基于人工智能和云平臺的高校實驗實訓室管理思考

文/吳若華（廣東工商職業技術大學）

隨著教育改革的推進，社會對創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際培養需求，高校在實驗實訓室建設方面投入了越來越多的資金。雖然這些建設的高校實驗實訓室可以有效滿足高校教學實踐需求，但是由于實驗實訓室本身管理不到位，使得其中儀器利用率不高試驗人員短缺等問題比較突出，也直接影響了實驗實訓室的使用效率及效益。在云平臺服務及人工智能技術迅猛發展的今天，有效利用這些先進科學技術，推動各行各業相關工作和業務的轉型及升級顯得尤為關鍵。此時如果可以創新運用云平臺服務技術與人工智能技術等，來構建智能化的實驗實訓室管理平臺顯得尤為重要。

一、新時期智能化高校實驗實訓室構建的意義

實驗實訓室是當下高校開展教育教學及科研工作的一個重要場所，關系高校教育及科研的實力，也關系高校學生綜合科研能力及動手實踐能力的發展。但是在現階段的國內高校實驗實訓室運行管理過程中卻存在一些比較突出的問題，如管理人員隊伍素質不高，平時的工作量比較大，如在高校科研任務比較多的時候實驗實訓室具有比較高的使用頻率，但是如果此時管理人員沒有做好實驗實訓室的定時開放工作，那么就會影響正常的高校科研工作順利進行。又或者實驗實訓室當中本身的各種實驗實訓類的設備及物品本身管理不到位，如學生損壞或浪費實驗實訓室器材及資料，或者隨意丟棄有害、有毒的一些實驗實訓物品等。

此外，近年來關于高校實驗實訓室的安全事故案例也時有出現，相應的管理不到位問題比較突出，導致管理工作效率低下，這會對實驗實訓室管理水平乃至實驗實訓室的使用效率等帶來不利影響。而如果可以創新應用云平臺服務技術、人工智能技術等一些先進的科學技術，有效構建智能化的實驗實訓管理系統，就可以顯著提升實驗實訓室管理效果，保證相關實驗實訓室內部器材及設備等可以得到高效使用，增加其使用效益；可以有效減少實驗實訓室管理人員的工作量，提升實驗實訓課程教學以及相關科研實踐活動的開展效果；緩解相關高校專任教師本身的授課壓力，使他們可以借助實驗實訓室來提升科研能力和教學能力。

二、智能化高校實驗實訓室管理系統的設計思路

在開展智能化高校實驗實訓室建設過程中，可以結合現有的實驗實訓室建設現況，有效地引入云平臺服務技術、人工智能技術等先進科學技術，來對傳統的實驗實訓室的管理過程進行智能化升級及改造，保證可以更好地滿足實驗實訓室的管理要求。從整體上來講，在構建面向于智能化的高校實驗實訓室管理系統過程中，主要可以劃分成對外展示功能模塊、日常管理功能模塊和數據資源功能模塊三大部分，之后可以再針對不同的系統功能模塊來相應地設計對應的管理內容。下面結合某智能化實驗實訓室管理軟件平臺進行如下分析：

（一）對外展示功能模塊

在當下移動設備快速更新換代以及移動互聯網絡技術快速發展的今天，高校網站的每日、每周及每月訪問量快速增長，而學校實驗實訓室本身也是一個涉及較多訪問量的對象，所以這一系統功能模塊主要是為了設計一個獨特的實驗實訓室形象化展示空間。基于這一系統功能模塊應用，可以使外部人員借助高校專門網站來便捷、全面地了解學校實驗實訓室本身的情況，如實驗實訓設備及器材分布情況，或者實驗實訓室的使用安排情況，包括使用預約、相關操作視頻、VR直觀演示及安全操作規制等。

（二）日常管理功能模塊

為了對高校實驗實訓室的日常維護及管理水平進行提升，可以采取先進的信息化管理系統對實驗實訓室進行有效管理，主要涉及智能門禁管理功能、實驗實訓室開放預約功能、實驗實訓室設備借用、定位以及維護維修等細化的功能模塊。借助所構建的管理系統管理功能模塊，可以實現將實驗實訓室的相關管理內容向智能化與電子化處理方向轉變，極大地提升了相關管理人員管理實驗實訓室的工作效率及使用率，避免浪費實驗實訓室中的實驗實訓設備及相關材料等資源。歸結起來，該系統功能模塊主要涉及用電管理功能、器材及耗材管理功能、實驗室開放預約管理、智能門禁管理功能等。

（三）數據資源功能模塊

該功能模塊主要是構建面向于實驗實訓室的中心數據庫，之后將日常實驗實訓室的相關日常處理及管理工作內容轉換為相應的數據后，在所構建系統云平臺上進行存儲及統一管理。該功能模塊中涉及的數據資源比較多，包括實驗實訓設備資料管理實驗實訓室課程安排數據以及使用登記實驗實訓設備的數據等。此外，該功能模塊還可以對相關的關鍵數據、圖片和視頻等資料進行實時更新，同時可以實現無紙化實驗實訓室資料管理，還可以高效地記錄設備及崗位工作日志等數據，之后將它們轉化為電子化數據，這樣更有利于后續相關檢查人員開展查閱工作，整體省力又省時。

三、智能化高校實驗實訓室管理系統的應用

（一）智能門禁管理

智能門禁系統是人工智能技術應用于門禁管理中所形成的一種現代化管理系統，當下已經在家庭及公共領域得到了廣泛應用。本次所設計的智能化實驗實訓室中也有效地引入和應用了智能門禁管理系統，可以在云平臺上將高校學生卡和教職工卡綁定好，之后以借用時間為分類管理標準開展管理；同時還可以借助設置的輔助攝像頭來對借用人員的圖像等信息進行采集，以及借助構建的云平臺對相關實驗實訓室的借用時間、時長等相關信息進行記錄及存儲。

（二）故障報修系統

在實驗實訓室中涉及眾多種類的器材、工具與設備等，在日常使用期間不可避免地會出現故障問題。但是以往的實驗實訓室管理過程中采用的保修流程及程序效率非常低，這會對高校正常的教學及科研進度帶來不利影響。此時可以將這一功能有機整合到高校教職工OA系統首頁上面，如在實驗實訓室中遇到相關器材、工具等出現故障問題之后，相應使用實驗實訓室的教職工直接登錄到本次所涉及的實驗實訓室管理系統當中，并點選故障報修模塊的選項，之后相應的實驗實訓室中的管理人員可以快速接收到本次系統的推送信息并及時加以處理，這樣的故障系統處理方式，可以最大程度提高本次故障保修系統的應用實效性。

（三）貴重設備管理

在高校實驗實訓室管理過程中，貴重設備及儀器的管理是其中的重中之重。通過構建有效的貴重設備管理系統，可以將專門服務器與對應的NFC芯片、管理端口等連接起來接入到同一局域網當中。當受到保護的實驗實訓室中的貴重設備及儀器，在沒有經過授權而直接遠離高校實驗實訓室的時候，會自動觸發門上面設置的紅外傳感器以及安裝于實驗實訓室天花板上面的RFID閱讀器等警報設備，之后在系統的云平臺上面會對本次設備非法走出倉庫的相關信息進行記錄。通過這一管理功能的應用，可以最大程度提高實驗實訓室中貴重設備及儀器的管理效率及安全性，實現對各種貴重設備及儀器的自動化跟蹤、實時定位及警告。

（四）數據庫的管理

在構建實驗實訓室智能化管理系統過程中，數據庫構建是非常重要的組成部分，其相當于專門面向于實驗實訓室的知識百科庫，涵蓋了實驗實訓室的基本信息。基于所構建數據庫的應用，不僅可以用于對新入職的實驗實訓室職工開展崗前培訓，同時也能夠為有檢索需求的人員提供必要的數據支持。

（五）預約功能管理

高校實驗室除了可以用于高校教學工作之外，還可以開展高校科研工作，或者技能競賽活動等，它們在開展過程中也需要涉及眾多的實驗實訓儀器及設備等。基于本次智能化管理系統構建中的預約功能，可以使相關人員對實驗實訓室的未來預約情況以及實際使用情況等進行充分了解，大大提高了實驗實訓室本身的使用效率。此外，基于所構建的實驗實訓室預約功能，也可以對實驗實訓室中各個實驗實訓設備及儀器本身的使用率等信息形成深刻認知，較大地提高了實驗實訓室的管理水平。

（六）VR演示管理

在人工智能技術逐漸普及的背景下，VR技術得到了快速發展。通過在實驗實訓室管理過程中合理應用VR技術，可以實現對實驗實訓室的真實工作環境及內容進行再現，這樣可以為前來高校參觀實驗實訓室的相關人員提供沉浸式、零距離以及可親自進行交互的一種全新實驗實訓室體驗。相關的瀏覽者可以進入到自己想要參觀的高校實驗實訓室中，借助所構建的VR系統來對現階段實際的實驗實訓室中的各種實際操作進行有效模擬，極大地提高了整體的實驗實訓室的體驗感。

（七）通知發布軟件

鑒于實驗實訓室本身構建的智能化管理系統應用需要進行相關信息及通知發布，所以本次系統設計中有效地構建了面向于通知發布軟件的功能模塊，具體就是借助Windows的信息發布軟件以及配套的手機端管理App，可以保證相關的終端都可以接收到管理系統所發布的一切公共內容，而針對那些對應的課程表信息及內容等都可以專門定向發送給相應的使用人員，極大地確保了實驗實訓室管理信息的覆蓋范圍，提升了其使用的精準度。

四、結語

隨著科技時代的進一步發展，高校教育面臨著越發嚴峻的教學及科研工作挑戰，構建及應用智慧化實驗實訓室迫在眉睫，這是推進智慧高校校園的一個重要環節。通過構建及應用智慧化實驗實訓室管理系統，結合相關的功能模塊合理設計及應用，可以最大程度提升智慧化實驗實訓室管理的有效性，有效助力智能高校智慧校園建設。