[发明专利]一种实验平台及其构建方法

说明书

1技术领域

一种实验平台及其构建方法，涉及教学实验技术、方法及产品，特别是以培养学生综合性、设计性、创新性和实际动手能力为目标的实验平台。

2背景技术

2.1现有技术

2.1.1实验平台是一种基本的教学实验技术手段，广泛应用在各类学校和教育培训机构中，特别是随着生产的发展、科技的进步，社会对学生在创新能力、实践能力等方面的要求越来越高，实验教学及其实验技术也得到了高度重视和发展。

2.1.2实用新型专利“电冰箱教学实验台”(专利号ZL00235093.9)，提出了一种专用于电冰箱教学实验的实验装置，为了便于观察，采取如下措施，有一台架，台架上安装有仪表操作盘、冷凝器、蒸发器、压缩机、干燥过滤器等部件，并以透明罩将部分部件加以保护。该技术能够让学生能够感性、直观、清晰地学习和了解电冰箱的原理和使用，但仍存在各部件均为固定安装、体积较大、实验内容比较单一、实验流程短，体积大占地多，综合性不足等缺点。

2.1.3实用新型专利“过程设备基本实验综合实验台”(专利号ZL200720148945.3)，提出了一种将设备实验、过程实验和控制实验三合一的实验平台，能让学生将工艺设备、工艺过程和过程控制联系在一起，虽然增加了综合性，但体积大，设备结构固定，可设计性、可变性、可安装性、可视性仍然比较差。

2.1.4实用新型专利“传感器综合实验平台”(专利号ZL200720112610.6)，则提出了一种包括屏体、被检测源、传感器信号调理模块和实验桌在内的传感器技术综合实验平台，具有较好的可变性、可设计性、可装配性，但仍然是专配屏体、操作台等，体积大，学科交叉度较低。

2.1.5文章“FANUC数控系统综合实验装置平台的研制”，(《中国现代教育装备》，曹锦江、郁汉琪、李宏胜)，提出的“NBF-1型FANUC数控(车床)系统综合实验装置”，将各种机械与电器结构元件以模块方式固定安装在操作台和机械执行实验台上，并采用透明罩，使平台的综合性、可观测性得以增强，但其各种模块化的结构元件依然是固定安装，不便拆卸和组装，体积大，模块通用性不强，利用率较低。

2.1.6文章“电子信息技术综合实验平台的建设”，(《实验技术与管理》，古天祥等，Vol.18No.3200)，提出了将“电子实验、微机实验以及设计、开发、测试实验环节，建立在微型计算机(PC)的平台上，构成一个多功能的综合实验平台”的技术方案，增加了实验流程、提高设备的综合性、设计的灵活性和可设计性，但仍然是固定安装，模块之间的线路都是在线路板上布置好的，只要拔插接线就完成了，仍缺少装配的实践环节，并且所用模块也仅能在本平台上使用，其综合性、灵活性、可设计性、实践操作性仍显不足。

2.2现有技术的不足

纵观现有技术中的实验平台都不同程度存在以下缺陷：

2.2.1都是固定安装的，包括平台内部结构、线路、实验内容以及实验方法等几乎都是固定的，设备内部结构关系不易观察、与外部设备的关联性较差、实验流程短、内容少，不利于培养学生的设计能力、创新能力，并且不容易扩充和更新；

2.2.2实验内容比较单一，结构元件不能共用，学科交叉度不高，要满足多学科综合性、设计性实验，只能依靠多种平台实现学科的交叉，但这样又有投资过大、占用实验室面积过大、设备利用率低，而且学科之间的关联度也不能得到良好体现的缺点，学生难以通过实验建立课程与课程之间、学科之间以及课程与学科之间的系统性关联，不利于培养学生的综合性、系统性分析能力；

2.2.3每个实验平台都有一个或几个体积较大的台柜，这是造成许多学校实验室拥挤不堪，却仍不能满足实验教学需要现状的主要原因。

2.2.4实验的可设计性、可变更性、可创新性、可观查性、可动手性都不够高，特别是那些复杂高价的实验平台，学生只能选择按照实验指导书或教师提供的现成步骤，做一些简单的线路连接、参数设定等操作，至于内部结构、原理、各元件和机构之间结构关系以及设计、安装等都难以获得，不利于培养学生的工程实践能力。

2.2.5大部分元件，特别是电器、电子元件都是安装在柜内，学生只能在面板上看到它们的符号，而这些符号和书本是一样的，实验内容和过程与工程实践内容及要求相差较远，因此并没有发挥实验的真正效果。

2.2.6所有的实验平台都是以新元件、新设备装配构成的，价格高，即影响实验平台的装备数量，也不能放手让学生进行拆卸、安装、调试等最有价值的实验。

以上一系列问题都对实验效果、设备实际利用率以及投资效益等造成一定影响。本发明正是基于这样的背景下提出并完成的。

3发明内容