分组教学背景下高校物联网实验室构建研究

2021-12-31袁立

科学与信息化 2021年10期

袁立

广州工商学院广东广州 510000

物联网是互联网基础上发展而来的功能更强、结构科学的网络运转模式，其本身具有较强的应用系统，可以根据用户的指令提供相关服务，实现了对设备的智能化控制，满足了信息与实物的有效交流需要，物联网实现了信息最大化利用，将网络与物进行衔接，满足用户多元化需求。

1 高校物联网实验室建设的现状分析

随意智慧化校园概念的兴起，信息资源被高效利用，无论是显性信息还是隐性信息均能在物联网中得到充分体现。物联网实验室表现出极大实用价值。但是，物联网实验也存在实验空间狭小，设备资源有限，资金供给不足，缺乏科学规划的问题。物联网实验建设有时延着普通实验室的建设思路，安全性没能引起足够保障，相关硬件建设工作与软件管理机制还有待完善[1]。

2 高校物联网实验室建设的主要特点

2.1 体现分组教学的特征

物联网实验室主要应用了网络技术、传感器技术与射频技术，实现了校内实验室与相关教学资源的广泛衔接。应当围绕着学生开展实验活动的需要建设不同实验系统，基于不同实验需要进行学生分组，不同学生承担不同实验任务，记录具体的实验数据信息，然后进行实验活动轮换，这样有助于学生进行充分的交流，进一步了解物联网络，促进学生提出系统的改进建议，实现物联网实验室的优化建设，既提高了物联网实验室使用效率，又满足学生个性实验需要。

2.2 建立嵌入式的实验室

目前，多数高校的各院系均有自己的实验室，物联网融入高校实验室应当采用嵌入式技术，依托嵌入式的方式把物联网融入高校现有实验室当中，在现有实验室中增加网络控制设备，提高理水平，发挥先进传感器的作用，把传感器、示波器，以及其他拥有智能芯片设备融入现有实验设备当中，这样可以降低高校建立物联网实验室的成本，以便于学生更充分的接触物联网实验室，丰富物联网实验室资源供给，对实验室进行平滑升级与扩充。还应当保证高校现有实验室具备多种预留接口，提高实验室设备的兼容性与交换性，便于实验设备共享。

2.3 多学科教师共同参与

物联网实验室本质是多种实验资源的共享，将各种渠道的数据信息导入高校实验环境当中，充分发挥现有实验硬件设备的价值，满足高校多元化人才培养的需要，根据专业人才成长需要搭建智能化人和培养平台。高校物联网实验室建设需要网络技术、嵌入式技术、自动化控制技术的紧密配合，需要在以分类较细的基础上实现关联学科实验室综合，强调具有不同知识体系的各专业教师的紧密配合，这样有助于知识的整合，确保实验室功能的完备，促进不同学科教师相互交流，达到提高实验室建设有效性，实现物联网实验室共享，满足实验室使用需求。

2.4 多高校资源开放共享

在高校联盟快速发展的当下，实验室资源也应当开放共享，物联网实验室的建设为高校实验资源开放共享提供了必要条件。首先，物联网技术可以将各高校原本独立的实验室资源连接起来，这样有助于个体资源的共享，可以节省昂贵软硬件设备的重要购买，有助于节省实验器材，同时有利于各院校交流实验教学心得，实现实验室资源的互动供应，保证高校实验室资源充足。物联网实验时还可以实验数据信息的及时传递，保证系统数据信息授权一致性，并且可以做到实验资源的广域流通，及时将实验物资在最短时间内送达到指定的各高校实验室[2]。

3 高校物联网实验室建设的优化措施

3.1 强化软硬件条件建设

指向分组教学的高校物联网实验室应当满足多学科实验的需要，基于互联网技术、无线通信技术、射频识别技术建设涵盖物理、化学、数学等多学科的综合实验室。物联网实验室还要符合交叉学科性，满足边缘学科的实验教学需要。只有构建器材全面、功能丰富和设备先进的综合型物联网实验室，才能提高实验教学的效果，满足日益多元化、个性化实验教学的需要。发展物联网实验室，开展物联网教学，还要树立立体化物联网实验室建设目标，合理运用各种技术手段，满足学生实验预约、实验信息查询、实验流程优化的需要，提供更加优质实验环境。

3.2 保持实验室的开放性

实验室是学生掌握专业技能，开拓创新，自由发展的必要条件，优质的实验服务可以促进学生全面发展。新时代的高校物联网实验应当保持足够的开放性，满足不同学生的个性化实验需要。首先，实验室应当保持随时开放，满足学生预约使用需要，应当构建实验室的整体开放格局，不仅在规定时间内开放，而且根据学生的学习需要随时开放，提供不同时段和针对不同院系的服务。其次，物联网实验室还要提供远程服务，满足学生在不同时间段使用实验数据信息的需要，管理系统还可以对实验设备进行远程控制，控制实验设备的开关与工作的状态，随时上传实验数据，运用大数据技术对实验数据进行分析，满足不同实验对象的实验需要。

3.3 强化实验设备的管理

物联网实验室要求设备功能完善，具有强大的软硬件条件，同时还要保证各种实验设备运行的稳定性。一方面做到试验设备齐全，符合教学工作需要，另一方面还要保证试验操作的安全性，能够预判潜在的实验风险，智能化的进行实验过程控制，防止实验过程中存在的各种风险因素。例如，实验室监控系统必须能够全面监控各种数据信息，了解实验室内外部的变化情况。物联网实验室还要建立良好的人机交互机制，有助于辅助教师完成教学管理的各项工作，及时给参与实验学生提供各种数据信息支持，辅助实验的顺利进行。实验室的各种设备还要便于安装维护，预留多种接口，满足主动管理、被动管理需求，并且采用模块化设计理念。