三维互动教学平台校企共建方案

三维互动教学平台校企共建方案

一、建设背景

（一）政策背景

1.《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出：“我国教育改革

和发展正面临着前所未有的机遇和挑战。以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教

育发展的难题，促进教育的创新与变革，是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉

择。”

2.《教育信息化“十三五”规划》：加快推动信息技术与教育教学融合创新发展，大

力推进“三通两平台”建设与应用。

3.2017年两会热点问题：互联网+教育，重视新技术在实现教育公平、最终建立学习

型社会方面的作用，利用互联网新技术打破教育资源不均等的鸿沟，构建终身学习体系。

4.机械加工技术应用省级示范实训基地建设项目任务书中信息化教学环境部分有明

确的要求，要搭建“人人皆学、处处能学、时时可学”的三维互动教学平台。

（二）建设目标

基于“互联网+”的思维方式和大数据、云计算等新一代信息技术，以教育资源建设

与共享为基础，以教育数据的汇聚、分析和动态评价为核心，全面打造网络化、智能化、

泛在化的智慧学习环境，推动学校教育和课堂教学的创新与变革，实现个性化教与学，促

进学生个性化成长和智慧发展。通过建设常态化教学互动智慧课堂，主要实现如下目标:

通过智慧教学完成学习重构，实现个性化学习智慧教育的核心与落脚点在课堂，运用

大数据分析、人工智能等新技术，精精准掌握学情及个体差异，重塑课堂教学模式与方法，

真正实现个性化教学，解决困扰传统教育个性化教学与规模化教学的难题。

通过互联网虚拟学习环境打破学习时空的界限，实现教育公平化构建政府统一管理与

运营的教育服务平台，建立优质教育资源共享机制，建成“人人皆学、处处能学、时时可

学”的信息化学习环境，实现泛在学习和终身学习。

通过大数据分析和动态评价，实现管理决策的科学化、智能化收集、汇聚形成完整的

教育大数据体系，构建多层次动态评价指标体系，开展数据挖掘、分析，实施标准化、精

细化、智能化的教育管理和科学决策。

（三）预期效果

（1）促进教学方式的变革，加快教育信息化步伐

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学校现有的信息化手段主要是单一、独立的形式，系统之间缺乏沟通，管理的智能化

水平比较低，不利于工作效率的提升。通过智慧课堂项目的建设，突出系统互联互通、数

据共享、资源公用，学校信息化程度将会得到进一步提升。加强学生、家长、学校、老师

之间的联系，学生、家长可以通过网络交流，及时了解孩子在学校的情况，有问题时可以

及时和老师或学校进行沟通交流。

（2）提升教学效率，优化教学效果

在信息化手段的辅助下，我们可以对教育教学的全过程进行记录和评价，及时发现问

题，为教学过程中的适当调整提供依据。

（3）促进学校教研方式变化，为教师快速发展提供保障

借助信息化手段，改变传统单一教学研究模式，变单一对教学结果研究为动态、综合

的对过程的研究，促进教研方式变化。利用教师电子备课系统，促进教师的专业化发展。

（4）创新教学内容、形式和模式，推进基于移动教育信息化应用试点

开展“微课”、智慧课堂课堂等教学模式创新实验，探索基于云、网、端的教育教学

应用，将线上学习、线下课堂有机结合，实现020教学。

二、需求分析

1.传统录播系统架构复杂，设备繁多，建设维护成本高昂？

2.录播教室使用率低、基本处于闲置状态，如何更好的用起来？

3.课程录制效果不佳，学校虽然有名师好课、录播教室，却仍苦恼于录制不出高质量

的课程视频？

三、方案概述

常态化教学互动解决方案利用先进的互联网技术，主要是帮助学校解决课程的录制、

微课制作等问题，以电子白板作为教学主体，以提高教与学的质量，提升学生参与教学的

互动性，智慧板书、师生互动、微课录播、智慧云平台等功能。教育的常态化教学互动解

决方案首先保障了老师要书写板书的刚性要求，同时也延续了老师过去书写板书的习惯,

电子白板实现让老师像用黑板一样的板书，流畅书写、同时支持多人书写，内容可扩大、

可缩小，支持9个版面的书写；快速切换板书课件，一键制作微课、一键上传至云平台、

高清录播、在线编辑，让老师们的教学更加高效与智能。方案得以实现主要是通过常态化

一高清互动录制主机来实现，该主机集直播、互动、录播与导播等功能为一体，结合双目

摄像机或高清云台摄像机等专业设备来实现。

四、技术特点

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1.身临其境的真实体验感建立各种仪器设备模型，可以通过计算机模拟出各个角度看

到的各种仪器设备视觉效果及动态的各种仪器设备操作方法与各部件组装过程（包括组装

过程中需要的工具），每个需要的画面上用提示性的文字或语音向用户展示，让学员能够

自己动手操作很好地了解各种仪器设备的构造、拆卸/安装与操作使用。利用VR技术设计

的逼真的三维虚拟环境，使学生置身于虚拟的3D学习环境当中，体验真机实训不可能观

察到的各部件结构及重要部件独立的工作原理。

2.逼真的电路系统及故障排除系统平台能真实模拟各种仪器设备的所有电路及故障

排除，学生进入平台便可进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，同时

平台还设置了与真实万用表、示波器一样的“虚拟万用表”、“虚拟示波器”，在该电路系

统中就可以实现测算，仿真和调试等功能，为用户掌握电路原理，排除电路故障打下了坚

实的基础。

3.交互性平台充分利用VR技术的可互动性，设计了符合人们自然交互习惯的互动操

作模式。平台还包含用于共享信息的人机交互界面，激发学生的学习兴趣，提高学生的动

手操作能力。

4.多人在线学习，突破区域界限平台支持多人同时在线学习，学员可不受时间、地点

限制的随时上机操作学习，与传统实体操作仪器设备相比，既节约了培训时间，提高了学

习效率，又降低了对设备的耗损。

5.支持远程应用及管理虚拟现实三维互动教学平台采取服务器端与用户端的模式。用

户端（学生/教师）通过账号密码进行登陆，通过访府服务器，进行模型数据的传输。而

整个平台的管理，是通过唯一管理员进行管理的，该管理员在平台里既可管理学生又可以

管理教师，同时整个系统的架构内容都受管理员支配，使得该系统更具有灵活性和方便性。

6.可扩展的教学模块虚拟现实三维互动教学平台以多系统多模块相结合的模式，利用

职教所与灵狐联合开发的虚拟平台，结合先进的虚拟现实技术，同时以C/S应用模式为主、

B/S应用模式为辅，使得整个平台具有可扩展性。可以随时增加仪器设备的虚拟拓展模块，

使平台紧随市场各种技术最新发展需求。

7.节省培训费用，提高培训效率很多实验仪器设备（如数控机床、波峰焊机等）属于

昂贵的实训设备，身价从几十万到上千万元不等，给教学单位带来了很大的设备资金压力,

为解决这一难题，在该平台学员便可全方位掌握仪器设备的工作原理、各部件拆装、线路

测试、故障排除等完善的教学应用，从而提高对仪器设备的熟悉度和认知度，以虚拟环境

取代真机实训学习并获得超过直机实训的学习效果。

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8.虚拟仿真实验操作过程和结果自动计时及评分，具有实验内容编辑功能，为教师编

辑实验方案提供实时的帮助。教师可编辑虚拟仿真实验的步骤与工作原理叙述文字或提示

内容，教师还可以编辑设备及拆装设备与零部件内容,设备或部件拆装步骤的提示内容,

并可设置故障以及排除步骤。使得自主学习、探究学习、协作学习等实验教学方法改革成

为可能，提高教学能力，丰富教学内容，拓展实践领域，降低成本和风险，开展绿色实验

教学。

五、方案实现

常态化教学互动解决方案主要是以电子白板作为教学的主体来实现，常态化高清互动

录制主机实现集直播、互动、录播与导播为一体，接入老师端双目摄像机、学生端辅助跟

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踪相机来实现老师上课与学生