浅谈高校计算机实验室开放建设的研究

摘  要：在“互联网+”的背景下，高校计算机实验室开放建设的道路越来越科学化、规范化、合理化。通过大数据、云计算和物联网技术的应用，高校计算机实验室的开放建设迎来了一个崭新的机遇。高校计算机实验室的开放可以更大程度的挖掘学生的创造力与激发学生的学习兴趣。在更加精准的实验研究中不断地提高自身的专业水准与实际操作能力。为了使学生更好的参与到各类项目的研究中，高校计算机实验室应合理的应用大数据、云计算和物联网的相关技术，从而为我国未来的可持续发展道路提供更多更全面的人才奠定坚实的基础。

关键词：计算机实验室;开放建设;大数据;云计算;物联网

中图分类号：TP391.44;TN929.5      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）09-0194-03

0  引  言

在以“互联网+”为时代背景的大前提下，涌现出了许多的重要思想与科学技术，其中以大数据、云计算和物联网技术为最，三者看似独立却又互通有无，相互作用。这种全新的科学技术，与我国现今的高校计算机实验室开放建设相结合，使我国的高校教育改革焕发了新的生机。高校实验室是高校教学中的重中之重。学习与实践相结合是高校教学的特色之一，为我国培养了许多优秀人才。然而高校实验室在以往的教学实践中存在很多弊端，使高校的教学发展遇到了瓶颈。

1  高校计算机实验室存在的弊端

1.1  信息闭塞

高校计算机实验室在使用的过程中，缺乏有效的信息共享。许多学生在同一个项目组中，重要的实验数据需要通过非常复杂的程序才能实现实验数据共享，更多的同学还要通过二次试验才能获得相同的实验数据，这大大地降低了实验的效率，并且也造成了一部分实验资源的浪费。且计算机实验室的实验器材资源都极其有限，使实验数据也失去了一定的准确性。

1.2  计算机实验室管理封闭

许多高校实验室因为储存了大量的实验数据和重要实验器材，通常都是有项目教师负责管理，多数都是上课开启，下课关闭，这样大大地降低了学生的研究积极性。即使课下学生需要进行研究，想要进入实验室也需要一系列的复杂手续。所以，在学生没有相关课程的时候，实验室基本处在闲置状态，且非本专业或者本项目研究组的学生想要借用相关器材也是受到许多限制的，这就造成了极大地资源浪费。

1.3  观念陈旧

我国教育改革不光是提倡中小学的教育改革，倡导学生的主体地位，高校作为学生时期的最后一个阶段，马上就要面临社会的重重考验，更需要学生在学习中树立主导地位，主动学习，提高自主学习能力和创新能力。然而，我国大多数的高校在教学中还是以教师为主导，加上高校课程多数较为数据化，很难激发学生的学习兴趣，逃课，旷课的情况比比皆是。

2  大数据、云计算和物联网技术在高校实验室开放建设的应用形式

2.1  何为大数据、云计算和物联网技术

大数据、云计算和物联网技术是“互联网+”时代背景下的优秀产物。大数据是运用新的处理模式将一定时间范围内通过常规工具搜集的信息和数据进行统一优化和管理，从而使信息更具准确率和决策率的高级信息资产。而云计算是将常规工具收集来的信息进行高速的云端计算，这是一个超大规模的计算方式，计算结果更加快速明了。物联网则是信息科学技术产业第三次革命的产物，它基于互联网、广播电视网、传统的电信网等信息载体，可以使所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。

大数据为云计算的实施提供了基础，云计算为大数据的管理和技术提供了便利。在云计算和物联网之间，云计算为物联网提供了海量的存储能力，物联网则为云计算提供了应用空间。而在大数据和物联网之间，则是物联网为大数据提供了数据来源，大数据为物联网提供了分析的技术支撑。大数据、云计算和物联网技术三者之间的关系，如图1所示。

2.2  大数据、云计算和物联网在高校计算机实验室开放建设中的应用形式

通过采用“互联网+”的思想背景，以大数据、云计算和物联网技术为核心，将实验室、智能化设备和互联网相互联结，从而形成一个高度统一的涵盖了设备接入、综合应用和数据处理的网络信息中心。融合了综合布线、无线网络通信、安全防范、多媒体、自动控制等多门学科技术，建立创新性、开放性、智能型和协作性的综合实验信息的平台。使学生、教师和管理人员可以在其中快速的获得所需的教学资源，实现教学信息资源的优化采集、准确分析、应用与服务。更可以实现一个不受空间和时间限制的资源共享平台。

首先，需要建立一个物联网的感知平台，以实验室器材的管理为基础，通过对不同的实验器材安装传感器，进行多方面的数据与信息的收集，再利用物联网的信息处理技术将各类实验器材相互联结，实现实验室器材的智能化管理。还可以通过物联网技术建立一个高效的数据库平台，形成实时的出入库信息的上传与管理，从而保证实验器材的时效性，以免出现器材丢失或者有损毁没有及时补充的弊病。

其次，最大化的利用云计算，通过云计算的高效计算能力和超大的信息储存空间，实现各类信息的相互整合和管理。例如：可以建立一个全校通用的云计算信息共享平台，将实验室器材收集到的数据通过云计算上传到共享空间，使教学资源和实验器材资源数据得到有效的结合和利用。这极大地颠覆了传统的教学思想，并开拓了崭新的教学时代，使得教学资源和实验资源得到最大的利用，避免了资源浪费。教师和学生可以隨时通过共享平台获得需要的相关数据和资料，并可以通过云计算将计算机的储存设备，例如：移动硬盘、CPU等数据上传到一个虚拟的储存空间，保证信息的时效性。这其中通过对云计算空间的层层管理，设置安全保障，使教学资源和实验信息得到了双向存储，保证了信息的安全性，以免因人为操作不当而导致信息丢失。

最后，建立大数据高效处理平台。建立在云计算的应用基础上，通过建立大数据平台，将各类教学数据和学校的管理数据上传到云计算的虚拟储存空间，再通过大数据平台进行高效计算。有了这一平台学校可以将学校的实验器材采购数据、设备设置的专业数据、教师的教学计划、各科的上课时间表、人才市场的招聘时事与信息归类、各类专业的相关学术论文以及研讨站等，包括来自物联网的感知平台的数据。利用大数据处理与分析技术，进行数据清洗、数据过滤、数据挖掘等，从而帮助学校的决策者做出更好的利于学校未来发展的正确决策，帮助教师更好的利用教学资源，并通过大数据的分析实时了解学生心理动态和学习动态，从而因材施教，极大地提高教学效果。构建一个全新的实验教学模式和教学学习体验，并通过大数据管理为实验室的实验器材采购、实验室教学评估、实验教学的质量以及实验室建设带去更加规范、高效、科学、安全的管理制度。

3  大数据、云计算和物联网技术在高校计算机实验室开放建设中起到的实效

通过以上对大数据、云计算和物联网技术的应用，使高校计算式实验室的开放建设得到质的发展，形成了教和学的良性循环。走出了以往的封闭式实验教学模式，使学生的自主学习性和积极性得到了极大地开发，并在一定程度上提高了学生的发散思维能力，提高了学生的创造力。对教师而言，学生的积极性提高了，会极大地调动起老师的教学热情，这样使学生和老师之间有频繁的正向交流，使教学进程事半功倍。并且计算机实验室的智能性开放使学生在课下没有老师指导的情况下也可以进行实验研究，这使学生可以慢慢的树立独立完成实验的意识，不再单纯的依赖教师的指导。在减轻教师的教学压力的同时，使教师更多的站在了指导的角度，不再是手把手的硬性传授，这也提高了学生的独立实验的能力。

多数的实验项目都需要以小组为单位进行研究，在以往封闭式的实验教学中，学生只能通过课上进行实验数据的交流和心得分享。由于课下缺少实验数据作为理论支撑，学生之间也很难在课下时间全员讨论，再加上每个成员之间的分工不同，就导致了信息的沟通不畅，难以提高实验研究效率。但是计算机实验室智能开放后，即使课下时间学生也可以通过云计算与大数据建立的资源共享平台及时分享各类实验数据，进行有效的沟通交流，这也加强了学生之间的团队协作能力，并且极大程度上避免了教学资源的浪费。

4  结  论

依托于“互联网+”背景下的技术改革为高校的计算机实验室的开放性建设带来了极大的冲击，充分的利用这些富有时代特色的科学技术不但可以加快高校计算机实验室的开放建设进程，还极大地节省了高校的人力物力资源，方便了日常学校的科学化管理。高校领导、教师、学生通过大数据、云计算和物联网技术共同建立起来的高效资源分享型平台的不同入口达到不同的资源使用的目的。高校可以实现对学校发展的大方向的把握，教师可以实践“因材施教”的科学教学方法，学生可以最大程度的利用学校的教学资源和数据资源。三方互通有无，为我国的可持续性发展的伟大方针输出更多更富有智慧的多方面人才奠定了重要基础。

參考文献：

[1] 王瑶茜，荆丽梅，赵自鹏.基于大数据、云计算和物联网传感器技术的有效结合与应用 [J].信息与电脑（理论版），2018（21）：168-169.

[2] 高金霞.高校智慧校园建设中的大数据、云计算与物联网技术结合分析 [J].通讯世界，2018（10）：103-104.

[3] 王军号，杜朋，黄娟.大数据、云计算和物联网技术在高校计算机实验室开放建设中的应用研究 [J].教育教学论坛，2018（18）：13-14.

[4] 谭进，何秀姬.高校计算机实验室开放性共享运行机制研究 [J].电脑迷，2018（1）：130.

作者简介：钟燕华（1978-），女，汉族，浙江岱山人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：人工智能、物联网技术。