淺談高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)的研究

摘? 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)的道路越來越科學(xué)化、規(guī)范化、合理化。通過大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，高校計算機(jī)實驗室的開放建設(shè)迎來了一個嶄新的機(jī)遇。高校計算機(jī)實驗室的開放可以更大程度的挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力與激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在更加精準(zhǔn)的實驗研究中不斷地提高自身的專業(yè)水準(zhǔn)與實際操作能力。為了使學(xué)生更好的參與到各類項目的研究中，高校計算機(jī)實驗室應(yīng)合理的應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，從而為我國未來的可持續(xù)發(fā)展道路提供更多更全面的人才奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)實驗室;開放建設(shè);大數(shù)據(jù);云計算;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP391.44;TN929.5? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0194-03

0? 引? 言

在以“互聯(lián)網(wǎng)+”為時代背景的大前提下，涌現(xiàn)出了許多的重要思想與科學(xué)技術(shù)，其中以大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為最，三者看似獨(dú)立卻又互通有無，相互作用。這種全新的科學(xué)技術(shù)，與我國現(xiàn)今的高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)相結(jié)合，使我國的高校教育改革煥發(fā)了新的生機(jī)。高校實驗室是高校教學(xué)中的重中之重。學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合是高校教學(xué)的特色之一，為我國培養(yǎng)了許多優(yōu)秀人才。然而高校實驗室在以往的教學(xué)實踐中存在很多弊端，使高校的教學(xué)發(fā)展遇到了瓶頸。

1  高校計算機(jī)實驗室存在的弊端

1.1? 信息閉塞

高校計算機(jī)實驗室在使用的過程中，缺乏有效的信息共享。許多學(xué)生在同一個項目組中，重要的實驗數(shù)據(jù)需要通過非常復(fù)雜的程序才能實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)共享，更多的同學(xué)還要通過二次試驗才能獲得相同的實驗數(shù)據(jù)，這大大地降低了實驗的效率，并且也造成了一部分實驗資源的浪費(fèi)。且計算機(jī)實驗室的實驗器材資源都極其有限，使實驗數(shù)據(jù)也失去了一定的準(zhǔn)確性。

1.2? 計算機(jī)實驗室管理封閉

許多高校實驗室因為儲存了大量的實驗數(shù)據(jù)和重要實驗器材，通常都是有項目教師負(fù)責(zé)管理，多數(shù)都是上課開啟，下課關(guān)閉，這樣大大地降低了學(xué)生的研究積極性。即使課下學(xué)生需要進(jìn)行研究，想要進(jìn)入實驗室也需要一系列的復(fù)雜手續(xù)。所以，在學(xué)生沒有相關(guān)課程的時候，實驗室基本處在閑置狀態(tài)，且非本專業(yè)或者本項目研究組的學(xué)生想要借用相關(guān)器材也是受到許多限制的，這就造成了極大地資源浪費(fèi)。

1.3? 觀念陳舊

我國教育改革不光是提倡中小學(xué)的教育改革，倡導(dǎo)學(xué)生的主體地位，高校作為學(xué)生時期的最后一個階段，馬上就要面臨社會的重重考驗，更需要學(xué)生在學(xué)習(xí)中樹立主導(dǎo)地位，主動學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。然而，我國大多數(shù)的高校在教學(xué)中還是以教師為主導(dǎo)，加上高校課程多數(shù)較為數(shù)據(jù)化，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，逃課，曠課的情況比比皆是。

2? 大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校實驗室開放建設(shè)的應(yīng)用形式

2.1? 何為大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下的優(yōu)秀產(chǎn)物。大數(shù)據(jù)是運(yùn)用新的處理模式將一定時間范圍內(nèi)通過常規(guī)工具搜集的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化和管理，從而使信息更具準(zhǔn)確率和決策率的高級信息資產(chǎn)。而云計算是將常規(guī)工具收集來的信息進(jìn)行高速的云端計算，這是一個超大規(guī)模的計算方式，計算結(jié)果更加快速明了。物聯(lián)網(wǎng)則是信息科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)第三次革命的產(chǎn)物，它基于互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、傳統(tǒng)的電信網(wǎng)等信息載體，可以使所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。

大數(shù)據(jù)為云計算的實施提供了基礎(chǔ)，云計算為大數(shù)據(jù)的管理和技術(shù)提供了便利。在云計算和物聯(lián)網(wǎng)之間，云計算為物聯(lián)網(wǎng)提供了海量的存儲能力，物聯(lián)網(wǎng)則為云計算提供了應(yīng)用空間。而在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)之間，則是物聯(lián)網(wǎng)為大數(shù)據(jù)提供了數(shù)據(jù)來源，大數(shù)據(jù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了分析的技術(shù)支撐。大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)三者之間的關(guān)系，如圖1所示。

2.2? 大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)在高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)中的應(yīng)用形式

通過采用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思想背景，以大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，將實驗室、智能化設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)結(jié)，從而形成一個高度統(tǒng)一的涵蓋了設(shè)備接入、綜合應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)絡(luò)信息中心。融合了綜合布線、無線網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范、多媒體、自動控制等多門學(xué)科技術(shù)，建立創(chuàng)新性、開放性、智能型和協(xié)作性的綜合實驗信息的平臺。使學(xué)生、教師和管理人員可以在其中快速的獲得所需的教學(xué)資源，實現(xiàn)教學(xué)信息資源的優(yōu)化采集、準(zhǔn)確分析、應(yīng)用與服務(wù)。更可以實現(xiàn)一個不受空間和時間限制的資源共享平臺。

首先，需要建立一個物聯(lián)網(wǎng)的感知平臺，以實驗室器材的管理為基礎(chǔ)，通過對不同的實驗器材安裝傳感器，進(jìn)行多方面的數(shù)據(jù)與信息的收集，再利用物聯(lián)網(wǎng)的信息處理技術(shù)將各類實驗器材相互聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)實驗室器材的智能化管理。還可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立一個高效的數(shù)據(jù)庫平臺，形成實時的出入庫信息的上傳與管理，從而保證實驗器材的時效性，以免出現(xiàn)器材丟失或者有損毀沒有及時補(bǔ)充的弊病。

其次，最大化的利用云計算，通過云計算的高效計算能力和超大的信息儲存空間，實現(xiàn)各類信息的相互整合和管理。例如：可以建立一個全校通用的云計算信息共享平臺，將實驗室器材收集到的數(shù)據(jù)通過云計算上傳到共享空間，使教學(xué)資源和實驗器材資源數(shù)據(jù)得到有效的結(jié)合和利用。這極大地顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)思想，并開拓了嶄新的教學(xué)時代，使得教學(xué)資源和實驗資源得到最大的利用，避免了資源浪費(fèi)。教師和學(xué)生可以隨時通過共享平臺獲得需要的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，并可以通過云計算將計算機(jī)的儲存設(shè)備，例如：移動硬盤、CPU等數(shù)據(jù)上傳到一個虛擬的儲存空間，保證信息的時效性。這其中通過對云計算空間的層層管理，設(shè)置安全保障，使教學(xué)資源和實驗信息得到了雙向存儲，保證了信息的安全性，以免因人為操作不當(dāng)而導(dǎo)致信息丟失。

最后，建立大數(shù)據(jù)高效處理平臺。建立在云計算的應(yīng)用基礎(chǔ)上，通過建立大數(shù)據(jù)平臺，將各類教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)校的管理數(shù)據(jù)上傳到云計算的虛擬儲存空間，再通過大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行高效計算。有了這一平臺學(xué)?？梢詫W(xué)校的實驗器材采購數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)置的專業(yè)數(shù)據(jù)、教師的教學(xué)計劃、各科的上課時間表、人才市場的招聘時事與信息歸類、各類專業(yè)的相關(guān)學(xué)術(shù)論文以及研討站等，包括來自物聯(lián)網(wǎng)的感知平臺的數(shù)據(jù)。利用大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)挖掘等，從而幫助學(xué)校的決策者做出更好的利于學(xué)校未來發(fā)展的正確決策，幫助教師更好的利用教學(xué)資源，并通過大數(shù)據(jù)的分析實時了解學(xué)生心理動態(tài)和學(xué)習(xí)動態(tài)，從而因材施教，極大地提高教學(xué)效果。構(gòu)建一個全新的實驗教學(xué)模式和教學(xué)學(xué)習(xí)體驗，并通過大數(shù)據(jù)管理為實驗室的實驗器材采購、實驗室教學(xué)評估、實驗教學(xué)的質(zhì)量以及實驗室建設(shè)帶去更加規(guī)范、高效、科學(xué)、安全的管理制度。

3? 大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)中起到的實效

通過以上對大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使高校計算式實驗室的開放建設(shè)得到質(zhì)的發(fā)展，形成了教和學(xué)的良性循環(huán)。走出了以往的封閉式實驗教學(xué)模式，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性和積極性得到了極大地開發(fā)，并在一定程度上提高了學(xué)生的發(fā)散思維能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)造力。對教師而言，學(xué)生的積極性提高了，會極大地調(diào)動起老師的教學(xué)熱情，這樣使學(xué)生和老師之間有頻繁的正向交流，使教學(xué)進(jìn)程事半功倍。并且計算機(jī)實驗室的智能性開放使學(xué)生在課下沒有老師指導(dǎo)的情況下也可以進(jìn)行實驗研究，這使學(xué)生可以慢慢的樹立獨(dú)立完成實驗的意識，不再單純的依賴教師的指導(dǎo)。在減輕教師的教學(xué)壓力的同時，使教師更多的站在了指導(dǎo)的角度，不再是手把手的硬性傳授，這也提高了學(xué)生的獨(dú)立實驗的能力。

多數(shù)的實驗項目都需要以小組為單位進(jìn)行研究，在以往封閉式的實驗教學(xué)中，學(xué)生只能通過課上進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的交流和心得分享。由于課下缺少實驗數(shù)據(jù)作為理論支撐，學(xué)生之間也很難在課下時間全員討論，再加上每個成員之間的分工不同，就導(dǎo)致了信息的溝通不暢，難以提高實驗研究效率。但是計算機(jī)實驗室智能開放后，即使課下時間學(xué)生也可以通過云計算與大數(shù)據(jù)建立的資源共享平臺及時分享各類實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的溝通交流，這也加強(qiáng)了學(xué)生之間的團(tuán)隊協(xié)作能力，并且極大程度上避免了教學(xué)資源的浪費(fèi)。

4? 結(jié)? 論

依托于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的技術(shù)改革為高校的計算機(jī)實驗室的開放性建設(shè)帶來了極大的沖擊，充分的利用這些富有時代特色的科學(xué)技術(shù)不但可以加快高校計算機(jī)實驗室的開放建設(shè)進(jìn)程，還極大地節(jié)省了高校的人力物力資源，方便了日常學(xué)校的科學(xué)化管理。高校領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生通過大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)共同建立起來的高效資源分享型平臺的不同入口達(dá)到不同的資源使用的目的。高校可以實現(xiàn)對學(xué)校發(fā)展的大方向的把握，教師可以實踐“因材施教”的科學(xué)教學(xué)方法，學(xué)生可以最大程度的利用學(xué)校的教學(xué)資源和數(shù)據(jù)資源。三方互通有無，為我國的可持續(xù)性發(fā)展的偉大方針輸出更多更富有智慧的多方面人才奠定了重要基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王瑤茜，荊麗梅，趙自鵬.基于大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)的有效結(jié)合與應(yīng)用 [J].信息與電腦（理論版），2018（21）：168-169.

[2] 高金霞.高校智慧校園建設(shè)中的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合分析 [J].通訊世界，2018（10）：103-104.

[3] 王軍號，杜朋，黃娟.大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校計算機(jī)實驗室開放建設(shè)中的應(yīng)用研究 [J].教育教學(xué)論壇，2018（18）：13-14.

[4] 譚進(jìn)，何秀姬.高校計算機(jī)實驗室開放性共享運(yùn)行機(jī)制研究 [J].電腦迷，2018（1）：130.

作者簡介：鐘燕華（1978-），女，漢族，浙江岱山人，碩士研究生，講師，主要研究方向：人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。