- 相關推薦
高校智慧實驗教學中心的研究
高校智慧實驗教學中心的研究北方工業大學經濟管理學院 陳夢萍 鎖安康 余小敏 包楚翹
【摘 要】隨著互聯網技術和物聯網技術的發展，建設高校智慧實驗教學中心的概念也日見雛形。文章闡述了高校智慧實驗教學中心的概念、特征和功能。結合更加便捷、靈活、環保的理念，提出了智慧實驗教學中心的四個模型，并且從技術發展角度分析智慧實驗中心建設的可能性。
【關鍵詞】智慧教學；實驗中心；體系研究
一、引言
2008年面對國際金融危機，IBM公司提出了“智慧地球”的概念，即通過新一代的信息技術來改變人們的生活和學習方式，提高相互交流、信息處理能力的速度，促進社會發展。隨后“智慧城市”、“智慧校園”等多種理念相繼提出，這激發了我們對基于高新技術發展及網絡普及的社會環境下高校實驗教學中心發展的遐想——高校智慧實驗教學中心。智慧實驗教學中心的理念是：無處不在的網絡學習，靈活舒適的學習環境，高效智能的管理模式以及人性綠色的服務理念。
二、高校智慧實驗教學中心概念
1.智慧實驗教學中心的提出
智慧實驗教學中心是對傳統實驗教學中心概念的發展。它基于物聯網、云計算，利用計算機技術、網絡技術、通信技術結合心理學與人體工程學，對中心與教學、科研、管理甚至生活服務有關的所有信息資源進行全面的整合、互聯與集成，基于深度的技術發展與分析，為學校工作提供更公平的資料共享、更靈活的教學方式、更智能的管理模式以及更人性的服務理念。
2.智慧實驗教學中心的特征
提供個性化服務。為廣大師生提供一個更加全面的、系統的智能感知環境和綜合信息服務的平臺。
擁有豐富的訪問渠道和手段。全校的廣大師生可以在任何時間，任何地點，使用任何通訊設備訪問資源平臺。
來自全球的信息源。通過智能感知環境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。
舒適、低碳、靈活的學習環境。基于人體工程學、建筑學結合低碳環保理念的設置提供人性化的服務，為廣大師生提供一個更加舒適的生活、學習環境。
三、智慧實驗教學中心的具體模型
由于具有以上特征，所以它的構建將滿足教學、科研、管理、生活和服務要求的開放性、協同化運行支撐環境，為廣大師生提供完善的個性化服務支持，為學校的教學、科研和管理提供完善的智慧化運行環境，具體包括：
1.虛擬資源平臺
這是一個資源廣泛傳播高校利用的虛擬資源共享平臺，即所謂的虛擬館藏。在美國，學生在校內圖書館登陸，可以直接訪問公共圖書館的數據庫，查閱到需要的各種文獻資料。在我國，北京市海淀農業圖書館設在中國農業大學圖書館內，開創了高校圖書館和公共圖書館資源共享的新模式。如今，越來越多的高校實現了館際互借的服務功能，發揮了圖書館為學生服務的職能，提高了資源的利用率。此系統不但有公共的聯合目錄，也有共同購買的咨詢資料庫、期刊檢索資料庫、全文期刊資料庫供各館使用。中心的運行機構有專人管理，互借資料有專車送或用傳真方式傳遞。如果讀者愿意，也可以親自前往其他圖書館，用個人的借書證借閱。
虛擬資源平臺面是向全體高校大學生，提供各類的信息服務，如信息檢索、權限管理、計費管理、智慧化交流服務、個性化服務等等的一個聯合網絡服務平臺。實現各館書目均可任意檢索，全文數字資料統一發布，便于學生進行選擇閱讀，同時還推出咨詢服務、討論社區以及個性發展服務：組建專業高水平的咨詢服務的隊伍及時解答學生的各類檢索問題，設置虛擬社區討論模塊便于使志同道合的學生就感興趣的話題各抒己見，提供一個與出版商直接對接的專欄推薦一些在此平臺上發表且閱讀量達到一定程度的文章，為有想法有興趣有能力的未來作家提供機會。
2.智能教學系統
智能教學系統是基于Internet環境下將教學資源管理和教學行為統一的虛擬教學平臺。從功能上，系統主要分為5個模塊。
知識維護主要提供一個指導性的、自適應的、開放的、可操作的知識庫框架和服務設施，其他教學資源均由它來組織管理。這樣有利于將核心的教學領域知識分解為相互聯系的知識點，形成網絡結構。既便利于學生的自主學習又方便教師將教學領域的知識有序地輸入知識庫。
教學測評主要用于出題、評卷、試卷分析以及提供教學建議的“虛擬考場”。其中包括：題庫根據老師設定的考核目標、考核題型、及題目的難度系數自動生成試卷，系統根據考生的答卷內容自動生成成績，并且通過智能化運算程序分析出考生個人的試卷答題情況，為教學效果評估提供一個真實可靠的反饋。在一定程度上，減輕了老師閱卷的負擔，也減少了作弊行為的發生。
教師備課主要用于輔助教師進行計劃教學和編制教案。主要功能有：結合教學相關領域知識庫和學生群體特性，結合已有的教學資源自動生成教學策略，便于教師制定個性化的教案。另外，系統自動連通素材庫，必要情況下能夠更快速更準確的找到目標素材，并且與多媒體教學軟件接口，使得能在多種多媒體軟件下運行。
自主學習輔助學生進行自學活動。首先，系統會根據學生的興趣傾向和性格測試結果智能化制定個性化課程學習，同時系統內包含來自全球的課程資源可供學生自行選擇。然后，學生可以利用筆記本電腦及其他智能產品如手機、ipad等進行遠程旁聽來自全球的課程同步教學。根據所學課程以及授課老師要求結合教學測評模塊進行課程考核，若通過則可以獲得相應的成績，進入下一單元的學習。
交流互助用于課程外教師與學生、學生與學生進行學術上的討論。一方面，可以是郵件的形式進行交流；另一方面，也可組成討論角，用遠程通訊設備組建討論群。不論語音或是文字形式的討論，系統都會自動生成文字或是圖表形式同步記錄，便于用戶對討論過程的內容進行提煉。
3.智能化管理
智能化管理改變了以往由人工操作帶來的繁瑣、高失誤率、低效率等現象，實現了實驗教學的全方位系統的管理體系。實驗中心管理由系統維護、教室管理、學生管理、培養方案、實驗課程管理、實驗項目管理等模塊構成。
系統維護有利于實驗中心計算機的正常運行。在每天晚上機房關閉之前的某一特定時間自動清理計算機內非基本設置外的數據然后恢復到系統初始化狀態下工作。
教室管理實現了對全校教室信息統一管理，能夠隨時掌握各教室的使用情況。另外我們可以采用虛擬現實技術，實現網上360度教室實景觀看。便于學生們尋找自習室提供了便捷，同時也不打擾老師上課。
學生管理結合安卓操作系統的實驗中心管理制度可以對學生進行授權，學生通過設定用戶注冊信息登陸校園內可利用的任何平臺。學生可以通過身份認證在實驗中心進行資料查詢、課程的討論以及教室、座位的預訂和退訂、還可以利用身份認證進行考勤識別。
實驗課程管理、實驗項目管理主要為排課、科研過程中減輕了大量的手工操作，大大提高了工作效率。
4.“綠色”服務
綠色人文環境和綠色實驗中心是高校實驗中心的發展趨勢，一種新型的教育環境所營造的綠色文化。綠色實驗中心營造出一種有益于師生身心健康的良好的學習環境與氛圍，有助于提高師生學習和研究效率的幽雅環境。“以人為本”的思想應該貫徹到實驗中心的硬件設施及軟件設備建設中。
實驗中心在室內空間結構上應該遵循人體工程學的原則。一方面應重視“室內空間設計將對使用者心理產生影響”這一因素；另一方面使空間得以高效率利用，從而滿足學習與學術的研究等多方面問題。為此在設備擺放的空間位置，桌椅的形態、尺度材質等問題上應該根據使用者的高矮胖瘦，生活習慣，在室內活動所需空間等問題來調試。結合人體工程學知識設計可調節的桌椅以滿足每一使用者的不同需求。不使用時可將桌椅折疊收入墻內，節省空間；在選擇桌椅材料時，應兼顧實用性、經濟性和環保性的原則，可選擇如纖維板、膠合板等人造板材，或其它可回收材料制成的桌椅，使使用者在生理和心理上得到最大滿足；室內采用智能化測試控制，根據當日的陽光、濕度、溫度將室內調節到最適宜學習的環境。節能監控也是“綠色”服務的一項重點項目，計算機等資源在一定時間內未被登陸或使用則關閉機器；積極實施合同能源管理模式，使用節能設備對實驗中心建設進行升級，以降低目前的運行成本。
建立實驗中心室內定位信息服務平臺。鑒于智能手機已經成為在校師生獲取信息的主要手段，因此可以通過利用智能手機的Wi-Fi室內定位的功能，從而提供實驗中心內定位服務和查詢服務。用戶可以發起位置信息服務，通過定位了解自己所在的位置，以及周邊自習教室、會議室、實驗室、機房等基礎設施的固定位置，及其使用情況。同時可以結合現今成熟的XSL的預訂系統，直接用手機客戶端預訂教室甚至是座位。同時信息服務平臺后臺也將主動發起位置信息服務，實時更新基礎設施使用情況，同時也可在固定資產上貼上有源電子標簽，后臺就可以主動獲取到這些固定資產是否被移動等信息，便于實驗中心的管理。
實驗教學中心智能手機客戶端的開發。隨著科技的發展，智能手機與移動設備的普及程度普遍提升。智能手機與移動設備已經成為人們生活中不可或缺的一部分。正是智能手機和移動設備的普及與發展為其在更多領域的廣泛應用奠定了堅實的基礎。實驗中心智能手機客戶端的開發正是發揮了移動設備即時移動等先進特性，為使用者提供了更多元、便捷、實用的服務。客戶端應涵蓋傳統實驗中心網頁中的內容，同時包含實驗中心室內定位信息服務平臺等內容，為師生提供更便捷的服務。同時，客戶端應設計選課導航系統，首先，該系統可以使學生更方便的進行選課；其次，幫助學生更好的了解所選課程，使學生更加有針對性的進行課程的選擇，提高選課效率；最后，可以幫助學生定制自己專業所需，興趣所在的個性化課表。
四、結語
在我國資源常常分布不均，降低學生接受教育公平性，教育資源的浪費也日趨嚴重。為了使教育更為公平，資源更高效的利用，結合現今科技發展的狀況和趨勢，提出智慧實驗中心的概念。利用物聯網技術、云計算平臺、網絡通信技術等營造一個擁有更大資源利用率，更舒適的學習環境，更無障礙的學習方式的“綠色”智慧實驗中心。
【參考文獻】
[1]Baker , Shirley 1 The future of re source of re source sharing1Journal of Library Administration1 1995（21） : 1 - 2
[2]Crawford Walt & Gorman Michael Future libraries : dreams ,madness & reality1American Library Association , 1995
[3]閉應洲，陳寧江，呂皖麗，馮志新。 基于校園網的智能教學系統的研究和設計[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2002,04:61-64
[4]王妍，孫德兵。高校智能實驗室管理系統開發與實踐[J].實驗技術與管理，2010,06:105-108
[5]劉海寧，施浩。基于Android平臺智能手機實現實驗室管理系統[J].硅谷，2012,06:23-24
[6]謝和鵬。人體工程學在室內設計中的應用。黎明職業大學學報。2005-12
[7]王佶，單康康，張華，朱生，常曉潔，江肖強。基于Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺研究。計算機時代。2013-4
（本論文由北方工業大學教育教學-本科生研究計劃支持）
【高校智慧實驗教學中心的研究】相關文章：
回歸生活世界的高校德育研究08-24
教學中心工作計劃04-21
高校招生全方位宣傳策略研究08-23
加強高校教育支出績效評價研究08-26
高校實驗室安全責任書08-24
教育實驗課題研究報告的基本格式08-24
實驗室研究助理求職信07-20
高校實驗室安全培訓心得（通用6篇）10-15
關于機械基礎實驗教學體系的研究論文08-24