“互联网+”理念下大数据创新高校实验室开放运行管理机制研究

王海霞

摘要：高校实验室是实践教学的重要场所，教师和学生在上课和科研创作时，利用其设施条件，对其进行使用。信息技术的发展，给高校实验室的开放运行管理带来了重大变化。本文在“互联网+”背景下，运用“互联网+”的理念，依托大数据和云计算技术，对实验室的开放运行管理机制进行改革探索，把数据挖掘、信息采集、微信平台等有机结合起来，并与学生校园一卡通联系，构建出全新的实验室开放管理模式，实现了实验室无纸化申请和设备管理的规范化和信息化，提升了实验室开放建设的服务水平和管理水平。

关键词：“互联网+”;高校实验室;大数据;开放运行

中图分类号： TP315        文献标识码：A

文章编号：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，随着信息技术的发展，教育改革一直搞得如火如荼，实验室作为高校重要的科研场所，其建设和应用管理模式也在发生着重大变化，实验室的建设和开放运行管理在教学活动中越来越重要。

实验室开放是指在满足基本教学任务的前提下，在剩余时间里，为了培养应用型、创新型人才，和学生的动手能力、实践能力，提高实验室资源利用率创造的有利学习条件。这也促进实践教学的改革，激发学生和老师的积极性和创造性。

“互联网+”时代，大数据的核心是可预测，教我们用科学算法运用到挖掘海量数据去预测事情发生的可能性，我们可以利用大数据的前瞻性，使用数据统计决策支撑模块，为实验室建设提供有利的数据支撑，为实验室创新管理带来翻天覆地的变化。

2 实验室管理现状及问题

目前实验室管理，大多是采用纯人工的管理模式，往往是学生申请使用-实验室管理人员审批的流程，在这种模式下，严重影响管理效率。（1）老师上下课开关门的方式，导致教师不能利用实验室的空闲时间，资源无法共享[1]。（2）如若实验室无法给学生提供学习环境，则不利于学生和教师对科研、教学的研究创新。（3）实验室设备种类多而杂，管理起来困难重重，经常会出现学生逾期不还设备，或者弄丢的情况，没有一定的规章制度进行约束。

3 大数据管理高校实验室的应用

大数据是近年来新发展的技术，可以促进人类决策效率并方便管理相关事务。其核心就是利用相关关系分析法进行数据采集分析，通过对数据的聚类、分类等处理，建立工作模型[2]。

“大数据”为了适应海量、高增长率和多样化的信息资产，就需要新的处理模式，这样才能具有更强大的决策力、洞察发现力和流程优化能力。对数据的采集分析，反映了一段时间内某一个样本的活动趋势，是现代社会一种极具价值的信息资产。在实验室开放运行管理中，采用数据挖掘手段，即可实现学生网上预约，系统根据建立起来的大数据模型，自动分配器材和实验室。使用频率高的实验室及其设备进行一个汇总统计，方便以后的管理，提高管理效率。

利用云计算技术，搭建共享平台，可以满足学生碎片化学习和实践的需求，借用共享平台虚拟化、接入方式多样化的优点，让实验员从设备维护和借用的烦琐事务中解放出来，从事更有创新性的工作[3]。

在这种背景下，为了解决上述问题，实现教学资源的优化共享，以适应新时代的要求，各个大学不断深化实验室开放管理改革，加大实验室建设力度，所以急需采用大数据和云平台技术应用于实验室建设。如图1所示，开放式实验室云管理平台，利用移动端平台简化了管理员的现场管理，管理员不必再人工记录信息，通过智能硬件控制和信息化的管理手段，智能终端扫描设备二维码将信息录入数据库，可以连接服务器对数据库中的设备信息进行管理。学生对实验室的借用预约功能，也可以通过移动端实现。

4 大数据云平台创新实验室的管理

本文对基于大数据的开放性创新实验室管理模式进行研究探析，依托实验室建立起来的实验室及其设备数据信息库与实验室管理系统，利用微信、App等社交平台，将学生的一卡通联系起来，软硬件结合，实现无纸化申请，刷卡通电，实现实验室管理的规范化和自动化。如图2所示。

（1）实验室云平台集中化管理系统：应用云计算技术以保证实验室安全。利用门禁系统取代传统的门锁，学生刷卡进入，此时实验室内相应的位置就被通电，学生可以在此位置上进行实验。学生在离开实验室的时候，刷一下卡，设备就会断电，或者有2小时未登录，系统会自动断电。实验室内还设置有视频监控对其监督，设置有远程仪器控制和报警系统，及时帮助技术管理人员控制仪器的操作和电源开关，监控其安全动态。

（2）实验室仪器标准化网络管理：每个实验设备上都有条形码，这样在入库和出库的同时，可以随时监控设备的使用状态，有效分析使用率。实验室管理员，可以借助微信客户端，实时发布设备的空闲可借用时间，学生在借用设备的时候，刷一卡通，把学生的信息和借用设备的信息联起来，系统中会规定每个设备最多可借用的时间，对于逾期未归还者，会在手机短信方面给予提醒。学生在归还设备的时候，刷一卡通，扫设备条形码，实验室管理员检查设备没问题即归还成功。如图3所示，利用计算机、互联网等资源建立设备网络化管理平台，对所有设备进行科学管理，实行动态化监控，合理安排各种仪器的开放使用时间，最大化发挥使用价值，提高使用率，保证设备在不同部门之间存在共享[8]。

（3）实验室预约平台：使学生无论在哪里，利用手机、IPAD、PC等App终端访问云管理平台，进行实验室预约使用[4];实验室管理员无论在哪里，都可以对实验教学终端进行统一维护、信息查询、资产管理、监控管理等功能，实时实地的进行实验室开放[4]。实验员的手机是和实验室云平台相互联系的，学生进入和离开实验室的时间点，实验员可以随时查看，实时了解实验室动态。这样在学期末对数据进行一个汇总，对使用频率高的实验室重点维护。

由此可见，在“互联网+”时代，开放性实验室管理系统都是依靠大数据技术，这样增强了学生使用实验室的效率，避免人员浪费，解决了以前实验室晚上和周末不能使用的问题。

利用微信小程序或者安卓平台进行实验室管理和信息发布，因为传统的集中式管理模式难以满足学生实践的碎片化、移动化和个性化需求，基于云技术建立了“时间、空间、内容、层次”四维开放模式[5]，最终形成一个校企合作，资源共享、提升学生实践能力的创新云平台。如今人人一步手机，智能手机和Pad平板使用也很频繁，这使得移动式和碎片化学习逐渐成为一种趋势，相应的实践教学模式将进一步完善和丰富[3]。

5 利用大数据平台进行云存储

（1） 利用大数据云平台，可以将老师的课件PPT等讲义材料储存，可代替传统的U盘和移动硬盘。老师可以随时随地把制作好的讲义上传到云存储平台服务器上，下次进行上课后，输入账号密码再把课件下载下来，避免了随身携带U盘的麻烦，也使得电脑免受病毒的侵害。老师可以随时使用手机等移动终端通过云平台登录管理自己的校园云盘，及时查看、上传、删除、修改、分享自己的学习教学资料，以及学生提交的作业等[6]。由于服务器存储容量有限制，管理员可以定期对存储的东西进行清理。

（2） 实验室管理员在后台进行安装软件的时候，如果对于机房多，数量庞大的实验室，安装起来势必造成时间浪费，这时可以将实验室软件上传到云平台服务器，利用大数据云平台管理，在后台服务器端进行集中安装，这样不至于对资源造成浪费，也不会浪费人力物力。

6 实验室管理向智慧化和自动化

多媒体共享云平台建设是实现各既有实验室设备联动，更好发挥综合效能的需要。平台与学院实验教学中心、虚拟仿真实验教学中心等实验室实现互通互联，把教学、生产、社会服务等融于一体，推动理论和实践相结合，实现科研及实践成果的输出与转化，提高服務社会功能，培养全面及创新型人才。

随着教育信息化的发展，实验室越来越被重视，其管理模式也变得智能化、开放化、共享化。大数据推进了实验室信息的收集，我们可以对其中数据进行挖掘分析，推进实验室的智能化管理。 这样在某一天的将来，高校实验室的管理，可以以数据为中心，以数据决策为主导[7]。

7 总结

云计算和大数据将不断创新实验室的管理，将推动高校实验室朝向智慧化、自动化方向发展。实验室基于数据为决策，以探求因果关系发现相关关系，大数据作为实验室管理的新技术、新模式，将会为实验室管理带来新的机遇[8]。在“互联网+”背景下，利用大数据和云计算，在实验室管理中运用智能化设备，把无线网络通信、微信公众平台相互结合[1]，形成统一的包含设备接入、数据处理和综合应用的网络信息中心，实现智慧学、智慧教、智慧管。

参考文献：

[1] 王军号，杜朋，黄娟.大数据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.

[2] 孙磊，索雪松，黄晟，杨青.基于大数据的开放性创新实验室教学管理研究[J].河北农机，2017（8）：44-46.

[3] 荣华伟，钱小明，钱静珠.关于高校实验室开放管理的探索与实践[J].实验技术与管理，2014，31（12）：233-236.

[4] 张瑞军，林彩燕，刘苹，任延华，盛阳.云技术的管理类实验室思维三层开放体系[J]. 实验室研究与探索，2018，37（7）：278-281，307.

[5] 王晓华，王杰，李海燕，杨会如，王红.高校开放实验室建设的探索[J].实验室研究与探索，2013，32（9）：219-221，254.

[6] 李英.探究“互联网+”时代大数据创新高校实验室的管理[J].天津中德应用技术大学学报，2017（4）：49-54.

[7] 王庆.云计算环境下的区域性高校实验教学资源共享[J].实验技术与管理，2014（9）：187-191.

[8] 葛日波，朱志刚，王颖. 以信息化平台假设为依托的实验室管理模式创新与实践[J].实验技术与管理，2014（1）：15-18.

【通联编辑：王力】