基于人工智能的開(kāi)放式實(shí)訓(xùn)平臺(tái)模式探討

張樹(shù)軍

(貴州商學(xué)院，貴陽(yáng) 550014)

1 研究理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值

1.1 研究理論

在高科技飛速發(fā)展的“十三五”期間，我國(guó)高校一直堅(jiān)持“四個(gè)全面”的戰(zhàn)略布局，堅(jiān)決和一貫落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的發(fā)展理念，并始終堅(jiān)持按照服務(wù)全局、融合創(chuàng)新、深化應(yīng)用、完善機(jī)制的原則，為更好地服務(wù)立德樹(shù)人、推動(dòng)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(biāo)相適應(yīng)的教育平臺(tái)體系。

1.2 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值

目前，高校由于學(xué)生多、課程集中性強(qiáng)、同時(shí)開(kāi)設(shè)班級(jí)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(shí)驗(yàn)課不適用等問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室數(shù)量及容量不能滿足全校教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求。且各專業(yè)機(jī)房安裝的應(yīng)用軟件相對(duì)獨(dú)立、功能相對(duì)專業(yè)來(lái)說(shuō)比較單一，多媒體的技術(shù)應(yīng)用開(kāi)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(tái)建設(shè)尚處于探索階段?，F(xiàn)有高校常規(guī)機(jī)房和多媒體實(shí)驗(yàn)室已不能滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)需要。應(yīng)充分利用人工智能科研實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，并結(jié)合智能助理系統(tǒng)建設(shè)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、作業(yè)以及課內(nèi)外練習(xí)于一體的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室模式，基本實(shí)現(xiàn)師生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)均可完成教學(xué)實(shí)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(jì)算機(jī)2 000多臺(tái)，各種專業(yè)實(shí)驗(yàn)機(jī)房、語(yǔ)音室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室50多個(gè)。校園網(wǎng)絡(luò)及語(yǔ)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(duì)伍建設(shè)完備，制度保障有力，并在平臺(tái)建設(shè)方面具有多年經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效顯著。貴州省物流協(xié)會(huì)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(shí)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(jiǎng)?；谌斯ぶ悄芙虒W(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，提出開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)模式，前期實(shí)現(xiàn)授課人數(shù)由原來(lái)的一個(gè)建制班擴(kuò)大到3～4個(gè)班，并逐步探索更大容量。后期，利用現(xiàn)有服務(wù)器實(shí)現(xiàn)校內(nèi)云平臺(tái)搭建。平臺(tái)可同時(shí)為學(xué)校和企業(yè)提供安全便捷、按需擴(kuò)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(shí)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(tái)資源規(guī)模，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“云化”。

2 研究?jī)?nèi)容方案及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 研究?jī)?nèi)容方案

充分利用專業(yè)機(jī)房、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室、校園網(wǎng)絡(luò)及語(yǔ)音、視頻，供有需要的學(xué)生選擇，學(xué)生也可通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)登錄校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)查找教室、學(xué)習(xí)、查詢、作業(yè)、考勤等過(guò)程。加強(qiáng)校企合作，有條件的允許網(wǎng)吧、游戲室等社會(huì)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(tái)建設(shè)推進(jìn)，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(zhǎng)或社會(huì)人員訪問(wèn)學(xué)習(xí)與交流。充分利用學(xué)校所有可以利用的機(jī)房或開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室，在規(guī)定教學(xué)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)不限地點(diǎn)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、過(guò)程考核，量化計(jì)分。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室基于人工智能教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，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(guò)程監(jiān)控體系，在教學(xué)期內(nèi)不限時(shí)間地點(diǎn)，是一種借助云計(jì)算的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。前期由于安裝客戶端需占用部分用戶資源，后期的云平臺(tái)無(wú)需占用用戶資源。提供設(shè)備支持和軟件資源共享，實(shí)現(xiàn)循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。后期可通過(guò)加強(qiáng)校企合作，允許社會(huì)資源合作共享。本系統(tǒng)更注重實(shí)踐類的課程，如專業(yè)實(shí)習(xí)、新生軍訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，其中的教學(xué)科研管理是對(duì)開(kāi)展的科研項(xiàng)目進(jìn)行審批管理、登記、人員分配、預(yù)算費(fèi)用等方面的計(jì)算和記錄，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)教學(xué)科研過(guò)程中每個(gè)階段的有效監(jiān)管，最后對(duì)項(xiàng)目所產(chǎn)生的成果、學(xué)術(shù)、科研論文進(jìn)行登記，并對(duì)獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)、專利進(jìn)行存檔。

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

采用開(kāi)放系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的可擴(kuò)展性和可管理性，最大限度地利用和擴(kuò)充現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)施，使個(gè)性化信息保持獨(dú)立，從而保護(hù)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(kāi)展合作，并為院校在大數(shù)據(jù)云計(jì)算、云原生開(kāi)發(fā)和智能機(jī)器人平臺(tái)，以及鼓勵(lì)科研、教學(xué)和人才培養(yǎng)方面提供長(zhǎng)期有效的支持。以技術(shù)平臺(tái)、科技產(chǎn)品和技術(shù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)科基礎(chǔ)理論、方法及應(yīng)用，推動(dòng)在大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、智能機(jī)器人、云計(jì)算、移動(dòng)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(biāo)，使平臺(tái)應(yīng)用過(guò)程更加智能化，人才培養(yǎng)更加個(gè)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(jì)算機(jī)到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備，現(xiàn)有計(jì)算機(jī)2 000多臺(tái)，各種專業(yè)機(jī)房39個(gè)。除普通機(jī)房外還有語(yǔ)音室、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等配置計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室。校園網(wǎng)絡(luò)及語(yǔ)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(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院隊(duì)伍建設(shè)完備，制度完善，并在平臺(tái)建設(shè)方面有多年經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效顯著。本人已承擔(dān)并結(jié)題的項(xiàng)目及課題均為圍繞基地或?qū)嶒?yàn)室的相關(guān)研究，現(xiàn)申報(bào)的課題是圍繞人工智能教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室相關(guān)模式的研究。團(tuán)隊(duì)成員在選定的研究課題方向有較好的技術(shù)儲(chǔ)備，有多項(xiàng)相關(guān)的研究成果、教材、論文、專利、獲獎(jiǎng)，其中有國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、省級(jí)課題及省教學(xué)成果獎(jiǎng)各一項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)組成合理，分工明確，學(xué)校開(kāi)設(shè)了大數(shù)據(jù)專業(yè)，云計(jì)算、云原生開(kāi)發(fā)、智能機(jī)器人平臺(tái)已經(jīng)投入使用，并成立了人工智能教研中心。研究?jī)?nèi)容具有創(chuàng)新性、實(shí)用性及前瞻性，利用仿真平臺(tái)、數(shù)字圖書館等形式進(jìn)行社會(huì)應(yīng)用的商業(yè)化推廣。研究成果社會(huì)應(yīng)用價(jià)值強(qiáng)，并可復(fù)制、推廣。課題研究方向明確，內(nèi)容詳實(shí)，方案完整有可行性。學(xué)校對(duì)所申報(bào)課題資金一比一配套，出臺(tái)了三年內(nèi)達(dá)到生均一萬(wàn)元實(shí)驗(yàn)設(shè)備建設(shè)的政策，在指定場(chǎng)地組織相關(guān)人員以實(shí)踐中心的形式開(kāi)展建設(shè)工作。組織了10多個(gè)院校、教育集團(tuán)及職能部門成立聯(lián)合課題組，為課題研究提供了可獨(dú)立支配的課題研究基礎(chǔ)軟硬件條件。利用VPA與工作場(chǎng)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(shí)庫(kù)，提供自然靈動(dòng)、精準(zhǔn)高效的工作助理服務(wù)。不僅能夠7×24小時(shí)待命，還能提供例如智能問(wèn)答、應(yīng)用喚起、智能查詢、快速錄單、通訊錄查詢、天氣預(yù)報(bào)、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?？赏ㄟ^(guò)配置裝載模塊進(jìn)行模塊化開(kāi)發(fā)，極大提高了系統(tǒng)的靈活性。