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高职院校智能化实验室建设实施初探
发布时间:2021.09.10
信息摘要:
  传统智能化实验室的构建关注于实验室本身,或加强硬件投入改造场地环境,或推动实验项目的虚拟化、网络化、智能化,或引入信息化手段优化管理机制。

实验室设计建设

传统智能化实验室的构建关注于实验室本身,或加强硬件投入改造场地环境,或推动实验项目的虚拟化、网络化、智能化,或引入信息化手段优化管理机制。传统建设实施模式存在两个突出问题:一是缺乏融合性。智能化实验室建设缺少对智慧校园已有云计算架构和大数据中心的充分运用,又缺失与其他相关智慧应用的横向融合桥接。二是缺乏系统性。智能化实验室建设如果仅从硬件、环境、设备设施、教学模式等方面单点发力,未形成合力,则智慧赋能整体效果欠佳。

 

为破解传统实验室信息化、智能化建设中融合性、系统性缺失的问题,着眼于学生实践能力培养,关注实践教学组织与实施,从实验计划、实验准备、实验实施和实验评估四个过程进行智慧化改造,从而将实验室环境改造、信息系统设计等聚焦聚力于实践教学实施中,提升实践教学效果,提高学生实践能力。

 

1 实践教学计划的智能化

实践教学计划的安排按照计划内安排和计划外预约两种模式,其中计划内安排通过智慧校园的数据中心引接教务中课表相关数据,提取本学期实践教学安排情况,结合实践教学管理与保障专题数据库中实验场所相关数据自动形成实验教学计划数据;对于计划外实验,按照网络预约方式,通过不同终端、不同专业的学生进行预约,并实时跟踪校内实验室、实训室及仪器空闲情况,各实践教学场地负责教师进行审批,并自动跟踪到课、学习、训练情况。计划外实验的安排依托移动互联网和实践教学场地智能监控完成,并联通智慧校园数据中心实时更新各类校内实验室、实训室及其配备仪器设备状态。

 

2 实践教学准备的智能化

实践教学准备主要包括场地准备、仪器准备、教学准备三个方面:场地准备主要是实验室建设场所的准备,依托物联网实现现有实验室、实训室的温湿度、光照、通风等基础自然环境的自动调节,依托智慧校园数据中心完成实验室、实训室使用状态自动更新;仪器准备主要是对配备仪器设备的管理,依托射频识别、大数据等技术实现对仪器设备状态查询、生命周期管理等;教学准备主要依托云平台实现实践教学的课程组、双师线上协同备课,以及实验教学计划、资源的网络发布等。

 

3 实践教学实施的智能化

实践教学实施根据实验项目不同可以分为六大类,即理论验证实验、虚拟仿真实验、网络仿真实验、模拟训练实验、技能实操实验、综合创新实践,其中:理论验证实验是理论课程配套实验,主要为基础学科或课程的配套实验,一般通过线下实地完成,如物理基础实验、化学基础实验等,通过高拍仪、互联网等信息技术实现实验过程的信息留档,包括实验批改的网络化以及计算机类编程等信息类实验实现自动批改等;虚拟仿真实验是运用虚拟现实技术开展的不易于现实观察或操作的实验,如电子类、计算机组成等微观实验和车床、锻造等高危实验,可以通过专业模拟仿真软件或演示系统完成相关实验;网络开放实验是依托信息技术、网络技术实现实验的网络化,或基于云计算的大型实验软件调用,或基于物联网的远程实验装备调用,帮助学生网络访问平台、运用仪器、实施实验;模拟训练实验是大型模拟训练器或演练系统开展的综合性实验,如电子商务报关等,一般以班组为单位展开的综合训练,通过人脸识别、语音识别等记录实验过程,开展复盘复查,评估训练效果;技能实操实验是关注某职业、某岗位的一项具体技能的实训,如茶艺训练,通过微课、远程网络教学、院校企业联教完成相关技能培训和指导;综合创新实践是位于实训室或实习基地开展的具有创新性的实践活动,通常依托相关职业技能大赛开展的综合性实践,通过院校企业网络联教,实现以赛促教、以赛督学,提升学生创新实践能力。

 

4 实践教学评估的智能化

实践教学评估根据评估层次分为简单评估和复杂研判,其中简单评估如实验报告的教师批改或自动阅判,复杂研判如基于深度学习的自动分析、学业预警、计划调整等。


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