李文翔 李忠森

摘 要：對工學(xué)結(jié)合校企合作“現(xiàn)代學(xué)徒制”培養(yǎng)模式，并對課程體系及實施過程進行系統(tǒng)的整理與重構(gòu)，以校園網(wǎng)為依托，為學(xué)生、教師、企業(yè)提供一個無縫連接的開放的柔性平臺，已成為現(xiàn)代教育理論和實踐的重要內(nèi)容。基于B/S體系結(jié)構(gòu)，文中分析并給出了現(xiàn)代學(xué)徒制下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)平臺的設(shè)計方案和功能模塊，同時提出了該平臺基于Web服務(wù)的五層軟件體系結(jié)構(gòu)和基于RTP/RTSP協(xié)議的視頻直播工作流程。最后就平臺的應(yīng)用和功能的完善做了探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代學(xué)徒制；專業(yè)應(yīng)用平臺；Web服務(wù)；B/S體系結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP399 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）06-0-03

0 引 言

“現(xiàn)代學(xué)徒制”以企業(yè)用人需求與崗位資格標(biāo)準(zhǔn)為服務(wù)目標(biāo)，以校企合作為基礎(chǔ)，以學(xué)生（學(xué)徒）的培養(yǎng)為核心，以課程為紐帶，以工學(xué)結(jié)合、半工半讀為形式，以學(xué)校、行業(yè)、企業(yè)的深度參與和教師、師傅的深入指導(dǎo)為支撐的人才培養(yǎng)模式，強調(diào)“做中學(xué)、學(xué)中做”[1]。而專業(yè)應(yīng)用技術(shù)平臺建設(shè)通過信息技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)資源的共享，方便教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)與工作，便于開展教學(xué)過程控制[2]。

在研究國內(nèi)外專業(yè)應(yīng)用技術(shù)平臺應(yīng)用方面所取得的理論和實踐成果的基礎(chǔ)上[3-6]，對工學(xué)結(jié)合校企合作“現(xiàn)代學(xué)徒制”培養(yǎng)模式與課程體系及實施過程進行系統(tǒng)的整理與重構(gòu)，為學(xué)生、教師、企業(yè)提供一個無縫連接的開放的柔性平臺，不斷推進教學(xué)資源的共建共享，提高優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的使用效率，擴大受益面。

1 現(xiàn)代學(xué)徒制平臺的設(shè)計方案

1.1 現(xiàn)代學(xué)徒制平臺的設(shè)計目標(biāo)

基于現(xiàn)代學(xué)徒制的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)平臺是一個基于Internet的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。本平臺的建設(shè)不僅針對高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的在校生自主學(xué)習(xí)，還可以滿足物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)類企業(yè)人員、社會學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)咨詢及培訓(xùn)和開展科技服務(wù)工作的需要。從在校生學(xué)習(xí)的角度，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)資源庫提供給學(xué)生豐富的學(xué)習(xí)資料，拓展了學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)協(xié)作學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)的能力；從教師教學(xué)的角度，通過資源平臺可以進行課程開發(fā)和課程教學(xué)，為教學(xué)提供了豐富優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源；從物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)和社會人員使用的角度，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)資源平臺項目為企業(yè)和社會人員提供了資源檢索、信息查詢、資料下載、教學(xué)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)咨詢、人員培訓(xùn)等功能。

1.2 平臺的運行環(huán)境

（1）服務(wù)端

一臺用于提供Web服務(wù)運行的Web服務(wù)器，可以安裝Windows Server 2012操作系統(tǒng)+IIS7.0+ASP.NET。

一臺用于管理數(shù)據(jù)庫空間并提供數(shù)據(jù)讀寫操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，應(yīng)當(dāng)安裝Windows Server 2012操作系統(tǒng)+SQL Server 2012。

一臺用于提供文件共享的文件服務(wù)器，主要安裝Windows Server 2012操作系統(tǒng)。

一臺專門處理流媒體文件的流媒體服務(wù)器，可以安裝Windows Server 2003操作系統(tǒng)+Windows Media Encoder 7.1+H264編碼器+數(shù)碼攝像機。

（2）客戶端

普通PC機或智能終端，可以安裝Windows操作系統(tǒng)或其他操作系統(tǒng)+瀏覽器+VLC多媒體播放器。

1.3 平臺的組成及其功能模塊

根據(jù)文獻[7]與文獻[8]的闡述，綜合考慮系統(tǒng)設(shè)計的實用性和經(jīng)濟性，確定采用B/S模式下Web訪問的網(wǎng)絡(luò)教育和交流環(huán)境。平臺的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

基于現(xiàn)代學(xué)徒制的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)平臺不僅能為在校學(xué)生提供學(xué)習(xí)和企業(yè)員工再學(xué)習(xí)的機會，還能為在校老師和企業(yè)導(dǎo)師提供交流的平臺。因此該平臺主要涉及的三類用戶分別為教員、學(xué)員和系統(tǒng)管理員。平臺的頂層用例圖如圖2所示。其中學(xué)員包含了在校學(xué)生和企業(yè)員工兩類用戶，而教師和企業(yè)導(dǎo)師都可以視為教員。

平臺三類用戶的需求是構(gòu)建一個現(xiàn)代學(xué)徒制下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和交流平臺。針對三類用戶的需求分析，該平臺由在線實時學(xué)習(xí)、離線學(xué)習(xí)、崗位技能培訓(xùn)、項目工作室、互動交流等應(yīng)用子系統(tǒng)組成，平臺功能模塊圖如圖3所示。

教員利用該平臺可以完成對教學(xué)資源的組織和管理工作，包括教學(xué)資源的增刪改操作等。教員可以通過專用攝像機將其講課過程實時傳輸?shù)椒?wù)器或者經(jīng)錄制處理后上傳到服務(wù)器，供學(xué)員在客戶端在線或離線學(xué)習(xí)。同時，作為教員的企業(yè)導(dǎo)師可以依據(jù)企業(yè)崗位需求在平臺上制定崗位技能培訓(xùn)計劃和任務(wù)，供學(xué)員進行技能培訓(xùn)。該平臺提供了一個學(xué)員和教員二者之間項目合作交流的平臺，從而提高高校和企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作。在該平臺上教員可以依據(jù)學(xué)員的綜合表現(xiàn)做出綜合性評價。各應(yīng)用子系統(tǒng)的功能簡要說明如下：

（1）在線實時學(xué)習(xí)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)學(xué)習(xí)的實時直播功能，滿足學(xué)員線上實時學(xué)習(xí)的需求。在服務(wù)端，利用數(shù)字?jǐn)z像機將教員的講課過程實時傳輸?shù)椒?wù)器，然后通過視頻直播模塊將音視頻信號采集編碼壓縮生成ASF流媒體文件，并經(jīng)服務(wù)器傳送到網(wǎng)絡(luò)上?？蛻舳?，學(xué)員只需在瀏覽器上通過視頻直播連接就可以實時接收到教員講課的過程。

（2）離線學(xué)習(xí)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要實現(xiàn)的是學(xué)習(xí)的點播功能，滿足學(xué)員線下自學(xué)的需求。在服務(wù)端，利用數(shù)字?jǐn)z像機將教員的講課過程進行錄制處理，通過專業(yè)的視頻處理軟件生成ASF流媒體文件后上傳到服務(wù)器的指定目錄下?？蛻舳?，學(xué)員只需在瀏覽器上選擇教學(xué)視頻點播就可以進行學(xué)習(xí)。

（3）崗位技能培訓(xùn)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要實現(xiàn)的是學(xué)員企業(yè)崗位技能的培訓(xùn)。其主要參與者為企業(yè)導(dǎo)師與學(xué)員。企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)實際企業(yè)崗位的技能需求指定培訓(xùn)計劃，并給學(xué)員安排日常的工作和學(xué)習(xí)培訓(xùn)任務(wù)。學(xué)員根據(jù)企業(yè)導(dǎo)師發(fā)布的任務(wù)安排按時按量完成任務(wù)，并通過該系統(tǒng)上傳任務(wù)成果。企業(yè)導(dǎo)師可以實時跟蹤學(xué)員的動態(tài)，并依據(jù)學(xué)員的成果進行相應(yīng)的評價。

（4）項目工作室

教員通過公告欄可以在網(wǎng)上發(fā)布項目招募信息。線下學(xué)員與教員之間可以通過各種形式完成項目，并上傳項目成果供其他成員參考使用。學(xué)員或教員也可以發(fā)布自己完成的研究成果，供其他成員參考使用與評價。

（5）資源共享平臺

提供一個基于Web的資源上傳下載平臺。教員可以上傳教學(xué)資源或相關(guān)優(yōu)質(zhì)資源到服務(wù)器的指定目錄下。學(xué)員可以通過下載鏈接下載相關(guān)教學(xué)資源。

（6）互動交流平臺

提供一個在線師徒交流、討論場所。學(xué)員可以向教員提問，教員進行實時解答，也可以發(fā)布對某個問題或某個領(lǐng)域的典型解答。

（7）考核評價子系統(tǒng)

該系統(tǒng)用于教員對學(xué)員的考核評價。主要包含崗位技能認(rèn)證子系統(tǒng)、網(wǎng)上作業(yè)評價子系統(tǒng)、網(wǎng)上考試子系統(tǒng)和項目成果效益評價子系統(tǒng)。具體如下：

a.崗位技能認(rèn)證子系統(tǒng)是對學(xué)員日常任務(wù)完成效果和崗位技能證書的綜合評價；

b.網(wǎng)上作業(yè)評價子系統(tǒng)在發(fā)布日常作業(yè)后，學(xué)員完成作業(yè)后對作業(yè)效果的綜合評價；

c.網(wǎng)上考試子系統(tǒng)通過發(fā)布在線考試題目，學(xué)員完成在線考試后進行的考核評價；

d.項目成果效益評價子系統(tǒng)對學(xué)員在項目工作室中參與的程度以及完成項目的社會效益等進行綜合評價。

2 平臺實現(xiàn)的主要關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于Web服務(wù)的五層軟件體系結(jié)構(gòu)

采用基于Web服務(wù)的五層軟件體系結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、業(yè)務(wù)接口層和業(yè)務(wù)表示層。其五層結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（1）數(shù)據(jù)層。主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等邏輯關(guān)系。該層采用SQL Server 2012以及XML來完成；

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)層。該層起中介作用，是承接業(yè)務(wù)邏輯層對數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)調(diào)用。將后臺數(shù)據(jù)庫表的操作封裝于該層，即DAO組件都放在該層；

（3）業(yè)務(wù)邏輯層。該層主要將各種業(yè)務(wù)功能邏輯組件以Web服務(wù)組件進行封裝，比如用戶登錄、視頻播放、文件上傳下載等功能；

（4）業(yè)務(wù)接口層。該層主要對業(yè)務(wù)邏輯層封裝的Web服務(wù)組件進行描述和組合，并將Web服務(wù)組件注冊發(fā)布到IIS上，實現(xiàn)各個服務(wù)之間的交互；

（5）業(yè)務(wù)表示層。該層主要為用戶提供輸入/輸出交互界面，通過調(diào)用業(yè)務(wù)接口層上的Web服務(wù)將系統(tǒng)的各個功能在瀏覽器上輸出。

2.2 基于RTP/RTSP協(xié)議的視頻直播

提供教學(xué)視頻直播是基于現(xiàn)代學(xué)徒制的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)平臺的主要功能之一。目前流媒體技術(shù)的成熟發(fā)展為實現(xiàn)教學(xué)視頻直播提供了有效的技術(shù)支持。由于移動終端的普及，根據(jù)文獻[9]與文獻[10]的描述，該平臺使用基于RTP/RTSP協(xié)議的視頻直播技術(shù)，主要解決客戶端在不同應(yīng)用平臺（PC機或智能終端）上視頻的實時播放問題。工作流程如圖5所示，采集端將采集到的音視頻信號進行處理，并用H264編碼，經(jīng)RTP和UDP封裝后上傳至流媒體服務(wù)器。流媒體服務(wù)器根據(jù)客戶端發(fā)送的RTSP交互協(xié)議發(fā)起或終結(jié)流媒體處理，并將經(jīng)過UDP、RTP拆包后的數(shù)據(jù)通過VLC編碼后在客戶端播放。

3 關(guān)于系統(tǒng)進一步完善與應(yīng)用的思考

本文提出的基于現(xiàn)代學(xué)徒制的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)平臺只是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和專業(yè)交流平臺的一個基本雛形，平臺現(xiàn)有的基本功能可以進一步完善和擴充。目前可以從以下幾方面考慮：

（1）優(yōu)化考核評價標(biāo)準(zhǔn)，需要研究現(xiàn)代學(xué)徒制下考核評價的標(biāo)準(zhǔn)化和評價分析功能；

（2）完善開發(fā)更為友好的交互界面，繼續(xù)研究更為有效的視頻直播技術(shù)；

（3）在資源共享模塊方面，考慮采用Hadoop云平臺解決文件服務(wù)器資源不足的問題；

（4）在項目工作室方面，考慮引進O2O模式來提高共同合作開發(fā)項目的服務(wù)。

4 結(jié) 語

本文給出了現(xiàn)代學(xué)徒制下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專業(yè)平臺的設(shè)計方案，該平臺包含了在線實時學(xué)習(xí)子系統(tǒng)、離線學(xué)習(xí)子系統(tǒng)、崗位技能培訓(xùn)子系統(tǒng)、考核評價子系統(tǒng)、項目工作室、互動交流平臺和資源共享平臺等功能模塊，并提出了該平臺的基于Web服務(wù)的五層軟件體系結(jié)構(gòu)。針對實時視頻播放問題，給出一個基于RTP/RTSP協(xié)議的視頻直播工作流程。平臺部署和實施工作成為后期研究的重點。

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