如何构建线上线下智能网联理实一体MR教学云平台

孟宪臣

摘 要：教育信息化进入2.0时代，在“技术智能”与“数据智能”的双轮推动下，教育信息化2.0已经进入人工智能教育应用的新场景，从供给侧（优质资源、优质教师、优质学伴等）产生了颠覆性突破，不断破解当前优质教育资源不均衡、不充分的难关。教育工作者必须加强研究，不断推出信息化2.0时代“互联网 +教育”对教育技术的新要求教学模式。开发“互联网 +教育”支撑平台已势在必行。笔者从事一线教学多年，在智慧教学设备开发基础上，整合优化多家教学技术，形成了此教、考、管、评、资教学云平台。

关键词：互联网+教育 AI人工智能 5G＼4G物联网 虚拟现实技术 智慧教学云平台

How to Build a MR Teaching Cloud Platform for Online and Offline Intelligent Network Integration

——Take BMS Teaching of Power Battery in New Energy Vehicles as an Example

Meng Xianchen

Abstract：Education informatization has entered the 2.0 era. Under the two-wheel drive of "technical intelligence" and "data intelligence"， education informatization 2.0 has entered a new scene of artificial intelligence education applications， from the supply side （high-quality resources， high-quality teachers， high-quality School partners， etc.） have produced subversive breakthroughs， constantly cracking down on the current imbalance and inadequacy of high-quality educational resources. Educators must strengthen research and continue to introduce the new teaching model of "Internet + Education" for educational technology in the information 2.0 era. It is imperative to develop a supporting platform of "Internet + Education". The author has been engaged in front-line teaching for many years. Based on the development of smart teaching equipment， the author has integrated and optimized a number of teaching technologies to form this teaching， examination， management， evaluation， and resource teaching cloud platform.

Key words：Internet + education， AI artificial intelligence， 5G＼4G Internet of Things， virtual reality technology， smart teaching cloud platform

开发“互联网+教育”技术还存在诸多不足，尤其是工科实践类较强课程难以达到教学效果，良好教育实践资源共享的空间阻碍，已成为“互联网+教育”当下的发展瓶颈！

为解决“互联網+教育”中的这一短板，我们团队经过几年实物介入理实一体化工科课程的探索，运用4G＼5G现代物联网技术，融入成熟大数据智能教学软件，构建了“线上线下智能网联理实一体MR教学云平台”，这一平台具备灵活多样，涵盖学科广，教学方法灵活，教学模式多样的特点;它可以有效缓解学校、教师和学生公共教育资源可远程共享不便之痛，巧妙解决线上实践教学无法实现难题，基本实现了任何人、任何时间、任何点能学到更多知识。

1 远程授课视频互动软件平台

在主机、教师端、学生端PC机或手机上安装视频互动小鱼易连软件，完成注册、设置;使用可视化互动教学时，PC必须同时连接有线网;PC只有加入可遥控终端设备号时，才可遥控，此时如果APP端也加入同一个可遥控终端设备号;当点击主界面更多时视频画面时也会出现此遥控按钮，使用人脸识别AI技术（云台），可使镜头自动跟随主讲老师。

2 搭建物联网教学设备

2.1 手机远程开机

（1）易微联（4G网开机）APP;（2）安装向日葵远程控制APP。

下载使用向日葵APP软件，注册，并设置为开机自动登录;PC同号登录后，可在APP＼PC上均可绑定主机。APP插座绑定主机。向日葵控控A2，可跨越内外网隔阂。

2.2 主机PC电脑上设置

PC设置为永不休眠。

台式机进入BIOOS系统，设置来电自动开机：ACON，设置电脑连接设备无线wifi时、要保证有线同时上网。

3 设备上＼下电（普通设备要升级为智能网联设备IOT）

保持KeyON状态，将易微联控制器（AC220v继电器）并联在总开关上，并使其断开，给易微联控制器接12V常电。

4 设置主机电脑上设备软件（以电动汽车组成与工作原理中BMS课程使用为例）

软件界面功能：

（1）工作页（课前发给学生）;（2）课程基础（回顾与导论），用于理论性学习;（3）虚拟仿真用于结构原理演示讲解性学习;（4）理论考核：可以完成實践课程的理论考核;（5）实训手册（资讯）：可以完成实训项目的相关支撑材料查找;（6）故障设置：可以完成实训项目的相关故障设置。

5 实物认知遮挡部件展示

演示功能（利用IDV＼OTG＼WIFI摄像头局部遮挡件显示）使用WIFI摄像头或眼睛摄像机还可看到实物遮挡不易看到的部件。

6 远程控制

6.1 设备上电

使用向日葵或易微联控制器APP打开硬件设备（BMS）;如果使用易微联摄像头APP还能看到老师和学生上课状态。

6.2 主机服务器电脑开机

在手机和教师端电脑上装好向日葵及开机棒或易微联，使用向日葵插座及开机棒或易微联控制器实现主机服务器开机控制！

6.3 教师端电脑操作

设备远程上电后，打开教师端电脑向日葵远程控制软件。

7 用于监控的现场智能手机

多用于教务听课巡课手机

（1）安装向日葵APP，付费绑定安卓设备（摄像头手机）控制

（2）安装易微联的易微联摄像头APP，另一部手机扫描安装易微联摄像头，作为音视频采集。

主要用于主机服务器显示画面，以监控主机服务器工作状态。

8 仿真软件的使用（以BMS为例）

在主机电脑上打开“理实一体化”虚拟仿真软件（BMS）

点击界面这里可将设备软件与设备WIFI通过PC连接起来，软件与设备硬件连接通讯。

8.1 设置故障与线上线下测试

软件这里有隐藏了的测试常用仪器，虚拟测试，同时可以线下实物上测试;鼠标滑到被标记的点中间导线变粗时点右键，可有三种故障设置;设置断电状态时，线下实物同步显示，设置断电状态时，学生端可多名学生线上虚拟测试。

8.2 实训考核

可利用软件进行理论和实践案例考核

8.3 实训理论讲解

四部分认知讲解

视频互动软件中“录制功能”按钮，可将整个授课过程高清录制，借助B站、抖音、快手等音视频热门网站实现录播回放，拓展受众面，满足不同群体、不同工作时间、不同工作场合、不同层次人的学习需要。

运用外挂智能摄像头、智能手机可以解决受教育者亲临岗位真实场景，实习安全、便捷、高效。

9 线上课堂教学

9.1 板书现场实实再现

运用汗微·微课宝APP投屏可以实现以下主要场景：

班级手写互动、全屏课件、录课、保存备课内容、拍照、插入课件、相册、文字、音频、视频;可调用摄像头;设置画布背景。

9.2 视频交互软件实现点名、互动、签到

（1）点名：必须设置硬件终端是主会场，否则不能点名;（2）互动工具：a.推送：在这里可以发送“流动字幕”b.签到PC端可设置“扫码”c.答题;（3）屏幕共享：教师端和学生端均可发起共享，然后利用标注功能进行标注互动;（4）举手和发言：教师端可拒绝或接受学生端的举手及语音互动。

10 班级管理

这里可借用“微课之家”网站平台来完成作业＼实训报告的上传与网上批阅，试卷、课件、微课、资讯等教学资源也在这里上传。

值得一提的靓点是：作业以书写、语音、视频多种方式线上批阅，布置对象可选择，选择题作业提交自动批改，成绩正确率即时显现，批改的效率再提升。

11 教务管理

（1）教学材料：用于教学检查的教师资料可在“微课之家”网站平台上传下载。

（2）督导巡课：只装易微联摄像头和小鱼，选装向日葵控制端实现主动远程控制，也可连接摄像头;这样通过转换前后镜头既能看学生上课状态又能了解老师授课情境;也可在视频互动软件PC授课平台，这样更方便清晰观看、录制、互动，教师端使用人脸识别AI技术（云台）视频采集设备，可使镜头自动跟随主讲老师。

12 总结与展望

线上线下云教学平台，运用现代创智能新网络技术，打破了互联网加时代对教育资源传播的空间阻碍，在不同学科不同教学模式下，可优化平台使用，它把教师和学习者时间做灵活安排科学规划，使教育与受教育者的时间效率最大化，社会资源最大化利用，让偏僻落后地区获得公平优质教育资源。

人工智能、VR/AR等技术的发展日渐成熟，被国外UNITY3D和虚幻4把持垄断引擎技术已被国内企业破解，这些新技术的融入，将极大赋能未来的场景化教学和互动式教学。

随着互联网时代新技术的发展，大量教育者的广泛应用，受制条件必将得到大幅改善，在广大教育者和科技人员的不断优化下，一款任何人，任何地点，任何时间都能学到更多、更有价值知识的运用场景得到了长足发展，它将颠覆传统教育模式，一场新的课堂革命已经到来。