大数据时代下高职院校实训平台智能化建设研究

□刘妮娜

一、智能化建设概述

(一)建设背景。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010～2020年)》明确把提高质量作为教育改革的核心任务，而高职院校的高质量则是既要培养具有一定理论基础又有较强的实训能力的蓝领学生，因此高职院校在管理中提出树立现代化管理理念、建立科学决策机制、狠抓管理重点环节、强化日常运行保障、提升管理创新能力、显著提高质量效益。同时指出，用好现代化管理手段和信息化管理工具，坚持以数据为评判标准，建立好智能化实训平台，以此着力提高学生的“学习能力、实践能力、创新能力”，特别是大数据的输出与共享。《教育信息化“十三五”规划》中提到：积极利用云计算、大数据等新技术，创新资源平台、管理平台的建设、应用模式。高校可根据信息化教学的实际需求，做好资源平台建设规划论证，充分利用现有通信基础设施，加快推进区域平台建设和与国家教育资源平台的协同服务，企业要根据国家规定与学校需求建设资源平台，提供优质服务，建成“人人皆学、处处能学、时时可学”的发展目标[1]。

(二)目前高职院校实训平台现状及建设的必要性。近几年随着高职院校招生规模不断扩大，实训室建设的投资力度逐年增加。面对规模庞大、事务烦杂的实验室及实践教学管理工作，许多管理环节、数据统计的弊端也逐渐暴露出来：信息采集滞后、数据采集的重复性、实训计划提交的重复性、滞后性及信息孤岛、人力资源不足、教学监管不到位。通过建立高校智能化实训平台承担培养学生实践能力的重要任务，主要包括两个方面：第一，维护、完善实训仪器设备，以保障实训教学的顺利开展，不但要培养专业的管理实训室的教师，同时要建立故障登记本，紧密与厂家保持校企合作；第二，满足各专业学生的实训要求，为学生提供更多的实训机会和更好的实训环境。从目前实训室应用的情况可以看出，造成实训室管理水平落后的主要原因就是实训室缺乏先进的管理统计手段。智慧实训室管理系统基于互联网技术，利用网络管理平台，应用于实训室管理和实训教学中，便于大数据的输出，更能提高实训教学质量，有利于展开学生的实践动手能力，便于学院领导及相关二级学院对实训室的管理，使大量实训设备得以系统化管理，提高了管理水平。且对于一个高职院校实训运行系统数据输出也有了非常科学的依据，避免了每个二级学院各自统计出现最终大数据的冲突性。智慧实训平台建设使数据既能共享且唯一性，大大提高了工作效率[2]。

二、建设需求、建设原则与规范

学院实验室管理系统设计有四层楼，每层楼分为南楼北楼，三层楼共91个房间，每个房间都要装门禁，其中26个实验室除了要安装门禁外，实现对实验室大型仪器设备的控电(刷门禁卡后根据权限对应的相关大型仪器设备才通电)，还要安装监控。对该实验楼的教学及开放管理做统一的设计与实现。

(一)建设原则。为保障学校智慧实验室建设的顺利实施，遵循“先进科学、整体规划、流程梳理、软硬结合、安全稳定”的理念，使学校智慧实验室建设合理化、规范化。

(二)建设规范。主要依据：《计算机软件开发规范》(GB 8566-88)、《计算机软件产品开发文件编制指南》(GB 1526-89)、《计算机软件需求说明编制指南》(GB 9385-88)、《计算机软件测试文件编制指南》(GB 9386-88)、《计算机软件配置管理计划规范》(GB/T 12505-90)等。

三、智慧实验室建设内容

(一)总体思路。该建设针对于校级实验室管理为对象，构建一套校级智能化的实验室管理系统，以智慧实验室的顶层设计为架构，结合三大信息化建设平台，服务于学校实验室的教学工作和日常管理工作的业务需求。智慧实验室管理系统是一套由智能采集、控制终端、软件管理、信息显示与推送组成的智能化管理系统。采用现在成熟的物联网技术(如：无线zigbee技术、传感技术、RFID技术)、网络通信技术和应用软件技术实现实验室环境监测、实验设备仪器管理、相关人员管控、事物流程管理及实训室信息管理等多方面功能。智慧实训室管理系统可以把实训室的各种信息完全开放在教师和学生面前，使实验室得以开放化管理，提高实验室的利用率。教师可以通过智慧实训平台系统上传实训计划、实训操作题、实验内容、实验要求、实验评价等供学生学习和操作，通过微信、QQ群等工具查询学生上课出勤、请病假的情况以及学生现场实训课的反应现状，以便于教师更好地掌握学情；学生则可以通过手机APP登陆系统查询综合实训室每一个实验室的使用情况，预约空闲实训室进行实验，独立自主地根据教学计划及自己所了解掌握的综合知识，合理安排实训时间，选择实训内容并完成自己的实训课程。智慧实训室管理系统不仅可以加强学生与教师、实训室管理员的互动联系，提高实训室的使用效率，更能激发学生对实训课的学习热情，提高学生的实际操作能力和创新意识。通过建立智能化实训室管理系统有利于健全实训室管理体制，优化配置实验队伍、实验仪器设备、实训室共享等资源，有效节约管理成本，提高实训室的利用率，建立起与各交叉学科建设、专业建设相适应的及有利于学生综合素养的培养、高效的实训室工作体系和管理体制，从而加强实训室管理水平的优化，提高实训室的综合效益，并促进实训室朝着信息化、智能化的方向发展。

(二)总体框架。系统部署框架。

图1 智慧实验室管理系统拓扑图

如图1所示，系统设计采用物联网架构设计，包含：感知层(信息采集终端及控制终端)、网络层(交换机及网络通道)、服务层(服务器、数据服务软件)、应用层(电脑客户端、手机APP)。

(三)建设内容。基础平台建设主要包括：信息门户、门户应用中心、个人中心。信息门户指智慧实验室管理系统，信息门户主要起展示、沟通、交流的作用。门户应用中心可以进行实验中心形象展示、实验中心成果展示、实验中心教学、科研设备展示、规章制度展示、实验室动态查询、师生交流与互动、实验中心通知、新闻发布。个人中心建设为用户提供一个快捷的信息查询界面，通过系统的人性化设计，将个人的相关身份信息、消费信息、信誉值信息、课表信息、预约信息、审核信息、预警提示信息展示在个人桌面上，便捷快速了解及掌握系统发布的任务。个人的身份信息展示：学号、姓名、头像、账户余额、信誉余额等信息。同时，根据教师或者是学生的身份角色不同，定期推送一个星期的课表内容。用户可以很直观地查询自己的课表，及时做出相应的预习计划和预习操作，通过预约操作后，产生相应的预约记录，生成一个时间课表。智慧实训平台建设提供一个学生与教师交流的平台，学生可以对教师、管理员发送邮件，以此解决设备使用问题、教学问题等。系统支持单对单、单对多进行邮件发布。消息提示框能针对用户角色不同，提供相应的消息提示信息。例如：开放预约时间到时提醒、管理员的审核信息提示、学生作业提交提示、教师作业批改提示。用户可以自助修改自己账号的密码，但根据用户修改密码场景的不同，密码修改的机制和操作也有所区别，主要包括以下方式：用户首次登录或账号被系统管理人员进行初始化后，系统会强制用户进行密码修改。

四、结语

总之，在大数据时代下，高校智慧校园的建设是我国职业教育未来发展的主要趋势。利用校园智慧实训服务平台，学校可以充分实现校园内外各种教学资源的交互和应用，并根据时代发展要求不断调整、优化专业人才培养目标，为广大的教师和学生提供更加便捷、有效的实训服务、生活服务。这样不仅可以展现出现代化校园的智能化，更能够体现校园服务的人性化。