高校机电类课程网络化仪器的设计与教学实践*

马玉真 王新华 宋方臻 邵海燕 梁永绯

济南大学 山东济南 250022

☆设计研发与实务应用☆

高校机电类课程网络化仪器的设计与教学实践*

马玉真 王新华 宋方臻 邵海燕 梁永绯

济南大学 山东济南 250022

本文介绍了高校实施网络化仪器与教学的现状，阐述了实施网络化仪器与教学的必要性和可行性，并以机电类课程为例，分析了实施网络化仪器与教学的具体措施，希望藉此将网络化仪器与教学的研究引向深入。

机电类课程；网络化仪器；网络教学；实践

在当今的信息化社会中，以互联网为代表的网络作为信息交换的工具渗透到工业、科研及日常生活的各个领域。网络技术的发展为网络化仪器的诞生提供了契机。网络化仪器是无论任何地点、任何时间都能进行远程操作、获取测试信息的所有硬软件元素的集合，它由基本网络系统硬件、应用软件和多种通信协议组成。网络化仪器通过网络连接在一起，彼此之间可以进行数据交换，实现数据共享。测量数据可以通过网络传输到异地，利用异地的设备或仪器进行分析处理。网络化仪器可用于生产企业的集散控制系统,其分布在系统的不同位置进行分布式测量,然后通过网络将数据传到控制中心,控制中心可以在异地对测量过程进行操控,从而大大提高了生产效率。

一、网络化仪器与教学的现状

如今，网络化仪器发展很快，美国安捷伦公司已经成功推出了网络化示波器和网络化逻辑分析仪。此外，网络化流量计、网络化传感器也已经问世。在电能计量领域，远程集中抄表系统的应用也日趋广泛，电力部门可以通过电话线或电力线完成对远程电表读数的获取和监控，该系统中具有远程通信功能的电能表就是一种网络化仪表。

网络化仪器与传统的单个式独立仪器相比，它不是传统的单个式独立仪器的简单组合，且不能缺少电子信息传输媒介的介入。它以PC机和工作站为基础，通过组建网络来形成实用的测控系统，提高生产效率和共享信息资源，从某种意义上说，计算机和现代仪器仪表已相互包容，计算机网络也就是通用的仪器网络。“网络就是仪器”的概念，确切地概括了仪器的网络化发展趋势。

网络化教学是利用计算机访问本地及全球各地的计算机资源，并使教师与学生、学生与学生之间通过网络进行广泛交流与协作的教学模式，以其资源丰富、沟通畅意、互动及时的特点在高校相继展开，其主要特点是以学生的主动学习为中心，促进了学生内在因素的发挥，达到更好地拓宽学生知识面和提升学生综合能力的目的。目前较好的网络化教学模式为以教学网站作为教学的有效辅助工具，把与教学内容相关的所有教学资源都汇集到教学网站。在网络化教学时，通过师生共同努力寻找浏览资源、丰富完善资源，营造一个教师为主导、学生为个体、网站为中心的良好学习气氛。

二、高校实施网络化仪器与教学的必要性和可行性

为了适应仪器发展的需求，利用现代科技手段更好地服务于教学，首先从当前实际出发进行改进。以我院测试技术实验室为例，目前实验教学仍然停滞于单台仪器的独立操作，学生手工记录数据，实验的时间安排比较集中，时间紧凑，实验效果不太理想。由于人员与设备的紧缺，使得实验安排的科学性、合理性没有充分体现出来。为此，我们力求改变这一现状，利用网络技术、计算机技术与测试仪器有机结合，使得实验内容可以通过网络浏览、预习，实验数据可以通过网络存储、打印，并通过网络查阅资料，进行进一步地分析，最终完成实验报告。

近几年来，我校先后投入600多万元经费进行实验室改造，实验室的条件有了很大的改观，与此同时，学校又投入了15万元用于设备更新，各项实验的台套数逐步增加，引进了许多新型设备用于开发创新型实验。实验设备的投入与扩充使得实验资源更加丰富，学生自主学习的平台更加宽阔。

我校拥有省内领先的网络资源，网络教学打破了传统教学的时空限制，可以实现网上交互式教学环境。多门机电类课程的教学资料陆续上网，学生可以自由登陆，通过网络了解教学大纲、课件、实验仪器、实验资源、进行教学辅导、进行师生沟通活动等。另外，网络还开设了学习自测系统和网上答疑系统，学生可以了解课程考试的方向、题型，可以随时与教师进行交流，促进了学生学习的积极性。网络教学系统正在快速建设，学校的网络系统为我们的网络化仪器建设和教学提供了有利条件。

三、实施网络化仪器与教学的实践

开发网络化仪器，开展网络化教学，体现了教学的多维性，传授知识渠道的多样化，获得知识的即时性，以及教育教学的连续性。就机电类课程来讲，除了理论教学内容之外，还有相当多的实验教学内容，因此开发网络化仪器具有很大的必要性。

以测试技术课程的网络化转子实验为例，转子振动模拟试验台是一种用来模拟旋转机械振动的试验装置，主要用于实验室验证挠性转子轴系的强迫振动和自激振动特性。该系统包括试验台底座、直流电机、转子、联轴器、轴承座、涡流传感器、光电传感器、支架等组成部分。它能有效地再现大型旋转机械所产生的多种振动现象，通过不同的选择改变转子转速、轴系刚度、质量不平衡、轴承的摩擦或冲击条件以及联轴节的型式来模拟机器的运行状态，由配置的检测仪表来观察和记录其振动特征。

JDC非接触式电容测微仪是由电容传感器、电容测微仪、微动测量台架、示波器、标准量块以及USB接口组成。通过改变传感器与标准量块之间的间隙，改变电容的大小，由电容测微仪显示，其输出电压与传感器两极板间的距离为线性关系。该系统测量精度达到1um，用于非接触测量方式。

两者的有效结合可以实现系统的动态、静态测试，获得测量数据。为了进一步增强实验效果，让学生在观察实验现象与记录实验数据的基础上进一步分析实验原理，可以借助校园网系统将实验数据与实验结果上传并保存，学生可以在任何有校园网的环境登陆并下载实验信息与结果，进行理论分析，通过查阅相关资料完成实验报告。

除此之外,将实验室现有的几套转子测试系统和电容测试系统通过计算机形成一个局域网，由一台专门的计算机作为服务器进行管理，可以对学生实验的相关信息进行记录、存储，以备查阅。这样改变了以往手工记录数据的实验方式，将网络技术与计算机技术融为一体,通过计算机完成测试过程,实现了真正意义上的计算机辅助测试,同时实验信息与实验结果的网络化管理将使得实验的安排更加规范、科学。

四、结束语

目前，现代仪器技术已经逐渐成为一门综合性的技术，它的发展与计算机技术、网络技术、微电子技术等密切相关。高新技术的发展，使现代仪器的结构发生质的变化。微型化、集成化、电子化、数字化、多功能化、智能化、虚拟化、网络化是仪器仪表的发展趋势。其中又以仪器的智能化、虚拟化、网络化趋势最为典型。冲破传统观念，顺应科学发展趋势，构造具有智能化、虚拟化、网络化的新型仪器将使得仪器科学领域的发展前景更加广阔。同时，将传统的教学模式与网络教学进行结合，既可以有效地整合课堂资源，激发学生的学习兴趣和积极性，使学生始终处于积极主动的地位；也可以进一步完善高校的教学措施，为国家培养出更多的高素质、创新型人才，更好地服务于国家经济建设。

[1]杨劲松，朱伟文.网络教育精品课程建设若干技术策略研究[J].教育探索，2009, 9:43～44

[2]张贺玲.多媒体网络教学模式下自主学习能力的培养[J].中国成人教育，2009,14:105～106

[3]单玉梅，魏会茹.对网络环境下教育管理专业课程实践教学模式改革的思考[J].中国成人教育，2009,17:116～117

[4]唐俊.应用B/S结构的模块化网络教学系统设计[J].西安石油大学学报，2008，23(5):97～100

Design of network equipment and teaching practice for electromechanical courses in universities

Ma Yuzhen, Wang Xinhua, Song Fangzhen, Shao Haiyan, Liang Yongfei
University of Jinan, Jinan, 250022，China

In the paper, the current situation of implementing network equipment and teaching in colleges and universities was described, the necessity and feasibility of implementing network equipment and teaching was also stated, and then as an example to electromechanical courses, the specific measures of executing network equipment and teaching was analyzed,then we hope to cause a research of network equipment and teaching in depth.

electromechanical courses; network equipment; network teaching; practice

2010-02-03

马玉真,博士,副教授。王新华,本科,工程师。*本文系济南大学教学研究项目，项目代号为JZC0915；济南大学精品课程项目，项目代号为校JP0913；山东省研究生教育创新计划资助项目:SDYY09028；济南大学教学研究

项目：JXJ200602。