电路电子实验室开放管理模式探索

华一村张敬兰

1.东华大学信息科学与技术学院 上海 201620 2. 威海市城里中学物理组 山东威海 264200

电路电子实验室开放管理模式探索

华一村1张敬兰2

1.东华大学信息科学与技术学院 上海 201620 2. 威海市城里中学物理组 山东威海 264200

为给学生提供开放的实验环境，促进其自主学习与创新发展，同时提高实验室的管理效率，对传统管理模式进行改革。使用实验室智能管理系统结合实验器材开放的管理办法，提出一种创新的电路电子实验室开放管理模式。将开放管理模式与传统管理模式进行比较，并对开放管理模式下电路电子实验室的使用情况进行跟踪记录，证明开放管理模式的可行性与优越性。

实验室管理；开放管理模式；电路电子；实验室智能管理系统；九孔板

电工电子实验中心（以下简称“中心”）是我校电学基础［1］实验的实践教学基地，1997年由电路实验室、电子技术实验室、电工学实验室合并而来，十几年来为全校工科学生提供电学基础实验实践［2］平台。由于其面向全校的性质导致其实验品种多，实验资源紧缺，管理难度大。

为提升实验室管理水平，给学生提供开放创新的实验室环境，2012年以来中心使用学校实验室智能管理系统［3］结合一系列实验器材的开放管理办法，探索出一种全新的实验室开放管理模式，为学生提供更加方便，开放的实验环境。

1 传统管理模式

在开放管理模式提出前，电路电子实验室一直采用封闭的管理模式［4］。实验室管理教师在上课前准备好该节实验课要用到的实验仪器和实验元件，学生除了这些实验器材以外，接触不到其他的实验器材。下课以后实验室上锁，一般情况下不允许学生进入实验。

长期以来，这样的管理模式确实保证了每堂实验课的有序开展，避免了实验器材的丢失和混乱，但这种管理模式的弊端是显而易见的。首先，学生被动地接受实验内容的设定，机械地完成实验手册上的实验步骤，没有发挥空间，限制了学生的创新思维；其次，学生对实验室管理教师的依赖性强，往往桌面上有什么元件就用什么元件，以往甚至出现多摆了2个元件学生就不知该如何搭建电路的情况；第三，实验室管理工作繁重，管理效率低，因为电路电子实验室每天的实验内容不同，实验教师需要回收上一节课的实验器材，再每一桌去准备下一节课的实验器材，每个电路电子实验室实验桌数都不少于36桌，工作量可想而知。

2 开放管理模式

为改善实验环境，为学生提供开放自主的实验条件，同时提高实验管理效率，中心提出一种电路电子实验室开放管理模式［5］。该模式主要利用东华大学实验室智能管理系统［6］进行实验室的监管，并结合一系列实验器材开放管理措施，使实验室管理由原来封闭死板的管理模式转化成开放灵活的管理模式。

2.1 东华大学实验室智能管理系统

东华大学实验室智能管理系统由硬件与软件两部分构成。硬件包括监控系统、门禁系统、考勤系统、电源控制系统；软件为东华大学实验室智能管理系统门户网站。

监控系统包括服务器和分布在各个实验室的监控摄像头，监控系统对实验室进行实时不间断的监控，清晰记录实验室的使用情况，并自动存储监控录像，可随时查看。监控系统不仅可以对学生的实验室使用行为进行监管，也可实时监视实验室的情况，起到防火、防水、防盗的作用。

门禁系统配合校园一卡通使用，每个人的校园一卡通可唯一识别其身份。实验室管理教师可给每个人设定权限，在设置时间段内有权限的人可以凭借本人校园一卡通打开实验室门禁，进入实验室。同时，门禁系统也能记录实验室人员的出入情况。

考勤系统配合学生的校园一卡通使用，上课前，学生用自己的校园一卡通在考勤机上刷卡考勤，考勤记录会实时传送到东华大学实验室智能管理系统的考勤数据平台，并储存。

电源控制系统由服务器和分布在每个实验桌的电源控制器构成，可通过东华大学实验室智能管理系统设定电源的供电时间，或者供电人权限。

东华大学实验室智能管理系统门户网站可实现教学计划排课，实验内容设置与管理，考勤数据查看与管理，实验室设置与实验设备管理，实验室预约与审核，实验室报表查看等。

将东华大学实验智能管理系统进行全面而合理的运用，在很大程度上提高了实验室的管理水平，使实验室管理模式朝着智能、开放、灵活的方向良性发展。

2.2 实验器材开放管理办法

为配合实验室开放管理模式，对原有元器件封闭式管理办法进行改革，开发出一种实验器材的开放管理办法，将实验器材开放给学生自由取用，并采用一定的监管措施使实验室依旧保持原有的有序程度。

实验器材中比较难以管理的是细碎的实验元件，如九孔板实验元件［7，8］等。九孔板实验元件（以下简称“元件”）是将实验用到的元器件封装在一个塑料壳中，元器件有用的引脚通过封装壳的金属引脚引出，塑料壳表面标明示意图，元件型号和标称值等。元件搭配九孔板使用，九孔板上由黑线连接的孔是电导通的，没有黑线连接的孔是断开的（如图1所示）。

图1 九孔板实验装置

九孔板的开放管理模式是将元件按顺序装在每一实验桌的抽屉中，让学生自己取用所需的元件，用好后放回抽屉中的规定位置。

以往曾经有过类似的改革尝试，但因学生无法记住元件的规定位置，且监管不到位，导致整理杂乱，新模式无法推行。针对这一问题，中心采取了一系列措施。一是用Microsoft Visio参照元件实物图（如图2所示），制作成“九孔板元件整理图”（以下简称“整理图”），如图3所示，固定在每个实验桌上，避免了学生遗忘元件位置的问题。二是制作“问题元件回收箱”用来放置有问题的元件，备用元件柜中放置备用元件，规定任何情况下不能挪用其他实验桌元件。三是制作“未整理实验桌公示栏”将未按规定整理实验桌的学生信息公示在实验室门口，每周更新，起到反馈和监管的作用。四是制定配套管理细则，一旦发现元件摆放顺序错误，元件丢失，元件多余等情况，一律扣除当节实验课中的一定比例分数。

图2 九孔板元件实物图

图3 九孔板元件整理图

由于操作简单，监管到位，实验器材的开放管理办法在一学年的试验中得到了成功，学生对实验元件的认识加深，能力强的学生在完成本节课规定的实验内容后能自主取用其他实验器材进行附加实验和设计型实验，保护了学生的创新性［9］，实现了一定程度的分层次教学［10］。同时，由于不用再对实验元件进行回收和放置，大大提高了实验室管理效率，也为课外实验室的开放提供了可能。

2.3 开放管理模式

实验室开放管理模式主要体现在教学计划内的实验室开放和教学计划外的学生自主实验两方面，利用东华大学实验室智能管理系统与全新的实验器材开放管理办法，中心在2个实验环节上都实现了开放管理，灵活管理，不仅为师生提供了自主创新的实验室环境，也提高了实验室管理的智能性和效率。电路电子实验室开放管理模式框架如图4所示。

图4 实验室开放管理模式

由图4可以看出，在实验室开放管理模式下，整个实验过程都是自主、自由的，没有过多的限制，学生的主动性得到保护，实验室的利用率也随之提高。

3 实验及数据分析

为验证电路电子实验室开放管理模式的可行性和有效性，在2013-2014第一学期对实施开放管理模式后的某实验室的使用情况进行了跟踪记录，该实验室有实验桌36桌，每桌可以容纳学生1～2人，每个实验桌配有全套实验仪器及实验器材。该实验室每节课的学生人数见表1。

表1 2013-2014第一学期每门课的学生人数

首先，为验证开放管理模式对于学生自主性和创新性的促进作用，详细记录了每节课完成附加实验或进行实验设计的学生人数（见表2），这个环节在传统管理模式下是没有的。

表2 完成附加实验或进行实验设计的学生人数

由表2可以看出，每个班每节课都有学生进行自主自发的实验，这证明为学生提供开放的实验环境是有意义的。

其次，为验证实验室开放管理模式对实验室利用率的提高作用，对课外时间该实验室的使用人数进行了统计，并与传统管理模式的人数进行对比。

表3 实验室课外使用人数

从表3中可以看出，开放管理模式很大程度上促进了学生的课外自主实验，给学生提供了更多的实验资源［11］。

最后，为测试实验器材开放管理办法的可行性和有效性，对该实验室中每节课未按规定整理实验器材的学生人数进行了精确统计，统计结果见表4。

表4 未按规定整理实验器材的学生人数

从表4可以看出，由于操作简单，监管到位，大部分学生可以在短时间内掌握元件的整理方法，自觉地按要求整理实验器材［12］，保证实验室的有序整洁，整理情况维持在比较好的水平，实验器材的开放管理办法是可行及有效的。

4 结束语

本文提出的电路电子实验室开放管理模式鼓励了学生的实验自主性，激发了学生的创新能力，提高了实验室的管理效率，是一次成功的实验室管理模式改革尝试。对实施开放管理模式的实验室进行的跟踪记录数据显示，该模式是可行及有效的。该管理模式已在本实验中心各电路电子实验室投入实施，成效显著。

［1］ 陈燕秀.高校电学基础课程实践教学改革研究［J］. 教育探索，2014（4）：29-30.

［2］ 华一村，燕帅.电工电子实验的逆向教学法研究［J］. 中国电力教育，2014（9）：121-122.

［3］ 吴文化.智能管理系统在高校实验室管理中的应用［J］.实验室研究与探索， 2014，33（11）：259-264.

［4］ 林卉.高校开放实验室的建设与管理［J］.实验技术与管理，2010，27（3）：152-155.

［5］ 芦颖.开放实验室在人才培养中的新作用［J］.中国现代教育装备，2015（11）：23-25.

［6］ 张丽莲.基于信息化手段的实验室管理模式探索［J］.实验室研究与探索，2010，29（7）：152-154.

［7］ 冯娟.开设“非线性电路混沌效应”实验的实践与探索［J］.中国电力教育，2014（2）：168-169.

［8］ 耿耀辉.风能发电物理实验教学探讨［J］.大学物理，2014，33（4）： 25-28.

［9］ 张金龙，柴海莉.创新人才培养模式的探索与实践［J］.实验技术与管理，2014，31（6）：27-29.

［10］ 吴佳莉.全纳教育理念下的英国分层教学探析［J］.中国特殊教育，2015（3）：3-8.

［11］ 李以明.地方高校实验资源优化配置的实践与探索［J］.实验技术与管理，2013，30（12）：228-230.

［12］ 黄耀丽.地方高校实验室开放过程管理探讨［J］.实验室研究与探索，2012，31（8）：408-413.

Exploration on Open Management Mode of Circuit Electronic Laboratory

Hua Yicun1ZhangJinglan2

1.College of Information Science and Technology， Donghua University， Shanghai， 201620， China
2. Weihai Chengli Junior High School， Weihai， 264200， China

In order to provide the students with an open experimental environment， promote their learner autonomy and innovation， and improve the management efficiency of the laboratory， the traditional management modeis reformed. By using laboratory intelligent management system and open management of experimental equipment， a new model of electronic laboratory open management is put forward. Through the comparison of open management mode and the traditional management mode and the recordation of the usage of electronic circuits and electronic laboratory under the open management mode， the feasibility and superiority of the open management mode is verifed.

management of laboratory； open management； circuitry electronics； Laboratory intelligent Management System； nine holes plate

2015-08-11

华一村，硕士，实验师。

模拟电子技术卓越计划（编号：104-03-0031011）；《数字电子技术课程设计》的精选、移植和扩展（编号：104-03-0007093）。