张维国 潘敏 张岳军

摘要：随着大数据技术在教育行业的应用越来越广泛，大数据技术应用于高职院校实训室的管理有利于促进学校实训室管理水平、信息化程度、管理效率、服务质量提升，通过实训设备预约网络化管理，有效解决了开放管理工作量大、难管理的问题．实训室管理平台通过大数据技术分析学生在实训过程中遇到的问题，与虚拟现实技术相融合，运用Apriori算法来构建学习兴趣模型生成相近实训场景供学生实践，有效提升了实训课程的教学质量。

关键词：大数据：实训室管理：虚拟现实：高职院校

中图分类号：TP393

文献标志码：A

0 引言

2021年9月教育部發布了关于《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》中要求通过科技引领，虚实结合的办法来建设实训基地，不断提升虚拟现实和人工智能等新一代信息技术在实训教学中的应用水平，将信息技术和实训设施深度融合，构建具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智能性的虚拟仿真实训教学场所，搭建以实带虚、以虚助实、虚实结合的虚拟仿真实训系统，配置相应的虚拟仿真实训设备，有效解决实训教学过程中的“三高三难”痛点和难点[1]。

1 现状及存在的问题

随着国家对高等职业教育越来越重视，经费投入不断增加，高职院校实验实训场所、设备种类及数量有了显著增加，实训的基础设施和设备条件得到很大提升。在大数据技术快速发展的时代下，高职院校实训室信息化管理工作，最重要的T作是如何提升实训室利用率，合理利用实训场所的各类设备。现阶段各高职院校的实训室管理还普遍存在着“管理效率低”“信息化利用率不高”“相互共享不够”“资源开放缺乏技术支撑”等问题，原有的管理和运行模式已无法满足大数据背景下实验实训室的管理和综合利用需要。现在5G、大数据、物联网、人工智能等技术的飞速发展，针对高职院校实训室管理现状，基于大数据技术的高职院校实验实训室智能管理平台，可以解决实训室设备的不便于预约、报修不及时、设备共享率低等问题，经常发生在实训室管理中[2]。

2 实训管理平台的架构

实训室管理平台采用SaaS应用模式有利于不同职能部门的个性化需求，业务功能通过客服端浏览器进行信息交互、数据处理、统计分析、信息展示，分为数据层、业务处理层、业务应用层3层，如图1所示[3]。实训室管理平台业务应用层包含：系统管理、实训设备开放管理、设备资产管理、实训室耗材管理、虚拟现实、大数据分析、资源管理等功能模块。业务处理层根据业务应用层的功能需求调用数据层的数据处理后返回至应用层，实现应用层与数据层之间的数据交换。数据层是通过数据接口从其他系统提取需要的数据，存储实训管理平台的各类数据，用于数据的挖掘分析，为实训虚拟系统提供模拟数据[4]。

3 平台功能设计

基于大数据技术的实训室管理平台为高等职业教育院校提供智能化实训室管理服务，解决实验实训中管理流程烦琐的问题，学校的实训室资源、实训项目、对外服务实行统一管理，切实提高实训室及设备的利用率。

实训基地综合管理系统由7个主要模块组成，系统管理模块功能主要是角色的管理、用户权限的分配、基础数据的维护、系统流程审批配置等；实训设备开放管理功能主要是对实训设备正常用于实训计划、教学计划外学生预约及服务社会使用情况的管理，进一步实现校内实训设备的共享：资产管理模块功能是对各类实训设备使用状况、实训设备的定位、设备维护和维修情况、设备报废预警等实行统一管理；耗材管理实现对实训室所需不同种类的耗材进行分类管理，并对耗材有效期进行到期提醒：虚拟现实技术解决实训中难以真实体验所有岗位操作的问题，可根据实训项目的要求虚拟真实的工作场景，让学生能够沉浸到真实场景，逼真的实训环境可调动学生学习的积极性，虚拟现实技术打破时空的限制，教学资源可重复利用，有效防范实训中的安全风险：大数据分析解决学生实训效果评价，可以合理化预测每个实训项目的教学效果，同时对实训室相关数据做可视化分析，为实训教学管理提供决策支持：资源管理模块功能是提供各类实训资料下载、实训室安全丁作、安全台账、实训室教学情况等方面的管理。基于大数据技术的实训室管理平台的功能模块如图2所示[5]。

3.1 实训设备开放管理

实训室设备开发管理功能可充分满足师生的日常使用需求，学生登录平台后可在线申请预约实训室和实训设备，实时了解实训室开放的实训设备、实验仪器、实训室计划、实训室等，在线选择或在线搜索需要预约的实训室、实训设备和实验仪器，及时预约实验实训室、设备和仪器的使用。实训设备开放管理能够鼓励学生积极参与实训活动，提高了实训室、实训设备的使用率，实训室使用效益有了更好地提升[6]。

3.2 资产管理

通过RFID技术实现资产的智能化管理，可以解决实训室设备位置发生变动时资产管理员没有做及时进行信息更新的问题及查看实训设备的实时状态，发挥设备的最大使用价值，便于教师完成实训设备的故障报修，

3.3 耗材管理

为了保障实训教学的顺利进行，实训室中需要配备相应的耗材，同时对各类耗材进行分类管理，并形成按数量、使用期限等类别形成有效的预警，便于实训管理人员能够及时掌握实训耗材的具体数量，便于及时补充耗材。领用人员在实训管理平台上发起耗材领用申请，经过相关人员审批同意后就可以进行耗材领取。

3.4 虚拟现实

虚拟现实模块依据实训平台的功能、教师和学生的需求进行设计，充分结合实际岗位要求进行课程教学，实现“教、学、训、研”的有机融合[7]。

3.4.1 教师模块

为方便教师的教学管理及课程教学需求，平台围绕班级管理、课堂交互、实训项目管理、实训测试四大内容进行设计。教师可发起实训项目的讨论，进入课堂中正在进行的虚拟现实中，作为第三方协作者进行观看、发言；实现对真实案例音频的修改及发布；进行实训项目的测试，针对学生的完成情况进行点评、成绩批改。

3.4.2 学生模块

学生通过虚拟现实平台以不同于传统实训教学方式的全新方式呈现实训课程，一些无法实训的真实岗位通过虚拟现实技术实现具有广泛实用性。为了让学生更好体验参与感和还原实际情况，可通过单人或多人协作的方式来完成。实训项目具备多人协同完成的，通过交互能力的虚拟现实进行实训教学，最大程度贴近现实岗位。實训平台可参照学生实训项目测试的成绩，自动生产相关实训项目场景供学生模拟实训。

3.5 大数据分析

实训管理平台通过大数据技术跟踪分析学生的实训情况，基于学生的显式、隐式兴趣及个性特征等信息，运用关联规则对其分别进行模型构建。显式兴趣的模型通过构建标签特征值库，运用推荐算法向学生推送针对个人兴趣的实训项目。学生在实训管理平台浏览日志的记录收集，通过Apriori算法来构建隐式兴趣模型，提升学生实训效果。通过对不同时期实训成绩、实训项目掌握情况、教师对学生实训过程评价等数据的分析，生成学生的学习效果评价图，同时自动推荐后续实训项目，体现出个性实训指导方案，促进实训教学质量的提高[8]。

3.6 资源管理

资源管理功能用于为师生提供各类服务、实训室的安全、实训室的完好率等方面的管理，并通过数据分析形成年度实训室使用率报告、实训项目开始情况分析、服务社会情况的统计分析，为学校对实训室的考核提供参考依据。资源管理模块能够对实训室各类资料、安全制度、实训室的信息发布等实行分类管理，便于资料的查询。

4 实训室管理平台应用效果

基于大数据技术的实训室管理平台有效对高职院校实训室数据进行融合应用，实现了实训资源、数据共享，解决了实训室实训项目效果不凸显、实训资产核查难、实训耗材管理乱的问题，与传统管理效果比较如表1所示。

5 结语

基于大数据技术实训室管理平台的建设，体现出实训室管理向数字化、智能化方向发展，同时解决了实训室预约、实训耗材、实训室资产管理等问题，实现了实训设备有效共享，通过平台统一调度，实训设备和仪器利用率得到提升；大数据技术对学生实训效果的分析，结合虚拟现实技术，让实训项目更有沉浸式体验感，更好地激发学生学习兴趣，学生的专业技能更加扎实，实训教学效果得到很大的提高。

参考文献

[1]王雪峰，鲁磊，刘成，等．基于物联网的智慧化实训室管理平台设计[J]．现代信息科技，2022（5）：175-179．

[2]顾建芳．虚拟现实技术在高职实训教学中的应用思考[J]．农村经济与科技，2021（24）：331-333．

[3]黄思萍．大数据背景下移动互联应用开发实训室建设研究[J]．科技经济市场，2021（ 11）：43-44．

[4]李军松．大数据时代高职实训室优化管理研究[J]．无线互联科技．2021（18）：167-168.

[5]张春生，秦趣．3D导游模拟实训室在旅游管理类专业实践教学中的应用评价[J]．河北旅游职业学院学报，2021（3）：71-75．

[6]赵雳．基于大数据技术的实训室管理与效能评估探究[J]．轻工科技．2021（9）：117-118．

[7]张翠．三维虚拟仿真技术在高职院校实训室建设中的应用[J]．南方农机，2018（ 10）：149-150．

[8]张连峰，王栋．基于虚拟现实技术的高职院校实践教学基地构建[J]．教育与职业，2012（24）：164-165．

（编辑傅金睿）