基于大數據下的智慧實訓實驗教學管理平臺的研究*

郭在云

（云南能源職業技術學院）

一、引言

國務院《國家職業教育改革實施方案》國發〔2019〕4號、教育部等六部門《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》教科信〔2021〕2號等文件精神要求，職業院校要推動智能實訓實驗室建設，利用信息技術、物聯網技術實施智能化管理，提高實訓實驗室對高技能人才培訓和科研能力支持，實現科學、規范、安全的實驗實訓室管理體系。目前，我國職業院校實訓實驗室普遍沿襲傳統的人管模式，存在管理人員多、工作效率低；數據采集、存儲、上報不精準、偏差大；資產管理平臺不匹配，實訓實驗室設備管理檔案不健全，各部門之間資料數據偏差大等現象。其次，由于實訓實驗室管理工作涉及面較廣，具體性、細節性工作多，各職業院校的實驗實訓室建設發展不一致等諸多原因，造成國內職業院校在智慧實訓實驗室管理方面還處在研究、探索層面，沒有具體的應用成果，市場上也缺乏精準對接高職院校的智慧實訓實驗室管理平臺。筆者有著近二十年實訓實驗室管理工作經歷，結合自身的經驗研究、探索該管理平臺，以供參考。

二、智慧實訓實驗管理平臺研究目標

（一）實現管理智能化

通過智慧實訓實驗管理平臺實現學校實踐教學和管理涉及多院系、多實訓實驗室的人、財、物協同，根據學校實際情況及發展規劃，從信息交互、基礎數據、實踐教學、數據上報、智能監控、實訓實驗室安全、實訓實驗資源共享訪問到人、財、物，應用實訓管理、資產管理、安全管理及對外展示等功能模塊，最終實現物聯感知的智慧實訓室。

（二）實現實訓教學全過程數據化

智慧實訓實驗管理平臺是結合物聯網、大數據技術，應用RFID、傳感器、智能管理終端等物聯網設備，實現對實訓室設備、環境的全面感知、業務場景化聯動，基于云數據中心，實現數據云化和業務云化，應用實訓管理、資產管理、安全管理及對外展示等功能模塊，結合創新的“自組織”實踐教學管理模式和理念，以建立全校各級實訓實驗室科學化、智能化、流程化管理為重點，以高效率的業務管理、有效的管理監控、完全的實踐教學統一集成管理與互動為宗旨，以充分發揮實訓實驗室資源利用效率，服務于師生為目標，進一步滿足實訓實驗室使用者和管理者的需求，便于全校實訓中心、二級學院、教務處等部門統一監控、調度，提高院系實踐教學管理效率，為實踐教學的發展提供了有力的數據和技術支撐。

三、智慧實訓實驗管理平臺系統功能設計

（一）資產管理

資產管理實現實訓實驗室管理員、實訓實驗室管理中心、資產管理處信息相聯互通，統一資產編碼，資產臺賬更清晰；細化資產類別，實現資產分類、分級權限管控；統一存放地點管理，實現資產存放與各組織對應；統一資產卡片管理，批量導入資產數據，快速生成資產臺賬，讓資產管理更規范、精細化。

圖1 智慧實訓實驗管理平臺系統功能示意圖

（二）實訓實驗室管理

以實訓室為核心，面向實訓室新改擴建、日常教學分配、實訓周安排、報損報修、實訓室巡檢等工作，為實訓室管理員提供移動便捷可追溯的工具。讓實訓室管理從混亂到有序，讓無數據可查變成有數據追溯。

（三）實訓室分配及預約管理

1.智能分配

通過數據接口對接的方式獲取教務系統實訓教學任務、場地指派及安排（支持輔助決策）、智能排課等，為實訓教師提供清晰的教學安排及管理手段，保證實訓教學任務順利實施。

2.動態預約

通過“PC+移動”的協作，在智能分配基礎上，采用了可清楚查看每間實訓室課程的分配情況，支持動態預約的方式，保證了實訓課程時間變動等特殊情況下的實訓室預約。

（四）實訓資源可視化

采用傾斜攝影測量技術對實訓室樓宇空間點云數據進行采集、顯示及描述，運用VIS獨特的地理空間分析能力，空間模擬和空間決策支持，以直觀的可視化模式呈現出實驗室樓宇分布、實驗室儀器資源分布等地理信息，按校區、院系、實訓實驗室、儀器設備等分類智能顯示實訓資源統計信息、預約信息、使用信息等，同時完成實訓教學、儀器設備共享等系統的可視化操作。

（五）實訓教學管理

通過數據導入方式，對基礎數據（院系專業、指導教師、行政班級等）進行入庫，日常實訓教學、實訓周系統提供自排課或從教務系統導入實訓課表，按照教學課表和實訓計劃，自動控制實訓室開啟與關閉。通過消息提醒和簽到，督促指導老師和實訓室管理員執行教學任務，對于突發情況，系統支撐調課和補課操作。

（六）設備、儀器管理

基于實訓需要，系統支持通過項目對儀器進行綁定式使用，也可根據需要跨實訓室借用，為保證儀器完整完好、防錯防丟，系統全過程跟蹤儀器從入庫、借用到歸還。利用“一物一碼”，通過移動端掃碼即可監控儀器出入實訓室管理。

（七）耗材管理

通過全流程庫存跟蹤式管理，對低值耐用品、材料、易耗品和危化品，從采購、入庫、出庫、調撥、報損、報廢等日常高頻操作，進行實時動態監控。實現臺賬清晰，報表數據和上報數據一鍵生成。

（八）安全管理

利用物聯網技術對大型儀器、精密儀器、特種設備、易燃易爆、危化品等存在安全隱患的重點實訓實驗室，采取環境監測、聯動控制技術，實時數據反饋，利用動態數據智能預警，做到人防、技防，確保實訓實驗室在安全有序的環境下平穩運行。

（九）危化品管理

基于危化品管理要求，按照危化品等級（一級、二級、三級、四級），對采購入庫危化品進行分級管理，對危化品倉庫安裝的視頻監控、傳感器和智能危化品柜等設備接入平臺，設備聯動實現對危化品的智能化、動態化精準管理和監控。

（十）移動審批

平臺系統支持“PC+移動”多端協作，通過移動端無論何時何地，都可掌控全局。系統對審批事項，通過流程式驅動推送給對應審批人處理，基于電子簽名保證審批處理的有效合規，有效提高實訓實驗審批程序的效率。

表1 數據庫性能要求

四、平臺系統性能及技術保障

（一）平臺系統應用

可以實現對所有用戶的統一管理，如圖2所示。可設置不同職能部門或組織機構，對應分級角色和賬號；可設置系統級別和部門級別角色，每個角色具備不同的權限，能夠針對角色指派成員；對于待審批處理事項，審批人通過移動端遠程即可處理，為保證授權可信，系統支持手寫簽名；支持對部門進行管理，可配置部門相關基礎信息，進行增刪改等相關操作。

圖2 系統框架圖

（二）系統性能技術支持

以“規范管理行為、提高工作效率”為目的，充分利用現有的資源并加以合理利用，具有可擴展性；方便操作和維護管理，能夠滿足不同層次的需求，便于與其它業務系統結合應用，具有較好的穩定性和良好的開放性；兼容 IE、Google Chrome、Fire Fox、Opera、Apple Safari 等五主流瀏覽器，方便用戶使用，避免瀏覽器不兼容問題。

（三）技術指標保障

確保不能發生網絡安全四級及以上事件，數據庫性能要求：

五、結語

在我國職業教育高速發展和改革的重要時期，實踐教學與管理正走向科學、規范、安全的新方向，通過對實踐教學管理數字化、智能化的IT與OT融合技術，搭建學校多部門平臺通用、信息互通、數據共享的管理系統，有效促進實踐性教學管理的標準化、系統化、信息化，增強學校教師、管理人員的綜合技能，提升產、學、研實踐教學的綜合應用能力，可以有效提高實訓教學質量，更好地為職業院校技能型人才的培養及學校的全面發展提供技術支撐。