基于大数据下的智慧实训实验教学管理平台的研究*

郭在云

（云南能源职业技术学院）

一、引言

国务院《国家职业教育改革实施方案》国发〔2019〕4号、教育部等六部门《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》教科信〔2021〕2号等文件精神要求，职业院校要推动智能实训实验室建设，利用信息技术、物联网技术实施智能化管理，提高实训实验室对高技能人才培训和科研能力支持，实现科学、规范、安全的实验实训室管理体系。目前，我国职业院校实训实验室普遍沿袭传统的人管模式，存在管理人员多、工作效率低；数据采集、存储、上报不精准、偏差大；资产管理平台不匹配，实训实验室设备管理档案不健全，各部门之间资料数据偏差大等现象。其次，由于实训实验室管理工作涉及面较广，具体性、细节性工作多，各职业院校的实验实训室建设发展不一致等诸多原因，造成国内职业院校在智慧实训实验室管理方面还处在研究、探索层面，没有具体的应用成果，市场上也缺乏精准对接高职院校的智慧实训实验室管理平台。笔者有着近二十年实训实验室管理工作经历，结合自身的经验研究、探索该管理平台，以供参考。

二、智慧实训实验管理平台研究目标

（一）实现管理智能化

通过智慧实训实验管理平台实现学校实践教学和管理涉及多院系、多实训实验室的人、财、物协同，根据学校实际情况及发展规划，从信息交互、基础数据、实践教学、数据上报、智能监控、实训实验室安全、实训实验资源共享访问到人、财、物，应用实训管理、资产管理、安全管理及对外展示等功能模块，最终实现物联感知的智慧实训室。

（二）实现实训教学全过程数据化

智慧实训实验管理平台是结合物联网、大数据技术，应用RFID、传感器、智能管理终端等物联网设备，实现对实训室设备、环境的全面感知、业务场景化联动，基于云数据中心，实现数据云化和业务云化，应用实训管理、资产管理、安全管理及对外展示等功能模块，结合创新的“自组织”实践教学管理模式和理念，以建立全校各级实训实验室科学化、智能化、流程化管理为重点，以高效率的业务管理、有效的管理监控、完全的实践教学统一集成管理与互动为宗旨，以充分发挥实训实验室资源利用效率，服务于师生为目标，进一步满足实训实验室使用者和管理者的需求，便于全校实训中心、二级学院、教务处等部门统一监控、调度，提高院系实践教学管理效率，为实践教学的发展提供了有力的数据和技术支撑。

三、智慧实训实验管理平台系统功能设计

（一）资产管理

资产管理实现实训实验室管理员、实训实验室管理中心、资产管理处信息相联互通，统一资产编码，资产台账更清晰；细化资产类别，实现资产分类、分级权限管控；统一存放地点管理，实现资产存放与各组织对应；统一资产卡片管理，批量导入资产数据，快速生成资产台账，让资产管理更规范、精细化。

图1 智慧实训实验管理平台系统功能示意图

（二）实训实验室管理

以实训室为核心，面向实训室新改扩建、日常教学分配、实训周安排、报损报修、实训室巡检等工作，为实训室管理员提供移动便捷可追溯的工具。让实训室管理从混乱到有序，让无数据可查变成有数据追溯。

（三）实训室分配及预约管理

1.智能分配

通过数据接口对接的方式获取教务系统实训教学任务、场地指派及安排（支持辅助决策）、智能排课等，为实训教师提供清晰的教学安排及管理手段，保证实训教学任务顺利实施。

2.动态预约

通过“PC+移动”的协作，在智能分配基础上，采用了可清楚查看每间实训室课程的分配情况，支持动态预约的方式，保证了实训课程时间变动等特殊情况下的实训室预约。

（四）实训资源可视化

采用倾斜摄影测量技术对实训室楼宇空间点云数据进行采集、显示及描述，运用VIS独特的地理空间分析能力，空间模拟和空间决策支持，以直观的可视化模式呈现出实验室楼宇分布、实验室仪器资源分布等地理信息，按校区、院系、实训实验室、仪器设备等分类智能显示实训资源统计信息、预约信息、使用信息等，同时完成实训教学、仪器设备共享等系统的可视化操作。

（五）实训教学管理

通过数据导入方式，对基础数据（院系专业、指导教师、行政班级等）进行入库，日常实训教学、实训周系统提供自排课或从教务系统导入实训课表，按照教学课表和实训计划，自动控制实训室开启与关闭。通过消息提醒和签到，督促指导老师和实训室管理员执行教学任务，对于突发情况，系统支撑调课和补课操作。

（六）设备、仪器管理

基于实训需要，系统支持通过项目对仪器进行绑定式使用，也可根据需要跨实训室借用，为保证仪器完整完好、防错防丢，系统全过程跟踪仪器从入库、借用到归还。利用“一物一码”，通过移动端扫码即可监控仪器出入实训室管理。

（七）耗材管理

通过全流程库存跟踪式管理，对低值耐用品、材料、易耗品和危化品，从采购、入库、出库、调拨、报损、报废等日常高频操作，进行实时动态监控。实现台账清晰，报表数据和上报数据一键生成。

（八）安全管理

利用物联网技术对大型仪器、精密仪器、特种设备、易燃易爆、危化品等存在安全隐患的重点实训实验室，采取环境监测、联动控制技术，实时数据反馈，利用动态数据智能预警，做到人防、技防，确保实训实验室在安全有序的环境下平稳运行。

（九）危化品管理

基于危化品管理要求，按照危化品等级（一级、二级、三级、四级），对采购入库危化品进行分级管理，对危化品仓库安装的视频监控、传感器和智能危化品柜等设备接入平台，设备联动实现对危化品的智能化、动态化精准管理和监控。

（十）移动审批

平台系统支持“PC+移动”多端协作，通过移动端无论何时何地，都可掌控全局。系统对审批事项，通过流程式驱动推送给对应审批人处理，基于电子签名保证审批处理的有效合规，有效提高实训实验审批程序的效率。

表1 数据库性能要求

四、平台系统性能及技术保障

（一）平台系统应用

可以实现对所有用户的统一管理，如图2所示。可设置不同职能部门或组织机构，对应分级角色和账号；可设置系统级别和部门级别角色，每个角色具备不同的权限，能够针对角色指派成员；对于待审批处理事项，审批人通过移动端远程即可处理，为保证授权可信，系统支持手写签名；支持对部门进行管理，可配置部门相关基础信息，进行增删改等相关操作。

图2 系统框架图

（二）系统性能技术支持

以“规范管理行为、提高工作效率”为目的，充分利用现有的资源并加以合理利用，具有可扩展性；方便操作和维护管理，能够满足不同层次的需求，便于与其它业务系统结合应用，具有较好的稳定性和良好的开放性；兼容 IE、Google Chrome、Fire Fox、Opera、Apple Safari 等五主流浏览器，方便用户使用，避免浏览器不兼容问题。

（三）技术指标保障

确保不能发生网络安全四级及以上事件，数据库性能要求：

五、结语

在我国职业教育高速发展和改革的重要时期，实践教学与管理正走向科学、规范、安全的新方向，通过对实践教学管理数字化、智能化的IT与OT融合技术，搭建学校多部门平台通用、信息互通、数据共享的管理系统，有效促进实践性教学管理的标准化、系统化、信息化，增强学校教师、管理人员的综合技能，提升产、学、研实践教学的综合应用能力，可以有效提高实训教学质量，更好地为职业院校技能型人才的培养及学校的全面发展提供技术支撑。