高校开放式实验室信息甄别机制研究

张毅

摘 要：高校教学模式不断改革使传统的实验室管理模式落后于高校发展。而利用现代化管理手段和技术进行高校实验室信息化建设是高校发展的必然手段。开放式实验室是使用现代化管理方式对资源信息的整合利用。针对开放式实验室管理现状，开放式实验室信号甄别机制建设可以帮助管理师生合理安排时间、兴趣及学习内容，提高学生学习能力；同时提高实验室资源的管理和利用效率。使高校实验室管理更加科学化，实现资源有效配置。

关键词：开放式实验室；信息甄别；机制

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）24-0191-03

Abstract： It is essential for universities to digitalize the laboratory by scientific technology and management while the education mode is advancing ahead the building of the laboratory. The open laboratory is the integration of modern information and management， which should be efficient in material allocation and frequency by employing the signal screening mechanism in order to improve the scheduling and ability of users.

Keywords： open laboratory； signal screening； mechanism

一、概述

（一）高校开放式实验室的发展现状

随着高等教育的普及与发展，传统教学模式受到冲击，实验室教学的效果被广泛重视。尤其是现代化技术装备下的高校实验室不仅可以通过主动动手能力的培养提高教学效果，也因其在信息化手段的协助下迅速接受、传播、更新知识而逐渐成为高校重点建设内容。开放式实验室是新型实验室管理模式，可以通过先进的现代化手段使师生广泛参与实验、充分利用多方面资源、借助于信息整合为教学提供更加迅速准确的服务。

在开放式实验室中，师生通过系统合理安排提高学生能力和知识水平，而高校应该充分利用先进的信息化技术建立开放式实验室促进实验室教学和管理，因为开放式实验室管理为高校更好地利用实验室资源和设备信息、更加科学化、规范化地管理实验室，为更加有效地共享和利用资源提供了更好的平台。

一些国外高校相对于我国而言信息技术发展快，在普及高等教育的实践和理论角度来说更为先进，开放式实验室的建设和管理系统更为信息化，實验室管理更为现代化[1]。国外高校开放式实验室不仅充分利用了信息化技术便利化的特征，满足了自主学习要求，提高了资源利用率，很好的为学校各层用户提供了服务[2]。

国内高校实验室的开放受条件和制度束缚，通常设定严格的时间安排，少有全天候开放式实验室，同时主要依靠人工管理，导致成本较高[3]。相关人员进入实验室需要登记，有严格的实验要求和实验流程，从而限制了使用者能力培养[4]。实验室设备维修和管理人员缺乏主动意识，鲜有顾及实验室资源使用效率。

（二）信息不对称理论

信息不对称的研究，主要是对信息不对称与市场效率之间的关系的研究。美国经济学家乔治·阿克洛夫发表了题为《次品市场：质量的不确定性和市场机制》的文章，指出信息的不对称可以导致市场失灵。通过分析二手车市场的交易情形，发现买方与卖方对于二手车信息的不对称会导致“劣质车驱逐优质车”的现象，这一现象被称为逆向选择；这种由于存在着不对称信息而使买方在交易时可能会因为卖方隐藏二手车的信息或有关行动而产生的风险，称为道德风险[5]。

但是其后的经济学家发现根据不对称信息发生的时间在行为人进行交易之前或者发生在交易之后，又有事前不对称信息和事后不对称信息之分。事前不对称为逆向选择模型，而事后的不对称为道德风险模型。根据不对称信息的内容不同会有隐藏信息模型和隐藏知识模型，在研究中，学者将拥有信息优势的一方称为“代理人”，而不具有优势的一方称为“委托人”。在委托人——代理人模型的框架下，将信息不对称情况可以归纳为五种模型：1. 逆向选择模型：委托人和代理人签订合同前代理人知道自己的类型而委托人不知道，信息不完全。如：卖方对产品的质量比买方有更多的知识。2. 信号传递模型：代理人知道自己的类型，委托人不知道，所以代理人选择某种信号便于委托人观察后再与代理人签订合同。如雇佣的关系，雇员向雇主提供教育水平信号（证书、学历等）。3. 信息 别模型：代理人知道自己，而委托人不知；委托人提供多合同以供代理人选择，代理人选择最适合合同或行动。如保险公司与投保人，保险公司制定了不同种类保险合同，供不同潜在投保人选择保险合同匹配自己类型。4. 隐藏行动的道德风险模型：交易时信息对称；交易后，代理人选择行动，由于不能直接观测到代理人的行动，委托人设计激励合同诱使代理人采取有利行动。如雇员报酬与其完成任务情况有关。5. 隐藏信息的道德风险模型：交易时信息对称；交易后，委托人观测到代理人行动，设计激励合同诱使代理人选择对委托人最有利的行动。如企业经理设计激励合同使销售人员选择不同销售策略。

长期以来，在实验室教学理论研究中，一直将实验室教学看作是最接近于信息对称的纯教学结构。但实际的师生关系和实验室教与学关系并不符合完全对称信息的条件，首先教学质量和学生学习主观性不是同质的，其质量信息在实验室管理者与使用者并不对称；从而导致实验室使用率和教学效果整体质量水平下滑。如果实验室教学服务和学生学习收益之间的质量信号充分、有效、且成本低，实验室管理系统与学习效果之间的质量检验成本降低，就可以使教学资源有效配置利用。所以改善信息传递机制，并利用信号甄别机制可以双向提高信息有效性，减少逆向选择和道德风险的发生，优化资源，提高教学效果。

二、高校开放式实验室信息不对称问题

（一）高校开放式实验室现有问题

开放式实验室是一种先进资源和信息的整合利用工具，为高校实验室教学提供了全面的服务[6]。主要优势有合理安排学习时间，拓展自身兴趣、主动操作练习，提高动手能力、知识水平。所以高校开放式实验室的良好有序建设可以有效提高高校实验室教学管理水平，为高校工作人员营造优秀实验环境，提高科研水平。

在国内，信息化发展起步略迟于发达国家，早期高校实验室信息化建设进程也滞后，受制度和条件所限，管理工作不配套，缺乏完善的规章和制度，导致很多教学资源利用率极低，造成资源浪费。受时间、使用方式、管理流程、管理制度的限制，高校开放式实验室建设和管理理念落后于其他国家。因此，我们实现真正的开放式建设和管理，改善原有制度和管理方法， 才能提高高校实验室利用率，实现知识共享和利用，为高校发展和师生学习提供平台。

（二）信息不对称对高校开放实验室的影响

开放式实验室和实验室使用者之间的信息不对称会导致逆向选择和道德风险。在实验室开放的初始阶段，实验室管理方和使用者之间通过实验室使用守则、教学大纲、以及学生身份和学生义务来传递信息，学生可以依据自己的需求，在开放实验室系统中选择自己适合的学习内容，而实验室则根据教学大纲决定实验设备与开放情况、开放时间等，这一信息传递的过程是不对称的，因为学生在这一过程中有可能隐瞒了违反实验室规定、或者浪费实验室资源的事实，会产生有逆向选择和道德风险啊。

信息不对称主要表现在实验室管理和使用者拥有的信息不对称，学生对于自己的行动掌握更多、更真实的信息，而管理者则无法了解诸多方面的真实情况，如：

1. 学生隐瞒自己使用实验设备的真实信息，实验室管理方只能根据通过为数不多的接触和交往作出大致的判断。

2. 所完成学习内容质量信息的不对称，导致实验室使用低效率。

3. 未来学习水平发展的不对称使管理者无法对实验室设备开放所产出的效益能否产生良好的学习反馈作出尽快反应，产生逆向选择而不会升级更新实验设备，导致成本沉淀或者设备落后。

4. 学生学习选择不对称时，实验室设备在使用过程中很难预料和完全掌握学习内容，甚至导致学生获得试用机会后，根本没有完成学习要求或者用于学习要求，而是另作他用，管理者并不能对使用者实行完全有效的监督。

所以，信息不对称是不可避免的，其存在是开放式实验室发展必须高度关注和深入研究的课题。通过该研究，解决学生使用实验室时滥用、误用、他用、和不充分使用的问题，保证实验室设备使用的效率，降低成本，提高使用效果。

三、信号甄别机制的设计

信息甄别概念最早是由罗斯查尔德（Rothschild）和斯蒂格里兹（Stigliz）完成模型化处理。与其他信号传递模型不同，信息甄别模型是由信号的接收者，即拥有公共信息（common knowledge）的一方首先采取行动[7]。

假设实验室管理系统首先提出一个合同{W，S}，规定实验室使用者W和学习水平S，使用者学习水平若符合管理系统的标准S，那么就会获得使用权W。管理系统事先提出了两个合同{W1，S1}、{W2，S2}和一个选择规则R。

S1代表低水平的学习任务，S2代表高水平的学习任务，当学习者学习水平达到S1，管理者就向其开放W1；当学习水平达到S2，就向其开放W2。

Uθ（W，S）为学习能力θ的学习者的效用函数。这里，选择规则R一般应满足如下条件：

1. 每一学习层次的实验室使用者在可选合同中选择一个最适合自己的合同（即θ学习能力的学生选择合同{Wθ，Sθ}，并对所有的{W，S}，满足Uθ（Wθ，Sθ）≥Uθ（W，S）；

2. 实验室管理系统的使用效率不能为负；

3. 除了这两个合同之外，管理系统没有其他合同能使其获得更大使用效率。

在实现实验室管理系统收益和学习者能力水平实现均衡时，当管理系统提出两个合同{W1，S1}和{W2，S2}之后，弱学习能力的学生会将其学习水平定在S1，即选择{W1，S1}。假设管理系统提供的另一个不同于上面选择的合同，那么另外一个学习机会（如利用机房电脑玩游戏；或者利用选择更低级别的实验以获取实验学习记录等利益，这样，即使学生学习效用下降，他仍有可能接受这样的合同。强学习能力学生的均衡合同是E={W2，S2}。显然，高水平学习能力能赢得更大的学习收益。

可见，管理系统事先提出的学习水平要求是对学生的道德风险程度有影响的。在管理系统提出S1合同下，学生从事道德风险活动的可能性大于S2合同下的可能性。为此，可以得知：管理系统首先提出合同时，应根据学生实际情况前提下，尽量提高对学生水平的要求，以期降低学生从事道德风险活动的可能性。即通过管理系统设定信号甄别系统，在系统设置中按照不同层级水平的学生设计“合同”，并在设计合同时有意提高水平要求，这是降低学生使用开放式实验室时可能产生道德风险程度的一个有效途径。

四、信号甄别机制设计

针对开放式实验室学生道德风险问题的多样性、不确定性与系统性，本文提出多角度实验室使用风险机理建设内容，从信息不對称和管理规章的角度精准定位学生道德风险的根源，以实现提高实验室运用效率、减少资源浪费的目的。

信号甄别的前提是信号传递，其包含信号发送者、接收者、信号内容、反馈信息和信号传递环境。信号传递的过程包括发送者信息编码并发送信号，接收者接收和解码，形成认知并反馈信号。

而在大数据时代，数据量增长快，数据来源和表现形式复杂。数据流背后，蕴藏着丰富的信息、巨大的商业机会和社会价值[8]。大数据的基本特征如：大容量、多种类、高速度和价值密度低等决定了大数据会对信号传递和信号甄别产生很大影响。首先，增加了分析和处理数据的难度，使得信号传递准确性下降。其次，高速数据加快信号价值衰减，信息生产和接收具有即时性，捕捉最大、最优价值的信号面临困难。再者，数据环境呈现信息价值密度极低的特点，不利于信号甄别。结合技术业务逻辑，再通过挖掘数据价值实现信号甄别，是最重要的方法。为了精准化信号甄别，争取迅速挖掘有价值信号，要依赖于大数据背景下的信息科技手段，以实现缓解双方的信息不对称，提高实验室资源使用效率。

在图1中，实验室管理系统对实验室使用者要进行基本数据收集，并对使用者水平进行分类。在初次使用设备时由信号传递者——学生初步选择适合自己水平的设备或实验。使用过后对使用级别的完成情况及逆行信号甄别，甄别后进行数据分析、筛选、再对使用者水平重新设定，关闭同水平或者低水平使用权限，打开新水平系统，在原有水平基础上升级开放。

在这一机制中，

1.每一学生在适合自己的学习层次的实验室有两个“合同”水平，使用者在可选合同中选择一个最适合自己的合同（即θ学习能力的学生选择合同Wθ，Sθ}，并对所有的{W，S}，滿足Uθ（Wθ，Sθ）≥Uθ（W，S）；

2. 实验室管理系统的使用效率不能为负，即使用者完成学时或者实验后系统自动生成信号记录或成绩；

3. 每一层级的设定中有且只有两个合同，除了这两个合同之外，管理系统没有其他合同能使其获得更大使用效率。

4. 一旦违背了合同中的内容，本层级数据进入数据库，并影响下一层级“合同”的签订和使用权限。

由于实验室对于使用规则有了明确规定，并运用大数据进行信号筛选与甄别，所以是信息不对称现象得以缓解，更为有效的是信号甄别使得所以实验过程中的信号被记录并且筛选，并对后面其他学习合同的签订和执行规则产生影响，故而会对使用者产生约束，实现实验室的资源有效配置。

五、结束语

信号甄别的价值在于实验室使用者传递的那些甄别所需要的信号。它既有助于管理系统正确地选择合同类型，又有助于使用方更好地判断自身学习水平，有助于提高能力。既然签订“合同”的实质是向管理者提供信号的约束机制，信号传递的效率决定了学习制度的效率。为使信号传递机制的有效性，必须保证甄别系统的严谨和速度。首先，对实验室管理系统的规章制度严格执行，防止学习者提供虚假信息。避免管理者和学习者“合谋”提供虚假信号以达到欺骗的目的，造成管理制度对评价的失效，实验室的建设面临着“逆向选择”的困境。使管理制度失去“公信力”。另外，要严惩恶意违规行为，提高学习者对试验设备的滥用成本，保证管理制度的正常运行。

参考文献：

[1]柳毅，麻志毅，何啸，等.一种从UML模型到可靠性分析模型的转换方法[J].软件学报，2010（2）：7-8.

[2]李红主.数据库设计基础与应用[M].清华大学出版社，2012：5-6.

[3]王海燕.基于Intranet模式的高校实验室管理信息系统[J].中国管理信息化，2010，15（7）：58-60.

[4]王一红，季全芝.建立高校实验室管理信息系统的研究[J].现代科学器，2011，9（5）：67-68.

[5]杨宇立.简明西方管理思想史[M].陕西科学技术出版社，1992.

[6]余乐.基于Web的开放式实验室管理系统的设计与实现[J].科技资讯，2011，5（22）：112-116.

[7]张培刚，方齐云.博弈论的应用及其展望[J].经济评论，1998（2）：13-14.

[8]维克托·迈尔舍恩伯格.大数据时代[M].盛扬燕，周涛，译.浙江人民出版社，2012：15.