開放式電工電子實驗室智能管理系統(tǒng)的探究

高菲

摘 ?要：電工電子的實驗教學在學校的基礎(chǔ)教學中處于重要的地位，是培養(yǎng)學員創(chuàng)新精神和實踐能力的重要場所之一，將電工電子實驗室開放，可以充分調(diào)動學員的主觀能動性，而對開放式電工電子實驗室實行智能化管理，可以有效地激發(fā)學生的求知欲和學習熱情，有利于培養(yǎng)學員的動手能力和創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：電工電子;實驗教學;開放式;管理系統(tǒng)

一、引言

作為學校電類專業(yè)學生進入實踐學習環(huán)節(jié)的專業(yè)性實驗室，電工電子實驗室的建設(shè)、管理與維護直接影響學校的教學質(zhì)量和科研水平。隨著學校的電工電子實驗室的建立，實驗室的管理制度與運行模式也逐漸規(guī)范化，與之對應(yīng)的管理工作也變得更加復(fù)雜，為了更好地加強學員的實踐動手能力，進一步培養(yǎng)學員的創(chuàng)新能力，需要對電工電子實驗教學模式進行改革，實現(xiàn)電工電子實驗室開放化與智能化管理。采取開放化的實驗室教學模式，需要建立一套與之相匹配的先進的實驗室管理系統(tǒng)，通過開放式管理系統(tǒng)將原始的儀器儀表設(shè)備、實驗項目以及人員的管理通過預(yù)約、監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)實驗室的開放化、智能化管理。

二、電工電子實驗室的現(xiàn)狀分析

（一）設(shè)備老舊、實訓(xùn)項目少

電工電子實驗室是培養(yǎng)學校電工電子類學員動手創(chuàng)新能力的重要場地。但是學?，F(xiàn)有實驗室建設(shè)時間早，儀器設(shè)備采購時間早，學員電工電子類課程安排密集，實驗室利用率非常高，儀器儀表設(shè)備也因老化、利用率高等原因損壞率逐年增加;同時，作為專業(yè)型實驗室，需要不斷地將技術(shù)更新與實驗室建設(shè)接軌。目前實驗室所用的部分設(shè)備，如示波器、函數(shù)信號發(fā)生器等已經(jīng)處在停產(chǎn)的尷尬境地，亟待進行更換。另外，由于電工電子類課程的特殊性，實驗室對于學員感興趣的開放性項目少，能夠用來培養(yǎng)綜合能力的實訓(xùn)項目也較缺乏，這些情況在很大程度上阻礙了學員創(chuàng)新能力的提高。另一方面，電工電子實驗室除了完成規(guī)定的實驗教學任務(wù)外，還對教員和學員的比武競賽、科研項目等開放，但項目大部分還是利用實驗室較為落后的設(shè)備進行研究，研究內(nèi)容缺乏先進性與創(chuàng)新性，很難與目前最新的技術(shù)交融，開發(fā)出具有前瞻性的科研項目。

（二）器材的損壞與耗費

由于學校電工電子課程的密集性，實驗儀器設(shè)備需要高頻率地使用，隨之而來的消耗也大大增加。同時由于實驗過程中的不規(guī)范操作，比如沒有按照開關(guān)電源順序進行斷電，超過儀器量程進行電路檢測等，都會加速實驗室器材的損壞。有些器材造價昂貴，維護或者更換需要很多費用，給實驗室管理增加了難度。

三、開放式電工電子實驗室智能化管理的優(yōu)勢

（一）培養(yǎng)學員的實踐創(chuàng)新能力，建立專業(yè)課與基礎(chǔ)課的橋梁

智能化的可以管理為實驗室提供信息共享平臺，有利于加強學科之間的聯(lián)系。信息共享平臺會使管理員、教員、學員之間的交流更加高效、真實。還可以增加實驗室的開放性項目，從而充分發(fā)揮學員的主體作用，激發(fā)學員的學習興趣，提高學員的設(shè)計能力與綜合創(chuàng)新能力。

（二）實現(xiàn)實驗室狀況的實時反饋，提高實驗室資源的利用率

開放式的智能化管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集實驗室的教學與學習情況，以及實驗室儀器儀表的運行狀況，教員可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺實時查看實驗課程情況，實驗室管理員也可以隨時查看器材的使用狀況，從而提高了實驗室資源的優(yōu)化配置，有利于實現(xiàn)智能化管理。

四、開放式電工電子實驗室智能管理系統(tǒng)

開放式電工電子實驗室由三種端口組成：管理員端、教員端和學員端。

（一）管理員端

主要負責電工電子實驗課程的課程與排課管理。

（二）教員端

主要負責親自制定電工電子的實驗?zāi)０?，為每門課程添加需要做的實驗，查看自己的排班，查看學生的預(yù)習情況、實驗過程中提交的數(shù)據(jù)，給學生的實驗報告評分等。

（三）學員端

可以查看將要進行的課程和要做的實驗，查看實驗詳情。進行線上實驗預(yù)習，查看實驗過程中提交的數(shù)據(jù)和監(jiān)測點的比對情況，填寫實驗報告等。

五、實驗過程預(yù)設(shè)

（一）實驗報告管理

學員通過校園卡刷卡開機并與賬號綁定，學生實驗結(jié)束后當場提交數(shù)據(jù)，學員只能使用自己測量的數(shù)據(jù)完成實驗報告。教員可在線批閱，并針對學員的實驗預(yù)習、實驗操作、實驗報告情況分別進行打分。

（二）實驗室開放預(yù)約管理

實驗室開放預(yù)約安排以及實驗室的開放預(yù)約管理，可以由實驗室管理員來制定一定的預(yù)約規(guī)則，也可以由任課教員申請、管理員審核。可靈活管理開放實驗、自主實驗、自擬實驗、指定可選實驗等多種開放模式。

（三）實驗室運行監(jiān)控

通過實驗室監(jiān)控系統(tǒng)可以實時查看各個實驗室儀器的使用情況，并可以實時觀察儀器狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)儀器異常狀態(tài)，確保實驗室正常運行。

六、結(jié)束語

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。通過實驗室的智能化與開放式改造，還可以對整個實驗過程進行監(jiān)控等遠程操作，進一步提高實驗室設(shè)備及場地的利用率，使其實驗教學內(nèi)容更加適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展。智能開放有利于培養(yǎng)學員的學習主動性，擴大學員的知識面，從而進一步培養(yǎng)學員分析問題和解決問題的能力，更有利于提高學員的實踐創(chuàng)新能力。