李怡然， 夏元清

（北京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，北京100081）

0 引 言

2020年初，我國(guó)新冠肺炎疫情突然爆發(fā)，全國(guó)各地中小學(xué)、高校為確保師生健康，春季學(xué)期不得不延期開(kāi)學(xué)。各高校第一時(shí)間作出反應(yīng)，組織教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、線上授課。然而，線上授課并不是一蹴而就，而是有長(zhǎng)期的實(shí)踐積累和廣泛的受眾主體。早在2011年，美國(guó)斯坦福大學(xué)教授塞巴斯蒂安·史朗把他的人工智能課程放在互聯(lián)網(wǎng)上，吸引了來(lái)自190多個(gè)不同國(guó)家超過(guò)16萬(wàn)學(xué)生，拉開(kāi)了在線開(kāi)放課程的序幕［1］。2015年4月，教育部頒布了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校在線開(kāi)放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見(jiàn)》，我國(guó)將在線開(kāi)放課程上升為教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略［2］，建設(shè)線上開(kāi)放教育平臺(tái)，進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)課堂”等線上、線下混合式教學(xué)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”模式既深度適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代大學(xué)生碎片化的信息吸收方式，并充分發(fā)揮傳統(tǒng)課堂的場(chǎng)景依賴、師生交流互動(dòng)“沉浸式”教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)線上學(xué)習(xí)知識(shí)和線下師生交流的相互促進(jìn)，達(dá)到以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)、產(chǎn)出教育的OBE教學(xué)理念深度實(shí)踐。然而，在新冠疫情等突發(fā)事件期間，由于學(xué)生無(wú)法到校學(xué)習(xí)，混合式教學(xué)無(wú)法落實(shí)線下教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán)，不得不造成整個(gè)教學(xué)過(guò)程缺乏課堂交流的困境，使教師無(wú)法對(duì)實(shí)際教學(xué)效果進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。同樣，由于空間隔離，大部分依賴硬件設(shè)備的實(shí)驗(yàn)課程難以開(kāi)展。

隨著國(guó)家和各高校都在進(jìn)一步加大云數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施布局［3］，各地區(qū)、各高校云數(shù)據(jù)中心的落成和人工智能、模式識(shí)別技術(shù)的成熟，必將形成“云-網(wǎng)-邊-端”的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模式，可以為在線教學(xué)的學(xué)生行為分析、學(xué)生管控、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程“云”實(shí)驗(yàn)提供平臺(tái)和技術(shù)支撐。針對(duì)線上授課實(shí)踐遇到的實(shí)際問(wèn)題，提出了基于云控制閉環(huán)在線教學(xué)模式，該模式充分應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線授課與課堂授課學(xué)生能力培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)等效。

1 網(wǎng)絡(luò)教育模式的現(xiàn)狀和問(wèn)題分析

1.1 信息時(shí)代MOOE與混合式教育的發(fā)展

截至2020年，大學(xué)生多是“00”后，他們的成長(zhǎng)過(guò)程伴隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的黃金10年，大學(xué)生思維模式、生活習(xí)慣以及學(xué)習(xí)方法與互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法剝離。在互聯(lián)網(wǎng)文化氛圍下，碎片化、趣味化、非格式化的信息交互方式，使大學(xué)生知識(shí)構(gòu)建和能力培養(yǎng)過(guò)程具有多向傳播性［4］。這對(duì)傳統(tǒng)的授課教育模式既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇。

近年來(lái)，國(guó)家政策和投資行業(yè)對(duì)在線教育支持力度空前，也取得了豐厚的成果。從2017年開(kāi)始，教育部大力推動(dòng)國(guó)家級(jí)線上課程，截至2019年7月，共有12 500門(mén)MOOC上線，超過(guò)2億人次學(xué)習(xí)者。到2020年，教育部要認(rèn)定3 000門(mén)國(guó)家精品在線開(kāi)放課程，再認(rèn)定7 000門(mén)線下精品課程，合計(jì)推出1萬(wàn)門(mén)國(guó)家級(jí)一流精品課程［5］。2020年3月底，“猿輔導(dǎo)”在線教育完成了新一輪10億美元融資交割［6］，充分體現(xiàn)了信息時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的廣闊發(fā)展前景。

1.2 學(xué)生管理模式與師生關(guān)系的“云”化升級(jí)

在線教育的長(zhǎng)足發(fā)展，也促進(jìn)了學(xué)生管理模式和師生關(guān)系的革命性變化。一方面，隨著微信、釘釘?shù)壬缃卉浖膹V泛應(yīng)用，老師獲取學(xué)生學(xué)習(xí)效果的途徑更廣；同時(shí)，師生的交流也不限于在教室或者實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)微信等方式，學(xué)生可以隨時(shí)隨地向老師提問(wèn)，學(xué)習(xí)效果的反饋時(shí)間大大縮小。通過(guò)組建課程群，教師可以隨時(shí)分享學(xué)習(xí)資料，帶動(dòng)群內(nèi)討論。學(xué)生管理模式和師生關(guān)系從以教師為中心的被動(dòng)式，升級(jí)為以學(xué)生為主體的自由討論、資料分享和自我管理。

但是，這種線上交流的方式存在一定的弊端：它放大了具有主觀能動(dòng)性學(xué)生的積極性而隱蔽了被動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)生的惰性，使教學(xué)“死角”更加難以發(fā)現(xiàn)，而這些“不夠積極”的學(xué)生才是教師更應(yīng)該關(guān)注的一部分同學(xué)。古人曰“有教無(wú)類(lèi)”，如何在“云”化升級(jí)后的師生關(guān)系中準(zhǔn)確定位并精準(zhǔn)扶助這一類(lèi)“被動(dòng)”學(xué)生，是互聯(lián)網(wǎng)教育模式線上授課的新挑戰(zhàn)。

1.3 基于OBE理念的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)困境

根據(jù)OBE的理念，教學(xué)過(guò)程應(yīng)更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果和能力提升，并據(jù)此進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)。然而，在線授課由于互聯(lián)網(wǎng)天然隔離性，導(dǎo)致教師無(wú)法直接觀察學(xué)生學(xué)習(xí)行為并估計(jì)學(xué)習(xí)效果。教師為解決此問(wèn)題，往往通過(guò)精心設(shè)計(jì)測(cè)試題目來(lái)對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行全面考核；學(xué)生為完成測(cè)試，花費(fèi)了大量的時(shí)間，且很多測(cè)試具有重復(fù)和冗余性，這給教師和學(xué)生都增添很多負(fù)擔(dān)。這顯然是一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)模式和教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)習(xí)效果反饋不及時(shí)，甚至實(shí)驗(yàn)等培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

此外，對(duì)于自動(dòng)化等深度依賴設(shè)備和物理對(duì)象的專(zhuān)業(yè)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類(lèi)課程是達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的重要一環(huán)。盡管在各種仿真平臺(tái)框架下，能夠建立基于模型和動(dòng)畫(huà)效果的仿真實(shí)驗(yàn)，但距離實(shí)際實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生理解問(wèn)題和能力提升的培養(yǎng)效果差距顯著。實(shí)驗(yàn)課程無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)授課中順利進(jìn)行，是現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)授課的另一個(gè)困境。

綜上所述，疫情下的在線教學(xué)區(qū)別于混合式教學(xué)模式，不再是對(duì)于課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，而是直接用線上教學(xué)實(shí)質(zhì)等效課堂教學(xué)。這種教學(xué)模式具有“互聯(lián)網(wǎng)+教育”廣泛傳播、隨時(shí)學(xué)習(xí)、碎片可用的優(yōu)勢(shì)之外，對(duì)教師教學(xué)提出了以下挑戰(zhàn)：① 學(xué)生監(jiān)管難度加大，難以進(jìn)行統(tǒng)一學(xué)生管理，“云”化的師生關(guān)系掩蓋部分被動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)生死角，教師難以對(duì)其精準(zhǔn)扶助；②缺乏有效教學(xué)效果反饋機(jī)制，課堂反饋無(wú)法避免“大時(shí)滯”甚至“開(kāi)環(huán)”，學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)明顯增加；③ 線上仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)法保障線上實(shí)驗(yàn)課程與線下實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)等效。

2 基于云控制的在線教學(xué)新土壤

基于OBE的教學(xué)理念可以與經(jīng)典反饋控制理論進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)：教學(xué)的被控對(duì)象相當(dāng)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，設(shè)定值相當(dāng)于課程目標(biāo)，信號(hào)處理單元相當(dāng)于學(xué)習(xí)狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，控制器相當(dāng)于教學(xué)過(guò)程動(dòng)態(tài)調(diào)整，反饋回路相當(dāng)于學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)反饋，整個(gè)過(guò)程如圖1所示。

圖1 基于OBE的教學(xué)過(guò)程與典型控制結(jié)構(gòu)類(lèi)比圖

線下授課時(shí)，學(xué)習(xí)效果反饋回路能夠通過(guò)教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和其他量化考核方式實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋，根據(jù)反饋結(jié)果，教師動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法，最終達(dá)成課程培養(yǎng)目標(biāo)?；贠BE理念的線上授課，對(duì)于教師而言相當(dāng)于將學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)生能力達(dá)成放在遠(yuǎn)端，學(xué)習(xí)的執(zhí)行過(guò)程和學(xué)習(xí)效果由于網(wǎng)絡(luò)的物理隔離不得不產(chǎn)生延遲。教師的教學(xué)過(guò)程無(wú)法及時(shí)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。在線教學(xué)模式在前向和反饋通路上均形成網(wǎng)絡(luò)延遲和不確定性因素影響，如圖2所示。

圖2 基于OBE的在線教學(xué)模式課程目標(biāo)達(dá)成閉環(huán)示意圖

新一代通信技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，為設(shè)備接入、云端互聯(lián)、海量計(jì)算和集中管控提供技術(shù)保障，形成以云-網(wǎng)-邊-端為架構(gòu)的云控制系統(tǒng)（Cloud control system，CCSs）［7］，達(dá)到集中監(jiān)管、控制和調(diào)度優(yōu)化的目標(biāo)，這是在線教學(xué)孕育的新土壤和持續(xù)發(fā)展的技術(shù)動(dòng)力。云控制理論和相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)控制和智能交通等領(lǐng)域得到深入應(yīng)用并取得一定成效［8-9］。

在教學(xué)方面，已有文獻(xiàn)提出基于云的虛擬實(shí)驗(yàn)室，利用云平臺(tái)進(jìn)行資料共享，學(xué)生遠(yuǎn)程執(zhí)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)［10-11］，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和3D建模，實(shí)現(xiàn)線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室［12］，基于圖像處理等技術(shù)對(duì)MOOC授課過(guò)程中的學(xué)生聽(tīng)課行為進(jìn)行檢測(cè)和自動(dòng)分析。在此基礎(chǔ)上，若深度整合云控制、圖像識(shí)別、人工智能等新技術(shù)，將學(xué)生云端管控和設(shè)備管控納入整個(gè)閉環(huán)控制流程，可以使在線教學(xué)形成云端教學(xué)資料共享、云端討論、云化師生關(guān)系、云端實(shí)驗(yàn)和云端在線學(xué)習(xí)監(jiān)管的學(xué)生、設(shè)備閉環(huán)在線教學(xué)新模式。通過(guò)這樣的在線教學(xué)模式，大大減小學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)時(shí)滯和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)時(shí)滯，給教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)雙重減壓，并且通過(guò)快速、高效的學(xué)習(xí)反饋達(dá)成師生良性互動(dòng)，解決學(xué)生監(jiān)管難、學(xué)習(xí)反饋慢、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行的線上教學(xué)困境。基于云控制的三端協(xié)同學(xué)生、設(shè)備在環(huán)在線教學(xué)部署模式如圖3所示。

圖3 基于云控制的三端協(xié)同學(xué)生、設(shè)備閉環(huán)OBE在線教學(xué)平臺(tái)部署模式

3 基于云控制的學(xué)生在環(huán)在線教學(xué)模式

現(xiàn)有的在線教學(xué)平臺(tái)繁多。有線上教學(xué)視頻共享平臺(tái)，如中國(guó)大學(xué)MOOC、超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、智慧樹(shù)等；有在線直播課程平臺(tái)，如釘釘、云班課、騰訊會(huì)議、Zoom等；線上教學(xué)班級(jí)管理平臺(tái)，如雨課堂、云班課等［13］。但這些平臺(tái)提供的在線教學(xué)模式都是開(kāi)環(huán)的，依賴這些教學(xué)平臺(tái)，教師只能單向發(fā)布教學(xué)資源，并針對(duì)學(xué)生課后作業(yè)效果或線上交流獲取學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋。通常，為了彌補(bǔ)面對(duì)面授課交流效果，多數(shù)教師會(huì)引入“前饋控制”，即增加講課詳解內(nèi)容，加大作業(yè)量。這無(wú)疑是對(duì)學(xué)生和教師精力的雙重浪費(fèi)。

圖4所示為基于云控制的學(xué)生閉環(huán)在線教學(xué)模式，其目標(biāo)解決以下在線教學(xué)問(wèn)題，以達(dá)到教學(xué)效果實(shí)質(zhì)等效。①利用學(xué)生端攝像頭實(shí)時(shí)檢測(cè)學(xué)生狀態(tài)，應(yīng)用人工智能、模式識(shí)別等技術(shù)方法，融合學(xué)生姿態(tài)、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)環(huán)境嘈雜程度等多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。② 根據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)過(guò)程，對(duì)于線上授課方式，可以顯示學(xué)生興奮狀態(tài)、疲勞狀態(tài)、走神狀態(tài)學(xué)生的百分比，從而提示教師來(lái)調(diào)整課程進(jìn)度和休息時(shí)間；對(duì)于課程視頻錄制的教學(xué)方式，給學(xué)生進(jìn)行狀態(tài)提示或動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻暫停時(shí)間，將學(xué)生學(xué)習(xí)的總時(shí)長(zhǎng)作為學(xué)習(xí)專(zhuān)注度評(píng)判依據(jù)。③根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的評(píng)估情況，給出課堂表現(xiàn)綜合得分，計(jì)入學(xué)生總成績(jī)，與線下授課的課堂表現(xiàn)得分實(shí)質(zhì)等效。

圖4 基于云控制的學(xué)生狀態(tài)閉環(huán)在線教學(xué)模式

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)解決云端學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)控反饋，并根據(jù)教學(xué)策略和學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，評(píng)價(jià)學(xué)生課堂表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在線教學(xué)內(nèi)環(huán)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定。將傳統(tǒng)的課堂作業(yè)和測(cè)試作為評(píng)價(jià)學(xué)生工程知識(shí)達(dá)成的指標(biāo)，保證學(xué)生知識(shí)模塊充分理解吸收的中期穩(wěn)定性。該學(xué)生在環(huán)在線教學(xué)模式，能夠解決學(xué)生監(jiān)管難、學(xué)習(xí)效果反饋慢的實(shí)際問(wèn)題。

4 基于云控制的設(shè)備在環(huán)在線教學(xué)模式

在線教學(xué)的另一缺陷是由于空間物理隔離，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)類(lèi)教學(xué)的實(shí)際操作。目前的解決方案是應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型、動(dòng)畫(huà)仿真的方式進(jìn)行模擬，由于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)本身是人工建模搭建，考慮因素不全面，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不具備工程問(wèn)題本身的復(fù)雜性，這顯然是無(wú)法與實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐過(guò)程實(shí)質(zhì)等效的。

隨著云控制、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、信息物理系統(tǒng)、數(shù)字孿生等技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備的云控制、網(wǎng)絡(luò)化控制已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，并取得了良好的應(yīng)用效果［7-15］。將已有的研究成果，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，給傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備增加數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、邊緣規(guī)約節(jié)點(diǎn)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)［14］，云端部署云控制器架構(gòu)并添加網(wǎng)絡(luò)延遲和不確定性補(bǔ)償則能夠模擬本地控制器的控制效果，配合指導(dǎo)老師在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)的視頻指導(dǎo)，能夠完成自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)核心控制理論、控制算法相關(guān)的大部分實(shí)驗(yàn)［16-17］?；谠瓶刂频脑诰€教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 基于云控制的設(shè)備在環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

通過(guò)在云端服務(wù)器建立數(shù)據(jù)庫(kù)、控制算法庫(kù)等，借助設(shè)備管理軟件和學(xué)生接入管理軟件的協(xié)同管理，彼此相互連接，云端協(xié)同管理。實(shí)驗(yàn)室端頂層為邊緣服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)通信接口，中層為實(shí)驗(yàn)設(shè)備通信和檢測(cè)裝置及執(zhí)行器，底層為被控對(duì)象。通過(guò)被控對(duì)象各個(gè)狀態(tài)變量的實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸提交到云端服務(wù)器，學(xué)生設(shè)計(jì)控制算法提交到云端，設(shè)備管理軟件和學(xué)生實(shí)驗(yàn)接入管理軟件協(xié)同管控學(xué)生實(shí)驗(yàn)順序，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的視頻監(jiān)控設(shè)備將同步傳輸被控對(duì)象控制效果給學(xué)生，使學(xué)生能夠達(dá)到與實(shí)驗(yàn)室操作相同的效果保證學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，并獲得相應(yīng)的能力培養(yǎng)，達(dá)到與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)質(zhì)等效。

基于云控制的設(shè)備在環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠使學(xué)生在完成理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上深入進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)，達(dá)成課程目標(biāo)。基于云控制的設(shè)備在環(huán)在線教育模式架構(gòu)如圖6所示。在學(xué)生狀態(tài)閉環(huán)的基礎(chǔ)上，通過(guò)云控制系統(tǒng)架構(gòu)將實(shí)驗(yàn)設(shè)備放到線上，保證學(xué)生線上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增加外環(huán)能力養(yǎng)成環(huán)達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)效果反饋能力達(dá)成程度，構(gòu)建學(xué)生中心、問(wèn)題導(dǎo)向、能力培養(yǎng)、持續(xù)改進(jìn)的在線課堂，進(jìn)一步推動(dòng)在線課堂與線下課堂的實(shí)質(zhì)等效。

圖6 基于云控制的學(xué)生、設(shè)備閉環(huán)OBE在線教學(xué)模式

5 結(jié) 語(yǔ)

信息時(shí)代，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)深入發(fā)展，學(xué)生碎片化、多元化思維模式的養(yǎng)成必將推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的革命。2020年初，我國(guó)突發(fā)新冠大規(guī)模公共衛(wèi)生安全應(yīng)急響應(yīng)事件，使學(xué)生無(wú)法到校學(xué)習(xí)，催化了在線教學(xué)模式落地，迫使高校、教師進(jìn)一步重視線上教學(xué)實(shí)質(zhì)等效課堂教學(xué)的實(shí)踐落地?，F(xiàn)階段的在線教學(xué)管理方法僅借助于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的共享功能，并沒(méi)有充分利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)升級(jí)帶來(lái)的根本性在線教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化。

基于云控制的學(xué)生、實(shí)驗(yàn)設(shè)備閉環(huán)在線教學(xué)模式改革，從OBE理念出發(fā)，基于云控制系統(tǒng)架構(gòu)，在學(xué)生端增加學(xué)生狀態(tài)視頻監(jiān)控裝置和姿態(tài)檢測(cè)評(píng)估器，設(shè)計(jì)學(xué)生狀態(tài)反饋環(huán)，根據(jù)學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整課程進(jìn)度并在線評(píng)價(jià)學(xué)生狀態(tài)，以達(dá)到課堂教學(xué)實(shí)質(zhì)等效。增加基于云控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備環(huán)，學(xué)生將設(shè)計(jì)的算法上傳到云端，通過(guò)在云端部署學(xué)生接入管理軟件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理軟件，將實(shí)時(shí)上傳的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并下達(dá)控制指令完成對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的控制，幫助學(xué)生在家中完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)成課程目標(biāo)要求的綜合實(shí)踐能力。

基于云控制的學(xué)生、實(shí)驗(yàn)設(shè)備在環(huán)在線教學(xué)模式，針對(duì)傳統(tǒng)在線教學(xué)模式的“大延遲”甚至“開(kāi)環(huán)”問(wèn)題，通過(guò)智能化實(shí)時(shí)課堂管控和云控制實(shí)驗(yàn)室達(dá)到課程的知識(shí)能力、綜合實(shí)踐能力的雙達(dá)成，保障課程目標(biāo)達(dá)成效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生-教師-實(shí)驗(yàn)室三位一體的云-網(wǎng)-邊-端在線教學(xué)，達(dá)成學(xué)生、實(shí)驗(yàn)設(shè)備閉環(huán)的在線教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)與課堂教學(xué)的實(shí)質(zhì)等效。