新工科模式下“背包實驗室”實踐教學(xué)研究

宋繼志 況建東 田新

[摘 要] 傳統(tǒng)實驗設(shè)備存在體積大，攜帶不便，不開源以及功能單一等缺點。背包實驗室運用NB-IoT技術(shù)、LoRa技術(shù)、傳感器開發(fā)技術(shù)和Arduino單片機開發(fā)技術(shù)開發(fā)了一套便捷、開源、擴展性強的鞋盒大小實驗設(shè)備，并給出相應(yīng)的函數(shù)庫，從而更好地促進實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 背包實驗室;Arduino;創(chuàng)新實踐

[基金項目] 2018年度中國石油大學(xué)教學(xué)改革項目“新工科模式下‘背包實驗室實踐教學(xué)研究”（SZ201820）

[作者簡介] 宋繼志（1976—），男，山東濟寧人，工學(xué)碩士，講師，中國石油大學(xué)（華東）計算機學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程系副主任，主要從事智能控制方面的研究;況建東（1998—），男，陜西漢中人，中國石油大學(xué)（華東）計算機學(xué)院2019級研究生，研究方向為人工智能及物聯(lián)網(wǎng)控制。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）36-0385-02 ? ?[收稿日期 2020-03-12

一、前言

背包（口袋）實驗室最初是由斯坦福大學(xué)提出的，它將傳統(tǒng)實驗箱的功能集成在一塊火柴盒大小的線路板上。這個mini實驗板有六個組成部分，價格98美元。后來英國的德蒙福特大學(xué)也為學(xué)生設(shè)計了一款以FPGA/ARM為核心的最小系統(tǒng)開發(fā)板，供學(xué)生在課內(nèi)外實驗、創(chuàng)新項目開發(fā)時使用[1]。

哈爾濱工程大學(xué)電工電子中心創(chuàng)建了“圖書館式”單片機開發(fā)板，即利用學(xué)校圖書管理系統(tǒng)可以借還開發(fā)板[2];電子科技大學(xué)在2016年也生產(chǎn)了一批錢包大小的LPC1768 ARM Cortex-M3實驗平臺用于學(xué)生自行學(xué)習(xí)[3]。

國內(nèi)外這些便于攜帶的開發(fā)板仍有不少缺陷，如教師提供的技術(shù)少，不成體系;實驗板外圍資源少，無法完成較為復(fù)雜的系統(tǒng);教師沒有過程跟蹤，達不到深入學(xué)習(xí)的目的。……