網絡環境下自動化實驗室建設及教學方法

劉丹

[摘要]現代社會計算機以及網絡在各個行業中應用的普及率越來越高，可以說，它們已經成為各個行業不可或缺的工具。近年來，為了加強學生們的實踐操作能力，各大院校以實驗課作為專業課的主要內容，所以在網絡環境的大背景下，這就要求在給學生提供優質資源的同時，要進一步考慮網絡環境下的教學改革，為此本文就網絡環境下自動化實驗室建設及教學方法進行了分析。

[關鍵詞]網絡環境；自動化實驗室；教學改革

一、實現自動化下的教學發展前景

美國福特公司的機械工程師D.S.哈德在1946年最先提出“自動化”一詞。如今，在社會的發展以及人們對于自動化的探索，使一臺機器實現自動化的現實已經基本實現，然而，人們不滿于此前技術，所以對自動化這一領域進行了更加深入的探索，對其又提出了高的需求。就企業管理者來說，他希望能更加直接、更加近距離的聽到、看到、了解到基層工作人員的工作以及生產情況。企業管理者希望通過一個媒介，把基層工人們工作等情況通過視頻等直觀的方式呈現在企業管理者的電腦屏幕上，因此，以太網技術應運而生。以太網指的是由Xerox公司創建并由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶局域網規范，是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。

在此網絡環境的大背景下，實現了自動化的教學發展前景是明亮的。它可以實現教學直觀化、教學智能化、教學網絡化等等。這將把傳統教學方法徹底的進行改革，同時提高教學質量，而且會使教學資源更加豐富化、高效化。就教師而言，實現自動化的教學方式主要應用到專業課中的實驗上，這將使教學過程智能化，便捷化；就學生而言，實現自動化的教學方式會大大提高學生們學習的效率，并且，學習資源會得到循環利用。

二、自動化實驗室建設

1.實驗室簡介。

我校計劃設計基礎實驗室3間，3第一間實驗室裝的是PLC-200，第二間實驗室裝的是pLc-300，第三間實驗室裝的是pLC-400。并且這都是在有鋪設以太網的大背景下應用的。通過我們學校之前對實驗室建設和多方位的考察總結之后，我們決定計劃設計利用這三間實驗室中的第二間實驗室作為新項目研發的試點，我們將在第二間實驗室中投入先進設備，將其自動化實驗室向現代化視頻直播實驗室演進。通過研究決定，我們學校對實驗室的演進主要分為以下幾個方面：一是實現視頻直播教學代替原有的傳統PPT教學，二是通過在網絡環境的大背景下，實現教師可以通過電腦或者手機等智能設備來對實驗室以及學生們的操作進行指導以及控制。

2.第二間實驗室進行的現代化改造。

首先，我校的第二間實驗室是此前的多媒體教學平臺，擁有32臺計算機，當時主要是以實訓實驗室的項目為主要內容，第二間實驗室作為實訓課程中的一部分，由此，第二間實驗室不能自己承擔實驗項目。在沒有網絡環境的情況下，每臺計算機之間沒有相互的聯系，是獨立操作的，電腦桌的布置也是和其他教室一樣，并且由于電腦占用了空間，桌與桌之間的過道就會很小，這種情況對學生們的活動以及做實驗等都帶來了不便，同時也給電腦教室演進成機電實驗室帶來了阻力。因此，我校的主要改造工程的工作就是：通網絡，通三相電，加裝實驗板支架。改造完成后，原來的單純的電腦桌變成工作臺，每個工作臺有以太網插座，三相插座，還有一個桌上型實驗板支架。第一步，調整實驗室布局，為網絡布設和設備進場做準備。搬走不需要的電腦，形成新的實驗室布局。第二步，將以太網引入。實現實驗室中的各個電腦都可以對任意的一臺PLC進行編程、監視、以及控制，同時每一臺PLC之間也可以實現相互之間的資源共享、交流。第三步，安裝三相插座和桌上型實驗臺支架。

三、網絡環境的背景下，教學改革的思路

通過網絡化的更新，在工業局域網內，PLC不在是孤軍奮戰，而是屬于這個系統中的一員。因此，在教學方面就可以多開設多個站點共同合作的項目，這樣就可以讓項目的內容更加多樣化，讓這個系統也可以真正達到它的應用目的。同時，PLC下載也實現了無線化傳輸，它是以以太網為媒介的，并且，網絡中的每一臺計算機都可以操作以及控制其中的各個PLC。采取這種方式就會使老師教學更加方便、便捷。

在這里，手機、電腦等之間都可以實現無線傳輸，它們之間的資源傳輸共享可以通過連接WIFI實現。這種功能的實現主要得益于無線AP的安裝鋪設。

在以太網的使用背景下以及有WIFI接入點的情況下，有PLC的實驗室都可以實現用手機就可以把拍攝下的實驗操作等影像直接同步到學生使用的電腦屏幕上，這樣，學生就可以看著屏幕中的實驗操作一步一步的跟著做。而且，視頻資源直接可以保存，可以下載。這樣，學生就可以將視頻資源帶回家，不懂、不會就可以重新查看視頻。這種學習方式將很大幅度的提高學生們的學習積極性以及學習質量，同時這種學習方式也很大程度的縮短了老師們備教案的時間，為老師們進行學術研究等工作騰出了時間，可謂一舉兩得。

如今，在學校中，可以說考試是學校舉行最多的項目。現在，在有網路環境這樣的條件下，我們的考試也可以實現自動化，通俗的講就是無紙化考試。這種考試使學校在人力和物力上都得到了一定的節約。首先，自動化考試是在電腦上考，也就是機考，題目是由電腦編制，并且，電腦中含有題庫，因此每一張考試卷題目都不盡相同，這就可以杜絕傳統考試中，學生與學生之間的作弊現象，同時電腦出題也節約了紙質考試中的印刷以及紙張的費用，更為環保。其次，電腦考試系統分為考試模式和練習模式這兩種模式，可以切換使用。并且包含有錯題本，可以清楚的知道做錯題得類型，從而有針對性的對其知識點進行鞏固學習。再次，電腦也可以進行客觀題的判卷工作，從而節約老師們判卷出成績的時間，同時也省了不少人力。因此，網絡環境下的自動化考試將變得更為快捷、準確、高效率。除此之外，利用計算機網絡可以實現移動課堂，讓學生和老師在各時間各地域進行學習和教學，這種方式開展的教學更有利于老師們對學生的輔導。

四、結束語

隨著經濟的飛速發展，如今，在依托網絡環境的大背景下，自動化教學正在慢慢的向視頻直觀化教學演進，各大院校也在積極建設和完善自動化實驗室設備和技術。我校在此項目的改造以及試用中都取得了不錯的效果和經驗，這種大背景下，就要求我們要在傳統教學以及自動化教學中去其糟粕，取其精華，并在探索中不斷的進行創新改革，從而提高我們的教學的軟件以及硬件設施，為教學事業創造更好的前景。