开放式电工电子实验室智能系统分析

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摘要：近年来，高等院校花费大量资金进行实验教学的改革，其中实验室开放是主要的新举措之一，而且电工电子实验室的开放对于高校人才培养具有重要意义。其能够促进学生的创新能力，实时呈现电工电子实验室的使用情况等等。据了解，智能管理系统下的开放式电工电子实验室，在实际管理过程当中仍存在较多的问题，导致它的具体使用效果相对较差。例如：开放项目单一损坏与耗费情况严重等等。那么本文主要根据开放式电工电子实验室面临的困难，并且利用智能化管理系统来解决困境，比如：装设门禁控制系统，及其添设远程电源智能化控制系统，加装视频监控系统等。

关键词：开放式；电工电子实验室；管理系统；智能化；实训教学

引言

科学技术的快速发展，对人们的各项技能也提出了更高的要求，因为综合素质能力的提升可以保证科学的进一步完善。其中我国大学生的实践动手能力以及创新能力，是保证科学技术不断前进的基础。所以各高校在进行实践教学时，更加重视学生的实践动手能力和创新能力。目前各大高校就如何培养具有独立思考能力，实践动手能力，创新能力，团结合作能力的人才十分重视，当然这也是目前高校需面临的主要难题。针对该问题，部分高校提出具有资源共享，成本节约，面向全校开放特点的开放式实验室的教学方案。这种类型的实验室能够更好的满足人才培养的目标，同时也满足了高校实验教学方式的创新性特点。那么本文主要针对开放式电工电子实验室智能管理系统进行分析。希望能够在积极学习世界领先的开放式电工电子实验室成功经验，并且拟定出切合中国国情的发展策略，及其合理信息化管理模式的管理计划。

1开放式电工电子实验室现面临的难题

在电子电工教学过程中，开放实验室也有着相应的应用，但是在实行这种模式之后，也出现了很多不足的地方，对开放实验室的开展产生了一些制约。下面对所存在的一些问题进行了阐述。

1.1开放项目单一

据了解，与传统的电工电子实验室相比，开放式电工电子实验室的使用具有更高的效果，而且深受学生欢迎，并取得了较好的效果，但是从具体运营的情况来看，电工电子开放式实验室仍然存在较多的问题，导致它的应用和发展受到较大阻碍。目前各大高校的电工电子实验室存在开放项目比较单一的问题，这就在很大一定程度上阻碍了学生的实践过程，从而导致创新性不能得到有效开发。电工电子实验室的主要功能是完成学生常规的实训教学内容，将理论知识进行巩固并提高自身的动手能力，但除了完成常规的教学内容之外，教师或学生在日常学习和生活当中，如需完成专利项目以及某个课程内容也可以在电工电子开放式实验室完成。但是目前我国各大高校的电工电子开放式实验室主要以课堂教学当中的实训项目为主，由此我们可以认为它能够产生的作用与传统的实验室能够产生的作用具有较高的契合度。其主要原因是开放式电工电子实验室的开放项目单一提供的实训项目内容没有必然的联系，且稳定性非常低，不能从根本上牢固掌握知识点的前提下，学生的思维活动能力很难得到锻炼。

1.2损耗率较高

各大高校需要使用电工电子实验室进行实训操作的学生相对较多，很多时候存在学生集中进行电工电子实验的现象，再加上开放式电工电子实验室的出现能够为学生的实训过程提供较多项目，深受学生喜爱。所以开放式电工电子实验室的使用概率相对较高，到电工电子实验室学习的学生越来越多，学生与学生之间相互影响，相互学习，共同进行实训操作。经过多次的学习和实训之后，大学生学习的融入性及其主动性显著提升，同时学习的兴奋程度逐渐提高，有利于组建相同兴致的小组学习。大部分学生在开展实训训练时，会通过合作的模式展开具体的操作，这可以使得学生在有限的实训操作当中获得丰富的实践常识。然而，在开放式电工电子实验室使用频率的逐渐提升，相对应的实验器材利用频率与人数有明显提升，最终造成实验室器材的损耗逐渐加剧，同时缩减了实验器材的应用周期。而且与其他类型的实验室相比，电工电子实验室的器材价格比较昂贵，维修过程也存在较高的难度，一旦出现质量问题后必定会造成经济损失。目前，开放式电工电子实验室器材损耗以及材料的损耗问题是管理过程的主要难题，同时也是需要迫切解决的问题。开放式电工电子实验室的管理人员在实验室发展的过程当中，必须要重点关注器材的损坏问题和耗费问题并根据实验室运营的特点，务必采取有效的处理方法，最大程度的降低损耗率，严密控制资源的不充分利用。

2智能开放电工电子实验室管理系统的优势

2.1有利于培养学生的创新能力

实验室中引入智能化管理可以让使用过程更加方便快捷，同时实现实验室的信息共享目的，他不仅仅能够保证师生的实验室使用效率还能够更好的将各个学科进行紧密的联合，让学生在进行实践操作时，通过实验室提供的各个信息获取到更多的知识。总而言之，智能开放电工电子实验室的使用，能够保证信息传递的及时性，并且加强每个学科之间的联系和沟通。它与传统的教学模式相比，最突出的优势在于学生可以根据具体情况选择合理的实训项目，这不仅满足了学生在学习方面的实际需求，还有效培养了学生的创新能力，让学生在良好的学习氛围当中坚定学习的目标以及培养积极的学习心态，进一步全面提升大学生的实践创新技能[1] 。

2.2能实时呈现电工电子实验室的使用情况

在开放式电工电子实验室当中引入智能化管理方法进行实际管理操作，能够将实验室的具体使用情况利用互联网及时的传送至信息共享平台，教师可通过共享平台实施掌握大学生的课程进展以及学习进程的把控。具体来讲，创建智能开放电工电子实验室管理系统，不但能够助力于大学生高效使用电工电子实验室，而且还有助于对电工电子实验室的管理。除此之外，教师还可以在实验开展之前通过相关平台了解实验室器材的情况，保证器材的安全性，在学生实验结束之后，也可以通过平台检查实验室的器材使用情况和实验室器材耗损情况[2]。这种管理方式能够将实验室的各项信息第一时间呈报给教师，而且教师也可以利用相关的实验室信息提高对于实验室资源的情况，并且时刻保证实验室资源处于最优的配置状态中。利用实验室的视频监控系统和远程电源智能化控制系统，教师能实时捕捉实验室当中出现的问题，同时将学生对于实验室的意见进行汇总，了解实验室存在的不足，及时进行总结并改进，保证实验室能够给学生创造优良的学习环境，最终全面推进学生的综合素质技能的提高。

3开放式电工电子实验室智能管理系统的应用措施

为了使得开放实验室能够顺利的进行，将其管理的效果进行提升，对所存在的一些问题进行较好的解决，就需要对智能管理系统不断的强化。下面从四个方面分别对智能管理系统实施详尽阐述。

3.1门禁控制系统

上文对开放式电工电子实验室的使用过程进行了简单分析，不管是在有课的情况下使用实验室，还是在无课的情况下使用实验室门禁控制系统都是非常重要的一个内容，它能够对进出实验室的人员进行权限管理，一是可以确保实验室管理方面的相对安全与科学，二是能够对进出实验室进行实验的人员有着有效的管理。但是在门禁控制系统正式投入使用之前，学生和教师都必须要对自身的资料进行提前录入，只有经过身份识别的师生，在身份认证成功之后才可以在通过权限认证的情况下走入实验室，针对少数教师与学生不能记录信息，则不可以进行身份核验，所以无法走入实验室。从整体的开放式电工电子实验室管理系统状况来讲，想要便捷管理实验室则需采取门禁控制系统，特别是在无人上课的情况下，门禁控制系统的使用可以保障实验室的安全。在无课的情况下，学生预约成功后，可以通过门禁控制系统并进入到实验室当中，此时学生预约的实验台会时刻保持闪烁的状态，而教师可以根据指示灯闪烁的情况了解学生的实验情况。如果学生在使用实验室之前发现核验不匹配的，则不可走入实验室中，最终学生需向院校再次提出信息补录申请。

3.2远程电源智能化控制

智能控制系统在电工电子开放实验室使用实践中，想要突破现状，则要利用远程电源智能化控制系统，大部分高校电工电子实验室的电路电源都是使用手动开关或按钮的方式为实验室供电，而且电源电流分为照明电源和实验台电源。因为实验室的电路较为复杂，所以很多教师在上课结束之后会发生遗忘关闭电源的问题。此行为不但会过渡浪费资源，还存在非常大的安全隐患[3]。远程电源控制系统的使用可以让教师在平台上关闭电源，在电源遗忘闭合的状况下，教师能借助平台把其闭合，从而教师工作效率有所提升，并解决实验室因忘记关闭电源带来的安全隐患。本次研究分析的远程电源智能化控制系统，可以在装设远程无线电源控制系统之后，再安装手动空气开关，也能经过视频监控和刷卡信息的方式实现远程开启或关闭电路电源的目的，实现了在任何时间任何地点，针对实验室每个角度或各系统电源进行智能化控制。

3.3智能桌面电源控制系统

大学实验室在用电安全这一方面，一直都有所注重。尤其是高校开放性实验室，对这一问题的重视程度是很高的。用电安全方面所出现的事故有很多种，比如电器火灾、人员电伤等等，这些事故如果在实验室中出现，那么所造成的影响是不可估量的。所以这时就需要有一套比较全面的管理系统来对这些问题进行检测。基于电力载波技术的桌面电源管理系统网络拓扑结构，采用的是电力载波芯片QCA6410，在单个实验事区域，对电载波主机进行相应的设置，在电源捕线板的位置做植入工作，植入的是电力载波芯片，根据目前所存在的电力线，对平台对电源的管理进行较好的实现[4]。

3.4视频监控系统

（1）视频监控系统在管理系统进程中，同样是很关键的一部分，重点实施监控实验室的状况，所包含的内容也是比较全面的，比如运程视频监控、语音提示等等，这一系统中都有所体现。另外，教师在教学过程中，可以通过这一系统对学生的情况进行检查，查看学生是否有违纪的情况，或者不安全的情况，如果有教师在，可以及时对学生的行为进行纠正，学生进实验室时，需要刷卡才可以进入，防止出现一些意外的情况，对实验室造成不好的影响。（2）开放实验室相对来说还是比较特殊的，设备所存在的安全因素也是比较多的，所以，工作人员可以运用这一系统，对一些可能会出现安全问题的地方进行调整，提升实验室的安全系数，能从头到尾完成实验任务。此外，假设实验室发生了意外事故，相关人员需利用此系统，迅速告知有关部门这一问题，使相关部门能够及时的进行救援，尽最大可能的减少损失。（3）综合管理系统，此系统在管理体系中占有举足轻重的地位，同样是关键内容，其囊括的内容非常多，例如：学生预约、教师审核、网上自主答疑等，每一项系统都有自身的作用和价值，通过使用不同的系统，能够对管理功能进行相应的提升，使得开放实验室能够稳定的开展工作[5]。另外，通过使用不同的系统，可以使实验室之间有更好的联系，管理模式也会随之更加具有系统性和完整性。这对之后工作的展开，有着积极的作用，并使得整体质量都有所提升，推动电工电子教学的顺利进行。

4智能管理系统效果分析

在电工电子开放实验室中创建智能管理系统，其有显著的优点、效果与经济收益，详尽的分析为下列几项内容。

4.1电工电子开放实验室使用效率提高

智能管理系统这一平台的作用是比较大的，可以使得电工电子实验室更具开放性，在综合能力这一方面，也能够得到相应的提高，是实验室将自身的能力发展出来，让教学质量相比之前有所提升，相应的综合效益也会有所增加[6]。另外，管理系统的建立，对于开放实验室的使用情况也能够进行有效的改善，相关人员的出入会实时记载，避免在实验的进程中，干扰正在做实验的学生。

4.2资源使用效率有所提升

智能管理系统能够对开放实验的整体情况反映出来，教师需借助此平台，全面的解析教学状况，并对有计划的创新教学来讲，有着重要的意义[7]。同时，在进行智能管理的过程当中，可以对实验室的相关工具的使用情况进行检查，当有问题时，能够及时的发现，并根据问题的严重性采取相应的策略，从而将问题较好的解决[8]。

5结语

通过上面的叙述，本文章对开放式实验室所存在的一些问题进行了阐述，并根据这些问题，提出了几点自己的建议，可以发现使用智能管理系统对开放式电工电子实验室进行管理，能够有效控制实验室材料损耗的费用以及降低实验仪器的损坏概率，从而在一定程度上降低了教师的工作量以及对电力资源的浪费，并且能够让教师在第一时间了解到学生的实验操作情况，提高教师的利用率并促进学生的学习主动性，培养学生自主创新的能力。最后对构建效果进行了确定，主要目的是为了能够使得开放式实验室顺利的开展，保障它的使用效率，让其在运行时更具稳定性，从而使得整体水平有所提升，促进电工电子教学的顺利进行。

参考文献

[1]李莹,卢学英.浅谈电工电子实验室的开放与实践[J].实验室科学,2019,22(01):176-178.

[2]吴琦,赖冬寅,罗明凤.开放式实验室管理系统在电子实验中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(05):166-167.

[3]吴君.试论电工电子实验室的建设与管理[J].电子制作,2019(02):57-58,70.

[4]张小琴.高校电工电子类实验室开放管理模式分析[J].科技视界,2019(09):233,242.

[5]宁金叶,周惠芳.开放式电工电子实训教学管理平台的研究与实践[J].教育现代化,2017,4(40):118-120.

[6]张增敏,谢嘉,王世明.实验室智能化开放过程管理系统的设计[J].教育教学论坛,2019(44):9-10.

[7]肖丽佳.基于Multisim电工电子实验教学探讨[J].电子元器件与信息技术,2019,3(03):102-106.

[8]黎萍.电力企业抄表核算收费智能化技术应用[J].电子元器件与信息技术,2019,3(07):21-24.

作者：赵玉超 单位：厦门海洋职业技术学院信息技术系