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物联网教学实验系统设计探究

2021-08-17 14:56 来源:实验设计论文 有人参与在线咨询

摘要:为了解决实验教学存在教学环节缺乏有效联系、考核方式单一枯燥等问题,提高实验教学效率和效果,现利用物联网技术,设计一款功能完善、实用性强的教学实验系统。首先,针对当前实验教学存在的问题,从系统管理模块设计、实验管理模块设计、教学资源模块设计、智能教学模块设计、评价反馈模块设计五个方面入手,完成对教学实验系统的科学设计,并将其应用于某职业技术学院中。实践应用结果表明:教学实验系统具有很高的可靠性和有效性,不仅提高了实验教学的智能化管理水平,还激发了学生的学习兴趣,为促进学校教育事业的健康、可持续发展提供重要平台支持。

关键词:物联网;教学实验系统;设计;实施

最近几年,随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展,物联网技术应运而生,该技术凭借着高准确性、强灵活性等特征被广泛地应用于教学实验系统设计中,不仅有效地提高了实验教学智能化控制水平,满足高校个性化实验教学需求,还培养了学生知识应用技能和专业综合素养,为最大限度地提高高校人才培养质量提供重要的技术支持。因此,为了促进实验教学工作能够正常、稳定、有序地开展,在物联网技术的应用背景下,如何科学设计和实施教学实验系统是技术人员必须思考和解决的问题。

1物联网概述

物联网主要是指通过综合运用红外感应器设备、定位系统设备、激光扫描器设备等,严格按照协议相关标准和要求,采用建立连接的方式,将多个物体与互联网进行有效连接,为信息数据的交互和通信打下坚实的基础,从而实现对相关物体的自动化识别、跟踪和监控。以结构层次为划分标准,物联网可以划分为以下几个组成部分,分别是感知层、应用层和传输层。物联网技术在具体的运用中,主要借助互联网,将用户端相关功能模块延伸指所有物品领域中,以实现物物之间的有效连接。物联网技术的出现和应用为促进计算机网络技术的迅猛发展提供重要的技术保障。

2物联网教学实验系统设计

为了有效地解决传统实验教学系统存在的问题,提高各个教学环节之间的联系,保证考核方式的多样性和丰富性,实现对学生的公正评价。技术人员要在物联网技术的应用背景下,设计出如左图所示的教学实验系统[1],该系统主要借助了校园网络,通过利用物联网技术,促进教学实验系统向智能化、信息化、开放化方向不断发展,为实现师生互动提供重要平台支持。同时,在教学实验系统的应用背景下,任课教师可以全面了解和把握学生的整体学习情况,在此基础上,有针对性地设计实验教学活动,以达到提高学生课堂学习效率和效果的目的。

2.1系统管理模块设计

系统管理模块主要包含以下两个核心功能,分别是用户管理功能和系统维护功能。为了提高教学实验系统的稳定性、可靠性和安全性,保证教学资源信息传输的效率和效果,技术人员要重视对该系统相关功能的管理[2]、维护和升级,确保系统功能完善性。此外,该系统在实际的运行中,用户在登录和访问该系统之前,需要利用系统管理模块,正确登录账号和密码后,方可正常使用和访问该系统。此外,用户管理内容主要包含以下几点,分别是用户信息、用户角色、用户权限等。系统维护模块主要用于对系统运行状态的实时跟踪和维护,及时发现和解决系统存在的故障性问题[3],确保该系统能够可靠、稳定、安全地运行,为用户带来良好的使用体验。

2.2实验管理模块设计

实验管理模块主要包含以下子功能,分别是实验课程管理功能、实验运行管理功能和实验项目管理功能。其中,实验课程管理功能主要用于对教学实验、探究实验和开发性实验相关课程信息的全方位管理,以保证高校实验课程教学工作能够顺畅无误地开展,以满足高校实验教学需求[4];实验项目管理功能主要用于对探究性实验课程相关信息的规范化、标准化管理,以最大限度地提高实验教学效率和效果。实验运行管理模块主要用于对所有实验课程的科学管理,确保任课教师能够在规定的时间内,到指定的班级,开展实验教学活动,为任课教师更加高效地开展教学工作提供了很大的便利[5],同时,还有利于学生利用课外时间独立自主地进58科技风2021年8月电子信息行实验学习,以实现对学生自主学习能力和自主探究能力的有效培养。

2.3教学资源模块设计

教学资源模块主要包含以下三大核心功能,分别是教学资源类别功能、教学资源信息功能和教学资源管理功能。通过利用该功能模块,可以提高教学资源的智能化管理水平,为任课教师提供丰富的教学资源,从而保证实验教学活动的有序开展。其中教学资源类别功能主要包含文档类、文字类、动画类、音频类、图片类等实验教学信息[6];教学资源信息功能在具体的运用中,主要根据所有实验教学环节实施需求,有针对性地管理与实验教学环节相关的资源信息;教学资源管理模块主要用于对实验教学期间所涉及的考核环节的管理,然后,在结合实验教学需求的基础上,完成对实验知识点、实验时间等相关信息的科学设置,以促进实验教学资源管理向规范化、标准化、智能化方向不断发展,从而确保实验教学考核工作落实到位。

2.4智能教学模块设计

智能教学模块主要包含以下功能,分别是试题库管理功能、考核标准管理功能和考核管理功能。其中,试题库管理功能在具体的运用中,主要根据实验项目,在结合实验课程内容的基础上,针对实验相关重难点知识,完成对试题库的构建,从而更好地测试和考核学生对实验相关知识的掌握情况;考核标准管理功能在具体的运用中,主要是在结合实验课程内容与实验项目内容的基础上,制定出系统、完善的考核标准,为实验教学考核工作的有效开展的提供重要的依据和参考;考核管理功能在具体的运用中,主要负责对实验教学质量的考核、试卷题库考点的更新以及实验教学过程的监控,同时,还负责对学生课堂表现情况的记录,为后期科学、公正地评价学生提供相应的依据。

2.5评价反馈模块设计

评价反馈模块主要包含以下两大核心功能,分别是评价学生功能、反馈问题功能。其中,评价学生功能主要是指通过利用该系统智能化教学模块,对学生进行科学合理评价,并自动生成评价结果,从而真实、有效地反映学生的实验完成情况;反馈问题功能主要是指对学生在实验过程中存在的一系列问题进行全面、真实地反馈,为帮助教师更好地改进和优化实验教学提供重要的依据和参考,以达到提高实验教学效率和效果的目的。

3物联网教学实验系统实施

3.1系统具体应用

传统实验教学系统在具体的设计中,主要综合运用了XML技术、WEB技术等,尽管能够满足实验教学的基本需求,但是,各个功能模块之间缺乏一定的联系性,实验教学考核方式过于单一枯燥。但是,在物联网技术的应用背景下,所设计和开发的教学实验系统,不仅具有强大的实验管理功能、智能教学功能、评价反馈功能等各种功能,提高了实验教学的智能化控制水平,还促进了师生之间的有效互动,为最大限度地提高学生的课堂学习效率和效果提供重要平台支持。

3.2系统应用效果

教学实验系统在具体的设计中,通过充分利用和发挥物联网技术的应用优势,不仅完善和升级了系统相关功能,还增加了各个功能模块之间的联系性,为进一步促进教学实验系统向智能化、信息化、网络化方向不断发展发挥出重要作用。同时,通过利用教学实验系统,确保教师在进行实验教学的过程中,能够树立以学生为中心的教学理念,以实验项目为主要载体,引导学生独立自主地学习和掌握实验相关的重难点知识,从而提高学生的实验动手操作能力,为培养学生利用理论知识解决实际生活问题能力,推动实验教学活动的有效开展创造良好的条件。此外,在教学实验系统的应用背景下,学生的考核评价方式得以有效地改进和创新,通过利用智能化教学模块,可以对学生的实验表现情况进行客观、公正地评价,并自动生成最终评价结果,从而真实、有效地反映学生的实验表现情况,为引导学生独立自主地开展完成实验任务,提高学生的自主学习能力和自主探究能力发挥出重要作用。

4结语

综上所述,在物联网技术的应用背景下,教学实验系统在设计和应用方面取得了很大的突破和创新,该系统不仅功能强大、通用性强,具有良好的用户体验,还在实验智能化教学领域中取得了显著的应用效果,因此,深受广大师生的青睐和喜爱。为了方便后期系统的维护和升级,需要相关软件开发人员再接再厉,用更加优雅的代码扩充更多适用的功能,从而为促进教学实验系统健康、可持续发展,提高其应用价值和应用前景提供有力的保障。

作者:刘军 单位:渤海船舶职业学院

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