開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室智能系統(tǒng)分析

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摘要：近年來，高等院?；ㄙM(fèi)大量資金進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，其中實(shí)驗(yàn)室開放是主要的新舉措之一，而且電工電子實(shí)驗(yàn)室的開放對(duì)于高校人才培養(yǎng)具有重要意義。其能夠促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用情況等等。據(jù)了解，智能管理系統(tǒng)下的開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際管理過程當(dāng)中仍存在較多的問題，導(dǎo)致它的具體使用效果相對(duì)較差。例如：開放項(xiàng)目單一損壞與耗費(fèi)情況嚴(yán)重等等。那么本文主要根據(jù)開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室面臨的困難，并且利用智能化管理系統(tǒng)來解決困境，比如：裝設(shè)門禁控制系統(tǒng)，及其添設(shè)遠(yuǎn)程電源智能化控制系統(tǒng)，加裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞：開放式；電工電子實(shí)驗(yàn)室；管理系統(tǒng)；智能化；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

引言

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)人們的各項(xiàng)技能也提出了更高的要求，因?yàn)榫C合素質(zhì)能力的提升可以保證科學(xué)的進(jìn)一步完善。其中我國(guó)大學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力，是保證科學(xué)技術(shù)不斷前進(jìn)的基礎(chǔ)。所以各高校在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時(shí)，更加重視學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。目前各大高校就如何培養(yǎng)具有獨(dú)立思考能力，實(shí)踐動(dòng)手能力，創(chuàng)新能力，團(tuán)結(jié)合作能力的人才十分重視，當(dāng)然這也是目前高校需面臨的主要難題。針對(duì)該問題，部分高校提出具有資源共享，成本節(jié)約，面向全校開放特點(diǎn)的開放式實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)方案。這種類型的實(shí)驗(yàn)室能夠更好的滿足人才培養(yǎng)的目標(biāo)，同時(shí)也滿足了高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新性特點(diǎn)。那么本文主要針對(duì)開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)進(jìn)行分析。希望能夠在積極學(xué)習(xí)世界領(lǐng)先的開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室成功經(jīng)驗(yàn)，并且擬定出切合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展策略，及其合理信息化管理模式的管理計(jì)劃。

1開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)面臨的難題

在電子電工教學(xué)過程中，開放實(shí)驗(yàn)室也有著相應(yīng)的應(yīng)用，但是在實(shí)行這種模式之后，也出現(xiàn)了很多不足的地方，對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室的開展產(chǎn)生了一些制約。下面對(duì)所存在的一些問題進(jìn)行了闡述。

1.1開放項(xiàng)目單一

據(jù)了解，與傳統(tǒng)的電工電子實(shí)驗(yàn)室相比，開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用具有更高的效果，而且深受學(xué)生歡迎，并取得了較好的效果，但是從具體運(yùn)營(yíng)的情況來看，電工電子開放式實(shí)驗(yàn)室仍然存在較多的問題，導(dǎo)致它的應(yīng)用和發(fā)展受到較大阻礙。目前各大高校的電工電子實(shí)驗(yàn)室存在開放項(xiàng)目比較單一的問題，這就在很大一定程度上阻礙了學(xué)生的實(shí)踐過程，從而導(dǎo)致創(chuàng)新性不能得到有效開發(fā)。電工電子實(shí)驗(yàn)室的主要功能是完成學(xué)生常規(guī)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，將理論知識(shí)進(jìn)行鞏固并提高自身的動(dòng)手能力，但除了完成常規(guī)的教學(xué)內(nèi)容之外，教師或?qū)W生在日常學(xué)習(xí)和生活當(dāng)中，如需完成專利項(xiàng)目以及某個(gè)課程內(nèi)容也可以在電工電子開放式實(shí)驗(yàn)室完成。但是目前我國(guó)各大高校的電工電子開放式實(shí)驗(yàn)室主要以課堂教學(xué)當(dāng)中的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為主，由此我們可以認(rèn)為它能夠產(chǎn)生的作用與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室能夠產(chǎn)生的作用具有較高的契合度。其主要原因是開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的開放項(xiàng)目單一提供的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容沒有必然的聯(lián)系，且穩(wěn)定性非常低，不能從根本上牢固掌握知識(shí)點(diǎn)的前提下，學(xué)生的思維活動(dòng)能力很難得到鍛煉。

1.2損耗率較高

各大高校需要使用電工電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作的學(xué)生相對(duì)較多，很多時(shí)候存在學(xué)生集中進(jìn)行電工電子實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，再加上開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)能夠?yàn)閷W(xué)生的實(shí)訓(xùn)過程提供較多項(xiàng)目，深受學(xué)生喜愛。所以開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用概率相對(duì)較高，到電工電子實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的學(xué)生越來越多，學(xué)生與學(xué)生之間相互影響，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作。經(jīng)過多次的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)之后，大學(xué)生學(xué)習(xí)的融入性及其主動(dòng)性顯著提升，同時(shí)學(xué)習(xí)的興奮程度逐漸提高，有利于組建相同興致的小組學(xué)習(xí)。大部分學(xué)生在開展實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練時(shí)，會(huì)通過合作的模式展開具體的操作，這可以使得學(xué)生在有限的實(shí)訓(xùn)操作當(dāng)中獲得豐富的實(shí)踐常識(shí)。然而，在開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室使用頻率的逐漸提升，相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材利用頻率與人數(shù)有明顯提升，最終造成實(shí)驗(yàn)室器材的損耗逐漸加劇，同時(shí)縮減了實(shí)驗(yàn)器材的應(yīng)用周期。而且與其他類型的實(shí)驗(yàn)室相比，電工電子實(shí)驗(yàn)室的器材價(jià)格比較昂貴，維修過程也存在較高的難度，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題后必定會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。目前，開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室器材損耗以及材料的損耗問題是管理過程的主要難題，同時(shí)也是需要迫切解決的問題。開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的管理人員在實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的過程當(dāng)中，必須要重點(diǎn)關(guān)注器材的損壞問題和耗費(fèi)問題并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)，務(wù)必采取有效的處理方法，最大程度的降低損耗率，嚴(yán)密控制資源的不充分利用。

2智能開放電工電子實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)室中引入智能化管理可以讓使用過程更加方便快捷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的信息共享目的，他不僅僅能夠保證師生的實(shí)驗(yàn)室使用效率還能夠更好的將各個(gè)學(xué)科進(jìn)行緊密的聯(lián)合，讓學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)室提供的各個(gè)信息獲取到更多的知識(shí)?？偠灾?，智能開放電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用，能夠保證信息傳遞的及時(shí)性，并且加強(qiáng)每個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系和溝通。它與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，最突出的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生可以根據(jù)具體情況選擇合理的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，這不僅滿足了學(xué)生在學(xué)習(xí)方面的實(shí)際需求，還有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在良好的學(xué)習(xí)氛圍當(dāng)中堅(jiān)定學(xué)習(xí)的目標(biāo)以及培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)心態(tài)，進(jìn)一步全面提升大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新技能[1] 。

2.2能實(shí)時(shí)呈現(xiàn)電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用情況

在開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中引入智能化管理方法進(jìn)行實(shí)際管理操作，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的具體使用情況利用互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)的傳送至信息共享平臺(tái)，教師可通過共享平臺(tái)實(shí)施掌握大學(xué)生的課程進(jìn)展以及學(xué)習(xí)進(jìn)程的把控。具體來講，創(chuàng)建智能開放電工電子實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，不但能夠助力于大學(xué)生高效使用電工電子實(shí)驗(yàn)室，而且還有助于對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)室的管理。除此之外，教師還可以在實(shí)驗(yàn)開展之前通過相關(guān)平臺(tái)了解實(shí)驗(yàn)室器材的情況，保證器材的安全性，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，也可以通過平臺(tái)檢查實(shí)驗(yàn)室的器材使用情況和實(shí)驗(yàn)室器材耗損情況[2]。這種管理方式能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)信息第一時(shí)間呈報(bào)給教師，而且教師也可以利用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室信息提高對(duì)于實(shí)驗(yàn)室資源的情況，并且時(shí)刻保證實(shí)驗(yàn)室資源處于最優(yōu)的配置狀態(tài)中。利用實(shí)驗(yàn)室的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程電源智能化控制系統(tǒng)，教師能實(shí)時(shí)捕捉實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中出現(xiàn)的問題，同時(shí)將學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的意見進(jìn)行匯總，了解實(shí)驗(yàn)室存在的不足，及時(shí)進(jìn)行總結(jié)并改進(jìn)，保證實(shí)驗(yàn)室能夠給學(xué)生創(chuàng)造優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，最終全面推進(jìn)學(xué)生的綜合素質(zhì)技能的提高。

3開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用措施

為了使得開放實(shí)驗(yàn)室能夠順利的進(jìn)行，將其管理的效果進(jìn)行提升，對(duì)所存在的一些問題進(jìn)行較好的解決，就需要對(duì)智能管理系統(tǒng)不斷的強(qiáng)化。下面從四個(gè)方面分別對(duì)智能管理系統(tǒng)實(shí)施詳盡闡述。

3.1門禁控制系統(tǒng)

上文對(duì)開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室的使用過程進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，不管是在有課的情況下使用實(shí)驗(yàn)室，還是在無課的情況下使用實(shí)驗(yàn)室門禁控制系統(tǒng)都是非常重要的一個(gè)內(nèi)容，它能夠?qū)M(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員進(jìn)行權(quán)限管理，一是可以確保實(shí)驗(yàn)室管理方面的相對(duì)安全與科學(xué)，二是能夠?qū)M(jìn)出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人員有著有效的管理。但是在門禁控制系統(tǒng)正式投入使用之前，學(xué)生和教師都必須要對(duì)自身的資料進(jìn)行提前錄入，只有經(jīng)過身份識(shí)別的師生，在身份認(rèn)證成功之后才可以在通過權(quán)限認(rèn)證的情況下走入實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)少數(shù)教師與學(xué)生不能記錄信息，則不可以進(jìn)行身份核驗(yàn)，所以無法走入實(shí)驗(yàn)室。從整體的開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)狀況來講，想要便捷管理實(shí)驗(yàn)室則需采取門禁控制系統(tǒng)，特別是在無人上課的情況下，門禁控制系統(tǒng)的使用可以保障實(shí)驗(yàn)室的安全。在無課的情況下，學(xué)生預(yù)約成功后，可以通過門禁控制系統(tǒng)并進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，此時(shí)學(xué)生預(yù)約的實(shí)驗(yàn)臺(tái)會(huì)時(shí)刻保持閃爍的狀態(tài)，而教師可以根據(jù)指示燈閃爍的情況了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。如果學(xué)生在使用實(shí)驗(yàn)室之前發(fā)現(xiàn)核驗(yàn)不匹配的，則不可走入實(shí)驗(yàn)室中，最終學(xué)生需向院校再次提出信息補(bǔ)錄申請(qǐng)。

3.2遠(yuǎn)程電源智能化控制

智能控制系統(tǒng)在電工電子開放實(shí)驗(yàn)室使用實(shí)踐中，想要突破現(xiàn)狀，則要利用遠(yuǎn)程電源智能化控制系統(tǒng)，大部分高校電工電子實(shí)驗(yàn)室的電路電源都是使用手動(dòng)開關(guān)或按鈕的方式為實(shí)驗(yàn)室供電，而且電源電流分為照明電源和實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的電路較為復(fù)雜，所以很多教師在上課結(jié)束之后會(huì)發(fā)生遺忘關(guān)閉電源的問題。此行為不但會(huì)過渡浪費(fèi)資源，還存在非常大的安全隱患[3]。遠(yuǎn)程電源控制系統(tǒng)的使用可以讓教師在平臺(tái)上關(guān)閉電源，在電源遺忘閉合的狀況下，教師能借助平臺(tái)把其閉合，從而教師工作效率有所提升，并解決實(shí)驗(yàn)室因忘記關(guān)閉電源帶來的安全隱患。本次研究分析的遠(yuǎn)程電源智能化控制系統(tǒng)，可以在裝設(shè)遠(yuǎn)程無線電源控制系統(tǒng)之后，再安裝手動(dòng)空氣開關(guān)，也能經(jīng)過視頻監(jiān)控和刷卡信息的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉電路電源的目的，實(shí)現(xiàn)了在任何時(shí)間任何地點(diǎn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室每個(gè)角度或各系統(tǒng)電源進(jìn)行智能化控制。

3.3智能桌面電源控制系統(tǒng)

大學(xué)實(shí)驗(yàn)室在用電安全這一方面，一直都有所注重。尤其是高校開放性實(shí)驗(yàn)室，對(duì)這一問題的重視程度是很高的。用電安全方面所出現(xiàn)的事故有很多種，比如電器火災(zāi)、人員電傷等等，這些事故如果在實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)，那么所造成的影響是不可估量的。所以這時(shí)就需要有一套比較全面的管理系統(tǒng)來對(duì)這些問題進(jìn)行檢測(cè)。基于電力載波技術(shù)的桌面電源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用的是電力載波芯片QCA6410，在單個(gè)實(shí)驗(yàn)事區(qū)域，對(duì)電載波主機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，在電源捕線板的位置做植入工作，植入的是電力載波芯片，根據(jù)目前所存在的電力線，對(duì)平臺(tái)對(duì)電源的管理進(jìn)行較好的實(shí)現(xiàn)[4]。

3.4視頻監(jiān)控系統(tǒng)

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)在管理系統(tǒng)進(jìn)程中，同樣是很關(guān)鍵的一部分，重點(diǎn)實(shí)施監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的狀況，所包含的內(nèi)容也是比較全面的，比如運(yùn)程視頻監(jiān)控、語音提示等等，這一系統(tǒng)中都有所體現(xiàn)。另外，教師在教學(xué)過程中，可以通過這一系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的情況進(jìn)行檢查，查看學(xué)生是否有違紀(jì)的情況，或者不安全的情況，如果有教師在，可以及時(shí)對(duì)學(xué)生的行為進(jìn)行糾正，學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，需要刷卡才可以進(jìn)入，防止出現(xiàn)一些意外的情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)室造成不好的影響。（2）開放實(shí)驗(yàn)室相對(duì)來說還是比較特殊的，設(shè)備所存在的安全因素也是比較多的，所以，工作人員可以運(yùn)用這一系統(tǒng)，對(duì)一些可能會(huì)出現(xiàn)安全問題的地方進(jìn)行調(diào)整，提升實(shí)驗(yàn)室的安全系數(shù)，能從頭到尾完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。此外，假設(shè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)生了意外事故，相關(guān)人員需利用此系統(tǒng)，迅速告知有關(guān)部門這一問題，使相關(guān)部門能夠及時(shí)的進(jìn)行救援，盡最大可能的減少損失。（3）綜合管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)在管理體系中占有舉足輕重的地位，同樣是關(guān)鍵內(nèi)容，其囊括的內(nèi)容非常多，例如：學(xué)生預(yù)約、教師審核、網(wǎng)上自主答疑等，每一項(xiàng)系統(tǒng)都有自身的作用和價(jià)值，通過使用不同的系統(tǒng)，能夠?qū)芾砉δ苓M(jìn)行相應(yīng)的提升，使得開放實(shí)驗(yàn)室能夠穩(wěn)定的開展工作[5]。另外，通過使用不同的系統(tǒng)，可以使實(shí)驗(yàn)室之間有更好的聯(lián)系，管理模式也會(huì)隨之更加具有系統(tǒng)性和完整性。這對(duì)之后工作的展開，有著積極的作用，并使得整體質(zhì)量都有所提升，推動(dòng)電工電子教學(xué)的順利進(jìn)行。

4智能管理系統(tǒng)效果分析

在電工電子開放實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建智能管理系統(tǒng)，其有顯著的優(yōu)點(diǎn)、效果與經(jīng)濟(jì)收益，詳盡的分析為下列幾項(xiàng)內(nèi)容。

4.1電工電子開放實(shí)驗(yàn)室使用效率提高

智能管理系統(tǒng)這一平臺(tái)的作用是比較大的，可以使得電工電子實(shí)驗(yàn)室更具開放性，在綜合能力這一方面，也能夠得到相應(yīng)的提高，是實(shí)驗(yàn)室將自身的能力發(fā)展出來，讓教學(xué)質(zhì)量相比之前有所提升，相應(yīng)的綜合效益也會(huì)有所增加[6]。另外，管理系統(tǒng)的建立，對(duì)于開放實(shí)驗(yàn)室的使用情況也能夠進(jìn)行有效的改善，相關(guān)人員的出入會(huì)實(shí)時(shí)記載，避免在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程中，干擾正在做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。

4.2資源使用效率有所提升

智能管理系統(tǒng)能夠?qū)﹂_放實(shí)驗(yàn)的整體情況反映出來，教師需借助此平臺(tái)，全面的解析教學(xué)狀況，并對(duì)有計(jì)劃的創(chuàng)新教學(xué)來講，有著重要的意義[7]。同時(shí)，在進(jìn)行智能管理的過程當(dāng)中，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)工具的使用情況進(jìn)行檢查，當(dāng)有問題時(shí)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)問題的嚴(yán)重性采取相應(yīng)的策略，從而將問題較好的解決[8]。

5結(jié)語

通過上面的敘述，本文章對(duì)開放式實(shí)驗(yàn)室所存在的一些問題進(jìn)行了闡述，并根據(jù)這些問題，提出了幾點(diǎn)自己的建議，可以發(fā)現(xiàn)使用智能管理系統(tǒng)對(duì)開放式電工電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理，能夠有效控制實(shí)驗(yàn)室材料損耗的費(fèi)用以及降低實(shí)驗(yàn)儀器的損壞概率，從而在一定程度上降低了教師的工作量以及對(duì)電力資源的浪費(fèi)，并且能夠讓教師在第一時(shí)間了解到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況，提高教師的利用率并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。最后對(duì)構(gòu)建效果進(jìn)行了確定，主要目的是為了能夠使得開放式實(shí)驗(yàn)室順利的開展，保障它的使用效率，讓其在運(yùn)行時(shí)更具穩(wěn)定性，從而使得整體水平有所提升，促進(jìn)電工電子教學(xué)的順利進(jìn)行。

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作者：趙玉超 單位：廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系