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基于物联网和主动学习模式的开放实验室建设
资料介绍
针对开放实验室的特点及发展现状,分析了物联网技术及其在开放实验室中的应用,并结合主动学习模式的理念及其在实验室建设与管理中的优势,提出将物联网技术与主动学习模式相结合,提高在自主开放模式、教师辅导、课堂管理3个方面的有效性,提升实验教学效果,提高学生自主学习能力,为开放实验室的建设与管理提供一种新的有效途径.
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p
验
技
术
gy
与
管
理
ꢀ
g
第
卷
增刊
年
月
４
ꢀ
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ꢀ
ꢀ
ꢀ
ISSN１００２Ｇ４９５６
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ ꢀꢀꢀ
３４
ꢀ
１ꢀ２０１７
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
ExerimentalTechnolo andManaement
/
CN１１Ｇ２０３４ T
Vol．３４ꢀNo．S１ꢀA r．２０１７
p
:
/
j
DOI１０．１６７９１ ．cnki．s ．２０１７．S１．０４７ꢀ
jg
基于物联网和主动学习模式的
开放实验室建设
,
刘存海
,
李
ꢀ
孙
江
荫
ꢀ
(
,
)
ꢀ２６４００１
海军航空工程学院 基础实验部 山东 烟台
: , ,
针对开放实验室的特点及发展现状 分析了物联网技术及其在开放实验室中的应用 并结合主动学
摘
要
ꢀ
,
,
习模式的理念及其在实验室建设与管理中的优势 提出将物联网技术与主动学习模式相结合 提高在自主开
、
、
,
,
,
放模式 教师辅导 课堂管理 个方面的有效性 提升实验教学效果 提高学生自主学习能力 为开放实验室的
３
.
建设与管理提供一种新的有效途径
:
;
;
;
关键词 开放实验室 物联网 主动学习模式 实验室建设
:
:
:
文章编号
Aꢀꢀ １００２Ｇ４９５６２０１７S１Ｇ０１６３Ｇ０３
(
)
中图分类号
文献标识码
G６４２ꢀꢀ
Constructiononoenlaborator basedonInternetof
p
y
thinsandactivelearnin mode
g
g
,
,
SunJian LiuCunhai LiYin
g
(
,
,
,
)
DeartmentofBasicExerimentNavalAeronauticalandAstronauticalUniversit Yantai２６４００１ China
p
p
y
:
,
Abstract Aimin atthecharacteristicsanddevelo mentstatusoftheoenlaborator this aeranalzesthe
pp
g
p
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y
y
technolo ofInternetofthinsanditsa licationintheoenlaborator ．Combinedwiththeideaoftheactive
gy pp
g
p
y
,
learnin modeanditsadvantaesinthelaborator constructionandmanaementthecombinationoftechnolo
gy
g
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ofInternetofthins withtheactivelearnin modeis roosedsoastoenhancetheeffectivenessinthe
p p
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:
,
’
,
followin ３asects selfＧoenin modeteachers counselin andclassroom manaement andim rovethe
g
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,
exerimentalteachin effectandstudents autonomouslearnin abilit rovidin anewandeffectivewa for
yp
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theconstructionandmanaementoftheoenlaborator ．
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;
;
;
Ke words oenlaborator Internetofthins activelearnin mode laborator construction
p
y
g
g
y
y
,
科技创新是人才培养的源动力 实践创新能力又
ꢀꢀ
开放实验室的特征及要求
１ꢀ
.
是科技创新的重要方面 任何岗位不仅需要与其相关
,
,
随着实验室改革不断地深入 开放实验室得到很
的专业知识 还需要具备与其岗位相适应的能力和素
[]
２
.
养
军队院校的基础课程教学正是为了培养这种能力
,
;
大程度的发展
特别是在规模和数量上 与传统实验
.
,
和素养 实验室作为高等教育的重要组成部分 担负
,
,
室相比 开放实验室有自身的特点和规律 只有掌握它
.
着理论实践和创新能力培养的任务 创建开放实验室
,
.
的特点 才能更好地发展
[]
１
,
是实验室发展的必然趋势
开放实验室并不是简单
开放实验室的特征
１．１ꢀ
根据多年的实践 以及归纳和总结 开放实验室主
,
,
的实验室空间开放 而是理念上的自主研究 即提供相
,
,
,
,
对开放的环境 便于学生充分利用时间进行自主实践
:
要有以下几个显著特征
()
.
也有利于提高设备的使用率 如何创新发展开放实验
.
实验设备不同 开放实验室不仅具有常规的
１
.
室已经成为一个亟须解决的问题
,
实验设备 还应能够提供常用实验工具及实验设计所
,
,
需的主要配件 以便学生能够自主进行实验设计 实验
.
设备大多为功能较多的设计性实验设备
:
收稿日期
２０１６Ｇ１２Ｇ０９
()
２
.
,
开放时间不固定 放宽了开放时间 学生可
:
(
—),
, , , ,
男 山东烟台 硕士 工程师 主要研究方向为
作者简介 孙江
１９８４
.
根据需要随时预约进行实验
物理实验教学
．
:
EＧmailluohans１８＠１２６．com
j
()
.
实验内容不同 传统实验室实验内容与步骤
３
万方数据
实
验
技
术
与
管
理
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
１６４
,
,
、
(
)、
、
、
相对固定 而开放实验室需要学生自己设计实验方案
时间 购置的厂家 品牌 设备的型号 设备的类别 仪
.
、 、 、 、
器的编号 放置的位置 保管人 设备状态 维修情况
自行完成实验项目
()
.
,
; ,
等 这些电子标签的信息统一上传至网络中心 并由管
授课方式不同 对于开放实验室 教师不再
４
,
;
.
详细讲解实验原理 不再重复与专业相关的理论知识
理人员通过实验室的管理系统保存并整理
()
,
而是由学生自主进行实验研究 教师给予有针对性的
.
设备使用的管理 实验设备的使用信息录入
２
.
帮助与指导
开放实验室的要求
,
,
实验室的管理系统 通过校园平台公布其使用状态 包
.
括开放的时间及哪些设备正在被使用等 学生通过校
１．２ꢀ
由于开放实验室自身的特征 对其建设与管理提
,
,
,
园平台查阅信息 并根据需要进行预约 实现实验室的
.
出了更高的要求
()
.
开放与资源共享
()
.
对实验室的安全要求更高 由于学生自主实
.
设备维护的管理 管理人员需定期检查维护
１
３
,
,
验空间增大 其安全隐患也会相应增加 需要更加注意
,
.
实验设备 对损坏的实验设备进行及时维修 对设备
.
学生实验过程的安全性
()
,
,
加入自动检测系统 当发生常见故障 系统会自动检测
.
对实验室的师资队伍要求更高 开放实验室
,
并通过管理系统进行故障提示 管理人员根据提示信
２
,
要求学生自主设计实验方案 实验过程中会出现各种
,
,
息及时发现并维修 完成后标注维修完好 这样可缩短
,
不同的问题 这对教师的知识储备和专业能力提出了
,
,
.
维修时间 提高工作效率 保证设备的完好率
.
更高要求
()
.
设备耗材的管理 实验设备在使用的过程中
４
()
３
.
对实验室的管理要求更高 由于开放实验室
,
会伴有大量的设备损耗 通过设置检测模块对库存设
、
,
的开放时间增大 实验要求增加 需要管理人员投入更
,
,
备配件数量进行实时统计 并设置一个最低值 当设备
.
多的时间来管理和维护实验设备
,
,
数量低于最低值时 检测模块将信息传给网络中心 并
.
通过管理系统提示管理人员
()
物联网技术在开放实验室中的应用及研究
的不足
２ꢀ
.
、
实验人员的管理 为确保实验室的安全 有
５
,
,
设置射频阅读器作为门禁系统 师生配
序 利用
RFID
,
,
备一个电子标签 当师生进入实验室时 射频阅读器可
,
基于开放实验室的特征及要求 其建设与管理模
,
;
以读取人员信息 并传送至管理系统进行存储 需要相
,
式不断进行改革 目前研究较为广泛的是将物联网技
[
]
３Ｇ
７
,
关考 勤 信 息 时 便 可 通 过 管 理 系 统 调 出 数 据 库 中 的
,
.
术应用于开放实验室的管理
物联网技术
提高管理的效率
.
记录
２．１ꢀ
()
６
.
实验环境的管理 为了保证实验设备的正常
“
”
(
)、
红
物联网 技术是指通过射频识别技术
RFID
,
,
使用 对实验室的环境也有一定的要求 如实验室温
、
、
外感应器 全球定位系统 激光扫描器等信息传感设
、
、
、
,
度 湿度 光照 气体等 通过相应传感器进行实时检
,
,
备 按照约定的协议 以有线或无线的方式把任何物品
,
,
.
测 当不满足相应条件时 可以进行自动调节
,
、
、
与互联网连接起来 以计算 存储 分析等处理方式构
基于物联网技术的开放实验室建设与管理研究
的不足
,
成所关心事物的动态和静态的信息知识网络 用以实
２．３ꢀ
[]
８
、
、
、
;
现智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络
开放实验室主要用于传统验证性实验项目学习以
、
、
是继计算机 互联网 移动通信网之后的又一次信息化
、
外进行的综合性实验项目 自主创新性实验项目及各
,
.
它
产业的变革 已经受到了人们越来越广泛的关注
.
类大赛的项目制作等 目的在于培养学生的自主学习
、
,
可以实现人与物 物与物之间的对话 应用领域十分广
.
能力和创新能力 物联网技术在开放实验室的应用研
,
、
,
泛 涉及城市管理 智能家庭等各类产业 提升了智能
,
,
究很多 也取得了一定的成果 特别是在智能化管理方
.
化水平
,
,
面 但开放实验室的发展是一个系统工程 其建设与管
物联网技术在开放实验室中的应用
２．２ꢀ
由于物联网技术的智能互联特性 已经给高校的
.
理都不能脱离学生自主学习能力培养这一核心 以往
,
,
的关于物联网技术在开放实验室应用的研究 仅仅在
.
教育信息化带来了深刻的影响 将物联网技术应用于
,
管理效率上进行改善 并没有注重在学生能力培养上
,
、
开放实验室的管理中 可以减少管理人员的数量 提高
,
发挥作用 这大大限制了物联网技术在开放实验室功
、
、
管理的效率 增加管理的科学化水平 加快实现实验室
.
能方面的发挥 提高开放实验室的使用效率及学生自
.
管 理 的 信 息 化 和 智 能 化 主 要 体 现 在 以 下 几 个
[
]
９Ｇ１１
, ,
主研究的能力 单靠管理的智能化是远远不够的 需要
:
方面
()
.
,
,
将物联网技术与开放实验室空间布局模式进行结合
仪器设备的管理 利用物联网技术 将每件
１
,
,
进一步提高学生的自主学习能力 为开放实验室的建
实验设备贴上电子标签 电子标签的信息包含购置的
万方数据
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