時(shí)間：2022-02-19 19:23:18
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實(shí)驗(yàn)室方案設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)室鑰匙控制柜是基于嵌入式STM32硬件而設(shè)計(jì)的，主要包括STM32F103ZET6中央控制器模塊，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信模塊，指紋采集模塊，電磁鎖驅(qū)動(dòng)模塊。
1.2嵌入式處理器
STM32嵌入式處理器是ST公司基于ARMCrotex-M3內(nèi)核的STM32F103ZET6STM32嵌入式處理，該處理器運(yùn)行最快速度能夠達(dá)到72MHz。內(nèi)部集成了512K的閃存程序存儲(chǔ)器，以及高達(dá)64K字節(jié)的SRAM，支持睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式。根據(jù)STM32數(shù)據(jù)手冊(cè)，該處理器在IO方面多大112個(gè)快速I(mǎi)O，所有IO都支持中斷處理，同時(shí)還配有13個(gè)通信接口，內(nèi)部集成了5個(gè)USART接口、3個(gè)SPI接口、2個(gè)I2C接口、1個(gè)SDIO接口，F(xiàn)SMC和USB接口。這些豐富的外設(shè)資源使得這款芯片非常適合與本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，同時(shí)又提供了非常方便的后續(xù)升級(jí)和維護(hù)。
1.3指紋驗(yàn)證
模塊驗(yàn)證正確的時(shí)候，鑰匙柜自動(dòng)打開(kāi)電磁鎖，教師便從柜子里面拿取實(shí)驗(yàn)室鑰匙柜的鑰匙。管理員也可以通過(guò)指紋驗(yàn)證進(jìn)入系統(tǒng)，對(duì)鑰匙柜進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。本系統(tǒng)采用的FM-180指紋采集塊，F(xiàn)M-180屬于高亮背景光學(xué)頭指紋識(shí)別設(shè)備，采用光學(xué)指紋傳感器，由高性能DSP處理器和FLASH等芯片構(gòu)成，具有指紋圖像處理、模板提取、模板匹配、指紋搜索和模板存儲(chǔ)等項(xiàng)功能。指紋采集塊和STM32是通過(guò)USART1來(lái)通信的，雙方的通信按照通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。STM32的指令、模塊的應(yīng)答以及數(shù)據(jù)交換都是按照規(guī)定格式的數(shù)據(jù)包來(lái)進(jìn)行的。主機(jī)必須按照通信協(xié)議要發(fā)送的指令或數(shù)據(jù)，也必須按協(xié)議解析收到的數(shù)據(jù)包。
1.4網(wǎng)絡(luò)模塊
本系統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模塊，主要是向管理服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)和報(bào)表。將數(shù)據(jù)正確發(fā)送到以太網(wǎng)、將以太網(wǎng)上的數(shù)據(jù)正確接收到是本網(wǎng)絡(luò)模塊的關(guān)鍵。要在以太網(wǎng)上正確傳輸數(shù)據(jù)，使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是必不可少的，而TCP/IP協(xié)議是首選。使用完整的TCP/IP協(xié)議當(dāng)然能夠?qū)崿F(xiàn)上述要求，但由于本系統(tǒng)使用了嵌入式硬件和軟件系統(tǒng)，其資源有限，因此必須對(duì)協(xié)議進(jìn)行精簡(jiǎn)。所以，本系統(tǒng)要針對(duì)STM32嵌入式硬件進(jìn)行TCP/IP協(xié)議的嵌入以及設(shè)計(jì)應(yīng)用層的協(xié)議。目前基于STM32嵌入式控制器的以太網(wǎng)設(shè)計(jì)都是嵌入是UIP協(xié)議。UIP是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議組件的一個(gè)非常重要的部分，UIP的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是保持代碼大小和存儲(chǔ)器的使用量最小。UIP代碼的大小和RAM的需求比其他一般的TCP/IP棧要小很多。所以本系統(tǒng)中使用UIP協(xié)議棧。
1.5GUI模塊
本系統(tǒng)中鑰匙柜終端的操作界面都是基于觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括狀態(tài)的顯示，信息的輸入，系統(tǒng)設(shè)置輸入等都是通過(guò)觸摸屏交互。鑰匙柜端使用的觸摸屏分辨是240*320，顯示效果細(xì)膩、清晰。該TFT屏的控制是通過(guò)STM32的FSMC接口，再配合嵌入式圖形軟件uC/GUI，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易明了的終端控制界面。
1.6電磁鎖驅(qū)動(dòng)模塊
本系統(tǒng)選用的電磁鎖為瞬間通電，耗電省，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。電磁鎖工作參數(shù)是：工作電壓12V，允許電流600mA，通電工作時(shí)間小于1S，允許通電最大時(shí)間10S，插銷(xiāo)長(zhǎng)度為10mm。綜合以上電磁鎖工作條件，本系統(tǒng)中STM32的GPIO口輸出電流有限，因此需要加一級(jí)電流增強(qiáng)，所以利用GPIO控制小功率晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁鎖，實(shí)現(xiàn)電磁鎖的開(kāi)關(guān)。GPIO通過(guò)限流電阻接到NPN晶體管的基極，晶體管的集電極接電磁鎖，使用12V電源。當(dāng)GPIO輸出高電平時(shí)晶體管導(dǎo)通，電磁鎖有電流流過(guò)，驅(qū)動(dòng)插銷(xiāo)工作，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。
1.7攝像頭模塊
本系統(tǒng)采用OV7670攝像頭模塊。OV7670是OV公司生產(chǎn)的一顆1/6寸的CMOSVGA圖像傳感器。該傳感器體積小、工作電壓低，提供單片VGA攝像頭和影像處理器的所有功能。通過(guò)SCCB總線控制，可以輸出整幀、子采樣、取窗口等方式的各種分辨率8位影像數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品VGA圖像最高達(dá)到30幀/秒。用戶(hù)可以完全控制圖像質(zhì)量、數(shù)據(jù)格式和傳輸方式。該圖像傳感器應(yīng)用獨(dú)有的傳感器技術(shù)，通過(guò)減少或消除光學(xué)或電子缺陷如固定圖案噪聲、托尾、浮散等，提高圖像質(zhì)量，得到清晰的穩(wěn)定的彩色圖像。
1.8數(shù)據(jù)報(bào)表
實(shí)驗(yàn)室管理軟件在每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)都必須生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表，以記錄實(shí)驗(yàn)室使用的具體情況。數(shù)據(jù)報(bào)表保存在服務(wù)器的硬盤(pán)空間內(nèi)，以便隨時(shí)可以查看。
2結(jié)論
關(guān)鍵詞：食品藥品檢驗(yàn)所科研實(shí)驗(yàn)辦公建筑共享空間行業(yè)特色工藝系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
項(xiàng)目概況
廣東省食品藥品檢驗(yàn)所遷址項(xiàng)目位于廣州市蘿崗區(qū)科學(xué)城首期用地中的生物醫(yī)藥片區(qū)，用地周邊已形成濃厚的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)氛圍，已建成的生物技術(shù)類(lèi)產(chǎn)業(yè)園有達(dá)安基因，揚(yáng)子江藥業(yè)，香雪制藥等。項(xiàng)目規(guī)劃用地北臨神舟路，東靠崖鷹石路，周邊景觀資源豐富，北臨翠綠的荔枝山，東畔烏涌綠道，南望秀麗的珠山。項(xiàng)目規(guī)劃用地面積1.05萬(wàn)平方米，總建筑面積3.1萬(wàn)平方米，建筑地上11層，地下2層，建筑總高度71.4米。
總平面設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目由于用地緊張，為建筑單體建設(shè)。建筑形態(tài)規(guī)劃為一個(gè)面向北側(cè)主干道的U字形，由主樓和東西裙樓組成，建筑采用基本對(duì)稱(chēng)的布局。東西裙樓和主樓之間形成一個(gè)空間較寬裕的前廣場(chǎng)，并通過(guò)一個(gè)下沉花園和空中連廊構(gòu)成立體聯(lián)系，組成一個(gè)整體。
場(chǎng)地規(guī)劃兩個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)出入口分別與北面和東面的市政道路連通，用地內(nèi)建筑四周沿用地紅線均設(shè)有6米寬的內(nèi)部交通和消防環(huán)路，滿足內(nèi)部交通順暢和消防撲救的要求。
功能分區(qū)與流線
本項(xiàng)目功能主要由三部分組成，對(duì)應(yīng)建筑形態(tài)的三個(gè)體量：
主樓主要是理化類(lèi)檢驗(yàn)檢測(cè)用房，包括5-11層的十二個(gè)檢驗(yàn)科室，主樓第4層架空作為集中新風(fēng)空調(diào)機(jī)房設(shè)備層；西裙樓主要是生物類(lèi)檢驗(yàn)檢測(cè)用房，包括無(wú)菌/微生物實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)用房，與之有密切聯(lián)系的微生物和藥理毒理這兩個(gè)科室就布置在相對(duì)應(yīng)樓層的主樓部分；東裙樓主要是業(yè)務(wù)辦公類(lèi)用房，包括業(yè)務(wù)受理、行政辦公、多功能報(bào)告廳、圖書(shū)資料和綜合檔案等功能。
以上功能分區(qū)和流線設(shè)計(jì)都是基于“相對(duì)集中，分區(qū)管理，聯(lián)系便捷”的原則，同時(shí)也考慮不同功能對(duì)層高的要求，特別是對(duì)東裙樓各樓層功能和層高進(jìn)行合理優(yōu)化，高效組織，使得東西裙樓雖層數(shù)不同但建筑高度一致，形成整個(gè)建筑體量東西均衡的態(tài)勢(shì)。
共享空間
主樓建筑空間設(shè)計(jì)遵循科學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則，以人為本，認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)辦公中人的行為模式，在滿足科研人員正常實(shí)驗(yàn)檢測(cè)工作的前提下，提供盡可能多的正式（學(xué)術(shù)會(huì)議室）和非正式（茶休區(qū)）交流空間。由于總建設(shè)面積有限而檢驗(yàn)科室數(shù)量又較多，不可能每個(gè)科室或每個(gè)樓層都單獨(dú)配備這種交流空間，因此需要以一種共享的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此來(lái)鼓勵(lì)各科室科研人員之間的交流和探討專(zhuān)業(yè)或非專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。
方案設(shè)計(jì)中充分利用主樓實(shí)驗(yàn)室5.1米層高的有利條件，對(duì)學(xué)術(shù)會(huì)議室和茶休交流區(qū)的層高進(jìn)行重新分配，并與主樓樓層錯(cuò)開(kāi)。然后將一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議室和一個(gè)茶休交流區(qū)作為一個(gè)共享空間單元，設(shè)置不同形式樓梯的交替轉(zhuǎn)換，各自為鄰近的上下兩個(gè)樓層（三或四個(gè)科室）服務(wù)，讓主樓每個(gè)樓層對(duì)鄰近共享單元里的兩個(gè)空間元素都能做到“可見(jiàn)且易達(dá)”，實(shí)現(xiàn)真正意義上的空間共享，提高空間利用率，節(jié)約建設(shè)面積。
立體綠化景觀
本項(xiàng)目主立面正對(duì)北側(cè)神舟路，為了能給周邊環(huán)境營(yíng)造一種和諧舒適的氛圍，在用地相對(duì)緊張的前提下，規(guī)劃方案的北側(cè)建筑輪廓仍退讓規(guī)劃神舟路一側(cè)的用地紅線27米，形成一個(gè)空間較寬裕的綠化景觀廣場(chǎng)，大大削弱高層建筑體量對(duì)神舟路的壓迫感，營(yíng)造良好的城市空間節(jié)點(diǎn)。
結(jié)合廣州市的氣候特點(diǎn)，在主樓與東西裙樓之間設(shè)計(jì)一個(gè)下沉花園，可以將自然光線和通風(fēng)引入地下一層，降低建筑能耗。下沉花園中種植適宜的棕櫚樹(shù)陣，四周?chē)蠅w上設(shè)計(jì)成垂直綠化墻，實(shí)現(xiàn)立體化多樣化的綠化系統(tǒng)，營(yíng)造充滿綠意的科研檢測(cè)和辦公環(huán)境。
建筑立面設(shè)計(jì)
建筑立面設(shè)計(jì)概念是從檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種分析方法——色譜分析法的結(jié)果“色譜條碼”的形態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)提煉演化出相應(yīng)的建筑立面元素，由此自然而然演化出建筑的立面方案，再配合莊重典雅的建筑體量，最終形成的建筑立面方案既體現(xiàn)了檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)的特色，又表達(dá)出與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)尚氣息，同時(shí)也不失政府檢測(cè)機(jī)構(gòu)的莊重典雅之韻。
建筑由三個(gè)體量組成，為了在主干道神舟路一側(cè)形成一個(gè)完整的建筑形象，方案通過(guò)門(mén)樓構(gòu)架和前廣場(chǎng)灰空間將三個(gè)建筑體量融為一個(gè)整體，形成一個(gè)完整的立面形象，再搭配主樓現(xiàn)代時(shí)尚、活潑跳躍的立面元素，最終在科學(xué)城生物醫(yī)藥片區(qū)中塑造一個(gè)有行業(yè)特色的標(biāo)志性建筑。
工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
不同于一般民用建筑，本項(xiàng)目作為一個(gè)具有理化和生物檢測(cè)功能的科研實(shí)驗(yàn)辦公綜合建筑，對(duì)各個(gè)設(shè)備系統(tǒng)都有特殊的工藝要求，比如空氣潔凈度的控制、恒溫恒濕的要求、高換氣次數(shù)和全新風(fēng)的要求，等等。這些工藝系統(tǒng)的概念方案在建筑方案設(shè)計(jì)階段就要預(yù)先有所考慮。其中最主要的是實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的概念方案設(shè)計(jì)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室通風(fēng)和普通民用建筑的舒適性空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計(jì)要求不同，其通風(fēng)主要解決的問(wèn)題是減少實(shí)驗(yàn)人員暴露在危險(xiǎn)空氣下的可能，在確保人員身體健康和實(shí)驗(yàn)安全的前提下提供舒適的工作環(huán)境。
本項(xiàng)目中的通風(fēng)系統(tǒng)概念方案主要由兩部分組成：
實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)——通過(guò)各個(gè)就近的排風(fēng)豎井從下往上，由屋頂抽風(fēng)機(jī)組機(jī)械抽排，其中有化學(xué)危害和生物危害的氣體還需要經(jīng)過(guò)除毒后再排放到大氣中。
實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)系統(tǒng)——主樓第4層架空，作為整個(gè)建筑集中新風(fēng)空調(diào)的設(shè)備層，通過(guò)主樓兩端的新風(fēng)豎井分別往上和往下送到各個(gè)實(shí)驗(yàn)樓層，再分別經(jīng)由水平風(fēng)管送至各個(gè)實(shí)驗(yàn)室。其中有潔凈度要求的實(shí)驗(yàn)室還需經(jīng)過(guò)凈化后單獨(dú)送風(fēng)。另外架空層還能解決第3層實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)用房的空調(diào)系統(tǒng)需要單獨(dú)設(shè)置、自成系統(tǒng)的問(wèn)題。這些系統(tǒng)概念是區(qū)別于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有其他類(lèi)似工程，本項(xiàng)目所獨(dú)有的特點(diǎn)。
一、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，以學(xué)生為主體
實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的核心，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生處于被動(dòng)的地位，導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造欲望，限制了學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須讓學(xué)生處于主體地位，將過(guò)去以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)參與轉(zhuǎn)變?yōu)橐越處煘橹鲗?dǎo)，學(xué)生為主體，師生共同探索的方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的極積性和主觀能動(dòng)性，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的大學(xué)生。
二、改革材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及體系
傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容有低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、直梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)為力學(xué)物理量和性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。直梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)為應(yīng)力驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生加深、鞏固理論知識(shí)的理解和掌握是有必要的，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，較少涉及工程實(shí)際問(wèn)題，沒(méi)有展示出現(xiàn)代工程技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力作用不大。要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，必須改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并把實(shí)驗(yàn)分為基本型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層面。
基本型實(shí)驗(yàn)以了解材料的力學(xué)性能為知識(shí)重點(diǎn)，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力，它是后續(xù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。基本型實(shí)驗(yàn)可保留必要的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但要提高實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)，做到在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的思考性、啟發(fā)性和實(shí)用性的同時(shí)讓學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。比如：作為基本型的拉伸實(shí)驗(yàn)不能只限于低碳鋼拉伸，要將其擴(kuò)充為低碳鋼、鑄鐵、鋁合金、復(fù)合材料等多種與當(dāng)今工程應(yīng)用密切有關(guān)的典型材料的拉伸，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生分組親手完成各自不同材料的拉伸實(shí)驗(yàn)。這樣，在同樣實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下，通過(guò)提高實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)，達(dá)到了擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)作用的目的。
綜合型實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和延續(xù)，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能、綜合應(yīng)用力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和有關(guān)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。綜合型實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)在綜合上，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以是本課程各部分的綜合，也可以是不同課程內(nèi)容的綜合，但切不可是幾個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的疊加，綜合型實(shí)驗(yàn)也可通過(guò)改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)做，比如：梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，過(guò)去是一根矩形直梁，它的應(yīng)力分布材料力學(xué)教材已詳細(xì)介紹，對(duì)它的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果學(xué)生是已知的，這樣的實(shí)驗(yàn)不能培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。現(xiàn)把這個(gè)實(shí)驗(yàn)改為復(fù)合梁應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)，就得到了綜合型實(shí)驗(yàn)。由下述表1驗(yàn)證方法可知直梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)只是一個(gè)單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但在不需要增添設(shè)備的情況下將它改為復(fù)合梁應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)，就成了綜合型實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中綜合應(yīng)用了組合變形、應(yīng)力與應(yīng)變分析知識(shí)和平衡條件、變形協(xié)調(diào)方程以及實(shí)驗(yàn)技能和結(jié)果等，充分體現(xiàn)了綜合型實(shí)驗(yàn)的綜合性，培養(yǎng)了學(xué)生把各相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通和綜合利用的能力，同時(shí)也能培養(yǎng)他們的綜合實(shí)驗(yàn)技能，這些是培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)不可缺少的。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以工程實(shí)際或模擬工程實(shí)際為背景，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合的工程分析能力，是提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的重要途徑，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性也非常重要。在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，要充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性，所有實(shí)驗(yàn)都應(yīng)由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行實(shí)施、自行檢測(cè)、自行分析處理。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)通常選各類(lèi)支承壓桿穩(wěn)定性分析。壓桿在工程實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛，其穩(wěn)定性極其重要，大家知道工程結(jié)構(gòu)由于失穩(wěn)而破壞往往是突發(fā)的，并會(huì)造成災(zāi)難性的后果，因此，通過(guò)這樣的實(shí)例要求學(xué)生對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題要有足夠的重視，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生要結(jié)合工程實(shí)際自擬題目，題目確定后，學(xué)生要模擬工程結(jié)構(gòu)自制模型、擬定實(shí)驗(yàn)方案，然后進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性側(cè)試及有關(guān)的計(jì)算研究，整過(guò)過(guò)程都由學(xué)生自行設(shè)計(jì)獨(dú)立完成，這就是一個(gè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。這種高度的自主實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的探索興趣，當(dāng)有問(wèn)題時(shí)學(xué)生們會(huì)主動(dòng)查閱資料模索解決的辦法，鍛煉了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也加強(qiáng)和鞏固了有關(guān)壓桿穩(wěn)定性方面的理論知識(shí)，綜合素質(zhì)得到顯著的提高。
三、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、管理體制和運(yùn)行機(jī)制
傳統(tǒng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上采用的是一種封閉的教學(xué)思想、陳舊的教學(xué)方法、落后的實(shí)驗(yàn)手段，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生沒(méi)有主動(dòng)權(quán)，大家一哄而上、一哄而下，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合能力的提高，對(duì)此，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)室的管理體制和運(yùn)行機(jī)制作如下改革。
（一）將現(xiàn)代化教學(xué)手段運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
要建立以能力培養(yǎng)為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，充分利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)手段是必不可少的。對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師可開(kāi)發(fā)網(wǎng)上“實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)”，該系統(tǒng)至少包括師生互動(dòng)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)預(yù)約子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)都有其獨(dú)特的作用。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)子系統(tǒng)：將材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做成多媒體課件掛在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)子系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生可通過(guò)該子系統(tǒng)預(yù)先學(xué)習(xí)到各實(shí)驗(yàn)的有關(guān)知識(shí)，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備（包括它的結(jié)構(gòu)和工作原理）、實(shí)驗(yàn)基本方法、常用量具的使用，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等，這些內(nèi)容通過(guò)聲音、文字、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等多種形式在屏幕上生動(dòng)、具體的表現(xiàn)出來(lái)以后，能很快吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，從而使學(xué)生很快地掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作技能和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的要點(diǎn)和難點(diǎn)，為實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作作好準(zhǔn)備。通過(guò)該系統(tǒng)還可以將一些工程項(xiàng)目的材料力學(xué)性能和應(yīng)力分析測(cè)試的動(dòng)畫(huà)、材料力學(xué)的擴(kuò)充性實(shí)驗(yàn)錄象和材料力學(xué)在工程實(shí)際應(yīng)用的最新信息等等展現(xiàn)給學(xué)生，開(kāi)闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生更大的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神；實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)子系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)子系統(tǒng)可用來(lái)輔助進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，該子系統(tǒng)程序可以仿真、檢查、判斷實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是否正確，若實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)有誤，子系統(tǒng)會(huì)指出錯(cuò)誤出在哪，直到設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案正確為止。此系統(tǒng)學(xué)生還可用來(lái)反復(fù)操作煅練自己的設(shè)計(jì)思想、創(chuàng)新思維；實(shí)驗(yàn)預(yù)約子系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)方案正確無(wú)誤后，可通過(guò)該子系統(tǒng)預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和時(shí)間。將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中后突出的特點(diǎn)有：（1）學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自主地來(lái)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生所處的被動(dòng)地位；（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)講解和過(guò)程的模擬仿真解決了傳統(tǒng)黑板講解無(wú)法講清的問(wèn)題，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得生動(dòng)活潑；（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)子系統(tǒng)不僅能將學(xué)生的創(chuàng)造性思維發(fā)揮到極至，還能填補(bǔ)因?qū)嶒?yàn)條件、設(shè)備限制做不到的擴(kuò)充性實(shí)驗(yàn)，為個(gè)性化發(fā)展的學(xué)生創(chuàng)造了條件。
（二）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供方便
開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室就是給學(xué)生提供一個(gè)寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)時(shí)間、空間、內(nèi)容和過(guò)程都有選擇。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放后，學(xué)生的自主性、創(chuàng)造性才能得到體現(xiàn)。我們嘗試的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程步驟如下：
第一步：選題。學(xué)生根據(jù)學(xué)校指導(dǎo)性要求確定自己的基本型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
第二步：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確定后，要求學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)資料，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（結(jié)構(gòu)和工作原理）、實(shí)驗(yàn)基本方法、常用量具的使用、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等。
以上兩項(xiàng)涉及的資料校園網(wǎng)“實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)子系統(tǒng)都有提供。
第三步：查閱資料。由于綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)有很多知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有現(xiàn)成結(jié)果，學(xué)生要完成這些實(shí)驗(yàn)就必須自己去查閱相關(guān)資料進(jìn)行分析。
第四步：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)前面的準(zhǔn)備，對(duì)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
第五步：檢查論證設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好后，必須經(jīng)過(guò)校園網(wǎng)“實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)子系統(tǒng)檢查論證是否正確，正確進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，如果錯(cuò)誤返回到查閱資料步驟，進(jìn)一步查閱資料找出問(wèn)題從新設(shè)計(jì)，直到正確。在這過(guò)程中，也可通過(guò)網(wǎng)上師生互動(dòng)平臺(tái)與教師交流獲取幫助。
第六步：預(yù)約實(shí)驗(yàn)。通過(guò)以上各步驟學(xué)生已初步具備實(shí)際實(shí)驗(yàn)的條件，就可將有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料通過(guò)校園網(wǎng)“實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)”中的實(shí)驗(yàn)預(yù)約子系統(tǒng)提交并預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，學(xué)校對(duì)具體實(shí)驗(yàn)的時(shí)間只作彈性控制。
第七步：具體實(shí)施。按約定的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的順序?yàn)榛A(chǔ)型綜合型設(shè)計(jì)型，如果實(shí)驗(yàn)做完后還有疑問(wèn)，可在3-5天內(nèi)隨時(shí)再做。
第八步：實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)操作完后，要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告整過(guò)實(shí)驗(yàn)才算完成。
實(shí)踐證明，這種具有時(shí)間、空間、內(nèi)容和過(guò)程都開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)，能全面提升學(xué)生獨(dú)立思考的能力、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。
（三）建立材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核制度
由于傳統(tǒng)的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課附屬于其理論課，實(shí)驗(yàn)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)考，只在理論課考核時(shí)，有極少實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。為了激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，建立一個(gè)既與理論教學(xué)相匹配，又有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的實(shí)驗(yàn)體系，應(yīng)對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行單獨(dú)考核，辦法如下：
1.材料力學(xué)課程的總評(píng)成績(jī)由課程實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)和課程理論期末考核成績(jī)兩部分組成，實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的30%，期末理論考核成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的70%。為進(jìn)一步體現(xiàn)對(duì)于實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的強(qiáng)調(diào)，可以要求實(shí)驗(yàn)不及格者無(wú)期末理論考試資格，但應(yīng)允許補(bǔ)考。缺實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告者實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)椴患案瘛?/p>
關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；練習(xí)；有趣；多樣
中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2012）15-0058-01
一、練習(xí)設(shè)計(jì)：簡(jiǎn)潔有趣，不落老套
傳統(tǒng)練習(xí)，大多結(jié)構(gòu)不合理,主要表現(xiàn)在:分量大，情感少，不適應(yīng)時(shí)代和學(xué)生全面發(fā)展的需要;記憶多，實(shí)驗(yàn)少，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性；書(shū)面多，實(shí)踐少?zèng)]能體現(xiàn)高中化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)；情境少，抽象多，讓學(xué)生越做越吃力;單項(xiàng)多，綜合少，制約了學(xué)習(xí)水平的提高。
興趣是學(xué)生作業(yè)的動(dòng)力，在練習(xí)設(shè)計(jì)中，要注意變換練習(xí)的內(nèi)容、方式或形式，盡量減少重復(fù)，實(shí)行一題多變，一題多解，力求“舉一隅以反三”，保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高練習(xí)的效率。
二、練習(xí)布置：形式多樣，觸類(lèi)旁通
（一）比較型
有比較才能鑒別，知識(shí)點(diǎn)的比較是學(xué)生掌握知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力和評(píng)價(jià)能力的重要途徑。通過(guò)比較，同中求異，異中求同，分析歸納產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，找出問(wèn)題的關(guān)鍵。
如在高三復(fù)習(xí)時(shí)，有這樣一題：例1某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g) +B(g)== 2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol.保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡右移的是( )(A)均減半 (B)均加倍 (C)均增加lmol (D)均減少l mol
解析：本題考查r等效平衡問(wèn)題．考慮等效平衡時(shí)，要注意是定溫定壓還是定溫定容下的等效平衡．在等溫等壓下，把加入的物質(zhì)按照化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物或生成物，物質(zhì)的量之比保持一致即為等效平衡，選項(xiàng)(A)、(B)中三者比例為2:1:2，與題目中比例一致，為等效平衡，平衡不移動(dòng)．(C)項(xiàng)可以設(shè)想為兩步加入，第一次加入l mol A、0.5molB、l mol C，此時(shí)平衡不移動(dòng)，第二次再加0.5 mol B，平衡向右移動(dòng)．(D)項(xiàng)也可作上述類(lèi)似沒(méi)想。選(C)．
（二）方案設(shè)計(jì)型
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)我們都要能夠按要求寫(xiě)出它的名稱(chēng)、目的、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論等，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，要表現(xiàn)出嚴(yán)密的邏輯思維能力、要能多方獲取信息資料、還能評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。高三化學(xué)新教材中，有一個(gè)單元專(zhuān)題講述實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)問(wèn)題，把實(shí)驗(yàn)的重要性提到前所未有的高度，充分體現(xiàn)了新課程理念下對(duì)教和學(xué)的新要求。所以，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)始終注重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。
（三）診斷型練習(xí)
診斷型習(xí)題要遵循“面向每一位學(xué)生的發(fā)展”這一理念。要通過(guò)習(xí)題訓(xùn)練，了解學(xué)生知識(shí)、技能和能力，找出學(xué)習(xí)障礙的原因。習(xí)題的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)層次性和診斷性，并讓學(xué)生根據(jù)自己的能力和興趣自主地選擇習(xí)題內(nèi)容，將作業(yè)的選擇權(quán)交給學(xué)生，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)的彈性化。幫助學(xué)生分析錯(cuò)誤的原因，使其掌握正確的方法，達(dá)到舉一反三、事半功倍的效果。
蘇教版新教材設(shè)計(jì)了一類(lèi)診斷性、綜合性的習(xí)題，學(xué)生在解決本類(lèi)習(xí)題所提出的問(wèn)題時(shí)，必須綜合運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)，從不同層次進(jìn)行思考，對(duì)有關(guān)材料進(jìn)行整理和陳述。如蘇教版化學(xué)（一），專(zhuān)題3專(zhuān)題作業(yè)第9題：化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有污染環(huán)境的物質(zhì)，為了保護(hù)環(huán)境，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液必頦經(jīng)處理后才能排放。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三種金屬離子，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了下列方案對(duì)廢液進(jìn)行處理：(1)廢液經(jīng)操作①得到的沉淀中含有的金屬單質(zhì)是（）。 (2)在操作中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）。 (3)操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為（）。 (4)若廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三種金屬離子，試設(shè)計(jì)處理該廢液的實(shí)驗(yàn)方案。
不同層次的學(xué)生在解決該問(wèn)題時(shí)，問(wèn)題解決方式和文字陳述形式也會(huì)各不相同。因此，問(wèn)題解決過(guò)程既是知識(shí)鞏固提高的過(guò)程，也是學(xué)習(xí)新知的過(guò)程。
（四）開(kāi)放型
開(kāi)放型作業(yè)的布置，是提高學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、評(píng)價(jià)能力等的有效途徑。學(xué)生在自主完成任務(wù)的同時(shí)，需要相互合作，通過(guò)自主學(xué)習(xí)所獲得的成果經(jīng)共享，共同整理、歸納、分類(lèi)，得到一種比較完整的答案。
【關(guān)鍵詞】職業(yè)院校；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式
高等職業(yè)教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)高技能人才，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作技能不可缺少的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其教學(xué)效果將直接影響到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的質(zhì)量。提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例是高等院校教學(xué)改革的方向之一，加強(qiáng)師生對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要性的認(rèn)識(shí)非常必要。既打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)固定的教學(xué)模式，學(xué)習(xí)的積極性得到有效調(diào)動(dòng)，學(xué)生的獨(dú)立思維、才智、個(gè)性得到充分尊重，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，體現(xiàn)以人為本的教學(xué)思想。
一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和特點(diǎn)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，即結(jié)合各自教學(xué)或獨(dú)立于各種教學(xué)而進(jìn)行的一種探索性的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不但要求學(xué)生綜合多門(mén)學(xué)科的知識(shí)和各種實(shí)驗(yàn)原理來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而且要求學(xué)生能充分運(yùn)用已學(xué)到的知識(shí)，去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要目的就是要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、解決問(wèn)題的科學(xué)方法以及訓(xùn)練學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能，從而有效提高學(xué)生從事專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作的基本能力和技術(shù)技能。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)包括：知識(shí)的廣泛性、技能的綜合性、操作的獨(dú)立性、過(guò)程的研究性、方案的多樣性等。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟
教師首先需要對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)研，在細(xì)致了解前期課程的開(kāi)設(shè)和充分掌握理論課程的安排的前提下提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要能與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，還要具備理論基礎(chǔ)和操作條件，使學(xué)生具備創(chuàng)造的可能性，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只包含實(shí)驗(yàn)任務(wù)或?qū)嶒?yàn)?zāi)康模瑳](méi)有具體的操作步驟，然后由理論教師對(duì)學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，理論教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成的思路進(jìn)行有限的提示。方法如下：
1、成立設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)小組。成立設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)小組，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行全面梳理，注重知識(shí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選、綜合，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
2、選題。教師根據(jù)教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)，提出2～4個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，實(shí)驗(yàn)題目必須是綜合性強(qiáng)、靈活性大、實(shí)驗(yàn)的材料，儀器設(shè)備易得。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇一個(gè)題目，然后根據(jù)有關(guān)資料寫(xiě)出該題目的研究綜述，明確重點(diǎn)、難點(diǎn)，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案奠定基礎(chǔ)。
3、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目查閱資料，在此基礎(chǔ)上明確實(shí)驗(yàn)原理，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟，列出所使用的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。設(shè)計(jì)方案包括：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)示意圖、實(shí)驗(yàn)所用的儀器材料，實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、可行性分析等。然后師生共同討論，確定出最合理的可行方案后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
4、實(shí)驗(yàn)總結(jié)。這一階段是學(xué)生綜合能力進(jìn)一步升華和提高的階段，同時(shí)也是學(xué)生分析問(wèn)題，歸納問(wèn)題，從而解決問(wèn)題，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣的重要手段和過(guò)程。主要包括以下幾個(gè)方面。
（1）要大量有針對(duì)性地查閱資料、文獻(xiàn)以充實(shí)課題理論。
（2）將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、整理與分類(lèi)并進(jìn)行處理與分析，找出規(guī)律性。排除非正確數(shù)據(jù)的干涉。如果認(rèn)為某些數(shù)據(jù)不可靠可補(bǔ)做若干實(shí)驗(yàn)，對(duì)比后決定數(shù)據(jù)取舍。
（3）根據(jù)擬題方案及課題要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要包含設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟、發(fā)現(xiàn)和解決的問(wèn)題、數(shù)據(jù)處理、誤差計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)中的收獲和體會(huì)等。
三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
雖然同一實(shí)驗(yàn)題目，但由于各人實(shí)驗(yàn)方案的差異，實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟截然不同，使得指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)的價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)要復(fù)雜些。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與處理問(wèn)題的能力、學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、歸納、整理能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況、實(shí)驗(yàn)安全和衛(wèi)生工作情況等內(nèi)容，盡可能使成績(jī)?cè)u(píng)定更加科學(xué)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，調(diào)動(dòng)同學(xué)們做試驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)有效監(jiān)督學(xué)生試驗(yàn)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)其自覺(jué)遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、儀器使用與維護(hù)以及實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生等章程的責(zé)任感，顯著增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
四、實(shí)施設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的啟示
通過(guò)在高職院校中開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐，解除了一些不利于發(fā)展學(xué)生實(shí)踐能力的限制，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，對(duì)培養(yǎng)高技能人才起到了積極作用，但也存在著一些問(wèn)題。
1、儀器設(shè)備的故障率大大增加，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使儀器、儀表等設(shè)備的使用時(shí)間延長(zhǎng)，設(shè)備的故障率加大。為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須使學(xué)生熟悉掌握所用儀器設(shè)備，避免盲目操作而損壞儀器。同時(shí)，還必須加強(qiáng)日常實(shí)驗(yàn)設(shè)備的檢查和維護(hù)。
2、耗材增大。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，致使材料、元器件用量驟增，在維修過(guò)程中，往往因材料、元器件的短缺而使維修工作不能繼續(xù)進(jìn)行，影響了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行，所以對(duì)維修材料的配備很重要，當(dāng)然這也提高了實(shí)驗(yàn)室的費(fèi)用。
3、對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求更高。由于學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案各有差異，實(shí)驗(yàn)教師不一定十分熟悉，要做到對(duì)于實(shí)驗(yàn)中遇到的種種問(wèn)題提供指導(dǎo)和幫助，保證實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果，就必然對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)有更高的要求，因此，實(shí)驗(yàn)教師就必須加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，可通過(guò)進(jìn)修和下企業(yè)鍛煉等形式進(jìn)行提升自身的業(yè)務(wù)水平。
4、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與學(xué)生職業(yè)技能競(jìng)賽相結(jié)合。可組織不同的課題小組之間的設(shè)計(jì)競(jìng)賽，由專(zhuān)業(yè)教師及部分同學(xué)作評(píng)委，不同的設(shè)計(jì)小組就設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行答辯，并評(píng)選出優(yōu)秀的小組。據(jù)目前反饋情況，學(xué)生普遍積極參與討論現(xiàn)場(chǎng)氣氛活躍，效果非常好。通過(guò)參與競(jìng)賽調(diào)動(dòng)了學(xué)生熱情，促進(jìn)了學(xué)生之間的知識(shí)交流，更加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
五、結(jié)束語(yǔ)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在教學(xué)中呈現(xiàn)創(chuàng)新性、主體能動(dòng)性和探索性特色，突出了學(xué)生的主導(dǎo)地位，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，現(xiàn)在各高職院校都在進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革。實(shí)踐證明，通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面的綜合能力及創(chuàng)造能力，讓學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，從而自然地培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]宋效先，王偉平，王曉燕.開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].中國(guó)成人教育，2005（7）：80-81.
【關(guān)鍵詞】電子信息；實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)；校企合作
1 完善開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制
建立完善、系統(tǒng)、行之有效的管理機(jī)制是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室形式得以長(zhǎng)期保持的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度具體內(nèi)容包括：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)入與運(yùn)作；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇與確立；學(xué)生自選項(xiàng)目的申報(bào)與立項(xiàng)；儀器設(shè)備管理、維護(hù)及安全規(guī)程；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)檔案管理；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果評(píng)價(jià)及激勵(lì)機(jī)制等。學(xué)校每年由教務(wù)處和國(guó)有資產(chǎn)管理處聯(lián)合對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考核評(píng)定，并將考核結(jié)果納入院級(jí)教學(xué)評(píng)估體系，與學(xué)院年終獎(jiǎng)金直接掛鉤。考核評(píng)定指標(biāo)主要包括：每周開(kāi)放學(xué)時(shí)數(shù)、受益學(xué)生面、指導(dǎo)教師人數(shù)配置及結(jié)構(gòu)合理性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置及更新、實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改或課題驗(yàn)收情況、儀器設(shè)備完好率、儀器設(shè)備利用率、安全事故發(fā)生情況等。
在實(shí)驗(yàn)開(kāi)課之前，安排2個(gè)學(xué)時(shí)的先導(dǎo)課，講解一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例和電子信息技術(shù)的最新前沿成果，同時(shí)從社會(huì)生產(chǎn)和日常生活中息息相關(guān)的事物入手，講解電子信息技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，充分認(rèn)識(shí)到電子信息技術(shù)的奇妙和實(shí)用性，培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐的興趣和對(duì)問(wèn)題的探索求知欲望[1]。同時(shí)，向?qū)W生傳授查閱資料、處理數(shù)據(jù)和撰寫(xiě)報(bào)告等基本技能，為自主參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。另外，充分利用網(wǎng)絡(luò)使用方便、覆蓋面廣和資源共享的優(yōu)勢(shì)，將常用儀器和元器件的使用方法和工作原理、注意事項(xiàng)、媒體課件、授課錄像、理論知識(shí)介紹等教學(xué)資源放到開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理網(wǎng)站上，方便學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。
2 構(gòu)建多種形式的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放方式
實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放既包括實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)放，也包括實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和空間的開(kāi)放[2]。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施受到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等多重因素制約，需要根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際條件，有針對(duì)性、有側(cè)重地開(kāi)展工作。具體包括如下形式：
（1）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)延伸形式的實(shí)驗(yàn)開(kāi)放。對(duì)于課內(nèi)學(xué)時(shí)中無(wú)法全部完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)（如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的先導(dǎo)問(wèn)題和后續(xù)延伸問(wèn)題），學(xué)生可在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)時(shí)段進(jìn)行操作；另外還可進(jìn)行常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等工作。
（2）開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)約開(kāi)放。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室每學(xué)期初在教學(xué)管理系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)上公布該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的可供選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置具有一定的工程應(yīng)用背景和實(shí)用性，包括驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性多種層次，注重引入新知識(shí)、新器件。學(xué)生選定題目后，可進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約或書(shū)面預(yù)約，并在規(guī)定的時(shí)間到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
（3）學(xué)生自擬課題的開(kāi)放。充分發(fā)揮學(xué)生自主性，由學(xué)生自己提出感興趣的實(shí)驗(yàn)課題、制定設(shè)計(jì)方案和步驟、確定所需實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)及器件設(shè)備、上交實(shí)驗(yàn)方案。指導(dǎo)教師綜合考慮實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)室條件和安全性后提出修改意見(jiàn)并形成最終方案。鼓勵(lì)采用多種方案實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，鼓勵(lì)引入新知識(shí)、新技術(shù)，優(yōu)先采用合作企業(yè)提供的新器件、新設(shè)備。
（4）其他課外科技活動(dòng)開(kāi)放。對(duì)參與教師科研、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、各類(lèi)科技競(jìng)賽、專(zhuān)業(yè)認(rèn)證培訓(xùn)等科技活動(dòng)的學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室[3-4]。
實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放采用網(wǎng)絡(luò)化管理。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理網(wǎng)站，用學(xué)號(hào)和密碼登錄后可進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上下載實(shí)驗(yàn)要求、網(wǎng)上提交報(bào)告、網(wǎng)上查閱成績(jī)等多項(xiàng)操作。教師賬號(hào)則可以設(shè)定實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)項(xiàng)目和開(kāi)設(shè)時(shí)間、查詢(xún)預(yù)約情況、設(shè)定報(bào)告提交截止時(shí)間、網(wǎng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)上答疑等[1]。既提高了管理效率，又可及時(shí)總結(jié)歸納出學(xué)生的疑難問(wèn)題，為教師掌握教學(xué)進(jìn)度、衡量教學(xué)效果提供有力依據(jù)。
3 以產(chǎn)業(yè)需求為牽引，開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（1）與企業(yè)合作，將產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)中的各類(lèi)技術(shù)問(wèn)題分解、提煉后，成為難度適中、適合進(jìn)行學(xué)生培養(yǎng)的課題，使學(xué)生培養(yǎng)與生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)需求實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。
（2）在較大型的綜合性、設(shè)計(jì)性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置中，引入CDIO工程教育模式，模擬企業(yè)研發(fā)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
CDIO工程教育模式的核心是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”，分為構(gòu)思（C）、設(shè)計(jì)（D）、實(shí)現(xiàn)（I）、運(yùn)作（O）四個(gè)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，指導(dǎo)教師布置設(shè)計(jì)任務(wù)，給出參數(shù)要求和大致參考方案，學(xué)生自由組成3～5人的團(tuán)隊(duì)。要求項(xiàng)目組發(fā)揮學(xué)習(xí)自主性，在規(guī)定時(shí)間限度內(nèi)，通過(guò)查閱資料、教師答疑和學(xué)生自己的實(shí)踐來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。在此過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)提供設(shè)備、場(chǎng)地和技術(shù)支持。項(xiàng)目完成后，由指導(dǎo)教師進(jìn)行驗(yàn)收，給出評(píng)價(jià)意見(jiàn)。在團(tuán)隊(duì)中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)需求分析、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)程序計(jì)劃制訂，并協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)工作。硬件和軟件制作者負(fù)責(zé)工程計(jì)劃、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、制造、解碼、測(cè)試等工作，是將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過(guò)程。技術(shù)文檔的撰寫(xiě)者負(fù)責(zé)對(duì)前期程序進(jìn)行評(píng)估，包括系統(tǒng)修訂、改進(jìn)和淘汰等，并將改進(jìn)意見(jiàn)反饋到負(fù)責(zé)人處，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目研發(fā)的閉環(huán)控制。整個(gè)過(guò)程以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行作為訓(xùn)練周期，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，體驗(yàn)完整的現(xiàn)代工程思維方式[5-7]。
4 校企合作推進(jìn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
（1）企業(yè)通過(guò)儀器設(shè)備的部分或全部饋贈(zèng)、資金投入、優(yōu)惠銷(xiāo)售等方式，為開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室提供最先進(jìn)的軟、硬件支持，進(jìn)一步充實(shí)、豐富教學(xué)內(nèi)容，使人才培養(yǎng)目標(biāo)更具方向性和實(shí)用性。同時(shí)，企業(yè)方實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的免費(fèi)宣傳，提高產(chǎn)品知名度，形成學(xué)生使用該設(shè)備技術(shù)的習(xí)慣性和傾向性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)企業(yè)的認(rèn)同，推動(dòng)產(chǎn)品打入和占領(lǐng)高校市場(chǎng)，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)潛在的、未來(lái)的市場(chǎng)。
（2）設(shè)立校企合作指導(dǎo)機(jī)制，聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室兼職教師，使實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)更具針對(duì)性。對(duì)承擔(dān)教學(xué)工作的企業(yè)員工給予薪酬補(bǔ)貼；在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室考核中，將企業(yè)指導(dǎo)教師人數(shù)及結(jié)構(gòu)合理性作為考核指標(biāo)的加分項(xiàng)。
（3）通過(guò)工作量認(rèn)定、培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)資助等多種形式，選派青年實(shí)驗(yàn)教師通過(guò)掛職、頂崗、訪問(wèn)、輪訓(xùn)、研修、擔(dān)任技術(shù)兼職、參與協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)、參與校企聯(lián)合攻關(guān)課題等多種形式，接受企業(yè)工程培訓(xùn)，接觸產(chǎn)業(yè)前沿和社會(huì)需求，提高工程思維能力、工程實(shí)施能力和工程創(chuàng)新能力。
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1.主站平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)
在總結(jié)國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施多年經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，[3，4]為了配電主站系統(tǒng)更加實(shí)用化，根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)思路，將配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)分為配電圖資維護(hù)模塊、配電SCADA兩大系統(tǒng)模塊。將配電圖資維護(hù)、配電SCADA從根本上進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以便形成一個(gè)具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎(chǔ)信息（電網(wǎng)資料及用戶(hù)資料）的分層管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。既能為電力系統(tǒng)配電運(yùn)行管理提供具有地理信息的網(wǎng)絡(luò)模型，又能實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行，支撐系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和其他功能的實(shí)現(xiàn)。
2.配電主站物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室主站物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在充分考慮主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)主干網(wǎng)系統(tǒng)信息的前提下，承擔(dān)著系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、功能實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)交換等重要功能，對(duì)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算、交換速度有著非常高的要求，為此，采用了支持多操作系統(tǒng)平臺(tái)的運(yùn)行開(kāi)放機(jī)制，以及Client/Server（客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器）分布式體系結(jié)構(gòu)。硬件平臺(tái)建立在工作站和服務(wù)器等設(shè)備環(huán)境上，在建設(shè)資金充裕的情況下，配電網(wǎng)主站可按標(biāo)準(zhǔn)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。另外，在滿足實(shí)際數(shù)據(jù)處理功能要求的情況下，亦可采用把四臺(tái)服務(wù)器整合為一臺(tái)、打印機(jī)不設(shè)置或低標(biāo)設(shè)置等某些經(jīng)濟(jì)手段。
實(shí)驗(yàn)室配網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建方案探析
實(shí)際運(yùn)行中的配電網(wǎng)絡(luò)不僅有架空線，同樣也存在大量的電纜，且具有條數(shù)眾多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣等特點(diǎn)。但總體上來(lái)說(shuō)，在配電網(wǎng)絡(luò)體系中，網(wǎng)絡(luò)接線以雙母、輻射狀網(wǎng)、樹(shù)狀網(wǎng)及環(huán)網(wǎng)為主要形式存在。對(duì)于一個(gè)具體的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)而言，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以是多種網(wǎng)絡(luò)形式的組合，并且線路稠密。其網(wǎng)絡(luò)形式主要由用戶(hù)性質(zhì)、數(shù)量及供電可靠性的要求決定。欲在一個(gè)空間有限的實(shí)驗(yàn)室中同時(shí)全方位的體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)模型幾乎是不可能的，也沒(méi)必要。因此，在配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，擬建設(shè)10條配電線路及其配套通信設(shè)施，實(shí)現(xiàn)手拉手環(huán)網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)室配網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建方案如圖3所示。從擬建方案易知，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，可靈活多變的組合出各種電纜線路、架空線路、網(wǎng)絡(luò)接線的接線方式，基本上可涵蓋現(xiàn)階段我國(guó)常見(jiàn)的聯(lián)絡(luò)方式。
配網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室仿真系統(tǒng)建設(shè)方案探析
利用仿真及多媒體進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，不僅可把課本上大量枯燥的文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)直觀的圖形、數(shù)據(jù)說(shuō)明，[5，6]而且可為學(xué)生在配電實(shí)踐教學(xué)方面提供一個(gè)安全、真實(shí)、再現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境。使學(xué)生了解配電設(shè)備、運(yùn)行、檢修操作規(guī)程，從而達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。
1.仿真系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室仿真系統(tǒng)在充分利用主站物理器件的基礎(chǔ)上，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件及其軟件配置都需遵循開(kāi)放性的原則，以達(dá)到可維護(hù)性、可擴(kuò)充性的目的。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示，教員機(jī)、服務(wù)器分別由圖2的兩個(gè)工作站、服務(wù)器兼任。教員機(jī)既可完成所有學(xué)員的操作，也可完成教案編制、系統(tǒng)維護(hù)管理、故障設(shè)置和學(xué)員監(jiān)管等功能。各學(xué)員臺(tái)既可獨(dú)立運(yùn)行，亦可分組協(xié)調(diào)運(yùn)行。主要用于配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)控制、變電站自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化、模擬倒閘操作、監(jiān)盤(pán)及事故處理等的仿真。
2.仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想在配電自動(dòng)化主站平臺(tái)一體化軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用其數(shù)據(jù)，結(jié)合分布式仿真軟件支撐平臺(tái)RTI（RunTimeInfrastructure）[7，8]、教員系統(tǒng)軟件、仿真應(yīng)用軟件和多媒體培訓(xùn)系統(tǒng)軟件組成一套交互式、分布式仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。其中，仿真應(yīng)用軟件整體結(jié)構(gòu)如圖5所示。分別由變電站仿真軟件、電網(wǎng)仿真軟件、變電站監(jiān)控仿真軟件及設(shè)備巡視仿真軟件構(gòu)成。各個(gè)仿真應(yīng)用軟件僅與其所對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)中RTI駐留軟件進(jìn)行接口，但相對(duì)整個(gè)仿真系統(tǒng)而言，整個(gè)仿真系統(tǒng)內(nèi)的相互交互任務(wù)全部由RTI來(lái)完成。由于仿真系統(tǒng)引入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的全工況仿真及主站平臺(tái)一體化軟件設(shè)計(jì)的思想，若再輔以先進(jìn)的電力系統(tǒng)仿真技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)和虛擬建模技術(shù)，則可實(shí)現(xiàn)變電站仿真和電網(wǎng)仿真一體化。仿真系統(tǒng)具有平臺(tái)化、通用性很強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)具備了強(qiáng)大的組態(tài)功能，適用于任意結(jié)構(gòu)的變電站和配電網(wǎng)絡(luò)的培訓(xùn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)操作能力、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。
結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：人才培養(yǎng) 路徑探索 以賽促教
1 概述
地方性本科院校土建類(lèi)相關(guān)學(xué)科，以培養(yǎng)服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展人才為宗旨，以培養(yǎng)可從事工程建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、施工現(xiàn)場(chǎng)管理、產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)與決策等活動(dòng)的人才為目標(biāo)。現(xiàn)如今，選擇何種路徑提高地方性本科院校土建類(lèi)相關(guān)學(xué)科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量實(shí)屬當(dāng)務(wù)之急。
賀州學(xué)院作為廣西新興的地方性本科院校，人才培養(yǎng)方向側(cè)重于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為響應(yīng)高校教學(xué)體制改革的相關(guān)精神，尋找相應(yīng)途徑培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才，賀州學(xué)院結(jié)合本校土建類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)自身的發(fā)展情況，兼容結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的理念，打破傳統(tǒng)的教學(xué)思維，于2012年10月首次在校內(nèi)舉辦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，競(jìng)賽耗時(shí)兩個(gè)多月（具體活動(dòng)包括：培訓(xùn)、初賽、復(fù)賽和決賽等），在此過(guò)程中，學(xué)生們充分地展現(xiàn)出地方性本科院校人才的創(chuàng)新能力和較強(qiáng)的動(dòng)手能力，最終收到了較好的效果。如何充分利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽這個(gè)平臺(tái)為土建類(lèi)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)作指導(dǎo)，對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要意義[1]。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽流程
大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽流程可分為以下幾點(diǎn)：
2.1 理論方案設(shè)計(jì)
其中包括：①專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)。②競(jìng)賽題目研究。③設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、方案圖和計(jì)算書(shū)制作等。
2.2 結(jié)構(gòu)模型制作
結(jié)構(gòu)的模型制作是整個(gè)競(jìng)賽過(guò)程中較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。模型的每道制作工序都需謹(jǐn)慎，所以在制作的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。
2.3 作品介紹與答疑
作品介紹與答疑是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽必經(jīng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，選手在比賽現(xiàn)場(chǎng)需面向評(píng)委、專(zhuān)家等介紹自己團(tuán)隊(duì)的作品。作品介紹完畢，專(zhuān)家將針對(duì)選手的介紹及作品的特點(diǎn)提出疑問(wèn)，選手需做現(xiàn)場(chǎng)答疑。
2.4 模型加載試驗(yàn)
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽比賽過(guò)程中，模型加載試驗(yàn)所設(shè)定的荷載一般為局部分布荷載。
3 學(xué)生參賽能力要求
基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的特點(diǎn)及實(shí)施情況分析表明，競(jìng)賽的收效如何取決于參賽學(xué)生的能力，其綜合能力可概括為如下幾個(gè)方面：
3.1 豐富的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)
參賽學(xué)生在模型制作前首先應(yīng)掌握多門(mén)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相緊密聯(lián)系的專(zhuān)業(yè)理論課程，比如：材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和建筑結(jié)構(gòu)等。豐富的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，便于學(xué)生正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與方案設(shè)計(jì)。
3.2 熟練的軟件應(yīng)用能力
從基本的EXCEL、力學(xué)求解器，到可以實(shí)現(xiàn)有限元分析的SAP2000、ANSYS等，能夠熟練使用軟件的能力，對(duì)于結(jié)構(gòu)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)都是必不可少的[2]。
3.3 精巧的模型制作能力
模型制作主要是檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，考核學(xué)生能否較準(zhǔn)確地將自己根據(jù)理論知識(shí)設(shè)計(jì)的模型方案做出實(shí)際的模型作品。
3.4 良好的語(yǔ)言溝通能力
每位學(xué)生的作品都有他的設(shè)計(jì)理念，能否更好地將這種設(shè)計(jì)理念在眾人面前表達(dá)出來(lái)讓更多的人去了解，語(yǔ)言表達(dá)能力顯得尤其重要。
3.5 具有較強(qiáng)的責(zé)任心
責(zé)任心對(duì)于每一位參加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要，甚至?xí)P(guān)系到模型設(shè)計(jì)的成敗。學(xué)生應(yīng)從賽題研究開(kāi)始就與團(tuán)隊(duì)的其他隊(duì)員一起探討且應(yīng)多利用課余時(shí)間，進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。比賽期間，多花時(shí)間檢查模型的各項(xiàng)情況，不應(yīng)提前離開(kāi)賽場(chǎng)。
3.6 較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品是團(tuán)隊(duì)各位成員集體力量的結(jié)晶。該競(jìng)賽不僅是對(duì)學(xué)生個(gè)人能力的考驗(yàn)，更是對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)的一種挑戰(zhàn)。
3.7 合理的成員分工
由于參賽隊(duì)員的能力各有所長(zhǎng)，合理地分工，將團(tuán)隊(duì)成員的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，集眾人之智于一體，將會(huì)構(gòu)建出更具特色的結(jié)構(gòu)模型。
3.8 良好的心理素質(zhì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)于首次參賽學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一次大的挑戰(zhàn)，高強(qiáng)度的壓力很有可能導(dǎo)致學(xué)生的心理發(fā)生變化，如：緊張、焦慮、急躁等。因而在遇見(jiàn)困難時(shí)能否保持平和心態(tài)，科學(xué)地分析和解決問(wèn)題是至關(guān)重要的。
3.9 應(yīng)具有良好的發(fā)散思維
筆者在指導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生審題不夠透徹，思維局限于界限上，沒(méi)能發(fā)散思維，以至于結(jié)構(gòu)選型上沒(méi)有創(chuàng)新性。只有大膽思考、大膽創(chuàng)新，不斷突破才能更好地為以后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備。
3.10 具有理性的判斷力
在比賽過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：首先，學(xué)生不夠自信，在結(jié)構(gòu)選型的時(shí)候較猶豫，對(duì)于好的想法不敢應(yīng)用于實(shí)踐，從而經(jīng)常錯(cuò)過(guò)較好的創(chuàng)新機(jī)會(huì)；其次，學(xué)生容易鉆死胡同，在不科學(xué)的方案里浪費(fèi)了大量時(shí)間，未能及時(shí)更換方案。作為參賽隊(duì)員應(yīng)具有理性地判斷力，在出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候能夠及時(shí)的轉(zhuǎn)換思維，及時(shí)地更改自己的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出更理想的作品，以期達(dá)到事半功倍的效果。
4 以競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)
針對(duì)以上介紹的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽特點(diǎn)、實(shí)施情況及其對(duì)參賽學(xué)生能力的要求，現(xiàn)對(duì)地方性本科院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)路徑提以下幾點(diǎn)看法：
4.1 開(kāi)設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程
為夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，提高他們的創(chuàng)新能力，學(xué)校可利用課余時(shí)間開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容主要如下：①專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練。②軟件應(yīng)用培訓(xùn)。③模型制作技巧。
4.2 建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，創(chuàng)造自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境
目前大部分新興的本科院校由于辦學(xué)條件有限，許多實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不夠完善，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地。學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)一般均是針對(duì)每年競(jìng)賽的特定題目在特定的時(shí)間段內(nèi)開(kāi)展選拔賽及其集訓(xùn)活動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新活動(dòng)時(shí)在內(nèi)容和時(shí)間上都較為被動(dòng)，且容易產(chǎn)生功利性[3]。若能在校內(nèi)建立一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，將會(huì)為學(xué)生提供一個(gè)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的研學(xué)平臺(tái)。可從以下幾個(gè)方面著手：①建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的建立主要是為參加結(jié)構(gòu)模型制作訓(xùn)練的學(xué)生提供實(shí)踐操作場(chǎng)地。②引進(jìn)結(jié)構(gòu)加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備。結(jié)構(gòu)加載實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要用于結(jié)構(gòu)模型強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性的檢測(cè)。學(xué)生在制作模型過(guò)程中，可利用該設(shè)備對(duì)制作出的桿件及模型進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)模型的抗壓和抗拉強(qiáng)度。③實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放機(jī)制。開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)室，將打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式，為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在時(shí)間管理方面，實(shí)驗(yàn)室可在學(xué)生課余時(shí)間開(kāi)放。在場(chǎng)所及設(shè)備管理方面，需安排人員值日，做好實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及設(shè)備管理。
4.3 改進(jìn)課程教學(xué)方式，增強(qiáng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力
筆者在指導(dǎo)學(xué)生參加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：部分學(xué)生在編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)時(shí)，文本編輯中的語(yǔ)言表達(dá)能力較差，在作品介紹及現(xiàn)場(chǎng)答疑時(shí)，存在語(yǔ)言組織能力不強(qiáng)，口齒不夠清晰，答非所問(wèn)等現(xiàn)象。這些問(wèn)題與大學(xué)教育中滿堂灌的授課方式有關(guān)，因此，課程的教學(xué)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)多添加一些討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與問(wèn)題討論，大膽地提出自己的觀點(diǎn)。
4.4 建立師生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域上的交流平臺(tái)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅是學(xué)生參與、教師指導(dǎo)的競(jìng)賽，而且還是學(xué)生和教師一起交流學(xué)習(xí)的一個(gè)平臺(tái)。賽前、賽中和賽后，教師都可通過(guò)組織學(xué)習(xí)、討論分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等形式與學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生敢于創(chuàng)新、大膽實(shí)踐、合理設(shè)計(jì)。各院校可在本院校的網(wǎng)站上創(chuàng)建論壇，師生均可在論壇注冊(cè)，學(xué)生可通過(guò)論壇給教師留言以待教師答疑，教師也可將有價(jià)值的學(xué)習(xí)資料上傳至論壇供學(xué)生學(xué)習(xí)。
4.5 組織校內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽
在校園內(nèi)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，必將提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。以競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)習(xí)，以培訓(xùn)強(qiáng)化能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高校園的學(xué)習(xí)氣氛，樹(shù)立學(xué)生的自信心。
5 結(jié)語(yǔ)
就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽而言，從理論方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模型制作到作品答辯與加載，都充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)參賽隊(duì)員基本技能和素質(zhì)拓展技能的高度要求。作為像賀州學(xué)院這樣的地方性應(yīng)用型本科院校，土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)更注重訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新思維。為了培養(yǎng)并提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能，適應(yīng)當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)文化發(fā)展的需要，高校應(yīng)突破常規(guī)的教學(xué)模式，選擇合理的人才培養(yǎng)路徑，堅(jiān)持“導(dǎo)師引路，實(shí)踐研學(xué)，以賽促教，學(xué)以致用”為主線，以實(shí)踐性專(zhuān)業(yè)活動(dòng)競(jìng)賽為平臺(tái)，以課本理論知識(shí)為依據(jù)，開(kāi)設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程，建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，創(chuàng)造自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐研學(xué)的條件，充分發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新思維及提高學(xué)生的實(shí)踐能力，組織校內(nèi)實(shí)踐性專(zhuān)業(yè)活動(dòng)競(jìng)賽，為師生搭建互動(dòng)交流平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)踐課程學(xué)習(xí)及競(jìng)賽活動(dòng)。
參考文獻(xiàn)：
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資助基金項(xiàng)目：賀州學(xué)院自然科學(xué)基金（2011ZRKY15、2012zrpy03）。
[關(guān)鍵詞]物流管理專(zhuān)業(yè)；Web Services技術(shù)；虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)； 項(xiàng)目式教學(xué)模式
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.178
項(xiàng)目式教學(xué)是通過(guò)進(jìn)行一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的培訓(xùn)方法，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。這種方法起源于美國(guó)，盛行于德國(guó)。2000年美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過(guò)四年的探索研究所創(chuàng)立了 “做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐” CDIO高等工程教育模式。[1]項(xiàng)目式教學(xué)法以育人（學(xué)生）為中心，以全面提升學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，以項(xiàng)目（方案）設(shè)計(jì)為路徑，始終貫穿理論聯(lián)系實(shí)際，并實(shí)行課程教學(xué)的全面優(yōu)化。[2]國(guó)內(nèi)高校自20世紀(jì)90年代開(kāi)始項(xiàng)目式教學(xué)法實(shí)施與實(shí)踐，如1996―2003年清華大學(xué)先后實(shí)施SRT計(jì)劃（Student Research Training，SRT），1998年浙江大學(xué)開(kāi)始實(shí)施SRTP 計(jì)劃（Student Research Training Program，SRTP）[3]，2005年汕頭大學(xué)開(kāi)始學(xué)習(xí)研討“做中學(xué)” CDIO工程教育模式并加以實(shí)施，已經(jīng)取得明顯的效果。[4]目前項(xiàng)目式教學(xué)在我國(guó)開(kāi)展面較廣，但大部分基于教師的科研項(xiàng)目，很難與課程知識(shí)內(nèi)容體系及教學(xué)進(jìn)度實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接，再加之學(xué)生知識(shí)方法掌握程度的缺陷，在短時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)訓(xùn)練，往往很難深入，另外還受到考核激勵(lì)機(jī)制、教學(xué)過(guò)程管理等諸多因素的影響與制約，特別對(duì)一些教學(xué)型大學(xué)或應(yīng)用型本科院校，教師科研項(xiàng)目不足，難免停留于形式，不能充分發(fā)揮其教學(xué)效能。五邑大學(xué)物流管理專(zhuān)業(yè)開(kāi)展基于Web Services實(shí)訓(xùn)平臺(tái)項(xiàng)目式教學(xué)模式探索與實(shí)踐，將“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”理念貫穿于人才培養(yǎng)方案中，借助物流實(shí)驗(yàn)室虛擬實(shí)訓(xùn)技術(shù)平臺(tái)，利用Web Services與“校園網(wǎng)+項(xiàng)目設(shè)計(jì)（訓(xùn)練）”開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)，取得了良好的效果，在一定程度上解決了項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施無(wú)保障的問(wèn)題。
1基于項(xiàng)目式教學(xué)改革的人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)
為避免項(xiàng)目式教學(xué)流于形式，將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，切實(shí)將項(xiàng)目式教學(xué)方法貫穿于物流管理專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)全過(guò)程中，使項(xiàng)目式教學(xué)方法真正成為專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的有效模式。必須從 “頂層設(shè)計(jì)”上將“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”教學(xué)理念融入人才培養(yǎng)方案，才能使項(xiàng)目式教學(xué)改革落到實(shí)處。我們?cè)趶V泛調(diào)查企業(yè)對(duì)物流人才知識(shí)、素質(zhì)、能力要求的基礎(chǔ)上，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為目標(biāo)，對(duì)物流管理專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的課程體系與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)的梳理、分析與再設(shè)計(jì)，重塑了物流專(zhuān)業(yè)課程體系與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，遴選出部分理論課程與實(shí)踐課程為試點(diǎn)課程，并確定項(xiàng)目式教學(xué)模式主要采用課程項(xiàng)目式教學(xué)與專(zhuān)項(xiàng)實(shí)訓(xùn)周項(xiàng)目式教學(xué)兩種方式進(jìn)行。
1.1專(zhuān)業(yè)課程實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)
其目的是加深學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)課程知識(shí)能真正消化，從而實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”的目標(biāo)。為此，對(duì)于物流專(zhuān)業(yè)理論課程，我們根據(jù)課程性質(zhì)、特點(diǎn)與課程教學(xué)內(nèi)容，遴選出物流技術(shù)與裝備、倉(cāng)儲(chǔ)與配送實(shí)務(wù)、貨物運(yùn)輸實(shí)務(wù)、采購(gòu)與供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)物流管理、物流管理信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、物流成本管理、物流系統(tǒng)建模與仿真9門(mén)實(shí)操性和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程嘗試項(xiàng)目式教學(xué)改革。對(duì)上述課程我們?cè)O(shè)置了課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以選擇“課程實(shí)驗(yàn)”與“課程業(yè)務(wù)流程模擬實(shí)訓(xùn)”，也可以選擇“課程（微小）項(xiàng)目設(shè)計(jì)”或“課程大作業(yè)”開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)。由于學(xué)校統(tǒng)一規(guī)定的人才培養(yǎng)方案《教學(xué)進(jìn)程及計(jì)劃表》對(duì)課程“實(shí)踐學(xué)時(shí)”只能以“實(shí)習(xí)”、“實(shí)訓(xùn)”、“實(shí)驗(yàn)”、“上機(jī)”四種形式表現(xiàn)，因此項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)方案中均在“實(shí)踐學(xué)時(shí)”的“實(shí)訓(xùn)”欄體現(xiàn)，實(shí)踐課時(shí)數(shù)一般設(shè)定為8～16課時(shí)不等，“課程大作業(yè)”則要求學(xué)生利用課余時(shí)間完成項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)。為保障項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施，依課程難度與所需學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)要求的不同，修訂了相應(yīng)課程教學(xué)大綱，在教學(xué)大綱中設(shè)定可實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)的章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)在教師教學(xué)任務(wù)安排時(shí)要求教師在課程授課進(jìn)度計(jì)劃中體現(xiàn)項(xiàng)目式教學(xué)課時(shí)分配與內(nèi)容安排。
1.2專(zhuān)項(xiàng)實(shí)訓(xùn)周項(xiàng)目式教學(xué)是進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程知識(shí)、方法的綜合運(yùn)用能力，發(fā)掘?qū)W生自主創(chuàng)新潛能，而設(shè)立的大型或綜合的“基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”活動(dòng)。我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)方案的課程體系設(shè)立的5個(gè)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，選擇了“生產(chǎn)物流系統(tǒng)配置與計(jì)劃控制”為專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，時(shí)間1周，“物流方案策劃與設(shè)計(jì)”為綜合項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，時(shí)間2周。“生產(chǎn)物流系統(tǒng)配置與計(jì)劃控制”項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)周，主要是針對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)利用設(shè)施規(guī)劃分析技術(shù)與仿真優(yōu)化方法對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)布置做出一個(gè)合理的平面布置方案，或利用生產(chǎn)物流計(jì)劃原理與方法對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的物料庫(kù)存管理、生產(chǎn)組織與計(jì)劃調(diào)度做出一個(gè)合理安排方案或優(yōu)化方案；“物流方案策劃與設(shè)計(jì)”是綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)訓(xùn)練，考慮學(xué)生就業(yè)物流領(lǐng)域去向，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇不同領(lǐng)域物流管理或規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行不同類(lèi)型的物流綜合方案設(shè)計(jì)。專(zhuān)項(xiàng)與綜合實(shí)訓(xùn)周項(xiàng)目設(shè)計(jì)訓(xùn)練一般采用分組選定課題，提倡學(xué)生采用協(xié)作學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。
2基于Web Services技術(shù)構(gòu)建開(kāi)放式項(xiàng)目教學(xué)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
為強(qiáng)化學(xué)生的物流業(yè)務(wù)操作能力及對(duì)物流系統(tǒng)分析優(yōu)化能力，學(xué)校花巨資建立了物流模擬與仿真實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了一批網(wǎng)絡(luò)版物流實(shí)踐教學(xué)軟件，如運(yùn)輸配送、倉(cāng)儲(chǔ)管理、碼頭管理、ERP、供應(yīng)鏈管理等業(yè)務(wù)流程模擬軟件，F(xiàn)lexsim、Logware、taraVRbuilder、DPS等物流仿真與優(yōu)化決策軟件，構(gòu)建了物流專(zhuān)業(yè)課程的理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)支持技術(shù)平臺(tái)。在教學(xué)計(jì)劃安排的課時(shí)內(nèi)可以統(tǒng)一安排學(xué)生去物流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。但有些課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)特別是綜合項(xiàng)目，優(yōu)化決策和仿真計(jì)算分析工作量或難度較大，不僅要學(xué)生花費(fèi)大量實(shí)踐熟悉使用軟件工具，還可能要到圖書(shū)館查閱一些資料或進(jìn)行一些社會(huì)調(diào)查獲取數(shù)據(jù)，計(jì)劃課時(shí)內(nèi)不可能如期完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，另外一些采用“課后大作業(yè)”形式的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，學(xué)生只能利用課余時(shí)間完成，況且項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是創(chuàng)新性工作需要一個(gè)安靜或小團(tuán)隊(duì)工作環(huán)境，物流實(shí)驗(yàn)室環(huán)境難以滿足。為解決上述問(wèn)題，構(gòu)建一個(gè)基于開(kāi)放式學(xué)習(xí)的項(xiàng)目教學(xué)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)就非常迫切。目前，我們已將物流實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)版軟件，分為業(yè)務(wù)流程模擬、系統(tǒng)決策與仿真二大類(lèi)集成于物流實(shí)驗(yàn)室Web服務(wù)器，在學(xué)校任何地方、任何時(shí)間只要有電腦就可以利用互聯(lián)網(wǎng)連接校園網(wǎng)，輸入服務(wù)網(wǎng)址及賬號(hào)就可以登錄進(jìn)入物流實(shí)驗(yàn)室虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)網(wǎng)頁(yè)，點(diǎn)擊運(yùn)行相應(yīng)軟件工具，或下載有關(guān)軟件工具及有關(guān)資料，進(jìn)行項(xiàng)目（設(shè)計(jì)）學(xué)習(xí)。利用基于Web Services技術(shù)的開(kāi)放式虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，不僅便捷、低成本，對(duì)課程教學(xué)進(jìn)度、內(nèi)容影響小，與協(xié)作學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，有著非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)可行性。
基于Web Services技術(shù)項(xiàng)目教學(xué)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)
基于Web Services技術(shù)構(gòu)建開(kāi)放式項(xiàng)目教學(xué)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)主要由網(wǎng)絡(luò)層、設(shè)備層和應(yīng)用層三個(gè)部分組成，如圖所示。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層包括支持終端電腦設(shè)備運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)備層主要指使用電腦終端與存放教學(xué)資源庫(kù)及應(yīng)用軟件運(yùn)行的Web 服務(wù)器，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層校園網(wǎng)相互對(duì)接，應(yīng)用層電腦終端設(shè)備和服務(wù)器以交互等方式瀏覽、演示、操作、下載、傳輸管理應(yīng)用軟件及資料文件，并提供服務(wù)管理，使虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)于課程項(xiàng)目教學(xué)和專(zhuān)項(xiàng)實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)。
3基于Web Services技術(shù)實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)還需進(jìn)一步強(qiáng)化的工作
3.1項(xiàng)目式教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)
為方便 “項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”，我們?cè)谖锪鲗?shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)，購(gòu)買(mǎi)積累了大量項(xiàng)目設(shè)計(jì)所需網(wǎng)絡(luò)版軟件工具，建立了項(xiàng)目設(shè)計(jì)所需軟件資源庫(kù)，編整了相應(yīng)的使用說(shuō)明書(shū)，同時(shí)到企業(yè)收集了大量項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景案例材料，并編寫(xiě)了如“配送中心規(guī)劃與配送業(yè)務(wù)方案設(shè)計(jì)”、“工廠設(shè)施布局與物流分析”、“生產(chǎn)系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)與配送中心規(guī)劃設(shè)計(jì)及仿真指導(dǎo)書(shū)”、“基于WinQSB的物料需求計(jì)劃編制”等項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)及制作了相應(yīng)教學(xué)指導(dǎo)課件。但隨著項(xiàng)目教學(xué)模式改革的深化，項(xiàng)目式教學(xué)與實(shí)踐體系的拓展，項(xiàng)目式教學(xué)需要的軟件資源與案例資源將越來(lái)越多，項(xiàng)目式教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)與教學(xué)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)任務(wù)依然繁重。
3.2平臺(tái)交互式功能的拓展
目前我們構(gòu)建的基于Web Services技術(shù)構(gòu)建開(kāi)放式項(xiàng)目教學(xué)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)功能主要限于軟件與案例資料瀏覽、演示、操作、下載、傳輸、資源庫(kù)及注冊(cè)管理，平臺(tái)交互式服務(wù)功能尚存在不足，如在線操作監(jiān)控、在線指導(dǎo)分析、消息推送、師生討論、學(xué)生論壇、網(wǎng)上成績(jī)?cè)u(píng)定等，若能改進(jìn)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)可視化對(duì)話、論壇、微博、微信群、QQ群、郵箱等多種方式融合實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)間的無(wú)縫互通，將為師生之間與學(xué)生之間的信息傳遞與互動(dòng)交流提供條件，既可以在線監(jiān)視學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況，在線指導(dǎo)、分析、評(píng)價(jià)學(xué)生項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)實(shí)施進(jìn)程與存在的困難，同時(shí)實(shí)時(shí)交互式溝通又利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)氛圍的形成，進(jìn)而提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量與水平。因此，平臺(tái)交互式服務(wù)功能的拓展是以后平臺(tái)技術(shù)改進(jìn)的努力方向，也是平臺(tái)建設(shè)的難點(diǎn)。
3.3協(xié)作學(xué)習(xí)方法的運(yùn)用
協(xié)作學(xué)習(xí)是一種通過(guò)小組或團(tuán)隊(duì)（2～6 人組成）的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種策略，也是一種教學(xué)形式。[5]在項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)中，我們認(rèn)為小組成員的協(xié)同工作是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)的有機(jī)組成部分，我們要求在每個(gè)小組的學(xué)生互助學(xué)習(xí)的方式掌握各種物流仿真優(yōu)化軟件操作，共同構(gòu)思項(xiàng)目設(shè)計(jì)提綱，相互分工合作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，允許學(xué)生將其在實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中探索、發(fā)現(xiàn)的信息和學(xué)習(xí)材料與小組中的其他成員共享，甚至可以同其他組或全班同學(xué)共享。教師則依據(jù)他們?cè)谡麄€(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)小組的扮演的角色及完成任務(wù)好壞給予項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績(jī)。而協(xié)作學(xué)習(xí)有競(jìng)爭(zhēng)、辯論、合作、問(wèn)題解決、伙伴、設(shè)計(jì)和角色扮演等多種方式，如何組織達(dá)到良好學(xué)習(xí)效果，還需進(jìn)一步實(shí)踐與探索。
3.4實(shí)踐考核標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)
為檢驗(yàn)項(xiàng)目式教學(xué)的效果，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，衡量學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐工作中所作的貢獻(xiàn)，我們從項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容性、方法性、表現(xiàn)能力、創(chuàng)新與應(yīng)用性四個(gè)方面制定了項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐考核一級(jí)指標(biāo)，從方案的針對(duì)性、有效性、綜合性、方法的科學(xué)性、復(fù)雜性、方案寫(xiě)作排版的規(guī)范性、創(chuàng)新性、效果與推廣價(jià)值等方面建立二級(jí)指標(biāo)，并就各指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確說(shuō)明，基本能反映學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐質(zhì)量與水平。但項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐按培養(yǎng)計(jì)劃分為課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐和專(zhuān)項(xiàng)實(shí)踐周項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐，按實(shí)踐活動(dòng)時(shí)間安排又分為實(shí)踐課時(shí)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐與實(shí)踐課時(shí)外大作業(yè)形式的實(shí)踐設(shè)計(jì)，其知識(shí)點(diǎn)、內(nèi)容要求和課時(shí)安排均存在相當(dāng)大的差異，以后還應(yīng)針對(duì)不同項(xiàng)目設(shè)計(jì)類(lèi)型、項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐性質(zhì)分別制定考核標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】PLC 實(shí)驗(yàn)箱 選型 西門(mén)子S7-200 改造
【中圖分類(lèi)號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）10-0006-02
一、原有設(shè)備落后，實(shí)驗(yàn)效果差
PLC原理及應(yīng)用課程是電子信息、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程，該課程為一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，實(shí)踐性非常強(qiáng)。目前，內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)PLC原理及應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的PLC實(shí)驗(yàn)室使用的是天津源峰科技公司的TVT-90A3型箱式PLC訓(xùn)練裝置，該實(shí)驗(yàn)箱配備的是松下FP1-C40主機(jī)，此主機(jī)高級(jí)指令少，程序存儲(chǔ)空間小，可擴(kuò)展性差，隨著行業(yè)的發(fā)展，松下的主機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用中已大幅減少。學(xué)院新采購(gòu)的MPS柔性系統(tǒng)、電梯、機(jī)械手等綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備在PLC主機(jī)選配上主要是西門(mén)子和三菱的主機(jī)，所以為了方便教學(xué)，需要對(duì)PLC實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行更換主機(jī)的改造。
二、實(shí)驗(yàn)箱改造方案設(shè)計(jì)
TVT-90A3箱式PLC實(shí)驗(yàn)箱采用模塊化設(shè)計(jì)，由主機(jī)區(qū)、主機(jī)接口單元與指令訓(xùn)練區(qū)、實(shí)驗(yàn)單元板三部分組成。如圖1所示：
圖1 改造前的TVT-90A3 PLC實(shí)驗(yàn)箱
為了減少投入成本，充分利用原來(lái)落后、淘汰的資源，經(jīng)論證得出：只要將原主機(jī)更換為符合功能需求的新型主機(jī)，完善主機(jī)接口單元線路，保留原實(shí)驗(yàn)單元板，即可滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。
（一）PLC的選型
PLC按照I/O點(diǎn)數(shù)分為：小型（128點(diǎn)以下）、中型（129～512點(diǎn)）和大型（513點(diǎn)以上）三類(lèi)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目分析，小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)、指令功能和存儲(chǔ)容量等性能指標(biāo)都能滿足要求，選定時(shí)，可依照如下過(guò)程來(lái)完成。
第一、確定廠商
對(duì)中、小型PLC的目標(biāo)用戶(hù)而言，市場(chǎng)上主要生產(chǎn)廠商的PLC產(chǎn)品均能滿足其要求，所以在產(chǎn)品選型時(shí)，價(jià)格是十分重要的因素。日本產(chǎn)品在該領(lǐng)域一直占有優(yōu)勢(shì)，但西門(mén)子在推出新一代小型PLC產(chǎn)品S7-200后，其價(jià)格與日本產(chǎn)品相差不大，已經(jīng)與日本主要產(chǎn)品（Mitsubishi和Omron）在小型PLC領(lǐng)域取得了類(lèi)似的市場(chǎng)地位。近年來(lái)，由于具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，中國(guó)臺(tái)灣的部分PLC廠商在小型PLC領(lǐng)域也搶占了一部分市場(chǎng)。相比各家廠商，西門(mén)子的市場(chǎng)占有率更高，其產(chǎn)品功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、可擴(kuò)展功能塊較多以及適用多種人機(jī)界面和監(jiān)控組態(tài)軟件。近年來(lái)，學(xué)院新采購(gòu)配備有PLC的教學(xué)設(shè)備中，也以西門(mén)子的產(chǎn)品為主。綜上所述，為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)所使用PLC主機(jī)的一致性，確定使用西門(mén)子的產(chǎn)品。
第二、通過(guò)I/O點(diǎn)數(shù)確定主機(jī)具體型號(hào)
1.需求分析
TVT-90A3實(shí)驗(yàn)箱主機(jī)接口單元I/O點(diǎn)數(shù)為：輸入24點(diǎn)，輸出24點(diǎn)，4個(gè)A/D點(diǎn)和4個(gè)D/A點(diǎn)。根據(jù)所有實(shí)驗(yàn)單元板所需I/O點(diǎn)數(shù)分析，PLC主機(jī) I/O點(diǎn)數(shù)為24DI/24DO可以完成基本實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)訓(xùn)。實(shí)驗(yàn)箱接口單元雖然有A/D、D/A接口，但沒(méi)有可以與其配合使用的實(shí)驗(yàn)單元板，所以此功能將在下一步的S7-200產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比中分析是否選配。
2.S7-200產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比
通過(guò)表1所示，CPU 224xp與CPU 226兩款主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)較多，結(jié)合表2和表3按照需求分析得出：
方案1：CPU 224XP+EM 223 DI16/DO16=DI30/DO26
方案2：CPU 226+EM222 DO8=DI24/DO24
兩種組合方案都可以滿足要求，但方案1中CPU 224XP主機(jī)雖然集成了A/D功能，但其模擬量輸入輸出點(diǎn)只有2/1，而且實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)使用的實(shí)驗(yàn)板，使得該方案所有I/O點(diǎn)不能全部有效利用。而方案2總的I/O點(diǎn)數(shù)與需求點(diǎn)數(shù)正好相同，并且市場(chǎng)報(bào)價(jià)低于方案1，組合后的整體尺寸相對(duì)較小，方便今后增加功能模塊。所以最終確定使用方案2的組合。
（二）主機(jī)與接口單元接線設(shè)計(jì)
三、實(shí)驗(yàn)箱改造實(shí)施及測(cè)試
1.更換主機(jī)，并按照?qǐng)D2所示完成I/O接線焊接，實(shí)驗(yàn)箱改造后主機(jī)區(qū)如下圖所示：
圖3改造后的TVT-90A3 PLC實(shí)驗(yàn)箱主機(jī)區(qū)
2.使用PC/PPI電纜將PC機(jī)COM口與實(shí)驗(yàn)箱主機(jī)通訊端口連接，并在PC機(jī)安裝STEP 7 - MicroWIN V4.0編程軟件，編寫(xiě)如下測(cè)試程序：
下載程序后，使用導(dǎo)線連接輸入/輸出公共端，依次連接開(kāi)關(guān)SA0和輸入端CH0～CH17，HL0發(fā)光管和輸出端CHO～CH17，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SA0，HL0發(fā)光管和主機(jī)面板上對(duì)應(yīng)的Q0.0～Q2.7指示燈會(huì)依次點(diǎn)亮，表示主機(jī)工作正常，線路連接正確，改造完成。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞:建筑施工;特點(diǎn);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);方案設(shè)計(jì);人員培訓(xùn)
一、現(xiàn)代建筑施工的特點(diǎn)分析
第一、空間上的布置于時(shí)間上的排列的矛盾成為建筑施工中的主要矛盾,這主要是由于建筑工程的產(chǎn)品固定性與生產(chǎn)流動(dòng)性之間的矛盾而導(dǎo)致的。
第二、建筑施工生產(chǎn)不僅具有長(zhǎng)周期性、工序的繁雜性以及強(qiáng)綜合性的特點(diǎn),同時(shí),高空作業(yè)和地下作業(yè)也是建筑施工生產(chǎn)的主要構(gòu)成部分。
第三、在建筑施工任務(wù)中,人員關(guān)系具有復(fù)雜性,因而他們之間的配合關(guān)系也較為復(fù)雜,這主要是因?yàn)榻ㄖ┕どa(chǎn)任務(wù)較為復(fù)雜,其完成必須通過(guò)專(zhuān)業(yè)相異、工種不同的人員之間的交流、合作。再加上各種材料、機(jī)械和設(shè)施。
二、在施工方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有兩個(gè)關(guān)鍵特性,一個(gè)是沉浸性,另一個(gè)是交互性,建筑施工方案設(shè)計(jì)在人機(jī)關(guān)系上的基本特征便是通過(guò)這兩個(gè)特性反映出來(lái)的,也就是說(shuō),設(shè)計(jì)者的主導(dǎo)作用通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸性和交互性而被充分反映出來(lái)。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,設(shè)計(jì)者可以參與到整個(gè)計(jì)算過(guò)程中,而不是在計(jì)算結(jié)束后才能知曉計(jì)算結(jié)果;在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,方案設(shè)計(jì)以動(dòng)態(tài)的優(yōu)化設(shè)計(jì)代替了員阿里的經(jīng)驗(yàn)的、靜態(tài)的、類(lèi)比的設(shè)計(jì)。換言之,在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,為了保證設(shè)計(jì)的方案最優(yōu)化,在分析和設(shè)計(jì)方案時(shí),設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)可視化的虛擬模型來(lái)適時(shí)的修改設(shè)計(jì)方案。
虛擬現(xiàn)實(shí)施工方案設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:在三維可視化虛擬環(huán)境中,設(shè)計(jì)人員可利用CAD設(shè)計(jì)軟件建立對(duì)象結(jié)構(gòu)實(shí)體模型,并將模型的幾何信息輸入有限元分析軟件(如AN-SYS等)中,建立三維可視化的有限元模型,然后對(duì)有限元模型i撕亍計(jì)算分析。有限元模型數(shù)據(jù)和分析結(jié)果數(shù)據(jù)分別存人相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。并轉(zhuǎn)化成圖形數(shù)據(jù)文件,表達(dá)為圖形或圖像的形式,使設(shè)計(jì)人員能沉浸在三維可視化的虛擬環(huán)境中觀察模型的模擬和計(jì)算,并實(shí)時(shí)地對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行修改,直到獲得滿意的方案。最后將最優(yōu)施工方案的結(jié)果存人數(shù)據(jù)庫(kù),為繪制施工圖提供可靠依據(jù),優(yōu)化施工方案過(guò)程主要由計(jì)算機(jī)完成,并能充分利用設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn),而不是像傳統(tǒng)的施工方案設(shè)計(jì)只能依靠施工技術(shù)人員多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或習(xí)慣作法。
三、在施工人員培訓(xùn)中的應(yīng)用
在虛擬環(huán)境中對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)是一種非常理想的培訓(xùn)方式,其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一、虛擬現(xiàn)實(shí)完全是交互式的,在虛擬環(huán)境中由用戶(hù)決定下一步做什么、如何做、可重復(fù)做;
第二、虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)參與者的經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),在有經(jīng)駿施工人員的參與下,可為缺乏經(jīng)驗(yàn)的施工人員提供建筑施工的經(jīng)驗(yàn),在先期虛擬環(huán)境中認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、驗(yàn)證建筑施工組織和管理;
第三、參與者和虛擬現(xiàn)實(shí)交互的方式和參與者在現(xiàn)實(shí)世界中的方式是完全相同的,虛擬現(xiàn)實(shí)中的任何事物很容易被參與者接收和理解,參與者不必學(xué)習(xí)任何操作計(jì)算機(jī)的技巧;
第四、虛擬現(xiàn)實(shí)提供的是一種有趣的、激動(dòng)人心的培訓(xùn)工具,能通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。
通過(guò)對(duì)施工方案的動(dòng)態(tài)模擬,施工人員可以隨意地選擇觀察點(diǎn)和角度,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游,以獲得全面的印象,施工過(guò)程中,各工序間的協(xié)調(diào)配合是不容易做到的;而在虛擬施工中,可以對(duì)方案反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),得出一些具體參數(shù)用以指導(dǎo)施工。在虛擬施工中,還可以直觀地觀察到對(duì)象間相互的空間關(guān)系,對(duì)于接近可能干涉的對(duì)象,可提醒施工人員施工時(shí)特別小心,做到心中有數(shù)。
四、虛擬現(xiàn)實(shí)在筑施工中應(yīng)用研究的展望
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)大型綜合集成環(huán)境,是一項(xiàng)集成性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)。但是它還有諸多不完善的地方,為實(shí)現(xiàn)和推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的運(yùn)用和發(fā)展,我們還需要做以下方面的工作:
第一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身是一門(mén)新興的學(xué)科,基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬施工也尚未形成一個(gè)完整的理論體系,雖然現(xiàn)階段在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有關(guān)于它的一些報(bào)道和文章,但是學(xué)術(shù)界和技術(shù)界還沒(méi)有公認(rèn)的有關(guān)虛擬施工的定義。因此,必須加強(qiáng)對(duì)建筑施工理論的探索和研究,力求建筑施理論從本質(zhì)上得到突破。因?yàn)榻ㄖ┕だ碚摰於嘶谔摂M現(xiàn)實(shí)的虛擬施工的理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)；開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)；信息化管理
Research and practice on open experimental teaching mode
Liu Yang
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China
Abstract: In this paper, the drawbacks of traditional experimental teaching mode were pointed; the advantages of open experimental teaching mode were highlighted; and the design and functions of the open experimental teaching management system was introduced. Practice showed that the open experimental teaching mode and open laboratory construction achieved good results. The level of experimental teaching was improved, and the scientific and information of laboratory management was realized.
Key words: open experimental teaching; open laboratory; information management
高校實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)的主要場(chǎng)所，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的重要基地。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確指出：要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室基本建設(shè)，著力培養(yǎng)高素質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才和拔尖創(chuàng)新人才，要充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)、創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施[1]。因此，借助飛速發(fā)展的信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，探索和實(shí)踐開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室信息化管理，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向和必然要求，是高校發(fā)展的重要課題之一。
1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本任務(wù)是幫助學(xué)生深刻理解所學(xué)的理論知識(shí)。從這點(diǎn)出發(fā)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為主導(dǎo)，多采用集中式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。毋庸置疑，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)及學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)等方面發(fā)揮了重要的作用[2]。同時(shí)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也存在諸多弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.1 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型單一，不利于對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常分教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)兩種類(lèi)型。由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)型單一，驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)較多，而設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少。教師演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生只看不做，學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)大多都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，重復(fù)操作步驟，就能順利地完成實(shí)驗(yàn)。這樣導(dǎo)致學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的理性思考，不能真正培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。
1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理不善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果欠佳
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是固定班級(jí)的學(xué)生在固定的時(shí)間段到固定的實(shí)驗(yàn)室做固定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。隨著近幾年高校大規(guī)模擴(kuò)招，很多班級(jí)人數(shù)都超過(guò)50人，在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組有5人或更多，部分學(xué)生只是看別的同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，很少有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。同時(shí)，通常僅有1名指導(dǎo)教師，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)紀(jì)律不好、學(xué)生誤操作較多、對(duì)儀表?yè)p害大、實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，整體實(shí)驗(yàn)效果欠佳。特別是強(qiáng)電類(lèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還存在用電安全隱患。
1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)與監(jiān)督制度不完善，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，對(duì)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏評(píng)價(jià)和監(jiān)督，對(duì)學(xué)生的考查也僅僅限于重復(fù)操作某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者免于考核，導(dǎo)致教師和學(xué)生都不太重視實(shí)驗(yàn)課。因此，急需建立一套合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估制度，促使教師認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、認(rèn)真指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、不斷開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)中操作與思考、實(shí)驗(yàn)后總結(jié)與反饋，這樣才能進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，真正使其發(fā)揮作用。
1.4 實(shí)驗(yàn)室管理難度較大，信息化管理程度低
實(shí)驗(yàn)室管理要求做到儀表設(shè)備擺放整齊、實(shí)物賬目清晰統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)開(kāi)展正常有序、實(shí)驗(yàn)記錄詳細(xì)明了。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理模式信息化程度低，管理難度較大，良好的實(shí)驗(yàn)室管理主要取決于實(shí)驗(yàn)室管理員認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、一絲不茍的精神和多年實(shí)驗(yàn)室管理經(jīng)驗(yàn)，通常采用手工數(shù)據(jù)表格登記管理，例如填寫(xiě)《實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備使用登記本》《實(shí)驗(yàn)教學(xué)日志》《實(shí)驗(yàn)設(shè)備維修保養(yǎng)記錄》等，一旦記錄本或數(shù)據(jù)丟失，將嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。
2 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要幫助學(xué)生深刻理解所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)也要培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能和理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，更要培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)創(chuàng)新性人才需求的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已越來(lái)越不能適應(yīng)現(xiàn)代高等教育的要求。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)和發(fā)展方向[3]。在我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，體現(xiàn)出開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的幾個(gè)特點(diǎn)。
2.1 實(shí)驗(yàn)開(kāi)放化
開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)儀器，由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣和愛(ài)好進(jìn)行課程規(guī)定之外的課題實(shí)驗(yàn)及科學(xué)研究。目前，我院實(shí)驗(yàn)中心對(duì)全院學(xué)生全天候開(kāi)放，安排實(shí)驗(yàn)教師值班，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)與管理。在條件成熟的情況下，擬對(duì)全校學(xué)生及社會(huì)開(kāi)放。
2.2 管理信息化
開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)上選課、預(yù)約實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)自動(dòng)派位、學(xué)生刷卡上機(jī)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備電源智能管理、實(shí)驗(yàn)室門(mén)禁管理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、通知、在線學(xué)習(xí)、在線討論、在線答疑、學(xué)生在線提交和教師在線批改電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多種功能。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用多種教學(xué)手段，學(xué)生可以在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上自學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)；可以在實(shí)驗(yàn)室利用軟件工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，通過(guò)CAD，EWB，Matlab等仿真軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)；可以在綜合性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)物搭建，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源尋找解決問(wèn)題的辦法；也可參與在線求助、網(wǎng)絡(luò)討論、教師在線答疑，實(shí)現(xiàn)資源與信息共享[4]。
2.3 教學(xué)層次化
將參與實(shí)驗(yàn)的對(duì)象分為低年級(jí)本科生、高年級(jí)本科生和研究生三個(gè)層次，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室也有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、學(xué)術(shù)研究型實(shí)驗(yàn)。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般可分為演示性、驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性幾個(gè)層次，而開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目又可分必做、選做和自擬3種。這能綜合考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和實(shí)際水平，由淺入深，由驗(yàn)證型到綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型。形成適應(yīng)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)驗(yàn)技能以及綜合分析、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，全面提高學(xué)生工程素質(zhì)。
2.4 形式多樣化
為了充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的資源效益，目前我院實(shí)驗(yàn)中心采用以下多種開(kāi)放教學(xué)形式[5]。
(1)課程實(shí)驗(yàn)開(kāi)放：實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)教學(xué)計(jì)劃在每學(xué)期初向全院學(xué)生公布課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由學(xué)生向?qū)嶒?yàn)室提出申請(qǐng)和預(yù)約，經(jīng)實(shí)驗(yàn)中心審核同意后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)放：實(shí)驗(yàn)中心設(shè)置一些與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如部分先導(dǎo)問(wèn)題和后續(xù)延伸問(wèn)題，學(xué)有余力的學(xué)生可進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，自主進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作，并安排教師指導(dǎo)。
(3)自選課題實(shí)驗(yàn)開(kāi)放：實(shí)驗(yàn)設(shè)置一些綜合型、設(shè)計(jì)型自選課題實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由學(xué)生自己提出實(shí)驗(yàn)題目、要求、方案和步驟，經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須獨(dú)立完成課題的方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)裝置安裝與調(diào)試，完成實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
(4)科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放：對(duì)參與各類(lèi)基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)競(jìng)賽及其他課外科技活動(dòng)、興趣小組的學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，如第二課堂、電工電子學(xué)生聯(lián)合會(huì)、全國(guó)電子設(shè)計(jì)大學(xué)、創(chuàng)業(yè)大賽、建模仿真大賽、汽車(chē)設(shè)計(jì)大賽等。學(xué)生根據(jù)科技活動(dòng)的要求，自行擬定課題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件，聯(lián)系相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室和指導(dǎo)教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。
(5)科研實(shí)驗(yàn)開(kāi)放：這種實(shí)驗(yàn)主要面向高年級(jí)本科學(xué)生和研究生，由課題指導(dǎo)教師確定題目，實(shí)驗(yàn)中心定期公布研究課題，有針對(duì)性地吸收部分優(yōu)秀學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與教師的科學(xué)研究活動(dòng)。
(6)學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)開(kāi)放。主要針對(duì)畢業(yè)生論文相關(guān)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，根據(jù)學(xué)位論文的課題，經(jīng)過(guò)學(xué)生申請(qǐng)，由論文指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)中心主任批準(zhǔn)，進(jìn)行與論文課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。
3 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)
我校教師與某公司合作開(kāi)發(fā)了基于Web的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)。它運(yùn)用Tomcat，MyEclipse和MySQL等工具，采用Java語(yǔ)言編程，選用Browse/Server結(jié)構(gòu)，并根據(jù)我校實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)與實(shí)際需求來(lái)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)[6]。從系統(tǒng)用戶(hù)的身份來(lái)看，本系統(tǒng)主要包括3個(gè)功能模塊。
(1)管理員功能模塊：系統(tǒng)管理員具有本系統(tǒng)的最高權(quán)限，授權(quán)給實(shí)驗(yàn)中心主任和指定管理員。實(shí)驗(yàn)中心主任通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽相關(guān)文件，審批實(shí)驗(yàn)相關(guān)的申請(qǐng)、報(bào)告，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化辦公。指定管理員負(fù)責(zé)本系統(tǒng)的管理與維護(hù)，包括設(shè)置學(xué)期、建立教學(xué)體系、教學(xué)層次、教學(xué)模塊、課程模塊、教學(xué)班級(jí)、配置實(shí)驗(yàn)室等；對(duì)教師和學(xué)生用戶(hù)信息管理，對(duì)教學(xué)計(jì)劃管理，設(shè)置課程開(kāi)放計(jì)劃、課程排課計(jì)劃，教師值班安排、實(shí)驗(yàn)預(yù)約名單管理、實(shí)驗(yàn)通知等工作。
(2)教師功能模塊：教師具有本系統(tǒng)的中級(jí)權(quán)限，授權(quán)給實(shí)驗(yàn)相關(guān)教師，主要負(fù)責(zé)與課程、科研相關(guān)的實(shí)驗(yàn)管理與學(xué)習(xí)指導(dǎo)。包括設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)、查看選課學(xué)生名單、實(shí)驗(yàn)課表、值班課表、查詢(xún)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度、登記與更新學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)違規(guī)記錄、批改電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告、錄入與修改課程成績(jī)、開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)題討論、上傳實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、視頻等學(xué)習(xí)資料以及進(jìn)行教師在線答疑等。
(3)學(xué)生功能模塊：學(xué)生具有本系統(tǒng)最低權(quán)限，授權(quán)給本院所有學(xué)生。學(xué)生可以網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)、刷卡上機(jī)實(shí)驗(yàn)，可查看實(shí)驗(yàn)課表和實(shí)驗(yàn)成績(jī)，查詢(xún)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與進(jìn)度、瀏覽實(shí)驗(yàn)通知、在線撰寫(xiě)并提交電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可以下載學(xué)習(xí)資料、參與專(zhuān)題討論和在線答疑等。
4 結(jié)束語(yǔ)
目前我校共有20個(gè)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)近兩年的實(shí)踐，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式運(yùn)行正常，效果良好。其中，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放效果尤為顯著，多次獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)大賽獎(jiǎng)勵(lì)。在2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、省三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；在2011中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup公開(kāi)賽中，獲得仿真項(xiàng)目一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。實(shí)踐證明，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室管理工作的科學(xué)化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化和高效化。同時(shí)，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)也還存在實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、人員協(xié)調(diào)、設(shè)備維護(hù)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師保障等方面的問(wèn)題。因此，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理工作任重道遠(yuǎn)，需要不斷地進(jìn)行探索、研究、創(chuàng)新與實(shí)踐。
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