用于電類專業(yè)綜合創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

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摘 要：本文以打通互聯(lián)網(wǎng)與供電網(wǎng)、涵蓋弱電與強(qiáng)電為主線，構(gòu)思并開(kāi)發(fā)了一款較為通用的“電類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新平臺(tái)”，并為之設(shè)計(jì)了較為豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可用于各類高校涉電專業(yè)的大型實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電類專業(yè)；創(chuàng)新教育；綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0209-01

高校電氣電子類課程基本上都要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐相互結(jié)合，遺憾的是現(xiàn)在流行的設(shè)備或是實(shí)驗(yàn)設(shè)置大都局限于某一小塊，許多重點(diǎn)本科院校尤其推崇這類做法。雖然，這樣做能讓學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)并方便日后的鞏固，這些對(duì)于學(xué)術(shù)比較低的學(xué)生學(xué)習(xí)其專業(yè)的基礎(chǔ)課或主要課程是有益的，然而對(duì)于“高”年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，就屬于比較“低”等的東西了，這樣的模式不能充分讓他們的大腦得到有效運(yùn)轉(zhuǎn)，填不滿他們對(duì)學(xué)術(shù)永無(wú)止盡的追求和欲望。再來(lái)看比如大專院校等的一些強(qiáng)調(diào)專業(yè)性更強(qiáng)的院校，他們本身是著力于學(xué)習(xí)一門知識(shí)就能十分切合的去運(yùn)用并且是特別追求運(yùn)用后的成效，那此類因?yàn)槟稠?xiàng)課程而將實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所“搬”過(guò)來(lái)的做法就完全是沒(méi)有必要的，因?yàn)檫@些在一定程度上浪費(fèi)了學(xué)校和學(xué)生的時(shí)間、精力、金錢?；诖宋覀冮_(kāi)發(fā)了一項(xiàng)電類專業(yè)綜合性的平臺(tái)，并設(shè)計(jì)了若干實(shí)驗(yàn)。

1 思想與結(jié)構(gòu)

運(yùn)用不同的數(shù)據(jù)傳輸方式將外設(shè)控制提高，以便學(xué)生重點(diǎn)創(chuàng)新。平臺(tái)分為：主板（包括交流和直流電源、PLC、鍵盤和接口）、FPGA（含最小系統(tǒng)配置）、ARM（含最小系統(tǒng)配置）、CPRS（可連接語(yǔ)音與數(shù)據(jù)以及短信傳輸）、LCD（可顯示漢字和相應(yīng)的圖形）。

2 電力線通信模塊

2.1 特點(diǎn)

通過(guò)主板上的PLC功能模塊，可以利用電源線將互聯(lián)網(wǎng)與供電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播，因此此類設(shè)計(jì)可以有效涉獵到更廣的電類專業(yè)領(lǐng)域[1]。

2.2 聯(lián)機(jī)與脫機(jī)并存

在PLC的作用下，平臺(tái)可提供兩種模塊，它們是能將通信與脫機(jī)各自單獨(dú)存在的設(shè)計(jì)，分別是網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)傳輸。有了這些設(shè)計(jì)我們就能在更多不同的領(lǐng)域創(chuàng)造出更多不一樣的應(yīng)用場(chǎng)景。

3 實(shí)驗(yàn)

根據(jù)以上對(duì)PLC通信的模板的說(shuō)明，我們潛心設(shè)計(jì)了20個(gè)配套實(shí)驗(yàn)，大致可以分為4類：電子線路類、數(shù)字電路與處理器、外設(shè)接口類以及綜合類。當(dāng)然，除了以上這些比較核心的實(shí)驗(yàn)類型以外，我們還可以在其他軟件方面增加例如匯編語(yǔ)言等非主流的應(yīng)用軟件，以便更好地?cái)U(kuò)充此類主流軟件或是硬件的作用與意義，在設(shè)計(jì)的同時(shí)將科技成果無(wú)限放大與綜合，在運(yùn)用中碰撞生產(chǎn)出更加智能以及節(jié)能的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。

4 使用特色

（1）此設(shè)置將許多類似于電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇等家用電器與比較高端的類似于仿真機(jī)或繼電器等設(shè)備的結(jié)合運(yùn)用，還比如一些顯示屏又或是通信設(shè)備必需的SIM卡相結(jié)合起來(lái)，方便了人們只靠連接就能隨時(shí)隨地發(fā)短信或接打電話[2]。

（2）突破了現(xiàn)有的比較傳統(tǒng)的模式，用戶選擇的范圍更寬泛，這樣就極大程度上有利于專業(yè)和學(xué)校對(duì)于實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的需求，因?yàn)檫x擇更加廣闊，所以許多?？圃盒６急容^熱衷于這類設(shè)計(jì)。

（3）重要的是上文講到的PLC可以進(jìn)行脫機(jī)使用，將校園網(wǎng)、移動(dòng)設(shè)備網(wǎng)和供電網(wǎng)相結(jié)合，方便了學(xué)生通過(guò)手機(jī)或電腦就可以簡(jiǎn)單操作與控制電器設(shè)備，當(dāng)然，在此設(shè)計(jì)上，學(xué)生也可以自行設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，“取其精華，去其糟粕”。

（4）該設(shè)計(jì)也提供了更多的底層函數(shù)、重點(diǎn)案例，大腦平時(shí)比較活躍的學(xué)生不用通過(guò)自己的完全動(dòng)腦來(lái)理解或深究這些原理，只需要它提供的PLC模塊，選擇性的去模仿實(shí)際的案例并結(jié)合自己的思維的創(chuàng)造就足以。比如可以在食堂排隊(duì)買飯的空口用手機(jī)將寢室的空調(diào)打開(kāi)來(lái)縮短開(kāi)發(fā)過(guò)程。這樣做有利于學(xué)生將所學(xué)與所想更巧妙的結(jié)合運(yùn)用[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

此文構(gòu)思和開(kāi)發(fā)的電類專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不僅連接了弱電與強(qiáng)電專業(yè)，還將互聯(lián)網(wǎng)和供電網(wǎng)進(jìn)行了有效連接，然而它的得意之處是打通了本科院校與?？圃盒Ｖg的素質(zhì)教育與創(chuàng)業(yè)。兩種不同層次的院?？梢詫W(xué)以致用，相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短，而且這個(gè)平臺(tái)的功能和內(nèi)容也在不斷的與時(shí)俱進(jìn)。還有一點(diǎn)是我們?cè)谠O(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的時(shí)候不能只注重學(xué)生運(yùn)用到的專業(yè)知識(shí)的深淺與對(duì)錯(cuò)，還要結(jié)合一些無(wú)形的付出，比如他們自己的思考與創(chuàng)新，因?yàn)檫^(guò)程遠(yuǎn)比結(jié)果重要，所以我們需要特別關(guān)注的是通過(guò)此項(xiàng)設(shè)計(jì)我們的學(xué)生是否在進(jìn)步。這個(gè)進(jìn)步不僅僅局限于學(xué)術(shù)方面，也包括生活。另外，此類設(shè)計(jì)實(shí)際考驗(yàn)的是學(xué)生通過(guò)感觀體驗(yàn)來(lái)誘發(fā)出對(duì)學(xué)習(xí)的興趣并且也適時(shí)適量提高了學(xué)習(xí)的質(zhì)量，這就很大程度上把這類設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的實(shí)踐區(qū)分開(kāi)來(lái)了。要知道我們的初衷是通過(guò)這項(xiàng)設(shè)計(jì)將學(xué)生的時(shí)間與學(xué)習(xí)內(nèi)容以及現(xiàn)實(shí)生活相通融和滲透，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的目的，使其熱愛(ài)生活與學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]湯兵兵，袁勛.淺析電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新改革[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015，11（1）：159-159.

[2]盧慧芬，馬皓，楊敏虹，等.電氣類專業(yè)課程探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（10）：132-134.

[3]楊德先，陸繼明，吳彤，等.電氣工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（1）：64-66.