論開放式電工電子實驗室的智能管理系統

韓文穎 春蘭 趙明君 孫萬利

摘 要：電工電子實訓教學在大學教學中處于重要地位，是培養學生創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動學生的主觀能動性，而對開放式電工電子實驗室施行智能化管理，可以更有效的激發學生的求知欲望和學習熱情，有利于培養學生的動手能力和創新精神。

關鍵詞：電工電子實訓教學；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、管理與維護直接影響高校的教學和科研水平。伴隨著高校管理模式的改變，電工電子實驗室建設與管理將會更加規范化和復雜化，與之相對應的管理工作也會更加復雜。為了更好的加強學生的實踐動手能力，進一步培養學生的創新能力，很多高校對開放式電工電子實訓教學模式進行了改革。國外智能化實驗室管理技術應用的成功經驗表明，適應現代化教育學發展的實驗室必須要建立起完整的管理體系，采用開放式實訓教學模式，因而需要一套與之配合的先進的實驗室信息管理系統LIMS （Laboratory InformationManagement System）。通過信息管理系統可以將原始的資料、設備、項目、人員的管理通過網絡技術、多媒體技術、模擬仿真技術等來實現，從而帶動智能開放管理等模式的創新。

2 開放式電工電子實驗室的現狀分析

2.1 開放式電工電子實驗室的實訓項目缺乏，開放層次少

一方面電工電子實驗室對于學生感興趣的開放性項目較少，設計型的和培養綜合能力的實訓項目缺少，從而很大程度地阻礙了學生創新能力的提高。另一方面，電工電子實驗室除了完成規定的實訓教學任務外，還對教師或者學生的專利、科研項目、大創項目、學生的課設等開放，但項目還是以課堂上教學實訓項目為主，實訓的內容缺乏學科間的穿插，創新點缺乏。

2.2 器材的損壞與耗費

由于開放式電工電子實驗室為學生提供了自愿參與實訓的途徑，所以到實驗室做項目的學生人數大大增加，這樣雖然充分調動了學生學習的積極性，但高頻率地使用器材，使其消耗大大增加。同時，由于實訓過程中的不規范操作，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勢

3.1 有利于培養學生的實踐創新能力，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，有利于學科與學科間的交叉，使得交流途徑更加快捷、更加方便。借助于本系統，使得開放性項目大大增加，設計型的和培養綜合能力的實訓項目多彩多樣，從而有利于充分發揮學生的主體作用，激發學生的學習興趣，極大地提高了學生的實踐創新能力。

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現問題、解決問題，這樣更利于實現實驗室資源的優化配置。同時也為實現動態響應創造了條件，有利于實現智能化管理。

4 智能開放式電工電子實驗室系統

智能開放式電工電子實驗室系統由兩大部分組成：預約系統和監控系統。

預約系統如圖1所示，學生需要通過網絡提交預約申請，申請通過后，方可進入實驗室。

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

5 結語

智能開放式電工電子實驗室是今后電工電子實驗室發展的趨勢，智能開放為實驗室開放創造了一個非常切合實際、安全有效的運行維護管理環境，是實現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學生的學習主動性，擴大學生的知識面、從而進一步培養學生分析問題和解決問題的能力。更有利于提高學生的實踐創新能力。

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