一种实验教学控制方法及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于实验教学【技术领域】，尤其涉及一种实验教学控制方法及其控制系统。该控制方法包括：(1)课程上传：将实验课选课计划上传至服务器；(2)用户注册：利用客户终端获得注册用户名；(3)实验预约：利用客户终端将预约请求发送给服务器，服务器接收该预约请求后查询数据库，如果可预约则发送预约成功信息给客户终端，并进行更新；(4)实验准备测评：在预约好的上课时间，利用客户终端进行实验准备测评；(5)实验开展：测评通过后在实验设备上完成实验步骤操作和实验数据记录，并撰写实验报告。本发明所提供的控制方法及其控制系统加强了学生自主管理能力和解决问题能力，对培养学生工程实践能力和创新意识具有积极意义。
【专利说明】一种实验教学控制方法及其控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于实验教学【技术领域】，尤其涉及一种实验教学控制方法及其控制系统。
【背景技术】
[0002] 当前实验教学过程中，普遍存在以下几点问题。首先，在实验教学方式上，普遍采 用的是老师把实验原理、实验步骤、实验设备详细地给学生做讲解。学生机械地重复老师的 操作过程，记录下相应实验数据。然而，这种做法通常导致学生上课前不主动预习，上课过 程中也不主动思考，完全被动填鸭式接受。其次，实验数据处理过程和实验报告抄袭现象非 常严重。这种实验模式下学生虽有动手操作机会，但学生做完大量实验之后，仍不知道怎么 去观察问题、分析问题，部分学生甚至连基本的仪器还都不会选用。在很大程度上影响了学 生的实践能力和创新能力培养，削弱学生主动学习的积极性和学习效果。其次在教学设备 上，实验设备可操作性不强，设备自身的保护系统不完善，电流、电加热功率等容易超调，造 成实验设备损坏。
【发明内容】
[0003] (一）要解决的技术问题
[0004] 本发明的一个目的是提供一种实验教学控制方法，以提高学生的实践能力和创新 能力，提高学生主动学习的积极性和学习效果。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种实验教学控制系统。
[0006] (二）技术方案
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种实验教学控制方法，包括以下步 骤：
[0008] (1)课程上传：将实验课选课计划上传至服务器的选课模块；
[0009] (2)用户注册：利用客户终端填写基本信息以获得注册用户名；
[0010] (3)实验预约：利用客户终端将预约请求发送给服务器，该请求包含用户信息和 上课时间；服务器接收该预约请求后查询数据库确认实验设备在该上课时间是否空闲，如 果空闲则发送预约成功信息给客户终端，并将选课预约信息进行更新；
[0011] (4)实验准备测评：在预约好的上课时间，利用客户终端进行实验准备测评；
[0012] (5)实验开展：测评通过后在实验设备上完成实验步骤操作和实验数据记录，并 撰写实验报告。
[0013] 优选地，在步骤（5)中，实验数据自动上传至服务器，并存储在数据库中。
[0014] 优选地，在步骤（5)中，实验报告通过客户终端撰写并上传至服务器，并存储在数 据库中。
[0015] 优选地，还包括通过与服务器连接的监控装置监控实验操作过程并将监控信息上 传至服务器的步骤。
[0016] 优选地，还包括步骤：
[0017] (6)成绩评定：利用客户终端采集数据库中存储的监控信息、实验数据、实验报 告，给出实验成绩。
[0018] 优选地，在步骤（3)和（4)之间还包括利用客户终端向服务器的取消预约模块发 送取消指令，以取消预约。
[0019] 本发明提供了一种自助式实验教学控制系统，包括服务器、与服务器通过互联网 通信连接的客户端以及实验设备，服务器包含：
[0020] 用户注册模块，用于根据用户填写的基本信息获得注册用户名；
[0021] 教务管理模块，包含用于向服务器上传实验课选课计划的选课模块，以及通过客 户端预约实验课程的预约模块；
[0022] 数据库，包含用于存储更新的选课预约信息子数据库以及实验准备测评题目子数 据库；
[0023] 实验准备测评模块，用于从实验准备测评题目子数据库随机抽取试题对实验人员 进行实验准备测评。
[0024] 优选地，实验设备与服务器通信连接，以将实验操作过程中的实验数据上传至服 务器的数据库。
[0025] 优选地，还设置有与服务器通信连接的监控器，用于监控实验操作过程并将监控 信息上传至服务器的数据库。
[0026] 优选地，教务管理模块还包含通过客户端取消预约实验课程的取消预约模块。 [0027](三）有益效果
[0028] 上述技术方案提供的实验教学控制方法及其控制系统，首先根据教学安排完成实 验预约，预约个人上课时间，在预约的上课时间，学生需要先进行实验准备测评，只有通过 测评才有资格继续完成实验课，使得学生在实验课前主动预习，在实验过程中能够主动思 考，因而加强了学生自主管理能力和解决问题能力，可有效避免目前实验教学过程中学生 不主动预习、不主动思考、被动填鸭式接受，对培养学生工程实践能力和创新意识具有积极 意义。此外，通过将实验设备与服务器连接，以将实验数据上传至服务器，并通过客户终端 将实验报告上传至服务器，让学生当场完成实验报告，从而避免了实验报告抄袭现象。进一 步地，通过在实验设备上设置安全装置，保证学生在正常实验操作过程中无任何安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为根据本发明的一种实验教学控制方法的流程图；
[0030] 图2为根据本发明的一种实验教学管理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例 用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0032] 图1为根据本发明的实验教学控制方法的流程图。如图1所示，该控制方法包括 以下步骤：
[0033] (1)课程上传：教务管理部门按照教学计划将实验课排课计划上传至服务器的选 课模块；
[0034] (2)用户注册：实验人员利用客户终端填写基本信息以获得注册用户名；
[0035] (3)实验预约：实验人员在规定时间内根据排课计划预约自己的上课时间；具体 地，利用客户终端将预约请求发送给服务器，该请求包含用户信息和上课时间；服务器接收 该预约请求后查询数据库确认实验设备在该上课时间是否空闲，如果空闲则发送预约成功 信息给客户终端，并将选课预约信息进行更新，如果非空闲则发送预约不成功请重新预约 信息给客户终端；
[0036] (4)实验准备测评：在预约好的上课时间，实验人员要先利用客户终端进行实验 准备测评，测评通过后方可以进行实验，测评不通过则需要重新进行实验预约；通过实验准 备测评使得学生在实验课前主动预习，在实验过程中能够主动思考，因而加强了学生自主 管理能力和解决问题能力，可有效避免目前实验教学过程中学生不主动预习、不主动思考、 被动填鸭式接受，对培养学生工程实践能力和创新意识具有积极意义。
[0037] (5)实验开展：通过实验准备测评的实验人员利用实验设备进行实验操作，在实 验前，实验教师先对实验项目和内容做简单讲解，然后由实验人员自己完成具体的实验步 骤和实验数据记录。优选地，实验数据可通过将实验设备与服务器通信连接，从而实时自动 上传至服务器，并存储在数据库中。类似地，实验报告通过客户终端现场撰写并当场上传至 服务器，并存储在数据库中，以避免实验人员互相抄袭。
[0038] 优选地，实验过程由与服务器连接的监控器全程录像监控，且监控内容上传至服 务器，并可显示在管理员监视窗或存储在数据库中，以便为实验教师在给定学生实验课程 平时成绩提供参考依据。
[0039] 进一步地，该方法还包括步骤（6)成绩评定：实验教师利用客户终端，并根据学生 实验过程中的表现、实验数据、实验报告等参考依据，给出实验成绩，对实验结果正确的学 生通知下课，对实验结果不正确的学生通告错误，让学生重新实验。也可以在实验课结束后 实验教师利用客户终端调取数据库中学生实验过程中的监控信息、实验数据、实验报告等 参考依据，给出实验成绩，并自动生成实验成绩报表，并上传至服务器的数据库，然后由学 生从客户终端查询自己的实验成绩，成绩不合格的学生可重新预约上课时间。
[0040] 需要说明的是，实验教师也可不通过客户终端，直接通过现场观察学生实验过程 中的表现、实验数据以及实验报告等给出实验成绩。
[0041] 图2为根据本发明的实验教学控制系统的一个实施例的示意图。如图2所示，该 控制系统包括服务器1台、分别与服务器通过互联网通信连接的Μ个客户端以及N个实验 设备，其中客户端采用计算机。
[0042] 具体地，服务器包含：
[0043] (1)用户注册模块，用于根据用户填写的基本信息获得注册用户名。
[0044] (2)教务管理模块，包含用于向服务器上传实验排课计划的选课模块，实验管理人 员按照教学计划将实验课排课计划上传至服务器的选课模块中，其中排课计划具体包括实 验项目、上课时间、上课地点和限定人数。教务管理模块还包含通过客户端预约实验课程的 预约模块，实验者通过客户端，并根据排课计划预约自己的上课时间。
[0045] (3)数据库，包含用于存储更新的选课预约信息子数据库以及实验准备测评题库 子数据库。
[0046] (4)实验准备测评模块，用于用于从实验准备测评题目子数据库随机抽取试题对 实验人员进行实验准备测评。并设定合格成绩，例如考评总成绩的80%作为合格成绩。实 验准备测评题目主要为与待做实验有关的实验目的、实验原理、实验设备和实验操作步骤 等，以客观题为主。
[0047] 此外，实验设备与服务器通信连接，以将实验操作过程中的实验数据上传至服务 器的数据库。
[0048] 此外，该控制系统还包括与服务器通过通讯接口通信连接的监控器，用于监控实 验操作过程并将监控信息上传至服务器的数据库。该通讯接口可采用串口或并口。
[0049] 此外，教务管理模块还包含通过客户端取消预约实验课程的取消预约模块。
[0050] 为了保证学生在正常实验操作过程中无任何安全隐患，在实验设备上设置有安全 装置。例如用于超压保护、过热保护、短路保护、过流保护的安全装置，具体安全装置的选取 应根据设备的具体情况而定。
[0051] 以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技 术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和 变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种实验教学控制方法，包括以下步骤： (1) 课程上传：将实验课选课计划上传至服务器的选课模块； (2) 用户注册：利用客户终端填写基本信息以获得注册用户名； (3) 实验预约：利用客户终端将预约请求发送给服务器，该请求包含用户信息和上课 时间；服务器接收该预约请求后查询数据库确认实验设备在该上课时间是否空闲，如果空 闲则发送预约成功信息给客户终端，并将选课预约信息进行更新； (4) 实验准备测评：在预约好的上课时间，利用客户终端进行实验准备测评； (5) 实验开展：测评通过后在实验设备上完成实验步骤操作和实验数据记录，并撰写 实验报告。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，在步骤（5)中，实验数据自动上传至服务器，并存 储在数据库中。
3. 根据权利要求2所述的控制方法，在步骤（5)中，实验报告通过客户终端现场撰写并 上传至服务器，并存储在数据库中。
4. 根据权利要求3所述的控制方法，还包括通过与服务器连接的监控装置监控实验操 作过程并将监控信息上传至服务器的步骤。
5. 根据权利要求4所述的控制方法，还包括步骤： (6) 成绩评定：利用客户终端采集数据库中存储的监控信息、实验数据、实验报告，给 出实验成绩。
6. 根据权利要求1所述的控制方法，在步骤⑶和⑷之间还包括利用客户终端向服 务器的取消预约模块发送取消指令，以取消预约。
7. -种自助式实验教学控制系统，包括服务器、与服务器通过互联网通信连接的客户 端以及实验设备，服务器包含： 用户注册模块，用于根据用户填写的基本信息获得注册用户名； 教务管理模块，包含用于向服务器上传实验课选课计划的选课模块，以及通过客户端 预约实验课程的预约模块； 数据库，包含用于存储更新的选课预约信息子数据库以及实验准备测评题目子数据 库； 实验准备测评模块，用于从实验准备测评题目子数据库随机抽取试题对实验人员进行 实验准备测评。
8. 根据权利要求7所述的控制系统，实验设备与服务器通信连接，以将实验操作过程 中的实验数据上传至服务器的数据库。
9. 根据权利要求8所述的控制系统，还设置有与服务器通信连接的监控器，用于监控 实验操作过程并将监控信息上传至服务器的数据库。
10. 根据权利要求9所述的控制系统，教务管理模块还包含通过客户端取消预约实验 课程的取消预约模块。
【文档编号】G06Q50/20GK104112244SQ201410338757
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】田昌 申请人:上海理工大学