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“互联网+教育”实验室管理创新模式

2020-10-17 10:06


智慧型实验室实则是依托于互联网、云计算、物联网、大数据技术,结合“互联网+”行动计划的深层发展内涵,从顶层设计出发,为实验室教学管理设计一套完整的智慧化、信息化发展方案,全面覆盖了整个实验过程中的人、物、环境,依托于云端虚拟池,集成整合优质的实验资源并实时共享,利用物联网跟踪监测实验设备、环境状态,为实验教学进行最优匹配。

智慧型实验室的建设,以校园网为支撑,构建统一实验管理平台,联动不同专业部门进行实验室的协同开发,共同驱动实验设备、资源和数据的集成共享。其次,以智慧型实验管理架构为支撑,提升实验室的灵活性,因实验室面向的是全校各专业学生,为此,智慧型实验室可以结合不同专业的实验需求,进行设备引入、实验项目设计、课程安排,实现统一规划、统筹安排,以此搭建可与实验资源库、教务管理系统、实验室设备及教学管理系统互联互通的智慧实验室管理框架,通过各模块数据流的交互,对实验室的使用情况、耗材、考勤等数据进行统计分析,进一步优化实验室的灵活性管理。再次,强化可扩展性的建设,对实验室进行模块化设计。

智慧型实验室可采用菜单模块的方式,合理设置实验设备、实验成绩、实验教学、实验耗材等模块功能,以便管理层、师生等根据各自的需求选择对应的模块。模块化的设计便于实验室系统模块的灵活扩展,例如可将物联网智能终端引入实验室,智慧实验室APP在线实验室使用管理平台,让师生通过APP随时随地进行实验预约、成绩查询、下载实验资源等操作。

智慧型实验室的核心功能是实验教学,其建设的重点是解决实验教学难、操作难的问题。引入多媒体技术、虚拟现实技术构建三维立体、可视化的实验教学过程,方便师生进行视频教学、实验模拟仿真及实操训练;采用大数据技术提取整合各类优质教学资源,进行实验教学项目、课程内容的优化设计,并搭载云计算技术进行实验资源的快速存读取,完成实验课程、资源的集成共享服务。

智慧实验室借助移动端APP设置实验预约服务,该服务采用实验教师主导的模式,根据实验项目,预约实验室及时间段—管理员预约调整—进行预约审批—生成预约课表。在预约过程中,学生凭借用户名和密码登录系统,可在线查询实验室使用情况、实验耗材、实验人数、实验安排,发出预约申请,在获得管理员审批后凭借校园卡可进入实验室进行相关的实验学习和操作。

智慧型实验室构建时可给实验教学过程提供智能化的设备管理及环境监测支撑,搭载实验室信息化管理平台融合物联网对实验音箱、仪器、排风、空调、灯光、扫描仪等实验设备进行全面管控,借助互联网、传感器技术实时跟踪监测实验设备的运行状态,以便及时维护实验设备、防控实验风险,适时调试设备运行参数及模式,方便实验应用,提升实验教学的效率。

同时,还需要对实验室内的温湿度、空气质量等环境参数进行实时监测,构建由数据采集端、云服务、监测装置、智能终端等构成的环境监测平台,让管理员通过智慧实验室信息化管理系统Web浏览器或手机APP端便可实时监测环境监测点的监测数据,通过大数据分析、融合理实监测数据便可快速得出监测结果,及时向监测中心发出预警信息,以便实验管理员对空调、排风扇、新风机等设备进行适当调试,满足实验所需的温湿度环境要求。

“互联网+教育”理念深化发展,人工智能、大数据、物联网及云计算等信息技术与教育的融合已经成为必然趋势。智慧型实验室将实验设备、人、资源及方法均进行了智慧化的改造,让实验项目、课程、考勤、评价等内容得以集成化管理,让实验室可以智能感知、即时响应各类实验需求,为师生提供智能化的实验决策,对于控制实验成本、优化实验室管理效能均具有深远影响,且弥补了传统实验室覆盖范围小、实验灵活性差的弊端,打造了一种全新的实验室建设发展模式。

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