高校實驗教學管理系統(tǒng)的創(chuàng)新與實踐

魏 偉，胡 瑋

（華中科技大學 電氣與電子工程學院，強電磁工程與新技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430074）

為了適應目前國家對高素質人才培養(yǎng)的需要，華中科技大學電工電子國家級實驗教學示范中心（簡稱：實驗教學示范中心）打破傳統(tǒng)封閉式實驗教學管理體系［1－4］，開發(fā)了全新的實驗教學管理系統(tǒng)，構建了“基礎型、綜合型、設計型、研究創(chuàng)新型”的分層次實驗教學體系，在實驗教學內容安排上做到由淺到深、由簡單到綜合，鼓勵學生完成綜合性、提高性實驗，充分調動學生學習的主動性［5］。實驗室運用現(xiàn)代化技術及先進的實驗教學手段，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、計算機輔助實驗教學軟件和多媒體實驗教學課件，推廣運用虛擬仿真實驗技術［6－8］。

1 創(chuàng)新實驗教學管理系統(tǒng)

創(chuàng)新的電工電子實驗教學示范中心實驗教學管理系統(tǒng)組成如圖1所示。

實驗教學示范中心創(chuàng)建了以教師實驗教學管理系統(tǒng)和學生實驗預約派位系統(tǒng)為中心的實驗教學管理系統(tǒng)，依托教師評分系統(tǒng)和學生電子實驗報告系統(tǒng)基礎平臺，為培養(yǎng)新世紀創(chuàng)新型人才開辟了一條全新途徑。

實驗教學示范中心已創(chuàng)建了專門的實驗教學管理網(wǎng)站，實現(xiàn)實驗教學資源共享。針對各實驗課程特點，應用現(xiàn)代化技術手段進行實驗教學，教師自編實驗課程的多媒體課件并廣泛應用于教學。這些課件均放在網(wǎng)上供學生自學。

1.1 登錄系統(tǒng)

圖1 實驗教學管理系統(tǒng)框圖

實驗教學管理系統(tǒng)安裝完畢后，在瀏覽器地址欄輸入系統(tǒng)地址，便能夠彈出系統(tǒng)的登錄界面。在登錄界面輸入用戶名和密碼可以進入系統(tǒng)首頁。默認的用戶名和密碼為教師的編號。

1.2 認識選單（菜單）

在系統(tǒng)首頁的左側是系統(tǒng)選單，選單的結構為兩級：第一級是分類，第二級是該分類中的功能（見圖2），功能選單將引導用戶進入不同的頁面。

圖2 實驗教學綜合管理系統(tǒng)界面

1.3 查看本學期教學班級實驗教學安排

每個教師用戶登錄系統(tǒng)后進入“日常教學管理（我的班級”，都能夠瀏覽某一學期該用戶相關的實驗班級。用戶可能是某一實驗班級的“負責教師”或“實驗教師”，選擇相應的身份后，選擇要參看的教學班級、學期，然后點擊“檢索”按鈕，則該教師所選定的該學期、該教學班將出現(xiàn)在列表中。點擊教學班級后的操作圖標按鈕，可以查看該班級的詳細情況。

2 教師實驗教學管理系統(tǒng)

教師實驗教學管理系統(tǒng)主要由教師注冊頁面、教師管理頁面、教師添加實驗頁面和教師評分頁面組成。

（1）教師用戶注冊頁面。教師用戶通過此頁面輸入相關信息來獲得教師權限的登錄ID及密碼，注冊時要提供由網(wǎng)站管理員給出的驗證碼。

（2）教師管理頁面。該頁面顯示教師姓名并提供評分和添加實驗的鏈接。

（3）教師添加實驗頁面。教師用戶能通過教師添加實驗頁面和添加實驗信息。其中開放時間一欄的輸入格式有一定要求，將在程序中反映出來。

（4）教師評分頁面。教師可通過選擇實驗名稱下拉選單獲得實驗項目的信息。選擇實驗項目后，系統(tǒng)將顯示所有選擇了此項實驗的學生的信息。教師可以通過輸入分數(shù)來進行評分。

3 學生實驗預約派位系統(tǒng)

實驗室要實行開放教學，就存在開放時間、實驗室可容納多少學生、學生如何預約實驗以及實驗教師和實驗技術人員如何管理的問題。顯而易見，對實驗室的管理十分重要。為此，實驗教學示范中心開發(fā)了一種學生預約派位系統(tǒng)軟件，以滿足各個實驗室開放實驗教學的需求。

學生實驗預約派位系統(tǒng)的主要功能為：學生在刷卡機上刷卡預約派位，在約定的實驗室開放時間刷卡進入實驗室，系統(tǒng)將自動提示所派實驗座位。同時，實驗臺電源自動開啟，學生即可開始實驗操作，在45分鐘（一節(jié)課）后，系統(tǒng)自動斷電，即學生必須在規(guī)定的時間內完成實驗任務。

學生若要預約實驗，需要打開刷卡派位軟件：選擇開始選單→Limsolution→EduLimsClient，點擊其中的“刷卡派位”。如果系統(tǒng)設置的“最少實驗時間”為45分鐘，那么在學生刷卡派位45分鐘內不能下機（關機和切斷電源），45分鐘后學生再次刷卡，系統(tǒng)將自動為他下機。學生在有效的刷卡派位時間來實驗室刷卡或輸入學號，系統(tǒng)將自動提示所派實驗座位。

在開放實驗室預約排課完成后，教師可以查看實驗室預約排課結果，并且可以查看學生派位圖，可以打開實驗室排課座位預覽頁面（見圖3），該課時每個座位上的學生一目了然。

實驗教學示范中心開發(fā)的學生預約派位系統(tǒng)充分滿足了實驗教師和學生對各個實驗室開放教學的需求。受到了教師和學生的普遍歡迎，解決了長期困擾實驗室實行開放教學和實驗室管理的難題。

圖3 開放預約和學生派位圖

4 電子實驗報告系統(tǒng)

電工電子實驗教學示范中心研制的電工電子綜合實驗臺，可以完成各電類綜合實驗，與市場上銷售的實驗臺不同的是可實現(xiàn)與局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的連接，同時利用自制軟件和集成的相關應用軟件，可進行實驗數(shù)據(jù)自動采集。利用本軟件，學生可對設計的實驗線路進行實驗數(shù)據(jù)和波形分析，驗證實驗數(shù)據(jù)正確性。另外，本系統(tǒng)還可自動采集數(shù)字示波器生成的波形，把實驗數(shù)據(jù)、波形圖等自動生成Word文檔的實驗報告。該軟件還可完成電子實驗報告并直接在網(wǎng)上提交。

完成電子實驗報告系統(tǒng)制作流程如圖4所示。為實現(xiàn)電子實驗報告的規(guī)范性，教師在發(fā)布各個實驗項目后，必須制作相應的實驗項目電子模板，以便學生在完成實驗后，根據(jù)實驗報告電子模板填寫報告相應內容及數(shù)據(jù)。學生完成電子實驗報告后，直接在網(wǎng)上提交，實驗教師在網(wǎng)上直接批改實驗報告并給出相應成績，學生可在網(wǎng)上直接查看實驗成績。

5 結束語

圖4 電子實驗報告系統(tǒng)流程圖

華中科技大學電工電子國家級實驗教學示范中心的實驗教學管理系統(tǒng)創(chuàng)建并實施以來，經(jīng)過實驗教學課程的開放和信息化管理改革，實驗教學效果更加明顯，學生進行實驗的興趣更濃，自主學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力明顯提高。實驗教學示范中心為優(yōu)秀學生提供了發(fā)揮聰明才智和發(fā)展個性的場所，使他們盡早涉及科學研究工作。

由于示范中心實驗教學管理系統(tǒng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡信息化，學生可通過互聯(lián)網(wǎng)了解實驗課程和實驗項目的預約派位情況，可自主選擇開放實驗的項目，充分利用了實驗教學示范中心的各種實驗教學資源，為實驗教學示范中心的現(xiàn)代化和信息化管理打下了堅實的基礎。

實驗教學管理系統(tǒng)大膽改革了實驗教學方式和方法，促進了學生形成自主學習和研究式學習的學習方式，提高了學生動手能力、解決實際問題能力和創(chuàng)新能力，并形成了鮮明的實驗教學特色和示范效應。

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［2］范青武，鄭全英，鄭鯤，等.“六面一體”立體化校企深度合作模式的探索與實踐［J］.實驗技術與管理，2013，30（12）：26－30.

［3］魏偉.加強實驗教學示范中心網(wǎng)絡化管理［J］.實驗室研究與探索，2009，28（11）：84－87.

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［5］騰鑫，李水強，王雪紅，等.實驗教學中心網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)的開發(fā)研究［J］.實驗技術與管理，2011，28（9）：99－101，105.

［6］申文達，董云鳳，李可.啟發(fā)式教學方法在電工電子實驗教學中的應用［J］.實驗技術與管理，2012，29（4）：265－266.

［7］郭濤，謝琨.高校實驗室建設的探索與實踐［J］.實驗室研究與探索，2013，32（9）：222－224，254.

［8］左敬龍，余桂蘭，崔得龍.多層次校企合作框架下校內創(chuàng)新實驗室建設［J］.實驗技術與管理，2013，30（12）：31－33.