基于人工智能的开放式实训平台模式探讨

张树军

(贵州商学院，贵阳 550014)

1 研究理论和实际应用价值

1.1 研究理论

在高科技飞速发展的“十三五”期间，我国高校一直坚持“四个全面”的战略布局，坚决和一贯落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，并始终坚持按照服务全局、融合创新、深化应用、完善机制的原则，为更好地服务立德树人、推动形成基于信息技术的新型教育教学模式与教育服务供给方式，形成与教育现代化发展目标相适应的教育平台体系。

1.2 实际应用价值

目前，高校由于学生多、课程集中性强、同时开设班级数多，相应设施设备不足、相关专业任课教师不足、合班实验课不适用等问题，导致实验室数量及容量不能满足全校教学实验需求。且各专业机房安装的应用软件相对独立、功能相对专业来说比较单一，多媒体的技术应用开发有限、在线教学应用涉及较少、信息化非正式学习校本研究及云平台建设尚处于探索阶段。现有高校常规机房和多媒体实验室已不能满足教学实训需要。应充分利用人工智能科研实训平台，并结合智能助理系统建设教学、实训、作业以及课内外练习于一体的开放式实验室模式，基本实现师生在任何时间、任何地点均可完成教学实践任务的目的，并体现作为高校或企业的管理者、业务人员、员工的角色扮演和身份转换。作为应用技术型高校，本校网络建设完备，现有计算机2 000多台，各种专业实验机房、语音室、网络实验室50多个。校园网络及语音、视频设施基本全覆盖，并配套自习教室。所在学院队伍建设完备，制度保障有力，并在平台建设方面具有多年经验，相关实验室建设成效显著。贵州省物流协会在2012年5月与我校签订了校企合作协议，其中课题——“物联网技术在实训基地中的应用”于2016年5月荣获省优秀教学成果三等奖。基于人工智能教学实训平台，提出开放式实验室平台模式，前期实现授课人数由原来的一个建制班扩大到3～4个班，并逐步探索更大容量。后期，利用现有服务器实现校内云平台搭建。平台可同时为学校和企业提供安全便捷、按需扩展的IT软硬件资源，提高了资源利用效率，节省了系统部署时间，为电子商务、客户关系管理、智能管线等多系统应用提供资源服务，将大幅提升网络和云平台资源规模，力争实现系统“云化”。

2 研究内容方案及创新点

2.1 研究内容方案

充分利用专业机房、开放式实验室、校园网络及语音、视频，供有需要的学生选择，学生也可通过手机网络登录校园网实现查找教室、学习、查询、作业、考勤等过程。加强校企合作，有条件的允许网吧、游戏室等社会资源合作共享。做好信息化非正式学习校本研究及云平台建设推进，配套相应环境建设与内涵发展结合，设立访客功能，允许学生家长或社会人员访问学习与交流。充分利用学校所有可以利用的机房或开放式实验室，在规定教学时长内不限地点地进行网络监控、过程考核，量化计分。开放式实验室基于人工智能教学实训平台，与普通视频教学系统相比，融合了视频、网络、微信、QQ、监控系统，并有全过程监控体系，在教学期内不限时间地点，是一种借助云计算的开放式实验平台。前期由于安装客户端需占用部分用户资源，后期的云平台无需占用用户资源。提供设备支持和软件资源共享，实现循环可持续发展。后期可通过加强校企合作，允许社会资源合作共享。本系统更注重实践类的课程，如专业实习、新生军训、课程设计、毕业设计等，其中的教学科研管理是对开展的科研项目进行审批管理、登记、人员分配、预算费用等方面的计算和记录，能够实现对教学科研过程中每个阶段的有效监管，最后对项目所产生的成果、学术、科研论文进行登记，并对获得的奖项、专利进行存档。

2.2 创新点

采用开放系统设计能够实现较好的可扩展性和可管理性，最大限度地利用和扩充现有系统和设施，使个性化信息保持独立，从而保护私有信息的数据安全。学校大力支持并提供完善的资源和服务体系，以保证院校顺利开展合作，并为院校在大数据云计算、云原生开发和智能机器人平台，以及鼓励科研、教学和人才培养方面提供长期有效的支持。以技术平台、科技产品和技术，驱动学科基础理论、方法及应用，推动在大数据技术与应用、智能机器人、云计算、移动智能、云原生方向的理论与技术研究。以人工智能结合大数据在教育领域的研究和应用为主要目标，使平台应用过程更加智能化，人才培养更加个性化。

3 研究基础和课题研究支撑条件

3.1 研究基础

学校发展至今，从普通计算机到网络建设完备，现有计算机2 000多台，各种专业机房39个。除普通机房外还有语音室、网络实验室等配置计算机的实验室。校园网络及语音、视频设施基本全覆盖，并配套自习教室。

3.2 课题研究支撑条件

计算机与信息工程学院队伍建设完备，制度完善，并在平台建设方面有多年经验，相关实验室建设成效显著。本人已承担并结题的项目及课题均为围绕基地或实验室的相关研究，现申报的课题是围绕人工智能教学实训平台的开放式实验室相关模式的研究。团队成员在选定的研究课题方向有较好的技术储备，有多项相关的研究成果、教材、论文、专利、获奖，其中有国家教学成果二等奖、省级课题及省教学成果奖各一项。团队组成合理，分工明确，学校开设了大数据专业，云计算、云原生开发、智能机器人平台已经投入使用，并成立了人工智能教研中心。研究内容具有创新性、实用性及前瞻性，利用仿真平台、数字图书馆等形式进行社会应用的商业化推广。研究成果社会应用价值强，并可复制、推广。课题研究方向明确，内容详实，方案完整有可行性。学校对所申报课题资金一比一配套，出台了三年内达到生均一万元实验设备建设的政策，在指定场地组织相关人员以实践中心的形式开展建设工作。组织了10多个院校、教育集团及职能部门成立联合课题组，为课题研究提供了可独立支配的课题研究基础软硬件条件。利用VPA与工作场景相结合，面向企业管理者、业务人员、员工，基于系统、数据、知识库，提供自然灵动、精准高效的工作助理服务。不仅能够7×24小时待命，还能提供例如智能问答、应用唤起、智能查询、快速录单、通讯录查询、天气预报、新闻资讯等服务，支持公有云应用定制化服务。使用Avert.x异步框架提供REST服务，提高系统的并发量。可通过配置装载模块进行模块化开发，极大提高了系统的灵活性。