大數(shù)據分析管理系統(tǒng)在實驗室的應用
時間:2022-10-14 09:35:29
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計算機實驗室教學是高職院校教學的重要組成部分,是培養(yǎng)高技術水平、創(chuàng)新型人才的關鍵,而高職院校計算機實驗室是大學生實操學習、實踐創(chuàng)新、開闊眼界的場所。但傳統(tǒng)的機房實驗室存在著不能及時反映實驗設備的利用和損壞等情況,與實驗室設備相關的數(shù)據信息規(guī)模小、管理模式落后,且面對日益增多的實驗室教學與管理需求,傳統(tǒng)的人工管理也受到了強烈的沖擊,于是提升實驗室的數(shù)字信息化管理水平就顯得尤為重要。
一、高職院校實驗室存在的問題
現(xiàn)階段,高職院校的機房實驗室存在諸多問題。
(一)實驗室設備落后
部分機房實驗室設備已經投入使用多年,故障頻發(fā),雖然投入大量維修升級資金,但收獲效果甚微。實驗室門禁仍然采用傳統(tǒng)的人工開鎖模式,極其不便;機房內部的環(huán)境監(jiān)控設備只是安裝攝像頭,無法智能調節(jié)實驗室溫度,無法監(jiān)控每臺設備的運行情況。
(二)管理手段滯后
實驗室仍然采用傳統(tǒng)的人工管理手段,實驗室管理員同時管理多個實驗室,力不從心;實驗室的實訓、實踐課程需要人工去安排;現(xiàn)有的實驗室管理軟件功能有限。這些都導致實驗室管理的工作效率不高,無形中增加了管理成本。
(三)實驗數(shù)據空缺
不收集教師實驗教學數(shù)據和學生使用實驗設備以及實驗學習數(shù)據,只有傳統(tǒng)的紙質信息登記表,將導致實驗室管理者無法快速、全面、精準地掌握實驗設備狀況、學生實驗情況。
(四)缺乏大數(shù)據學習平臺
人工智能和大數(shù)據專業(yè)雖已成為高職院校的新興專業(yè),然而校內未配備大數(shù)據實踐平臺和人工智能實訓室;學生雖然在學習與專業(yè)相關的知識,但是無法把學到的技術應用到具體的實踐中。這些都將導致學生難以真正掌握與大數(shù)據相關的技術
二、實驗室建設大數(shù)據分析
管理系統(tǒng)的意義和目的高職院校應運用“互聯(lián)網+”的理念,以大數(shù)據為核心,拓展大數(shù)據分析管理系統(tǒng)在實驗室正常教學與日常管理中的應用,構建全新的實驗室管理模式,能實現(xiàn)實驗室、實驗儀器設備與實驗耗材管理的規(guī)范化、信息化,提升實驗教學的管理水平與服務水平。大數(shù)據分析管理系統(tǒng)全面落實“產、學、研、用、賽”一體化的思想和模式,從課程設計、項目教學、科研、競賽和校企合作等方面注重學生綜合素質及高層次職業(yè)技能人才的培養(yǎng);利用現(xiàn)有虛擬化教學資源,搭建實戰(zhàn)平臺,將課程設計、項目教學和大數(shù)據分析三者融為一體,由難而易、循序漸進,逐步提高學生學習的質量和成效;利用大數(shù)據融合框架,創(chuàng)建與企業(yè)一致的實戰(zhàn)與科研環(huán)境,提升學生的動手能力和項目實戰(zhàn)能力,使得學生所學知識與企業(yè)崗位人才需求無縫銜接;同時與教師的科研工作緊密配合,有助于提高教師的科研水平。
三、大數(shù)據分析管理系統(tǒng)的設計和功能
大數(shù)據分析管理系統(tǒng)由數(shù)據庫、人工智能技術、數(shù)據分析技術、云服務、數(shù)據安全等相關技術結合而成。大數(shù)據分析管理系統(tǒng)包括實驗室管理、教務管理、數(shù)據分析、數(shù)據挖掘、決策分析等模塊。各模塊間數(shù)據共享,通過數(shù)據分析和數(shù)據挖掘將實驗室數(shù)據中關鍵信息資源挖掘出來,并進行決策分析,為實驗室的發(fā)展提供幫助。構建基于大數(shù)據分析的管理系統(tǒng),能基本實現(xiàn)實驗室管理、教務管理、數(shù)據分析、數(shù)據挖掘功能。其中,系統(tǒng)架構分為展現(xiàn)層、SaaS層、PaaS層、采集層。學校通過管理系統(tǒng)挖掘出有利于提升實驗室教學的數(shù)據,提高教學質量。首先對由實驗室教學設備、教學資源庫、學生基本信息、學生在實驗室中的操作信息等組成的資源數(shù)據庫進行采集和分析,將有效數(shù)據收集分類,將無用的數(shù)據刪除;應用挖掘算法、聚類算法、支持向量機(SVM)算法等技術進行挖掘與分析,分析得出數(shù)據之間相關聯(lián)的內在關系,實現(xiàn)實驗室的全過程管理,方便實驗室管理者及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
四、大數(shù)據分析管理系統(tǒng)在實驗室中的應用
大數(shù)據分析管理系統(tǒng)在實驗室日常教學和管理中,不斷在教學方法、課程設計、管理模式、師資隊伍建設、課程思政教學的培養(yǎng)上進行探索和改革。高職院校以產業(yè)學院為依托,使項目教學、專業(yè)建設與實驗室建設相協(xié)調,繼續(xù)堅持以“應用型、高品質、創(chuàng)新型”作為現(xiàn)代信息化人才培養(yǎng)目標,以學生為本,完善以傳授知識、培養(yǎng)能力、提高技能為核心,在管理模式、教學方法等方面緊密跟蹤學科發(fā)展前沿,不斷提高和創(chuàng)新大數(shù)據分析管理系統(tǒng)。
(一)打造“產學研用賽”大數(shù)據實驗云平臺
高職院校應依托產業(yè)學院,建立“產學研用賽”大數(shù)據實驗云平臺,即包含教學、實驗、實訓、考試、競賽于一體的綜合實驗平臺。該平臺采用Web與Docker容器技術,同時適用于局域網與互聯(lián)網,可實現(xiàn)教學實驗、考試作業(yè)、自學測試、資源共享、課程開發(fā)、綜合評估、大數(shù)據統(tǒng)計等功能。該平臺使用方便,功能強大,維護升級簡單,安全可靠,并提供了大量的大數(shù)據科學微視頻、教學課件、素材、源碼、實驗案例,方便教師上課使用、學生實驗練習使用。
(二)健全“產學研用賽”大數(shù)據人才培養(yǎng)模式
高職院校應建立健全“產學研用賽”大數(shù)據人才協(xié)調培養(yǎng)模式,通過大數(shù)據分析管理系統(tǒng)實驗室來創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,建立起專業(yè)化的人才培訓基地,為區(qū)域大數(shù)據發(fā)展提供源源不斷的人才保障。大數(shù)據分析管理系統(tǒng)實驗室還將結合不同地域和行業(yè)的特色,將企業(yè)的崗位需求與學校的人才培養(yǎng)結合起來,開展協(xié)同育人、制訂人才培養(yǎng)及崗位培訓計劃,為企業(yè)大數(shù)據相關崗位提供完整的人力資源解決方案,緩解大數(shù)據人才嚴重緊缺的問題。
(三)加強師資隊伍建設
目前,在高職院校專職的實驗室管理人員中,具有較強管理能力又精通數(shù)據分析的人才很少。要實現(xiàn)信息化、智能化管理,高職院校需要加大對專職實驗管理人才的培養(yǎng),特別是數(shù)據分析方面的培訓。第一,高職院校應制定相應的實驗室崗位職責,突出崗位性質。鑒于目前大部分實驗室都由教師兼職管理,高職院校應建立和完善人才選拔機制,通過引進和內部培養(yǎng)的方式,建立一支高素質的專職實驗室管理人才隊伍。第二,領導層面應高度重視信息化人才隊伍的培養(yǎng),出臺相關激勵制度,將信息化、智能化考核納入實驗管理考核和錄用范圍中。第三,高職院校應創(chuàng)新培養(yǎng)方式,選送優(yōu)秀的專職實驗室管理人員到企業(yè)培訓,到兄弟院校參觀、交流等,不斷提升他們的大數(shù)據分析、應用能力。第四,對于大數(shù)據分析實驗室的管理,高職院校要組織人員編寫詳細的操作管理手冊,提供給教職工使用。
(四)強化課程思政教育
實驗室教學是課程思政教育的重要組成部分,是“立德樹人”的主戰(zhàn)場。為貫徹落實中共中央、國務院《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》精神,高職院校應將思想政治工作貫穿實驗室教育教學全過程。教師應采用多元化的教學模式,并融入當代人文素質教育內容,將社會主義核心價值觀、時代楷模、抗“疫”英雄、大國工匠、傳承中國傳統(tǒng)文化、國家網絡安全、職業(yè)道德等思政元素貫穿教學;通過設置“一句話問答”的方式收集數(shù)據,通過大數(shù)據分析管理系統(tǒng)開展數(shù)據分析,引導學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀,充分發(fā)揮大數(shù)據分析管理系統(tǒng)在課程教學中的育人作用,承擔起“課程思政”工作的主體責任。
五、結語
大數(shù)據分析管理系統(tǒng)為實驗室管理帶來了全新的理念,推動著高職院校實驗室管理的改革,特別是人、財、物三方面要與時俱進,同時在實驗室的建設布局中要考慮合理性,注重總體規(guī)劃,完善管理制度和人才培養(yǎng)模式,充分運用數(shù)據分析、數(shù)據挖掘、信息決策功能,為實驗室管理、教學改革決策提供依據,以實現(xiàn)高效、規(guī)范的管理。
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作者:韋樹成 廖劍斌