基于人工智能和云平臺(tái)的高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理思考

文/吳若華（廣東工商職業(yè)技術(shù)大學(xué)）

隨著教育改革的推進(jìn)，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型與技能型人才的需求量不斷增加，為了滿足高校人才的實(shí)際培養(yǎng)需求，高校在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方面投入了越來越多的資金。雖然這些建設(shè)的高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室可以有效滿足高校教學(xué)實(shí)踐需求，但是由于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室本身管理不到位，使得其中儀器利用率不高試驗(yàn)人員短缺等問題比較突出，也直接影響了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的使用效率及效益。在云平臺(tái)服務(wù)及人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，有效利用這些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，推動(dòng)各行各業(yè)相關(guān)工作和業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型及升級(jí)顯得尤為關(guān)鍵。此時(shí)如果可以創(chuàng)新運(yùn)用云平臺(tái)服務(wù)技術(shù)與人工智能技術(shù)等，來構(gòu)建智能化的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理平臺(tái)顯得尤為重要。

一、新時(shí)期智能化高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室構(gòu)建的意義

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室是當(dāng)下高校開展教育教學(xué)及科研工作的一個(gè)重要場(chǎng)所，關(guān)系高校教育及科研的實(shí)力，也關(guān)系高校學(xué)生綜合科研能力及動(dòng)手實(shí)踐能力的發(fā)展。但是在現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室運(yùn)行管理過程中卻存在一些比較突出的問題，如管理人員隊(duì)伍素質(zhì)不高，平時(shí)的工作量比較大，如在高?？蒲腥蝿?wù)比較多的時(shí)候?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)室具有比較高的使用頻率，但是如果此時(shí)管理人員沒有做好實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的定時(shí)開放工作，那么就會(huì)影響正常的高?？蒲泄ぷ黜樌M(jìn)行。又或者實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室當(dāng)中本身的各種實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)類的設(shè)備及物品本身管理不到位，如學(xué)生損壞或浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室器材及資料，或者隨意丟棄有害、有毒的一些實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)物品等。

此外，近年來關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的安全事故案例也時(shí)有出現(xiàn)，相應(yīng)的管理不到位問題比較突出，導(dǎo)致管理工作效率低下，這會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理水平乃至實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的使用效率等帶來不利影響。而如果可以創(chuàng)新應(yīng)用云平臺(tái)服務(wù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，有效構(gòu)建智能化的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)，就可以顯著提升實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理效果，保證相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)部器材及設(shè)備等可以得到高效使用，增加其使用效益；可以有效減少實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理人員的工作量，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)以及相關(guān)科研實(shí)踐活動(dòng)的開展效果；緩解相關(guān)高校專任教師本身的授課壓力，使他們可以借助實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室來提升科研能力和教學(xué)能力。

二、智能化高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

在開展智能化高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)過程中，可以結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)現(xiàn)況，有效地引入云平臺(tái)服務(wù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，來對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的管理過程進(jìn)行智能化升級(jí)及改造，保證可以更好地滿足實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的管理要求。從整體上來講，在構(gòu)建面向于智能化的高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)過程中，主要可以劃分成對(duì)外展示功能模塊、日常管理功能模塊和數(shù)據(jù)資源功能模塊三大部分，之后可以再針對(duì)不同的系統(tǒng)功能模塊來相應(yīng)地設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的管理內(nèi)容。下面結(jié)合某智能化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理軟件平臺(tái)進(jìn)行如下分析：

（一）對(duì)外展示功能模塊

在當(dāng)下移動(dòng)設(shè)備快速更新?lián)Q代以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的今天，高校網(wǎng)站的每日、每周及每月訪問量快速增長(zhǎng)，而學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室本身也是一個(gè)涉及較多訪問量的對(duì)象，所以這一系統(tǒng)功能模塊主要是為了設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室形象化展示空間?；谶@一系統(tǒng)功能模塊應(yīng)用，可以使外部人員借助高校專門網(wǎng)站來便捷、全面地了解學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室本身的情況，如實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備及器材分布情況，或者實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的使用安排情況，包括使用預(yù)約、相關(guān)操作視頻、VR直觀演示及安全操作規(guī)制等。

（二）日常管理功能模塊

為了對(duì)高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的日常維護(hù)及管理水平進(jìn)行提升，可以采取先進(jìn)的信息化管理系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行有效管理，主要涉及智能門禁管理功能、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室開放預(yù)約功能、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備借用、定位以及維護(hù)維修等細(xì)化的功能模塊。借助所構(gòu)建的管理系統(tǒng)管理功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的相關(guān)管理內(nèi)容向智能化與電子化處理方向轉(zhuǎn)變，極大地提升了相關(guān)管理人員管理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的工作效率及使用率，避免浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備及相關(guān)材料等資源。歸結(jié)起來，該系統(tǒng)功能模塊主要涉及用電管理功能、器材及耗材管理功能、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理、智能門禁管理功能等。

（三）數(shù)據(jù)資源功能模塊

該功能模塊主要是構(gòu)建面向于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的中心數(shù)據(jù)庫，之后將日常實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的相關(guān)日常處理及管理工作內(nèi)容轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，在所構(gòu)建系統(tǒng)云平臺(tái)上進(jìn)行存儲(chǔ)及統(tǒng)一管理。該功能模塊中涉及的數(shù)據(jù)資源比較多，包括實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備資料管理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室課程安排數(shù)據(jù)以及使用登記實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的數(shù)據(jù)等。此外，該功能模塊還可以對(duì)相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、圖片和視頻等資料進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無紙化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室資料管理，還可以高效地記錄設(shè)備及崗位工作日志等數(shù)據(jù)，之后將它們轉(zhuǎn)化為電子化數(shù)據(jù)，這樣更有利于后續(xù)相關(guān)檢查人員開展查閱工作，整體省力又省時(shí)。

三、智能化高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）智能門禁管理

智能門禁系統(tǒng)是人工智能技術(shù)應(yīng)用于門禁管理中所形成的一種現(xiàn)代化管理系統(tǒng)，當(dāng)下已經(jīng)在家庭及公共領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本次所設(shè)計(jì)的智能化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中也有效地引入和應(yīng)用了智能門禁管理系統(tǒng)，可以在云平臺(tái)上將高校學(xué)生卡和教職工卡綁定好，之后以借用時(shí)間為分類管理標(biāo)準(zhǔn)開展管理；同時(shí)還可以借助設(shè)置的輔助攝像頭來對(duì)借用人員的圖像等信息進(jìn)行采集，以及借助構(gòu)建的云平臺(tái)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的借用時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)等相關(guān)信息進(jìn)行記錄及存儲(chǔ)。

（二）故障報(bào)修系統(tǒng)

在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中涉及眾多種類的器材、工具與設(shè)備等，在日常使用期間不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障問題。但是以往的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理過程中采用的保修流程及程序效率非常低，這會(huì)對(duì)高校正常的教學(xué)及科研進(jìn)度帶來不利影響。此時(shí)可以將這一功能有機(jī)整合到高校教職工OA系統(tǒng)首頁上面，如在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中遇到相關(guān)器材、工具等出現(xiàn)故障問題之后，相應(yīng)使用實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的教職工直接登錄到本次所涉及的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)當(dāng)中，并點(diǎn)選故障報(bào)修模塊的選項(xiàng)，之后相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中的管理人員可以快速接收到本次系統(tǒng)的推送信息并及時(shí)加以處理，這樣的故障系統(tǒng)處理方式，可以最大程度提高本次故障保修系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)效性。

（三）貴重設(shè)備管理

在高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理過程中，貴重設(shè)備及儀器的管理是其中的重中之重。通過構(gòu)建有效的貴重設(shè)備管理系統(tǒng)，可以將專門服務(wù)器與對(duì)應(yīng)的NFC芯片、管理端口等連接起來接入到同一局域網(wǎng)當(dāng)中。當(dāng)受到保護(hù)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中的貴重設(shè)備及儀器，在沒有經(jīng)過授權(quán)而直接遠(yuǎn)離高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)觸發(fā)門上面設(shè)置的紅外傳感器以及安裝于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室天花板上面的RFID閱讀器等警報(bào)設(shè)備，之后在系統(tǒng)的云平臺(tái)上面會(huì)對(duì)本次設(shè)備非法走出倉庫的相關(guān)信息進(jìn)行記錄。通過這一管理功能的應(yīng)用，可以最大程度提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中貴重設(shè)備及儀器的管理效率及安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種貴重設(shè)備及儀器的自動(dòng)化跟蹤、實(shí)時(shí)定位及警告。

（四）數(shù)據(jù)庫的管理

在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室智能化管理系統(tǒng)過程中，數(shù)據(jù)庫構(gòu)建是非常重要的組成部分，其相當(dāng)于專門面向于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的知識(shí)百科庫，涵蓋了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的基本信息。基于所構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，不僅可以用于對(duì)新入職的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室職工開展崗前培訓(xùn)，同時(shí)也能夠?yàn)橛袡z索需求的人員提供必要的數(shù)據(jù)支持。

（五）預(yù)約功能管理

高校實(shí)驗(yàn)室除了可以用于高校教學(xué)工作之外，還可以開展高?？蒲泄ぷ?，或者技能競(jìng)賽活動(dòng)等，它們?cè)陂_展過程中也需要涉及眾多的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)儀器及設(shè)備等?；诒敬沃悄芑芾硐到y(tǒng)構(gòu)建中的預(yù)約功能，可以使相關(guān)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的未來預(yù)約情況以及實(shí)際使用情況等進(jìn)行充分了解，大大提高了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室本身的使用效率。此外，基于所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室預(yù)約功能，也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中各個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備及儀器本身的使用率等信息形成深刻認(rèn)知，較大地提高了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的管理水平。

（六）VR演示管理

在人工智能技術(shù)逐漸普及的背景下，VR技術(shù)得到了快速發(fā)展。通過在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理過程中合理應(yīng)用VR技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的真實(shí)工作環(huán)境及內(nèi)容進(jìn)行再現(xiàn)，這樣可以為前來高校參觀實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的相關(guān)人員提供沉浸式、零距離以及可親自進(jìn)行交互的一種全新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室體驗(yàn)。相關(guān)的瀏覽者可以進(jìn)入到自己想要參觀的高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中，借助所構(gòu)建的VR系統(tǒng)來對(duì)現(xiàn)階段實(shí)際的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室中的各種實(shí)際操作進(jìn)行有效模擬，極大地提高了整體的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的體驗(yàn)感。

（七）通知發(fā)布軟件

鑒于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室本身構(gòu)建的智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用需要進(jìn)行相關(guān)信息及通知發(fā)布，所以本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有效地構(gòu)建了面向于通知發(fā)布軟件的功能模塊，具體就是借助Windows的信息發(fā)布軟件以及配套的手機(jī)端管理App，可以保證相關(guān)的終端都可以接收到管理系統(tǒng)所發(fā)布的一切公共內(nèi)容，而針對(duì)那些對(duì)應(yīng)的課程表信息及內(nèi)容等都可以專門定向發(fā)送給相應(yīng)的使用人員，極大地確保了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理信息的覆蓋范圍，提升了其使用的精準(zhǔn)度。

四、結(jié)語

隨著科技時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，高校教育面臨著越發(fā)嚴(yán)峻的教學(xué)及科研工作挑戰(zhàn)，構(gòu)建及應(yīng)用智慧化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室迫在眉睫，這是推進(jìn)智慧高校校園的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過構(gòu)建及應(yīng)用智慧化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)，結(jié)合相關(guān)的功能模塊合理設(shè)計(jì)及應(yīng)用，可以最大程度提升智慧化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室管理的有效性，有效助力智能高校智慧校園建設(shè)。