综合实验平台

综合实验平台（精选十篇）

综合实验平台 篇1

为此我校将利用计算机技术和互联网技术开发《实验实训综合信息管理平台》。该平台系统实现设备管理、课程管理、排课管理、学生实习管理、内审资料管理、实践过程管理、校企管理、毕业设计管理、顶岗管理、专业资料管理、考试大纲管理、实训考试试卷管理、实训教学任务管理、教师管理、对外辐射和社会服务管理等功能。

1 系统说明试验

实验实训管理系统主要包括:学校的办公管理, 设备管理, 教学管理, 实训室基础情况管理, 学生和教师基础信息管理, 活动基础情况信息。其中授课计划中, 项目的申请和审批, 授课计划的申请和审批是本项目的主流程。

2 功能说明

2.1 办公管理

办公管理包括以下功能, 文件管理和文件类型管理、通知通告、BBS、邮件管理等功能。文件管理和文件类型管理, 可以查看文件, 上传和下载文件。通知通告负责查看和查询实验实训通知。BBS主要用作校生交流, 有栏目管理, 和发、留言、查看、删除贴子等功能。邮件管理功能实现校内邮件发送、接收, 支持群发, 单点发送。

2.2 设备管理

对设备文件登记管理, 仪器设备使用管理, 耗材使用登记管理, 仪器设备维修台帐, 实验实训设备卡片进行管理, 设备验收管理便于查看。

2.3 教学管理

教学管理所列功能如图4所示。实验实训登记薄通过选择课程所属项目, 然后选择课程, 查看登记薄。可以对课程中每个学生进行登记。教学文件登记管理, 实验实训工作手册, 实验实训教师工作手册, 实验实训授课计划, 都可以进行一般的操作, 便于管理和查询。实验实训项目进程功能查看实训项目的进程, 通过项目所用课程数, 和课程状态来体现出进程。实验实训项目课程功能查看实验实训项目中, 已经通过审核后生成的课表。培训过程控制记录:控制实训项目中个课程状态。

2.4 学生顶岗实习手册

记录每个学生实习的情况, 内容概括有: (1) 学生实习守则; (2) 学生实习考勤制度; (3) 学生成绩考核办法; (4) 记录自己的实习计划指导老师给予意见; (5) 实习单位联系表 (记录学生和指导教师的基本情况, 实习单位简介, 实习单位意见, 实习记录) ; (6) 学生实习考核情况并且以上信息记录以excel的形式导入成学生顶岗实习手册。

2.5 实验实训项目申请审批

用户申请实验实训项目信息都以未审核状态显示在申请列表中, 用户登录进来只能看到自己的申请信息。在审批列表里, 上级用户对申请信息进行审批, 审批通过后用户在自己的实训申请列表中可以看到审核状态, 审批不通过用户也可以看到并且会注明审批不通过理由。实训室基础表功能如图5所示。

2.6 实验实训授课计划

实训项目审核通过后会到授课计划信息列表中, 授课计划也是用户登录只能看到自己实训项目审核通过的信息。然后对当前的授课计划进行申请, 申请不通过会注明原因。申请通过后教研室主任和系主任本授课计划进行层层审批, 审批不通过会退还到申请列表并注明原因, 审批通过后到项目课程表中。

2.7 学生基础信息

学生的基础信息, 学生作业的样本, 学生提交课题材料, 记录了学生基础信息, 具体功能如如图6所示。

2.8 教师基础信息

教师的基础信息, 教学内容, 学时分配, 教学任务书, 教师学期工作总结等教师基础信息的每个方面的完成情况以图表的形式进行累计, 到学期完成后可以清楚的查看每个老师任务完成的情况从而进行处理。

2.9 活动基础信息

活动基础表可以查看班级名称, 部门名称, 专业名称, 院系名称, 学校名称, 企业名称, 课程名称, 教材名称, 课件名称, 学年时间安排表等信息。

3 特色说明

实验实训综合管理平台研制成功后, 将涵盖了设备管理、课程管理、排课管理、学生实习管理、内审资料管理、实践过程管理、校企管理、毕业设计管理、顶岗管理、专业资料管理、考试大纲管理、实训考试试卷管理、实训教学任务管理、教师管理、对外辐射和社会服务管理等, 平台贯穿了实训环节的人、物和活动三要素, 有机的将复杂的实训教育活动向良性的可控制、可分析、可规范的方向发展, 达到科学高效的管理理念。相对传统的管理方式, 具体以下创新点:

(1) 考虑了学生顶岗实习环节;

(2) 考虑了学生在校内企业的实习管理;

(3) 考虑了校外实习基地的管理;

(4) 考虑了对外辐射和社会服务管理;

(5) 实验室的资源的充分运用管理。

4 结语

实验实训综合信息管理平台提供了一种集设备管理、课程管理、学生实习管理、、毕业设计管理、实训管理、教师管理、等功能一体化的平台, 全面掌握学生各方面信息, 使实践、实训环节管理更加规范化、常规化。

摘要：当前教学管理信息化方面存在资源浪费、系统的多样化、不规范化等问题, 实验实训的管理工作一直都是通过传统手工方式来进行管理, 教育信息化建设作为教育创新和教育现代化建设的重要措施。实验实训综合信息管理平台系统实现设备管理、课程管理、学生实习管理、实践过程管理、毕业设计管理、实训考试试卷管理、实训教学任务管理、教师管理、对外辐射和社会服务管理等功能一体化, 全面掌握学生各方面信息。

关键词：教学信息管理,功能一体化,综合信息管理平台

参考文献

[1]徐晖.高校教务管理信息化建设及实践研究[J].安徽文学, 2008 (09) :20-22.

[2]童爱玲.高师院校教务管理研究[M].上海:上海社会科学院出版社, 2008:27.

[3]王欢.如何抓好高效教务工作[J].科教导刊, 2009 (4) :32.

综合实验平台 篇2

接口综合设计实验的建设应该在传承经典的基础上，更加适应实验教学发展的趋势，丰富其内涵。接口综合设计实验平台的设计理念是营造探索性实验环境，注重实践创新能力培养，通过融合先进的EDA技术，培养学生综合设计开发能力和创新能力。

接口综合设计实验是在现有教学实验装置上，融合了8086微处理器的系统仿真设计，并选用Proteus作为系统仿真软件。Proteus是一款EDA工具软件，是基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统，软硬件设计仿真平台Proteus 7.5提供了VSMfor 8086模块，增加对8086CPU 的仿真，为培养学生综合设计能力和自主创新能力提供了技术支撑。

结合设计的实验项目，提供了程序设计流程图、参考接口电路设计图、参考程序的范例内容，以及在Proteus环境下的仿真设计、虚拟仪器测试等内容供参考，目的是让学生利用已有范例资源直接进行虚拟仿真测试和软硬件联合调试，尽快掌握原理和接口设计方法，为后续实验的自主设计、自由发挥打好基础。

1.2 关键技术

应用Proteus进行8086接口技术仿真，主要是在Proteus ISIS中编辑电路原理图、设置外部代码编译器、编写和添加源代码及仿真调试。搭建一个培养学生综合设计能力和自主创新能力的实践平台，需要解决几个关键问题。

1.2.1 I/O地址译码电路设计

现有教学实验箱上选用64个I/O地址，分Y0―Y7共8组输出，地址分别为280H―287H、288H―28FH、290H―297H、298H―29FH、2A0H―2A7H、2A8H―2AFH、2B0H―2B7H、2B8H―2BFH。8条输出线在实验箱的I/O地址处分别由自锁紧插孔Y0―Y7引出。。

结合实验箱I/O地址译码电路，利用8086微处理器和相关外围芯片构造I/O 译码电路，并存成部件组。在Proteus仿真设计环境中用到的仿真元件信息。

1.2.2 加载汇编程序

现有的教学实验箱是通过USB接口将实验箱信号传送到微机，USB模块产生的仿ISA总线信号直接从实验箱上输出。为了培养学生对于接口电路的仿真设计能力，要求学生先进行汇编语言程序设计，并加载到Proteus环境下的仿真设计接口电路中进行虚拟仪器测试，确定满足要求的接口电路设计方案，再利用现有教学实验箱和接口开发环境进行硬件电路接线和软硬件联调。

1.2.3 子电路设计和使用

结合精品实验项目设计的侧重点，在Proteus环境下将部分常用电路(例如I/O 接口译码电路)设计为子电路，方便学生进行仿真电路设计时直接使用。分析现有教学实验箱上I/O 地址选用情况，设计了Proteus环境下I/O接口译码子电路和使用。

2 应用案例

2.1 案例内容

以经典的“数码管显示”实验为例，其中的“显示接口综合实验”项目的实施内容以微机系统的总线结构为基础，贯穿多个接口芯片的功能应用，注重营造探索性实验环境，着重提高学生灵活应用多种接口芯片的综合设计能力和创新能力。

该实验要求学生掌握数码管的显示原理，实现数码管静态和动态显示。学生经过简单的输入、输出接口实验，已熟悉接口电路设计的基本原则、缓冲器和锁存器在接口电路中的作用，对于可编程并行接口芯片8255A、可编程定时器/计数器芯片8253也有了初步了解。范例采用层次化设计方法，由简单到复杂，引导学生逐步掌握显示接口设计的要点。

演示实验利用数码管循环显示数字单字符(0―9)，在学生掌握动态显示原理后，利用数码管同时显示2个字符(如“EF”)，最后利用数码管实现循环显示数字(0―99)。

2.2 应用案例的.实施过程

2.2.1 注重引导，逐步完善

在显示接口综合设计实验教学开始阶段，注重引导学生根据实验的要求自主制订虚拟仿真实验的初步设计方案。随着理论知识的增加，学生可以自主改进方案、完善功能，并最终自主完成实验，使综合设计能力和创新能力得到锻炼，提出问题和解决问题的实践能力得到提高。

为方便师生交流、保证实验进度，建立了“微机原理虚拟仿真”QQ群，并公布了答疑和提交仿真设计方案的邮箱(virtualsimulation@163.com)。学生在制订虚拟仿真初步设计方案的过程中，由于刚刚开始接触接口部分的理论知识，因而略显被动和随意，但在逐步深入地学习后续课程内容的过程中，会根据自己所掌握知识的更新和积累，主动完善自己的设计方案。此时，学生被动思维模式转为主动思维模式，学习更具有探索性和目的性。

2.2.2 掌握相关平台的使用和流程

当学生学习了接口实验预备知识并做过简单输入输出接口实验后，对实验箱和硬件设计过程便有了初步的了解和认识，可以提供给学生虚拟仿真实验指导书、相关设计软件和演示例程，指导学生进行虚拟仿真环境的搭建和例程的演示。

经过这个过程，学生可以学会使用虚拟仿真软件Proteus进行方案设计和硬件实现方法。在显示接口综合实验项目的实施过程中，教师要针对学生遇到的问题，讲解Proteus软件的一些基本使用方法和注意事项，帮助学生改进自己的虚拟仿真设计。虚拟仿真设计成功，就可以进行最终的硬件实现流程。

2.2.3 后续改进与作品展示

学生后续的实验内容为8253和8259芯片的功能测试项目，该项目引导学生通过对这些芯片的理解和掌握，进一步改进显示接口综合设计方案。显示接口综合实验完成后要进行设计作品的展示。学生通过展示作品，可以发现作品的价值和有待改进之处，而且可以学习到其他同学的设计理念和设计方法，培养了探索精神，提升了自主设计、开发的能力和信心。

2.3 典型自主设计案例

显示接口综合实验注重基于任务驱动的情景化教

学，引导学生进行体验性学习，营造自主探索的实验环境;启发学生在范例内容的基础上，结合自主设计的任务情境，充分发挥、扩展创新;培养学生综合设计创新能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力;鼓励学生查阅资料并自主制订多种设计方案，训练学生的科学思维和探索精神，亲身去体验实验的基础性、独创性、多样性和研究性;引导学生借助于Proteus仿真软件自主设计电路，然后把软件仿真的结果移植到硬件实验箱中，体验从仿真到应用的科学设计流程。学生自主设计的内容是：选取可以利用显示接口的项目进行方案设计，例如交通信号灯设计、抢答器设计、时钟显示设计、空调或冰箱温度设定与显示设计等。学生可自主设计项目的具体功能、可自由扩展发挥，不同侧重点的设计方案对学生灵活掌握多种接口芯片的功能与使用方法有不同的要求。

(1)交通信号灯的仿真设计案例。学生在虚拟仿真环境下初步设计实验方案、改进功能，最终实现常用接口芯片8253+8255的综合性设计方案，并利用现有实验箱完成仿真实验。该虚拟仿真环境为学生提供了充分发挥想象力的空间，学生可以自主仿真实际环境现场。通过仿真设计，交通信号灯接口实验可以形象表达而不受硬件条件的制约，既锻炼了学生理论知识的应用能力，又培养了学生理论结合实际的实践创新能力。

(2)抢答器设计案例。以往的实验项目涉及的内容相对单一，设计的综合性、复杂性不高，因而设计调试过程中遇到的问题相对简单、明显;而由于本实验项目提高了综合性和设计性，在调试过程中出现的问题也变得比较复杂，对学生分析问题、解决问题和综合实践能力提出了更高的要求。通过对学生实验报告的分析可知，学生通过自主设计、自主实现的过程，在编程语言、逻辑思路、分析问题和解决问题的能力、设计与实践的结合等方面都有所收获和提高，并且增强了探索、挑战的信心和勇气。

3 结语

综合实验平台 篇3

关键词：高校实验室；综合管理；信息平台；构建

中图分类号： G640 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）28-98-2

1 高校实验室综合管理信息平台的需求分析

1.1 性能需求

高校实验室综合管理信息平台的建立需要具备以下几种性能：一是开放性，管理系统的开放性要能够满足内部系统横、纵向的集成需求，同时设置预留接口，满足后期系统模型扩展的需要；二是较高的可靠性，实验室综合管理信息平台主要是支撑日常的实验室管理需求，进而满足不同的教学环境，同时系统的可靠性还体现在直接处理系统可能发生的故障问题，保障实验室的正常使用；三是便于维护和操作，这主要是针对系统页面的设置，要设置友好、简单便捷的系统页面，便于使用者在短时间内就可以基本掌握系统的使用和操作；四是安全保密性，系统必须对存储的数据及信息进行安全、可靠的保护，未经授权的人员不能私自访问和修改内部数据，保障数据的真实与完整性。

1.2 功能需求

高校实验室综合管理信息平台的主要功能有：一是基本管理功能，实验室综合管理信息平台是全面利用计算机试验的教学过程，其构建并有效的利用必须能够降低管理人员的工作量，提高工作效率和质量；二是合理管控实验室主管部门的各项物资采购、使用、维修及计划等内容，节约资金，强化管理成效；三是项目管理，主要内容是项目文档、开发进程等相关信息的准确掌握，便于日后相关研究人员的查询；四是为评估实验室提供必要的原始资料和基本数据，提高实验室评估的真实性；五是综合管理信息平台的构建要有助于将教育数据直接上报教育主管部门，实现学校范围内的资源共享。

1.3 功能划分

高校实验室综合管理信息平台是标准化的管理系统，具备查询、统计、管理等功能，具体可划分为：①通用安全功能，指的是用户的登录、注销等操作功能，登录时以系统管理员、组长及实验室用户3种身份进入系统；②业务功能，系统中细化的模块功能，包括实验室信息管理、设备信息管理及项目信息管理。同时又划分为普通工作人员模块和系统管理人员模块，其中普通工作人员拥有的系统功能包括个人基本信息的维护、设备的使用以及涵盖了项目申请、查询、工作日志、文件管理等内容的项目管理；系统管理人员拥有的系统功能将更多，是实验室综合管理信息平台充分发挥其重要作用的操作主体，例如用户权限的设置、基础信息的更新与维护等。

2 高校实验室综合管理信息平台的构建

2.1 系统的功能结构设计

根据上述内容对系统各项需求的分析，我们将实验室综合管理信息平台划分为设备、人员、实验项目及实验室管理4大模块。其中设备信息的管理内容主要包括设备的使用、购置、规划、维修与报废等方面；人员信息管理主要是对系统的使用权限；实验项目信息的管理主要是管理项目实施人员、项目计划、项目进度等；实验室信息的管理主要是实验室使用情况的管理。

2.2 详细设计

2.2.1 权限设计

针对不同类型的用户，实验室综合管理信息平台设置不同的使用权限，普通用户可利用系统中的各模块实现系统的各项业务；组长的权限在普通用户的基础上，还可以选择项目处理流程中不同状态的负责人；管理人员的权限在普通用户的基础上，还可以创建项目、删除项目和基本管理权限，其中基本管理权限的内容有实验室项目管理、设备管理以及数据库和工作日志的管理。

2.2.2 系统模块划分

实验室综合管理信息平台包括用户信息、实验室、设备和项目4大模块管理，具体结构组织图，如图2所示。①用户管理模块包括个人基本信息与实验室信息两大部分，个人基本信息主要有姓名、工号、性别、联系方式等，其流程图包括登录流程图、添加用户流程图、管理员修改用户流程以及修改密码流程图。②实验室管理模块主要包括：一是实验室申请使用的查看；二是对实验室使用申请进行审核；三是及时检索并分配实验室；四是查看实验室安排，为后期使用做好安排。其流程图包括实验室申请流程图，检索流程图，分配流程及实验室检查等流程图。③项目管理模块主要有两大部分：一是项目基础内容，包括项目名称、描述、速度、成员；二是项目管理，可划分为项目人员、进度及项目文件3个组分管理。④设备管理模块包括两大部分，一是设备基本信息，包括设备名称、型号以及负责人；二是使用管理，包括设备正在使用的情况及使用历史记录，其流程图包括设备的信息流程图、添置新设备流程图等。

2.3 系统数据库设计

系统数据库的设计主要是针对数据进行统计、整理、分析以及使用的过程具备相应的基础。数据库的设计有其固定的应用环境，不断完善数据库应用体系，自动存储相关的数据，以便日后的管理与利用。数据库基本的功能就是对存储的数据进行相关的完成动作，包括插入、删除、查询和修改。在实验室综合管理信息系统基本功能机构确定的的情况下，应深入开展数据库设计。

2.3.1 数据设计内容

一是数据输入内容，包括用户、项目管理人员及系统管理人员的个人基本信息以及与项目有关的各项信息，还包括不同级别的系统使用权限设置；二是数据输出内容，个人信息包括姓名，性别、联系方式等；设备信息包括设备名、型号、设备运行情况、设备责任人；项目信息包括项目开发计划、项目进程等。

2.3.2 管理系统数据存储的IDEF1X图

将实验室中相关人员及管理内容等数据存储关联起来，形成统一、全方位、完整的可监控系统，实现各个模块相互合作，进而有效提升系统的管理效率。（图2）

3 结语

本文根据高校实验室综合管理信息系统的需求，设计了基于计算机技术，并利用Web技术的实验室综合管理信息平台，采用My SQL作为该系统的数据库，实现了实验室交互式动态管理，提高了实验室管理的水平，为保障高校教学的正常开展奠定了坚实的基础。

参 考 文 献

[1] 袁梦雪，朱海燕，李永豪，亢译羚，王妤倩.基于Open Stack构建高校实验室云计算管理平台的实现[J].科技展望，2016，07：14-15.

综合实验网络教学平台的构建 篇4

网络教学平台充分展示了机械工程材料综合实验和金属材料综合实验设计性、实践性、开放性、综合性的特色。根据金属材料实验教学任务和要求, 网页的构建运用华南理工大学教育技术中心的网络教学平台, 采用树状结构设计, 如图1所示。

2 综合实验的特色

2.1 综合实验的设计性

综合实验在内容上采用独具特色的任务书的形式进行, 给每位学生下达一份各不相同的实验任务书, 这些任务书已涉及近三十种典型常用零件, 十大类共计二十多种常用金属材料, 相当于一个现代机械工程材料多元化的、直观的展示平台。

学生根据任务书的要求, 在充分查阅文献资料的基础上独立选材, 设计材料加工工艺路线, 设计热处理方法和工艺参数, 充分体现了课程的设计性。

网络平台在该一级菜单下列出了机械工程材料综合实验和金属材料综合实验的集中教学及综合实验报告写作规范PPT, 制作了现场教学的录像片, 并上传了如何撰写设计方案的Word文档, 列出了实验室可提供的备选材料。

2.2 综合实验的实践性

我校从1999年开设机械工程材料综合实验实验课, 至今已有16届, 超过4 000名学生参加了该实践。金属材料综合实验从2007年开设, 在机械工程材料综合实验的基础上增加了渗层硬度分布曲线测定, 材料热膨胀系数的测定, 差示扫描量热法 (DSC) 测量材料的熔点和相变潜热, 薄膜镀层表面电阻的测量方法, 金属材料XRD相结构分析等, 对学生自主完成的要求更高。

学生的设计任务由教师审阅后进行实验环节, 独立进行实验操作、独立安排实验进程。整个实验过程包括根据给定任务的设计方案, 由学生从选择材料开始, 再进行预先热处理、最终热处理以及表面化学热处理, 每种工艺前后进行性能和金相组织检验, 并对各种材料, 不同的结果进行分析, 从中获得选材、工艺设计和操作分析技能, 最终得到最佳加工工艺路线。充分体现了课程的实践性。为了帮助学生顺利完成实验, 该菜单资源提供了实验流程指引, 设备操作视频, 常见金属材料的金相图谱以及一些验证性实验的测试结果。

2.3 综合性实验的开放性

在教学方式上以学生独立操作为主, 教师指导为辅, 教师只是在学生经过了反复实验、深入思考仍存在疑问时才给予必要的指点, 实验室对学生全天开放。充分体现了课程的开放性。为了让学生合理利用实验设备, 在网络教学平台上列出了课程表, 提供了实验室预约方式。

整个实验本着大胆放手让学生独立进行实验、允许失败、鼓励尝试创新的教学理念。在综合实验过程中, 能力较强的学生可以根据自己的兴趣和能力, 在完成规定的实验任务后, 选择多个实践性项目完成, 从而增加理论联系实际的机会, 把书本的理论知识与自己的实践结合起来, 应用相关理论解释自己所见的实验现象, 从而加深对书本理论知识的理解, 获得良好的学习效果。

经过多年的实验室建设, 金属材料实验室的本科教学实验场地有能同时容纳40名学生实验的热处理一、二室, 力学性能室, 金相样品制备室及配备了多媒体投影系统、能同时容纳60名学生实验的金相实验室。本科教学设备约180台, 价值330万元左右。此外, 实验室还管理金属材料系学科平台的大型仪器设备3台:X射线衍射仪、微纳米力学测试系统、差示扫描量热分析仪。为了真正做到实验室的全开放, 该平台不仅做到可以让学生随时学习实际操作使用设备, 也将实验设备资源放到网上供学生选择、学习。网络实验室将所有仪器设备的信息传送到网上, 包括放置地点、型号规格、设备用途、性能参数等, 对开放实验用到的主要设备还制作了操作视频。网络教学平台网址:http://222.16.42.167/jxgc/index.aspx, 网页界面首页如图2所示。

综合实验同期开课的班级多, 学生数量大。实验室管理主要是为了对实验室的状态进行呈现, 方便学生对实验设备的选择, 对学生的实验进度进行跟踪。各个班级的学生也可以利用课程评价模块在网上与任课教师进行沟通。在课余的开放时间, 教学指导实行教师值日制度, 每天配备3名教师, 学生可以与教师面对面交流, 或通过电话、邮件进行讨论。

2.4 课程的综合性

在学生进行实验的过程中以及实验后, 需要独立对实验结果进行分析评定, 最后独立完成综合实验总结报告。教师还可以根据教学的实际情况, 增加学生以PPT方式进行总结和交流, 教师进行点评环节, 以锻炼学生的演讲能力。在该一级菜单下, 平台提供了检测标准、考核方法、报告写作、学生作品等丰富的自学资源, 学生通过平台的指导可以学习怎样写作一篇以科研论文的要求为模板的研究性实验报告。

网络的评价部分是为了搜集学生对课程的意见和建议, 以便使课程设置更能与社会需要接轨。学生的意见是课程改革持续的动力。

3 网络教学平台应用情况

经过5年的建设, 该网络教学平台已应用于实验教学, 并在应用中逐步完善。从学生的使用来看, 学生会通过该平台进行三方面的使用, 一是认识教师, 了解实验室功能;综合实验教学团队有8~10人, 每一堂实验课会同时有多位教师在岗, 学生不容易区分。实验室的场地设备比较多, 网络平台可以补充课堂的介绍。二是应用网络教学平台进行预习;部分学生在进入实验室实验之前会浏览实验室通知及了解相关实验内容。目前这些学生的数量还不多。三是学生会通过该平台的帮助完成实验任务中的相关实验环节, 如实验设计, 参考教师的PPT教案, 结合实验室的条件进行选材和工艺路线设计;通过该平台进行实验综合分析, 完成实验报告。

从近一年的网上学习记录来看, 学生对教师的PPT教案和验证性实验资源的使用较多, 有几十次至近几百次的浏览记录, 操作视频的观看和实验相关检验标准等拓展资源的浏览不是很多。其原因一方面与学生课外学习时间的投入不多, 教师在实验课时播放有关。综合实验在指导学生的实验操作时分成多个环节:课堂讲授→多媒体演示→现场教学→实验操作实时指导, 这种循序渐进的方式应该已经基本上解决了学生操作的疑问。多年的实验教学使作者认识到, 网络教学平台在实验教学中起辅助作用, 言传身教的传统教学方式依然是不可取代的。另一方面, 教学平台的视频还存在需要改进之处。这些操作视频是比较单一的操作指示, 没有结合实验原理的讲解, 对动画的应用也比较少。因此网上的视频资料并没有突出的观看记录。视频教学资源水平的提高也是今后运用现代教育技术进行实验教学需要进一步努力的方向。

实验室对综合实验的探索获得师生的认可。众多学生们的作品里, 都流露出对这两门实验课深深的喜爱。在这些研究的基础上, 笔者总结了多年教学经验, 出版了《机械工程材料综合实验》, 并在近两年获批两项广东省高等学校教学质量与教学改革工程项目, 材料科学实验教学的改革与发展获得了新的动力。

4 结束语

国内外对实验教学的现代化相当重视[5], 运用现代教育技术促进各级各类教育的改革和发展, 已经成为当今世界各国教育改革的主要趋势和国际教育界的基本共识。本文探索了现代网络教育技术在机械工程材料和金属材料实验教学中的应用, 初步建成了以学生自主学习为中心的网络教学平台, 为培养学生自主学习的能力, 提高实验教学质量发挥了积极作用, 为创新金属材料类实验教学方法做了有益的尝试。

摘要：网络化的教学平台是现代教育技术的重要组成, 尤其是网络实验室对共享实验教学资源, 培养学生独立自主的学习精神和勇于探索的实践能力具有重要意义。文章将多元化的实验课程和全面细致的管理方法搬上网络, 建设了网络远程机械工程材料综合实验和金属材料综合实验教学平台, 并应用于教学, 为创新金属材料类实验教学方法做了有益的尝试。

关键词：网络实验教学,综合实验,开放性实验,创新

参考文献

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[2]张臣文, 李文联, 胡坤鹏.网络实验教学新模式的探索与实践[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (2) :53-56.

[3]曾小彬.深化实验实践教学改革提升应用型人才培养质量[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (2) :1-3.

[4]叶树江, 张建华.新型网络教学模式的探索与实践[J].黑龙江高教研究, 2003 (112) :115-116.

污水处理平台操作实验 篇5

一、实验目的

1、了解污水处理平台各个系统的工作原理

2、能进行风机、管道、水泵的安装

3、能进行污水处理工艺选择与操作

二、实验原理

水环境监测与治理技术综合实训平台主要有电器控制柜系统、供水系统和污水处理系统三部分组成。

电气控制柜系统：主要由电气控制柜、漏电保护器、触摸屏、旋钮开关、工作状态指示灯、PLC可编程控制器、继电器、监测仪（PH仪和DO仪）、组态监控软件等组成。

供水系统：主要有不锈钢大水箱、不锈钢支架和水箱液位管等组成。污水处理系统：装置对象平台整体采用不锈钢框架进行设计，主要动力系统器件安装在钢架底座上，主要有机玻璃反应器合理的布置安装在不锈钢钢架的上下层。动力系统主要由水泵、风机、电磁阀、搅拌机等组成，有机玻璃反应器系统主要由有机玻璃格栅调节池、有机玻璃沉砂池、有机玻璃A2/O生物反应器、有机玻璃SBR池、有机玻璃二沉池、有机玻璃砂滤柱、有机玻璃加药池等组成，曝气系统：主要由风机、曝气头、搅拌机、流量计和管道等组成。在线监测系统主要由DO在线传感器、PH在线传感器、浮球液位计、电磁阀、滗水器等组成。

工艺简介：A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧组合工艺的简称，是由三段生物处理装置所构成。它与单级A2/O工艺的不同之处在于前段设置一厌氧反应器，旨在通过厌氧过程使废水中的部分难降解有机物得以降解去除，进而改善废水的可生化性，并为后续的缺氧段提供适合于反硝化过程的碳源，最终达到高效去除COD、BOD、N、P的目的。

A2/O系统的工艺流程是：废水经预处理后进入厌氧反应器，使高COD物质在该段得到部分分解，然后进入缺氧段，进行反硝化过程，而后是进行氧化降解有机物和进行硝化反应的好氧段。为确保反硝化的效率，好氧段出水一部分通过回流而进入缺氧阶段，并与厌氧段的出水混合，以便充分利用废水中的碳源。另

一部分出水进入二沉池，分离活性污泥后作为出水，污泥直接回流到厌氧段。

初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。初沉池的主要作用如下。（1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷。（2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。（3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用。（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击。（5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率。另外，还可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。含铁的初沉池污泥进入污泥消化系统后，还可提高产甲烷细菌的活性，降低沼气中硫化的含量，从而既可增加沼气产量，又可节省沼气脱硫成本。

三、实验方案

1、污水处理设备的安装与调整

（1）动力系统器件水泵、风机、计量泵、搅拌电机等的安装（2）辅助器件浮球式液位计、电磁阀、流量计、曝气头等的安装（3）MSBR污水处理系统工艺的设计连接

根据水处理工艺要求，完成MSBR水处理工艺的设计、设备连接与调试工作。

四、实施体会

实验污水处理平台操作心得

通过这一周的实训，使我们大家深受教育和鼓舞，我们不仅仅学到了技能，更培养了吃苦耐劳和团队合作的精神。在团队精神的支持下，我们组做的是A2/O污水处理系统工艺的设计连接取得圆满成功。我们根据A2/O水处理工艺要求，完成了A2/O水处理工艺的设计，管道的拆装与设备连接以及最后的水处理工艺的调试工作。让我们从课堂的理论到实际的动手操作更好的了解掌握了A2/O工艺。同时提高我们组员的团队合作能力，没有团队精神的支持就很难有我们各项工作的顺利开展，在我们学习和工作中离不开团队精神的指引，团队离不开统一的指挥，才能保证团队的顺利工作和工作成绩的取得，这就是团队精神的巨大作用，在我们不同的历史时期，团队精神发挥了不同的作用，有一点是可以值得大家重视的就是，在凝聚人心鼓舞士气方面都具有十分重要的作用。

团队精神的心得体会我们总结了一下团队精神的实质就是一个单位或者一个组织的凝聚力的所在，团队精神是一个单位产生强大凝聚力的所在。

A2/O工艺流程图

综合实验平台 篇6

关键词：综合性实验;国际经济与贸易;学科竞赛

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0128-02

实验课教学内容的优化与创新一直是国际经济与贸易专业教学改革的重要组成部分，而综合性实验的开设是优化和整合实验教学内容的重要途径，是培养学生综合能力、实践能力及创新能力的主要方式。

一、综合性实验研究概述

教育部制定的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中指出，综合性实验是实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的多门课程知识的实验，同时作为一项重要的评估指标，要求各专业开设综合性实验的课程比例达到80%，为此不少高校专业教师围绕综合性实验的设置进行了积极的探索和实践，赵宗淑实验师在《对本科教学水平评估方案中综合性、设计性实验的解读与建議》一文中对综合性实验的内涵与特征进行讨论，他认为综合性实验是指由多项任务共同组成，并经过一定程序进行实施，最终对实施对象形成某种结论、方案或物化结果的工作。沈为民等在《提高综合性设计性实验的教学效果的探讨》一文中结合具体实例讨论了综合性实验项目的建设方法。朱志彪、高山在《设置综合设计性实验提高学生综合素质》一文中阐述了综合性实验在实验教学改革中的重要性。此外还有很多专业教师分别就自己所任课程领域的综合性实验的实践进行探讨，如孙纯学，高若宇的《高校综合性实验课程的开发》;刘银萍、彭端、蒋力立的《PBL教学模式在综合性实验中的应用》;张晨宇的《综合性设计性实验课“管理模拟”的实践与思考》;以及程蕾的《财务管理课程综合性实验项目设计》等。阅读上述文献资料发现现有研究基本都围绕某一门课程如何设置综合性实验项目进行探讨，缺乏从整个专业角度综合考虑，将多门相关连的课程内容进行整合设置综合性实验项目。

二、国际经济与贸易专业实验教学现状

我校国际经济与贸易专业自设立初就非常注重实验教学，已建成2个国际贸易实务实验室、1个国际商务单证实验室、2个国际贸易综合模拟实验室、1个国际商务谈判实验室并引进南京世格Simtrade实验教学软件，实验环境得到明显改善，为培养具有创新精神和实践能力的高素质、应用型人才打下坚实基础。目前本专业设置的实验课程共计20门，分为两类，一类是理论与实验一体的实验课程，一类是独立实验课程。实验项目设置主要是单项基础实验和综合性实验两类。

尽管我校国际经济与贸易专业重视实验室建设，各类功能实验室建立齐全，设置了实验教学体系，但经过几年的教学实践，发现专业实验教学目前仍不能满足新形势下外贸发展对人才所提出的要求，存在着一系列问题有待解决，如实验教学体系设置不够完善、没有研究创新型的实验教学平台等。

其中最突出的问题是涉及综合性的实验项目非常少，已开设实验内容缺乏深度。目前开设的实验项目的教学学时和内容完全是依托课程而设置，多是融合于理论课程教学中的实验教学，如国际商务英语、外贸函电、国际商务谈判、国际商务礼仪以及国际市场营销等，这些课程实验主要以演示性和验证性的基本技能和基本操作为主，涉及综合性的项目非常少，即使有也只是涉及本课程的综合知识，而不是与本课程相关的多门课程知识的综合性实验。这样的实验项目设置很难培养学生的综合能力和研究创新能力。

显然，开发一些有助于培养学生综合能力、实践能力、创新能力，有助于国际经济与贸易专业实验教学体系完善，进而符合人才培养目标需要和符合各类评估需要的综合性实验项目已成为当前本专业实验教学中急待解决的问题。

三、以学科竞赛为导向的综合性实验项目的开发与实践

1.综合性实验项目设置思路和目标

综合性实验是我专业实验课程教学内容的一部分，在确定综合性实验的内容时我们考虑课程教学大纲的要求和课程特点，考虑学生知识、能力及开设条件等可行性，以学科知识竞赛为导向，遵循应用经济学的学科知识体系和国际经济与贸易专业课程特点，注重课程之间的内在联系，将知识内容相关联的课程实验内容进行整合，开发综合性实验项目，旨在形成能够培养学生综合能力、实践能力、创新能力并且能将不同课程知识进行融合应用的综合性实验项目，为本专业学生参加全国商科大赛国际贸易专业竞赛和POCIB全国大学生外贸从业能力大赛打下良好的基础，同时也为完善本专业实验教学体系做一铺垫。

2.学科竞赛简介

（1）全国商科大赛国际贸易专业竞赛。全国商科大赛国际贸易专业竞赛由全国商业联合会、中国国际贸易促进委员会商业行业分会联合举办，竞赛设知识赛和技能赛两个环节。

其中知识赛为个人赛形式，闭卷方式进行，其中70%考查的是国际贸易实务，30%考查外贸参展实务知识，知识赛合格的同学方可组团参加技能赛。技能赛为团体赛形式，竞赛内容包括：制作国际贸易参展商业计划书、国际贸易产品发布会和国际贸易模拟商品展。要求：国际贸易参展商业计划书采取中文方式，不少于5000字，包括参展目标规划、参展产业与产品介绍、营销策略规划、财务预算、人员培训与安排规划等内容; 国际贸易产品发布会采取全英文方式进行产品推介; 进行国际贸易模拟商品展时，要进行展台设计（9平米标准展位）并陈列商品，同时需以全英文进行接待服务，包括产品介绍、交易条件说明及报价等。

（2）POCIB全国大学生外贸从业能力大赛。大赛由中国国际贸易学会主办，南京世格软件有限责任公司承办。大赛采用POCIB国际贸易从业能力大赛综合实训平台，考核内容包括国际贸易买卖合同的磋商过程;磋商四个环节英文函电的写作技巧;主要贸易术语和支付方式的细节和运用;进出口商品的价格核算、成本控制及扩大利润的方法;国际买卖合同的商订;进出口业务履约基本技巧;主要进出口合同的缮制与运用。大赛要求各选手作为独立的进出口企业相互间进行贸易，同一参赛队队员之间不可以进行贸易。

3.以上述竞赛为导向设置的两个综合性实验项目

进出口交易流程包括三个环节，分别是进出口交易前的准备、进出口交易磋商和合同签订以及进出口合同的履行。本专业两个综合性实验项目主要依据进出口交易环节而设置。

（1）拟设置的第一个综合性实验项目以全国商科大赛国际贸易专业竞赛为导向设置。主要针对进出口交易的第一个和第二个交易环节而设置，所涉及的课程包括国际贸易实务、国际市场营销、国际商务谈判、国际商务英语、国际商务礼仪以及经贸英语口语等。（备注：该实验项目第二个环节采用的是面对面口头磋商）项目模仿广交会的谈判场景，要求学生在谈判之前要编制进出口计划书（中文）、进行市场调研初步选定交易对象，然后由4～5人分成小组进行交易磋商（英文口头磋商）直至签订合同。该项目由于所涉及知识包括上面所列几门课程，因此主要在第五学期针对大三学生进行开设。

本实验项目主要考察學生对产品推广、商务谈判技巧、商务礼仪以及经贸英语口语的掌握情况。学完该项目后可以组织学生参加全国商科大赛国际贸易专业竞赛，进一步培养学生综合运用本实验项目所涉及专业知识的实践创新能力。

（2）拟设置的第二个综合性实验项目以POCIB全国大学生外贸从业能力大赛为导向，主要针对进出口交易的第二个和第三个交易环节而设置，所涉及的课程包括国际贸易实务、外贸函电、外贸单证、报关实务、报检实务以及国际贸易综合模拟等。（备注：该实验第二个环节采用的是书面磋商，通过往来外贸函电进行）项目主要依托南京世格simtrade外贸实验软件通过上机来完成，要求学生分别扮演进口商、出口商、进出口银行以及工厂等不同角色进行书面往来函电谈判、签订外贸合同直至履行合同。该项目主要在第七学期针对大四学生开设。目前该实验项目已经在我校2008级、2009级国贸本科专业学生中开设，效果较好，对学生综合运用上述课程知识作用显著。但是在具体实施过程中还存在一些问题，比如学生由于都互相认识，在业务往来过程中就近原则进行交易谈判甚至省去了很多往来函电环节，这样就有点失真。另外，目前采用的软件有些地方设置不合理，如运输时间、办理各种业务的时间以及到银行议付货款的时间都是随办随到，而现实生活中往往会有时差，所以软件的仿真性还有待改进。综上所述，该项目虽然已顺利开出，但有很多地方包括实验项目难度的设置、实验过程对学生的监督管理以及实验软件的升级等方面还有待进一步完善和改进。

本实验项目主要考查学生对往来外贸函电的书写、履行合同过程中各种结汇单据的填写以及租船定舱、报关、报检、办理保险、索赔、进出口付汇核销以及出口退税等工作流程的掌握情况。学完该项目后可以组织学生参加POCIB全国大学生外贸从业能力大赛，进一步培养学生综合运用本实验项目所涉及专业知识的实践创新能力。

四、特色与创新

该研究的特色与创新之处在于：一是以培养学生综合能力、实践能力、创新能力为终极目标、以学科竞赛为导向设置实验项目;二是以进出口业务流程的三个环节为切入点，将各个环节所涉及课程进行综合分析，注重课程之间的内在联系，形成实验课程群，进而将知识内容相关联的课程实验项目进行整合，形成综合性实验项目。

参考文献：

[1]赵宗淑.对本科教学水平评估方案中综合性、设计性实验的解读与建议[J].河南职业技术师范学院学报（职业教育版），2006，（3）：54-56.

[2]沈为民，黄杰，杨凯.提高综合性设计性实验的教学效果的探讨[J].高教论坛，2012，（8）：21-24.

[3]朱志彪，高山.设置综合设计性实验提高学生综合素质[J].实验室研究与探索，2010，（7）：238-240.

[4]孙纯学，高若宇.高校综合性实验课程的开发[J].实验室研究与探索，2010，（10）：128-130.

[5]刘银萍，彭端，蒋力立.PBL教学模式在综合性实验中的应用[J].实验科学与技术，2011，（6）：78-81.

[6]张晨宇，童旭光，韩金金.综合性设计性实验课“管理模拟”的实践与思考[J].实验室研究与探索，2011，（11）：116-118.

[7]程蕾，艾新宇.财务管理课程综合性实验项目设计[J].财会通讯，2012，（7）（中旬刊）：47-48.

[8]黄大明，秦钢年.专业实验课综合性实验的创新设计与教学实践[J].实验室研究与探索，2011，（6）：247-250.

综合实验平台 篇7

对于电子信息类专业的本科教学,实践是教学工作中非常重要的一环。就自动化专业来说,2012年新版教学大纲中实践教学的学时较之前的教学大纲增加了近30%。目前对于实验课程的开设,更多的是购买现成的实验仪器箱。而受到现有实验箱硬件的限制,无法将一门或多门课程的实验相结合,学生只能在各个实验箱上做单元性实验和验证性实验,很难将各门课程在实际应用中相关联起来,学生难以养成系统性思维。同时,根据近几年电子信息类各种实践型竞赛和就业来看,要求学生不仅掌握单元性的知识,更偏重于要求学生能够将几门课程的知识在实践中融合起来,对题目进行系统性的思考,学习如何完成顶层设计。综上所述,以前在实践教学过程中存在如下矛盾:(1)实验内容与人才培养目标的矛盾。对于工科人才培养模式的讨论是现在的热点问题,培养创新性工科人才,提高其实践能力,首先是实验内容设计,其次是实验设备采购或开发。目前的情况大多是按照传统的实验内容设计了现有的实验设备,而实验设备又制约了实验内容的创新,无法为创新性人才培养提供保障。(2)学生创新的热情与实验条件之间的矛盾。根据我校近几年比赛情况来看,自动化专业的参赛学生人数是日益增加的,学生对此抱有很大的热情,期望从中培养自己的工程实践经验,得到系统、全面的锻炼。虽然我们的创新实验室几乎是全天候对从事创新和竞赛的学生开放,但由于实验设备较为陈旧,功能已经不能完全满足需要,严重影响了学生的创新热情。针对上述问题,我校实践指导教师需要站在系统的角度上,将工程实践经验和理论教学中涉及的知识点相结合,开发了用于本科实践教学的基于SOPC技术的综合实验平台。该平台的研发综合考虑了模拟电子技术、过程控制、自动控制原理、单片机原理、数字电子技术、SOPC技术以及现场总线等多门核心课程的实践教学需求,本科生可以在该平台上进行综合性实验设计。开发该综合实验平台的最终目的是使学生在大二到大四的三年中,利用该平台完成相关综合性实验课程、电子课程设计、毕业设计和创新活动等实践活动,从感性认识到理论学习,由理论仿真到实践调试,最终实现系统、完整、理论和实践互动的学习过程,让学生经历并熟悉系统方案设计、系统功能仿真、硬件电路设计、软件程序编写、系统功能调试整个工程设计的流程。

二、综合开发平台的特点

该综合实验开发平台用于自动化本科生教学实践和创新活动,与传统的实践教学模式相比,具有如下特点。

1.理论与实践相结合。本实验平台采用顶层设计思路,覆盖了自动化几乎所有的专业课程的实践教学,教师在讲授理论知识的同时,相关知识点可以实现在此实验平台上体现,改变了以往实践教学与理论教学脱钩的状态。

2.各门课程之间相关联。此实验平台可以涉及信号的输入、采集、处理、传输以及显示的全过程,而每一个环节又应用到了不同的技术,通过合理的设计综合性的实验内容,各门课程教师可以重点对照平台中本课程的知识点讲授应用,而对其他环节的内容简单讲解,使学生明白本门课程内容在整个自动化教学体系中所处的位置以及承担的作用。这样经过四年的培训,学生所学到的各个知识点将不再孤立,而是融会贯通的,并且能够非常清楚每门课程学到的知识点用在哪个环节。

3.系统性、灵活性和扩展性。本实验平台从硬件设计到实验内容设计均采用顶层设计的思路,每一个综合性实验都尽可能多的涵盖知识点,同时硬件的设计预留了足够的扩展接口,以便于兼容后期开发其他的实验扩展板。同时,软硬件的设计过程中强调模块化的设计思路,使学生在学习过程中更深刻的理解了各个知识点,也能更方便的用新学到的技术搭建的新模块替换旧的功能模块。

4.遵循CDIO工程教育培养模式。使学生在四年学习中通过该综合实验平台体验“做中学”的模式。大一学生通过参观实践平台系统,观看实验结果,倾听教师讲解,对自动控制系统有初步的概念,引发其好奇心,课后查阅文献,达到对本学科有初步认识的目的;大二学生运用学习过的《电路原理》、《模拟电路》、《数字电路》以及FPGA中的知识点,弄清楚该平台电路的工作原理,并运用它完成《电子课程设计》综合课程;大三学生需要对该平台的硬件电路进行焊接,加深对整个系统的体系结构和功能的理解,建立系统的概念,并在该平台上进行《SOPC技术》、《过程控制》等课程中的知识点进行仿真调试;大四学生通过该平台进行生产实习和毕业设计,根据指导教师要求设计综合性实验,通过查阅文献,进行方案论证、技术选择、系统仿真、软件编程、系统调试几个步骤,最终完成综合性实验。通过这样的培养,学生对各个模块、每个技术都会有较深的理解,对四年中所学的专业知识会有更深刻、更系统的认识。

三、综合实验平台的搭建

综合实验教学平台主要由一块主控板和若干扩展板构成。主控板为自主开发的基于SOPC技术的实验板,扩展板包括:开关电源扩展板、电机驱动扩展板和过程通道扩展板等。本实验平台的开发能够支持《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《过程控制》、《电机调速》、《SOPC技术》、《检测技术》等相关课程的综合性实验,教学过程中学生根据学习到的知识点选择相应的扩展板进行开发学习。目前主控板和开关电源扩展板已经开发完成,并用于实践教学。电源板与主控板连接框图如图1所示。图中红色虚线部分可以由模拟器件搭建,也可以通过使用SOPC开发板编程实现。学生在学习的不同阶段采用不同的技术来实现相应的功能。当学生在不同阶段采用不同的技术实现相同的功能时,加深了其对各门课程之间的关联,也大大激发了学生学习的热情。

开关电源扩展板是一个由模拟器件搭建的完整的闭环开关电路。涉及到的知识点有比例积分调节器、集成运放、比较器、三极管以及MOS管的使用、二极管特性及稳压管的使用、过流保护、单相整流桥、buck电路调试、PWM脉宽调制等。电路完全根据功能模块进行布局,每个功能模块的输入输出均预留接口,学生可以根据学习到的新知识设计电路来替代相应的功能模块。SOPC实验主控板是基于ALTERA公司的CycloneⅡEP2C35芯片开发的。考虑到设计的灵活性和成本,主控板由核心板和扩展底板构成。核心板由FPGA芯片、FLASH芯片、SDRAM芯片、有源晶振以及其他阻容器件等组成,采用六层板设计,大大增加了系统的可靠性;扩展底板采用四层板设计,其外围接口丰富,包括:USB控制器、SD卡、时钟芯片、CAN控制器、LCD、8位AD、8位DA、LED、扩展口等、射频收发器、PS2接口以及串口收发器等。

实验指导书的编写要适用于各个层次的学生,分为基础篇和系统篇。基础篇用于所涵盖的各门课程的基础知识点,适用于所有学生。基础篇中的知识点都属于综合性实验中的某个模块,使学生能明白所学习的基础电路在系统中的作用,在此基础上,学生以后能更深刻地掌握综合性实验的开发;系统篇由具有工程实践经验的教师编写,该部分内容设计的综合性实验能够使学生深刻理解工程应用,在每个综合性实验的训练中,学生都需要经历需求分析、方案设计、技术手段分析、仿真、编程、调试等过程。该开发平台可以很好的应用于本科生各种专业实习以及本科生毕业设计等,同时也可以支持SRDP的创新平台以及电子设计大赛的培训等创新活动。

四、结语

新教学大纲要求自动化专业培养的本科生具有较强的工程实践能力,本综合实验开发平台的开发解决了目前高校中现有教学设备无法满足创新活动的问题,从工程角度出发,站在顶层设计的角度,为增强学生系统工程的意识、从事工程实践奠定了良好的基础。

摘要：实践是自动化专业教学工作中非常重要的一个环节,而目前很多高校现有教学设备无法满足自动化专业实践教学的需求,严重阻碍了学生工程实践的培训和创新的热情。本文提出基于SOPC技术开发一套综合实验平台,该综合实验平台结合了自动化多门课程的知识点,站在工程的角度设计了多个综合性实验,满足本科生工程实训和创新活动的需求。

关键词：SOPC,综合实验平台,教学

参考文献

现代综合性物流实验平台建设研究 篇8

一、现代综合性物流实验平台体系结构

现代综合性物流实验平台依据社会需要，集合教学、科研和社会服务的功能，根据物流自动化的原则，包括三个层面上的内容，硬件支持层、功能层和应用层，该实验平台的体系结构如图所示。

1. 应用层。

应用层是现代综合性物流实验平台的最高层，教师，实验员，学生或员工可以通过这个界面直接进行物流各环节的实验处理，真正实验物流产品的管理，分流，货物的跟踪等业务性实验。

2. 功能层。

功能层是现代综合性物流实验平台的中间层，实现综合物流管理系统的各项具体功能，实现物流企业与生产企业的对接，真正实现产品生产过程与物流过程的交换。该层主要包括生产计划、物料追踪，物流分析，工艺路线，仓库管理，质检管理，条码设计，仓储管理，生产库存，运输管理，配送管理，业务预测，客户管理和商务管理等方面的功能，帮助学习学习物流过程和生产过程。

3. 支持层。

支持层是现代综合性物流实验平台的最底层，通过计算机系统来维护和支持物流系统下正常动作。该层主要包括计算机系统，通信系统，数据库管理系统，实现从生产库存到仓储管理到第三方物流的各项功能，通过信息交换或数据共享，加强对货物的追踪和运输，有效管理生产，提高经济效益。

二、现代综合性物流实验平台的构建

现代综合性物流实验平台包括了生产物流管理子系统、仓储物流系统和第三方物流管理系统，三个子系统相辅相成，涵盖生产过程和流通过程的整个环节。

1. 生产物流管理系统。

生产物流管理系统是货物生产制造加工环节的纽带，通过该子系统实现原材料、半成品及成品的输送、装卸、出库/入库等任务。该子系统包括产品加工区，该区域由工位工作台，运送小车，机器人，转角设备，生产物流线等设备，另一个是产品装配区，该区域由工位工作台，流水装配物流线。该生产物流管理子系统实现生产、装配物流教学环境，让学生熟悉货物的生产，装配的真实过程。

2. 仓储物流系统。

仓储物流系统以自动化立体仓库为中心，通过电子标签拣选配货，实现仪仓储管理和物流运输等功能。仓储物流系统由立体仓库、堆垛机、出货台/入货台、出库输送链/入库输送链和转角机构等基本设备组成。堆垛机实现零件、半成品及成品的摆放。仓储中心的立体仓库实现企业内部物流与第三方物流系统的接口，为第三方物流的一部分与拣货专用输送链、流通加工工作台、射频标签管理系统、电子标签辅助拣货系统、条码识别器等其他设备服务，实现真实的仓储物流管理，帮助学生了解和认知真实的仓储物流环境。

3. 第三方物流管理系统。

第三方物流管理系统承担生产过程向流通过程的转换，第三方物流管理系统包括第供应商工作站、零售商工作站、客户服务工作站、销售工作站和仓储配送中心，及其它物流输送设备，通过真实的第三方物流设备与软件实现实践实战教学。第三方物流管理系统包括运输管理、配送管理，业务预测，客户管理和商务管理等方面的功能。

三、结语

总之，物流专业实践教学离不开实验平台，通过构建一个现代综合性物流实验平台，可以帮助学生真正了解物流行业的真实环境。现代综合性物流实验平台以物流业务流程为基础，通过计算机软、硬件，融合现代物流技术，自动化过程控制技术，生产制造技术等，通过开设贴近现实物流实际的实验教学内容，让学生学到先进的，完整的物流实践知识，为未来就业打下扎实的基础。

摘要：传统的物流专业实验教学都在校内实验室进行,这种方式适合基础实验内容,不能满足真正社会需要。本文提出建立一个现代综合性物流实验平台,形成一个集合教学、科研和社会服务的实验平台,让学生通过实践操作这种平台,接洽社会业务,提升学生的实践操作能力,获得社会职业能力。经实验表明该实验平台可以为物流专业相关实验教学环境的构建提供有益的参考,有利地促进物流专业实验教学水平的提升。

关键词：物流实验平台,物流专业,实验教学

参考文献

[1]李远远.“三位一体”现代综合性物流实验平台建设研究[J].广西财经学院学报,2013(4):121-124.

综合实验平台 篇9

一、林业综合实验室平台的建设

1. 林业综合实验室平台建设的思路

林业综合实验室平台建立后对本科生、研究生、教师、科研人员全面开放。随着开放程度的加大实验项目的综合性越来越强, 实验时间的要求增加, 所以本着“三个”有利于的整合思路, 即:有利于提高本科教学质量、科研水平的提高, 有利于提高仪器利用率, 有利于实验室开放管理。林业综合实验室平台将建设前的四个类别即本科教学实验室、国家和省部级重点实验室、学科重点实验室和研究方向实验室, 整合为林业综合实验室平台, 整合后的林业综合实验室平台包括:林木遗传育种实验室分室, 林木组织培养实验室分室, 林业分子生物学实验室分室, 土壤分析实验室分室, 计算机辅助设计实验室分室, 植物资源化学分析实验室分室。以“林业综合实验室”为重点的实验室平台, 将带动其他三个实验室的建设。

2. 林业综合实验室平台仪器设备的补充

林业实验室平台综合性的提高, 使仪器设备使用率增加的同时, 对仪器设备的种类和数量的要求也会提高, 增加实验室仪器设备是十分必要的。几年来在平台建设的过程中, 先后购置补充了:凝胶成像系统、电泳系统、碳-氮分析仪、原子吸收仪、液相色谱仪、气象色谱仪、全自动高压灭菌锅等大型仪器设备20余件, 综合实验室目前共有仪器设备120余件 (台) , 总价值230万元, 可进行植物组织培养、土壤分析、植物资源利用、基因扩增、基因克隆、分子标记、原生质体融合、分子定位、土壤分析等试验和研究。除了保证本科生和研究生林木组织培养、经济林产品贮运销学、生物技术概论、林木遗传育种学、植物病理学、昆虫学、遗传学等课程的实验教学外也为博、硕士论文以及教学和科研人员科研项目的开放提供了硬件保障。

3. 林业综合实验室平台实验室人员规划

实验技术人员是高等教育和科研工作中的重要组成部分。每一项工作都与人有关, 实验室工作质量的优劣, 与实验人员的思想素质和技术水平密切相关。为了提高教学质量和科研水平, 加强实验队伍建设, 我们要根据实验室近期和长远的发展规划, 合理地安排和调整实验人员的结构和岗位, 分工明确, 有职有责, 坚持考核制度, 注意岗位培训, 尽快建设一支思想素质高、技术力量强, 爱岗敬业的、求实奉献的稳定的技术队伍。

二林业综合实验室平台的管理

1. 建立完善的规章制度和考核制度

规章制度是管理好实验室的基础, 对保证正常的实验秩序具有极其重要的意义。为了充分有效地利用好实验室, 需要进行有序的管理, 这种有序的管理必须建立一系列相应的规章制度。林业综合实验室平台形成的管理办法有:《实验室管理办法》《实验室仪器管理办法》《实验室工作人员考核细则》《实验室工作人员岗位管理细则》等等, 在实际工作中将会进一步完善。

2. 加强仪器设备管理, 保证仪器设备使用顺利进行

仪器是教学和科研的重要物质基础, 设备管理的好坏与教学、科研工作密切相关。面对综合实验室平台的大型贵重精密仪器和设备, 必须重视机器设备的管理和维护, 建立和完善相应制度, 如《仪器设备的使用管理制度》《仪器设备损坏的赔偿制度》并且建立和健全设备账、物、卡和设备档案。并规范机器设备的管理, 对仪器设备要采取定期检查, 并及时进行维护和维修, 填写相应的维护、维修记录, 以备查阅。

3. 加强林业综合实验室实验技术队伍的建设

综合实验室人员在实验室教学及科研中发挥重大作用。面对各分室大型精密仪器, 必须培养一部分即懂实验基础知识和基本技能, 又有一定专业方向, 熟悉现代实验室管理和维护的人员。为此, 要重视林业综合实验室平台技术队伍的建设, 要充分认识他们在实验室管理中的重要作用, 给他们创造一个良好的工作和学习环境。比如, 有计划地分批组织进修学习, 积极创造条件鼓励他们多参加科研课题, 在实践中不断的提高业务水平。

三、结束语

通过以上措施的实行, 实验室的功能集中了, 仪器设备的利用率提高了, 实验室各类人员的工作任务更明确了, 管理人员的工作责任心和事业心增强了, 实验室运行状态完好, 既保证了正常的教学需要, 又更好地满足了科研和实验室开放的需要。林业综合实验室平台的建设有成功的经验, 也有些需要进一步实践和探索。我们愿意借鉴各实验室的成功经验, 提高我们的水平, 使林业综合实验室平台在各项工作中再上一个新的台阶。

参考文献

[1]李东, 黎登寨.促进实验室资源整合完善实验室功能[J].高校实验室工作研究, 2006, 3

[2]刘凤莲.加强实验技术队伍建设, 促进实验室改革和发展[J].中国现代教育装备, 2007, 9

[3]杨琰.浅谈高校实验室的建设和管理[J].大同职业技术学院学报, 2006, 6

综合实验平台 篇10

计算机技术的发展, 尤其80年代初微机出现以来, 以及近些年来的PC机和工作站的性能不断提高, 价格不断降低, 给各个行业带来了新的机遇和活力。虚拟仪器就是一个典型的例子。随着信息时代和网络时代的来临, 传统仪器已不能满足科技以及社会生产的需要。仪器已不再是简单的机械或电子设备, 而是融合了机械、电子、光学、计算机、材料化学、物理学、化学、生物学、系统工程等学科和先进制造技术的一门综合性技术。虚拟仪器技术是把计算机技术和仪表仪器技术完美地结合起来, 利用现有计算机资源, 配以独特设计的软硬件, 实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能。

二、设计理念

本项目的设计理念是以嵌入式系统为核心, 配合笔记本电脑, 构建一套智能化便携式电子实验平台, 利用该实验平台, 可以在做电子电路实验时完成各种系统的调试, 为学生提供一个方便携带和使用的“移动实验室”, 使学生可以方便的在宿舍、教室等实验室以外的地方完成课程实验内容以及自主实验项目。并编写相关的计算机程序, 通过USB接口以及直观的用户图形界面控制实验箱。

本项目的设计更多地是对实现原理的探索, 不一定要求方案的性能最优, 但需要提出一种可行的解决方案, 了解最普遍的虚拟仪器的原理。

三、系统组成

本项目所构建的实验箱满足的功能包括以下几个方面:

1. 实现2通道信号预处理、采集、显示功能, 并以数字标记信号电压、时间等参数;

2.一个任意信号发生器, 可以产生方波、三角波、正弦波等信号输出, 输出频率可以达到5MHz, 并且输出幅度可调;

3.2路可调电源输出, 最大可以到+18V

系统组成框图如下。

其中电源模块为最基本的支持模块, 在上面的框图中没有出现。笔记本与FPGA之间的通讯线路中包含二者之间建立的通讯管道以及通讯子模块。

四、模块设计

根据完成功能的不同, 可以将本系统划分为如下的几个模块。

(1) 函数发生模块

(2) 示波器模块

(3) 用户笔记本辅助程序

(4) 通讯模块

1. 波形发生模块

波形发生模块作为波形发生部分, 包含DDS波形发生, 程控增益, 功放电路等部分。DDS模块采用ADI公司的AD9851芯片完成波形的输出。AD9851模块采用30M晶振, 可满足项目中最大5MHz的正弦波输出。同时AD9851带有高速片内比较器, 可以完成占空比可调的方波输出。

由于AD9851默认没有三角波的输出, 因此系统中采用积分电路来产生三角波。方波经过积分电路就能得到三角波, 电路原理简单、操作容易。三角波产生电路我们采用了运算放大器OP07构成积分电路, 将方波转换成三角波。

由于需要实现任意频率波形的发生, 需要将用户选择的频率转换为AD9851所需要的频率字并写入其内部寄存器。考虑到FPGA的I/O数量, AD9851采用了串行写入的方式。计算频率字过程中设计到了乘除法, 较难用FPGA直接实现。解决方案通常包括以下几种。

(1) 外挂小型单片机用于频率字的计算、写入

(2) FPGA内部植入NIOS II软核用于频率字的计算

(3) 上位机计算频率字并通过USB接口传输给FPGA

方案一的方法较为简便, 但是由于需要外接单片机, 增加了硬件的消耗和设计成本。方案二是方案一的一种改进方案, 普通的单片机的程序也可以通过用户定制方便地移植到NIOS软核上, 但是这样会增大FPGA的逻辑单元消耗 (最简化的Nios II/e需要消耗700个逻辑单元) 。方案三则是本次项目中采用的解决方案, 能够充分发挥笔记本上位机的计算优势, 但是需要在通讯协议中增加额外的传输与确认环节。

2. 示波器模块

示波器模块设有通道1和通道2用于信号的采集, 输送至硬件电路进行信号的处理。信号处理电路对输入的各种不同模拟信号进行电压转换, 增益可调, 使其电压幅值变化范围满足A/D转换模块的要求。同时为了使信号不失真, 还应对其进行滤波, 减少失真和噪声, 抑制其他频率信号的产生和干扰。下位机选用FPGA作为控制核心。

AD芯片采用TLC5510并行比较型高速AD, 并工作在20M的最高采样速率下。由于采样速率较高, 直接将采样结果发送至计算机容易造成误码、丢包等一系列问题, 因而项目中采用了存储深度为2k的双口ram作为缓存。

3. 通讯模块

通讯模块采用USB通用串行总线完成高速数据传输和通讯工作。这一部分连接了上位机与下位机, 同时涉及到两部分的设计。由于USB通讯默认采用的铜线传输误码率非常低 (后文中分析) , 因而本项目中采用了无确认的面向连接服务。

下位机需要发送的数据 (上位机需要接收的数据) 包括建立连接的握手信号以及示波器模块的采样数据 (事先已保存在双口ram中) 。

下位机需要接收的数据 (上位机需要发送的数据) 包括回应握手信号、软复位信号、控制信号以及频率字的计算结果。

最需要注意的是下位机上传数据中的示波器采样数据。这一部分的数据量很大。为了保证传输速度和充分利用USB的传输带宽, 在示波器模块的采样结果的上传过程中, 发送端和接收端应各自设立发送窗口与接收窗口, 保证数据传输管道接近满载。在此过程中发送窗口为FPGA内部的发送FIFO, 接收端的缓存则较为复杂, 将在下一节中介绍。

FPGA采用分包的数据发送方式, 按照包的大小读取相应数量的数据, 加入头部与尾部组成封包插入发送FIFO队列。USB数据线上则采用无确认的分帧发送方式, 每一帧包含8bit数据。

传输过程中的误码问题需要特别的关注。此处的误码包括丢包以及数据错误。在接收实验中, 我们发现误码的出现率不高 (5s发生一次) 。丢包问题最常发生。然而此问题并不会对示波器的显示波形造成任何可视的影响 (20M的采样速率, 每一帧包含的仅仅是50ns内信息的反应) , 可以忽略。

传输错误发生较少, 情况也较为复杂。在传输出错中, 高位出错往往比低位出错造成更大的影响。由于错误发生的不规律性, 往往会引入瑕点造成波形的连续性被破坏, 通过斜率趋近的方法可以很方便的剔除错误点。

4. 上位机程序设计

在传统的虚拟仪器开发中, 上位机的控制程序多采用LabView程序进行设计。而由于本项目中涉及的算法较为复杂, LabView的可定制能力较差, 因而选择采用C#进行上位机程序的设计。

上位机中需要完成与下位机的通讯以及完成仪器的大部分功能。

为提高虚拟示波器程序的运行效率, 编程采用多线程思想, 所谓多线程就是将程序分割成相互独立运行的子任务, 其中包括主线程和分线程, 利用CPU分时机制, 每个线程都能循环地获得自己的CPU时间, 由于轮询速度非常快, 使得所有线程都像是在同时运行一样。

由于多线程的引入, 线程间对数据结构的访问相互之间存在冲突。例如对最基本的示波器模块中波形显示对的存储区域的访问与FFT运算中对存储区域的访问之间就可能存在冲突。本项目中修改了缓存区域的数据结构, 保证数据的读取不会存在潜在的冲突。

系统中采用一种包含冗余数据存储区域的环状数据结构作为接受缓存, 将不同线程之间对存储结构的读与写错位开来, 避免同时访问造成的冲突。实际在分析过程中。考虑到USB的传输速度与CPU处理速度之间的关系, 应选取适当的缓存大小 (既能减小资源占用, 又能保证冲突不发生) 。具体的问题分析需要用到Repast仿真模型。

示波器的波形显示的实现较为复杂。LabView中提供了现成的模组, 本项目中在C#的实现则较为复杂。波形显示控件因为涉及到坐标系、数据显示方式、精确度、实时性等因素, 存在一定的开发难度。C#中提供了GDI (即Windows Graphical Device Interface, 是Windows API (应用程序编程接口) 中处理图形的部分) 绘图功能, 借助此API可以完成用户控件的构建。本项目中借用了一款已被开发完成的开源的波形显示控件。

五、结语

本项目最终完成了一个虚拟仪器的框架, 初步实现了“微型实验室”的多数功能, 为今后学生们的实验调试等提供了便利。本项目最终完成的虚拟仪器各个模块是从原理上实现具体功能的, 为日后方案的进一步优化升级提供了基础。同时基于FPGA的下位机和C#编写的上位机程序都保证了良好的扩展性和可升级、可定制性能, 可以供之后的二次开发等。

摘要：本项目研制的智能综合实验平台包括电源、波形发生、虚拟示波器以及相应的笔记本软件, 可以为学生提供一个方便携带和使用的“移动实验室”, 使学生可以方便的在宿舍、教室等实验室以外的地方完成课程实验内容以及自主实验项目。同时本项目采用的基于模块化的解决方案具有良好的扩展性和可升级、可定制性, 为日后方案的进一步优化升级提供了基础。

关键词：嵌入式系统,虚拟仪器,频率合成

参考文献

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