用于電類專業綜合創新的實驗平臺

張詩晗

摘 要：本文以打通互聯網與供電網、涵蓋弱電與強電為主線，構思并開發了一款較為通用的“電類專業綜合實驗與創新平臺”，并為之設計了較為豐富的實驗項目，可用于各類高校涉電專業的大型實驗和課程設計。

關鍵詞：電類專業；創新教育；綜合實驗平臺

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0209-01

高校電氣電子類課程基本上都要通過實驗和實踐相互結合，遺憾的是現在流行的設備或是實驗設置大都局限于某一小塊，許多重點本科院校尤其推崇這類做法。雖然，這樣做能讓學生更好地掌握學習知識點并方便日后的鞏固，這些對于學術比較低的學生學習其專業的基礎課或主要課程是有益的，然而對于“高”年級的學生來說，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轉，填不滿他們對學術永無止盡的追求和欲望。再來看比如大專院校等的一些強調專業性更強的院校，他們本身是著力于學習一門知識就能十分切合的去運用并且是特別追求運用后的成效，那此類因為某項課程而將實驗儀器和實驗場所“搬”過來的做法就完全是沒有必要的，因為這些在一定程度上浪費了學校和學生的時間、精力、金錢。基于此我們開發了一項電類專業綜合性的平臺，并設計了若干實驗。

1 思想與結構

運用不同的數據傳輸方式將外設控制提高，以便學生重點創新。平臺分為：主板（包括交流和直流電源、PLC、鍵盤和接口）、FPGA（含最小系統配置）、ARM（含最小系統配置）、CPRS（可連接語音與數據以及短信傳輸）、LCD（可顯示漢字和相應的圖形）。

2 電力線通信模塊

2.1 特點

通過主板上的PLC功能模塊，可以利用電源線將互聯網與供電網進行數據傳播，因此此類設計可以有效涉獵到更廣的電類專業領域[1]。

2.2 聯機與脫機并存

在PLC的作用下，平臺可提供兩種模塊，它們是能將通信與脫機各自單獨存在的設計，分別是網關和數據傳輸。有了這些設計我們就能在更多不同的領域創造出更多不一樣的應用場景。

3 實驗

根據以上對PLC通信的模板的說明，我們潛心設計了20個配套實驗，大致可以分為4類：電子線路類、數字電路與處理器、外設接口類以及綜合類。當然，除了以上這些比較核心的實驗類型以外，我們還可以在其他軟件方面增加例如匯編語言等非主流的應用軟件，以便更好地擴充此類主流軟件或是硬件的作用與意義，在設計的同時將科技成果無限放大與綜合，在運用中碰撞生產出更加智能以及節能的實驗和設計。

4 使用特色

（1）此設置將許多類似于電動機、風扇等家用電器與比較高端的類似于仿真機或繼電器等設備的結合運用，還比如一些顯示屏又或是通信設備必需的SIM卡相結合起來，方便了人們只靠連接就能隨時隨地發短信或接打電話[2]。

（2）突破了現有的比較傳統的模式，用戶選擇的范圍更寬泛，這樣就極大程度上有利于專業和學校對于實驗和設計的需求，因為選擇更加廣闊，所以許多專科院校都比較熱衷于這類設計。

（3）重要的是上文講到的PLC可以進行脫機使用，將校園網、移動設備網和供電網相結合，方便了學生通過手機或電腦就可以簡單操作與控制電器設備，當然，在此設計上，學生也可以自行設計與創新，“取其精華，去其糟粕”。

（4）該設計也提供了更多的底層函數、重點案例，大腦平時比較活躍的學生不用通過自己的完全動腦來理解或深究這些原理，只需要它提供的PLC模塊，選擇性的去模仿實際的案例并結合自己的思維的創造就足以。比如可以在食堂排隊買飯的空口用手機將寢室的空調打開來縮短開發過程。這樣做有利于學生將所學與所想更巧妙的結合運用[3]。

5 結語

此文構思和開發的電類專業綜合實驗平臺，不僅連接了弱電與強電專業，還將互聯網和供電網進行了有效連接，然而它的得意之處是打通了本科院校與專科院校之間的素質教育與創業。兩種不同層次的院校可以學以致用，相互借鑒，取長補短，而且這個平臺的功能和內容也在不斷的與時俱進。還有一點是我們在設計與評價的時候不能只注重學生運用到的專業知識的深淺與對錯，還要結合一些無形的付出，比如他們自己的思考與創新，因為過程遠比結果重要，所以我們需要特別關注的是通過此項設計我們的學生是否在進步。這個進步不僅僅局限于學術方面，也包括生活。另外，此類設計實際考驗的是學生通過感觀體驗來誘發出對學習的興趣并且也適時適量提高了學習的質量，這就很大程度上把這類設計與傳統的實踐區分開來了。要知道我們的初衷是通過這項設計將學生的時間與學習內容以及現實生活相通融和滲透，從而達到激發學生動手動腦的目的，使其熱愛生活與學習。

參考文獻

[1]湯兵兵，袁勛.淺析電氣自動化專業實驗教學的創新改革[J].技術與市場，2015，11（1）：159-159.

[2]盧慧芬，馬皓，楊敏虹，等.電氣類專業課程探究性實驗教學隊伍建設[J].實驗室研究與探索，2015，34（10）：132-134.

[3]楊德先，陸繼明，吳彤，等.電氣工程專業綜合實驗平臺和實驗教材建設[J].電氣電子教學學報，2007，29（1）：64-66.