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摘要：
開放性的創新實驗室是理工類學生實現創意、開拓思維的最佳場所，傳統的開放性創新實驗室，采用“學生申請+教師管理”的模式，存在著不盡合理、效率較低等問題。本文對基于大數據的開放性創新實驗室管理模式進行了闡述，將實驗室數據信息庫與實驗室管理系統軟硬件相結合，與學生校園卡系統相連接，能夠實現無人化申請，按實驗刷卡通電，實現了實驗室教學管理的規范化與自動化，為未來開放性創新實驗室教學管理改革提供了良好思路。
關鍵詞：
實驗室；管理；大數據；自動化
1.引言
信息時代的到來，給當今社會的方方面面帶來了翻天覆地的變化。高等院校作為科技成果的前沿實踐陣地，其教學模式及方法也在經歷著重大變革。對于理工類學科，實驗室教學管理模式的好壞，直接影響到學生是否能夠將所學理論知識在實踐中進行探究檢驗，也關系到大學生是否能夠在創新創業浪潮中站穩腳跟，從而對其學業及學術發展有著極為深遠的影響。隨著教育改革的持續推進，高等院校中實驗教學模式也在發生著重大變化。傳統講授型教學已經逐漸被淘汰。諸如翻轉課堂、開放實驗室等以學生為主體的教育教學模式越來越受到教育工作者的關注和青睞。對于理工類專業學生，實驗課程是驗證理論知識的重要環節，良好的實驗室環境和高效的管理模式，能夠為學生的理論學習和實踐能力培養提供不竭動力。創新實驗室是學生發散思維、實現自己創新想法的平臺，為理工類學生提供了創造夢想的可能。但傳統實驗室模式顯然與創新實驗室的功能定位背道而馳。因此國內外教育專家將開放性、主動型實驗室作為未來創新實驗室的發展方向。目前在開放性實驗室的管理當中，依然存在著不盡合理、效率較低等問題。大數據技術的產生，為社會各部門的管理模式帶來了極大便利。采用大數據技術對開放性實驗室進行統一管理，能夠節省人力成本，并能規范化、高效化地對實驗室的設施進行保管及使用，因而受到了業內專家學者的廣泛關注與研究。本文對目前開放性實驗室的管理模式進行了分析，對大數據技術在開放性創新實驗室的管理模式進行了研究與展望。
2.開放性創新實驗室管理模式現狀
傳統的開放性創新實驗室，依然采用“學生申請+教師管理”的模式。即有使用實驗室意愿的學生提前向實驗室管理教師提出申請并預約時間，實驗員提前為學生做好實驗設施準備工作，學生按照申請時間及實驗項目進入實驗室，在輔導教師或實驗員的指導下，進行實驗。這種實驗室管理模式，確保了學生使用實驗室的規范性和安全性，但對于學生使用實驗室的時間及工具安排都具有一定的限制，申請周期長，且受到輔導教師工作時間限制，因而對于全日制學生全天候利用開放實驗室造成了一定的阻礙。開放性創新實驗室對面向相關專業乃至全校學生開放，因而其實驗種類各不相同，所需原材料、設備等千差萬別，且需相關專業領域教師進行指導，因而依靠傳統的申請審批式管理，勢必造成原材料準備、教師安排等方面的不足。大數據技術，是為了提高人類決策效率、方便管理的一項重要技術。大數據分析的核心是以相關關系分析法為基礎進行數據篩選，能夠對大量數據進行關聯分析、聚類分析、分類等方面工作，建立工作模型。采用大數據技術，對學生專業信息及實驗室器材、教師專長與時間等信息建立模型，采用數據挖掘手段，即可實現學生網上預約，系統自動分配建議器材及時間，科學高效對開放性創新實驗室進行管理。建立基于大數據技術的實驗室管理系統，從設備上實現實驗原材料及器材自動分配，避免了人工失誤，極大地提高了實驗室管理效率，確保了學生開放實驗的安全性，從而對整個創新實驗室的管理及運行帶來了極大的便利。
3.基于大數據的實驗室管理模式
基于大數據技術的開放性創新實驗室，其管理模式依托于實驗室數據信息庫與實驗室管理系統，軟硬件相結合，以實現實驗室教學管理的規范化與自動化。
3.1實驗室數據信息庫
為了能夠對學生信息及實驗室信息做到統籌兼顧，海量數據匯集而成的實驗室數據信息庫必不可少。將學生的學籍、專業、年級等信息錄入系統作為學生數據模型，再將實驗室現有設備、原材料、運行時間及指導教師信息等數據錄入系統作為實驗室數據模型。學生可根據數據信息庫所提供元器件及實驗方案對實驗進行預先規劃及申請，可避免由于對實驗條件及實驗室開放時間不了解而造成的申請失誤。而實驗室指導教師也可根據申請學生信息對實驗預先進行準備。
3.2實驗室管理系統
實驗室管理系統基于實驗室數據信息庫建立。由實驗室管理人員進行維護管理，使用平臺面向學生開放。管理系統平臺可向學生提供不同實驗方案推薦元器件及設備，也可由學生根據自己實驗方案進行設備申請，由系統根據學生年級、專業等個人信息及實驗室設施信息進行分析，建立加權數學模型，從而批準學生申請或駁回。管理系統與學生校園卡數據庫后臺相連，系統在批準學生申請后將實驗室使用信息傳入校園卡數據庫，學生憑校園卡刷卡進入實驗室，與實驗相關操作臺被管理系統授權通電，與實驗無關設備及操作臺處于斷電狀態，因而能夠保證學生實驗安全，避免誤操作的發生。由此可見，基于大數據技術的開放性創新實驗室管理系統，能夠提高學生申請實驗室效率，讓學生及實驗室管理人員避免雙向選擇及申請過程中所帶來的程序延誤，同時讓學生能夠提前對所做實驗有所了解，并且該管理系統能夠實現實驗室管理的規范化與自動化，從而提高學生實驗安全性，避免由于實驗目的不清、操作臺使用失誤所造成的安全事故。
4.結語
“大眾創業、萬眾創新”的理念日趨深入人性。高等院校學生作為社會中最有創造活力的人群，需要學校為其提供良好創新條件。因此，開放性的創新實驗室是學生放飛夢想、實踐創意的最佳場所?？茖W規范的實驗室教學管理，是保證實驗安全高效進行的必要手段。傳統的實驗室管理方式，采用“學生申請+教師管理”的模式，效率較低且規范性較差。本文對基于大數據的開放性創新實驗室教學管理模式進行了分析探究，依托于實驗室數據信息庫與實驗室管理系統，軟硬件相結合，與學生校園卡系統相連接，能夠實現無人化申請，按實驗刷卡通電，實現了實驗室教學管理的規范化與自動化。基于大數據技術的開放性創新實驗室管理模式，是當今數字化技術不斷發展的產物，是開放實驗室教學管理的需求體現，必將在今后的教學改革及發展中發揮重要作用，成為理工類高校推動開放性創新實驗室發展的重要工具。
參考文獻
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作者:孫磊 索雪松 黃晟 楊青 單位:河北農業大學