高职院校实训基地信息化管理系统的建设实践

2018-05-21孔祥刚李朝阳

广西教育·C版 2018年2期

孔祥刚李朝阳

【摘要】本文以广西建设职业技术学院为例，针对高职院校实训基地管理系统普遍存在管理人员数量不足、管理系统即时交互性差、资源利用低、缺乏科学评估等问题，提出构建由用户层、功能业务层、数据交互层、数据访问层4个层级组成，智能语音导览系统、触控互动查询终端系统、智能无线广播系统、高清网络监控系统、智能门禁控制系统、智能环境控制系统、智能交互式教学系统7个子系统构成的实训基地信息化管理系统。

【关键词】高职院校实训基地信息化管理系统建设

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）02C-0177-04

完善高职院校实训基地的建设有利于推进专业建设、丰富实践教学形式、强化职业技能培养，是构建现代职业教育体系的重要基础和保障。近年来，随着国家对职业教育的重视，实训基地硬件设施的建设都普遍取得了较大的进展，但其管理水平仍较低，对教学资源的利用、教学水平和科研创新能力的提高产生较大的影响。因此，依托现代信息技术的发展，营造网络化的实训教学氛围，是提升实训基地现代化管理水平的必然趋势。本文针对高职院校实训基地管理系统当前存在的普遍问题，对如何利用信息化手段提升实训基地管理效能进行探索。

一、高职实训基地管理系统存在的主要问题

（一）实训基地专职管理人员数量严重不足，安全管理漏洞多。近年来，伴随着国家对职业教育投入的增加，高职实训基地的建设规模持续扩大，教学设备种类不断增多，教学活动的开展日益频繁，导致管理人员工作量激增，但是实训专职管理人员的数量严重不足，同时管理人员的能力也有所欠缺。因此，这一矛盾常会导致实训基地安全管理方面的漏洞，例如，高职院校参与实训的学生众多，且流动性大，为了提高实训基地的使用率，某些情况下需要在非工作时段给学生开放，这些情况下都导致实训场所面临无人监管。另外，实训基地内有大量贵重仪器，由于管理不善、供电电压不稳定或者突然断电，贵重仪器损坏的现象也时有发生。

（二）实训基地管理系统的即时交互性差，便捷性不高。目前，不少高职院校在实训基地建设期间已经引入了较为智能化的管理系统，然而，这些管理系统的操作多数只能面对台式PC 机或手提电脑，该类型的实训基地管理系统只能在台式终端登录和访问，容易受到受地域、时间的限制，导致师生们与系统进行交互时，即时性差，获得的实际资讯和体验感不强，不方便于实训教学的开展和过程的管理。

（三）实训基地的教学资源利用度较低、共享性差。在当前的管理模式下，实训仪器的信息、实训室的信息以及技术服务信息等不能有机地结合，信息的收集和管理都是分散地进行，形成“信息孤岛”，造成管理效率低、仪器利用率低、共享性差等问题，也导致实训基地丰富的教学资源与师生不能有效地进行互动交流，不能充分发挥实训基地的服务能力。

（四）实训基地的日常运行缺乏科学评估，日常教学任务安排工作烦冗。当前，许多实训基地日常的仪器信息、仪器使用情况等工作仍依赖于台账、卡片等传统方式来进行登记管理，管理手续繁杂，工作量巨大，人工传统的管理方式在统计数据的精确性方面存在很大缺陷，各类实训、实验数据得不到充分发掘，无法科学地评估实训基地的运转情况，进而导致实训教学任务的安排工作烦冗，不利于资源的高效分配。

二、实训基地实现信息化管理的优势

（一）实现数据实时和动态响应，提高教学资源的利用率。借助信息化技术，可以打破传统的管理模式，实时展现实训基地的真实运行情况，管理部门可随时查询实训场地和设备的使用情况，教師可随时查看实训课程的安排情况，有利于对实训资源的统筹协调，进而提高实训基地的利用率，减轻实训管理人员的工作负担，提高工作效率，也为实现管理系统的动态响应创造了条件。

（二）实现基础设施及设备的互联互通，降低能耗。信息化管理系统能够利用网络整合实训基地内的各项基础设施和设备，比如通风系统、空调系统、照明系统、电气保护装置等设备的联动和启、闭，最大限度地降低日常能耗。

（三）实时监控、智能考勤、提高安全等级。信息化管理系统可以将门禁、视频监控等防护模块联网使用，大大提升实训基地的安全等级，消除各类安全隐患，同时可对实训教学环节实现智能考勤。

（四）移动互联、网络化教学，提高实训基地的共享性和交互性。“互联网+”时代，师生们应用移动终端开展移动式教与学正在成为常态。这种新的授课和学习模式具有极强的传播性和普及性，融入信息化管理系统后，学生和老师在各种学习资源之间可以实现个性化定制和互动，这有助于增强参与者的体验感和满意度。

（五）提升管理工作效率，将实训基地运行的评价体系科学化。信息化管理系统能够利用网络实现信息的统计和及时更新工作，并自动化生成报表，有助于减轻管理人员的工作负荷，简化实训教学管理程序，缩短处理周期，提高整个系统的工作效率。依靠完备、真实的信息化数据可以对实训基地的运行体系进行更为科学的评价，帮助实验室制定科学的工作发展规划和定位。

三、实训基地信息化管理系统建设实践

（一）系统的整体架构分析。架构分析的目的是设计管理系统的层次结构，有针对性地开展设计工作。实训基地信息化管理系统具体架构如图1所示，由用户层、功能业务层、数据交互层、数据访问层4个层级组成，用户在使用实训基地过程中，管理所需的各项数据都会通过无线网络和互联网实现互通。

（二）系统业务层的构建设计。根据系统架构分析的最终结果，实训基地的信息化管理系统被细化设计为7个相互协调的子系统构成：智能语音导览系统、触控互动查询终端系统、智能无线广播系统、高清网络监控系统、智能门禁控制系统、智能环境控制系统、智能交互式教学系统。该7个子系统是实训管理系统的核心子系统，子系统共同作用，相辅相成，共同解决实训基地当前存在的主要问题。

1.智能语音导览系统。智能语音导览系统架构如图2所示，系统利用智能导览终端APP及软件平台，结合近距离RFID通信技术及后台数据处理技术，可实现以下功能：利用手持智能导览机，可以自动识别实训区域、自动识别设备及模型，并将讲解内容以语音及文字的方式推送到手持终端机；学生也可以利用移动电话扫描模型设备上的二维码，详细了解各项实训设备的性能、指标参数、制作流程及音视频等资料；通过后台软件平台，教师可以实时地向学生手机推送通知、重要资料、考核成绩等相关教学文件，学生可以结合对教学课件的理解程度，依靠智能导览终端实现有针对性的自主学习。

2.触控互动查询终端系统。触控互动查询终端系统架构如图3所示，系统由触摸显示器结合PC电脑终端组成，系统中所有终端设备数据都相互连通，设置开放的数据接口，可通过触控互动终端控制数据网内的所有设备，实现智能化人机交互，除了可以实现路径引导、自助查询、信息发布等功能外，结合登录权限及其他系统应用，触控系统可以实现照明系统、新风系统、门禁系统、消防系统的联动，实现智能无人值守，提升实训基地日常安全管理能力。

3.智能无线广播系统。该子系统以无线发射的方式来传输广播，由智能播控系统、数字音频工作站、调频发射接收系统等组成，采用微电脑锁相、数码纠错、闪速存贮、SCA遥控编码、VB软件编程等手段进行集成化设计，具体架构如图4所示。系统使用无线电频率，采用FM-SCA副載波传输编码控制信号，可实现对终端接收音柱的稳定控制。将实训基地内部智能广播系统与校园广播网络连通，可实现以下功能：实训基地内部各终端音柱设备可同步播放，在基地参观讲解时，可采用集体广播模式，实训授课时，可以实现独立分区的独立扩声模式，避免教师授课的交叉干扰；在紧急情况下，比如非法入侵、火灾、应急疏散等报警信号也可触发系统，进入集体广播模式。

4.高清网络监控系统。网络监控系统由可调焦摄像机、传输网络设备、网络储存设备和可视监控端组成，系统架构如图5所示。网络摄像机用来采集监控现场的视频资料，视频数据通过无线网络进行传输，超越了地域的限制。同时，网络监控还可以让基地管理人员或是教师从远端观看监控现场的实时画面，比如登录远程PC端实时查看各区位实时监控画面，登录远程移动手机端实时查看各区位实时监控画面；该系统还可以利用摄像机进行移动侦测，监控不法分子和违规人员，必要时输出报警信号并与无线广播系统、环境控制系统、门禁系统、报警系统实现联动，智能防控。

5.智能门禁控制系统。该子系统利用无线网络与电脑进行通信，可使用软件对出入卡和事件进行管理控制，对每个通道实施限制，进出方式通常有密码、读卡（物理识别卡）、读卡（生物识别）+密码三种方式，一个月内，所有人员进出记录和设备状态记录都会被储存，并能够对记录进行查询和分析处理。

具体设置时，实训基地的主出入口可以设定自由出入时间，贵重设备的存放区域则需要限制进入，门禁入口可做等级权限限制，不同级别的授权方式只可进相应授权的门禁入口，所有门禁入口都能实现远程解禁或授权管理。系统管理人员可以通过PC端实时查看每个门区人员的进出情况，并通过监控摄像机获取照片，实时监控每个门区的开合状态，包括各种非正常状态报警等；发生突发危险事件或是其他紧急状态下，可以控制打开或关闭所有的门区；在出现火警时，门禁系统可以自动打开所有电子锁，方便逃生。

6.智能环境控制系统。该子系统主体由服务器、网络终端、电源供电模块、智能调光模块、智能控制面板及手持移动端构成，可配合不同应用场合，实时控制灯光，做出相应的灯光场景，也可以根据不同的场合、时间、环境照度等参数，采用前期的预设的场景进行控制。多样化的环境光控制功能增强了照明的艺术性及丰富了照明效果，节约能源并方便管理。

环境控制系统通过外接温度传感器，可以控制新风系统的启停，智能调控室内温度；外接红外线及超声波感识模块，可以在学员近距离观察模型时，自动开启模型照明；利用后台操作系统，可编程对实训基地内所有可操控终端设备实现远程控制；加上光线光敏传感器，可根据室外光线，实现室内最佳光线值的自动调节；可以分时段自动控制实训基地内所有灯光，也可以编制预设程序，控制特定区域的照明方式；在老师授课过程中，教师可以根据需要设置不同的场景控制程序，通过场景控制面板及移动端手机和平板电脑实时调整应用场景；实训基地管理人员可以利用无线网络，对整个系统进行监控，例如了解当前各个照明回路的工作状态；设置、修改场景；当有紧急情况时控制整个系统及发出故障报告等。

7.智能交互式教学系统。交互式教学系统的结构示意图如图6所示，该系统采用红外线及超声波定位模块、高科技彩色手写笔，可将普通教学黑板变成可录入、储存的智能教学设备，无须学生手写抄课件，教师在黑板上的手写课件内容及学生分享的课题内容会自动导入，并上传至服务器，形成课件列表，方便学生老师随时查阅。在实习实训课程中，学生可将手绘的实训作品即时同步至服务器后台，便于教师记录及后期查询；老师授课时，可使用不同颜色的油性、水性笔，即时擦写，多屏互动，使得课程更生动；教师授课的所有课件，都可同步至学生登录的使用终端，并自动生成可编辑的标题，无须手写，方便随时随地查阅。

四、建设成效

广西建设职业技术学院的建筑工程技术专业示范特色实训基地建设于2014年获得立项建设，实训基地建筑面积近3000平方米，集科研、生產、实训教学等功能于一体，主要为建工技术、工程造价、工程管理、设备工程、暖通工程等6个专业服务。基地自2015年开工建设以来，全面引入了信息化管理系统，智能化的控制系统规范了实训中心日常的管理流程，利用网络化的信息系统又促进了管理的标准化，实训基地的开放程度和共享程度得到了极大地提高，为学生开展自主实习、实训的提供了便利，实训基地的内涵建设取得了质的提升。

近三年来，广西建设职业技术学院师生依托实训基地，在各项全国职业院校技能大赛和信息化教学大赛中获得特等奖2项，一等奖8项，二等奖9项，实训基地在提升人才培养质量中发挥积极重要的作用。

总之，信息化系统的建设过程是对实训基地管理科学化、规范化、高效性所进行的一次深入探索与实践，利用先进的信息技术，全面构建适合于实验教学和管理的信息化体系，最大化实训基地资源利用率，创造优质的实训教学环境，提升实训基地的综合管理能力，是高职院校培养创新型人才的必由之路。