摘 ?要 闡述大數(shù)據(jù)的特點與優(yōu)勢，分析大數(shù)據(jù)與高校實驗室管理融合現(xiàn)狀，提出大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室管理創(chuàng)新的路徑，以期為建設(shè)數(shù)字智能化高校實驗室管理模式提出對策建議。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù);高校實驗室;智慧實驗室;實驗教學(xué);安全管理;安全教育

中圖分類號：G482 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）19-0001-03

1 引言

大數(shù)據(jù)作為信息時代的新技術(shù)、新資源，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟社會領(lǐng)域的方方面面，深刻地影響著人們的日常生活，尤其是影響著教育理念、教育方式、學(xué)校管理等工作的變革與發(fā)展。大數(shù)據(jù)在信息儲存、數(shù)據(jù)傳遞、資源共享、智能管理中具有獨特的優(yōu)勢，在高校實驗室管理中具有重要的應(yīng)用價值。具體來看，大數(shù)據(jù)與高校實驗室管理的融合，有助于推動新時代高校實驗教學(xué)數(shù)字化、多元化，為實驗室安全管理信息化提供系統(tǒng)保障，促進高校實驗室設(shè)備管理智能化，可以說大數(shù)據(jù)是引領(lǐng)高校實驗室管理創(chuàng)新的引擎。為此，本研究擬從高校實驗室教學(xué)、安全管理與設(shè)備管理等幾個方面來探析大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室管理創(chuàng)新的現(xiàn)實路徑，為建設(shè)數(shù)字智能化高校實驗室管理模式提出對策建議。

2 大數(shù)據(jù)的特點與優(yōu)勢

大數(shù)據(jù)是信息時代以海量的數(shù)據(jù)獲取存儲、計算分析、傳輸共享為基礎(chǔ)，輔助傳統(tǒng)行業(yè)的運營管理革新，驅(qū)動各行各業(yè)的信息化和智能化的一種技術(shù)與資源的統(tǒng)稱。大數(shù)據(jù)的基本特點是數(shù)據(jù)信息資源海量性、數(shù)據(jù)種類多樣性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性、數(shù)據(jù)計算分析科學(xué)性、數(shù)據(jù)共享傳輸及時性。準確把握大數(shù)據(jù)的特點，瞄準其優(yōu)勢，是將大數(shù)據(jù)運用于具體行業(yè)領(lǐng)域的前提，也是發(fā)掘大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值，使其與高校實驗室管理有機融合，發(fā)揮大數(shù)據(jù)的驅(qū)動引領(lǐng)功能的前提。

大數(shù)據(jù)的特點 ?隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)成為現(xiàn)代經(jīng)濟社會生活的核心技術(shù)與資源。近十年來，數(shù)據(jù)收集、存儲、處理與傳輸技術(shù)不斷升級，為大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了重要支撐。大數(shù)據(jù)作為新興的技術(shù)資源，具有其自身的特點，這些特點具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

首先是大數(shù)據(jù)信息資源的海量性。這主要是借助于計算機等信息存儲設(shè)備，將大量的數(shù)據(jù)進行電子化，實現(xiàn)云存儲。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備技術(shù)不斷升級增容，為海量數(shù)據(jù)信息化云存儲提供了可能。數(shù)據(jù)存儲量從GB升級到PB（1 PB等于10億GB）、ZB（1 ZB等于1萬億GB），如谷歌公司每天要處理的數(shù)據(jù)達上百PB，相當(dāng)于美國國家圖書館儲藏的所有紙質(zhì)出版物數(shù)據(jù)的上萬倍。根據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)Statista的統(tǒng)計和預(yù)測，全球數(shù)據(jù)量在2020年有望達到50.5 ZB[1]。海量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)與存儲，為大數(shù)據(jù)計算分析提供了素材。

其次，大數(shù)據(jù)具有多樣性的特點。大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)文本數(shù)據(jù)有很大差別，由于全面整合了文字、圖片、視頻、音頻等數(shù)據(jù)資源，并將之電子化、結(jié)構(gòu)化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型多樣化。

再次，大數(shù)據(jù)具有系統(tǒng)性和科學(xué)性的特點。由于數(shù)據(jù)獲取和存儲技術(shù)的進步，大數(shù)據(jù)能夠?qū)?shù)據(jù)完整采集，確保數(shù)據(jù)的完整性，如實時監(jiān)控系統(tǒng)能將長時間段的數(shù)據(jù)信息保存。在數(shù)據(jù)處理中，大數(shù)據(jù)借用計算機進行科學(xué)計算分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性，提升數(shù)據(jù)的科學(xué)性和精準度。

最后，大數(shù)據(jù)具有及時性特點。大數(shù)據(jù)借助互聯(lián)網(wǎng)，能夠及時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程共享交換，如社交媒體的動態(tài)更新、在線直播，信息數(shù)據(jù)均實現(xiàn)及時傳播，有效減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)在傳遞中的時間延誤與失真等問題。

大數(shù)據(jù)在高校實驗室管理中的優(yōu)勢 ?大數(shù)據(jù)的上述特征實際上也是其現(xiàn)實價值所在，在高校實驗室管理中，大數(shù)據(jù)有以下幾個方面的優(yōu)勢。

1）大數(shù)據(jù)有助于豐富高校實驗教學(xué)資源和教學(xué)技術(shù)手段。海量、多樣教學(xué)數(shù)據(jù)資源的可獲得性，有效彌補了高校實驗教學(xué)資源的不足。

2）大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐有助于高校實驗室安全管理的科學(xué)性和精準度。大數(shù)據(jù)分析與實時遠程監(jiān)控等技術(shù)的使用，將解決實驗室安全管理的盲點，提升安全管理的科學(xué)化水平。同時可以建立實驗室管理的安全預(yù)警指標體系，將經(jīng)驗數(shù)據(jù)和關(guān)鍵風(fēng)險點管理結(jié)合起來，提升安全管理的針對性和精準度。

3）大數(shù)據(jù)的及時傳輸與共享，便于整合實驗室設(shè)備資源，構(gòu)建智慧實驗室，優(yōu)化實驗設(shè)備使用流程，提高實驗用品采購、預(yù)約使用、校內(nèi)外調(diào)劑共享的效率，實現(xiàn)實驗室設(shè)備資源利用的最優(yōu)化。

3 大數(shù)據(jù)與高校實驗室管理融合現(xiàn)狀

高校實驗室管理作為一項重要的教育管理活動，是提升實驗室管理效率、安全性的關(guān)鍵，也是加強素質(zhì)教育，提高學(xué)生動手實踐能力的重要渠道。因此，實驗室管理必須融入現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)管理與教學(xué)的與時俱進，而大數(shù)據(jù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心，在高校實驗室管理中具有重要的應(yīng)用價值?？傮w來看，國內(nèi)外高校實驗室在實驗教學(xué)、安全管理與設(shè)備管理等環(huán)節(jié)，已初步實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)的融合。

大數(shù)據(jù)與高校實驗教學(xué)管理的融合 ?實驗教學(xué)是高校實驗室管理的核心內(nèi)容。大數(shù)據(jù)與高校實驗教學(xué)的融合主要體現(xiàn)在教學(xué)手段與技術(shù)、教學(xué)資源的數(shù)字化。比如，在實驗設(shè)計講解過程中，充分利用音頻、視頻等大數(shù)據(jù)資源，將抽象單調(diào)的實驗操作具體化，不僅可以提高實驗教學(xué)效率，而且能激發(fā)大學(xué)生對實驗課的興趣。在地方普通高校理工科實驗教學(xué)中，往往受制于實驗設(shè)備資源，有些大型貴重儀器實驗操作無法開課，但是高校實驗教學(xué)大數(shù)據(jù)平臺的共享課程資源解決了這一難題。又如部分高校已建立起思想政治理論課VR實驗室，將教學(xué)內(nèi)容可視化、動態(tài)化，讓學(xué)生在實驗室體驗到歷史、現(xiàn)實場景，提升了教學(xué)效率，拓展和豐富了教學(xué)手段，解決了文科課程以純理論灌輸為主，缺乏實驗教學(xué)內(nèi)容和渠道的難題。尤其是2020年，由于新冠肺炎疫情在全球蔓延，全球高校大多停止校園課堂教學(xué)，大數(shù)據(jù)平臺為停課不停學(xué)、在線實習(xí)實踐等提供了重要支撐保障，高校實驗教學(xué)大多采用“一平三端”的教學(xué)模式，實現(xiàn)遠程實驗教學(xué)。

大數(shù)據(jù)與高校實驗安全管理的融合 ?安全責(zé)任重于泰山，實驗室安全管理是校園安全管理的重要組成部分，是平安校園的窗口與載體。充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，構(gòu)建基于信息化平臺建設(shè)的實驗室安全管理體系，就成為各高校普遍采用的一種方式[2]。大數(shù)據(jù)與高校實驗安全管理的融合主要有以下幾個契合點。

1）將大數(shù)據(jù)與實驗室安全管理信息化、系統(tǒng)化相融合。比如運用大數(shù)據(jù)平臺，可在實驗室安全管理中進行智能門禁系統(tǒng)設(shè)置、實驗過程記錄與安全監(jiān)測，在實驗過程中進行風(fēng)險智能提示，并對每一位學(xué)生建立實驗安全信息檔案，以解決傳統(tǒng)實驗安全管理碎片化的問題。

2）以大數(shù)據(jù)促進安全教育多樣化。充分利用大數(shù)據(jù)平臺，將實驗安全教育短視頻、音頻、宣傳圖冊、動畫等嵌入微信等社交媒體中，讓實驗安全教育常態(tài)化、多樣化。

3）將大數(shù)據(jù)與高校實驗安全預(yù)警與風(fēng)險點監(jiān)控相融合。充分利用實驗安全信息系統(tǒng)所記錄的數(shù)據(jù)，并進行科學(xué)分析，精準篩選出實驗操作、教學(xué)、管理過程中可能存在的重大風(fēng)險點，以提高警惕、做好防范。對學(xué)生的實驗過程信息進行大數(shù)據(jù)分析，對存在重大安全隱患的實驗環(huán)節(jié)、不按安全規(guī)程進行操作的環(huán)節(jié)進行精準定位，開展安全警示教育，實現(xiàn)實驗室安全管理全覆蓋、零死角。

大數(shù)據(jù)與高校實驗室設(shè)備管理的融合 ?實驗儀器設(shè)備及實驗用品是高校實驗教學(xué)、科研工作的物質(zhì)保障，其管理也是學(xué)校管理的重點之一。大數(shù)據(jù)融入高校實驗室設(shè)備管理，主要體現(xiàn)在設(shè)備的配置、使用、處置等環(huán)節(jié)。

1）大數(shù)據(jù)在高校實驗設(shè)備管理中的運用，優(yōu)化了實驗設(shè)備資源配置。實驗儀器設(shè)備和實驗用品采購是高校的重要開支之一，采購設(shè)備與實驗教學(xué)科研需求的匹配度是設(shè)備管理的關(guān)鍵。當(dāng)前，各高?；緦崿F(xiàn)設(shè)備儀器采購系統(tǒng)申報、線上招標等信息化管理。

2）大數(shù)據(jù)為大型設(shè)備儀器操作提供了便捷。由于儀器設(shè)備更新升級快，高校實驗室管理人員很難及時更替設(shè)備相關(guān)的知識，導(dǎo)致很多大型設(shè)備和高端精密儀器購入后無法及時操作使用。而大數(shù)據(jù)平臺的運用可將新設(shè)備操作流程可視化，運用遠程協(xié)助平臺隨時與廠家取得聯(lián)系，實驗教師也可對學(xué)生進行遠程指導(dǎo)。此外，運用大數(shù)據(jù)平臺可對老舊實驗設(shè)備、實驗器材以及實驗廢物進行及時修理、更換和處置，實現(xiàn)高校實驗設(shè)備“進—出—管”全過程實時監(jiān)控與系統(tǒng)跟蹤。

4 大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室管理創(chuàng)新的路徑

在大數(shù)據(jù)浪潮中，新的資源觀、教學(xué)觀、教師發(fā)展觀應(yīng)運而生[3]。大數(shù)據(jù)與高校實驗室管理的融合，在很大程度上促成了實驗教學(xué)的信息化、實驗安全管理的科學(xué)化與精準化、實驗設(shè)備管理的高效率。但從現(xiàn)實來看，要將大數(shù)據(jù)與高校實驗室管理深度融合，還必須總結(jié)經(jīng)驗，從教學(xué)理念與思維、實驗安全與技術(shù)、實驗室產(chǎn)出與效益等幾個關(guān)鍵指標上下功夫，全面整合大數(shù)據(jù)資源，以大數(shù)據(jù)為驅(qū)動引擎，持續(xù)推進高校實驗室管理變革創(chuàng)新。

大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室管理理念與思維創(chuàng)新 ?高校實驗室既是科學(xué)研究的重地，也是培養(yǎng)人才的平臺，因此，實驗室管理必須樹立服務(wù)科研、服務(wù)育人的整體性視角和系統(tǒng)性思維，不斷推進實驗室管理理念和思維創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)作為一種技術(shù)資源，對社會的沖擊已十分明顯，也引領(lǐng)著經(jīng)濟社會各行業(yè)的變革與創(chuàng)新，尤其對教育思維理念產(chǎn)生顛覆式影響，大數(shù)據(jù)支持的線上教育已成為不可抗拒的洪流席卷全球。大數(shù)據(jù)思維本質(zhì)上是一種復(fù)雜的系統(tǒng)性、整體性思維，要求人們從總體上把握事物的本質(zhì)和聯(lián)系，關(guān)注事物的動態(tài)變化過程，認真研究和對待整體與部分間關(guān)系。可見，大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性和整體性高度契合現(xiàn)代高等教育創(chuàng)新的價值要求。在高校實驗室管理中，要充分運用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢與價值，引領(lǐng)實驗教學(xué)與管理人員的理念創(chuàng)新，樹立系統(tǒng)管理思維，培育動態(tài)過程管理觀念。同時，要將大數(shù)據(jù)嵌入實驗教學(xué)與育人各環(huán)節(jié)，引導(dǎo)大學(xué)生在實驗過程中養(yǎng)成系統(tǒng)思維習(xí)慣，善于運用大數(shù)據(jù)進行創(chuàng)新。

大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室安全與技術(shù)創(chuàng)新 ?大數(shù)據(jù)是基于互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)發(fā)展而成的一種數(shù)據(jù)處理技術(shù)與方法。舍恩伯格在《大數(shù)據(jù)時代》一書中指出：“大數(shù)據(jù)是一種對互聯(lián)網(wǎng)中由人們行為所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)流進行搜集和系統(tǒng)分析的技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)分析，能夠進行科學(xué)的判斷，進而為組織機構(gòu)提供更精準的信息，使得其決策更具科學(xué)性。”[4]大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室安全管理與技術(shù)創(chuàng)新主要集中在兩個方面。

1）引領(lǐng)高校實驗室安全信息化、數(shù)字化管理。針對存在危險因素的高溫、高壓、強磁、強輻射、劇毒、高腐蝕性等實驗場地、設(shè)備及實驗用品，建立數(shù)據(jù)信息平臺，進行數(shù)字化控制和信息化管理。在大數(shù)據(jù)平臺和技術(shù)支持下，建立高校實驗室安全預(yù)警系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)高危實驗操作實時遠程監(jiān)控，建立完善實驗室安全數(shù)據(jù)庫，及時解決師生在實驗中遇到的各種安全問題。

2）以大數(shù)據(jù)助推高校智能實驗室建設(shè)，提高實驗設(shè)備信息化、智能化水平。運用大數(shù)據(jù)分析，對實驗室運行管理進行系統(tǒng)評估，對實驗設(shè)備運行情況進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，不斷改進設(shè)備性能，升級軟件系統(tǒng)。通過系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的傳遞與交換，實現(xiàn)實驗設(shè)備在日常管理、使用、維護等各方面的智能化管理[5]。將大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、移動終端APP等技術(shù)融合，打造高校智慧實驗室，驅(qū)動實驗室管理智能化創(chuàng)新。

大數(shù)據(jù)引領(lǐng)高校實驗室產(chǎn)出與效益提升 ?儀器設(shè)備閑置與重復(fù)投資是高校實驗室管理面臨的一大難題，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用將優(yōu)化高校實驗設(shè)備購置預(yù)算和采購，提高實驗室設(shè)備的利用率，從而提升實驗資源的配置效率和產(chǎn)出效益。通過信息系統(tǒng)采集實驗室管理的各種數(shù)據(jù)，進行分類甄選和科學(xué)分析，為實驗室建設(shè)、儀器設(shè)備采購提供決策依據(jù)。通過開發(fā)實驗設(shè)備管理軟件，及時更新實驗資源使用狀態(tài)數(shù)據(jù)，并與移動通信設(shè)備連接，師生可通過AAP小程序預(yù)約較緊張的設(shè)備，實現(xiàn)校內(nèi)校際實驗資源共享[6]。利用大數(shù)據(jù)信息提升實驗室設(shè)備資源共享便利度，為校內(nèi)各實驗室之間及其他高校實驗室的設(shè)備資源共享、互借、協(xié)作提供平臺渠道。利用大數(shù)據(jù)管理平臺，探索建立實驗及測試設(shè)備共享機制，可避免同一高?；騾^(qū)域大型實驗設(shè)備重復(fù)投入購置，有效減少實驗資源浪費。同時，對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析，開展節(jié)能減排與操作流程優(yōu)化，提高實驗室設(shè)備利用率，優(yōu)化實驗室設(shè)備的使用流程各環(huán)節(jié)，提升高校實驗室的產(chǎn)出效益。

參考文獻

[1]《大數(shù)據(jù)白皮書（2019年）》：全球數(shù)據(jù)量在今年有望達到41ZB[EB/OL].[2019-12-10].http：//vr.sina.com.cn/news/hot/2019-12-10/doc-iihnzahi6553724.shtml.

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基金項目：中國博士后科學(xué)基金第67批面上項目（項目編號：2020M672421）;湖北師范大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革項目“校政企聯(lián)合打造高效雙創(chuàng)協(xié)同發(fā)展研究”（項目編號：JG20190513014）。

作者：占瑛，湖北師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，助理實驗師，主要研究方向為無機化學(xué)與高校實驗室管理（435002）。