XX医学院大数据与人工智能教学实验平台建设需求.docx

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1、XX医学院大数据与人工智能教学实验平台建设需求1 .建设目标与定位通过大数据分析与人工智能应用教研实训平台建设探索我院应用型创业人才培养需要的实验室建设和教学改革方向，实现企业、学校优质资源融合、教学科研协同的实验教学新模式，服务学院向技术应用型大学转型需要。大数据分析与人工智能应用教研实训平台将定位为学院课程体系建设平台、应用型创业人才培养基地、社会咨询服务与培训基地。2 .建设思路(1)统筹发展，科学交叉。大数据分析与人工智能应用教研实训平台由学院统筹谋划，整体部署；工程技术学院为建设主体、各二级学院协同，共同规划建设方案设计，并协同教务与科技部做好师资培养、课程安排等；实验中心科学规划场

2、地与装修、软硬件要求、标书制作、设备维护与调试等工作，全力推进中心建设；公保部承担招标、采购等工作；相关职能部门全力配合中心建设工作推进。(2)技术驱动，创新人才培养。依托移动互联、云计算、大数据等新一代信息技术，将教育技术与教学内容完美融合，打造以学生为中心的智能化、感知化、泛在化的数据驱动的新型教育形态和教育模式，彻底转变传统理论教学，由“经验教学”转为“基于任务驱动的教学”。3 .平台建设要求提供统一的平台管理所有的课程教学资料、讲义、实验指导手册、实验数据集、实验作业、实验报告书、实验成绩管理、用户管理等。教师能够上传、下载、更新教学资源和实验资源，发布实验步骤、布置作业及其评分标准、

3、实验成绩管理等。学生能够管理自身的个性化资料，包括实验报告、实验结果、以及自己的学习与实验资料，同时允许在线实验操作，定时实验作业考试，查阅教师所上传的大数据技术实验资料，以及实验资料的上传、移动、更新、删除、交互式编辑、复制拷贝等操作。教师、学生采用统一的登录入口进入实验平台，实验管理软件平台对接着后面的虚拟化管理集群和物理集群对用户透明，支持虚拟机的按需分配，方便快速地访问实验所需的实验资料和数据集。实验管理系统封装虚拟机集群管理接口，教师或管理员在虚拟机云管理平台上创建相应的实验环境，给每组学生分配定额的虚拟机，在虚拟机集群节点上部署好相应的大数据分析软件，学生根据实验指导书中的步骤可以

4、自主进行实验操作。4 .平台建设目标根据职业方向设置不同的课程学习路线，针对每门课程提供教学实验指导手册、在线视频、资源包、实验示例代码等，让学生学以致用。项目案例提供行业典型项目及行业数据，项目涉及互联网、运营商、金融、农村电子商务、政府等领域。通过在线学习、原理验证、实训应用、综合分析及自主设计等多层次的实验操作，为大数据教学提供一个完整的一体化的实验教学体系。5 .系统建设技术参数要求数据分析与人工智能应用教研实训平台序号设备数量单位技术参数1实验管理系1套一、实验管理平台系统1、系统支持教师用户和学生用户自定义首页默认布局设置。支持一键恢复首页默认布局。教师用户首页支持全局模式、教学模

5、式、备课模式和考试模式4种内置首页布局模式。本次项目提供IOO个用户使用授权，且支持100个学生（每个学生开统启3个虚拟机）同时上课，届时将做并发测试，需无卡顿正常运行。如有问题将做废标处理。2、系统支持自定义排课功能，包含课程信息、上课班级、授课老师、上课地点、上课时间等信息。3、系统支持用户在线制作实验环境，满足不同的教学场景需求。支持Docker容器，支持1inux操作系统,并且支持单机和集群模式,可以自定义每一个虚机或容器的物理配置。4、系统支持镜像管理功能，系统内置镜像不少于200个,支持对镜像自定义标签，支持查询和复用。5、系统支持对图像分类、目标检测、机器学习所需的数据集进行管理

6、，支持数据集的导入功能。6、系统支持内置录屏功能，提供容器、虚机、JUPyter三种录屏环境。支持对屏幕录像和文档素材进行管理，文档素材支持Word、PPt和exce1格式。7、系统支持实验报告模板管理，内置文档编辑器，支持在线编辑模板。8、系统支持课程管理功能，包含系统内置课程和教师自建课程。可按照课程标签快速筛选课程。支持对系统内置课程复用，方便快速创建课程。9、系统支持查看课程详情，包括上课时间、该课程累计上课次数、系统和自建标签以及学习路径和班级信息展示。支持编辑所在院系、所学专业、所在班级，支持自定义课程名称、课程封面图片。支持课程发布、学生申请、课程共享功能的一键开关。10、系统支

7、持课程编辑，需包括课程介绍、课程大纲、课程目录、实验报告、提问记录、分组记录等模块。支持内置文档编辑工具，支持本地上传文档。11系统支持课程目录编辑。支持对章节内容的编辑，可以添加实验，添加视频、课件。支持选择实验运行系统；支持从系统导入或自主上传实验手册、报告模板、视频、课件等素材；支持手动排序功能。12、系统支持对班级成员进行分组，支持手动和随机分组，可支持组长设置。13、系统支持学生查看每个实验章节详情，包括本节视频、实验环境描述等信息，支持查看实验环境的节点数量、配置以及组网情况。支持查看节点IP地址。14、系统支持学生在线实验，支持删除实验、保存实验、临时关闭、共享桌面、上传文件、下

8、载文件、全屏操作、剪切板等8项基本环境操作功能。学生实验时在未完成当前实验的情况下，不依赖于当前章节编辑顺序，可随意跳转并完成实验。支持一键重置实验。支持小窗口播放教学视频。15、系统支持学生笔记功能，学生可按章节记录课堂笔记，并对自己的笔记进行管理，支持笔记导出。16、系统支持在线课堂功能，提供在线电子白板和在线讨论功能。支持在线录屏、签到、随机提问、实验监控等功能。支持在线同步共享实验环境界面让学生观看与学习。17、在线课堂支持在线发起签到功能，支持设置学生签到时间，支持每个班级的签到记录情况查询，支持手动补签操作。支持以EXC1表格形式导出相关签到数据。18、在线课堂支持互动电子白板功能

9、，可支持多种批注工具（图形、文字、手写等），支持实时批注与多用户实时批注功能。19、在线课堂支持教学资源播放功能，支持教学视频，PPT教学资源的同步播放。支持上传外部演示文件（PPT、Word、EXC1等多种格式文件），支持分享外部视频以供学生同步观看。支持在线课程录制，支持对录制的视频进行查看、下载、以及删除操作。20、在线课堂支持在线学习的用户设置上课状态，包含离开、举手、未决定、困惑、悲伤、高兴、鼓掌、点赞、拍砖等，支持在线课堂中的主持和演示权限设置，可设置其他演示者与主持人权限。21、在线课堂支持课堂讨论模块，教师用户拥有开放讨论和清空讨论权限，支持发送内置互动表情。22、在线课堂支持

10、在线随机点名提问功能，支持对学生回答打分。23、在线课堂支持实验监控功能，支持查询学生在线实验情况，支持一键提醒学生录屏，支持远程协助功能，可对学生主机进行操作指导。24、系统支持教师创建六种教学工具：容器演示环境、虚机演示环境、JUPyter演示环境、图像分类演示环境、目标检测演示环境、机器学习演示环境。25、机器学习演示环境支持通过鼠标拖拽算法的方式快速生成机器学习训练模型，支持查看关键算法代码和算法说明，支持手动调参优化模型。支持查看模型训练历史版本。系统支持用户查看模型训练样本的模型评估报告，支持查看当前版本的模型训练的基本属性、机器学习算法、算法属性。26、机器学习演示环境支持类型转

11、换、添加序号列、拆分、缺失值填充、归一化、标准化、随机采样、系统采样、分层采样、去重、两表连接等11种数据预处理方法；支持特征尺度变换、特征离散、主成分分析、过滤式选择、随机森林特征等5种特征工程；支持分类算法、聚类算法、回归算法、关联规则、文本分析等5大类共计17种机器学习算法。27、深度学习目标检测演示环境支持用户完成目标检测模型训练，支持选择不同的数据集进行循环多次训练，支持分配数据集训练、验证与测试的数据比例；支持设置模型训练参数，包含优化器、模型迭代次数、BatCh-size及学习率；支持设置神经网络框架与算法以及计算资源环境等参数。支持对模型效果进行测试；支持展示模型应用效果。28

12、、深度学习目标检测演示环境支持训练监控功能，支持随时读取当前训练信息与训练任务进度信息，查看训练数据信息，支持以TensorBoard方式实时监控目标检测训练过程。29、深度学习目标检测演示环境支持自动生成评估报告，评估报告包含mAP、mAP.50I0UmAP.75I0UmP(sma11)、mP(medium)mAP(1arge)等6个mP值的相关数据，支持以列表方式呈现模型训练效果。30、深度学习图像分类演示环境支持配置单点计算模式或分布式计算模式;支持配置深度学习神经网络;支持配置底层计算框架,包含Keras(vgg16restnet505a1ex、SqUeeZenet、mobi1enet

13、1eneta1exfcn、xceptioninceptio-v1VggI9、VggfCn等共计11种)；支持CPU、GPU的单机或集群环境，支持单GPU卡或多GPU卡方式进行计算。31、深度学习图像分类演示环境需支持随时读取当前训练信息与训练任务进度信息，支持查看训练数据信息，支持以TenSorBOard方式实时监控图像分类训练过程。支持对模型效果进行测试；支持展示模型应用效果。32、深度学习图像分类演示环境需支持自动生成评估报告，评估报告包含训练集、验证集、测试集的精确率、精准率、召回率、F1-score等4个指标的图表结果展示；系统自动计算出top1-top5的准确率；并展示训练结果的混淆

14、矩阵等指标结果信息。支持呈现模型训练效果。33、系统支持学员管理，支持查看班级成员、查看课程申请和添加重修学员，支持学员密码重置。34、系统支持课堂管理功能。支持查看学生在线或离线情况、实验报告提交情况，支持通过远程协助进入学生正在试验的环境；支持快照管理，可查看和删除学生虚机快照。35、系统支持虚机管理，可查看和关闭学生虚机。提供平台小助手模块，可随时管理虚机，支持设置平台小助手的透明度。36、系统支持教师编辑不同课程章节的课堂备注信息，并支持批量删除及导出。37、系统支持课件、视频、手册、图片、软件、数据及其他资源的上传、下载、共享及删除等文件管理功能。支持提供个人网盘功能。38、系统支持

15、通过仪表盘展示DoCke容器虚机资源使用情况，包含CPU、内存和硬盘的使用比。支持对教师和学生的虚机进行查询、删除等操作。39、系统支持用户在保存实验时一键生成快照，支持对所有快照进行查询、管理、删除等操作。40、系统支持任务调度功能，支持对正在运行的测试或训练任务进行暂停、终止操作，支持对已完成的任务进行筛选、查看、删除等操作。41、系统支持在线考试功能，支持自定义系统内所有试题的难度系数和权重。支持对试题来源、所属科目和试题题型等进行编辑和修改；支持单选题、多选题、判断题、简答题、填空题及实验题等题型；考试题支持在线编辑添加和word文件导入添加两种操作方式，系统内置Wore1试题模板；支持通过图形显示不同题型分配比例和数量统计。(用户保留测试功能的权利)42、在线考试支持编辑添加实验题，实验题支持容器、虚机、JUPyter三种运行环境，支持单机、集群两种环境类别，支持设置主、从节点的参数。43、在线考试支持自动组卷和手动组卷两种方式添加试卷。通过对不同题型所属的试题科目进行题目总数设定，支持自动计算总分数。完成快速自动组卷。系统支持将任意已发布的试卷自动设为模板，支持对模板试卷的复用功能。支持试卷以Word格式批量导出。44、在线考试支持查看试卷满分、最高分、最低分、平均分、及格率、已提交人数等考试信息。支持查看学生的考试时间、答题时长、成绩、及格状态等