“互聯(lián)網(wǎng)+”理念下大數(shù)據(jù)創(chuàng)新高校實驗室開放運(yùn)行管理機(jī)制研究

王海霞

摘要：高校實驗室是實踐教學(xué)的重要場所，教師和學(xué)生在上課和科研創(chuàng)作時，利用其設(shè)施條件，對其進(jìn)行使用。信息技術(shù)的發(fā)展，給高校實驗室的開放運(yùn)行管理帶來了重大變化。本文在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，依托大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，對實驗室的開放運(yùn)行管理機(jī)制進(jìn)行改革探索，把數(shù)據(jù)挖掘、信息采集、微信平臺等有機(jī)結(jié)合起來，并與學(xué)生校園一卡通聯(lián)系，構(gòu)建出全新的實驗室開放管理模式，實現(xiàn)了實驗室無紙化申請和設(shè)備管理的規(guī)范化和信息化，提升了實驗室開放建設(shè)的服務(wù)水平和管理水平。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”;高校實驗室;大數(shù)據(jù);開放運(yùn)行

中圖分類號： TP315? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)的發(fā)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(shè)和應(yīng)用管理模式也在發(fā)生著重大變化，實驗室的建設(shè)和開放運(yùn)行管理在教學(xué)活動中越來越重要。

實驗室開放是指在滿足基本教學(xué)任務(wù)的前提下，在剩余時間里，為了培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，和學(xué)生的動手能力、實踐能力，提高實驗室資源利用率創(chuàng)造的有利學(xué)習(xí)條件。這也促進(jìn)實踐教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生和老師的積極性和創(chuàng)造性。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，大數(shù)據(jù)的核心是可預(yù)測，教我們用科學(xué)算法運(yùn)用到挖掘海量數(shù)據(jù)去預(yù)測事情發(fā)生的可能性，我們可以利用大數(shù)據(jù)的前瞻性，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計決策支撐模塊，為實驗室建設(shè)提供有利的數(shù)據(jù)支撐，為實驗室創(chuàng)新管理帶來翻天覆地的變化。

2 實驗室管理現(xiàn)狀及問題

目前實驗室管理，大多是采用純?nèi)斯さ墓芾砟Ｊ剑菍W(xué)生申請使用-實驗室管理人員審批的流程，在這種模式下，嚴(yán)重影響管理效率。（1）老師上下課開關(guān)門的方式，導(dǎo)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(xué)生提供學(xué)習(xí)環(huán)境，則不利于學(xué)生和教師對科研、教學(xué)的研究創(chuàng)新。（3）實驗室設(shè)備種類多而雜，管理起來困難重重，經(jīng)常會出現(xiàn)學(xué)生逾期不還設(shè)備，或者弄丟的情況，沒有一定的規(guī)章制度進(jìn)行約束。

3 大數(shù)據(jù)管理高校實驗室的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)是近年來新發(fā)展的技術(shù)，可以促進(jìn)人類決策效率并方便管理相關(guān)事務(wù)。其核心就是利用相關(guān)關(guān)系分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，通過對數(shù)據(jù)的聚類、分類等處理，建立工作模型[2]。

“大數(shù)據(jù)”為了適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)，就需要新的處理模式，這樣才能具有更強(qiáng)大的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力。對數(shù)據(jù)的采集分析，反映了一段時間內(nèi)某一個樣本的活動趨勢，是現(xiàn)代社會一種極具價值的信息資產(chǎn)。在實驗室開放運(yùn)行管理中，采用數(shù)據(jù)挖掘手段，即可實現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約，系統(tǒng)根據(jù)建立起來的大數(shù)據(jù)模型，自動分配器材和實驗室。使用頻率高的實驗室及其設(shè)備進(jìn)行一個匯總統(tǒng)計，方便以后的管理，提高管理效率。

利用云計算技術(shù)，搭建共享平臺，可以滿足學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)和實踐的需求，借用共享平臺虛擬化、接入方式多樣化的優(yōu)點，讓實驗員從設(shè)備維護(hù)和借用的煩瑣事務(wù)中解放出來，從事更有創(chuàng)新性的工作[3]。

在這種背景下，為了解決上述問題，實現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化共享，以適應(yīng)新時代的要求，各個大學(xué)不斷深化實驗室開放管理改革，加大實驗室建設(shè)力度，所以急需采用大數(shù)據(jù)和云平臺技術(shù)應(yīng)用于實驗室建設(shè)。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(xiàn)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(shè)備二維碼將信息錄入數(shù)據(jù)庫，可以連接服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備信息進(jìn)行管理。學(xué)生對實驗室的借用預(yù)約功能，也可以通過移動端實現(xiàn)。

4 大數(shù)據(jù)云平臺創(chuàng)新實驗室的管理

本文對基于大數(shù)據(jù)的開放性創(chuàng)新實驗室管理模式進(jìn)行研究探析，依托實驗室建立起來的實驗室及其設(shè)備數(shù)據(jù)信息庫與實驗室管理系統(tǒng)，利用微信、App等社交平臺，將學(xué)生的一卡通聯(lián)系起來，軟硬件結(jié)合，實現(xiàn)無紙化申請，刷卡通電，實現(xiàn)實驗室管理的規(guī)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(tǒng)：應(yīng)用云計算技術(shù)以保證實驗室安全。利用門禁系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的門鎖，學(xué)生刷卡進(jìn)入，此時實驗室內(nèi)相應(yīng)的位置就被通電，學(xué)生可以在此位置上進(jìn)行實驗。學(xué)生在離開實驗室的時候，刷一下卡，設(shè)備就會斷電，或者有2小時未登錄，系統(tǒng)會自動斷電。實驗室內(nèi)還設(shè)置有視頻監(jiān)控對其監(jiān)督，設(shè)置有遠(yuǎn)程儀器控制和報警系統(tǒng)，及時幫助技術(shù)管理人員控制儀器的操作和電源開關(guān)，監(jiān)控其安全動態(tài)。

（2）實驗室儀器標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)管理：每個實驗設(shè)備上都有條形碼，這樣在入庫和出庫的同時，可以隨時監(jiān)控設(shè)備的使用狀態(tài)，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(fā)布設(shè)備的空閑可借用時間，學(xué)生在借用設(shè)備的時候，刷一卡通，把學(xué)生的信息和借用設(shè)備的信息聯(lián)起來，系統(tǒng)中會規(guī)定每個設(shè)備最多可借用的時間，對于逾期未歸還者，會在手機(jī)短信方面給予提醒。學(xué)生在歸還設(shè)備的時候，刷一卡通，掃設(shè)備條形碼，實驗室管理員檢查設(shè)備沒問題即歸還成功。如圖3所示，利用計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等資源建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理平臺，對所有設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管理，實行動態(tài)化監(jiān)控，合理安排各種儀器的開放使用時間，最大化發(fā)揮使用價值，提高使用率，保證設(shè)備在不同部門之間存在共享[8]。

（3）實驗室預(yù)約平臺：使學(xué)生無論在哪里，利用手機(jī)、IPAD、PC等App終端訪問云管理平臺，進(jìn)行實驗室預(yù)約使用[4];實驗室管理員無論在哪里，都可以對實驗教學(xué)終端進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)、信息查詢、資產(chǎn)管理、監(jiān)控管理等功能，實時實地的進(jìn)行實驗室開放[4]。實驗員的手機(jī)是和實驗室云平臺相互聯(lián)系的，學(xué)生進(jìn)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(tài)。這樣在學(xué)期末對數(shù)據(jù)進(jìn)行一個匯總，對使用頻率高的實驗室重點維護(hù)。

由此可見，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，開放性實驗室管理系統(tǒng)都是依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)，這樣增強(qiáng)了學(xué)生使用實驗室的效率，避免人員浪費(fèi)，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(jìn)行實驗室管理和信息發(fā)布，因為傳統(tǒng)的集中式管理模式難以滿足學(xué)生實踐的碎片化、移動化和個性化需求，基于云技術(shù)建立了“時間、空間、內(nèi)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(xué)生實踐能力的創(chuàng)新云平臺。如今人人一步手機(jī)，智能手機(jī)和Pad平板使用也很頻繁，這使得移動式和碎片化學(xué)習(xí)逐漸成為一種趨勢，相應(yīng)的實踐教學(xué)模式將進(jìn)一步完善和豐富[3]。

5 利用大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行云存儲

（1） 利用大數(shù)據(jù)云平臺，可以將老師的課件PPT等講義材料儲存，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(wù)器上，下次進(jìn)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(jī)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(xué)習(xí)教學(xué)資料，以及學(xué)生提交的作業(yè)等[6]。由于服務(wù)器存儲容量有限制，管理員可以定期對存儲的東西進(jìn)行清理。

（2） 實驗室管理員在后臺進(jìn)行安裝軟件的時候，如果對于機(jī)房多，數(shù)量龐大的實驗室，安裝起來勢必造成時間浪費(fèi)，這時可以將實驗室軟件上傳到云平臺服務(wù)器，利用大數(shù)據(jù)云平臺管理，在后臺服務(wù)器端進(jìn)行集中安裝，這樣不至于對資源造成浪費(fèi)，也不會浪費(fèi)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(shè)是實現(xiàn)各既有實驗室設(shè)備聯(lián)動，更好發(fā)揮綜合效能的需要。平臺與學(xué)院實驗教學(xué)中心、虛擬仿真實驗教學(xué)中心等實驗室實現(xiàn)互通互聯(lián)，把教學(xué)、生產(chǎn)、社會服務(wù)等融于一體，推動理論和實踐相結(jié)合，實現(xiàn)科研及實踐成果的輸出與轉(zhuǎn)化，提高服務(wù)社會功能，培養(yǎng)全面及創(chuàng)新型人才。

隨著教育信息化的發(fā)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(shù)據(jù)推進(jìn)了實驗室信息的收集，我們可以對其中數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，推進(jìn)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(shù)據(jù)為中心，以數(shù)據(jù)決策為主導(dǎo)[7]。

7 總結(jié)

云計算和大數(shù)據(jù)將不斷創(chuàng)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(fā)展。實驗室基于數(shù)據(jù)為決策，以探求因果關(guān)系發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系，大數(shù)據(jù)作為實驗室管理的新技術(shù)、新模式，將會為實驗室管理帶來新的機(jī)遇[8]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，利用大數(shù)據(jù)和云計算，在實驗室管理中運(yùn)用智能化設(shè)備，把無線網(wǎng)絡(luò)通信、微信公眾平臺相互結(jié)合[1]，形成統(tǒng)一的包含設(shè)備接入、數(shù)據(jù)處理和綜合應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)信息中心，實現(xiàn)智慧學(xué)、智慧教、智慧管。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王軍號，杜朋，黃娟.大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)中的應(yīng)用研究[J]. 教育教學(xué)論壇，2018（18）：13-14.

[2] 孫磊，索雪松，黃晟，楊青.基于大數(shù)據(jù)的開放性創(chuàng)新實驗室教學(xué)管理研究[J].河北農(nóng)機(jī)，2017（8）：44-46.

[3] 榮華偉，錢小明，錢靜珠.關(guān)于高校實驗室開放管理的探索與實踐[J].實驗技術(shù)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(shù)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(shè)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(lián)網(wǎng)+”時代大數(shù)據(jù)創(chuàng)新高校實驗室的管理[J].天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2017（4）：49-54.

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

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

【通聯(lián)編輯：王力】