基于人工智能的開放式實訓(xùn)平臺模式探討

張樹軍

(貴州商學(xué)院，貴陽 550014)

1 研究理論和實際應(yīng)用價值

1.1 研究理論

在高科技飛速發(fā)展的“十三五”期間，我國高校一直堅持“四個全面”的戰(zhàn)略布局，堅決和一貫落實創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，并始終堅持按照服務(wù)全局、融合創(chuàng)新、深化應(yīng)用、完善機制的原則，為更好地服務(wù)立德樹人、推動形成基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式與教育服務(wù)供給方式，形成與教育現(xiàn)代化發(fā)展目標相適應(yīng)的教育平臺體系。

1.2 實際應(yīng)用價值

目前，高校由于學(xué)生多、課程集中性強、同時開設(shè)班級數(shù)多，相應(yīng)設(shè)施設(shè)備不足、相關(guān)專業(yè)任課教師不足、合班實驗課不適用等問題，導(dǎo)致實驗室數(shù)量及容量不能滿足全校教學(xué)實驗需求。且各專業(yè)機房安裝的應(yīng)用軟件相對獨立、功能相對專業(yè)來說比較單一，多媒體的技術(shù)應(yīng)用開發(fā)有限、在線教學(xué)應(yīng)用涉及較少、信息化非正式學(xué)習(xí)校本研究及云平臺建設(shè)尚處于探索階段。現(xiàn)有高校常規(guī)機房和多媒體實驗室已不能滿足教學(xué)實訓(xùn)需要。應(yīng)充分利用人工智能科研實訓(xùn)平臺，并結(jié)合智能助理系統(tǒng)建設(shè)教學(xué)、實訓(xùn)、作業(yè)以及課內(nèi)外練習(xí)于一體的開放式實驗室模式，基本實現(xiàn)師生在任何時間、任何地點均可完成教學(xué)實踐任務(wù)的目的，并體現(xiàn)作為高校或企業(yè)的管理者、業(yè)務(wù)人員、員工的角色扮演和身份轉(zhuǎn)換。作為應(yīng)用技術(shù)型高校，本校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備，現(xiàn)有計算機2 000多臺，各種專業(yè)實驗機房、語音室、網(wǎng)絡(luò)實驗室50多個。校園網(wǎng)絡(luò)及語音、視頻設(shè)施基本全覆蓋，并配套自習(xí)教室。所在學(xué)院隊伍建設(shè)完備，制度保障有力，并在平臺建設(shè)方面具有多年經(jīng)驗，相關(guān)實驗室建設(shè)成效顯著。貴州省物流協(xié)會在2012年5月與我校簽訂了校企合作協(xié)議，其中課題——“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實訓(xùn)基地中的應(yīng)用”于2016年5月榮獲省優(yōu)秀教學(xué)成果三等獎。基于人工智能教學(xué)實訓(xùn)平臺，提出開放式實驗室平臺模式，前期實現(xiàn)授課人數(shù)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(xiàn)有服務(wù)器實現(xiàn)校內(nèi)云平臺搭建。平臺可同時為學(xué)校和企業(yè)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(jié)省了系統(tǒng)部署時間，為電子商務(wù)、客戶關(guān)系管理、智能管線等多系統(tǒng)應(yīng)用提供資源服務(wù)，將大幅提升網(wǎng)絡(luò)和云平臺資源規(guī)模，力爭實現(xiàn)系統(tǒng)“云化”。

2 研究內(nèi)容方案及創(chuàng)新點

2.1 研究內(nèi)容方案

充分利用專業(yè)機房、開放式實驗室、校園網(wǎng)絡(luò)及語音、視頻，供有需要的學(xué)生選擇，學(xué)生也可通過手機網(wǎng)絡(luò)登錄校園網(wǎng)實現(xiàn)查找教室、學(xué)習(xí)、查詢、作業(yè)、考勤等過程。加強校企合作，有條件的允許網(wǎng)吧、游戲室等社會資源合作共享。做好信息化非正式學(xué)習(xí)校本研究及云平臺建設(shè)推進，配套相應(yīng)環(huán)境建設(shè)與內(nèi)涵發(fā)展結(jié)合，設(shè)立訪客功能，允許學(xué)生家長或社會人員訪問學(xué)習(xí)與交流。充分利用學(xué)校所有可以利用的機房或開放式實驗室，在規(guī)定教學(xué)時長內(nèi)不限地點地進行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、過程考核，量化計分。開放式實驗室基于人工智能教學(xué)實訓(xùn)平臺，與普通視頻教學(xué)系統(tǒng)相比，融合了視頻、網(wǎng)絡(luò)、微信、QQ、監(jiān)控系統(tǒng)，并有全過程監(jiān)控體系，在教學(xué)期內(nèi)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(shè)備支持和軟件資源共享，實現(xiàn)循環(huán)可持續(xù)發(fā)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(tǒng)更注重實踐類的課程，如專業(yè)實習(xí)、新生軍訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等，其中的教學(xué)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(yù)算費用等方面的計算和記錄，能夠?qū)崿F(xiàn)對教學(xué)科研過程中每個階段的有效監(jiān)管，最后對項目所產(chǎn)生的成果、學(xué)術(shù)、科研論文進行登記，并對獲得的獎項、專利進行存檔。

2.2 創(chuàng)新點

采用開放系統(tǒng)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)較好的可擴展性和可管理性，最大限度地利用和擴充現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)施，使個性化信息保持獨立，從而保護私有信息的數(shù)據(jù)安全。學(xué)校大力支持并提供完善的資源和服務(wù)體系，以保證院校順利開展合作，并為院校在大數(shù)據(jù)云計算、云原生開發(fā)和智能機器人平臺，以及鼓勵科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)方面提供長期有效的支持。以技術(shù)平臺、科技產(chǎn)品和技術(shù)，驅(qū)動學(xué)科基礎(chǔ)理論、方法及應(yīng)用，推動在大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、智能機器人、云計算、移動智能、云原生方向的理論與技術(shù)研究。以人工智能結(jié)合大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域的研究和應(yīng)用為主要目標，使平臺應(yīng)用過程更加智能化，人才培養(yǎng)更加個性化。

3 研究基礎(chǔ)和課題研究支撐條件

3.1 研究基礎(chǔ)

學(xué)校發(fā)展至今，從普通計算機到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備，現(xiàn)有計算機2 000多臺，各種專業(yè)機房39個。除普通機房外還有語音室、網(wǎng)絡(luò)實驗室等配置計算機的實驗室。校園網(wǎng)絡(luò)及語音、視頻設(shè)施基本全覆蓋，并配套自習(xí)教室。

3.2 課題研究支撐條件

計算機與信息工程學(xué)院隊伍建設(shè)完備，制度完善，并在平臺建設(shè)方面有多年經(jīng)驗，相關(guān)實驗室建設(shè)成效顯著。本人已承擔(dān)并結(jié)題的項目及課題均為圍繞基地或?qū)嶒炇业南嚓P(guān)研究，現(xiàn)申報的課題是圍繞人工智能教學(xué)實訓(xùn)平臺的開放式實驗室相關(guān)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(shù)儲備，有多項相關(guān)的研究成果、教材、論文、專利、獲獎，其中有國家教學(xué)成果二等獎、省級課題及省教學(xué)成果獎各一項。團隊組成合理，分工明確，學(xué)校開設(shè)了大數(shù)據(jù)專業(yè)，云計算、云原生開發(fā)、智能機器人平臺已經(jīng)投入使用，并成立了人工智能教研中心。研究內(nèi)容具有創(chuàng)新性、實用性及前瞻性，利用仿真平臺、數(shù)字圖書館等形式進行社會應(yīng)用的商業(yè)化推廣。研究成果社會應(yīng)用價值強，并可復(fù)制、推廣。課題研究方向明確，內(nèi)容詳實，方案完整有可行性。學(xué)校對所申報課題資金一比一配套，出臺了三年內(nèi)達到生均一萬元實驗設(shè)備建設(shè)的政策，在指定場地組織相關(guān)人員以實踐中心的形式開展建設(shè)工作。組織了10多個院校、教育集團及職能部門成立聯(lián)合課題組，為課題研究提供了可獨立支配的課題研究基礎(chǔ)軟硬件條件。利用VPA與工作場景相結(jié)合，面向企業(yè)管理者、業(yè)務(wù)人員、員工，基于系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、知識庫，提供自然靈動、精準高效的工作助理服務(wù)。不僅能夠7×24小時待命，還能提供例如智能問答、應(yīng)用喚起、智能查詢、快速錄單、通訊錄查詢、天氣預(yù)報、新聞資訊等服務(wù)，支持公有云應(yīng)用定制化服務(wù)。使用Avert.x異步框架提供REST服務(wù)，提高系統(tǒng)的并發(fā)量。可通過配置裝載模塊進行模塊化開發(fā)，極大提高了系統(tǒng)的靈活性。