“互聯網+”理念下大數據創新高校實驗室開放運行管理機制研究

王海霞

摘要：高校實驗室是實踐教學的重要場所，教師和學生在上課和科研創作時，利用其設施條件，對其進行使用。信息技術的發展，給高校實驗室的開放運行管理帶來了重大變化。本文在“互聯網+”背景下，運用“互聯網+”的理念，依托大數據和云計算技術，對實驗室的開放運行管理機制進行改革探索，把數據挖掘、信息采集、微信平臺等有機結合起來，并與學生校園一卡通聯系，構建出全新的實驗室開放管理模式，實現了實驗室無紙化申請和設備管理的規范化和信息化，提升了實驗室開放建設的服務水平和管理水平。

關鍵詞：“互聯網+”;高校實驗室;大數據;開放運行

中圖分類號： TP315? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0063-03

Abstract：Laboratory in Universities is an Important Place for Practical Teaching， teachers and students use their facilities and conditions in class and scientific research and creation. The development of information technology has brought great changes to the open operation and management of university laboratories. Under the background of "internet plus"， this paper uses the concept of "internet plus" and relies on big data and cloud computing technology to reform and explore the laboratory's open operation management mechanism. It organically combines data mining， information collection， WeChat platform， etc.， and links with students' campus smart card to construct a brand-new laboratory open management mode， which realizes the standardization and informatization of paperless application and equipment management in laboratories， and improves the service level and management level of laboratory open construction.

Key words： “Internet Plus”;University laboratory;big data;open operation

1 引言

近年來，隨著信息技術的發展，教育改革一直搞得如火如荼，實驗室作為高校重要的科研場所，其建設和應用管理模式也在發生著重大變化，實驗室的建設和開放運行管理在教學活動中越來越重要。

實驗室開放是指在滿足基本教學任務的前提下，在剩余時間里，為了培養應用型、創新型人才，和學生的動手能力、實踐能力，提高實驗室資源利用率創造的有利學習條件。這也促進實踐教學的改革，激發學生和老師的積極性和創造性。

“互聯網+”時代，大數據的核心是可預測，教我們用科學算法運用到挖掘海量數據去預測事情發生的可能性，我們可以利用大數據的前瞻性，使用數據統計決策支撐模塊，為實驗室建設提供有利的數據支撐，為實驗室創新管理帶來翻天覆地的變化。

2 實驗室管理現狀及問題

目前實驗室管理，大多是采用純人工的管理模式，往往是學生申請使用-實驗室管理人員審批的流程，在這種模式下，嚴重影響管理效率。（1）老師上下課開關門的方式，導致教師不能利用實驗室的空閑時間，資源無法共享[1]。（2）如若實驗室無法給學生提供學習環境，則不利于學生和教師對科研、教學的研究創新。（3）實驗室設備種類多而雜，管理起來困難重重，經常會出現學生逾期不還設備，或者弄丟的情況，沒有一定的規章制度進行約束。

3 大數據管理高校實驗室的應用

大數據是近年來新發展的技術，可以促進人類決策效率并方便管理相關事務。其核心就是利用相關關系分析法進行數據采集分析，通過對數據的聚類、分類等處理，建立工作模型[2]。

“大數據”為了適應海量、高增長率和多樣化的信息資產，就需要新的處理模式，這樣才能具有更強大的決策力、洞察發現力和流程優化能力。對數據的采集分析，反映了一段時間內某一個樣本的活動趨勢，是現代社會一種極具價值的信息資產。在實驗室開放運行管理中，采用數據挖掘手段，即可實現學生網上預約，系統根據建立起來的大數據模型，自動分配器材和實驗室。使用頻率高的實驗室及其設備進行一個匯總統計，方便以后的管理，提高管理效率。

利用云計算技術，搭建共享平臺，可以滿足學生碎片化學習和實踐的需求，借用共享平臺虛擬化、接入方式多樣化的優點，讓實驗員從設備維護和借用的煩瑣事務中解放出來，從事更有創新性的工作[3]。

在這種背景下，為了解決上述問題，實現教學資源的優化共享，以適應新時代的要求，各個大學不斷深化實驗室開放管理改革，加大實驗室建設力度，所以急需采用大數據和云平臺技術應用于實驗室建設。如圖1所示，開放式實驗室云管理平臺，利用移動端平臺簡化了管理員的現場管理，管理員不必再人工記錄信息，通過智能硬件控制和信息化的管理手段，智能終端掃描設備二維碼將信息錄入數據庫，可以連接服務器對數據庫中的設備信息進行管理。學生對實驗室的借用預約功能，也可以通過移動端實現。

4 大數據云平臺創新實驗室的管理

本文對基于大數據的開放性創新實驗室管理模式進行研究探析，依托實驗室建立起來的實驗室及其設備數據信息庫與實驗室管理系統，利用微信、App等社交平臺，將學生的一卡通聯系起來，軟硬件結合，實現無紙化申請，刷卡通電，實現實驗室管理的規范化和自動化。如圖2所示。

（1）實驗室云平臺集中化管理系統：應用云計算技術以保證實驗室安全。利用門禁系統取代傳統的門鎖，學生刷卡進入，此時實驗室內相應的位置就被通電，學生可以在此位置上進行實驗。學生在離開實驗室的時候，刷一下卡，設備就會斷電，或者有2小時未登錄，系統會自動斷電。實驗室內還設置有視頻監控對其監督，設置有遠程儀器控制和報警系統，及時幫助技術管理人員控制儀器的操作和電源開關，監控其安全動態。

（2）實驗室儀器標準化網絡管理：每個實驗設備上都有條形碼，這樣在入庫和出庫的同時，可以隨時監控設備的使用狀態，有效分析使用率。實驗室管理員，可以借助微信客戶端，實時發布設備的空閑可借用時間，學生在借用設備的時候，刷一卡通，把學生的信息和借用設備的信息聯起來，系統中會規定每個設備最多可借用的時間，對于逾期未歸還者，會在手機短信方面給予提醒。學生在歸還設備的時候，刷一卡通，掃設備條形碼，實驗室管理員檢查設備沒問題即歸還成功。如圖3所示，利用計算機、互聯網等資源建立設備網絡化管理平臺，對所有設備進行科學管理，實行動態化監控，合理安排各種儀器的開放使用時間，最大化發揮使用價值，提高使用率，保證設備在不同部門之間存在共享[8]。

（3）實驗室預約平臺：使學生無論在哪里，利用手機、IPAD、PC等App終端訪問云管理平臺，進行實驗室預約使用[4];實驗室管理員無論在哪里，都可以對實驗教學終端進行統一維護、信息查詢、資產管理、監控管理等功能，實時實地的進行實驗室開放[4]。實驗員的手機是和實驗室云平臺相互聯系的，學生進入和離開實驗室的時間點，實驗員可以隨時查看，實時了解實驗室動態。這樣在學期末對數據進行一個匯總，對使用頻率高的實驗室重點維護。

由此可見，在“互聯網+”時代，開放性實驗室管理系統都是依靠大數據技術，這樣增強了學生使用實驗室的效率，避免人員浪費，解決了以前實驗室晚上和周末不能使用的問題。

利用微信小程序或者安卓平臺進行實驗室管理和信息發布，因為傳統的集中式管理模式難以滿足學生實踐的碎片化、移動化和個性化需求，基于云技術建立了“時間、空間、內容、層次”四維開放模式[5]，最終形成一個校企合作，資源共享、提升學生實踐能力的創新云平臺。如今人人一步手機，智能手機和Pad平板使用也很頻繁，這使得移動式和碎片化學習逐漸成為一種趨勢，相應的實踐教學模式將進一步完善和豐富[3]。

5 利用大數據平臺進行云存儲

（1） 利用大數據云平臺，可以將老師的課件PPT等講義材料儲存，可代替傳統的U盤和移動硬盤。老師可以隨時隨地把制作好的講義上傳到云存儲平臺服務器上，下次進行上課后，輸入賬號密碼再把課件下載下來，避免了隨身攜帶U盤的麻煩，也使得電腦免受病毒的侵害。老師可以隨時使用手機等移動終端通過云平臺登錄管理自己的校園云盤，及時查看、上傳、刪除、修改、分享自己的學習教學資料，以及學生提交的作業等[6]。由于服務器存儲容量有限制，管理員可以定期對存儲的東西進行清理。

（2） 實驗室管理員在后臺進行安裝軟件的時候，如果對于機房多，數量龐大的實驗室，安裝起來勢必造成時間浪費，這時可以將實驗室軟件上傳到云平臺服務器，利用大數據云平臺管理，在后臺服務器端進行集中安裝，這樣不至于對資源造成浪費，也不會浪費人力物力。

6 實驗室管理向智慧化和自動化

多媒體共享云平臺建設是實現各既有實驗室設備聯動，更好發揮綜合效能的需要。平臺與學院實驗教學中心、虛擬仿真實驗教學中心等實驗室實現互通互聯，把教學、生產、社會服務等融于一體，推動理論和實踐相結合，實現科研及實踐成果的輸出與轉化，提高服務社會功能，培養全面及創新型人才。

隨著教育信息化的發展，實驗室越來越被重視，其管理模式也變得智能化、開放化、共享化。大數據推進了實驗室信息的收集，我們可以對其中數據進行挖掘分析，推進實驗室的智能化管理。 這樣在某一天的將來，高校實驗室的管理，可以以數據為中心，以數據決策為主導[7]。

7 總結

云計算和大數據將不斷創新實驗室的管理，將推動高校實驗室朝向智慧化、自動化方向發展。實驗室基于數據為決策，以探求因果關系發現相關關系，大數據作為實驗室管理的新技術、新模式，將會為實驗室管理帶來新的機遇[8]。在“互聯網+”背景下，利用大數據和云計算，在實驗室管理中運用智能化設備，把無線網絡通信、微信公眾平臺相互結合[1]，形成統一的包含設備接入、數據處理和綜合應用的網絡信息中心，實現智慧學、智慧教、智慧管。

參考文獻：

[1] 王軍號，杜朋，黃娟.大數據物聯網技術在高校計算機實驗室開放建設中的應用研究[J]. 教育教學論壇，2018（18）：13-14.

[2] 孫磊，索雪松，黃晟，楊青.基于大數據的開放性創新實驗室教學管理研究[J].河北農機，2017（8）：44-46.

[3] 榮華偉，錢小明，錢靜珠.關于高校實驗室開放管理的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2014，31（12）：233-236.

[4] 張瑞軍，林彩燕，劉蘋，任延華，盛陽.云技術的管理類實驗室思維三層開放體系[J]. 實驗室研究與探索，2018，37（7）：278-281，307.

[5] 王曉華，王杰，李海燕，楊會如，王紅.高校開放實驗室建設的探索[J].實驗室研究與探索，2013，32（9）：219-221，254.

[6] 李英.探究“互聯網+”時代大數據創新高校實驗室的管理[J].天津中德應用技術大學學報，2017（4）：49-54.

[7] 王慶.云計算環境下的區域性高校實驗教學資源共享[J].實驗技術與管理，2014（9）：187-191.

[8] 葛日波，朱志剛，王穎. 以信息化平臺假設為依托的實驗室管理模式創新與實踐[J].實驗技術與管理，2014（1）：15-18.

【通聯編輯：王力】