培养学生实际操作能力、提高学生就业竞争力方面发挥着越来越重要的作用。
为了使学生在实践中掌握专业知识，提高职业技能，我校引入了综合实训平台。
本文将对我校综合实训平台的实训过程进行总结，并对实训效果进行分析。
二、实训平台概述我校综合实训平台集电工电子、工业机器人、测控技术、财务等多个领域于一体，为学生提供了丰富的实训资源。
平台采用模块化设计，可满足不同专业、不同层次学生的实训需求。
1. 电工电子实训模块：包括电路分析、电工基础、电工学、模拟电子技术、数字电子技术等课程的实训内容。
模块采用磁吸式和插接式结构，内嵌虚拟仪器测试测量装置和图像采集设备，具有小体积、多功能、高性能的特点。
2. 工业机器人实训模块：由工业机器人、实训模块、气动工具、基础台架和附属设备组成，旨在培养学生对工业机器人及其周边应用技术的理解和实操技能。
3. 测控技术实训模块：满足传感器与检测技术课程群的实验需求，包括压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、电涡流、光纤位移、长光栅位移、差动变压器、光电耦合等各种常见传感器。
4. 财务实训模块：模拟企业经济业务，运用会计工作中的证、账等对会计核算的各步骤进行系统操作实验，包括账薄建立、原始凭证、记账凭证的审核和填制，各种账薄的登记、对账、结账等。
三、实训过程1. 电工电子实训：学生在实训老师的指导下，通过搭建电路、测试电路性能、分析电路原理等环节，掌握了电工电子基本知识和技能。
2. 工业机器人实训：学生学习了工业机器人的基本结构、基础操作、参数配置、在线示教编程、简单语言编程等技能，并进行了模拟上下料和码垛工艺应用等实训。
3. 测控技术实训：学生在实训老师的带领下，了解了各种传感器的原理和应用，掌握了信号处理电路及检测方法。
4. 财务实训：学生通过模拟企业经济业务，学习了会计核算的基本程序和具体方法，提高了会计实操技能。
四、实训效果分析1. 提高学生实际操作能力：综合实训平台为学生提供了丰富的实训资源，使学生能够在实践中掌握专业知识，提高实际操作能力。
开放式远程职业教育公共实训平台体系的建设
远 程 职 业 教 育 公 共 实训 平 台 ， 为广 大 的培 训 业 务 单 位 提 供 一 个 从 业 务 功 能 、 系统性 能 和 用 户 体 验 等 多 方 面都 比较 理 想 的实 训环 境 建 设模 型 ．
关键 词 ： 开放 教 育 ；远 程 实训 ；职 业培 训 ；平 台建 设
ａ ｎｄ Ｄｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ Ｖｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ Ｅｄｕｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＨＵ ＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ ，Ｙ ＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ — ｂ ｏ ，ＮＩ ＮＧ Ｃｈ ｕ ｎ — ｌ ｉ ｎ
（ ａ ． Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ；ｂ． Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ；Ｃ． Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｐ ａ ｒ ｋ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｏｕ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ １ ２ ３ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｏ ａ ｄ ｄ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｇ ｅ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｎ ｅ ｌ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ａ ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｃ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ
中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ ９ 文献标 志码 ：Ａ
职业教育远程虚拟仿真实训平台架构及功能结构
[收稿日期]２０１９－１０－１０[基金项目]２０１７年度内蒙古自治区高等学校科学研究项目 内蒙古职业教育远程虚拟仿真实训平台共享架构模式研究 成果之一ꎬ项目编号:ＮＪＳＹ１７４２８ꎮ[作者简介]蒿丽萍(１９６０－)ꎬ女ꎬ内蒙古广播电视大学ꎬ教授ꎻ孙宇清(１９７５－)ꎬ男ꎬ内蒙古广播电视大学ꎬ高级工程师ꎮ职业教育远程虚拟仿真实训平台架构及功能结构蒿丽萍㊀孙宇清(内蒙古广播电视大学ꎬ内蒙古呼和浩特０１００１１)㊀㊀[摘㊀要]将虚拟仿真技术与远程开放教育实践教学融合ꎬ研究虚拟实训平台架构及功能结构ꎬ开发虚拟仿真实训平台ꎬ实现传统实验与虚拟仿真实验的互补ꎬ推动职业教育教学改革和虚拟仿真教学的发展ꎮ[关键词]职业教育㊀虚拟仿真㊀功能结构[中图分类号]Ｇ４３４[文献标识码]Ａ[文章编号]１６７２－３４７３(２０１９)０６－００６３－０５ＤＯＩ:１０.１６１６２/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７２－３４７３.２０１９.０６.０１６一㊁问题提出虚拟仿真实训平台是基于虚拟仿真技术㊁多媒体技术㊁人机交互技术㊁网络通讯技术构建的虚拟仿真实验操作环境ꎮ在远程开放大学实践教育中将虚拟仿真技术与开放教育远程教学模式相融合ꎬ建立虚实结合的虚拟仿真实验教学资源和环境ꎬ具有物理真实感㊁环境真实感和行为真实感等特征ꎬ使学习者在开放㊁自主㊁交互的虚拟环境中模仿出真实工作程序㊁工作环境㊁技术指标和动作要求ꎬ[１]特别是对于高危或极端环境㊁不可及或不可逆㊁高成本㊁高消耗的大型或综合性实验项目ꎬ可以达到真实实验不具备或难以实现的教学效果ꎮ２０１３年教育部启动国家级虚拟仿真实验教学中心建设(以下称 实验教学中心 )ꎬ国内多家高校和企业致力于虚拟实验教学研究和实践ꎮ 实验教学中心 以共享优质实验教学资源为核心ꎬ以建设信息化实验教学资源为重点ꎬ推动高等学校实验教学改革与创新ꎮ[２] 实验教学中心 的开放共享使教师及学习者享用全国优质实验资源ꎬ缓解了目前实训基地匮乏㊁实训设备不全㊁工学矛盾等问题ꎬ既关乎教育投入产出的综合效益ꎬ也关乎开放教育及传统实验教学改革与发展ꎮ[３]然而ꎬ现有的许多虚拟仿真环境不够逼真ꎬ主要是学习内容的文字显示㊁实验过程的动画演示ꎬ很少有学生与设备互动的操作过程ꎬ无法让学生产生高度现实感ꎬ实训产品在教学设计㊁职业性㊁交互性㊁情境性等方面不够完善ꎻ虚拟仿真学习资源开发者缺乏与教学相关的项目研发组织能力ꎬ导致已建成的实验仿真教学资源教学内容逻辑性㊁严谨性㊁科学性不强ꎻ开放性和实用性还很不够ꎬ难以适应大规模在线教育的环境和需求ꎮ虚拟仿真实训平台建设的关键是研究分析虚拟仿真实训平台功能需求㊁平台框架㊁功能结构及实现ꎬ真正实现虚拟仿真实验与真实实验环境实验的有机结合ꎮ二㊁虚拟仿真实训平台建设思路(一)科学规划虚拟仿真实验教学资源的建设应 以学员为主体㊁以技能培养为核心ꎬ科学规划㊁校企联合㊁理论与３６实践结合㊁资源共享 为设计理念ꎬ坚持 虚实结合㊁相互补充㊁能实不虚 的基本原则ꎬ根据学校㊁学科㊁地域㊁专业分布和学校的持续发展㊁学校教学改革需求㊁经费等进行整体规划ꎬ[４]构建具有高度真实感㊁直观性和精确性的虚拟仿真实验教学平台ꎬ实现虚拟仿真实训平台与生产企业生产过程及技术培训的有机结合ꎮ(二)采取 外购㊁合作开发和自主开发 三结合建设模式外购 ꎬ我国已建成和拥有了一大批优质的虚拟仿真实训平台ꎬ被同类院校专业教师广泛认可且使用ꎬ教学中尽可能选择和使用这些产品ꎬ提高社会效益和经济效益ꎻ 合作开发 ꎬ探索高水平的校企合作模式ꎬ组织由高校教学专家㊁行业专家和教育技术专家构成的研发团队ꎮ专业教师依托学校学科专业优势ꎬ负责课程实践教学需求分析㊁平台功能模块设计ꎬ整合和建设实验教学资源ꎮ行业专家参与实训平台开发ꎬ利用企业的开发实力和支持服务能力ꎬ为中心建设提供技术资料㊁工艺规程和软件ꎬ将企业的效益观念与高校的教学需求结合起来ꎬ[５]实现专业实验与科学研究㊁工程实际㊁社会应用相结合ꎮ教育技术专家负责实训平台功能实现ꎬ建设共享虚拟实验和远程控制虚拟实验环境ꎻ自主开发ꎬ从服务学校专业㊁课程建设及发展出发进行自主开发ꎬ开发的产品及时发布于网络ꎬ供其他高校共享ꎮ(三)以信息技术标准为依据模拟仿真实训平台建设及使用ꎬ涉及学习者㊁高校老师㊁企业技术人员等主体ꎬ加大了平台使用过程中共享㊁检索㊁应用㊁维护的难度ꎮ以信息技术标准为依据就是规范建设行为ꎬ使共建共享得到切实保证ꎮ根据开放大学教学特点和现实条件ꎬ充分考虑软件使用对象㊁运行环境㊁后续更新㊁市场推广等因素ꎬ在学习和借鉴国内外已有标准和规范的基础上ꎬ从系统架构规范㊁多媒体标准引用㊁资源建设技术规范等方面提出准则ꎬ规范和加强虚拟仿真实验技术㊁设备㊁平台㊁资源和信息等ꎮ三㊁虚拟仿真实训平台需求分析(一)虚拟仿真实训平台功能需求１.演示功能ꎮ利用多媒体技术ꎬ再现教学内容㊁实验操作过程以及生产过程ꎬ使学习者在虚拟环境中能够看到实验项目或工作岗位相关的操作方式㊁操作步骤以及操作失误信息显示等等ꎮ课程实验通常分为标准实验和综合设计实验ꎬ标准实验通常设计为演示型课件ꎬ使学生加深对教学内容的理解ꎬ充分熟悉实验操作程序ꎬ提高实践教学效果ꎮ综合设计实验设计为人机互动型课件(实战型)ꎬ学习者根据需求自己进行实验方案设计ꎬ并进行实验操作ꎮ２.互动功能ꎮ学生可以按照操作规范ꎬ借助键盘或鼠标等设备进行自主学习㊁对屏幕仿真实物设施进行操作和管理㊁下载和上传实验数据和实验报告㊁查看实验成绩等等ꎻ教师进行教学资源管理㊁实验项目设计㊁评阅学生实验报告等等ꎮ[６]３.基于网络环境的自主学习ꎮ为师生提供相对完整的实验学习支持服务ꎬ提供优质资源展示㊁专业及课程学习资源㊁实验项目内容及操作要求以及信息发布㊁实验报告上传㊁答疑触感等功能ꎬ学生可随时随地基于平台自由选择实验时间和实验内容ꎬ自主进行实验和学习㊁自主配置虚拟实验仪器设备㊁自由搭建实验器材开展实验ꎬ最大限度提高学生的工程素质ꎮ[７]４.考核及教学质量评价ꎮ通过教师上传资源的数量㊁实验项目推出㊁实验报告评阅㊁师生互动等对教师实践教学设计㊁实践教学组织和资源建设能力等考核评价ꎻ通过学生使用及实验完成情况㊁实验成绩记录以及师生互动情况等对学生进行学习效果评价ꎮ(二)虚拟仿真实训平台性能需求１.科学性及适用性ꎮ综合分析实践教学在技能㊁训练㊁考核㊁学生自主练习以及学生技能培养等方面的需求ꎬ采用先进的开发理念㊁开发工具进行平台开发ꎬ使平台符合学生认知规律和技能训练规律ꎬ提高学生实训的主动性和积极性ꎬ增强实训效果ꎮ２.可操作性及稳定性ꎮ模拟仿真实训平台中的实验课件分为演示型和人机交互型两种ꎮ模拟仿真实训平台必须实现指定功能ꎬ能够模拟和再现实验过程㊁生产过程以及生产装置操作过程ꎬ直观地看到环境或参数变化引起的变动ꎮ[８]平台操作应尽可能简单ꎬ学生可以熟练操作ꎬ运行过程中如果出现问题有提示信息指导学生排除故障继续进行实验ꎬ或自动终止ꎮ３.理论与实践相结合ꎮ理论和生产实际相脱节４６是理工学科很多专业教学中普遍存在的现象ꎬ仿真平台设计应将基本原理与实际生产融为一体ꎬ使学习者可以在实验操作中用理论知识指导实验操作ꎬ也可以在实验过程中观察实验结果及结论ꎬ加深对理论知识的理解ꎬ更好地掌握实际设备的操作方法ꎬ弥补课堂教学的不足ꎮ４.完整性㊁可扩展性及兼容性ꎮ实训平台展示的技能训练内容要涵盖专业及课程核心技能ꎬ且整合合理ꎬ可在不同的平台上正常运行ꎮ系统采用组件化㊁模块化设计模式ꎬ将功能分解为若干个独立的功能组件ꎬ根据实验要求以动态链接库形式对功能组件进行调用ꎬ便于系统功能的扩展和后续改进㊁升级和维护等ꎮ５.具有开放的网络体系结构及容错功能ꎮ通过开放的网络体系结构ꎬ实现异构环境中客户机＋服务器的多级调用ꎮ随着平台中实训教学资源的增加及多用户并发操作的发生ꎬ系统出错的概率增加ꎬ平台需要提供高质量用户接口及容错功能ꎬ避免并发操作或其他错误操作引起的系统错误发生ꎮ(三)虚拟仿真实训平台安全需求安全性是指保护系统数据ꎬ防止非法用户进入系统进行非法操作ꎬ确保网络环境具有较高的安全性㊁可靠性和稳定性ꎬ保证教学资源㊁信息传输质量高且速度快ꎬ使学习者能够无障碍地㊁便捷地利用学习平台进行自主实验ꎮ本平台设计的安全控制机制:用户身份信息的保护ꎬ避免用户信息泄露ꎻ系统运行中数据保密ꎬ以防非法用户对系统数据信息的窃取和篡改ꎻ[９]定期对数据信息进行备份ꎬ防止用户错误操作或系统异常终止运行导致数据丢失ꎮ四㊁远程虚拟仿真实训平台架构(一)虚拟仿真实训平台设计模式虚拟仿真系统按照功能分为三种:桌面型ＶＲ系统㊁沉浸型ＶＲ系统和共享型ＶＲ系统ꎮ[１０]其中ꎬ桌面型ＶＲ系统利用计算机和工作站实现仿真ꎬ用户借助鼠标㊁键盘㊁屏幕就可于虚拟环境进行交互ꎬ由于ＶＲ系统沉浸感不足ꎬ只适用于简单㊁交互性不强的实验项目ꎻ沉浸型ＶＲ系统对硬件设备要求较高ꎬ需要使用传感器跟踪装置于虚拟环境进行交互ꎬ适用于复杂㊁交互性强的实验项目ꎻ共享型ＶＲ系统ꎬ用于不同物理位置的多用户或多虚拟环境通过网络相连ꎬ实现虚拟空间的共享㊁观察和操作ꎮ目前大多数高校开发的职业教育虚拟仿真实训平台设计使用的都是共享型ＶＲ系统ꎮ本课题的原型系统采用Ｂ/Ｓ体系ꎬ是一种融合数据(消息)交换㊁Ｗｅｂ服务及ＳａａＳ等多项技术的虚拟实验管理平台ꎬ利用互联网环境完成异构体系下项目管理ꎮ(二)平台架构平台架构体系如图１所示ꎮ图１㊀虚拟实验管理平台系统架构１.客户层(组件)ꎮ由用户/权限管理㊁实验资源管理㊁系统/组件管理等功能部件构成ꎮ虚拟实验管理平台集平台管理与终端应用管理两大功能于一体ꎬ 平台管理 负责对用户及其业务权限㊁模拟实验㊁仿真实验㊁虚拟实验等实验资源进行管理ꎮ 终端应用 用于用户根据不同类型的实验要求ꎬ通过注册在平台系统中并提供服务的实验节点ꎬ完成模拟类实验㊁仿真类实验及虚拟实验等实验任务ꎮ２.系统总线层(组件)ꎮ实现不同类型实验节点与不同应用客户实验需求的沟通㊁分发㊁队列调度(优先级调度㊁服务质量调度等)等系统组件间通信问题ꎬ实现对控制类信息流进行集中协调管理ꎮ３.代理层(Ａｇｅｎｔ)ꎮ根据不同类型的实验节点ꎬ进行 统一 指令向特定实验服务实体转换交互资源ꎮ相反ꎬ也可以把特定实验服务实体的处理结果转换为 统一 指令向上层传递ꎮ４.节点(群)层ꎮ架构中的节点就是注册登记到平台中ꎬ并能提供特定实验服务的资源ꎮ由于各实验节点的实验形式㊁类型㊁所需资源等差异ꎬ不同实验节点可以通过特定控制指令序列㊁ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ服务参数调用以及基于ＳａａＳ架构技术等进行交互ꎬ５６完成特定实验内容的处理ꎮ５.数据层ꎮ从系统的角度提供 集中式 或者分布式 数据存储组织ꎮ五㊁模拟仿真实验平台功能模块(一)功能模块根据模拟仿真实训平台需求分析ꎬ模拟仿真实训系统分为四个功能模块ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀虚拟仿真实训教学系统结构(二)功能实现１.管理员功能模块ꎮ管理员拥有最高权限ꎬ负责各级用户权限分配㊁系统数据初始化㊁数据库维护㊁系统安全维护㊁系统基本信息数据的录入和维护㊁硬件环境及网络管理与维护等等ꎮ功能模块包括用户管理㊁班级管理㊁课程管理㊁课程审核㊁课程监控㊁计费及预约管理等ꎮ其中ꎬ 用户管理 模块是对用户信息进行管理ꎬ包括新用户注册㊁用户权限管理等ꎮ用户登录系统时ꎬ需从 用户名 列表框中选择或输入用户名ꎬ在 角色 列表框中选择相应的角色ꎬ在 密码 文本框中输入密码ꎬ点击 登录 按钮ꎬ系统进行身份验证ꎬ此模块还可用于新用户注册ꎻ 班级管理 模块负责对各专业分班情况进行管理ꎬ进行增加㊁删除㊁更改㊁查询等操作ꎻ 课程管理 模块对专业信息㊁课程信息以及课程实验项目信息进行管理ꎬ进行增加㊁删除㊁更改㊁查询等操作ꎻ 课程审核 模块负责接收并审核教师上传的实验课件以及学习资源ꎻ 课程监控 模块监控课程资源上传㊁实验报告提交及批改㊁学生实验参与情况等等ꎬ发现问题及时反馈ꎻ 计费与预约 模块ꎬ所有学生使用平台进行实验ꎬ必须预约ꎬ校外学生使用平台完成实验需按实验课时付费ꎮ２.学生功能模块ꎮ主要包括课程学习㊁实战实验㊁实验报告㊁实验预约㊁答疑解惑等模块ꎮ学生登录平台后可以完成指定的实验㊁提交实验报告和在线学习ꎬ学生也可以根据个人兴趣或实验成绩反复进行实验操作ꎮ其中ꎬ 课程学习 模块ꎬ学习者可以下载课程学习资源㊁实训项目资源等进行自主学习ꎬ学生必须通过 课程学习 模块学习后ꎬ才能进入 实战实验 模块ꎻ 实战实验 模块ꎬ进入虚拟仿真实验环境完成实验ꎬ获得实践体验ꎬ训练学生实际操作能力ꎻ 实验报告 模块ꎬ学生填写和上传实验报告ꎬ查看实验成绩及教师批语ꎻ 实验预约 ꎬ学生实验前都需要进行实验预约ꎻ 答疑解惑 ꎬ实验过程中遇到问题与老师进行交流ꎮ图３为学生端操作界面ꎮ图３㊀虚拟仿真实验平台学生端３.教师功能模块ꎮ主要包括学习资源管理㊁实验项目管理㊁预约管理㊁实验报告管理㊁成绩查看导出㊁答疑解惑等模块ꎬ图４为教师端操作界面ꎮ图４㊀虚拟仿真实验平台教师端学习资源管理 模块ꎬ针对课程教学重难点以及实践需求建设资源ꎬ并根据教学需求进行资源的编制(添加)㊁更改㊁发布㊁查看阅读量等ꎻ 实验项目管理 ꎬ此模块用于老师上传实验课件㊁实验项目和实验内容㊁实验操作步骤及要求ꎬ供学生实验时使用ꎮ根据教学内容将课程实验通常分为标准和综合设计型两类ꎮ标准实验是培养学生掌握基本原理㊁操作流程及工程应用的实验项目ꎬ强化学生对理论教学内容的理解和掌握ꎬ通常安全性㊁基础性㊁经典性的实验属于此类实验ꎬ设计为 演示型 课件ꎮ综合设计类实验是指将综合实验碎片化处理分解成多个独立的操作单元ꎬ学生进行实验方案设计㊁进行操作单元组合㊁选取实验参数等ꎬ此类实验培养学生创６６新能力ꎬ通常设计为 人机交互型 虚拟仿真课件ꎻ 预约管理 模块ꎬ与学生端的 实验预约 模块对应ꎬ学生端发起请求ꎬ教师或者实验室管理工作人员响应㊁安排㊁发布预约结果等信息ꎻ 实验报告管理 ꎬ教师查看学生提交的实验报告㊁批改实验报告㊁打分和写评语ꎬ教师打分提交后ꎬ学生可以在 课程实验 查看成绩及评语ꎻ 成绩查看导出 模块ꎬ查看学生实验成绩并导出成绩单ꎻ 答疑解惑 模块ꎬ回答学生提出的问题ꎮ４.专家:对教师教学过程㊁学生学习过程以及系统运行等进行评价ꎮ通过教师上传资源的数量㊁实验项目推出㊁实验报告评阅㊁师生互动情况等ꎬ对教师实践教学设计㊁实践教学组织㊁资源建设能力等考核评价ꎻ通过学生实验平台使用及实验完成情况㊁实验成绩记录以及师生互动情况等ꎬ评价学生学习态度㊁动手能力和学习成果ꎻ通过系统运行平稳性㊁功能实现的即时性㊁实验过程人机交互性等对系统运行进行评价ꎮ六㊁结语虚拟实训平台的构建ꎬ拓展了实验教学的广度及深度ꎬ解决了不同地域㊁不同专业传统实验教学的不足ꎬ实现理论教学与实践教学㊁课程教学与实习环节紧密结合ꎬ加深学生对理论知识的了解和掌握ꎬ既培养学生生产操作能力ꎬ提高了动手实际操作水平ꎬ也培养了学生在实验过程中的创新意识和科学严谨的作风ꎬ推动基于虚拟仿真环境的职业教育发展ꎮ[参考文献][１]孙爱娟.职教领域虚拟仿真教学资源建设与应用探析[Ｊ].中国电化教育ꎬ２０１２ꎬ(１１).[２]徐㊀进.２０１３年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作小结及２０１４年申报建议[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２０１４ꎬ(８).[３]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２０１３ꎬ(１２).[４]李㊀平ꎬ毛昌杰ꎬ徐㊀进.开展国家级虚拟仿真实验教㊁学中心建设提高高校实验教学信息化水平[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２０１３ꎬ(１１).[５]李炎锋ꎬ杜修力等.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[Ｊ].中国大学教学ꎬ２０１４ꎬ(９).[６]杨㊀俊.虚拟仿真教学资源的建立及教学实践应用研究[Ｊ].吉林工程技术师范学院学报ꎬ２０１６ꎬ(２).[７]安建强.基于虚拟仿真技术的创新训练研究与实践[Ｊ].实验技术与管理ꎬ２０１５ꎬ(１２).[８]齐㊀淼.协同式化工生产三维虚拟仿真系统的研究[Ｄ].大连理工大学ꎬ２０１４.５.[９]孟㊀婷.网络安全虚拟仿真实训平台的设计与实现[Ｄ].山东师范大学ꎬ２０１６.６.[１０]刘国全ꎬ白㊀勇.浅谈高职院校基于云计算的虚拟仿真教学实训平台构建[Ｊ].网络与信息工程ꎬ２０１５ꎬ(１８).[责任编辑:刘㊀洁]７６。
智慧职业教育综合平台顶层设计方案
平台特点
个性化学习
平台支持个性化学习，用户可 以根据自己的需求和兴趣选择
课程和学习内容。
智能化推荐
平台具备智能化推荐功能，能 够根据用户学习行为和兴趣为 用户推荐相关课程和学习资源 。
移动化便捷
平台支持移动端访问，方便用 户随时随地学习，提高学习效 率。
安全可靠
平台具备完善的安全保障机制 ，确保用户数据的安全性和隐
基础设施层
提供硬件和软件基础设施支持 ，包括服务器、存储设备、网 络设备等。
硬件架构设计
硬件架构概述
智慧职业教育综合平 台的硬件架构包括计 算资源、存储资源、 网络资源和安全资源 。
计算资源
提供高性能计算能力 和多任务处理能力， 满足平台运行需求。
存储资源
构建大容量、高可靠 性的存储系统，保障 数据安全和可用性。
05
平台架构设计
总体架构设计
应用层
提供各类职业教育应用，如在 线课程、实训平台、职业规划 等。
数据层
集中存储和管理平台数据，包 括学生信息、课程数据、教学 资源等。
总体架构概述
智慧职业教育综合平台总体架 构包括应用层、服务层、数据 层和基础设施层。
服务层
整合各类服务资源，包括教学 资源、师资力量、校企合作等 。
展
引言
01
项目背景
当前职业教育领域面临诸多挑战，如教学资源不均衡、教学质量参差不齐、学生个 性化需求难以满足等。
随着信息技术的发展，智慧教育成为解决这些问题的有效途径。
智慧职业教育综合平台的建设，旨在通过信息化手段整合优质教育资源，提高教学 质量，满足学生个性化需求，推动职业教育的改革与发展。
项目意义
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职业教育实训网络平台
1.技术架构
“职业教育实训网络平台”以“虚拟化云技术”为基础，在一个平台下建立“理论型”和“实践型”两类实训平台。
除管理类服务器外，整体环境都将采用虚拟化技术，并以虚拟化技术搭建各类模板；在这之上采用“环境仿真技术”，模拟各类应用环境；在基础建设完成后，由实训平台统一建设工具库，提供各类操作技术、方便实训人员对目标环境进行实际演练操作；同时，对实训环境实现“行为跟踪和态势呈现技术”，方便组织者对整个“实训平台”的掌控。
技术架构
2.系统组成及功能
职业教育实训网络平台在安全云平台支撑下，其分系统系统组成：学习系统、训练系统、演练系统。
2.1学习系统
学习网络知识和网络安全知识，网络战知识，学习部队配发的常见安防设备和网络武器的操作使用，具备应用实训平台的基础技能。
设定有初级（基本安全知识）、中级（常见安全威胁和安全防护手段）、高级(高级攻击和防御)三类学习模式；建立有培训考核体系。
如图2-3所示：
学习系统
2.2训练系统
学习掌握专业基本技能。
可进行人机学习和分组学习。
分为初级(基本案例练习）、中级(人-机对抗)、高级(人与人对抗）三类训练模式。
如图2-4所示：
训练系统
2.3 演练系统
学习掌握网络攻防的基本技能。
导演方可以根据实际情况，对红蓝双方下达
演练任务，也可进行分组演练。
如图2-5所示：
图2-5演练系统
2.4安全云平台
提供云平台的宿主机资源管理、虚拟机资源管理、虚拟网络管理，云计算节点管理、云存储节点管理、云安全规则设置、云用户管理，提供创建、备份、删除虚拟机，提供云平台API接口供网络实训平台应用软件调用。
云平台系统
3.关键技术
3.1安全云技术
慧创安全云（HCSC：HuiChuang Security Cloud）技术：慧创安全云技术是一套基于开源平台OpenStack进行优化和改进的自主可控的云平台集群系统，允许建立、运行自己的云计算和存储设施。
将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力，存储空间和信息服务，动态地分配、配置、部署及回收计算机资源，能自动地管理资源，动态安装软件及应用。
保障云平台中训练、测试、模拟场景、演练所需资源的优化配置。
云平台管理系统：提供云平台的宿主机资源管理、虚拟机资源管理、虚拟网络管理，云计算节点管理、云存储节点管理、云安全规则设置、云用户管理，提供创建、备份、删除虚拟机，提供云平台API接口供网络实训平台应用软件调用。
云平台管理节点软件：云管理节点，提供对云计算节点、存储节点的弹性调用。
云平台计算节点软件：接受管理节点分发的虚拟机任务，完成网络存储的节点调用，为应用软件提供所需要的虚拟机环境。
云平台存储节点软件：接受多个计算节点的存储请求，实现存储与计算分离，以一对多或多对多的方式解决IO存储瓶颈，使云平台中的虚拟机高效、有序、稳定运行。
“云平台”是指以云的方式向授权用户提供攻防训练及演习服务的基础支撑平台。
系统层
系统层包括物理基础架构和虚拟化层。
物理架构是组成云的各种计算资源，包括存储、计算服务器、网络，它是整个系统运行的物理基础，在云架构中，物理基础架构是以资源池模式存在，所有的物理基础架构应当是统一被管，且任一设备可以看成是无状态，不与其它的资源，或者是上层应用存在紧耦合关系，可以根据云最终用户的需求以及预先定制好的策略，对其进行改变。
虚拟化是实现云的前提条件，通过虚拟化的方式，可以让计算资源运行超过以前更多的负载，提升资源利用率。
虚拟化让应用和物理设备之间采用松耦合部
署，物理资源状态的变更不影响到虚拟化的逻辑计算资源，且可以根据物理基础资源变化而动态调整，提升整体的灵活性。
管理层
管理层是服务自动化层，它实现了对计算资源操作的自动化处理。
它可以集中的监控目前整体计算资源的状态，比如性能、可用性、故障、事件汇总等等，并通过预先定义的自动化工作流程进行相应的处理。
管理层是计算资源与云计算业务层相关联的重要部件，拥有存储管理、备份服务、自动计算调度等自动化配置和部署功能，可以进行服务模板的制定，并将服务内容和选择方式在云计算业务层上注册，用户可以通过业务层上的服务目录来选择相应的计算资源请求，由管理层自动化实现服务交付。
应用层
云应用层，为使用者提供最终可直接使用功能和资源，如空间攻防行为（事件）跟踪系统、测试平台，防御资源系统、云武器工具等。
应用层是用户使用云资源的接口，它提供了所有可用服务的目录。
不同的用户通过同一个云服务门户当中，将会看到只属于自己的应用、计算资源和服务目录，这是云计算当中的多租户技术，用户使用的资源在后台集中，但是在前端是完全的逻辑分离，有众多的安全保护措施来确保隔离。
访问控制与安全传输
在云当中，具有完整的安全体系，包括物理资源、虚拟化平台、系统安全、应用安全和用户访问安全，每个层次都有相关的安全监控和控制，确保最终用户的应用运行稳定可靠。
3.2 网络实训平台透明技术
对网络行为进行自动跟踪与识别，并采集相关事件送报中心采集服务器，供相关系统分析和展示引用。
在平台中的任何精细网络行为对研究、测试、验证等人员透明，以便达到其工作目的。
一是利用主机层面的传感器（攻击方传感器、目标区传感器、防御方传感器）；二是利用网络层面的传感器（包括：防火墙、IDS、IPS等安防设备提供的事件日志），将所有传感器的信息进行汇总和分析，将跟踪和分析的结果进行完全展示，使得在网络平台中的网络行为透明化。
传感器的部署。