大数据在高校实验室管理中的应用研究

殷明 杨清

摘 要：文章通过分析大数据的特点，阐述了基于大数据对高校实验室进行管理的背景、大数据对高校实验室管理的重要影响和大数据在高校实验室管理中的应用，最后针对大数据在实验室管理中面临的问题提出了一些促进大数据在高校实验室管理中应用的方法。

关键词：大数据;高校;实验室

0    引言

随着时代的不断进步和科学技术的飞速发展，当今世界正在成为一个信息化的世界。云计算、智能化、物联网等技术的广泛应用，已经使中国步入一个“大数据”时代，各行各业都离不开对数据的收集、管理和分析，而大数据相关技术在现阶段的高校实验室管理中也在被逐步应用，并且慢慢地改变着高校实验室的管理模式。

1    大数据及其在高校实验室管理中应用的迫切性

1.1  大数据的特点

1.1.1  体量大

从全球统计数据量的产生量（ZB）的仔细分析可以得出，2015年以来，全球统计数据的产生量已经是十年前的几十倍，预计在未来几年还会继续产生40多ZB[1]。且大数据的增长变化速度远远超出我们的想象，如早在2013年时，有一份数据报告显示淘宝网每分钟就能成交8 300多笔商品订单，并且这些单笔订单又会直接产生大量的个人信息。因此，大数据海量信息是其主要特征之一。

1.1.2  种类众多

现阶段大数据的种类可以大致划分为3类。第一类数据是针对传统金融企业的大数据。第二类数据是利用机器和其他传感器测量的工业过程中的各种数据。第三类数据是其他社交平台产生的用户数据，像现在比较流行的微信、抖音等平台产生的社交数据，而每一类当中又有许多细小的分支。各种数据信息汇集成了海量大数据。

1.1.3  价值关系密度低

数据只是对信息的一种表现形式和信息载体，对人们来说，有价值的只是这些数据背后的价值关系或者某种逻辑模式，需要我们自己去采用高效的分类分析进行探索。

1.2  大数据在高校实验室管理中应用的迫切性

当前随着高校实验室建设的不断深入发展，运用现有的信息管理技术满足高校智慧校园建设与实验室管理显得力不从心，集中体现在以下几个主要方面：一是传统的教学模式会导致教学设备资源在教学过程中无法充分利用，而且资源也无法充分共享，造成教学资源的浪费。二是传统的实验室教学无法给学生提供更好的自主学习环境，无法完全满足教育创新与学生技术提高的进一步需求，实验室教学模式中教师主动讲解、学生被动接受的教学模式在新环境下必然会遭到新的挑战，这也是实验室教学急需发展的一大现实问题。三是由于实验室的设备比较多，管理较为困难，教师实验教学的工作量随之大增，同时实验室也缺乏开放的实验资源信息发布、实验时间预约、数据分析决策等配套的信息化管理手段。为了有效解决目前实验教学中普遍存在的上述问题，适应智慧校园工程建设的发展要求，按照“互联网+”的指导思想，把全新的大数据技术应用于学校建设智慧实验室的过程，便于进一步创新和完善实验室资源配置，优化实验室设施的功能，改进实验室教学方法与理念。

1.3  大数据在高校实验室中安全应用的复杂性

当下新冠疫情期间，随着各个高校对防疫工作的安排，实验室安全管理的复杂性进一步加深，每天上万人次的使用，如何做到追踪管理同时满足各个教师、不同专业的需求，又能得到学生的认可，成为实验室管理的又一挑战。加强大数据的实时运用和分析，合理地利用数据安排教师教学与学生的课外使用，保障实验室设备资源的完好和更新，都需要大数据的融入不断提升高校的综合管理。

2    大数据对高校实验室管理的影響

首先，我国高校综合实验室是高校开展综合实验教学、培养广大学生综合实践能力与提高学生综合素质的主要活动场所，更是教学科研的重要前沿阵地[2]。利用大数据对高校实验室进行管理能够准确反映和揭示我国科学实验研究的最新发展动态及其内部的发展变化规律。其次，在实验室内部运用大数据技术能够有效打破不同实验室和研究者的固有思维和认知局限，实现不同实验室跨学科研究的协同发展和创新融合。在现代实验室管理中，一个高校研究者本身的思维认知系统是简单的、静态的、局部的，然而在当前大数据技术时代，不同高校实验室管理者充分利用大数据的多样性特点，收到来自不同实验室的数据资料，对各种科研问题的综合处理及分析思考可以实现复杂化、动态化、整体化，能够将多种科学思维表达方式相互运用融合到科学研究管理，从而强化实验室管理模式，使得高校资源得到充分的利用。

3    大数据在高校实验室管理中的应用

3.1  大数据在高校实验室管理中的应用优势

3.1.1  利用大数据决策对实验室进行管理

目前高校依托大数据决策系统建立了高校实验室数据整合决策管理系统，在高校原有的多个实验室管理系统上加入了智能化的大数据决策，理顺了高校原有的实验室管理流程，整合不同实验室管理方法的相关业务数据。形成中间层的数据库，对相关数据加以分析，直观准确地展示高校内部各实验室实时运行情况，便于师生进行实验室教学预约，也能及时在实验室空闲状态关闭相关设备，节省资源。此外大数据技术还可以对高校实验室管理系统的师生信息实现信息集成化办理服务，通过将多个实验室的师生信息整合在同一个系统中进行统一身份信息认证，一是可以简化应用实验室时多次登录的麻烦，二是也可以更加便于对实验室的使用人员身份信息进行管理[3]。

3.1.2  利用大数据对实验室相关资料进行分析管理

借助大数据分析处理技术，一方面可以对高校的实验室资料进行管理和分析，另一方面可以收集各学科的前沿学科发展技术动态等相关信息，进行分析比较后发现各学科现阶段实验室中存在的不足，为高校后期的实验研究提供方向。另外，可以对实验室在学生使用中产生的设备数据进行采集，充分了解学生的需求，进一步加强硬件设施的更新与维护，了解学生在实验过程中面临的问题等，有针对性地进一步完善实验室的管理。

3.2  大数据在高校实验室管理中的应用问题

当前大数据在高校实验室管理中的应用面临以下几个问题：一是随着数据时代各项科学技术的不断发展，实验室也会不断产生越来越多的数据，如何建立有效的数据存储模型成为一大难题。并且随着智能终端应用的多样化，挖掘实验室信息中的有效数据也成了一个挑战，同时数据挖掘算法也需要进一步改进。二是目前实验室管理软件的功能发展滞后，降低了实验室管理的工作效率，增加了管理者的成本，且软件商所提供的系统多为通用型业务系统，使得各大高校个性化实验室管理不易得到满足。三是在个人信息如此宝贵的时代，保护好实验室用户的个人隐私又是一个极其重要的问题。

3.3  大数据在高校实验室管理中的应用建议

3.3.1  创新大数据实验室管理的技术

在高校实验室管理者充分认识到大数据技术的可用性、重要性和敏锐性的基础上，要在实验室管理中积极主动地引入一些大数据决策、大数据分析等技术，建立学术研究数据库、实验室研究和人员信息资料数据库等。在利用大数据技术对实验室进行更高效、更科学管理的同时，协助其进行相关领域实验研究的创新性、实践性发展。利用大数据技术对实验室中相关重要数据进行主动保存，并利用科学算法提高相关数据分析的准确性。全国高校之间要加强基于大数据技术的实验室管理工作交流，针对不同高校内部的实验室使用情况引入不同的大数据管理新技术，使实验室资源利用最大化。

3.3.2  加强实验室软硬件的基础设施建设

要想将大数据技术更好地应用于高校实验室管理的过程，就要在实验室整体建设中融合实验室的专业要求、教师教学方式、学生的实践学习需要，有针对性地选择大数据应用方式，建立起一个具有科学性、可行性、便捷性的科学管理模式。在软件的选择上，要选择多样化的管理控制系统，并且在实验室建设完成后的实践过程中，便于高校教师积极探索借鉴国外先进高校实验室的建设经验，不断强化高校实验室软硬件设施建设，改善高校实验室教学研究工作环境。

4    结语

综上所述，利用大数据对我国高校实验室进行管理不仅能更好地整合高校实验室资源，而且可以让研究者们实时观测到国内外相关专业的研究分析情况，不断更新自己的科研理念，促进高校实验室实验研究的进一步发展。因此，我们应该继续加大在高校实验室管理过程中对大数据技术的应用，加大数据挖掘人才培养的投入力度，进一步完善大數据技术在高校实验室管理工作中的模式和方法，为更好地建设智慧高校，进一步推动实验室管理和研究工作打下坚实基础。

[参考文献]

[1]晁妍，陈文龙，王浩.大数据技术在高校实验室管理系统中的应用[J].电脑知识与技术，2020（18）：31-33.

[2]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.

[3]孙志敏，王政嘉，周志军，等.数据决策功能在实验室管理系统的应用研究[J].实验技术与管理，2019（2）：272-276.

（编辑 王雪芬）