河北农业大学  孙磊 索雪松 黄晟 杨青

1 引言

信息时代的到来，给当今社会的方方面面带来了翻天覆地的变化。高等院校作为科技成果的前沿实践阵地，其教学模式及方法也在经历着重大变革。对于理工类学科，实验室教学管理模式的好坏，直接影响到学生是否能够将所学理论知识在实践中进行探究检验，也关系到大学生是否能够在创新创业浪潮中站稳脚跟，从而对其学业及学术发展有着极为深远的影响。

随着教育改革的持续推进，高等院校中实验教学模式也在发生着重大变化，传统讲授型教学已经逐渐被淘汰，诸如翻转课堂、开放实验室等以学生为主体的教育教学模式越来越受到教育工作者的关注和青睐。对于理工类专业学生，实验课程是验证理论知识的重要环节，良好的实验室环境和高效的管理模式，能够为学生的理论学习和实践能力培养提供不竭的动力。

创新实验室是学生发散思维、实现自己创新想法的平台，为理工类学生提供了创造梦想的可能。但传统实验室模式显然与创新实验室的功能定位背道而驰。因此国内外教育专家将开放性、主动型实验室作为未来创新实验室的发展方向。目前在开放性实验室的管理当中，存在着不尽合理、效率较低等问题。大数据技术的产生，为社会各部门的管理模式带来了极大便利。采用大数据技术对开放性实验室进行统一管理，能够节省人力成本，并能规范化、高效化地对实验室的设施进行保管及使用，因而受到了业内专家学者的广泛关注与研究。本文对目前开放性实验室的管理模式进行了分析，对大数据技术在开放性创新实验室的管理模式进行了研究与展望。

2 开放性创新实验室管理模式现状

传统的开放性创新实验室依然采用“学生申请+教师管理”的模式，即有使用实验室意愿的学生提前向实验室管理教师提出申请并预约时间，实验员提前为学生做好实验设施准备工作，学生按照申请时间及实验项目进入实验室，在辅导教师或实验员的指导下进行实验。这种实验室管理模式，确保了学生使用实验室的规范性和安全性，但对于学生使用实验室的时间及工具安排都具有一定的限制，申请周期长且受到辅导教师工作时间限制，因而对于全日制学生全天候利用开放实验室造成了一定的阻碍。开放性创新实验室对相关专业乃至全校学生开放，因其实验种类各不相同，所需原材料、设备等千差万别，且需相关专业领域教师进行指导，因而依靠传统的申请审批式管理，势必造成原材料准备、教师安排等方面的不足。

大数据技术是为了提高人类决策效率、方便管理的一项重要技术。大数据分析的核心是以相关关系分析法为基础进行数据筛选，能够对大量数据进行关联分析、聚类分析、分类等方面工作，建立工作模型。采用大数据技术对学生专业信息及实验室器材、教师专长与时间等信息建立模型，采用数据挖掘手段，即可实现学生网上预约，系统自动分配建议器材及时间，科学高效地对开放性创新实验室进行管理。建立基于大数据技术的实验室管理系统，从设备上实现实验原材料及器材自动分配，避免了人工失误，极大地提高了实验室管理效率，确保了学生开放实验的安全性，从而对整个创新实验室的管理及运行带来了极大的便利。

3 基于大数据的实验室管理模式

　　基于大数据技术的开放性创新实验室，其管理模式依托于实验室数据信息库与实验室管理系统，软硬件相结合，以实现实验室教学管理的规范化与自动化。

3.1实验室数据信息库

为了能够对学生信息及实验室信息做到统筹兼顾，海量数据汇集而成的实验室数据信息库必不可少。将学生的学籍、专业、年级等信息录入系统作为学生数据模型，再将实验室现有设备、原材料、运行时间及指导教师信息等数据录入系统作为实验室数据模型。学生可根据数据信息库所提供的元器件及实验方案对实验进行预先规划及申请，可避免由于对实验条件及实验室开放时间不了解而造成的申请失误，而实验室指导教师也可根据学生申请信息对实验预先进行准备。

3.2实验室管理系统

　　实验室管理系统基于实验室数据信息库建立，由实验室管理人员进行维护管理，使用平台面向学生开放。

　　管理系统平台可向学生提供不同实验方案并推荐元器件及设备，也可由学生根据实验方案自行申请设备，（下转46页）