1、电工电子实验中心实验教学开放保障平台的建设堵俊,吴晓,羌予践,郭汉清,曹海平 （南通大学 电气工程学院，江苏 南通 226007）【摘 要】电工电子实验中心采用开放式教学模式是高等学校实验教学改革的必由之路。从实验管理、实验设备、实验教学质量、实验师资队伍等方面着手建设的实验教学开放保障平台，则是实现实验中心开放式教学的基础。其中基于这一思想构建的网络化开放实验教学平台管理系统起着重要的支撑作用。【关键词】开放式实验教学；实验教学平台；实验管理；实验教学质量；创新人才培养中图分类号： 文献标识码： 文章编号：0.前 言在全面加强学生素质和能力培养的过程中，科技创新能力的培养，越来越成为其中突出
2、的主题。学生迫切需要有一个宽松、便利、能够充分发挥个人潜能的实验环境；教师也迫切需要一个能充分与学生交流、全面指导、言传身教的教学环境。因而提出了对实验教学全方位改革的要求，建设开放型实验室成为当务之急。如何保障开放式实验教学平台的正常运作，保证开放式实验教学方法的教学质量，就必须从实验管理、实验设备、实验教学质量、实验师资队伍等方面着手建设实验教学开放保障平台。1 电工电子实验中心开放的必要性1.1 开放是激发学生的创新意识，培养学生的创新能力的需要培养创新人才，实施创新教育必须注重开发训练学生的创新性思维，要鼓励学生以独特的方法思考，不断提出问题，以实验验证之，要鼓励学生拓宽思路，用不同的
3、方案解决同一个问题，以求最佳最好，并在实践中得到验证。实验室开放就为此营造了一定的环境，给他们提供了一定的机遇，为培养学生的创新能力创造了条件 1。1.2 开放是因材施教的需要电工电子实验中心负责全校电类各专业及非电类专业的电工电子实践课程及实验指导。在每门课程的实验中，分基础部分和提高部分，以对不同学生提出不同的要求。在实施过程中，由于计划内学时很有限，在规定的时间内，部分学生仅能完成基础部分，另一部分较优秀的同学虽然提高部分做出来了，但希望能有较多的时间来调试，使得老师将实验时间一延再延，以满足学生的需要。长此以往加重了老师的负担，另一方面也解决不了学生的根本问题。为了让学生充分掌握实践课
4、程的知识，让学生充分得到实际动手能力的培养和训练，迫切需要开放实验室 1。1.3 开放是资源共享的需要 资金投入是实验室发展的最主要条件，几年来，学校克服重重困难，投资组建了电工电子实验中心，如何科学有序地组织管理，让其发挥最大的价值，成了一个新的课题。只有开放实验室，实现最大限度的资源共享，即与兄弟院、校在合作交流中资源共享，与地方有关单位在联办共建实验室、联办共建培训基地中资源共享；与地方企业在合作开发产品、培训技术骨干中资源共享；与有创新意识的优秀学生在开展科研创新活动资源共享，才能发挥实验室自身造血的功能，才能使现有的设备发挥最大的效益 2。2 电工电子实验中心开放的管理保障实验室的开
5、放性包含了多方面的含义，既包括空间开放、时间开放，更需要管理开放。2.1 学生实验活动的管理要做到学生可以在任何时间进行实验。这给实验室管理提出很高的要求。通过配置专用的开放实验室管理控制系统，可大大降低开放实验室的管理难度。系统主要由刷卡机、管理机、服务器、实验室控制单元、实验台控制单元、控制网络、服务端软件、管理端软件和刷卡端软件组成。如图 1 所示。整个开放实验室管理控制系统具有较强的可扩展性，而且还可以网络化实现信息共享和系统规划，降低系统管理复杂度，减少了大量重复工作，降低了系统总体成本。服务端管理单元服务端管理单元是整个开放实验室管理控制系统的核心，包括监控中心和发卡中心等，通过校
6、园网与远程的管理端、刷卡端相连接。主要实现学期初始化、课程初始化、实验室参数设定、学生帐户管理（发卡或注销卡） 、班级管理、教师帐户管理、管理员帐户管理、开放规则定义、预约参数设定、各项信息统计和各种类型的查询等系统管理。管理控制机管理控制机为管理机和刷卡机的组合体，管理机主要完成一些日常管理功能。主要包括学生卡挂失、学生卡充值、学生实验信息查询、远程打印服务、实验预约、取消预约、用户密码修改等。刷卡机主要用于处理各种前端功能，包括分配座位、显示实验室状况、实验座位故障设定和取消、实验室开放状态设定和取消等。当学生进入实验室的时候，必须拿卡在刷卡机上完成实验注册，完成实验后再刷卡完成实验注销。
7、实验室控制单元学生注册后，系统将根据实验室安排规则分配实验室，这个分配信息将通过控制总线网络传送到相应实验室。在实验室无人值守的时候，实验室控制单元可以直接接管全部的控制。实验台控制单元图 1 开放实验室管理控制系统拓扑结构图学生刷卡登陆后，实验台的电源将打开，学生可以开始实验，学生刷卡离开实验台时总电源关闭。学生实验时，可以把实验过程中一些关键状态传送给上位计算机，以记录学生的实验过程。2.2 实验设备资产的管理实验室开放后，随之产生了教学设备在开放式管理下如何保障其正常运行与维护的问题。由于设备利用率得到很大的提高，随之而来的是设备损坏率变高，设备维护工作量增加。为此，以学校的设备资产管理
8、系统为平台，在实现实验室设备资产的信息化管理的基础上，采用数据映射和数据冗余技术，开发了与开放实验室管理控制系统的数据接口，及时地反映和反馈设备的工作状态和维护结果，从而大大提高管理效率，在实现设备的高利用率的基础上，提高前端设备的完好率。3 电工电子实验中心开放的教学质量保障开放实验室教学管理的好坏直接影响到最后的教学效果和教学质量，开放后传统的“以教师为主手把手教学”将转变为“以学生为主自主学习” ，实现使学生即完成规定实验教学任务，达到预定的教学质量，又满足学生课内课外的学习要求，开拓知识面，强化能力培养的目的。 “以学生为主自主学习”不是对学生无序的开放，必须是在老师的引领下进行的自主
9、学习和实验。完整的教学保障平台必须做到在前端对学生开放的同时后台指导老师可控。为此，将开放实验室的计算机网络与校园网连通，利用计算机网络以及多媒体技术，打破时间和空间的限制来保障学生可以在任何时候任何地点进行预习、复习、提问、查询资料，教师可以在任何时间任何地点答疑、打分、了解学生的学习情况，管理部门可以任何时间任何地点了解教学进度，监控教学情况，管理学生成绩。3.1 通过网络实现丰富的实验预备手段预约实验预约可以让学生提前预约实验，便于学生合理安排实验时间，提高整个实验室的利用率。教师事先设定好每个实验室的预约规则，学生根据规则进行预约，对于不按预约进行实验的学生还可以进行记录和警告。资料查
10、询、下载教师可以将各种课程的实验资料按照一定的规则进行分类，并提供网络查询下载，便于学生查找。预习学生可以在网上观看实验教学课件，掌握实验要求，特别是把操作规范以及不规范甚至错误操作在实验前让学生观摩，并予以讲解，以提醒他们，使他们在实验前对实验过程有所了解，实验要点有所掌握，实验困难有所准备，实验结果有所了然。3.2 通过网络提供全面的教学辅导手段实验过程指导和记录对实验制作相应的教学课件和辅助软件，学生实验的基本指导将完全通过课件来实现。实验教学课件按照实验目的与用途、实验原理、仪器介绍、实验操作规范、数据结果测评、实验成绩评定与登录、观察与思考等几部分进行设计，实现实验课课件的课外辅导与
11、课堂教学指导功能的有机统一，在课外，通过课件进行实验预习与复习；在课内，通过课件指导学生实验与测评学生的能力。同时通过辅助软件记录学生的实验过程中主要环节的完成情况。答疑网络答疑用于汇总了学生常见的实验问题解答，让教师随时输入学生遇到的共性问题的解答，提供各种查询方式让学生能方便的找到自己想要的答案。考试与成绩评定网络考试基于丰富题库的实验考试系统，指导教师将考试题目输入题库，然后设定考试规则，学生在完成所有实验后，可以随时申请考试。考试时，系统将从题库中随机抽取考题供学生作答。同时摒弃传统的只重结果，不重过程的思想，结合记录的学生在实验过程中主要环节的完成情况来评定实验成绩，使学生在每次实验
12、中的表现都能在总成绩中得到反映，有效地评价了学生的能力水平。3.3 通过网络构建实验信息交互反馈手段网络调查教师或管理者可以随时编辑各种网络调查项目让学生进行网络投票，系统自动统计汇总调查结果，这样可以及时了解学生的学习情况和教师的教学情况，有利于提高教学效果和考核教师工作。 网络讨论区根据课程的不同设置不同的栏目，学生可以在相应的栏目内提出自己的问题，解答别人提的问题，交换有用的资料。教师可以在线解答提问，也可以发布一些课程信息。通知公告教师发布各种信息，如考试信息，学生违规信息、教学计划、实验室开放时间等。公布实验室预约规则、实验室派位规则、设定和取消实验室开放，实验座位故障标记和取消、交
13、换实验座位。信息查询提供查询各种信息，主要有实验记录、已完成实验时间、剩余实验时间、每个实验成绩、期中考试成绩、期末考试成绩等。4 电工电子实验中心开放的教师队伍保障开放式教学模式，对指导教师自身素质提出了更高的要求。指导教师需要拓展自身的知识面；需要学习许多新的教学手段和教学方法；需要掌握新设备新系统的使用。为了加强实验教学队伍建设，提高实验教学水平的效果，学院采取一系列有效措施，吸引中青年教师做专职实验指导教师。同时我们加强了理论教学和实验教学的紧密结合和互动交流，安排理论教学水平高的教师从事一定的实验教学工作，鼓励广大教师进实验室开发高水平的实验设备和综合型实验项目，鼓励他们制作实验指导
14、课件等保障开放式实验平台正常运作的软件；对专业实验室采用教授负责制，即聘请高职教师做兼职实验管理人员，由他们负责包括实验项目更新调整、实验装置改进、教学方法与手段的革新、实验技术的突破和创新以及将科研成果固化到实验教学等反面的事宜 3；启动了高年级学生进入实验室，参与实验教学工作，协助实验指导的机制。从而形成了专职实验教师为主，兼职实验教师和学生为辅，广大教师踊跃参与的相对合理的实验教学队伍结构，在保障电工电子开放式实验平台正常运作中发挥了巨大的作用 1。5 结 语实验室开放管理代表的是教学思想、教学内容、教学方法、教学手段和教学队伍的全方位开放。实验教学开放保障平台的建设起着关键性的作用。实
15、践证明，只要我们脚踏实地，切实肯干，充分发挥实验管理系统、实验设备的作用，就一定能够把教学设备开放保障平台的建设搞好，从而保障实验教学工作的高效开展，极大地促进学生创新意识、创新精神、科技创新能力的培养。参考文献：1 何苏勤,王建林. 信息类教学实验平台的建设与实践教学改革J. 实验室研究与探索,2006,25 (1):14-162 何英. 推进实验室开放深化实验教学改革J. 电气电子教学学报,2006,28(2):87-89,973 周合兵等.构建实验教学质量保障体系的实践与探索J. 实验室研究与探索,2006,25(6):713-7164 刘凤泰. 深化教育改革,加强实验室建设与发展J. 实验室研究与探索,2004,23(1):1-3,19
