開放式電工電子實驗室智能系統分析

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摘要：近年來，高等院校花費大量資金進行實驗教學的改革，其中實驗室開放是主要的新舉措之一，而且電工電子實驗室的開放對于高校人才培養具有重要意義。其能夠促進學生的創新能力，實時呈現電工電子實驗室的使用情況等等。據了解，智能管理系統下的開放式電工電子實驗室，在實際管理過程當中仍存在較多的問題，導致它的具體使用效果相對較差。例如：開放項目單一損壞與耗費情況嚴重等等。那么本文主要根據開放式電工電子實驗室面臨的困難，并且利用智能化管理系統來解決困境，比如：裝設門禁控制系統，及其添設遠程電源智能化控制系統，加裝視頻監控系統等。

關鍵詞：開放式；電工電子實驗室；管理系統；智能化；實訓教學

引言

科學技術的快速發展，對人們的各項技能也提出了更高的要求，因為綜合素質能力的提升可以保證科學的進一步完善。其中我國大學生的實踐動手能力以及創新能力，是保證科學技術不斷前進的基礎。所以各高校在進行實踐教學時，更加重視學生的實踐動手能力和創新能力。目前各大高校就如何培養具有獨立思考能力，實踐動手能力，創新能力，團結合作能力的人才十分重視，當然這也是目前高校需面臨的主要難題。針對該問題，部分高校提出具有資源共享，成本節約，面向全校開放特點的開放式實驗室的教學方案。這種類型的實驗室能夠更好的滿足人才培養的目標，同時也滿足了高校實驗教學方式的創新性特點。那么本文主要針對開放式電工電子實驗室智能管理系統進行分析。希望能夠在積極學習世界領先的開放式電工電子實驗室成功經驗，并且擬定出切合中國國情的發展策略，及其合理信息化管理模式的管理計劃。

1開放式電工電子實驗室現面臨的難題

在電子電工教學過程中，開放實驗室也有著相應的應用，但是在實行這種模式之后，也出現了很多不足的地方，對開放實驗室的開展產生了一些制約。下面對所存在的一些問題進行了闡述。

1.1開放項目單一

據了解，與傳統的電工電子實驗室相比，開放式電工電子實驗室的使用具有更高的效果，而且深受學生歡迎，并取得了較好的效果，但是從具體運營的情況來看，電工電子開放式實驗室仍然存在較多的問題，導致它的應用和發展受到較大阻礙。目前各大高校的電工電子實驗室存在開放項目比較單一的問題，這就在很大一定程度上阻礙了學生的實踐過程，從而導致創新性不能得到有效開發。電工電子實驗室的主要功能是完成學生常規的實訓教學內容，將理論知識進行鞏固并提高自身的動手能力，但除了完成常規的教學內容之外，教師或學生在日常學習和生活當中，如需完成專利項目以及某個課程內容也可以在電工電子開放式實驗室完成。但是目前我國各大高校的電工電子開放式實驗室主要以課堂教學當中的實訓項目為主，由此我們可以認為它能夠產生的作用與傳統的實驗室能夠產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驗室的開放項目單一提供的實訓項目內容沒有必然的聯系，且穩定性非常低，不能從根本上牢固掌握知識點的前提下，學生的思維活動能力很難得到鍛煉。

1.2損耗率較高

各大高校需要使用電工電子實驗室進行實訓操作的學生相對較多，很多時候存在學生集中進行電工電子實驗的現象，再加上開放式電工電子實驗室的出現能夠為學生的實訓過程提供較多項目，深受學生喜愛。所以開放式電工電子實驗室的使用概率相對較高，到電工電子實驗室學習的學生越來越多，學生與學生之間相互影響，相互學習，共同進行實訓操作。經過多次的學習和實訓之后，大學生學習的融入性及其主動性顯著提升，同時學習的興奮程度逐漸提高，有利于組建相同興致的小組學習。大部分學生在開展實訓訓練時，會通過合作的模式展開具體的操作，這可以使得學生在有限的實訓操作當中獲得豐富的實踐常識。然而，在開放式電工電子實驗室使用頻率的逐漸提升，相對應的實驗器材利用頻率與人數有明顯提升，最終造成實驗室器材的損耗逐漸加劇，同時縮減了實驗器材的應用周期。而且與其他類型的實驗室相比，電工電子實驗室的器材價格比較昂貴，維修過程也存在較高的難度，一旦出現質量問題后必定會造成經濟損失。目前，開放式電工電子實驗室器材損耗以及材料的損耗問題是管理過程的主要難題，同時也是需要迫切解決的問題。開放式電工電子實驗室的管理人員在實驗室發展的過程當中，必須要重點關注器材的損壞問題和耗費問題并根據實驗室運營的特點，務必采取有效的處理方法，最大程度的降低損耗率，嚴密控制資源的不充分利用。

2智能開放電工電子實驗室管理系統的優勢

2.1有利于培養學生的創新能力

實驗室中引入智能化管理可以讓使用過程更加方便快捷，同時實現實驗室的信息共享目的，他不僅僅能夠保證師生的實驗室使用效率還能夠更好的將各個學科進行緊密的聯合，讓學生在進行實踐操作時，通過實驗室提供的各個信息獲取到更多的知識。總而言之，智能開放電工電子實驗室的使用，能夠保證信息傳遞的及時性，并且加強每個學科之間的聯系和溝通。它與傳統的教學模式相比，最突出的優勢在于學生可以根據具體情況選擇合理的實訓項目，這不僅滿足了學生在學習方面的實際需求，還有效培養了學生的創新能力，讓學生在良好的學習氛圍當中堅定學習的目標以及培養積極的學習心態，進一步全面提升大學生的實踐創新技能[1] 。

2.2能實時呈現電工電子實驗室的使用情況

在開放式電工電子實驗室當中引入智能化管理方法進行實際管理操作，能夠將實驗室的具體使用情況利用互聯網及時的傳送至信息共享平臺，教師可通過共享平臺實施掌握大學生的課程進展以及學習進程的把控。具體來講，創建智能開放電工電子實驗室管理系統，不但能夠助力于大學生高效使用電工電子實驗室，而且還有助于對電工電子實驗室的管理。除此之外，教師還可以在實驗開展之前通過相關平臺了解實驗室器材的情況，保證器材的安全性，在學生實驗結束之后，也可以通過平臺檢查實驗室的器材使用情況和實驗室器材耗損情況[2]。這種管理方式能夠將實驗室的各項信息第一時間呈報給教師，而且教師也可以利用相關的實驗室信息提高對于實驗室資源的情況，并且時刻保證實驗室資源處于最優的配置狀態中。利用實驗室的視頻監控系統和遠程電源智能化控制系統，教師能實時捕捉實驗室當中出現的問題，同時將學生對于實驗室的意見進行匯總，了解實驗室存在的不足，及時進行總結并改進，保證實驗室能夠給學生創造優良的學習環境，最終全面推進學生的綜合素質技能的提高。

3開放式電工電子實驗室智能管理系統的應用措施

為了使得開放實驗室能夠順利的進行，將其管理的效果進行提升，對所存在的一些問題進行較好的解決，就需要對智能管理系統不斷的強化。下面從四個方面分別對智能管理系統實施詳盡闡述。

3.1門禁控制系統

上文對開放式電工電子實驗室的使用過程進行了簡單分析，不管是在有課的情況下使用實驗室，還是在無課的情況下使用實驗室門禁控制系統都是非常重要的一個內容，它能夠對進出實驗室的人員進行權限管理，一是可以確保實驗室管理方面的相對安全與科學，二是能夠對進出實驗室進行實驗的人員有著有效的管理。但是在門禁控制系統正式投入使用之前，學生和教師都必須要對自身的資料進行提前錄入，只有經過身份識別的師生，在身份認證成功之后才可以在通過權限認證的情況下走入實驗室，針對少數教師與學生不能記錄信息，則不可以進行身份核驗，所以無法走入實驗室。從整體的開放式電工電子實驗室管理系統狀況來講，想要便捷管理實驗室則需采取門禁控制系統，特別是在無人上課的情況下，門禁控制系統的使用可以保障實驗室的安全。在無課的情況下，學生預約成功后，可以通過門禁控制系統并進入到實驗室當中，此時學生預約的實驗臺會時刻保持閃爍的狀態，而教師可以根據指示燈閃爍的情況了解學生的實驗情況。如果學生在使用實驗室之前發現核驗不匹配的，則不可走入實驗室中，最終學生需向院校再次提出信息補錄申請。

3.2遠程電源智能化控制

智能控制系統在電工電子開放實驗室使用實踐中，想要突破現狀，則要利用遠程電源智能化控制系統，大部分高校電工電子實驗室的電路電源都是使用手動開關或按鈕的方式為實驗室供電，而且電源電流分為照明電源和實驗臺電源。因為實驗室的電路較為復雜，所以很多教師在上課結束之后會發生遺忘關閉電源的問題。此行為不但會過渡浪費資源，還存在非常大的安全隱患[3]。遠程電源控制系統的使用可以讓教師在平臺上關閉電源，在電源遺忘閉合的狀況下，教師能借助平臺把其閉合，從而教師工作效率有所提升，并解決實驗室因忘記關閉電源帶來的安全隱患。本次研究分析的遠程電源智能化控制系統，可以在裝設遠程無線電源控制系統之后，再安裝手動空氣開關，也能經過視頻監控和刷卡信息的方式實現遠程開啟或關閉電路電源的目的，實現了在任何時間任何地點，針對實驗室每個角度或各系統電源進行智能化控制。

3.3智能桌面電源控制系統

大學實驗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驗室，對這一問題的重視程度是很高的。用電安全方面所出現的事故有很多種，比如電器火災、人員電傷等等，這些事故如果在實驗室中出現，那么所造成的影響是不可估量的。所以這時就需要有一套比較全面的管理系統來對這些問題進行檢測。基于電力載波技術的桌面電源管理系統網絡拓撲結構，采用的是電力載波芯片QCA6410，在單個實驗事區域，對電載波主機進行相應的設置，在電源捕線板的位置做植入工作，植入的是電力載波芯片，根據目前所存在的電力線，對平臺對電源的管理進行較好的實現[4]。

3.4視頻監控系統

（1）視頻監控系統在管理系統進程中，同樣是很關鍵的一部分，重點實施監控實驗室的狀況，所包含的內容也是比較全面的，比如運程視頻監控、語音提示等等，這一系統中都有所體現。另外，教師在教學過程中，可以通過這一系統對學生的情況進行檢查，查看學生是否有違紀的情況，或者不安全的情況，如果有教師在，可以及時對學生的行為進行糾正，學生進實驗室時，需要刷卡才可以進入，防止出現一些意外的情況，對實驗室造成不好的影響。（2）開放實驗室相對來說還是比較特殊的，設備所存在的安全因素也是比較多的，所以，工作人員可以運用這一系統，對一些可能會出現安全問題的地方進行調整，提升實驗室的安全系數，能從頭到尾完成實驗任務。此外，假設實驗室發生了意外事故，相關人員需利用此系統，迅速告知有關部門這一問題，使相關部門能夠及時的進行救援，盡最大可能的減少損失。（3）綜合管理系統，此系統在管理體系中占有舉足輕重的地位，同樣是關鍵內容，其囊括的內容非常多，例如：學生預約、教師審核、網上自主答疑等，每一項系統都有自身的作用和價值，通過使用不同的系統，能夠對管理功能進行相應的提升，使得開放實驗室能夠穩定的開展工作[5]。另外，通過使用不同的系統，可以使實驗室之間有更好的聯系，管理模式也會隨之更加具有系統性和完整性。這對之后工作的展開，有著積極的作用，并使得整體質量都有所提升，推動電工電子教學的順利進行。

4智能管理系統效果分析

在電工電子開放實驗室中創建智能管理系統，其有顯著的優點、效果與經濟收益，詳盡的分析為下列幾項內容。

4.1電工電子開放實驗室使用效率提高

智能管理系統這一平臺的作用是比較大的，可以使得電工電子實驗室更具開放性，在綜合能力這一方面，也能夠得到相應的提高，是實驗室將自身的能力發展出來，讓教學質量相比之前有所提升，相應的綜合效益也會有所增加[6]。另外，管理系統的建立，對于開放實驗室的使用情況也能夠進行有效的改善，相關人員的出入會實時記載，避免在實驗的進程中，干擾正在做實驗的學生。

4.2資源使用效率有所提升

智能管理系統能夠對開放實驗的整體情況反映出來，教師需借助此平臺，全面的解析教學狀況，并對有計劃的創新教學來講，有著重要的意義[7]。同時，在進行智能管理的過程當中，可以對實驗室的相關工具的使用情況進行檢查，當有問題時，能夠及時的發現，并根據問題的嚴重性采取相應的策略，從而將問題較好的解決[8]。

5結語

通過上面的敘述，本文章對開放式實驗室所存在的一些問題進行了闡述，并根據這些問題，提出了幾點自己的建議，可以發現使用智能管理系統對開放式電工電子實驗室進行管理，能夠有效控制實驗室材料損耗的費用以及降低實驗儀器的損壞概率，從而在一定程度上降低了教師的工作量以及對電力資源的浪費，并且能夠讓教師在第一時間了解到學生的實驗操作情況，提高教師的利用率并促進學生的學習主動性，培養學生自主創新的能力。最后對構建效果進行了確定，主要目的是為了能夠使得開放式實驗室順利的開展，保障它的使用效率，讓其在運行時更具穩定性，從而使得整體水平有所提升，促進電工電子教學的順利進行。

參考文獻

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[2]吳琦,賴冬寅,羅明鳳.開放式實驗室管理系統在電子實驗中的應用[J].電子技術與軟件工程,2019(05):166-167.

[3]吳君.試論電工電子實驗室的建設與管理[J].電子制作,2019(02):57-58,70.

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[6]張增敏,謝嘉,王世明.實驗室智能化開放過程管理系統的設計[J].教育教學論壇,2019(44):9-10.

[7]肖麗佳.基于Multisim電工電子實驗教學探討[J].電子元器件與信息技術,2019,3(03):102-106.

[8]黎萍.電力企業抄表核算收費智能化技術應用[J].電子元器件與信息技術,2019,3(07):21-24.

作者：趙玉超 單位：廈門海洋職業技術學院信息技術系