云計算在實驗室建設中的應用

摘 要：高等學校作為培養技術型、高素質和創新型人才的主要場所，對學生的綜合能力起到了有效的培養作用。高校的實驗教學可以有效培養學生的實踐能力、創新精神以及綜合素質，因此在高校教育教學的過程當中，實驗教學是重要的組成部分。實驗室作為開展實驗活動的主要場所，是進行實驗教學的核心平臺，在高校教育教學的實踐活動中起到了非常重要的作用。所以，高校的實驗室建設需要得到管理人員的高度重視。在傳統的實驗室建設過程中，各個院系往往自主負責相應的實驗室建設工作，此實驗室建設機制很容易導致資源浪費、重復建設等現象的出現。為了全面優化高校的實驗室建設體系，保證實驗教學的高效開展，就需要對實驗室的建設進行現代化創新。

關鍵詞：應用研究;實驗室建設;云計算;高校教育

1 高校實驗室在建設過程中存在的主要問題分析

1.1? 高校實驗室的基礎設施建設成本較高

由于高校的教育教學模式基本采取專業教學模式，專業的發展往往較為迅速，為了讓學生對其所學專業有充分的認知，全面了解所學專業的發展現狀，并具備相應的實踐操作能力，完成相應的實驗學習，就要求高校實驗室在建設過程中，相關的實驗設備不僅要滿足課程要求和技術方面的安全性、穩定性需求，還需要具備相應的先進性，因此實驗室設備的更新頻率較高，所需要的成本投入較高[1]。此外，教學設備的不斷更新，也使得投入成本大大增加。不同的學院和不同的專業，在進行實驗教學時，都會有不同的實驗設備需求，一般都是自主的購入和更新實驗設備，造成了較嚴重的重復投入現象，也大大增加了實驗室的建設成本。比如，軟件工程專業和計算機科學專業，在進行上機實驗的過程中，都需要進行C語言的實驗，但是因為軟件工程的專業性較強，軟件學院往往會選擇PTA實驗平臺，或者Dev C++，而計算機科學專業只需要培養學生的基本編程理念，就會使用VC基本編程軟件。軟工專業的老師為了讓學生能夠逐步養成編程理念，就會先通過VC進行入門教學，之后轉換為專業的Dev C++，這就使得軟工實驗室與計科實驗室在應用配置上會出現重復現象，導致實驗室建設成本的增加。

1.2? 師生之間的互動交流平臺不完備

因為實驗室的建設環境有限，具體實驗內容的制定、實驗方法的選擇以及對于實驗結果的系統處理等等方面，學生都是被動的參與者和接受者，學生的學習需求和實驗需要很難及時反饋給老師，老師和學生也很難進行實時的交流，這就使得老師無法準確把握學生的問題和實驗需求，不能展開針對性的指導，這在很大程度上影響了實驗教學的效果[2]。舉例而言，在軟工專業的Web網站項目搭建過程中，學生在應用JavaScript方面的知識時，經常會出現各種無法解決的bug，想要獲得老師的指導，就只能在實驗課程開展時。在實驗課時之外，學生很難準確地表達bug點和出現原因，老師也無法進行針對性指導，這就導致bug較難被解決，會限制學生的實驗進程，也會對實驗教學造成負面影響。

2 云計算在高校實驗室建設中的實際應用

2.1? 云計算可以有效優化實踐教學管理

在傳統的高校實驗室建設和應用機制當中，存在很嚴重的信息管理系統不流暢的問題，云計算的應用可以有效優化管理信息系統，解決信息系統集成不流暢的問題。因為云計算操作系統本身具備較強的數據兼容性，對于文檔的格式兼容性也相對較強，因此各個實驗室在對管理信息系統進行開發和集成時，可以忽略信息開發平臺和操作平臺的選擇工作，只需要通過瀏覽器建立實驗室自身的應用體系，就可以實現管理信息系統的高度集成應用。因為云計算操作平臺的兼容性，使得各類實驗室管理信息系統可以完全兼容，有效減少了管理信息孤島問題的產生。與此同時，在管理信息系統全面兼容的基礎上，管理人員可以對實驗室的設備、實驗用品以及實驗人員進行統一的調度，高度集成的管理信息系統，可以有效避免實驗室重復建設問題的發生，從根本上保證高校實驗室的建設效果。

2.2 云計算可以全面提高實驗室基礎設施的建設力度

在高校實驗室的建設過程中，存在很嚴重的投入過高問題。為了實現建設成本的合理利用，盡可能的節約建設成本，就可以利用云計算技術，以現有的實驗室基礎建設為基本，全面構建高校實驗室的私有云系統[3]。同時，也可以充分利用云計算平臺中，云服務提供商所供應的基礎設施，有效地減少實驗室設備完善和更新的成本，使實驗室的計算能力得到全面的提高。面對實驗室需要的昂貴價格的巨型機械設備，則可以利用較多數量的低價格PDA和PC等設備，實現構建云的建立，從而獲取相應的計算能力，滿足實驗室的運行需求。利用構建云建立的計算體系，對于設備配置和基本性能的要求較低，甚至是學生的PC在低配置和低性能狀態下就能滿足配置需求。

針對實驗室建設存在的成本投入不平衡問題，則可以通過云計算，對實驗室建設成本進行最優化配置。各個院系可以構建自己的云平臺，進行針對性的實驗室建設，實現實驗室資源的最優化配置。不同的高校還可以根據實驗需求，共同合作建立計算云平臺，讓老師和學生能夠訪問共享云計算平臺，并且具備對等的使用權限，從而實現實驗室基礎設施建設的優化，以及相應服務體系的擴充。

2.3? 云計算可以深度促進師生之間的交流互動

在實驗室全面建立云平臺的基礎上，伴隨現代社會電子信息技術的全面普及，學生不僅可以通過PC訪問云平臺，甚至可以用手機和PAD，隨時登錄和訪問實驗室的云平臺，利用實驗室當中的設備和物品進行模擬實驗，實驗結果會被直接儲存在云平臺當中，并且自動備份，方便儲存和再次分析調用。這在很大程度上打破了空間的限制，無論學生是否在實驗室，都可以利用云平臺與同組的同學和指導老師進行云交流，在交流溝通的基礎上，全面完成實驗任務，保證實驗效果[4]。與此同時，學生的團隊協作能力和交流溝通能力也會得到相應的提高。

3? 結語

云計算作為一種現代化、信息化的高效計算模式，得到了學術界和商業界的普遍關注。云計算技術不僅可以應用到高校的實驗室建設過程中，解決高校實驗室的建設問題，還能夠優化實驗室的整體教學管理體系，同時增強師生之間的互動交流，促進實驗教學的整體深入。云計算在高校教育機制中的應用，對學校教育教學的改革起到了長遠的影響。然而云計算本身也具有很多缺點，云計算的應用受到網絡的限制，同時云計算的安全性不高，一旦云計算數據丟失，會給用戶帶來無法逆轉的危害。所以，在對云計算進行應用推廣的同時，還需要重視并彌補云計算本身的不足。對于高校的教育體系而言，將云計算應用到實驗室的建設當中，提高實驗室的建設質量，使實驗室在教學中發揮相應的價值。

[參考文獻]

[1]王繼克.云計算在高校計算機實驗室建設中的應用探討[J].中國新通信，2021（4）：131-132.

[2]于薇.論云計算在高校計算機實驗室建設管理中的應用分析[J].電子元器件與信息技術，2020（10）：149-150.

[3]溫海波.云計算在高校計算機實驗室建設管理中應用探討[J].計算機產品與流通，2020（9）：251-252.

[4]劉宜奎.云計算在實驗室建設及管理中的應用[J].信息與電腦（理論版），2019（1）：172-173.

（編輯 傅金睿）

Research on the application of cloud computing in laboratory construction

Chen Zhongyuan

（Xiangsihu College of Guangxi University for Nationalities， Nanning 530008， China）

Abstract：As the main place for cultivating technical， high-quality and innovative talents， colleges and universities have played an effective role in cultivating students’ comprehensive ability. Experimental teaching in colleges and universities can effectively cultivate students’ practical ability， innovative spirit and comprehensive quality. Therefore， experimental teaching is an important part of the process of college education and teaching. As the main place to carry out experimental activities， the laboratory is the core platform for experimental teaching， and plays a very important role in the practical activities of college education and teaching. Therefore， the construction of laboratories in universities needs to be highly valued by managers. In the traditional laboratory construction process， each department is often responsible for the corresponding laboratory construction work independently. This laboratory construction mechanism can easily lead to waste of resources and repeated construction. In order to fully optimize the laboratory construction system of universities and ensure the efficient development of experimental teaching， it is necessary to modernize and innovate the construction of laboratories.

Key words：applied research; laboratory construction; cloud computing; college education

基金項目：2020年度廣西民族大學相思湖學院科研基金資助一般項目;項目名稱：基于云計算的大數據挖掘實驗室建設研究;項目編號：2020XJKY27。

作者簡介：陳中元（1980— ），男，廣西南寧人，工程師，碩士;研究方向：計算機應用技術。