基于人工智能的開放式實訓平臺模式探討

張樹軍

(貴州商學院，貴陽 550014)

1 研究理論和實際應用價值

1.1 研究理論

在高科技飛速發展的“十三五”期間，我國高校一直堅持“四個全面”的戰略布局，堅決和一貫落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，并始終堅持按照服務全局、融合創新、深化應用、完善機制的原則，為更好地服務立德樹人、推動形成基于信息技術的新型教育教學模式與教育服務供給方式，形成與教育現代化發展目標相適應的教育平臺體系。

1.2 實際應用價值

目前，高校由于學生多、課程集中性強、同時開設班級數多，相應設施設備不足、相關專業任課教師不足、合班實驗課不適用等問題，導致實驗室數量及容量不能滿足全校教學實驗需求。且各專業機房安裝的應用軟件相對獨立、功能相對專業來說比較單一，多媒體的技術應用開發有限、在線教學應用涉及較少、信息化非正式學習校本研究及云平臺建設尚處于探索階段。現有高校常規機房和多媒體實驗室已不能滿足教學實訓需要。應充分利用人工智能科研實訓平臺，并結合智能助理系統建設教學、實訓、作業以及課內外練習于一體的開放式實驗室模式，基本實現師生在任何時間、任何地點均可完成教學實踐任務的目的，并體現作為高校或企業的管理者、業務人員、員工的角色扮演和身份轉換。作為應用技術型高校，本校網絡建設完備，現有計算機2 000多臺，各種專業實驗機房、語音室、網絡實驗室50多個。校園網絡及語音、視頻設施基本全覆蓋，并配套自習教室。所在學院隊伍建設完備，制度保障有力，并在平臺建設方面具有多年經驗，相關實驗室建設成效顯著。貴州省物流協會在2012年5月與我校簽訂了校企合作協議，其中課題——“物聯網技術在實訓基地中的應用”于2016年5月榮獲省優秀教學成果三等獎。基于人工智能教學實訓平臺，提出開放式實驗室平臺模式，前期實現授課人數由原來的一個建制班擴大到3～4個班，并逐步探索更大容量。后期，利用現有服務器實現校內云平臺搭建。平臺可同時為學校和企業提供安全便捷、按需擴展的IT軟硬件資源，提高了資源利用效率，節省了系統部署時間，為電子商務、客戶關系管理、智能管線等多系統應用提供資源服務，將大幅提升網絡和云平臺資源規模，力爭實現系統“云化”。

2 研究內容方案及創新點

2.1 研究內容方案

充分利用專業機房、開放式實驗室、校園網絡及語音、視頻，供有需要的學生選擇，學生也可通過手機網絡登錄校園網實現查找教室、學習、查詢、作業、考勤等過程。加強校企合作，有條件的允許網吧、游戲室等社會資源合作共享。做好信息化非正式學習校本研究及云平臺建設推進，配套相應環境建設與內涵發展結合，設立訪客功能，允許學生家長或社會人員訪問學習與交流。充分利用學校所有可以利用的機房或開放式實驗室，在規定教學時長內不限地點地進行網絡監控、過程考核，量化計分。開放式實驗室基于人工智能教學實訓平臺，與普通視頻教學系統相比，融合了視頻、網絡、微信、QQ、監控系統，并有全過程監控體系，在教學期內不限時間地點，是一種借助云計算的開放式實驗平臺。前期由于安裝客戶端需占用部分用戶資源，后期的云平臺無需占用用戶資源。提供設備支持和軟件資源共享，實現循環可持續發展。后期可通過加強校企合作，允許社會資源合作共享。本系統更注重實踐類的課程，如專業實習、新生軍訓、課程設計、畢業設計等，其中的教學科研管理是對開展的科研項目進行審批管理、登記、人員分配、預算費用等方面的計算和記錄，能夠實現對教學科研過程中每個階段的有效監管，最后對項目所產生的成果、學術、科研論文進行登記，并對獲得的獎項、專利進行存檔。

2.2 創新點

采用開放系統設計能夠實現較好的可擴展性和可管理性，最大限度地利用和擴充現有系統和設施，使個性化信息保持獨立，從而保護私有信息的數據安全。學校大力支持并提供完善的資源和服務體系，以保證院校順利開展合作，并為院校在大數據云計算、云原生開發和智能機器人平臺，以及鼓勵科研、教學和人才培養方面提供長期有效的支持。以技術平臺、科技產品和技術，驅動學科基礎理論、方法及應用，推動在大數據技術與應用、智能機器人、云計算、移動智能、云原生方向的理論與技術研究。以人工智能結合大數據在教育領域的研究和應用為主要目標，使平臺應用過程更加智能化，人才培養更加個性化。

3 研究基礎和課題研究支撐條件

3.1 研究基礎

學校發展至今，從普通計算機到網絡建設完備，現有計算機2 000多臺，各種專業機房39個。除普通機房外還有語音室、網絡實驗室等配置計算機的實驗室。校園網絡及語音、視頻設施基本全覆蓋，并配套自習教室。

3.2 課題研究支撐條件

計算機與信息工程學院隊伍建設完備，制度完善，并在平臺建設方面有多年經驗，相關實驗室建設成效顯著。本人已承擔并結題的項目及課題均為圍繞基地或實驗室的相關研究，現申報的課題是圍繞人工智能教學實訓平臺的開放式實驗室相關模式的研究。團隊成員在選定的研究課題方向有較好的技術儲備，有多項相關的研究成果、教材、論文、專利、獲獎，其中有國家教學成果二等獎、省級課題及省教學成果獎各一項。團隊組成合理，分工明確，學校開設了大數據專業，云計算、云原生開發、智能機器人平臺已經投入使用，并成立了人工智能教研中心。研究內容具有創新性、實用性及前瞻性，利用仿真平臺、數字圖書館等形式進行社會應用的商業化推廣。研究成果社會應用價值強，并可復制、推廣。課題研究方向明確，內容詳實，方案完整有可行性。學校對所申報課題資金一比一配套，出臺了三年內達到生均一萬元實驗設備建設的政策，在指定場地組織相關人員以實踐中心的形式開展建設工作。組織了10多個院校、教育集團及職能部門成立聯合課題組，為課題研究提供了可獨立支配的課題研究基礎軟硬件條件。利用VPA與工作場景相結合，面向企業管理者、業務人員、員工，基于系統、數據、知識庫，提供自然靈動、精準高效的工作助理服務。不僅能夠7×24小時待命，還能提供例如智能問答、應用喚起、智能查詢、快速錄單、通訊錄查詢、天氣預報、新聞資訊等服務，支持公有云應用定制化服務。使用Avert.x異步框架提供REST服務，提高系統的并發量。可通過配置裝載模塊進行模塊化開發，極大提高了系統的靈活性。