論開放式電工電子實驗室的智能管理系統(tǒng)

韓文穎 春蘭 趙明君 孫萬利

摘 要：電工電子實訓(xùn)教學(xué)在大學(xué)教學(xué)中處于重要地位，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑之一，將電工電子實驗室開放可以充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，而對開放式電工電子實驗室施行智能化管理，可以更有效的激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：電工電子實訓(xùn)教學(xué)；開放式；智能化

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.082

1 引言

電工電子實驗室的建設(shè)、管理與維護直接影響高校的教學(xué)和科研水平。伴隨著高校管理模式的改變，電工電子實驗室建設(shè)與管理將會更加規(guī)范化和復(fù)雜化，與之相對應(yīng)的管理工作也會更加復(fù)雜。為了更好的加強學(xué)生的實踐動手能力，進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，很多高校對開放式電工電子實訓(xùn)教學(xué)模式進行了改革。國外智能化實驗室管理技術(shù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗表明，適應(yīng)現(xiàn)代化教育學(xué)發(fā)展的實驗室必須要建立起完整的管理體系，采用開放式實訓(xùn)教學(xué)模式，因而需要一套與之配合的先進的實驗室信息管理系統(tǒng)LIMS （Laboratory InformationManagement System）。通過信息管理系統(tǒng)可以將原始的資料、設(shè)備、項目、人員的管理通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、模擬仿真技術(shù)等來實現(xiàn)，從而帶動智能開放管理等模式的創(chuàng)新。

2 開放式電工電子實驗室的現(xiàn)狀分析

2.1 開放式電工電子實驗室的實訓(xùn)項目缺乏，開放層次少

一方面電工電子實驗室對于學(xué)生感興趣的開放性項目較少，設(shè)計型的和培養(yǎng)綜合能力的實訓(xùn)項目缺少，從而很大程度地阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。另一方面，電工電子實驗室除了完成規(guī)定的實訓(xùn)教學(xué)任務(wù)外，還對教師或者學(xué)生的專利、科研項目、大創(chuàng)項目、學(xué)生的課設(shè)等開放，但項目還是以課堂上教學(xué)實訓(xùn)項目為主，實訓(xùn)的內(nèi)容缺乏學(xué)科間的穿插，創(chuàng)新點缺乏。

2.2 器材的損壞與耗費

由于開放式電工電子實驗室為學(xué)生提供了自愿參與實訓(xùn)的途徑，所以到實驗室做項目的學(xué)生人數(shù)大大增加，這樣雖然充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，但高頻率地使用器材，使其消耗大大增加。同時，由于實訓(xùn)過程中的不規(guī)范操作，會加速實驗室器材的損壞。有些器材如富士變頻器FRENIC-VP系列的價格昂貴，維護或者更換需要很多費用，這給開放式實驗室管理增加了難度。

3 智能開放式電工電子實驗室的管理優(yōu)勢

3.1 有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高實驗室資源的利用率

智能化管理為實驗室提供了信息共享平臺，有利于學(xué)科與學(xué)科間的交叉，使得交流途徑更加快捷、更加方便。借助于本系統(tǒng)，使得開放性項目大大增加，設(shè)計型的和培養(yǎng)綜合能力的實訓(xùn)項目多彩多樣，從而有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大地提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

3.2 及時反映實驗室的狀況，提高實驗室資源的利用率

智能化管理能夠及時反映出實驗室的真實情況，教師通過信息平臺，可及時查閱實訓(xùn)課程情況，隨時查詢器材的使用狀況，從而提高了實驗室資源的利用率，教師還可以及時的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這樣更利于實現(xiàn)實驗室資源的優(yōu)化配置。同時也為實現(xiàn)動態(tài)響應(yīng)創(chuàng)造了條件，有利于實現(xiàn)智能化管理。

4 智能開放式電工電子實驗室系統(tǒng)

智能開放式電工電子實驗室系統(tǒng)由兩大部分組成：預(yù)約系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

預(yù)約系統(tǒng)如圖1所示，學(xué)生需要通過網(wǎng)絡(luò)提交預(yù)約申請，申請通過后，方可進入實驗室。

監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示，學(xué)生必須刷卡后才能開始實驗，學(xué)生刷卡成功后，與實驗臺對應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)也將開啟，總控臺的教師可以通過監(jiān)控系統(tǒng)全程監(jiān)控學(xué)生做實驗的情況，學(xué)生一旦有違規(guī)操作，教師通過語音監(jiān)控系統(tǒng)對其警告，并強行斷電，學(xué)生須重新領(lǐng)卡并刷卡后方可進行實驗。學(xué)生在做實驗過程中，如果有疑問，可以按下實驗臺上的“疑問”按鈕，總控臺與之對應(yīng)的“疑問”指示燈亮起，同時，與之對應(yīng)的蜂鳴器會發(fā)出一種響聲，教師收到信號后進行現(xiàn)場答疑。學(xué)生做完項目后，可按“提交”按鈕，總控臺與之對應(yīng)的“提交”指示燈亮起，同時，與之對應(yīng)的蜂鳴器會發(fā)出另外一種響聲，教師收到信號后進行現(xiàn)場驗收，在驗收過程中，如果有儀器損壞的，教師通過系統(tǒng)做相應(yīng)的記錄。驗收合格后學(xué)生方可離開實驗室。

5 結(jié)語

智能開放式電工電子實驗室是今后電工電子實驗室發(fā)展的趨勢，智能開放為實驗室開放創(chuàng)造了一個非常切合實際、安全有效的運行維護管理環(huán)境，是實現(xiàn)實驗室開放的一個可行方案。同時還可以對整個實驗過程進行監(jiān)控等遠程操作，從而提高了實驗器材的合理使用率。智能開放有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，擴大學(xué)生的知識面、從而進一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。更有利于提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

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