实验室自动化设计例1

一、会计实验教学的现状和问题

会计是一门技术性较强的学科，除了让学生学到系统的、有一定深度和广度的理论知识外，还应培养学生的实际操作能力。鉴于社会实习的局限性和实际困难，许多院校在会计学系或专业开设了会计实验室。会计实验室就其功能而言，一般是以验证性实验为主，同时也进行探索性实验。

近几年许多高校都在探索建立会计模拟实验室，使学生的会计实习最大限度地接近实际情况，达到在企业进行会计岗位实习相似的效果。各高校的会计实验室一般分设两种操作室:即手工操作室和电脑操作室。通过会计实验课的教学和实践，加深了学生对会计工作的感性认识，培养了学生实际操作能力，也提高了他们对会计专业的兴趣和做好会计工作的自信心。虽然会计实验室有了比较长足的发展，但会计实验室还存在以下急待解决的问题。(1)学生在会计实验室里仅仅是重复会计核算工作，实习内容简单化，使会计实验教学目标层次降低，没有创新性。(2)当前的会计实验室尽管使用了电脑等手段，但诸如网络技术、人工智能技术等现代化的信息手段还基本上没有得到综合应用。(3)会计实验室建设只重视诸如电脑、打印机等硬件设施的配置，而实验室的科学组织和有效管理等手段方法的建设还非常滞后。因此，开展会计实验室建设目标的研究，具有重要的理论和现实意义。

二、会计实验室建设的目标

随着信息社会的到来和发展，对于未来的会计人员，要求以扎实的专业知识为核心的知识结构，以熟练的计算机应用为特色的能力结构，以创新精神为先导的素质结构更多的侧重于知识结构。会计实验室的建设应当围绕以上三种结构的人才培养总目标进行。为实现其目标，应当在满足学生基本技能训练的基础上，进行多层次、多方位的综合实验教学。为此，要进行以下软硬件的建设。

1.软件目标

会计实验室的软件建设目标包括:(1)实验内容系统化。(2)实验手段信息化。(3)实验组织科学化。

(1)实验内容系统化

随着社会的进步，人们越来越理清了系统化处理解决问题的方法。可以这样说，做什么事情，基本都是一项系统化的工程。没有系统化的缜密思考和运作，难以将事情做好。在会计实验室的建设中，首先要考虑会计实验内容的系统化问题。大家知道，会计知识体系是相互关联、前后融合的。那么在会计实验内容的安排上，就应该按顺序、分层次编排。对于会计的主干课程，在会计实验内容的设计时，应该基本上都涵盖到。只有会计实验内容的设置达到了系统化的程度，才能保证学生系统化地学习掌握会计的知识体系。

(2)实验手段信息化

进入21世纪后，信息技术的迅速发展及其在高等教育领域的广泛应用，给高等教育注入了新的生机与活力，推动了教育教学手段的进步。以信息化带动教育的现代化，利用现代信息技术改造高等教育传统教学手段，推动高校教学信息化进程，是高等教育在新的历史条件下变革发展的客观需要。认真剖析高校会计实验手段的现状，采取以思想观念转变为先导，以信息化实验基本设施建设为基础，统筹规划、多层互动、加大投入、分步实施等措施，将有效地促进我国高校会计实验室实验手段的信息化建设，为高等教育的发展开辟新的前景。

(3)实验组织科学化

现今社会人们越来越重视效率与公平，效率是任何个人和组织必须考虑的一个重要因素。作为会计实验室，实验效率的高低对学生培养质量的影响至关重要。会计实验室的效率，主要体现在实验组织是否遵循科学化的原则。对于会计实验流程、会计实验进度、会计实验内容安排和会计实验教学方法等，都要进行科学的研究，最终给出一个科学合理的组织内容和方式。

2.硬件目标

会计实验室的“硬件”建设目标包括:(1)实验模式多元化。(2)实验资源共享化。(3)实验测评自动化。

(1)实验模式多元化

随着“信息革命”、“数字化”、“网络化”、“全球化”的闪亮登场，高科技被广泛应用，社会经济、政治、文化发展呈现出多元化趋势，人才培养模式也将适应时展，进入模式多元化阶段。会计实验室的建设也要顺应时代的要求，充分考虑到实验模式的多元化问题。基于计算机技术、多媒体技术和网络技术，可以应用多媒体手段通过计算机网络全程展示主要环节的讲解。通过计算机网络，学生只要拥有一台计算机和上网端口，就可以随时随地完成会计实验教学，基本上实现会计实验室的开放式实验模式。

(2)实验资源共享化

会计实验室工作的基本功能之一就是会计实验资源的共享化。任何个人和社会团体都可以通过会计实验室来继承会计文化的遗产，学习当代会计文化知识。但是，目前任何会计实验室都不可能满足读者或用户对会计实验资源的需求。各个高校的会计实验室有责任和义务去满足学生或用户的这种需要。基于计算机技术和网络技术，所有的会计资源和会计实验手段都通过多种模式和手段展示在特定的网站上。任何学生或用户只要能上网，并且懂得基本的计算机技术，就可以自行完成会计实验。同时，通过网络手段，读者或用户可以任意组成团队，利用共享的实验资源，共同协作完成某项具体的会计实验。

(3)实验测评自动化

随着计算机和网络技术的不断深入，传统会计实验室的概念已经开始向网络化、电子化、数字化的概念转变。人们在进行人工实验纠错、提示、测评的同时，还必须重视实验纠错、提示、测评自动化的建设和发展。在进行实验纠错、提示自动化之前，要有每一步的标准答案和规范程序;在进行实验测评自动化之前，应该考虑针对原有会计实验制定的评估指标体系和测评手段，还能否跟上高校会计实验室现代化快速发展的步伐，必须制定出适合实验测评自动化的指标体系。要采用科学的计算方法和先进的软件技术进行严谨的会计实验纠错、提示、测评的技术实践。

总之，通过软硬目标建设，高校应提高会计实验室的功能，以更好的为会计教学服务。

参考文献

实验室自动化设计例2

一、建设方案

电气工程及其自动化专业培养从事与电气工程有关的设计制造、研制开发、试验分析、系统运行、自动控制电力电子技术、生产管理以及电子与计算机技术应用等领域的应用型高级工程技术人才。目前设有电机及其控制，电器及其控制、电力系统及其自动化3个专业方向。

根据电气工程及其自动化专业培养目标和要求，结合该专业课程中实验内容的特点和联系，将该专业实验室分为电机及其控制、电器及其控制，电力系统及其自动化三个相对独立的实验分室进行建设。

1 电机及其控制实验分室 电机及其控制专业方向主要是培养从事电机、变压器等电气设备的设计制造运行维护试验分析研制开发的应用型高级工程技术人才。电机及其控制实验分室主要用于（电机学 >（电机控制 > 等课程的实验教学以及相关的课程设计，它由电机原理及电机控制室和电机型式试验室组成。该实验分室选用专业教学仪器厂生产的 DZSZ一 1 型电机及自动化实验装置”和 DJC系列电机型式试验自动测试系统”作为实验设备，可以进行直流电机实验、交流电机实验、同步电机实验、变压器实验、直流电机调速系统实验交流电机调速系统实验以及三相交流异步电动机型式试验。其中，根据国家标准和目前的实验设备情况，所能开设的电机型式试验项目有：①绕组冷态和热态绝缘电阻测定；②绕组直流电阻的测定；③绕组匝间耐冲击电压试验；④绕组对地耐冲击电压试验；⑤绕组对地及相间绝缘耐电压试验；⑥堵转特性试验；⑦空载特性试验；⑧热试验；⑨效率功率因数及转差率的测定试验；⑩振动的测定试验；（11）噪声的测定试验。

2、电器及其控制实验分室 电器及其控制专业方向主要是培养从事高低压开关电器及其成套设备等输变电设备的设计制造、控制、运行维护、试验分析、研制开发生产管理的应用型高级工程技术人才。电器及其控制实验分室主要用于《电器学》、《低压电器》、《电器智能化原理与应用》等课程的实验教学以及相关的课程设计，它由电器原理及低压电器室、电器智能室和电器型式试验室组成。该实验分室选用专业教学仪器厂生产的“DICE 一 598H 单片机微机实验仪”， ST48―2H 智能脱扣器和由我院教师自主研制的智能化电器多功能控制台、低压电器交流通断试验控制台”、 “低压电器电寿命试验控制台”、电弧发生装置”作为实验设备，可以进行智能脱扣器特性测试，三段过电流微机保护调理电路及电量信号数据采集，智能电器及电器智能化网络演示开关量输入/继电器输出特性研究，电弧特性研究，低压电器产品特性研究等实验项目以及交流接触器型式试验。

3、电力系统及其自动化实验分室 电力系统及其自动化专业方向主要是培养从事电力系统、供电系统，电力设备制造领域的系统设计、系统运行、研制开发、试验分析、工程建设与管理的应用型高级工程技术人才。电力系统及其自动化实验分室主要用于《电气工程基础》、《工厂供电》、《电力系统继电保护原理》、《电力系统综合自动化》等课程的实验教学，它由继电保护室和工厂供电室组成。该实验分室配备了“TQDB―多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统”、 “TE2030 高压开关特性测试仪”和“TE2OOG 高精度回路电阻检测仪”等由专业教学仪器厂生产的实验设备，可以进行功率方向继电器特性测试、单相式阻抗继电器特性测试差动继电器动作特性测试、变压器微机保护、变电站综合自动化装置调试、潮流分析计算与短路电流计算、微机故障录波、高压开关特性测试和高精度回路电阻检测等实验项目。

二、实施措施

为了切实有效落实建设方案，满足电气工程及其自动化专业实验教学的要求，需要在实验设备投资实验室管理实验项目开发等方面采取一些有效措施，以保障实验室建设和实验教学的顺利进行。

1、优化配置实验设备，加强设备投资管理 优化实验设备配置应遵循系统性先进性和经济性原则。从整个教育过程考虑，制定整体上的优化配置方案，而非局部的优化配置，使实验系统通用性强。

在实验设备的投资上，应加大对现代化实验教学设备的投资，同时做好现有设备的改造和功能开发，充分挖掘现有仪器设备的潜力。实验教学设备除了在数量上满足要求以外，还应该注意质量建设。

2、改革实验教学内容，加强实验教材建设 实验教学内容的改革是实验室建设的核心。在实验教学过程中，始终贯彻以提高学生综合素质和实验能力为主线，以学生为中心，突出和重视个性培养，强化素质教育和能力培养。在专业实验室的建设中，还应加大实验教材的建设力度。在选择优秀教材的基础上，实验教师应该充分利用实验设备所带资料编写适合本专业实验室的校内教材。

3、提高资源利用率，加强实验室开放 随着实验教育体制的改革和实验教学内容的变化，实验室对学生开放势在必行。学生可以利用课余时间根据理论课的进程和个人兴趣选择自己感兴趣的实验进行操作和探究。一方面增加了学生的实践机会，在实验过程中，充分发挥学生的个性，给学生实验时间和实验内容的自由，培养学生独立思考问题，设计方案和完成实验的能力。另一方面有利于充分利用资源，提高设备的利用率。

实验室自动化设计例3

【关键词】高职；实践；创新；信息

高职院校的办学目标，要求提高学生运用知识解决、分析问题的能力，加强实践教学，充分体现突出高职院校特色，从而发挥高职院校的优势。所以目前在高职院，教学的重点倾向实践教学，提倡培养学生实践动力能力和创新意识，特别是对应相关职业的解决实际工作问题的能力。最关键的是实验教学主要培养学生面对具体问题独立分析、解决的能力。

实验教学占高职院校教学计划的较大比重，实践性教学环节是按照学生必须掌握的基本技能、专业技能设计组织的。还应注意的是，随着经济社会和科技发展对高职大学生知识结构、能力水平的要求，培养模式及口径不应一成不变。从培养计划、教学组织与管理到专业建设、课堂教学、考试改革，都要根据社会对高职院校的质量要求进行调整和完善。努力实现教学与生产及与学生就业的有机结合。

我们充分利用现有资源，除完成教学安排的教学任务以外，还要创造条件，建立实验室开放的运行机制，为学生进行科技创新活动提供环境；为社会提供技术咨询、技术支持、设备利用等服务。为社会提供服务，争取社会的物质支持，在加快实验室设备的更新和改造，不断提高进行自我建设的能力上也提高了学生学习兴趣、学习积极性，加强利用所学知识解决实际问题的能力。

在培养学生理论联系实际的学风、严峻的科学态度的同时，也注重创造性思维和独立工作能力的培养。为有能力的学生早出成果提供条件，加速学科后备力量的发展。在提高实验室仪器和设备的利用率的同时，也充分发挥实验室条件应有的作用，提供各层次学生的动手实验能力，激发学生的学习和研究的热情，拓宽他们的知识面。

我们以行动研究法为主，观察法、调查法、文献资料法、经验总结法为辅，提高实验室的利用率。

1、进行校园调查，取得初步资料，确定基本方案。

2、进行更大范围的调查，取得可以作为分析参考的资料。

3、对取得的资料进行深入分析。

4、在对资料进行分析的基础上，进行经验分析和启示总结。

5、提出教学实验室改革的基本方案。

6、针对可能出现的问题提出对策。

7、具体实施。

实施的具体方案如下:

1、对学生加强开放程度，利用实验室资源提供对外服务。

2、利用课余时间在计算机基础课教学实验室开办讲座，为学生提供上机练习和辅导。

3、利用计算机基础课教学实验室多媒体在适当时间为学生提供休闲娱乐节目，和对外的计算机技术服务。

4、加强验室自身的建设，争取社会的物质支持，加快实验室设备的更新和改造，与社会服务接轨，发现自身不足，加以改进和提高，达到提高实验室综合水平的目的。。

下面笔者对研究内容进行系统的阐述 。

首先是专业人才培养对计算机基础课教学实验室建设的要求。根据高职院校计算机教学的目的和要求，有关计算机的各门课程，应始终围绕计算机应用这条主线，在打好基础的前提下，拓宽学生的知识面，让学生及时了解计算机在各行各业的最新应用状况和发展水平，使之融会贯通，灵活运用。其中，培养学生面向实际分析和解决与计算机有关的问题的能力是十分重要的，如综合处理能力、系统分析设计能力以及实施方案的灵活性、操作的技能技巧，等等。为此，可结合计算机专业的特点，采用与工作实际密切相关的内容进行教学。

实验室相比教室而言氛围宽松很多，如果对实验过程不加以重视可能实验课会变成自由活动课。因此，必须制订出一套行之有效的方法来防止这类情况的发生。比如，实验课时间不得做与实验无关的事；教师应随时随机抽查各实验小组的进行情况；对学生的掌握情况进行阶段检查――每隔一段时间随机抽取部分同学检查之前进行过的某个实验，让学生扎扎实实掌握每一个实验。通过对学生实验的监督检查，有利于教师及时发现学生实验存在的问题，促使学生改进。

所以计算机基础教学实验室质量必须以严格、规范的实践教学管理制度作为保障。一是要规范各能力模块的教学文件，制定各模块实训项目、学时、地点、使用的主要仪器设备名称、数量、实验方式及效果等实施性计划；二是要分模块按课程编写实验指导书，做到每项实验任务明确、过程完整、考核具体；三是要加强实验室的建设和管理，满足学生生产一线实践、锻炼需要；四是要采取日常督导、综合督导、专项督导、跟踪调查等多种形式，对实践教学全过程实行督导、检查和监控，确保计算机基础课教学的到实处，产生实效。

其次是社会服务对计算机基础课教学实验室建设的要求。实验教学在计算机网络专业的教学中占有非常重要的地位，实验教学进行得好不仅可以巩固相关课程课堂的教学内容，更可以培养学生的专业技能，让学生走上工作岗位后能学有所用。

实验教学要以培养专业学生的最终能力为目标，针对各项能力来设计实验，这样能让学生清楚知道不是为了做实验而做实验，而是为了自己将来走上工作岗位应具备的能力而做实验。每项能力均有相关的实验与之应对，发挥学生的想象力和创造力.让他们真正学以致用，而且开发的成果在发挥实验室的资源优势同时也提升了实验室的影响力。

另外，在条件许可时，还可实现实验室的真正完全开放。如横向与同类院校的实验室进行实验交流，在交流中优化本院的实验教学。允许社会公众自行提出实验课题进行有偿实验，以提高计算机实验室的社会功能。

充分利用计算机技术.提高实验室管理自动化新型的计算机实验室的管理势必要求在实验室的自身建设上能有高的工作效率.实验室自身的建设与改革直接影响到了计算机基础课的教学管理。

而且，计算机基础课教学实验室对自身建设与发展也有要求。建好、用好、管好各类计算机设备、各类微机实验(实训)室是学校教育、教学、管理等工作中非常重要的一部分。微机实验室建设与管理的状况，展现了一所学校硬件设备、实验环境、实验教学、实验管理的综合水平。在信息化建设与信息化管理的过程中，如何用有限的投资，建成功能齐全、运行安全、可靠、高效的信息化平台，是我们共同追求的目标。

计算机基础课教学实验室自身建设与发展的要求主要有一下几个方面：

1、实验室环境、基础设施建设。

包括独立的动力供电系统，机房电源布线，室内照明，空调设计，空气循环系统，消防设施，安全通道等。实验室是学生密集出入的处所，必须要有遇突发事件快速疏散的应急方案。应采用双出口疏。

2、微机配置，微机硬件系统。

选择硬件系统首先要考虑所建实验室的主要功能范围，应用特色方向，根据需求选择最佳配置，微机配置符合当时主流配置，不选淘汰型，不选豪华型，所选配置性价比要高。

3、软件系统配置与保护。

学校实验室应有多功能用途的公用实验室和单一用途的专用实验室。公用实验室承担各学科70%以上实验教学任务，实验教学中需要多种操作系统及各种教学软件，必须合理规划才能充分挖掘设备的潜能，方可满足教学的需求。

4、网络设置及综合布线。

现在各校都建立了校园网，各系机房都是校园网的一个组成部分，在网络发展过程中我们积累了许多经验、教训。从单机机房进入到网络机房后，网络应用逐步普及。老师为方便教学，将课件、教学内容放置在自己的FTP服务器上，上机时学生从FTP服务器下载，下机时将实验结果、作业等上传到FTP服务器。由于网络安全措施有缺陷，在网络病毒肆虐时，网络经常堵塞，有时还瘫痪，严重影响实验教学。我们对网络设置进行了改造，INTERNET、CERNET路由、VLAN划分由校网管中心负责，在系级实验中心设置带路由的三层交换机，实现系教学网与校园网路由分离。计算中心内的各实验室经系教学网路由，与外网连接经校网管中心路由。每一机房为独立网段，教学中互不影响，网络病毒的传播范围被有效限制，实验教学畅通无阻。所以高职院校在信息化建设过程中，特别是在微机实验室的建设和日常管理等方面，经历了许多成功与教训，目的就是为了使学校信息化建设更合理、规范，管理更科学、高效，让有限的设备资源更好地为教育教学服务。

最后计算机基础课教学实验室建设在高职教育结构中也占有重要的地位。高职教育旨在培养高素质的型人才，培养学生的综合职业能力，这也在目前的高职教育中基本上成为共识。而实验教学的特点决定了达到高职教育的有效途径就是加强实验性教学，突出实验教学在整个教学体系中的地位和作用。这样，实验教学是否科学合理也就成为研究教学的重要基础。而实验室的建设与改革也正是实验教学的重要基础，这个特性就决定了计算机基础课实验室的建设在高职教育体系中的重要作用和地位。

经过几个月的实践和探索，将高职院校计算机基础实验室建设提出的建议总结如下：

1、实验教学体系改革化。

充分利用多媒体技术、网络技术和计算机仿真技术，构造先进的实验教学体系，形成课堂学习，网上预习，计算机模拟操作和现场实际操作的多方位综合教学体系，拓展实验教学的空间。同时建设具有我校特色的计算机验大奖赛活动、学生课余科技创新兴趣小组等构成的创新实验体系。

2、学生管理自动化。

探求实验室管理无人值守的模式，可采取上机卡进行管理 。按实验时间安排进行学生上机认证，记录学生到达和离开实验室的时间，统计学生使用实验室的情况。在控制端实时观察实验情况.远程监控实验用机(实时短信、远程唤醒、远程关机)，记录学生的实验结果和成绩。

3、资源管理自动化。

对服务器、校园网、打印机等资源进行统一管理，设置不同的权限。在服务器端采用共享、卸等方式提供常用的工具软件、课件、设备使用说明书等软件资源。开放校园网，提供学生交流和学习的平台 。学生可以在校园网上查阅图书馆藏书目录和文献检索.查询教学信息，进行网上选课等；提供Intemet网的连接；按需要提供网络打印机。

4、设备管理自动化。

实验室设备分类登记(固定资产、实验耗材、备件)。使用情况记录；搭建多操作系统平台，尽可能为学生提供多平台学习环境。利用GHOST技术在服务器端保留实验用机的镜像文件，减少装机的工作量。采用硬件保护卡实现网络对拷，提高实验室人员软件维护的效率，实时记录设备的状况。做到硬件维护的及时性，采用软(硬)件防火墙。使用正版杀毒软件，及时更新 。提高系统的安全性。

5、办公管理自动化。

实验室的基本信息，包括实验室人员基本信息，实验室规章制度，实验设备使用介绍。实验教学的管理包括实验课程介绍，实验教学大纲，实验指导书，网上开放实验预约。可以设置公告栏，公告实验安排通知和实验成绩公布。

6、人员管理的自动化。

实验窒人事制度的改革想要实现新型的计算机实验室管理模式。作为主体实验室队伍是决定性实验室的环节。但长期来实验室人员都处在一种不稳定的状况。切实做好实验室人事制度的改革是首要解决的问题。对此提出以下的建议：

①注重培养实验室人员一专多能的业务素养。计算机技术日新月异，许多学科都有交叉。处于实验教学第一线的实验人晶，其业务能力将直接影响实验教学和科研开发的进行.。由于旧的体制造成实验室人员普遍学历不高.。首先应加快引入高水平教师投人实验教学工作。

其次按照实验教学和科研要求.定期轮流安排实验室人员进行培训和进修，参与其他院校的技术交流。学习接受先进实验室管理模式和方法。而实验人员也应该加强自身的学习.获取新知识、积累经验、内外兼修.不断提升自己的业务水平。

②设立有效的奖惩机制，造就稳定优质实验教师队伍理论教学和实验教学本是相辅相承的。调动实验室人员的积极性和主动性.制定相应的政策。合理评定他们的工作业绩和职称是最行之有效的办拄。当然在认可实验室工作的重要性同时，制定必须的规章制度，严格照章办事，赏罚分明是保障优质实验室队伍的必要手段。《计算机实验宣管理人员岗位职责》、《计算机实验室安全管理条例》、《计算机实验室设备管理制度》、《计算机实验室教师工作职责》等制度的严格实施，可以使实验室工作而不乱.真正保证实验室工作的顺利进行。

实验室自动化设计例4

传统的计算机教学方法以教师讲解为主，学生被动吸收之后再进行上机操作，大多是依样画葫芦，加以练习和巩固。计算机网络化教学改变了这种旧有模式，它的便捷化、直观化、互动交流、网络共享等优势使得原本枯燥的计算机理论教学变得更加生动易懂，从而让学生由知识的被动接受者变成了知识的主动探求者。这种教学方式也应用于其他学科的教学体系中。在这里我们重点讨论的是计算机专业网络实验室的规划与设计。

网络实验室旨在构筑一个能够综合各种工具和技术手段的电子化和网络化的可供科学研究的集成环境，我们可以通过这个环境有效地利用各种数据资源、信息资源、设施资源、人力资源等来进行科技研发项目，还可以通过这个网络实验室让学生自己进行虚拟实验，而且不会受到时间空间的约束，十分高效便捷。

在充分肯定计算机网络实验室的优势时，我们还要看到现阶段我国高校计算机教学和网络实验室建设的问题及不足之处。基于传统教学思想和教学模式的长期影响，学生实验动手能力的欠缺是高校计算机教学的主要问题。这种现象也十分普遍，由于资金的缺乏，实验设备的不足，很多学校尚不具备开设专项实验课的条件，学生的动手能力和实验创造能力得不到有效的锻炼，从而导致理论与实践脱节，而实践缺乏创新也就阻碍了理论建设的进一步发展。

网络实验室的建立可以在一定程度上解决高校计算机专项实验室建设的问题，有效缓解资金周转和设备更新换代的压力。众所周知，计算机网络设备是一次性的实体系统，如果有损坏难于恢复，还有一些设备的内部工作过程是不可是视的，所以有时在反复解剖拆装训练中造成的错误操作会导致设备的严重破损，也不利于人身安全的保障，所以计算机网络实验室可以避免这些可能隐患，因为这是一个虚拟的网络实验室。而且一般网络产品的更新换代速度比较快，专项计算机实验设备不可能在新型号出来的时候就立即更新换代，这需要耗费大量的资金，故实现计算机网络实验室的建设是适宜之举。

我们可以通过计算机网络实验室的教学手段，充分培养学生独立思考分析问题的能力、动手解决问题的能力、对概念的理解领悟能力、钻研探究能力、团体协作能力等，还能让学生像置身于真实的实验环境中一样完成各种预期的实验项目，而且这种实验的效果会更明显，过程的快捷化可以促进实验结果的高效化，同时还有利于教师对实验结果做出及时的评价，有利于学生的及时反思，进一步完善有关项目的具体步骤。这种不受时间和地点限制的教学模式有效改善了教师的教学方法，也能够开拓学生的思路，使得学生的自主学习能力不断增强，创造性也得到了充分发挥。而且网络化有利于师生的交流，也体现了现代化教学以学生为主体的特点。

二、高校计算机网络实验室规划设计的目标和原则

基于现有科技水平和教育条件，高校计算机网络实验室的规划设计应该是要将教学、科研、培训、社会服务有机融合在一起，促进各个方面的共同发展。具体来说，其目标应该包括以下几个方面：

一是多元化。计算机网络实验室要让学生有足够的理论学习空间和动手操作空间，不仅要能熟练掌握网络设备的具体结构、各项功能、使用方法，还要能亲自动手去进行程序设计、网络组建和管理、系统安全维护、相关模拟实验等实践操作，通过各种不同类型的实验提高学生掌握计算机网络技术的实验技能，同时强化对专业知识的理解和领悟，并能够加深记忆，为理论的创新奠定坚实的基础。另外，这些验证型实验、演示型实验、自主设计型实验、综合创新型实验等实验类型能够从不同的侧面有效培养学生的技术创新能力、团队合作能力，这是新时期人才最需要大力培养的能力。

二是专业化。首先是要满足计算机专业教师的教学设计的需要，此系统要包含主流前沿的网络技术和网络设备，并能不断提高网络实验室的可拓展性，从而可以为专业教师提供相对完善的实验平台，有效提高高校的整体研发水平和教学应用水平。其次是要尽可能满足社会对于计算机领域高素质人才的需要，网络实验室的建设不能局限在学校的范围内，还要面向全社会，毕竟培养人才的最终目的也是更好为社会服务，所以高校的网络实验室规划可以参考宽带数据城域网和大型园区网的建设思路和方法，组建多种类型的局域网和广域网，并让学生亲自参与其中，提高社会实战能力。另外，我们还可以融合多种技术和多种操作平台，不断提高网络实验室环境和设备的仿真性。

高校计算机网络实验室的建设需要遵循的原则有三：

首先要重视网络实验室的软硬件的开放性和先进性。这种网络实验室应该同时也是一个开放式网络系统，具有高度扩展性，包括设备端口的扩展、网络协议的扩展、网络结构的扩展等等，所以我们要根据组建网络系统的需要，使得各个实验台组之间可以进行互动交流，共享实验设备、有利于搭建规模更大，系统更复杂的实验设备。高校的计算机网络实验室建设的水平应该能够跟上时代的发展，与前沿技术的综合水平相一致，这样才能为社会的发展提供智力和技术支撑。

其次要重视网络实验室的可靠性和安全性。计算机网络实验室的规划与设计要考虑到防止一些不可预知后果的出现几率，要保证各个实验组互不干扰，还要保证同一实验组的不同实验者或者不同的实验互不干扰。另外，高校计算机实验室通常都进行全天候的工作，所以要保证任何时间都能安全登录。

最后要重视网络实验室的维护和管理工作。高校计算机网络实验室采用的系统软件的设计也要采用跨平台的方案，不仅节省了实验室的维护的费用，还有利于实验项目的设备更新，促进学校计算机网络实验室的不断完善。同时，我们要保证网络实验室具有高度的可管理性。网络实验室的研究课题很多，不同课题的网络需求也不尽相同，所以不仅实验室网络规划与设计要具备一定的灵活性，对于系统整体的管理也要具备灵活性和高效性，并且能对外部接入实施有效的安全措施。

三、高校计算机网络实验室规划设计的结构和特点

高校计算机网络实验室系统的规划通常包括四个实验分室，这些分室有着各自的不同功能和作用，它们之间相互联系、相互配合，共同保障着网络实验室的正常运行，具体结构如下：

一是计算机网络实验原理分室，它是网络实验室的基础构成。任何一门学科的发展都建立在理论基础的发展上，计算机专业也不利外，学生一定要扎实掌握和充分理解网络原理，在实践中运用原理。现在的科学技术的发展水平完全可以将计算机网络实验原理分室进行高度仿真，以达到帮助学生理解和接受具有学术难度的概念和范畴，完善学生自身的理论知识的体系。

二是计算机网络管理系统分室，它的目的是有效帮助学生在很短的时间内掌握好组建网络的高一级技术，从而能够提高网络管理的水平。我们可以采用软件仿真的方式，通过计算机模拟出一个电子工作台，并采用先进的测试仪器，这样能够满足了计算机实验室的设备配置要求，还能通过各种类型的实验对学生的各种能力进行有针对性的培养，提高学生的综合素质。

三是计算机网络实验故障诊断分析室。在网络实验室正常运行的过程中，难免出现各种各样的故障和问题，就有必要对故障进行诊断分析，以便组建新的网络系统，改造和提升现有的网络功能。网络故障诊断分析也是计算机网络实验室维护工作的重要环节，在其中我们可以进行交换机硬件故障的实验、服务器资源共享的故障实验等，以提高学生检测故障的能力，保证系统维护方面的工作得以顺利进行。

四是计算机网络实验室布线工程分室。内容包括对网络实验室总体方案的设计和施工等，可以采用网络虚拟技术对需要布线的各个数字建筑进行三维建模、使学生犹如置身于真实的环境中，这样可以充分锻炼学生设计方案能力、对介质的选择和传输能力、测试施工能力、对实验的组织鉴定验收能力等。

高校计算机网络实验室的组织机制包括计算机网络、服务器、仿真软件。通常采用用户登录机制，保障整个过程操作的合法性与安全性。用户被允许登录后可以采用两种形式进行网络实验室的实验工作。包括通过服务器运行仿真软件和用户自己下载仿真软件，二者各有千秋，可以根据实际情况来进行挑选。如果经常使用仿真软件的用户，可以下载一个仿真软件，使用起来比较方便快捷。

高校计算机网络实验室系统实质上是一个空间虚拟实验室，它只有逻辑和程序上的设置，没有具体的物理空间的限制，它让学生和教师完全摆脱了传统的实验室模式，不仅优化了计算机教学的过程，还提高了教学质量，同时也将教学活动和实验室活动的空间充分地延伸开来，不断提高着现代人的思想意识观念和科技水平的实力，也在一定程度上反应着现代高校教育管理理念，更反映着时展的最新科技动向。

四、总结

综上所述，对高校计算机网络实验室进行科学合理规划与建设，不仅能够有效改善教学环境与条件，同时能够有效提高教学的质量和水平，增强高校的科技研发能力，有利于为现代化建设输送高端科技人才。网络实验室建设的逐步完善是一项长久性课题，需要社会各界的支持和师生的共同努力。

参考文献

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[5]谭励,于重重.高校综合网络实验室建设方案的设计与实施[J].实验室研究与探索,2005.

实验室自动化设计例5

培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才历来都是工科院校的首要任务。而2012年教育部启动的卓越工程师教育培养计划，主要目标是“面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才”，为工科高等院校的人才培养提出了更高的要求。那么，作为这一计划的主体，怎样利用校内资源加强这方面的工作？显然，加强基于模拟工业场景的实验实训室的建设是培养学生实际操作能力、综合实践能力和创新精神必不可少的条件。

一、实验实训室建设背景

电子信息与电气工程系是安阳工学院（以下简称“我校”）较大的院系，实验室较多，设施相对齐全，部分实验室的设备配置达到较高层次。在08版的自动化专业本科生教育教学培养方案中，显著加强了实践和创新能力的培养，实验环节的设置上更注重设计性和综合性实践环节。但是，从核心专业的建设和学生实践锻炼环节来看，这样的设置仍缺乏系统性和整体性，实验所涉及的知识是离散的，实验的内容和操作过程与生产实际亦有较大出入，甚至会产生误导。

在每年一次的自动化专业课程建设研讨会上，校企合作单位的专家在参观了现有实验室并给予肯定的同时，也提出了改进意见，其中包括如何通过实验提高学生动手能力和树立工程概念，培养创新能力。

针对这一情况，根据自动化专业学科特点，电子信息与电气工程学院以现有实验室为依托，以自动化核心专业为重点，围绕贴近生产实际的基本任务，筹建了自动专业相关实验实训室，并构建了新的实践教学体系。

二、自动化专业实验实训室

电子信息与电气工程学院自动化专业的核心专业课程包括“自动控制”、“运动控制”、“过程控制”、“集散控制”、“可编程序控制器原理用其应用”等，并设有专门的实验室。然而，原有的实践教学体系单纯以课程为基础设置，实验室主要完成相关课程知识的验证和巩固，各实验之间基本无关联。这样会造成学生无法将知识系统化，难以建立关系到多课程的系统性概念。即便是综合性、设计性实验，也由于实验装置的过度模块化、集成化，使得在为学生提供模拟实际的操作中显得力不从心，而难于将专业知识系统化并与工程实际相联系。实训室的建立将成为多课程知识系统化的纽带，理论与工程实践联系的桥梁。

1.电工基础实训室

包括电子实训和电工基本操作，培养学生对常用电工仪表和电子仪器的使用及测量技能。主要完成对电子线路认识、焊接、测试，对电器元件、电机的认识和基本电气控制线路接线、调试，机床电气控制线路的调试、故障排除和维修。可用于认知实习、生产实习以及维修电工的技能鉴定训练。

2.过程控制与集散控制实验实训室

将原有的传感器实验室、过程控制实验室、运动控制实验室和plc实验室相结合，模仿工厂的生产线，以过程控制实验室为基点，其他单个实验室相当于生产车间，通过网络把各实验室串起来，构成过程控制和集散控制实训室。以自动控制理论为核心，将传感器、运动控制、过程控制、plc等相关课程知识系统化，使学生对所学理论知识有更直观的认识。实训对象形象逼真，接近工业现场的实际应用，学生很快就能适应现场的工作。本实训室除了要完成各课程的基本实验外，还可用于课程设计和毕业设计。

3.工业控制技术综合实验实训室

在现代工业自动化控制中，plc因其配置灵活、使用方便、安全可靠等特点，使用越来越广泛，技术更新也越来越快。plc、变频器、伺服控制、触摸屏等已成为当今工业现场的主流电气控制装置。该实训室按照劳动和社会保障部颁发的“工人技术等级标准”和职业技能鉴定规范的内容要求，根据电工培训考核的实际情况而设计的集学习、理论、验证、实际操作能力培养等功能为一体的多功能设备。采用标准网孔板设计，可在该平台上任意安装、拆卸电气元件，设计、搭建自己的控制电路。实验平全开放，整体实训设备以西门子的s7-200工业级产品为主，以步进电机、三相异步电机、伺服电机等为控制对象，完全按照工业现场常见控制工艺配置器件，从而提供一个完全真实的工业现场操作平台。

该实训室可进行plc基本技能、plc模拟控制实训、plc实物模型控制实训、变频调速控制实训、触摸屏控制实训、工业总线网络实训等，主要用于自动化专业和电气工程及其自动化专业的生产实习、毕业设计，还可利用plc与过程控制实训室的工业对象构成一个基于plc的过程控制实训项目或集散控制系统。

三、新的实践教学体系

无论多好的实验硬件设施，如果没有相应的教学管理体系作保证，也只能是一种摆设。根据自动化专业的学科特点，通过分析、论证，构建了注重工程实践能力培养的模块化、系统化、贯通式实践教学体系。

新的实践教学体系把贯穿于大学四年的实践教学环节分成专业基础实验（如模电、数电、微机原理等，以验证为主）、专业课程实验（以综合性、设计性为主）、课程设计、电机电器实训、工业控制技术实训和毕业设计几大模块，分别在基础层、提高层、研究与创新层三个层面上开展，后者注重各实验的系统化连接以及与工程应用的联系，强化学生工程实践能力与创新能力的培养。

四、实践教学管理

1.实验实训室管理

由于缺少专职实验教师，实验实训室总体上由实验中心负责日常管理，包括实验时间协调、实验装置维护、实验室卫生等，而实验实训任务的实施主要由任课教师和实训指导教师负责完成。

实验实训任务可分为三大类：一种为培养计划内任务，即单课程实验（验证型、综合型和设计型实验）；一种是操作能力训练，如电机电器实训、工业控制技术实训等；一种为自主、创新性活动，如大学生电子科技创新大赛、自主选题实验、毕业设计等。

培养计划内实践任务主要是按照教学内容，通过实验对重要定义和概念进行验证。任课教师在学期初将计划书交予实验中心，由实验中心协调安排实验课表，并做好硬件保障。学生在任课教师的指导下，根据实验任务要求完成各类实验操作，并将实验结果以报告的形式完成。对于设计型、综合型实验，指导教师以实验室（可以是不同课程实验室）所能提供的设备，精心选择布置实验题目，学生根据实验题目要求，自行设计实验过程，分析、计算实验结果，以达到使课程知识系统化的目的。

操作能力训练，以维修电工技能培训、生产实习等形式开展。指导教师负责实训内容的确定及在此期间的管理。

对于自主、创新活动，学生自选实验内容、实验时间和指导教师，充分满足不同学生的需要。实验的过程及结果由指导教师负责。

2.实践教学体系运行控制

为保证新的实践教学体系的运行质量，必须对原有实践教学环节的内容、教学方法和教学模式进行相应的改革。

（1）综合型、设计型实验项目的设置以培养学生对课程知识的综合、分析能力为目的；课程设计项目的设置应与实用性及工程实践、新知识的工程应用紧密结合，培养学生的分析、设计和动手能力。

例如，在进行过程控制系统课程设计时，教师只给出实物对象和控制要求，由学生根据实验室现有的传感器、控制器、执行机构等装置，自行设计、选择控制装置，完成系统的构建、接线、参数整定。在此过程中，学生将自动控制原理、过程控制系统、传感器原理与应用、matlab仿真等课程知识结合在一起，形成了系统的概念，培养了专业实践能力。

（2）实训项目的开展采用任务引导的方式进行，激发学生的专业兴趣、培养学生的实际操作和工程实践能力。实训的重点主要放在建立基本概念、了解基本功用、锻炼动手能力的基础上，不过多的介绍复杂的理论知识。

例如，在进行电机电器实训初期，首先让学生认识各种元器件的实物，了解其功能，然后教师结合实物对象和任务进行讲解，并指导学生完成任务功能。课后要求学生结合课本或查阅资料自学实训中用到的各种器件的工作原理，激发学生的专业学习兴趣。在接下来的实训中，教师只布置实验任务，简单讲解实现任务的过程，对于回路设计和具体接线等诸多问题，由学生在具体实践中通过查阅资料、小组讨论、独立思考等形式将问题逐一化解，抽象的理论知识迅速消化并转化为自己的思路和想法，逐步完成线路设计、接线和功能实现。从实训结果来看，大多数学生完成了教师要求的任务，一部分学生还通过小小的改动实现了不同的功能，这也大大增强了学生的自信心，激发了学生继续探索的动力，形成了一个良性循环。令人欣慰的是，在实训过程中，面对同一任务要求，还经常有不同“版本”的实现方法出现，并对电机拖动、调速方法等相关理论问题充满好奇，为后续课程的学习奠定了基础。

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doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.14.093

0 引言

高校实验教学中心是高校实验课程的教学实训基地，承担着大量的综合性实验教学与校内模拟实习的任务。随着信息化的不断深化、创新创业教育的落地、各类项目活动的开展，实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变，使用频率从计划内课程到计划外课程转变。

信息化在全国高等教育教学不断深入，各个高校更加注重信息化在实验教学中的应用。对于实验教学中心来说，首要问题就是如何更好的开放实验室，利用实验室设备安全、高效的进行实验活动。因此都会配备门禁管理系统，门禁系统在安全性、方便性、易管理性等方面有着绝对的优势。

1 实验教学中心门禁系统建设及现存问题

大多数的实验教学中心均已安装了门禁系统，但软件系统基本都是按照公司企业的管理模式开发的，功能集中在打卡考勤、开关门方面，门禁系统功能略显薄弱，不能与实验教学很好的联动，在以创新创业项目急剧增多的情况下，难以满足个性化使用，进而影响实验室的使用效果，因此对于提高实验管理效率有着一定的局限性。

1.1 门禁系统功能局限单一

目前高校实验教学中心大多安装的门禁系统功能单一，主要是依据后端权限的设定，前端利用指纹、密码或卡片识别后，进行门禁的开关，实现权限准入的功能。

门禁系统不能与实验设备进行联动，比如照明、计算机、投影等设备，师生进入实验室后，还需开启电源，打开计算机，进入所需系统。

门禁系统不能与学校课程考勤同步，现有的系统只是进行?单的人员考勤，而高校学生考勤更加复杂多变。

1.2 门禁系统对实验教学中心各类活动的支撑不足

近年，随着实验教学改革的不断深入，实验教学中心的功能也从单一化逐渐向多元化转变，有计划内课程（教务统一安排的课程）、临时调课课程、课外上机、对外培训课程，再加上学生的创新创业活动，不同的课程对实验室的要求不尽相同，因此对于现有门禁来说，复杂的活动时间设置，多变的人员权限设定已经成为不可能的任务。

实验室的活动种类前所未有的丰富和多变，简单的门禁系统已不能满足日益增长的活动需求。

1.3 管理系统过多导致效率低下

实验教学中心一般有实验室预约系统、门禁系统、教务系统、操作系统管理平台，针对的业务各不相同。多种管理系统功能融合交叉、数据分散，使得资源浪费、流程繁琐、人力成本较高，不能合力有效实现实验中心运行管理。

实验教学中心需要一种更好的运行管理策略和使用模式，实现物联网与教学体系的无缝结合，互为补充利用，提高实验室管理水平，提高整体智能化运行管理水平，进而实现实践教学运行管理模式的变革。

2 基于门禁的智能管理系统关键步骤

2.1 梳理业务流程

首先梳理实验教学中心实验室使用流程和管理方法，明确各类实验室开放流程和审批权限。

实验室可大体分为会议研讨实验室、机房实验室、大型设备实验室、化学（危险）实验室，每种实验室开放管理方法、流程依据各自特点都不同，需要分别对待。

会议研讨实验室一般只有投影设备，安全系数最高，此类实验室申请流程可以最简单，只要安排不冲突即可。

机房实验室是有一定计算机数量的实验室，安全系数高，使用率和损坏率也是最高的一类实验室，因为现在所有课程均进行了不同程度信息化建设，因此此类实验室安排的课程最丰富，在设备完好率正常的情况下尽可能多安排课程。

大型设备或专业实验室属于特色实验室，安全系数中，比如汽车模拟类、建筑类，以工科院校居多，在审批时应考虑申请人的专业和使用，设定优先级。

化学（危险）实验室属于危险实验室，安全系数低，因专人专管，有专门的实验规章制度，不在讨论范围之内。

2.2 智能管理系统的整体设计

在多样化的实验活动背景下，智能管理系统的设计思路是以门禁为核心，将门禁、投影、计算机电源、照明等硬件实现自动化控制，并且将实验课程和物联网之间进行联动，实现实验室硬件（门禁、投影、计算机电源、照明）依据实验课程的使用时间智能开启和关闭。

管理系统大致分为物联网控制模块、实验课程模块、门禁模块。

2.3 物联网控制模块

物联网控制模块是经过信号识别，控制电气设备的控制系统。实验室中电气设备一般有门禁、中控设备、投影、计算机等硬件设备。

首先进行电气设备分路，即依据设备启动电流大小分配控制器。比如中控设备、投影可分为一路，每8台计算机可分为一路，门禁、照明和其他可分为一路，这样有40台计算机的实验室总共分为7路。

其次进行实验室分组，即将一个实验室里面的所有电气设备信号状态依据“开”、“关”纳入实验室中。将上述7路电气设备的“开”的信号纳入实验室“开”中，将7路电气设备的“关”的信号纳入实验室“关”中，这样当给实验室“开”的信号后，所有电气设备依次进行加电动作，给实验室“关”的信号后，所有电气设备依次进行关电动作，实现统一管理，也是整个系统的底层模块。

2.4 实验课程模块

实验教学中心活动种类繁多，包括教务的计划内课程、课外上机、培训任务、学生项目活动等。将所有活动纳入实验课程中，统一调度和分配实验室资源。

首先建立数据库，注意此数据库中的时间要与物联网控制模块的时间格式匹配，物联网控制模块依据此时间控制电气设备。

其次将上述课程分为2类，计划内课程和计划外课程。计划内课程即教务统一安排的课程，此类课程信息均在高校内部的教务系统中，一般不需要实时同步信息，每天同步一次即可。

计划外课程包括了课外上机、学生活动等需要申请、审批的课程。将实验室预约系统整合进入此管理系统中，实现数据库的统一。

最后形成可查询的实验教学中心课表，进行统一调度和分配实验室。

2.5 门禁模块

门禁模块包括权限自动分配，实验课程、物联网设备的智能联动。

首先建立门禁数据库，包含了指?y、密码、卡等基本信息；其次在实验课程数据库中查询课程，给申请人和使用人权限；最后在刷卡、密码或指纹进入实验室时，设备自动开启，或者所有设备依据课程时间自动开启和关闭。

实验室自动化设计例7

高校计算机基础实验室是为满足教学需要而建立的重要实验教学平台，是为计算机教学提供有效帮助的重要场所，是大学生掌握计算机应用能力的重要手段。高校计算机基础实验室一般承担着全校“计算机基础课”的教学实验，课余时间为全校师生提供自由上机机会，以及对外培训、为社会提供上机考试等任务，每天使用时间14小时以上。而且现在高校招生规模急剧扩大，越来越多的课程需要用计算机实验教学，从而导致机器资源依旧不足，实验室教师及管理人员工作量加大。实施优化管理，高效、节能、充分利用现有资源，保证机器正常运行，使计算机基础实验室的功能得到充分发挥，是管理工作的核心。

计算机基础实验室存在问题分析

规章制度不完善，管理工作不规范

制度具有调节关系，形成秩序的独特作用。加强计算机基础实验室的内部管理，要有一套完善的规章制度以保障实验的顺利进行。然而，从目前情况看，制度保障的虚缺仍是制约高校计算机基础的重要因素之一。如部分学校存在制度的执行力偏软，有章不循现象；或是制度建设不完善，特别是一些配套性制度缺失或严重滞后，体系化制度建设任重道远。

机器配置低，超负荷运行

高校计算机基础实验室机器大都是成批购买进来的，一些购买较早的机器已经使用很长时间，机器的配置较低，而且为了满足教学需要安装多种软件，使得机器的运行速度慢。另外，由于上机学生过多，使用频繁，超负荷运行下故障率高，影响上课效果。

病毒感染频繁，维护任务繁重

由于计算机基础实验室主要使用者是学生，个别学生不按规定使用机器，致使系统无法正常运行；或私自将个人移动硬盘、u盘等带入机房，大量感染病毒文件滞留在机器内，造成系统及网络的瘫痪甚至崩溃，加大管理的困难。

专业管理人员短缺

近年来，各高校基本上都建立自己的从事计算机基础实验室维护维修工作的专业技术队伍，这些技术人员可以满足日常机器维护的需要，但是也存在一些问题。随着高校的扩招，使得高校计算机基础实验室长时间、超负荷地运行，技术人员无暇顾及自身的知识更新，因此造成队伍的综合素质偏低。此外，由于许多学校重理论、轻实验，实验技术人员地位和待遇明显低于一线教师。因此，部分学校的实验技术人员变动频繁，人数不足，不稳定。

加大实验室软硬件的投入，改善实验室环境

场地和设备等是计算机基础实验室的物质基础

一个面向全校师生的计算机基础实验室，必须有足够的活动空间和仪器设备，在这方面，学校领导的决策和支持是关键。

1）注重计算机的选型及配置。由于计算机的更新、淘汰周期较短，选型就非常重要。所选的计算机既要满足计算机基础实验室的教学需要，又要在技术上有一定的超前性，使学生能较早地接触新机种，学习新技术。

2）改进网络化建设。通过校园网连接互联网，提供各种网络服务；通过windows nt平台实现文件传输、电子邮件、远程登录、共享打印服务。这样每个上机的学生均可以通过自己使用的计算机走向全国各地，走向世界。

注重软件建设

为了满足教学实验的要求，跟上计算机技术发展的步伐，实验室的软件必须加强建设，不断更新。如构建丰富的设备运行软件和客户机操作环境支持软件；通过linux平台实现web服务；通过netware平台实现语言课程教学和操作系统教学等。由于硬盘制造技术的发展，硬盘容量不断增大，常用的教学软件和工具软件可同时安装到计算机上，学生可以根据自己的需要有选择地使用。这些软件包括windows 98/2000、office组件、vb、vc++、vfp、frontpage、photoshop、dreamware、autocad、3dmax、matlab、oracle等。

采取制度与技术并行，加强实验室管理模式

建立健全实验室规章制度，提高工作效率

为了更好地保障教学，服务于教学，实验室要实行科学管理，要建立健全各项规章制度，要逐步采用现代化管理手段，使各项工作规范化、制度化。实验室有一套完备的切实可行的规章制度是首要的。建立完善的管理制度是管理工作的依据，是加强实验室管理的重要保证，是实验工作得以高效、安全、顺利进行的必须保障。一般讲，制度应包括《实验室使用管理规定》《学生实验守则》《设备检修维护制度》《实验仪器使用管理规定》《实验室安全及防护制度》《实验人员职责》以及《应急安全方案》和根据具体实验情况制定的其他各项制度，并将制度在醒目位置上墙，使参加实验的学生都认真遵守，使计算机基础实验室的管理有章可循、有据可依。

加强维护保养，提高设备利用率

首先，制定《实验室使用情况登记制度》，对于计算机基础实验室教学任务重、上机人数多，做到合理安排，科学运筹。其次，在对设备的管理上要做到专人负责，对于各种设备的性能指标、环境参数要做到心中有数，建立一套完整的设备技术档案。对设备的故障及时检修，并做好认真的登记，使机房设备始终保持在最佳工作状态。做好经常性的设备检修、维护是管理工作的保障，维护工作是实验室管理工作的一个重要组成部分。计算机硬件的不断更新换代也给实验室设备的检修、维护工作带来很大不便。而检修、维护工作的好坏又将直接影响实验室设备的正常运行和教学任务正常完成。因此必须重视和加强教学实验室环境、主要设备和辅助设备的定期维护和及时检修工作，使教学实验室故障率减至最小。而且一旦发生故障，能在最短的时间内排除，确保教学实验室设备始终处于最佳工作状态。

实行全自动化管理，实现全方位开放

面向学生，扩大开放规模和受益面。以网络为依托，提高学生学习兴趣，增强学习的主动性。计算机开放实验室的每台微机都与本室局域网相联结，局域网与校园网相连，通过校园网又可与互联网相连。学生可利用互联网上的电子公告版bbs、网络新闻系统、专题讨论组及电子刊物等网络服务功能与外界进行信息交流，也可以利用互联网上存储的大量信息，检索和获取自己所需的信息、资料。这种宽广和轻松自如的学习环境可大大增强学生学习的主动性和上机的趣味性。

实验室自动化设计例8

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8199-02

高校实验室（实验中心）在承担重要的教学和科研任务，是高等院校培养人才和提高办学水准的极其重要的基地。高校实验室的管理技术性和综合性很强，其管理工作包括实验室的常规管理和实验室建设规划；大批仪器设备的管理、调配和使用；教学和科研资料及实验数据的收集、管理和应用；大量实验药品的进出库管理，实验室的安全管理和监控；实验室工作人员的管理和调度等。面对如此复杂而技术性强的工作，要做到全面协调有序而且高效运行，而必须运用计算机信息技术全面地对实验室进行科学的管理。经过各学校实验室多年运用，获得了许多成功的经验。

1 运用信息技术管理实验室的重要性和现实性

实验室管理不同于其他行业的管理，其特点是研究怎样以科学合理的策略及管理模式、最大限度地发挥实验室的人力和设备资源的能量，使实验室在教学和科研工作上发挥最大的效益。实验室管理要完成的工作很多，包括实验室的组织管理、场地设施及仪器设备管理、实验教学管理、科研项目的申报及研究实施、实验室建设和发展规划、实验室考核与评估、信息技术交流等。因此，高校实验室是一个教学与科研力量强大的实体，拥有人力资源、硬件资源和软件资源等诸多优势。大量资源的投入配置、使用与管理、信息的收集、筛选及保存，工作量很大，操作难度也大。如果用传统模式管理，不仅效率低下，而且准确性也差，无法满足教学与科研的需要。

近年来，我国高校实验室技术与基础设施发展很快，现代化的化学实验室面貌已经不再是玲琅满目的玻璃器皿，许多高度电子化、集成化的大型精密仪器已经成为高校化学实验室的基本配置，这些电子仪器大都配置了信息技术硬件和软件，或者都配置了计算机信息终端。这些先进仪器的使用必须运用计算机技术来运行、管理和维护。

运用计算机技术及时跟踪管理那些流动性大的通用设备；利用信息网络技术，建立实验室网络，使大量的实验室信息资源得到共享；运用信息技术还能够极大地提高实验教学的效率和质量，制作实验教学软件，开展实验网络教学，制作模拟化学实验室，实现化学实验的多媒体教学。建立实验室管理系统，使主管领导和实验室负责人能够便捷地了解和监控实验室及设备的运行状态。

2 信息技术在化学实验室管理中的应用

建立化学实验室管理管理系统，运用Visual Basic 、FoxBase 、FoxPro 、Access等软件设计和开发数据库系统。具体可制作实验室基本信息管理数据库，大型精密仪器管理、运行和维护数据库 ；实验试剂与耗材出入库记录数据库，实验教学研究与科研课题开发数据库。已有行业专家开发研制了各种类型的化学实验室管理软件，有些是免费的，有较强的实用性。化学实验室信息自动化管理系统是利用计算机的检索、运算、存储和输出等强大的高度自动化功能，对实验室所配置的大型精密仪器和种类繁多的实验试剂及各种材料等信息进行动态、实时的自动化管理，实现提高实验室的管理水平和使用效益。

2.1 实验室基本信息档案的建立

2.1.1实验室序列与层次结构管理

本学院的实验室基本结构为化学实验中心和生物实验中心，化学实验中心则按学科再分成为无机化学、有机化学、分析化学、基础化学、应用化学、物理化学、生物化学等，向下的结构序列还可细分，如分析化学含有仪器分析，其中又分为色谱、光谱、质谱等实验室；以实验中心为主体的组织结构，接受校、院两级的领导和管理，本身具有相当的权限，有较强的独立性，为国内多数高校所采用。因为有纵向和横向的交叉关系，在管理上较为复杂，因而管理信息和技术数据的精确处理和高效交流就显得更为重要。本数据库除了管理实验室的组织结构、资源配置和实验室的建设与发展规划，还包括实验室人员基本信息，包括实验室专职管理人员、教学人员和技术人员，数据库中可以查阅他们的职务、职称、学历、学术背景与研究方向、工作岗位与职责，以及科研与教学方面，个人及团队所取得的成果。

2.1.2 构建实验室信息化管理制度

实验室（中心）必须有一整套完善的管理制度，这些制度包括实验室各层次、各序列的管理权限以及所有工作人员的工作职责，实验室日常管理与运行规则，安全管理规则、危险物品管理规则、财产管理制度、经费使用与采购管理制度，固定资产登记及管理和使用记录等。以上各项管理制度可以把大量的文档、图形、影像等信息技术以电子信息方式建立和保存，构成索引链接的数据库，使制作、查阅、修改及更新都十分方便，并且便于实行网络化管理，适应纵向和横向的管理和监控。

2.2 实验室设备的信息化管理

实验室仪器设备的使用管理化学实验室的主要任务之一，建立实验室设备信息管理数据库，科学合理地配置实验室的各种资源，使资源管理公开化和网络化，实行仪器设备使用预约方式，根据教学和科研及各教研室的要求，合理安排使用时间，提高仪器设备的利用率。

设备的信息化管理，可以开发SQLserver以及Assece等数据库平台，对实验室（中心）的仪器设备实行科学管理，主要的服务是把仪器信息录入、更新、查询、使用预约和跟踪维护。

首先，建立便捷而准确的仪器设备查询系统，以所有的仪器设备的主要参数（仪器名称、编号、型号规格、产地或购入日期以及报关地点等）为索引，查询时，输入仪器的某个参数（数据），就可以查询该仪器的完整参数、功能作用、技术性能以及使用和管理。通过设置链接，还可以查询到仪器的技术资料如使用说明书、线路图、结构示意图等。如此实现实验室设备的科学管理，也给仪器设备的准备使用者提供很大便利。本单位人员通过连接实验室网络的电脑终端，就可以随时入网查询。本学院近两年购置了一批进口的大型仪器，技术先进，功能强大，但操作复杂，技术难度大。我们建立了实验中心仪器设备管理系统，学院的教师可以通过该系统了解相关仪器的使用方法、操作规程、使用条件及要求，可以进行预约使用，在管理员的安排下，实现仪器的有序管理、合理使用，发挥应有的效益。

2.3 化学药品与材料管理

2.3.1化学药品的管理

化学试剂由于库存及使用情况不断发生变化，是一种的动态的管理。通过数据库，根据每一次的入库和领用的数据，设计一个具有自动更新功能的数据记录表，可以自动更新药品的库存状况。化学药品的库存量，是制定药品采购计划的重要依据之一。另外，某种药品即将用完时（当库存量为1或2时），可以设置自动提示。还可以设置试剂过期预警，当某种试剂到达预设的质保期限时，该项数据将自动发出警示，提醒注意尽快使用，避免浪费或影响使用效果。

在化学药品管理系统中，运用相关化学软件，根据药品的某个关键词如名称或化学式，就可以查询该试剂的物理性质、化学性质以及用途等；还可以为配制溶液提供便利，当输入溶质、溶剂名称时，所需配制溶液的浓度与体积，就能够立刻计算所需的用量。此外，本单位相关教师可通过实验室网站递交购买实验仪器和药品的申报，以及审批和回复。

2.4 实验教学与测评

2.4.1 常规教学管理

设立相关课程实验教学模块，载入实验课程的教学大纲 、教材、 参考资料、实验内容、原理和方法以及所需运用是仪器试剂等，作为实验预习参考依据。同时，建立学生实验管理模块，内容有教学计划中的实验内容、教学要求、注意事项以及实验数据记录、查询与处理等。还有建立学生实验档案，主要有学生学习成绩管理系统，分别记录学生实验技能成绩、实验报告成绩以及实验考查， 以及教师对学生实验结果和能力的评价，这些数据可在平时的教学过程中及时录入，期末时进行综合考查评价。同时建立了学生实验信息数据库，学生在完成实验以后输入所指定的实验数据，作为实验教学的原始材料存档。另外，设立教学交流论坛，提供师生教学交流平台，了解学生对实验教学的意见和要求。

2.4.2 开放式实验教学管理

实验中心设立有学生开放式实验室，让学生有自主学习、自主实验的空间。同时，在实验室网站设立有如下模块：1）实验教学内容选择模块，学生除了完成在教学计划中规定必须要做的实验外，可以选择其他所列的实验项目；2）实验原理和方法介绍：对开出的实验项目所涉及仪器设备、原理与方法作出较为详细的说明，便于学生做实验预习；3）模拟和仿真实验：提供各种模拟实验软件或实验动画、视频，以及一些逼真的互动性较强的电子模拟实验，让学生联系所选学的实验课程进行虚拟实验操作，理解实验方法和原理，设计和分析实验方案，预测实验结果；4）学生实验成绩评价：正对学生上传的实验报告、结果及相关数据，进行分析和评价，提出指导意见。

在实验教学管理系统中，提供让学生下载的学习参考资料如实验室实用手册、化工辞典、化学试剂配制手册、实验常用仪器设备操作方法资料等。学生通过实验室网络来查阅参考资料，十分有利于促进他们的学习。

3 如何做好化学实验室的信息化管理

3.1 实验室的信息化要与院校的信息网络关联

实验室信息化作为校园信息网络的构成，要和学校及院系信息网络高度关联，接受校院两级领导和专家的指导和监控。在实验室管理系统的构建、开发和运行中保持与校院信息网络的同步以及兼容性、共享性和通用性，使实验室管理系统真正成为校院教学和科研的重要资源。

3.2加强硬件和软件建设

实验室（中心）要努力争取得到院校主管领导的重视，使他们充分理解实验室管理信息化和网络化不仅能够给实验室的发展发挥重大作用，而且对院校的教学与科研，对学校的办学及研究成果的转化和效益会产生极大的促进，因此给予决策与财力上的支持。使实验室（中心）的信息化基础的硬件和软件建设获得所需的的资金投入，以及在人力和技术资源上的保障。

3.3重视实验室人才队伍建设

高校实验室管理人员和技术人员，不仅要有扎实的专业基础，而且应掌握信息运用技能。因此，在培养和引进实验室人员，要注重配备既有专业知识和较高的学术水平、又能熟练运用计算机信息技术的双专业人才，把实验室人才队伍建设成为由高端专业人员为带头人、拥有一批专业知识扎实、综合能力强的专业管理人员以及知识面宽、技术熟练的技术人员构成的学术和技术团队。

参考文献：

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[2] 吴性良，马林，李妙葵等. 基础化学教学实验中心的建设与管理[J].实验技术与管理，2003（5）.

实验室自动化设计例9

随着我国城市化进程的不断加快，城市信息化在深度和广度两个方面同时发展，建筑智能化是大势所趋。智能建筑是指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活的特点的建筑物。智能建筑的发展对专业从业人员的知识结构提出了更高的要求，要求他们既要懂建筑结构的基础知识，又要掌握电气、自动化、通讯和计算机等学科的专业基础知识和基本技能。由教育部和建设部共同审核并批准的智能建筑新专业―建筑电气与智能化应运而生。为适应现代建筑业发展对建筑电气与智能化专业人才的需求，我校电气工程学院于2006年在电气工程及其自动化专业设置了建筑电气与楼宇自动化方向。2008年12月，经教育部批准，在建筑电气与楼宇自动化专业方向的基础上，设置了建筑电气与智能化专业。

建筑电气与智能化是涉及多学科、多种技术系统综合集成的专业，结合我校以培养应用型人才为主的教学型高等学校的办学定位，学生毕业后主要从事现代民用建筑和智能建筑的电气自动化系统和智能化系统的工程设计、施工与管理及产品开发等工作。毕业生可在建筑行业中的设计院、建筑电气安装公司、自动化设备安装公司、监理公司和装潢公司等单位从事建筑电气与智能化系统的设计、安装、调试、运行、监理和管理等方面的技术工作，也可在大型酒店、体育中心、写字楼、智能大厦、房地产公司等单位从事建筑电气与智能化管理等技术工作，还可在设备生产单位和管理单位从事技术开发和管理工作。建筑电气与智能化专业是实践性很强的专业，学生的实际应用能力需要通过专业知识的传授和必要的实践环节进行培养。笔者主要探讨如何建立科学合理的建筑电气与智能化专业人才实践教学体系，如何提高实践教学质量，提高学生的实践能力，培养学生的创新精神，达到建筑电气与智能化专业人才素质结构、知识结构和能力结构的培养要求。

1 科学设计实践教学体系，把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中

我院根据培养本科高级工程技术应用型人才的要求，重视学生实践能力的培养，科学设计实践教学体系，把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中。建筑电气与智能化专业实践环节教学体系包括课程实验、专业方向综合实验、课程设计、专业方向综合课程设计、金工实习、电工电子实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。本专业每学年都结合有关课程有针对性地安排实践教学。其中，第一学年安排了军事技能训练和计算机强化训练，第二学年安排了金工实习、英语强化训练、电工实习1、电子实习，第三学年安排了电工实习2、电子课程设计、电控及PLC课程设计、建筑电气CAD应用训练、建筑供配电工程课程设计和电力电子课程设计等，第四学年安排了单片机课程设计、生产实习、专业方向综合课程设计、毕业实习与毕业设计等。通过实践教育，培养学生的实验技能、工程设计和施工能力以及科学研究的初步能力等。实践教学时间在42周左右，累计学分占总学分的22.95%。

2 实验课程设置科学合理，综合性设计性实验比例高

公共基础模块课程实验有物理实验32学时，大学计算机基础及C语言程序设计和文献检索上机共56学时。专业基础模块课程实验有电路系统实验、电机与拖动实验、电子技术实验、自动控制原理实验、电力电子技术实验、单片机原理与接口技术实验共96学时，工程制图上机8学时。专业模块建筑设备自动化系统实验8学时和专业方向综合实验16学时。另外，专业选修课电气控制与PLC检测技术等课程也安排了相应的实验。实验课程设置科学合理，满足了学生深刻理解相应课程理论知识和培养动手能力的要求。对实验教材和实验指导书进行科学合理的修订，最大限度地减少验证性实验，充实和加强设计性、综合性和自主开发性实验。实验开出率100%，课程实验含综合性、设计性实验比例>90.90%。

3 推进校内实验室建设，建成建筑电气系统集成分中心

为保证教学计划实施，学院进行了广泛调查和研究，科学制订和认真执行实验室规划，加大基础实验室和专业实验室的硬件建设力度。2008年，建设建筑电气设备综合自动化系统实验室；2009年，建设住宅智能化系统实验室。从2011年起，在原有专业实验室的基础上，以省级电气与新能源综合实验教学中心为抓手，在项目的资金控制、前期调研、计划论证、采购招标、合同论证、安装调试验收等环节上层层把关，稳步推进实验室建设规划的实施，按时、高质、高效地完成建设任务。现在，省级电气与新能源综合实验教学中心已建成并投入使用，中心拥有21个基础和专业实验室。

电气与新能源综合实验教学中心建筑电气系统集成分中心，现有价值210多万元的仪器设备，可用于在校学生的建筑电气、楼宇智能化技术、楼宇自动化技术、安全防范与监控系统和建筑电气工程设计与施工等课程实验、课程设计、毕业设计，服务于校内教师的科研工作及校外企业的员工培训等。

目前，建筑电气系统集成分中心建有5个专业实验室，配备完善，设备先进，利用率高。专业建筑设备综合自动化系统实验室可开出给排水系统、变频恒压供水系统、中央空调系统、中央空调系统和照明与供配电系统实验；建筑智能化系统实验室和建筑智能化综合布线系统实验室可开出对讲门禁系统、巡更与闭路监控系统、智能家居系统、三表抄送系统、综合布线系统实验；安防与消防系统实验室可开出火灾报警系统、消防喷淋系统、防火卷帘门系统、室内对讲系统、安防监控系统、防排烟系统、群控电梯系统实验；建筑影音与会议系统实验室可开出声道音频系统、视频系统、扩声、会议系统实验。

建筑电气系统集成分中心实现了智能集成工作站集成软件技术方案：建筑设备综合自动化系统实验室、建筑智能化系统实验室、安防与消防系统实验室3个实验室的24口百兆可管理以太网交换机，分别与智能集成工作站的三层交换机连接；智能集成工作站通过智能建筑集成管理系统（IIBS），采集实验室教师机设备管理信息，将各实验室子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，集成软件监测建筑设备综合自动化系统实验室5个设备所有数据信息；教师版集成软件与学生版集成软件的通讯协议代码开放，方便学生自行开发集成；智能集成工作站学生机两两一组，通过以太网交换机完成计算机网络实验。学生机与智能集成工作站通过三层交换机组成局域网；智能集成工作站显示的设备运行状态参数通过投影仪显示到屏幕上，将建筑设备综合自动化系统实验室设备数据传输到工业自动化网络服务器上，成为工业自动化系统的子系统。建筑电气系统集成分中心结构设置合理，功能清晰，实验内容具有先进性、科学性和新颖性。

4 推进校内外实习实践教学基地建设，实习内容全面广泛

根据建筑电气与智能化专业的教学计划，为了加深学生对专业知识的理解，提高专业技能，我们有针对性地安排学生在校内或校外进行实习。设置的实习环节有金工实习、电工电子实习、生产实习和毕业实习等。对于每一次实习实践教学，都制定详细的实纲、实习指导书、实习计划安排等，并制定较为可行的学生实习考核办法。实习结束后，学生要完成实习报告。教师认真总结，为各类实习教学文件的修订提供依据，便于以后实习计划的安排与组织实施。

通过金工实习，学生加深了对机械加工中常用加工方法的了解，锻炼了实际动手能力。通过电工电子实习，学生加深了对电工电子电路的设计制作和安装调试的感性认识，初步掌握了电工电子产品生产工艺的基本知识和基本技能。通过生产实习和毕业实习，学生学习和了解了智能化建筑行业工作流程以及建设和管理过程，了解和掌握了建筑电气工程和建筑智能化工程中系统设备的组成、运行工艺流程、工作原理以及操作规范等内容，了解了建筑智能化系统的集成方法与软件功能等。除校内物理及电工电子实验教学示范中心、图书馆、行政楼、电气与新能源综合实验教学中心以外，我校进一步加强与企事业单位之间的联系和沟通，与国内10多家企事业单位实习基地签订了长期合作协议。校内外实习基地完善稳定，实习场所设备齐全，实习内容全面广泛，涉及电梯、空调、建筑供配电系统、消防安防系统、室内外照明工程、舞台影音系统、给排水工程等，满足了本专业实习教学要求。建立健全实习环节的管理和考核机制，激发实习带队人员的积极性。此外，我们积极开展校企合作，选派部分年轻教师到企业一线，帮助企业解决实际技术问题，并建立长期的产学研互助关系。

5 课程设计内容丰富，综合运用并巩固提高课程理论知识

在理论课程结束后，我们安排了两周课程设计，综合运用并巩固提高在课程及其他先修课程中学习的理论和实践知识，同时培养和提高学生自我获取知识的能力。通过课程设计，学生初步树立起正确的设计思想，掌握基本方法和技能，培养分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。

本专业设置的课程设计有电子课程设计、电控及PLC课程设计、单片机课程设计、电力电子课程设计、建筑供配电工程课程设计、建筑电气CAD和专业方向综合课程设计等。课程设计指导书中明确设计任务和要求，设计内容既重视课程基础内容，又具有一定的系统性、新颖性。指导书给出相应的参考书和相关的国际著名的高校、研究机构、电气公司的官方网站，供学生参考使用。学生相互探讨，独立完成课程设计。教师则发挥指导作用，指导学生阅读参考文献，审阅设计方案，检查设计进度，及时指导和帮助其解决出现的问题，逐步培养学生的独立工作能力、设计技能，建立正确的设计思想，重视学生提出的具有创新精神的见解，重视设计的过程考核。

6 加强过程管理和监控，提高毕业设计质量

毕业设计是教学最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。做毕业设计时，学生针对某一课题，综合应用所学的理论知识和技能，独立作出解决工程技术问题的设计。

为加强对学生毕业设计教学工作的管理和监控，我校制定了《毕业设计教学工作手册》和《毕业设计教学工作评估指标体系》，对毕业设计教学工作的工作计划、教学大纲、选题、任务书、开题论证、资料翻译、教学情况记载、教学质量监控、教学进度情况、成果的规范格式、学生完成任务数量、成绩评定、毕业设计工作三级总结、毕业设计校外评审等进行了规定，严格评审和考核，保证学生毕业设计质量。

毕业设计紧紧围绕建筑设备自动化系统、建筑供配电工程、安全防范与监控系统、建筑电气工程设计、建筑物信息设施系统、电气照明技术、建筑电气控制与PLC、微型计算机应用等方面选题。绝大多数毕业设计课题是工程应用型课题，部分课题是结合指导教师纵向、横向科研项目或学生就业意向企业的研发课题，紧密结合生产实际和科研实际，重视对学生创新精神和创新能力的培养。毕业设计以一人一题（包括子课题）为原则，几个学生共同做一个较大的课题时，每个学生有明确的独立完成部分。

指导教师原则上要求具有中级以上职称并有一定的科学研究、工程设计经历和能力，我校首届建筑电气与智能化专业82名学生的毕业设计由28名教师指导，指导教师都具有中级以上职称，其中教授、副教授17人，都有一定的教学科研经验和能力，专业水平较高。

严谨的计划、严格的规范和严密的管理，保证了毕业设计工作按章有序地进行，取得了较好的成绩。在首届毕业生的毕业设计中，获校级优秀毕业设计3项，校级优秀毕业设计团队1个。我校从毕业生的毕业设计档案中抽出校内评阅成绩表后，送校外同行专家评审，校外专家评审的成绩与校内评审成绩高度吻合。

7 制定和实施较为完善的实验室开放管理制度，学生学科竞赛成绩优异

实验中心制定和实施了较为完善的实验室开放管理制度，课内开放实验由指导教师负责实验室的使用和管理，学生通过预约就可以使用实验室的设备进行课外实验，并有指导教师在场指导。

目前，实验中心开放实验室支持大学生创新项目和各种学科竞赛的训练。学生在专业教师的指导下进行训练，参加的竞赛有智能建筑工程实践技能大赛和电子设计竞赛等。近几年来，我校建筑电气与智能化专业学生在全国、省级大赛上取得了优异成绩。获第一届、第五届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛特等奖，第四届江苏省大学生机器人竞赛一等奖，第三届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛二等奖，第四届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛三等奖，“和利时杯”电气可编程控制应用大赛江苏预赛二等奖等。形式多样的创新活动，提高了学生知识、能力等综合素质的全面发展。

8 结束语

我校建筑电气与智能化专业科学设计实践教学体系，将提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系之中，实习教学环节设置科学合理，计划性强，过程管理严格，学生的校内外实习实践教学严格按照教学计划认真布置，组织周密，安排恰当，执行情况良好。学生通过课程设计、校内外实习等实践环节，巩固了理论知识，提高了建筑设计施工图识读、建筑电气设备选型和安装使用、建筑智能化信息处理、建筑电气与智能化系统初步设计等能力，培养了创新精神，达到了既定的教学和实践目的。

参考文献

[1] 高等学校建筑电气与智能化学科专业指导小组.高等学校建筑电气与智能化本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

实验室自动化设计例10

【摘　要】本文通过分析独立学院实验教学存在的问题，阐述实验室开放是提高实验教学实效性的重要举措。从实验室开放的内容、管理、评价等相互联系的方面，论述构建以学生为主体、教师为主导的实验室开放教学体系。建立健全实验室开放的保障体系，独立学院高度重视、加强领导是前提，建立科学、完备的实验室是基础，建设素质优良、结构合理的实验教学队伍是关键，建立科学、合理的考核激励机制是保证。

关键词 独立学院；实验室开放；实验教学

独立学院的根本任务是培养造就高素质应用型本科人才。努力推进符合自身实际、有特色的教育教学改革、创新人才培养模式是独立学院提高教育质量的核心内容。实验教学作为独立学院教学体系的重要组成部分，是培养学生实践能力和创新精神的重要平台，提高实验教学的实效性是独立学院创新人才培养方式的重要方面。本文试从实验室开放的必要性、教学和保障体系的构建等方面，对独立学院实验室开放的几个问题进行探讨，以有助于提高独立学院实验教学的实效性。

1　实验室开放是提高实验教学实效性的重要举措

独立学院在培养人才过程中较为重视理论教学和知识传授，对实践教学和实践教学环节重视不够，理论教学偏多，实践教学偏少。而在实验教学中，大都沿袭传统的“教学实验”模式，实验教学局限在对理论教学内容的验证和巩固，存在教师组织设计、学生被动接受的多，学生主体作用发挥的少；学生按照教师和实验指导书设定的方法和步骤程式化操作实验的多，自主设计、自主完成实验操作的少；学生机械地完成实验操作的多，主动积极思考的少；基础性、验证性、演示性实验多，综合性、设计性、研究性实验少等问题，导致学生主动参与意识和动手能力不高，缺乏实验的自主性和主动性，难以激发学生在实验教学中的自主学习、自由探索。学生所学知识停留在口头或文本上，实践能力、创新精神不强、创新能力不足，实验教学是独立学院教学工作中的薄弱环节，较为普遍存在实效性不高的问题。如何深化实验教学改革，强化实践教学环节，提高实验教学的实效性是独立学院创新人才培养模式的重要方面。

独立学院深化实验教学的改革要以学生为主体，以教师为主导，充分发挥学生的主动性，把提高学生的创新精神和实践能力作为实验教学的出发点和落脚点。实验室开放是深化实验教学改革的重要内容和途径，是独立学院办学实力的综合体现。实验室开放是指各类实验室、实训室、计算机房、创新实践基地等在完成计划内教学、科研和社会服务任务的前提下，根据自身条件特色，利用现有的师资、仪器设备、设施条件等资源，对全院学生实行全面开放。实验室开放“改变了传统的实验时间固定、实验内容固定、实验对象固定的教学模式”[1]，主要包含两个相互联系的方面：一是实验时间和空间的开放，二是实验内容、手段、方法的开放。

实验室开放为学生根据自身的实验需求，选择不同类型、不同内容的实验提供时间、空间和设备条件，既能够给学生营造一个相对独立、自主思维和研究创新的实验空间，又为学生提供个性化学习、研究性学习的实验教学环境，有利于调动学生在实验教学中的独立性、积极性、主动性、创造性，激发学生自觉主动地培养和提高自己独立使用设备、独立完成实验和独立设计实验的能力，实现了学生在实验教学中由被动学习向主动学习的转变，有助于学生实践能力、创新精神和综合素质的培养，促进学生个性化发展。因此，实验室开放符合实验教学的目标要求，既是培养和提高学生创新精神和实践能力的有力支撑，又是提高实验教学实效性的重要举措，增强了实验教学的生命力。

独立学院实验室开放有利于实验教学坚持能力为重，培养学生的学习能力、实践能力和创新能力；有利于提高实验仪器设备的利用率，更大程度上发挥实验教学资源的效能；实现实验教学与理论教学互通互融，有利于提高实验教学队伍的整体实力。

2　独立学院实验室开放教学体系的构建

独立学院实验室开放要围绕培养和提高学生的创新意识、实践操作和独立解决问题能力的目标，主要从教学内容、教学管理、教学评价等相互联系的方面，构建以学生为主体、教师为主导的实验室开放教学体系。

从实验室开放的内容上，各类实验室要根据自身实验方向和条件，结合实验教学的要求，针对不同专业、不同层次学生的特点和需求，选择各有侧重的实验开放内容，在实验项目和活动设计上满足不同层次学生实验动手能力培养和提高的需求。对于低年级学生，以基础实验室为载体，侧重于训练其基本技能和实践能力；对于高年级学生，以专业实验室为载体，侧重于培养其创新意识、综合能力和创新能力。实验室开放的内容可以是实验教学计划要求的课内实验，包括课程论文、毕业论文（设计）等必修环节，也可以是课外内容，包括大学生的兴趣爱好、第二课堂活动、创业、创新活动等。开放实验的类型：（1）验证性实验，包括选修实验、基本操作、技术训练实验等，着重增强学生的实验技能；（2）参与性实验，包括学生自主选择的实验项目、参与教师主导的科学研究实验等，着重培养学生从事科研的素质；（3）自主设计探究性实验，包括学生自拟题目、自行设计、自己完成的探索研究实验，着重提高学生的创新精神和创新能力。推行实验教学的“学分制”，分类制订开放实验教学标准，规定相应的实验学分数。实验室要不断加强自身的软、硬件建设，要以各级实验教学示范中心建设为契机，加大实验资源整合力度，不断优化实验教学资源，延伸实验开放平台，丰富实验开放内容，不断开发、优化、丰富实验项目，加大综合性和创新性实验的比例，不断推出形式多样的实验室开放模式，为学生构建更具综合性、设计性和创新性的实验环境，满足不同学科、不同专业、不同年级的学生对实验教学的需求，不断提高实验室开放的内涵和水平。

从实验室开放的管理上，要建立实验室开放教学管理系统。要充分利用现代化技术手段，加快实验教学和实验室开放管理信息平台的建设。实验室开放教学过程依次主要有学生准备实验方案、预约实验时间、进行实验操作、教师检查实验结果、学生完成实验成果等阶段。在网上公布实验室开放的安排，包括实验室名称（地点）、开放时间、实验项目名称、实验原理、实验目的和要求、面向专业、接纳人数、指导教师、管理人员。在网上向学生提供各实验室实验仪器设备配置、仪器设备使用方法、实验操作注意事项等内容。建立实验网上选修、预约系统，实现网上预约、网上预习、网上虚拟实验等辅助实验教学的智能化管理。教师通过网络选择和确认选修实验项目的学生人数，审查学生的实验报告，实现与学生实时互动，并对学生实验的过程及结果进行评分，将成绩录入到学生的实验数据库，并定期在网上公布学生的实验成绩。此外，实验室开放教学管理系统可对实验室每台仪器设备的使用情况进行统计管理，以便合理配置仪器，提高仪器的利用率。独立学院要制定实验室开放的管理制度。制定《关于实验室开放管理办法》、《实验室开放基金管理办法》、《开放实验室仪器设备管理办法》、《开放实验室教师职责》、《开放实验室学生守则》等，规范实验室开放的各个环节，保证实验室开放的有序进行，不断加强实验室开放的科学化、规范化、制度化建设。

从实验室开放的评价上，要根据开放实验的类型、学时以及实验项目的完成情况，对学生进行综合考核和成绩评定，认定相应的学分。对学生实验成绩的评定要改变以实验报告作为唯一实验成果形式的传统做法，不仅重视实验结果，而且应重视实验过程。对验证性为主的实验，以学生的预习报告、实验报告和实验操作为评分依据。对综合性、探究性为主的实验，以实验成果（包括实物、论文或实验报告、研究报告、设计制作作品、科技发明作品、创业计划书、专项能力证书等多种形式组成）和指导教师评价或通过答辩的形式进行评价，作为学生成绩和学分的评定依据。独立学院要将实验室开放程度和水平作为考核实验室工作的重要指标。

3　建立健全实验室开放的保障体系

独立学院的实验室开放是一项复杂的系统工程。为了保证实验室开放顺利高效地进行，提高实验室开放教学的实效性，要建立健全实验室开放的保障体系。独立学院高度重视、加强领导是前提、建立科学、完备的实验室是保障、建设素质优良、结构合理的实验教学队伍是关键、建立健全科学、合理的考核激励机制是保证。

独立学院高度重视、加强领导是前提。独立学院和各实验室要高度重视实验室开放工作，加强领导，采取切实有效的措施，加大实验教学改革和实验室开放的力度。独立学院应成立专门的机构，负责实验室开放工作。在母体高校分管教学校长的配合下，由教务处组织协调，独立学院教学院长领导实验室开放工作，各实验(中心)主任负责实施实验室开放的各项工作。

加大经费投入、建立科学、完备的实验室是基础。独立学院要建立专项实验室开放基金，确保实验室开放所需的经费。在加大实验室建设和实验教学经费投入的同时，由于独立学院正处于成长期, 目前普遍还没有建立自己完备的实验平台。因此，独立学院实验室开放，一方面要利用有限的经费，科学地进行自建实验室的规划、建设和管理；另一方面，由于依托母体高校办学的优势，独立学院应坚持“不为我所有，但为我所用”的原则，与依托的母体高校建立实验教学资源的合理配置，最大限度地实现实验教学资源和相关优质教育资源共享，提高实验室使用率和设备利用率，不断提高实验室的开放率和开放内涵，充分发挥实验教学资源的效益。

建设素质优良、结构合理的实验教学队伍是关键。要将实践经验作为独立学院应用学科专业教师准入条件；建立学校与社会交流机制，促进“双师”型教师队伍的建设。改革实验室人员聘用管理模式，合理设置实验室教学和管理的工作岗位，在岗位津贴、职称评聘等方面给予必要的倾斜。实行固定编制与流动编制相结合和弹性工作时间制度，保证实验室开放的教学需要。独立学院应优先安排实验教学人员进修、培训，组织交流、学习，提高实验室教学队伍业务水平。

建立科学、合理的考核激励机制是保证。充分发挥独立学院的体制优势,根据实验室内容开放的类别、合理核算开放实验教学工作量并予以相应的教学工作量补贴，充分调动实验教师参与实验室开放的积极性、主动性。独立学院可设立实验室开放研究专项基金，支持实验室开放的理论和实践研究。鼓励在实验室开放中取得显著成果的指导教师和学生积极申报各级教学成果奖和科研成果奖等。独立学院应将实验室开放纳入二级学院目标管理和教学评估的范畴，把实验室开放工作水平作为二级学院考核的重要指标，推进实验室开放的持续健康发展。