分組教學(xué)背景下高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室構(gòu)建研究

袁立

廣州工商學(xué)院 廣東 廣州 510000

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的功能更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其本身具有較強(qiáng)的應(yīng)用系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的指令提供相關(guān)服務(wù)，實現(xiàn)了對設(shè)備的智能化控制，滿足了信息與實物的有效交流需要，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了信息最大化利用，將網(wǎng)絡(luò)與物進(jìn)行銜接，滿足用戶多元化需求。

1 高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的現(xiàn)狀分析

隨意智慧化校園概念的興起，信息資源被高效利用，無論是顯性信息還是隱性信息均能在物聯(lián)網(wǎng)中得到充分體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)實驗室表現(xiàn)出極大實用價值。但是，物聯(lián)網(wǎng)實驗也存在實驗空間狹小，設(shè)備資源有限，資金供給不足，缺乏科學(xué)規(guī)劃的問題 。物聯(lián)網(wǎng)實驗建設(shè)有時延著普通實驗室的建設(shè)思路，安全性沒能引起足夠保障，相關(guān)硬件建設(shè)工作與軟件管理機(jī)制還有待完善[1]。

2 高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的主要特點(diǎn)

2.1 體現(xiàn)分組教學(xué)的特征

物聯(lián)網(wǎng)實驗室主要應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)與射頻技術(shù)，實現(xiàn)了校內(nèi)實驗室與相關(guān)教學(xué)資源的廣泛銜接。應(yīng)當(dāng)圍繞著學(xué)生開展實驗活動的需要建設(shè)不同實驗系統(tǒng)，基于不同實驗需要進(jìn)行學(xué)生分組，不同學(xué)生承擔(dān)不同實驗任務(wù)，記錄具體的實驗數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行實驗活動輪換，這樣有助于學(xué)生進(jìn)行充分的交流，進(jìn)一步了解物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生提出系統(tǒng)的改進(jìn)建議，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)實驗室的優(yōu)化建設(shè)，既提高了物聯(lián)網(wǎng)實驗室使用效率，又滿足學(xué)生個性實驗需要。

2.2 建立嵌入式的實驗室

目前，多數(shù)高校的各院系均有自己的實驗室，物聯(lián)網(wǎng)融入高校實驗室應(yīng)當(dāng)采用嵌入式技術(shù)，依托嵌入式的方式把物聯(lián)網(wǎng)融入高?，F(xiàn)有實驗室當(dāng)中，在現(xiàn)有實驗室中增加網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備，提高理水平，發(fā)揮先進(jìn)傳感器的作用，把傳感器、示波器，以及其他擁有智能芯片設(shè)備融入現(xiàn)有實驗設(shè)備當(dāng)中，這樣可以降低高校建立物聯(lián)網(wǎng)實驗室的成本，以便于學(xué)生更充分的接觸物聯(lián)網(wǎng)實驗室，豐富物聯(lián)網(wǎng)實驗室資源供給，對實驗室進(jìn)行平滑升級與擴(kuò)充。還應(yīng)當(dāng)保證高?，F(xiàn)有實驗室具備多種預(yù)留接口，提高實驗室設(shè)備的兼容性與交換性，便于實驗設(shè)備共享。

2.3 多學(xué)科教師共同參與

物聯(lián)網(wǎng)實驗室本質(zhì)是多種實驗資源的共享，將各種渠道的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入高校實驗環(huán)境當(dāng)中，充分發(fā)揮現(xiàn)有實驗硬件設(shè)備的價值，滿足高校多元化人才培養(yǎng)的需要，根據(jù)專業(yè)人才成長需要搭建智能化人和培養(yǎng)平臺。高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、自動化控制技術(shù)的緊密配合，需要在以分類較細(xì)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)關(guān)聯(lián)學(xué)科實驗室綜合，強(qiáng)調(diào)具有不同知識體系的各專業(yè)教師的緊密配合，這樣有助于知識的整合，確保實驗室功能的完備，促進(jìn)不同學(xué)科教師相互交流，達(dá)到提高實驗室建設(shè)有效性，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)實驗室共享，滿足實驗室使用需求。

2.4 多高校資源開放共享

在高校聯(lián)盟快速發(fā)展的當(dāng)下，實驗室資源也應(yīng)當(dāng)開放共享，物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建設(shè)為高校實驗資源開放共享提供了必要條件。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將各高校原本獨(dú)立的實驗室資源連接起來，這樣有助于個體資源的共享，可以節(jié)省昂貴軟硬件設(shè)備的重要購買，有助于節(jié)省實驗器材，同時有利于各院校交流實驗教學(xué)心得，實現(xiàn)實驗室資源的互動供應(yīng)，保證高校實驗室資源充足。物聯(lián)網(wǎng)實驗時還可以實驗數(shù)據(jù)信息的及時傳遞，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息授權(quán)一致性，并且可以做到實驗資源的廣域流通，及時將實驗物資在最短時間內(nèi)送達(dá)到指定的各高校實驗室[2]。

3 高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的優(yōu)化措施

3.1 強(qiáng)化軟硬件條件建設(shè)

指向分組教學(xué)的高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室應(yīng)當(dāng)滿足多學(xué)科實驗的需要，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)、射頻識別技術(shù)建設(shè)涵蓋物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的綜合實驗室。物聯(lián)網(wǎng)實驗室還要符合交叉學(xué)科性，滿足邊緣學(xué)科的實驗教學(xué)需要。只有構(gòu)建器材全面、功能豐富和設(shè)備先進(jìn)的綜合型物聯(lián)網(wǎng)實驗室，才能提高實驗教學(xué)的效果，滿足日益多元化、個性化實驗教學(xué)的需要。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)實驗室，開展物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，還要樹立立體化物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)目標(biāo)，合理運(yùn)用各種技術(shù)手段，滿足學(xué)生實驗預(yù)約、實驗信息查詢、實驗流程優(yōu)化的需要，提供更加優(yōu)質(zhì)實驗環(huán)境。

3.2 保持實驗室的開放性

實驗室是學(xué)生掌握專業(yè)技能，開拓創(chuàng)新，自由發(fā)展的必要條件，優(yōu)質(zhì)的實驗服務(wù)可以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。新時代的高校物聯(lián)網(wǎng)實驗應(yīng)當(dāng)保持足夠的開放性，滿足不同學(xué)生的個性化實驗需要。首先，實驗室應(yīng)當(dāng)保持隨時開放，滿足學(xué)生預(yù)約使用需要，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建實驗室的整體開放格局，不僅在規(guī)定時間內(nèi)開放，而且根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要隨時開放，提供不同時段和針對不同院系的服務(wù)。其次，物聯(lián)網(wǎng)實驗室還要提供遠(yuǎn)程服務(wù)，滿足學(xué)生在不同時間段使用實驗數(shù)據(jù)信息的需要，管理系統(tǒng)還可以對實驗設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控制實驗設(shè)備的開關(guān)與工作的狀態(tài)，隨時上傳實驗數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，滿足不同實驗對象的實驗需要。

3.3 強(qiáng)化實驗設(shè)備的管理

物聯(lián)網(wǎng)實驗室要求設(shè)備功能完善，具有強(qiáng)大的軟硬件條件，同時還要保證各種實驗設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。一方面做到試驗設(shè)備齊全，符合教學(xué)工作需要，另一方面還要保證試驗操作的安全性，能夠預(yù)判潛在的實驗風(fēng)險，智能化的進(jìn)行實驗過程控制，防止實驗過程中存在的各種風(fēng)險因素。例如，實驗室監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠全面監(jiān)控各種數(shù)據(jù)信息，了解實驗室內(nèi)外部的變化情況。物聯(lián)網(wǎng)實驗室還要建立良好的人機(jī)交互機(jī)制，有助于輔助教師完成教學(xué)管理的各項工作，及時給參與實驗學(xué)生提供各種數(shù)據(jù)信息支持，輔助實驗的順利進(jìn)行。實驗室的各種設(shè)備還要便于安裝維護(hù)，預(yù)留多種接口，滿足主動管理、被動管理需求，并且采用模塊化設(shè)計理念。

4 結(jié)束語

高校物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建成需要科學(xué)規(guī)劃，長遠(yuǎn)打算，基于充足的資金支持進(jìn)行設(shè)施設(shè)備的更新，集中高校的人力物力資源創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)實驗的管理方式，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)實驗的實驗服務(wù)與信息供給作用，不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)實驗的使用方式，達(dá)到提高物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)科學(xué)性的目標(biāo)。