云计算在实验室建设中的应用

摘 要：高等学校作为培养技术型、高素质和创新型人才的主要场所，对学生的综合能力起到了有效的培养作用。高校的实验教学可以有效培养学生的实践能力、创新精神以及综合素质，因此在高校教育教学的过程当中，实验教学是重要的组成部分。实验室作为开展实验活动的主要场所，是进行实验教学的核心平台，在高校教育教学的实践活动中起到了非常重要的作用。所以，高校的实验室建设需要得到管理人员的高度重视。在传统的实验室建设过程中，各个院系往往自主负责相应的实验室建设工作，此实验室建设机制很容易导致资源浪费、重复建设等现象的出现。为了全面优化高校的实验室建设体系，保证实验教学的高效开展，就需要对实验室的建设进行现代化创新。

关键词：应用研究;实验室建设;云计算;高校教育

1 高校实验室在建设过程中存在的主要问题分析

1.1  高校实验室的基础设施建设成本较高

由于高校的教育教学模式基本采取专业教学模式，专业的发展往往较为迅速，为了让学生对其所学专业有充分的认知，全面了解所学专业的发展现状，并具备相应的实践操作能力，完成相应的实验学习，就要求高校实验室在建设过程中，相关的实验设备不仅要满足课程要求和技术方面的安全性、稳定性需求，还需要具备相应的先进性，因此实验室设备的更新频率较高，所需要的成本投入较高[1]。此外，教学设备的不断更新，也使得投入成本大大增加。不同的学院和不同的专业，在进行实验教学时，都會有不同的实验设备需求，一般都是自主的购入和更新实验设备，造成了较严重的重复投入现象，也大大增加了实验室的建设成本。比如，软件工程专业和计算机科学专业，在进行上机实验的过程中，都需要进行C语言的实验，但是因为软件工程的专业性较强，软件学院往往会选择PTA实验平台，或者Dev C++，而计算机科学专业只需要培养学生的基本编程理念，就会使用VC基本编程软件。软工专业的老师为了让学生能够逐步养成编程理念，就会先通过VC进行入门教学，之后转换为专业的Dev C++，这就使得软工实验室与计科实验室在应用配置上会出现重复现象，导致实验室建设成本的增加。

1.2  师生之间的互动交流平台不完备

因为实验室的建设环境有限，具体实验内容的制定、实验方法的选择以及对于实验结果的系统处理等等方面，学生都是被动的参与者和接受者，学生的学习需求和实验需要很难及时反馈给老师，老师和学生也很难进行实时的交流，这就使得老师无法准确把握学生的问题和实验需求，不能展开针对性的指导，这在很大程度上影响了实验教学的效果[2]。举例而言，在软工专业的Web网站项目搭建过程中，学生在应用JavaScript方面的知识时，经常会出现各种无法解决的bug，想要获得老师的指导，就只能在实验课程开展时。在实验课时之外，学生很难准确地表达bug点和出现原因，老师也无法进行针对性指导，这就导致bug较难被解决，会限制学生的实验进程，也会对实验教学造成负面影响。

2 云计算在高校实验室建设中的实际应用

2.1  云计算可以有效优化实践教学管理

在传统的高校实验室建设和应用机制当中，存在很严重的信息管理系统不流畅的问题，云计算的应用可以有效优化管理信息系统，解决信息系统集成不流畅的问题。因为云计算操作系统本身具备较强的数据兼容性，对于文档的格式兼容性也相对较强，因此各个实验室在对管理信息系统进行开发和集成时，可以忽略信息开发平台和操作平台的选择工作，只需要通过浏览器建立实验室自身的应用体系，就可以实现管理信息系统的高度集成应用。因为云计算操作平台的兼容性，使得各类实验室管理信息系统可以完全兼容，有效减少了管理信息孤岛问题的产生。与此同时，在管理信息系统全面兼容的基础上，管理人员可以对实验室的设备、实验用品以及实验人员进行统一的调度，高度集成的管理信息系统，可以有效避免实验室重复建设问题的发生，从根本上保证高校实验室的建设效果。

2.2 云计算可以全面提高实验室基础设施的建设力度

在高校实验室的建设过程中，存在很严重的投入过高问题。为了实现建设成本的合理利用，尽可能的节约建设成本，就可以利用云计算技术，以现有的实验室基础建设为基本，全面构建高校实验室的私有云系统[3]。同时，也可以充分利用云计算平台中，云服务提供商所供应的基础设施，有效地减少实验室设备完善和更新的成本，使实验室的计算能力得到全面的提高。面对实验室需要的昂贵价格的巨型机械设备，则可以利用较多数量的低价格PDA和PC等设备，实现构建云的建立，从而获取相应的计算能力，满足实验室的运行需求。利用构建云建立的计算体系，对于设备配置和基本性能的要求较低，甚至是学生的PC在低配置和低性能状态下就能满足配置需求。

针对实验室建设存在的成本投入不平衡问题，则可以通过云计算，对实验室建设成本进行最优化配置。各个院系可以构建自己的云平台，进行针对性的实验室建设，实现实验室资源的最优化配置。不同的高校还可以根据实验需求，共同合作建立计算云平台，让老师和学生能够访问共享云计算平台，并且具备对等的使用权限，从而实现实验室基础设施建设的优化，以及相应服务体系的扩充。

2.3  云计算可以深度促进师生之间的交流互动

在实验室全面建立云平台的基础上，伴随现代社会电子信息技术的全面普及，学生不仅可以通过PC访问云平台，甚至可以用手机和PAD，随时登录和访问实验室的云平台，利用实验室当中的设备和物品进行模拟实验，实验结果会被直接储存在云平台当中，并且自动备份，方便储存和再次分析调用。这在很大程度上打破了空间的限制，无论学生是否在实验室，都可以利用云平台与同组的同学和指导老师进行云交流，在交流沟通的基础上，全面完成实验任务，保证实验效果[4]。与此同时，学生的团队协作能力和交流沟通能力也会得到相应的提高。

3  结语

云计算作为一种现代化、信息化的高效计算模式，得到了学术界和商业界的普遍关注。云计算技术不仅可以应用到高校的实验室建设过程中，解决高校实验室的建设问题，还能够优化实验室的整体教学管理体系，同时增强师生之间的互动交流，促进实验教学的整体深入。云计算在高校教育机制中的应用，对学校教育教学的改革起到了长远的影响。然而云计算本身也具有很多缺点，云计算的应用受到网络的限制，同时云计算的安全性不高，一旦云计算数据丢失，会给用户带来无法逆转的危害。所以，在对云计算进行应用推广的同时，还需要重视并弥补云计算本身的不足。对于高校的教育体系而言，将云计算应用到实验室的建设当中，提高实验室的建设质量，使实验室在教学中发挥相应的价值。

[参考文献]

[1]王继克.云计算在高校计算机实验室建设中的应用探讨[J].中国新通信，2021（4）：131-132.

[2]于薇.论云计算在高校计算机实验室建设管理中的应用分析[J].电子元器件与信息技术，2020（10）：149-150.

[3]温海波.云计算在高校计算机实验室建设管理中应用探讨[J].计算机产品与流通，2020（9）：251-252.

[4]刘宜奎.云计算在实验室建设及管理中的应用[J].信息与电脑（理论版），2019（1）：172-173.

（编辑 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年度广西民族大学相思湖学院科研基金资助一般项目;项目名称：基于云计算的大数据挖掘实验室建设研究;项目编号：2020XJKY27。

作者简介：陈中元（1980— ），男，广西南宁人，工程师，硕士;研究方向：计算机应用技术。