多功能实验室论文

多功能实验室论文（精选12篇）

多功能实验室论文 篇1

网络实验教学是学校教学体系的重要组成部分之一, 实验室是保障实验教学顺利进行的场所, 是提高学生解决实际问题能力的基地, 是培养创新精神、创新能力的科学摇篮。做好网络实验室建设对于提高专业办学水平、打造专业品牌、扩大专业影响力都具有重要意义。但是要搞好网络实验室建设工作, 并不是一件轻而易举的事情, 这里面有千头万绪的繁杂工作。其中的首要任务就是制定一个高起点、高标准, 具有科学性、实用性、可操作性的建设方案。它是整个网络实验室建设过程中的指导性文件, 影响到学校网络实验教学需求是否真正满足的标志。发挥举足轻重的作用。

1 网络实验室建设现状分析

目前, 许多地方的学校实验教学环节中普遍存在着以下几个方面的突出问题。

1) 实验设备经费投入严重不足。实验教学设备更新周期很长, 教师在课堂教学时讲授的是新的技术、新的设备和新的方法, 而学生到实验室所接触到的往往是一些过时、陈旧和落后的实验设备和实验手段, 即实验条件落后与科学技术日新月异快速发展的矛盾。

2) 目前实验室网络架设满足不了教学要求。例如网络带宽问题、工位问题等, 而且机房还停留在只有PC机这种状态。

3) 专业化机房严重不足。甚至一些学校都没有可用的专业机房, 有的话也是在普通机房上面添加几台网络设备, 不能满足教学需求。

4) 整个实验室都普遍存在环境相对较差、配套设施不完善、管理落后等问题。目前实验设备的管理很多还是依靠管理员去完成, 而没有采用相关的设备管理系统, 管理效率不高。

随着社会分工的不断细化, 社会对员工动手能力要求越来越高。作为以提高实践能力为主的高职、技师院校, 需要培养的是生产、建设、管理、服务第一线的高级技术应用型人才, 要使学生具有较宽的专业理论和较强的技术实践能力与实际操作或管理能力, 能熟练运用高新技术, 创造性地解决生产、建设、管理、服务中的技术问题, 这是职业院校的人才培养目标要求。因此为了适应社会的发展进步, 达到我们预期的教学目标, 需要建立一个真正意义上的多功能网络实验室。

2 网络实验室设计原则

2.1 从技术角度考虑

一个真正意义上的多功能网络实验室, 必须拥有当今互联网中使用到的主流的、核心的网络技术, 其具体表现为:整个网络实验室设备的采购尽量以企业中使用较多的品牌为主 (CISCO、HUAWEI、H3C) 、网络实验室的布局要科学合理、整个网络必须高效畅通 (光纤通道) 、稳定可靠 (冗余备份) ;可以提供全面的安全解决系统、简单方便的网络管理系统 (基于SNMP) 、灵活丰富的网络认证系统 (AAA认证系统) 等。

2.2 从教学角度考虑

建设多功能网络实验室, 能够提高专业教学水平, 主要体现在以下几个方面:

第一、网络实验室给网络课程提供了实训的平台。计算机网络课程跟其它专业的课程有所不同, 它需要系统掌握一套理论后, 再进行实践验证, 进而做深入的探究思考。通常理论比较简单, 但在操作中存在很多难题。如果只讲理论, 没有配套的实验课程用于消化理论, 教学效果得不到根本的保障。

第二、网络实验室的建设可以提高教师教学水平。当代社会电子产品淘汰非常快, 包括计算机网络试验设备, 但理论基础却长期不变。如果没有实验室, 教师也只能一再重复教学理论, 不了解最新设备特点, 知识不能及时更新, 教师成长速度慢。也使学生对教师讲授的知识产生怀疑, 不利于教学的顺利开展。

第三、有利于提升学校科研能力。计算机网络的科学研究很多都是在理论创新的基础上进行试验验证, 没有实验室就无法验证, 理论创新就无说服力, 科研能力就得不到提高。

2.3 从系统选型角度考虑

设计时应考虑把投资重点放在网络实验室的网络硬件系统、网络管理系统和

网络安全系统上, 通过网络和主机系统的强大功能为NC (网络计算机) 提供更多性能, 这样的系统更接近现实中的互联网信息管理环境, 作为终端的NC可以根据实际情况选择不同档次的配置, 借此还可以提高整个网络实验室的等级。

3 网络实验室功能分析

本实验室是一个综合的多功能网络实验室, 能满足日常教学中的各种网络实验, 具体功能实现如下面所述:

3.1 综合布线

在实验室里面可以清楚的看到整个网络实验室的综合布线情况, 可以结合实际进行布线方案的讲解, 分析各种综合布线方案在实际使用中的利弊。另外还可以从网络实验室中学习网络传输中使用的线缆类型、接口分类、综合布线工程中标签的规划与制作, 综合布线图纸的绘制及相关规范的制定等。

3.2 网络交换技术与实验

在实验室中可以完成与交换机相关的所有网络实验, 例如:端口配置、VLAN划分、STP、链路汇聚、交换机堆叠、SNMP等。

3.3 网络路由技术与实验

在实验室同样可以满足我们教学中涉及到的路由配置实验, 例如:广域网路由协议配置、RIP、OSPF、BGP、ACL、NAT、PPPOE、VOIP、HSRP、VPN等实验。

3.4 网络无线技术与实验

实验室配置无线网络VLAN, 可以完成于无线网络相关的实验, 例如:VLAN配置方法、无线设备安全功能配置与实现、WLAN网络的规划与设计等。

3.5 网络服务配置

实验室配置有服务器区, 可以在此进行DNS、DHCP、WEB、FTP、VPN、SMTP、远程访问、冗余设置、访问权限设置等实验。

3.6 综合性拓展实验

网络技术专业 (预备技师) 人才培养方案中明确规定了培养目标:具备大中型网络的接入技能, 能规划、设计和构建企业级网络及网站, 能安装、配置企业网络服务器, 具有系统集成、网络故障排除和维护等专业能力, 并有较强的组织协调管理能力的技能型高级网络技术人才。为实现上述目标, 本文中的多功能网络实验室还需要能够实现系统集成、音频视频系统运用、企业级网络设备管理等功能, 完全满足人才培养方案的要求。

另外, 本实验室是多功能网络实验室, 可以与信息安全实验室进行互联, 结合信息安全方面的设备, 进行更贴近实际的综合性的网络实验。

4 设计方案举例

4.1 网络实施拓扑图

网络实验室的建设除了实现培养学生的动手能力, 提供网络实验环境教学, 使在校学生达到网络安装、调试、维护工程师技能水平外, 还应该考虑到学生成为一名复合型人才的职业需求。为使学校投资建立的网络实验室发挥最大效能, 要尽可能多的给学生提供丰富的IT资源, 使学生不但能够成为一个优秀的网络安装调试维护工程师, 同时还能独立承担诸如网络系统整体规划、设计、综合布线、网络安全管理、服务器系统配置、应用系统构建等工作所需要的项目管理综合能力, 使学生的就业范围更广, 能力更强。实验室网络拓扑图如图1所示。

4.2 网络设计特点

A:经济而实用:依据本文思路建成后的网络实验室, 所提供的网络平台可以适合多种网络应用实验需要, 同时在所建成的多个片区中, 每个片区都可以独立成为实验小组, 实现同一时段多人实验, 做到了整体的经济性。

B:拓展性强:建成的实验室结构可以进行灵活组合, 可以进行多区域分布实验, 也可以合并在一起组成大实验环境, 如果需要增加新的工作组, 只需要把新增工作组连接到三层交换机就可以实现。

C:接入方式灵活:增加无线网络区域, 学生们可以利用自己的笔记本电脑通过有线或无线接入方式实现相关网络实验的学习。

D:远程实验实现:通过Internet接入方式, 教师在教室就可以操作网络实验室设备, 进行远程实验演示, 远程对服务器进行相关服务的配置。

E:培训和考试基地:建成的网络实验室除了可以为学生提供实际动手能力的环境, 也有能力为社会提供培训环境, 申请专业的考试点。同时由于网络实验室涵盖目前主流网络设备及技术, 可以让老师系统的研究当前网络最前沿的技术动态和发展方向, 并通过该实验室将理论和实践有机的结合起来, 提高教师技能, 一举多得。

5 总结

随着计算机网络技术的不断发展, 社会对计算机网络人才的需求猛增。作为职业院校, 如何给教师提供良好的网络实验和开发平台, 如何给学生提供适应社会需求的网络设备和学习环境, 不断提高学校教学服务质量水平, 是十分必要的。计算机网络实验室建设是关系重大的建设项目, 在设计建设方案时要立足实际, 兼顾长远, 不搞短线建设, 不搞重复建设。要真正地发挥有限资金的作用, 让学生受到最贴近社会需要的有针对性的专业模拟训练, 提高学生的动手能力与就业竞争能力, 这样上述的探讨就更有意义了。

摘要：目前, 国内很多学校的网络实验室功能相对比较单一, 没有充分发挥其功能价值。针对这些问题, 本文从如何构建多功能网络实验室的角度出发, 分析目前学校网络实验室普遍存在的一些问题, 给出解决这些问题的一些思路, 为进一步完善学校网络实验室建设提供参考。促进计算机网络专业建设发展, 充分利用网络实验设备提高学生的职业技能, 完成人才培养方案中制定的培养目标, 以适应企业的真正需求。

关键词：多功能网络实验室,网络实验,建设方案

参考文献

[1]吴群英.实验室网络化建设与创新人才的培养[J].实验技术与管理, 2002.

[2]何晓阳.专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索, 2003.

[3]李成忠.计算机网络应用于实验教材[M].北京:电子工业出版社, 2005.

[4]陈月波.实用组网技术实训教程[M].北京:科学出版社, 2003.

多功能实验室论文 篇2

根据揭阳市教育局《关于开展义务教育阶段学校功能场室、教学仪器、信息化建设和实验教学等进行检查的通知》揭市教【2016】270号文件的有关精神，我校领导高度重视，立即召开学校行政和有关教师的会议，宣读文件精神。为进一步规范我校教育装备建设管理，提升我校教育装备使用效益，提高教学质量，我校成立自查专项小组。组长：黄耀葵校长

副组长：黄少贵副校长，黄旭藩副校长

成员：黄秀雄、林文浩、黄建明、邱浩川、杨银娇、黄小娟、黄芳、黄倩娜

现将我校各功能室自查情况汇报如下：

一、配备情况

我校现有物理实验室、化学实验室、生物实验室、图书室、音乐室、美术室、体育器材室、多媒体教室、心理咨询室、科学实验室。各功能室有完善的管理制度，建立有仪器届、图书借还记录，各功能室有相应的使用规则。

二、仪器配套

实验设备数能满足实验教学要求，达到了规定的标准。仪器品种，数量能满足实验教学要求

三、实验教学

教师引导学生独立思考，自主探究，合作交流，动手实践，充分发挥了学生的自主性，能动性和创造性。在实验教学过程中，我们还注重基础知识和基本技能的训练，重视学生学习过程与方法以及情感态度与价值观的养成。

多功能实验室论文 篇3

关键词：教学设计 挖掘 实验资源 提升 教学效果

高中化学的编排模式，是先学习元素化合物知识，当知识积累到一定程度以后，再归纳上升到化学理论知识，即从感性认识上升到理性认识。元素化合物知识的学习，高中阶段主要学习“主族元素”，由七个主族，即七条线组成的，每一个主族又由多种元素组成——即多个点。在学习过程中，我们往往是从“线”上去找一个熟悉的“点”，在掌握了这个“点”的性质的基础上，再从这个“点”去推知同一条线上的其他“点”的性质相似性和递变性，从而达到掌握同一族元素的性质。

碱金属元素，是金属元素的代表，具有典型的金属性，它和后面的典型的非金属代表——卤族元素的学习，为后面的元素周期律、元素周期表的学习打下基础。钠元素的相关性质是碱金属这一族元素的代表，由它的性质可以推知这一族元素的性质。同时，这又为我们学习后面的每一个主族形成一定的“套路”。

实验，作为化学学科的重要特点，同时也是化学学科的重要的教学资源，在实验过程中产生许多精彩的实验现象，激发了学生强烈的好奇心和求知欲。如何将学生的好奇心和探究的欲望延续？教师在课程设计上要充分注重实验的有效性，挖掘实验资源，加强学科内知识的联系，提升实验的教学功能。

首先，课题的引入和碱金属元素的介绍及今后学习每一族元素的一般规律。

其次，在学习钠的物理性质时，先通过金属钠的展示和复习初中学习过的金属的通性得出前三点（1.银白色，有金属光泽，质软；2.导电、导热；3.有延展性），再通过演示钠与水反应的实验补充后两点（4.钠比水轻；5.钠的熔点低），在此实验过程中，学生也体会到了初中学习的“化学变化中往往包含物理变化”这一知识点。

再次，在钠的化学性质的学习过程中，通过钠的原子结构先铺设了一条暗线：钠在化学反应中只有还原性。明线是：氧气、硫、氯气、水、酸以及硫酸铜溶液等氧化性物质与它反应的实验：

钠和氧气反应时，通过“钠在空气中自然氧化”和“钠在空气中燃烧”两个实验现象的对比，学生得出结论：钠能与氧气反应。钠与氧气反应时，在不同条件下，得到不同的产物。回忆初中学过的：碳在氧气中燃烧条件不同，产物不同。因而可以推出结论：在不同条件下，化学反应可能得到不同的产物，从而实现学生认识的飞跃。

通过钠与氧气的反应，氧气体现的是氧化性，结合前面“氧化还原反应”的知识，学生自然就能解决“钠和硫、钠和氯气能不能反应以及如何反应”的问题。

钠和水反应是本节的重点，也是难点。重点的突出和难点的突破，就是通过“钠与水反应”的实验来实现的。学生观察总结实验现象，再通过实验现象推断钠的化学性质以及钠与水反应的产物和钠与水反应的化学方程式。挖掘该实验资源：钠与水反应产生的气体是什么？如何说明、验证产生的气体？如何评价和设计一个实验？在教学分析实验过程中，我们用到了以前学习过的化学理论知识和实验知识，加强了学科内知识之间的联系，使学生认识到化学知识是一个紧密联系的整体。对于该实验的延续，教师可以继续设问：钠与水反应的实质分析“钠置换了水电离出来的H+”，学生自然得出钠与酸反应的实质。

最后，本课知识的检测：钠和硫酸铜溶液的反应。先复习金属之间的置换规律，提出问题：钠能不能置换硫酸铜溶液中的铜？推测钠和硫酸铜溶液反应的现象。演示钠与酸铜溶液的反应——现象与推测的不一样。这引发学生思考：蓝色沉淀是什么？是怎样产生的？从而得出钠与硫酸铜溶液反应的实质。

本课最后的一个重要问题是钠的保存和钠在自然界中的存在以及钠的用途。这是由钠的性质决定的，教师可以让学生自己总结、推导，让学生体会理论与实际相结合的同时也检测了学生对知识的掌握情况。

通过对钠的学习，学生能够产生一些对金属元素结构、性质等内容的体验。我们希望通过本节内容的教学，能使学生从单纯的知识和技能的学习，提升到树立化学学习观念，产生成功体验。

1.让学生由以前学过的知识，结合碱金属元素原子结构示意图，推知碱金属元素的化学性质，并在学习过程中验证学生的推导，让学生产生成就感，使他们在学习中产生成功的体验。

2.通过对钠的观察，总结出钠的物理性质，让学生感受同样是金属，原来钠的性质和我们平时所见到的金属是如此的不同，从而激发学生渴望对未知领域的了解，提高他们学习的主动性。

3.提出一些假设，让学生产生一些认知的冲突，引导学生用以前学习过的知识去解决这些冲突：本课中的钠与水反应时产生的气体到底是氢气还是氧气的问题，如何用不同方法去验证，用什么方法验证，过程如何设计等等，通过学生自己设计，自己操作，从而得出正确结论，让学生在自主学习中产生学习知识和技能构建过程的体验，并把这种体验用于今后的学习中，达到我们的教学目的。

4.学生分组设计实验，制订实验方案，讨论实验方案并达成共识，自己找药品，自己选择仪器等等。此过程培养了学生团结协作的精神，同时也使他们意识到化学是以实验为基础的自然科学。

5.通过高压钠灯、钠的化合物（NaCl、Na2CO3）等知识的介绍，让学生感到化学就在身边，化学就在生活中。

通过理论、实验探究不但使学生能够较为深刻地理解钠的化学性质，而且也能培养学生的研究问题的能力，严谨求实的科学态度以及开拓创新的精神，使学生在学习中获得成功的体验，享受学习。

多功能实验室论文 篇4

1. 会计理论教学与会计实际业务或实际案例相脱节。

这突出表现在两个方面:在教材内容上, 以财务会计教材为例, 基本上是会计准则的解释或说明, 会计业务本身的背景、经历、环节、过程及所运用的凭证等均不予交待;在教学方法上, 采用“灌输式”教学, 极少运用案例教学及现代化手段再现业务流程的真实场景, 无法更好地培养学生分析问题和解决问题的能力。

2. 会计实验室的硬件与软件配套设施相脱节。

很多高校对会计实验室建设标准、教学功能等理解不透, 只重实验室硬件投入, 忽视软件投入。同时还存在实践资料单一、量少、内容简单等问题, 以至于多年来都在低水平位置徘徊。另外, 一些高校建立实验室是为了应付教育部的教学评估, 过了评估阶段就很少利用实验室资源。

3. 会计手工模拟实验与会计电算化实验相脱节。

目前, 大多数高校分别设置了会计手工实验室和会计电算化实验室, 但在课程设置上采用互不贯通的双线模式。会计电算化所用的会计软件数据与手工模拟数据毫不相干, 手工实验结果不能通过计算机得到进一步验证, 二者的有机联系及相互印证得不到应有的体现。

4. 现代网络技术、多媒体技术等现代化技术手段与传统的会计实践教学手段相脱节。

会计手工模拟教学是“仿制的会计凭证+剪刀+浆糊”;会计电算化教学是“微机室+教学软件”。会计手工模拟教学没有运用现代化的多媒体手段加以演示, 模拟过程也没做到分岗位操作, 会计模拟仿真教学远未达到角色、环境双仿真。

5. 相关专业或相关学科各设实验室, 且各实验室互不沟通、相互脱节。

一方面会计手工实践与财务管理、审计及税收筹划等课程的实验相脱节, 学生处理会计工作的能力无法得到全面演练;另一方面, 会计电算化课程只涉及财务软件的模拟实训, 与更重要的计算机财务管理、计算机审计等重要的应用型课程相脱节。

二、多功能复合型会计实验室建设宗旨与建设模式

1. 建设宗旨。

多功能复合型会计实验室的建设宗旨为:本着会计专业学科之间以及与其他相关的专业学科之间相互融合渗透的宏观思想来构建会计实践教学体系, 创建现代化或数字化实践教学新模式。重点解决三个关键问题: (1) 实验内容系统化, 在细化会计学基础、财务会计等学科实验项目的同时, 兼顾财务管理、审计、纳税、统计等其他学科实验项目的拓展; (2) 实验手段、方法现代化, 全方位引入网络与多媒体教学; (3) 实验管理科学化, 会计实验流程、实验进度、实验内容安排、实验教学方法、实验管理方法、实验考核方法、实验评价方法等, 都力求规范、客观、有效、易操作。

2. 建设模式。

构建“二五三”实验教学新模式。“两个实验室”:会计手工模拟室和综合信息化模拟室。“五个结合”: (1) 建立手工与电子案例库, 使课堂理论教学与案例教学相结合; (2) 会计手工模拟实验与会计电算化实验相结合; (3) 会计学科 (如财务会计、成本会计、财务管理、审计) 与计算机财务管理、计算机审计、企业资源计划 (ERP系统) 相结合; (4) 会计课程实验和岗位实验、校内实验与校外实验相结合; (5) 将网络技术、多媒体技术等渗透在各门会计课程中, 使现代网络技术、多媒体技术等现代化技术手段与传统的会计实践教学手段相结合。“三个层次”:单项模拟实验、分组结合与综合模拟实验和ERP沙盘模拟操作实验。

三、多功能复合型会计实验室建设的具体步骤

1. 组建实验室建设团队, 制定科学合理的会计实践教学目标与计划。

从实验教学的场地设备等硬件设施配置到实验课程的结构、内容、体制, 实验教材、案例资料的组织编写, 各学科实验内容的科学整合, 各学科教学软件的配备, 仿真实验教学的多媒体课件制作, 与课程内容相关的实验网络平台的建设等等, 是一个复杂的系统工程。因此, 实验室建设计划应分为近期计划和远期计划, 计划周期长短因学校条件、资金情况、人力资源而定。

2. 实验场所与设施准备。

区分会计手工模拟室和综合信息化模拟室进行建设。其中, 会计手工模拟室的主要功能为:供学生进行手工操作, 并进行软件、课件、仿真实景的制作与展示。会计综合信息化模拟室的主要功能为:供各学科单项手工模拟与电算化模拟体验与验证;各学科综合模拟与分析测试;各学科财务软件、多媒体课件播放与演示;ERP沙盘展示、操作与体验。

3. 选取一个业务典型、规模适中的制造业企业。

首先, 将该企业一个会计循环的业务数据按预先制定好的实验课程体系进行技术改造, 使其适合会计学科单项实验与各相关学科综合实验的需要, 以便于编制单个学科及各学科资料整合后进行综合演练的模拟实验教材。其次, 购置并开发可供各学科使用的财务软件, 在此基础上再设计各学科软件接口, 使之适应各学科资料共享、综合模拟的需要。

4. 局域网络环境的建设。

使用高端服务器, 整个实验室通过交换机连接为局域网环境, 通过校园网与互联网相连, 使学生可以通过校园网访问实验室的财务软件资源。同时安装多种开发工具和应用程序, 可以根据需要模拟各种信息化仿真环境, 并具有强大的数据处理能力, 配备大量用于教学和科研的金融、财务、会计、税务、审计、管理等方面的应用软件。

5. 实验课程体系与实验内容的建设, 应充分考虑实验目的、重点和难点。

实验内容需分层次建设:第一层次是单项模拟实验, 即会计专业的单项课程实验。第二层次是会计专业的综合模拟实验。包括两方面:一是相近学科组合实验;二是把会计专业涉及的多门课程知识交叉融合进行的综合实验。第三层次是面向工商管理、涉及会计专业内容的企业资源计划及与之配合的沙盘模拟操作实验。

6. 实验教材与实验资料的建设。

根据上述实验课程的内容与课程体系构想, 把握全面、典型、科学、合理的原则, 搜集、整理、编写实验教材资料。实验教材的编写应注意以下几个问题: (1) 以业务典型、规模适中的制造企业为主, 同时兼顾其他行业和非营利组织会计实验资料, 供学生在课内或课外选择使用; (2) 实验教材应充分考虑会计信息化环境要求; (3) 实验教材要尽可能编写一些典型案例资料、会计法规资料, 设计大量思考题, 引导学生讨论、分析, 以培养学生的职业判断能力, 强化学生的职业道德及守法意识; (4) 实验教材要将单项实践与综合实践内容有机结合, 这也是教材建设的难点, 尤其是跨学科的综合性和创新性; (5) 实验教材要保持实验资料的及时更新、不断完善, 以形成适用的高质量的教材体系。

7. 仿真环境与实验情境设计的建设。

好的实验内容、实验资料还必须配合好的实验情境或仿真环境设计, 否则将达不到预期效果。这就需要设计多样化的综合会计实验情境。该情境或环境应融入整个经济管理实验环境之中, 让学生置身于多样化的仿真环境之中, 不仅可以加深学生对会计专业技能和方法的把握, 而且可以使学生的沟通能力、交流能力、组织能力得到全方位培养。

8. 实验手段、实验方法及实验成绩考评办法的建设。

会计模拟实验要达到预期效果, 实验手段和方法必须现代化、多样化并具有灵活性。从会计手工模拟实验到会计电算化实验, 从书本知识到实践知识, 从课堂教学到课后复习、作业, 从专业知识到知识拓展, 要广泛融入计算机网络技术以及多媒体技术。即借助于现代化多功能会计模拟室, 实现模拟实战与理论相结合, 仿制资料与真实资料相结合, 校内实验与校外实习相结合, 实现优势互补, 使学生在真实的氛围中亲自感受、体验, 得到真正有效的训练。

参考文献

[1].南召凤.高校会计专业课程体系重构.商业经济, 2009;8

[2].李飞星.会计模拟实验室建设与会计实验教学.中国管理信息化, 2007;5

洁净实验室的结构及功能 篇5

十万级：

1.洗涤室：有专门清洗区域，配有自来水，蒸馏水。对一些试管、BD管、培养皿等玻璃仪器进行洗涤，洗涤后送入灭菌室进行干热湿热灭菌

2.灭菌室：配有干热箱和湿热灭菌锅，对清洗过的实验器材和玻璃仪器进行干热和湿热灭菌。

3.种子室：配有超净工作台、恒温卧式摇床、恒温培养箱、-70℃冰箱。用以接菌、为发酵提供种子以及进行菌体的低温保存。4.发酵室：配有液体发酵罐，用以中试规模的菌体发酵。

5.离心式：配有低温高速及低温中速离心机，用以对菌体培养基进行离心，收集菌体，为蛋白粗纯做准备。

6.粗纯室：配有高压破碎仪，对收集的菌体细胞进行破碎，使之表达的胞内蛋白释放出来。

万级：

7.洗涤室：配有自来水、蒸馏水、超纯水洗涤系统，对装有纯化缓冲液的容器进行洗涤，为纯化做准备。

8.灭菌室：配有干热灭菌箱，对洗涤后的容器进行干热灭菌，为纯化做准备。

9.准备室：配有天枰、纯化需要配置缓冲液的各种药品，能够配置纯化所需要的各种缓冲溶液，为纯化做准备

10.纯化室：配有AKATA纯化系统及HPLC液相分析系统，对得到的目的蛋白进行精纯，得到高纯度的目的蛋白 11.制剂室：洁净区的温度和相对湿度应与制剂工艺要求相适应，洁净室温度控制在18-26℃，相对湿度控制在45-65%，配有纯化水系统设备、超净工作台、4℃消毒灭菌柜，保证了制剂配制的超净环境

12.细胞培养室：配有超净工作台、二氧化碳培养箱、液氮灌，能够对实验所需要的各种真核细胞进行培养。

一种新设计的多功能化学实验装置 篇6

关键词：多功能；化学实验装置；铜和硝酸反应；制取乙炔

文章编号：1005–6629（2016）11–0073–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

在中学化学教学中，制取氢气、氧气、乙炔等气体发生装置，以及铜和硝酸反应等实验装置，不仅结构复杂，体积庞大，所用仪器多，搬动和使用都非常麻烦，而且课前准备和课后处理都要花费大量的时间，增加了教师的工作负担。为此，通过查阅了大量的文献资料[1～4]，在不断试验和反复改进之后，最终根据启普发生器原理，利用广口瓶、注射器、输液器等常见物品进行简单的加工和组装，制作成了一件能制取氢气、氧气、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮等气体以及能完成10多个初、高中化学实验的装置。经实践检验，效果非常好。现介绍如下，供同行参考指正。

1 实验装置图

新设计的实验装置如图1所示。

2 用途

本装置可以完成的实验见表1。

3 制作方法

3.1 制作过程

在一个6号橡皮塞的中央钻一个与注射器筒外径大小相当的孔（如图2a所示），然后将注射器筒插入该孔中，制成反应室（如图2b所示）。在注射器活塞上钻一个与输液管外径大小相当的孔，切取长约15～20cm带开关的输液管插入孔中，管头露出活塞即可，用胶水粘牢密封（如图2c所示）。将带导管的活塞放回注射器筒中，再将橡皮塞塞入广口瓶口即成（如图1所示）。

3.2 气密性检查

方法一：打开开关，拉动活塞，抽入一定量空气，将导管口浸入烧杯的水中，推动活塞，如果装置的气密性好，水中会产生大量气泡，拉动活塞，水会进入装置内，停止拉动活塞，水会在导管中形成一段稳定的水柱；如果装置的气密性差，则推动活塞时，导管口产生的气泡少，拉动活塞时，形成的水柱就不稳定，甚至不会进入导管。此时须检查各连接处，进行补粘等相应的处理，直至气密性好为止。

方法二：打开开关，拉动活塞，抽入一定量空气，然后关闭开关，将整套装置浸入水中。如果装置不漏气，则推动活塞时，水中不会有气泡产生；如果装置漏气，漏气处就会冒出气泡。取出装置，用吹风机将漏气处吹干，用胶水补粘后，重复上述操作，直至不漏气为止，即可用来进行实验。

4 使用方法

4.1 制取氢气、氧气、二氧化碳、硫化氢、二氧化氮、一氧化氮等气体

4.1.1 添加药品

将上述气体发生器取下橡皮塞，抽出活塞，在注射器筒内加入足量块状固体药品（锌粒或块状二氧化锰、石灰石、细铜丝团等），然后将活塞装回注射器筒并推到底，关闭开关；在瓶内装入适量液体药品（稀硫酸或双氧水、稀盐酸、浓硝酸、稀硝酸等），将注射器筒放回瓶内，塞紧橡皮塞（液体药品的量不能过多，否则注射器筒的体积所排开的液体药品会溢出造成浪费，甚至污染或腐蚀桌面和其他物品，而且要让放入注射器筒后瓶内仍要留有一定空间，以便容纳反应产生的气体排出的液体药品，下同）。

4.1.2 操作方法

拉动活塞，往注射器筒内抽入一定量的液体药品（如图3a所示），两种药品在注射器筒内立即发生反应，产生大量气泡，产生的气体形成的压力将液体药品压回瓶内（瓶内空气被压缩，形成一定的压力）。当两种药品分离时，反应立即停止（如图3b所示）；当打开排气管开关排出气体后，液体药品在自身压力的作用下进入注射器筒内，与固体药品接触时，反应又立即发生（如图3c所示）。如此反复进行打开和关闭开关的操作，即可控制反应的发生和停止，使用起来非常简单和方便。

4.2 制取乙炔气体

4.2.1 添加药品

取下橡皮塞，抽出活塞，在注射器筒底部先放入一层玻璃丝（或石棉绒），再加入足量块状固体电石，然后将活塞装回并推到底，关闭开关；在瓶内装入适量50%～70%水的酒精溶液[5]，将注射器筒放入瓶内，塞紧橡皮塞。

4.2.2 操作方法

拉动活塞，往注射器筒内抽入一定量水的酒精溶液（如图3a所示），两种药品在注射器筒内立即发生反应，产生大量气泡，产生的气体形成的压力将液体药品压回瓶内，当两种药品分离时，反应慢慢停止（如图3b所示，残留的液体药品会和电石继续反应）；当打开开关排出气体后，液体药品在自身压力的作用下又进入注射器筒内，与固体药品接触时，反应又立即发生（如图3c所示）。如此反复进行打开和关闭开关的操作，即可控制反应的随时发生和停止。

4.3 钠和乙醇反应

如图3所示，按4.1.1的操作，在瓶内装入适量无水乙醇，在注射器筒内装入适量金属钠后重新组装好装置。再按4.1.2的操作方法，即可进行钠和乙醇反应的实验，同样可以通过打开和关闭开关的操作，控制反应的发生和停止。

4.4 氨与氯化氢反应及分子运动实验

如图4所示，在注射器筒内装入一团浸有浓盐酸（或酚酞试液）的棉花团，在瓶内滴入几滴浓氨水，组装好装置后，很快就会看到瓶内和注射器筒内产生大量白烟，最终充满整个装置（或浸有酚酞试液的棉花团变红）。

4.5浓硫酸或氢氧化钠固体的吸水性

在注射器筒内放几粒比注射器出口稍大的蓝色硫酸铜晶体（避免掉入瓶内），在瓶内加入适量浓硫酸或氢氧化钠固体，静置观察，一段时间后，蓝色硫酸铜晶体表面就会形成一层白色粉末（如图4所示）。

5 装置特点

（1）材料易得，制作简单，易于推广。

（2）多功能。能够完成10多个初、高中化学实验。

（3）绿色环保。整个装置为一密闭系统，能够减少甚至避免环境污染。

（4）性能稳定，经久耐用。所用材料均为耐酸碱腐蚀、抗氧化材质，使用安全。

（5）启发性、教育性强。整套装置所用材料均为学生熟悉的生活废弃物或家居和实验室常备物品，经过简单的加工和组装而成，学生倍感亲切。让学生认识到，只要勤动手动脑，多观察思考，生活处处有课题，人人能创新。最大限度地激发学生的兴趣，培养学生的创新意识。

（6）由于在反应前已将注射器筒内的空气排尽，在筒内收集到的只有反应产生的气体，不含其他杂质，所制气体纯度高。

（7）装置的大小可以根据需要选择不同大小的透明塑料瓶和注射器进行设计。

参考文献：

[1]谢丹敏，夏小琴.基于绿色化化学实验装置的设计与应用[J].化学教学，2009，（4）：15～16.

[2]王玉芬.在注射器中进行铜和硝酸反应实验[J].化学教学，2013，（7）：41～42.

[3]谭文生.铜与浓、稀硝酸反应实验的绿色化设计[J].化学教学，2012，（11）：45～46

[4]王发应，李太锐，熊伦，黄啟荣.来自石膏像制作方法的启示[J].化学教学，2015，（9）：61～62.

[5]余韧.实验室制取乙炔实验改进[J].中小学实验与装备，2006，（4）：31.

多功能语言实验室建设与管理 篇7

1.教师控制台

这是多功能语言实验室的决策与控制中心, 集成了各种多媒体信息控制与处理媒体, 在多媒体计算机控制协调下传递教学信息。目前语言实验室设备功能从传统的模拟型发展到现在的数字化、网络化, 并继续向功能化、网络化发展。多功能语言实验室是通过数控信号来控制数字文本信号、数字声音信号, 实现语言教学功能的语言实验室。除具备传统模拟型的基本功能外, 还配有主机资料库, 可播放DVD、录像带、磁带、视频展台等音频和视频资料;有随堂测试功能。可进行即时考试、标准化考试、口语考试、听力考试、写作考试等;还有自主学习、语言聊天室、电话交流、固定节目选择播出等功能。根据传输技术的不同, 目前应用较多的语言实验室系统, 主要有两种:一是ATM网络技术数字网络语言实验室, 其特点是稳定性较好, 技术先进, 自主学习中可点播资料库中的所有资料;二是以太网网络协议数字网络语言实验室, 其特点是计算机网络功能强大, 学生在自主学习中除了可以使用音频点播外, 还可使用视频点播。

教师控制台是系统的核心, 应选一台配置齐全的计算机, 计算机要配备较好的外设, 如DVD光驱等。计算机的运行速度要快, 硬盘的容量要大 (至少360G) 、内存的容量也要大 (至少4G) , 机器性能要稳定, 兼容性要强, 能兼容各种不同版本的教学软件。在现阶段选购的计算机主频、硬盘、内存分别大于INTEL双核E2220以上, 360G、4G更好, 同时也应配置有硬盘保护卡, 显示器选用17寸纯平即可。音频、视频输入系统设备包括VCD、DVD和录音播放机等。

2.学生使用部分

由计算机、录放音设备、反应分析设备等组成。同传统语言实验室相比, 多功能语言实验室学生部分的设备添加了计算机网络设备, 其功能得到了增强, 表现在话音的保真度、信息采集的方法、反馈呈现方式等几个方面。

由于语音实验室的建设是直接为语言教学和教学改革服务的, 在语言实验室建设过程中, 我们认真地考虑了以下几点。

多功能语言实验室的功能及使用效率首先能够满足目前教学改革的实际需要。在语言实验室的建设过程中, 我们充分地考虑到以下几点因素, 第一, 课堂教学:具有广播教学 (含变速广播、异步播放广播) 、课堂学生认证、示范教学、分班教学、小组讨论、监听辅导、呼叫、对讲、插话讲解、同声传译功能。第二, 自主学习系统:具有自主点播 (含AOD点播) 、自我测试、自主录音等功能。第三, 考试系统:具有试卷制作、学生认证、专业化考试 (含听力考试、口语考试、AB卷考试) 、阅卷系统 (可进行横向和纵向阅卷对比) 、分析系统 (含单卷分析、成绩分析、答案分析、试卷分析) 功能。第四, 为了适应大学英语教学改革有关听说教学的要求, 除了满足课堂教学要求之外, 还要满足网络化考试尤其是数字化口语考试的要求:必须具有问答式、二人对话式、三人讨论式以及混合式考试方式;具备口语考试相关配套模块, 如出题、考试、阅卷、统计与查询等;满足大学英语四、六级口语考试和专业英语四、八级口语考试的要求。第五, 教师端、学生端都可以自如实现变速不变调播放, 要求变速范围±30%, 变速后在不变调的前提下, 保证语感自然。第六, 资源库管理:资源一定要有分级管理, 便于查找, 兼容性、扩展性好;资源分类:听力资料、听读资料、听力测试、阅读考试、电子书籍、音像资料、教案、休闲资料、学生录音、同声传译, 具有可升级性。第七, 学籍管理:具有计费管理、师生档案管理、学生学习情况管理、系统设置、网络故障自检。

学生端应选一台配置齐全的计算机, 计算机的运行速度要快, 硬盘的容量不用太大 (120G) 、内存的容量一般 (至少2G) , 机器性能要稳定, 兼容性要强。在现阶段选购的计算机主频、硬盘、内存分别大于INTEL双核E2220以上, 160G、2G, 同时也应配置有硬盘保护卡, 显示器选用17寸纯平即可。语言学习终端, 独立外置终端, 连接学生耳机。学生通过语言学习终端收听语音。终端有变速不变调功能, 学生可以实时录音录制教师机硬盘, 可随时通过终端播放。音频、视频输入系统设备包括VCD、DVD和录音播放机等。这些硬件的综合运用不仅能够转送语言信息, 而且能同步地传送文字、图像、音频视频等信息, 使之成为集“视、听、教、考、分析、统计、管理”于一体的多媒体教学和学习系统, 为语言教学提供了有效的硬件保障。

3.多功能语言实验室人员建设

作为多功能语言实验室的管理人员, 既要具备一定的电脑知识、又要熟悉计算机的维修和保养知识, 还应具有扎实的管理专业理论知识和电教理论知识, 熟练掌握多媒体技术;要熟悉语言教学环节, 能积极主动地与教师配合;根据教学需要选购好语言音像资料, 搞好资料建设。管理人员只有在掌握上述技能之后。才能搞好多媒体数字语言实验室的管理工作。

建立一支高素质的管理技术队伍, 是搞好外语听说教学和语音实验室管理工作的前提条件。对语言实验室人员要采取近期目标和长期规划相结合的办法, 有计划、有目标、分批分期地对管理人员进行培训, 为他们提供学习新知识、新技术的机会;另外在引进年轻的实验室人员时也应按照上述标准引进, 尽快建立一支思想素质高、技术能力强、爱岗敬业、求实奉献的稳定的技术队伍。

二、多功能语言实验室管理

多功能语言实验室是个高科技集中之地, 需要完善的科学管理。一般可分为对人员、对物 (设备和设施) 和教辅质量的管理。具体说来, 一是优化人员配置和明确职责分工;二是完善和制定有关的规章制度, 使工作规范到位;三是保障日常教学和教辅的良好运作;四是注意部门内外的沟通和协助, 防止推诿误事。要避免重大责任事故的发生, 减少日常事务中的混乱或失误。

1.优化人员配置和明确职责分工

最有效的领导方式是以人为本和以工作为重的领导方式高度结合, 才能达到最佳管理效果。因此, 实验室主任要转变管理观念, 在人员管理方面, 要加强对实验技术人员的管理和考核, 制订实验室每个人员的工作职责和工作目标, 用规章制度规范每个人的行为, 合理分工, 互相协调, 激活人力资源, 实行目标管理, 为实验教学服务。同时, 实验室主任要善于心理沟通, 建立良好的人际关系及和谐的工作氛围, 使人们乐于接受其“管理”, 自觉地努力工作, 充分发挥大家的主观能动性, 提高工作效率, 为教学服务。

2.完善和制定有关的规章制度

建立健全各种规章制度。制定科学的管理制度是实验室管理走向规范化、科学化的重要保证。要建立健全各种规章制度, 组织学习、落实各项规章制度, 并要按照规章制度的要求对照检查, 严厉查处各种违规行为, 使语音室真正成为提高学生素质和技能的重要场所。

3.保障日常教学和教辅的良好运作

加强设备管理。实验室的设备管理是一项技术性很强的工作, 工作人员必须熟悉实验室的各种设备及其功能和使用方法。这里包括两个方面:一是要加强设备的使用管理;二是要加强设备的维护管理。在使用管理方面, 实验室工作人员应对上课教师进行必要的培训, 使其熟练、准确地掌握使用方法;同时工作人员要跟踪服务, 及时排除故障, 保证课程的顺利完成。在设备维护管理上, 首先是学生用机和耳麦的维修, 其次是教师主机的软、硬件的维护和故障的排除, 再就是建立良好的网络管理, 从而防止病毒的破坏等。

4.注意部门内外的沟通和协调

做好实验室的设备档案管理。做好实验室技术资料的收集和整理可为设备维护和质量鉴定提供依据。归纳整理好本实验室仪器设备资料档案, 对管辖的仪器设备建立仪器设备分户账, 将设备卡片连同产品合格证、说明书、附件清单、保修卡等装入档案袋, 并做好仪器的使用维修、借用记录 (附借条) 等;对损坏的仪器, 及时写出书面申请报修, 特别是对于保修期内的设备一定不要拆密封签, 以免造成不能报修的尴尬局面;对工作不留任何后患, 统计准确的设备利用率、完好率、使用率。同时将设备的资料输入计算机, 实行微机管理。这有利于工作的高效运行, 提高实验室的管理水平。

建设合格的语言实验室仅有精良的装备不够, 还要有科学完善的管理方法和制度, 二者缺一不可。二者有机结合, 才能发挥实验室的作用。

摘要：多功能语言实验室管理应优化人员配置和明确职责分工, 完善和制定有关的规章制度, 保障日常教学和教辅的良好运作, 注意部门内外的沟通和协调。

关键词：多功能语言实验室,建设,管理

参考文献

[1]浏林德.改革实验室体制探索有效的管理之路[J].实验室研究与探索, 200, 120 (6) :106-108.

[2]李晓蓉.高校多媒体语言实验室使用现状及对策[J].中国教育技术装备, 2005 (12) .

[3]房贞政.实验室建设要有新理念[J].实验室研究与探索, 2005, 24 (5) :57-58.

多功能电子综合实验教具的研制 篇8

目前市场上单片机、FPGA、ARM和DSP实验箱种类很多, 其结构主要是将多个不同功能的单元电路组合成一个整体, 做在一块电路板上。这类实验箱优点是结构紧凑, 技术成熟、操作方便, 缺点是电路连接相对固定, 灵活性差, 整个电路板硬件结构复杂, 且原理图不完全对用户开放。这类实验箱适合做一些验证性的实验, 偏重于软件的设计与调试。实验时, 学生只要根据要求连接少量的插接线和短线帽, 调试与下载相应的程序即可完成相关实验内容, 不利于初学者了解硬件电路结构和自主设计、开发和创新能力的培养。同时由于单片机、FPGA、DSP和ARM芯片的种类多, 适用场合各不相同, 发展、更新速度又非常快, 而整体式实验箱的扩展性差, 不易升级, 更换核心芯片就要更新整个实验箱, 从而使教学成本大大增加。

在深入分析研究这类实验箱电路结构的基础上, 我院在建设省级电工电子实验教学示范中心时, 将开发研制模块化多功能电子综合实验教具立为重点研究课题。

一、设计思路

现代高新电子产品是软硬件的高度结合体, 系统的工作是由软硬件协同完成的, 其最低层的硬件系统一般是由一个或多个核心处理器件和外围输入输出接口电路构成。现在市场上软硬结合的实验箱正是实际高新电子产品的模拟和演示, 它是基于某个核心处理器, 再综合一些常用外围电路模块实现的。虽然单片机、EDA, ARM和DSP实验箱的核心处理器各不相同, 但其外围电路一般都是由开关电路 (如独立式按键、拔动开关、键盘等) 、显示电路 (如数码管、LED, LCD等) 、通信接口电路 (如RS232, RS485, USB, 以太网等) 、信号变换电路 (如A/D, D/A, V/F, F/V等) 、传感器电路 (如温度、光电等) 、控制对象电路 (如继电器、直流电机、步进电机等) 等单元电路构成。

我们将这些外围电路按功能相近分成多个模块, 设计制作成多个独立的单元电路板, 再设计制作单片机系统核心板、FPGA系统核心板、ARM系统核心板和DSP系统核心板, 并将这些电路模块的I/O口采用统一的接插线柱或双排针接口逐个引出。所有电路模块I/O口全部开放, 以便于学生自行选择定义, 所有电路模块的外形尺寸相同 (我们采用的是15CM*10CM) , 以便于模块的更换。

这套实验教具拟在搭建一个组合式、开放式的硬件平台, 使之成为学生进行电子系统设计的素材。它由多个独立的接口电路模块和不同的核心板模块组成, 各模块电路板间可通过接插线进行自由组合实现各种预定功能电路。学生在进行实验及课程设计时, 可根据需要有针对性地选择不同的电路板进行自由组合, 在类似搭积木的过程中, 理解常用电子单元电路的结构与设计方法, 直观地了解电子系统组成和工作过程, 从而掌握软硬件的设计与联合调试技术。

这套实验教具可完成单片机、EDA、ARM和DSP等课程的实验和课程设计, 也可以用作电子设计竞赛、毕业设计等。

二、主要单元电路模块

单元电路板分为核心电路板和外围电路板两类, 在进行电路板设计时, 尽量使单元电路板简洁、明了, 功能单一, 以便于学生对硬件电路的学习与理解。如在进行核心板的设计时, 为了使电路结构更加简单, 存储器的扩展采用双排针外插形式, 是否扩展、如何扩展存储器?扩展何种类型、何种容量的存储器?均由实验者自行选择与设计, 从而使初学者容易掌握核心板硬件电路结构与存储器的扩展方法。在PCB设计过程中, 应该遵循高频电路设计的基本原则。首先应注意电源的质量与分配, 其次要注意信号线和时钟线的分布。电路板上扩展口应将数据总线、地址总线和必需的I/O控制总线全部引出。

1. 核心单元电路板模块

(1) 51单片机核心板

51单片机核心板的外观和接口示意如图1所示, 其中电源电路由外部提供5V直流电源, 输出5V和3.3V电压;晶振电路中晶振采用插接式, 可更换不同频率的晶振;DIP40锁紧插座可接51系列单片机, 也可接仿真头;RS232接口电路主要用于配合51仿真头进行在线仿真调试, 也可用于单片机与PC机的串行通信;RC复位电路和看门狗电路可通过跳线接单片机的复位端;P0口可根据需要插接上拉电阻, EA端和PSEN端的电平可通过跳线设置;下载配置电路用来对具有ISP功能的单片机进行在线下载;36个I/O口全部通过插接孔引出, 用于与外围电路板进行连接;P0口、P2口、P3口以及电源线等再接到两个双排针扩展口, 该扩展口可插接存储器模块电路板等。

(2) FPGA核心板

FPGA电路板采用Alter公司Cyclone系列的EP1C3T144芯片, EP1C3T144芯片内有2910个LE逻辑单元, 13条M4KRAM和1个数字锁相环, 最大用户I/O口为104个, 144脚TQFP封装。该芯片适合初学者在较短时间内理解和掌握FPGA以及可编程片上系统 (SOPC) 的设计。

基于EP1C3T144的FPGA核心板的外观和接口示意如图2所示, 其中电源部分由外部电路提供5V电压, 通过两个电压转换芯片输出3.3V电压 (FPGA的I/O口电压) 和1.5V电压 (FPGA内核电压) , 并有电源指示和防接反保护;JATG接口主要于FPGA的在线调试下载配置, AS接口为主动串行配置接口, 串行配置器件为EPCS1;有源晶振为24MHZ, 加到芯片锁相环输入端;FPGA的I/O口采用接插孔和双排针接口两种方式引出, 所有I/O口均可灵活定义, 用来和外围电路相连。两个双排针扩展口, 主要用来插接存储器模块电路板, 一般在进行SOPC设计时使用;另外电路板还有全局复位按键和重配置按键等电路。

(3) DSP核心板

DSP电路板采用TI公司的TMS320VC5402芯片, 内有16KB的RAM和4KB的ROM, 144脚TQFP封装。该芯片是一种比较典型的DSP芯片, 结构也较简单, 通过学习此芯片的应用实验, 也就可以触类旁通地掌握其它DSP芯片了。

基于TMS320VC5402的DSP核心板的外观和接口示意如图3所示, 其中电源部分由外部电路提供5V电压, 通过两个电压转换芯片输出3.3V电压 (芯片的I/O口电压) 1.8V电压 (芯片的内核电压) ;JATG接口主要于系统的的在线下载调试;I/O口通过接插孔和双排针扩展接口引出, 通过接插孔可与外围电路进行灵活连接。通过双排针扩展接口, 可用来插接外扩存储器电路板模块, 另外电路板还有复位和时钟等电路。

(4) ARM核心板

ARM电路板采用PHILIPS公司的LPC2214芯片, LPC2214芯片是基于32位的ARM7TDMI-S的微控制器, 内有16KB的RAM和256KB的Flash, 带外部存储器接口, 144脚TQFP封装。单片应用时, 可使用的GPIO最多可达112个。外扩存储器时, 可使用的通过I/O口达76个。该芯片有四个32位的双向I/O口, 分别为P0口、P1口、P2口和P3口, 各口的引脚功能取决于引脚连接模块的功能选择。该芯片是性价比较高的32位微控制器, 通过此芯片的学习, 便于初学者理解和掌握基于ARM核的嵌入式系统设计。

基于LPC2214的ARM核心板的外观和接口示意如图4所示, 其中电源部分由外部电路提供5V电压, 通过两个电压转换芯片输出3.3V电压 (芯片的I/O口电压) 1.8V电压 (芯片的内核电压) , 并有电源指示和防接反保护;JATG接口主要于系统的在线下载调试;双向I/O口中的P0口、P1口通过接插孔引出, 可与外围电路进行灵活连接。P2口、P3口通过双排针扩展接口引出, 用来插接外扩存储器电路板模块。另外电路板还有复位和时钟等电路。

2. 外围单元电路板模块

(1) 开关类:8位独立式按键/8位拔动开关模块, 4*4阵列式键盘模块。

(2) 显示类:LED指示模块 (含8个高平驱动和8个低电平驱动电路) , 128*64的图形液晶显示模块, 8位动态数码管显示模块, 6位静态数码管显示模块 (自带BCD码译码器) , 16*16点阵LED模块。

(3) 通信接口类:RS232/RS485/USB模块、以太网/CAN总线模块、无线收发/蓝牙模块, MODEM模块, PS/2鼠标接口、PS/2键盘接口、VGA接口模块。

(4) 控制对象类:继电器模块 (含电磁继电器、固态继电器) 、直流电机/步进电机模块。

(5) 传感器类:温度传感器 (包含热敏电阻、AD590、I2C总线的LM75、单总线DS18B20四种温度传感器) 、指纹传感器 (FPS100) 、光电/超声波传感器等。

(6) 信号转换类:A/D转换模块 (包含串行和并行A/D) ;D/A转换模块 (包含串行和并行D/A) ;V/F转换、F/V转换、光电隔离模块。

(7) 其它:SRAM/FLASH扩展板模块、语音录放/峰鸣器模块、SD卡/CF卡读写模块、信号源模块、I2C总线的日历时钟模块等。

这套实验教具的单元电路原理图和所有I/O口资源全部对实验者开放, 模块电路板之间的I/O口通过接插线连接, 使用非常方便。如“基于FPGA器件实现的数字钟实验”用到了“开关电路板”, “FPGA核心板”和“动态数码管电路板”三个模块, 其连接如图5所示。

四、实验教具的优点

1. 各个模块的功能单一, 结构简单, 针对性强。

实验时, 学生可根据自己的需要, 选择部分模块进行组合, 不需要的模块搁置一旁, 使系统结构更加简明, 更加清晰。便于学生认识各模块硬件电路结构, 理解各模块电路的工作原理和系统电路的构成原理。

2. 各电路模块所有的I/O口全部开放, 可操作性好。

实验时, 大部分连线由学生自己连接完成, 学生可自行选择定义各I/O口功能, 自行设计电路, 自行连接线路。从而利于初学者深入理解硬件电路模块结构, 锻炼学生的设计与实际动手能力。

3. 各电路模块在连线方式及工作电压等方面相互兼容, 通用性好。

学生可以充分利用已有的电路模块, 进行自由组合, 也可选择两个以上核心板模块, 设计出更为复杂的电路系统。

4. 系统硬件升级方便, 扩展性强。

更换核心板模块就可以更新系统, 增加新的模块就可扩展新的功能。学生可以根据自己的设计去选择模块, 也可以自行设计制作部分模块和已有的模块进行合理组合, 构成新的系统。从而激发学生学习兴趣和创新意识, 提高学生的综合分析与解决实际问题的能力。

另外该实验教具可根据新开设实验的需求, 不断开发出新的模块, 既满足了实验教学要求, 又能紧跟电子新技术的发展, 同时也节约了实验经费, 提高了设备利用率。

五、结束语

这套组合式、模块化的实验教具涵盖了单片机、EDA、ARM和DSP的实验和课程设计的内容, 也能满足大学生课外创新的需求。实际使用时, 更换核心板模块就可完成不同课程的实验与课程设计, 外围电路模块在不同课程多次得到重复使用。从而使学生熟练地掌握了外围硬件电路结构和软件的实现思路, 极大地提高了学生的硬件实现能力和软硬件的联合调试能力。自投入使用以来, 取得了较好的教学效果。

摘要：文中提出了一种组合式、模块化的多功能电子综合实验教具的设计思路与实现方案。简述了单片机、FPGA、DSP和ARM核心单元电路板的设计方法以及外围主要单元电路板模块的组成。这套实验教具具有针对性、扩展性强, 操作性、通用性好的特点。

关键词：核心单元电路板,外围单元电路板,组合式,模块化

参考文献

[1]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006

[2]戴明桢.TMS320C54xDSP结构原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007

[3]张绮文.ARM嵌入式常用模块与综合系统设计[M].北京:电子工业出版社, 2007

[4]于永.51单片机C语言常用模块与综合系统设计[M].北京:电子工业出版社, 2007

[5]潘松, 黄继业.EDA技术与VHDL[M].北京:清华大学出版社, 2007

多功能布泊松比的实验研究 篇9

多功能布是一种由多层非传统织造的特殊布和其他聚酯类薄膜等材料组合而成的新型复合功能性材料,在航空、工程中有较特殊的用途,具有防震、缓和冲击、绝热等作用.泊松比是材料的一个基本力学参数,多功能布泊松比的测量是研究其力学行为进而使用该材料的必要一环.由于布的泊松比研究难以用传统的实验方法实现,只能使用特殊的模型和手段来完成.Sun等[1]通过提出一种力学模型,对由有可伸展纱织成的布的泊松比进行计算,得出了与实验很接近的该种布的泊松比,为0.380～0.533;张莉等[2]利用简单网格模型,分别测量出织物经向、纬向以及45°斜向的应力-应变曲线,通过公式求出织造布的泊松比为0.559.但由于多功能布是一种具有声阻抗低、变形大、多孔甚至各向异性等特殊物理特性的一种非传统织造布组成的复合材料,其泊松比的研究尤为困难.Bais-Singh[3]提出了一种可计算粘结纺织的非织造布泊松比的新理论;Narter等[4]拓展了三维各向异性的非织造布的理论,提出了一种预测非织造布力学参数的微观模型.然而,像多功能布复合材料的泊松比的实验研究尚未见报道.本研究结合多功能布的自身特性,选用经过改装的CCD方法,并结合通用的图像处理软件,测量并求出多功能布的泊松比.此研究对同类材料泊松比的测量具有一定的参考价值.

1 实验方法和装置

泊松比v是材料的一个基本力学参数,其定义为材料在特定方向(如Y轴方向)上受到拉伸时横向应变εx与纵向应变εy的比值的负值,即v=-εx/εy.绝大部分材料的泊松比为正值,约为1/3[5];材料泊松比的测量有多种方法,根据测量过程中所用的原理的不同,可以分为机械方法、声学方法和光学方法等[6].机械方法主要有应变片法、引伸计法、微压入法和环向引伸计法[7];声学方法主要包括布里渊散射(SBS)、表面声波(SAW)、声显微学(AM)以及共振脉冲法等;光学方法主要包括云纹干涉测量法[8]、影像云纹法[9]、数字全息干涉术[10]、光导热塑全息照相法、数字散斑面内相关法(DSCM)等,这些方法主要应用于光学平滑的试件.

多功能布主要构成材料为特殊布和塑料薄膜,其弹性模量较低(本次实验所测弹性模量为0.630 GPa)且表面粗糙,因此利用以上方法明显不合适.

根据以上分析可知,利用常规的测量方法无法较好地测量多功能布的泊松比.在此次研究中,我们将机械方法和光学方法相结合,采用改装的CCD方法进行多功能的泊松比的测量工作.实验装置主要有规格为RCL-30A(30kN)的微机控制电子万能实验机和800万像素的数码照相机,如图1所示.

实验主要有以下4个步骤:

(1)准备试件.试件均为长条形,总长度(包括两端夹具所夹的部分)为150 mm左右,宽度为30mm,事先在试件上划4条直线,如图2所示.

(2)在微机控制电子万能实验机的控制软件中输入初始设置数据,经进行正式实验前的多次实验,取其拉伸速度为2mm/min;相机像素设定为800万像素,每隔2 s拍照一次,每个试件拍照17张.

(3)根据实验机自动生成的拉力-位移曲线及相关数据对图片进行删减,确保所拍的图片在弹性段内,然后利用图形处理软件读出图片中的Ly,Lx,,值,如图2所示.

(4)根据式(1)计算出材料的泊松比.

2 实验结果及分析

多功能布由26层薄膜和涤纶网材料构成,其中铁磁基聚酯膜和镀铝聚酯膜各5层,布2层,涤纶网14层,具体尺寸见表1.为了更好地了解多功能布的力学性能以及更准确地测量多功能布的泊松比,本次实验除了对多功能布以及缝线多功能布进行单轴拉伸实验外,对铁磁基聚酯膜、镀铝聚酯膜和涤纶布分别进行了拉伸实验,并分别求出了其泊松比.

注:表中标距是指除去两端夹头外试件的有效长度.

2.1 镀铝聚酯膜泊松比实验结果及分析

镀铝聚酯膜是一种两面进行镀铝处理的条状聚酯薄膜,如图3所示.根据实验机所得的拉力-位移曲线,计算后所得的应力-应变曲线见图4所示.根据计算,可得其弹性模量为0.831 GPa(弹性模量的计算以曲线中前部分较直较稳定段为准,后面亦如此).

根据镀铝聚酯膜的应力-应变曲线,结合拍照间隔时间以及镀铝聚酯膜所拍的拉伸图片的实际情况,删去17张相片中的前3张,因为此时试件处于松弛状态;同时删去后3张,因为此时褶曲严重.而且,在实际图片处理过程中由于试件的应变小,所划线(图2中的直线)的直接变形更小,而像素有限,为减少误差,从剩下的11张中第1张开始,每间隔3张取1张,共取3张图片(分别编号为图片a,图片b,图片c),利用图形处理软件读取Ly,Lx,,(单位为像素)值,并利用式(1)进行计算求出镀铝聚酯膜的泊松比为0.36,具体结果见表2.

2.2 铁磁基聚酯膜泊松比实验结果及分析

铁磁基聚酯膜是一种两面各涂了一层铁磁物质的条状薄膜,其中一面光滑,另一面粗糙,如图5所示.根据实验机所得的拉力-位移曲线,计算后所得的应力-应变曲线见图6所示.图中出现跳跃部分主要是因为铁磁基聚酯膜中主体部分是由线垂直编织而成的,其中极少数线由于夹具的原因受力过大以至于断开,此时会突然增加应力,从而出现跳跃现象,图6中亦如此.根据计算,可得其弹性模量为0.659 GPa.

同上利用式(1)进行计算求出铁磁基聚酯膜的泊松比为0.357,具体结果见表3.

2.3 涤纶布的泊松比实验结果及分析

实验中的涤纶布是一种一面涂上深蓝色玻璃钢油漆的布,其中布的纤维之间夹角接近垂直,如图7所示.根据实验机所得的拉力-位移曲线,计算后所得的应力-应变曲线见图8所示.根据计算,可得其弹性模量为1.144 GPa.

同上利用式(1)进行计算求出涤纶布的泊松比为0.423,具体结果见表4.

2.4 多功能布泊松比实验结果及分析

多功能布是由26层独立的材料组成的复合材料,实验中对普通多功能布和缝线多功能布分别进行实验,结果分别如图9和图10所示.根据计算,可得其弹性模量为0.630 GPa.

同上利用式(1)进行计算求出多功能布的泊松比为0.465,具体结果见表5.

对于缝线多功能布,同上利用式(1)进行计算,求出多功能布的泊松比为0.480,具体结果见表6.

3 结论

在调研国内外泊松比测试方法的相关文献基础上,综合分析了现今已有的泊松比测试手段的原理及适用条件,结合多功能布的自身特性,提出了利用改装后的CCD技术对其泊松比进行测量的方法,经过单轴拉伸实验并对结果进行分析计算,得出了以下结论:

(1)多功能布及其组成材料——涤纶布、铁磁基聚酯膜和镀铝聚酯膜在单轴拉伸实验过程中呈现较明显的弹性行为,经计算得出:涤纶布、铁磁基聚酯膜、镀铝聚酯膜和多功能布的弹性模量分别为1.144 GPa,0.659 GPa,0.831 GPa和0.630 GPa.

(2)利用图形处理软件,对所得图片进行分析处理,计算出相关实验材料的泊松比:涤纶布为0.423,铁磁基聚酯膜为0.357,镀铝聚酯膜为0.360,多功能布为0.465,缝线多功能布为0.480.

(3)在泊松比计算结果表中可以看出,同一材料计算出的泊松比变化量较大,这主要是由于相机像素有限,导致读数精度不够,从而影响计算出的结果.事实上,这些在整体上不影响计算结果.但对于应变特别小或试件特别小的材料,相机的像素不够可能严重影响结果的正确性.

从实验过程及计算结果可知,该实验方法对于与实验中使用的材料类似的材料的泊松比的测试如非织造布行之有效.该测试方法为这类材料的泊松比测试提供了一种简单有效的实验分析和计算方法.

参考文献

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[9]彭先洪,郝松林.影像云纹法测量材料泊松比的实验研究.实验力学,1992,7(2):202-207(Peng Xianhong,Hao Songlin. Measurement of Poisson's ratio of nonmetal materials by shadow Moire method.Journal of Experimental Mechanics ,1992,7(2):202-207(in Chinese))

多功能实验室论文 篇10

气动电子教学实验平台采用机、电、气动一体化技术研制而成, 它综合了气动技术、电子技术和计算机技术的优点, 是以PLC作为主控单元的气动电子闭环控制系统。软件设计上采用PLC顺序控制设计法[1,2,3], 并且可以根据实验的不同要求对多个模块进行组合, 以实现多种不同的实验教学目的。

本研究研制以顺序控制器作为系统控制核心的多功能气动电子教学实验平台。

1 顺序控制系统的功能要求和组成

1.1 功能要求

为了使系统能按照事先规定的次序, 在各个输入信号的作用下, 根据内部状态和时间的顺序, 使生产过程中各个执行机构自动地、有秩序地进行操作, 必须对控制器提出下列基本功能要求[4,5]:

(1) 禁止 (约束) 功能:即动作次序是一定的、互相制约的, 不能随意变动。

(2) 记忆功能:即要记住过去的动作, 后面的动作由前面的动作情况而确定。

凡具有以上两种功能的控制就属于顺序控制。在顺序控制中, 处理和控制的信号主要是离散信号, 即使有个别模拟信号, 也是用模/数变换器件转换为二值化离散信号。另外, 它只是对信号进行定性的处理和控制。

在顺序控制中, 要处理好两个问题:①状态设计问题, 以不同状态参数决定不同的动作;②必须严格保证相互的约束或定时关系。

1.2 组成

一个典型的顺序控制系统可由5个部分组成。其框图如图1所示。

(1) 控制器:

这是系统的核心部分。它接收输入控制信号, 并对输入信号进行处理, 产生并完成各种控制动作的输出控制信号。其输出/输入的关系可表达为:

Zi=f (Xi, Yi) (1)

式中 Yi—系统的现时状态;Xi—系统的现时输入;Zi—现时输出, 它是现时输入和系统现时状态的函数。

输出编码器是实现函数的功能模块。系统下一个状态为:

Yi+1=g (Xi, Yi) (2)

即Yi+1也是Xi和Yi的函数。它用下一状态编码器实现。

系统的状态参数Yi由记忆单元存储其数据, 有了记忆单元, 使整个控制器发生了质的变化, 成为时序网络。

(2) 输入接口:

输入的现场信号常常不能直接加到控制器中, 例如按钮、行程开关的合和分必须转换成电平的高和低, 这一部分电路是输入接口电路。

(3) 输出接口:

和输入接口类似, 当控制器的输出控制信号电压 (或电流) 太小而不能直接驱动执行机构时, 需要使用输出接口电路。对于家具力学性能试验机, 各种被测家具均是顺序控制对象, 加载气缸是执行机构, 而控制器的输出控制电信号是高、低电平的信号。因此要通过一个接口 (电磁阀) 把电平放大转换为气动流量信号, 对加载气缸进行控制。加载模块与加载气缸结合在一起, 即可以实现对被测对象的加载控制。

(4) 检测部分:

在实际控制线路中, 为了使系统可靠工作, 控制器应及时了解输出接口、执行机构和控制对象的实际工作情况, 检测部分对这些部分进行检查和测量, 然后将测量信号送回控制器。试验机的执行部件—加载气缸上都装有多个行程开关, 以便检测加载块的到位情况并发出正确的执行命令。

(5) 显示与报警:

为了调整方便、运行时监视故障的发生以及向操作人员发出故障报警, 在实际系统中设有显示与报警功能。

2 气动电子闭环控制系统设计方法及其实现

2.1 控制系统实验原理

本气动系统以压缩空气作为动力源、压力为0.5 MPa左右, 其教学实验项目可以根据需要设定、组装, 其中有自动调节病床试验、软床垫耐久性试验、自动传输带试验、自动钻床试验、插销分送机构试验、垃圾集装压实试验和自动扬料输送试验等。下面以自动钻床实验为例来分析其工作原理、设计方法。

零件加工时, 由夹紧气缸将零件定位夹紧, 然后由自动进给气缸通过齿条机构实现钻头前进和后退。在攻丝前进时, 电机正转, 攻丝后退时, 电机反转。当加工孔较深时, 通过控制自动进给气缸多段进退将铁屑排出。动作由A、B两个气缸完成, A气缸实验夹紧, B气缸实现钻头进给。

工作程序为:按下启动按纽, 气缸A前进, 将工作夹紧, 然后B气缸带动钻头进给, 当钻头至行程开关b2时, B气缸退回至b1, 排除铁屑, 然后继续进给至b3, 再退回至b1, 排除铁屑, 最后进给至b4, 再退回至b0原位, 完成钻孔, A气缸退回, 松开工件。位置流程图如图2所示。

在试验过程中, 若需暂停, 只要不按复位键, 重新启动后, 在原计数值基础上继续计数, 在循环测试过程中, 由传感器读出装置到位情况并把信号返回给PLC, 以决定是否执行下一步动作实现闭环控制。实验系统如果采用全气动控制系统, 系统就相当复杂, 而由于应用PLC控制气动实验平台动作, 则使该机气动系统大为简化 (如图3所示) [6]。

2.2 可编程控制系统设计及其实现

本系统采用日本OMRON可编程控制器 (PLC) 。它具有标准化的硬件设计和软件设计, 输出直接驱动执行机构, 具有监视诊断功能完善、抗干扰能力强和应用灵活等优点, 可适应于恶劣的工业应用环境。PLC的输入/输出数可以扩展, 编程器用于编辑和修改程序, 过程控制器用于试验过程实时监视, 可随时修改参数, 构成试验过程的显示屏。系统通过循环扫描程序, 将数据读入暂存器, 接着PLC逐条执行用户程序, 直至最后一条结束语句。最后把暂存器的状态参数输出到输出模块, 执行有关的试验动作。

本系统中, 由PLC来实现顺序控制回路和条件信号回路, 而气动顺序模块可由PLC的程序模块来实现 (如图4所示) 。其中, Fn为步标志, In为位置信号, 当二者都满足后, 置An, 即PLC输出信号至电磁换向阀, 同时将前一步标志复位 (Zn) , 置下一步标志Fn+1, RESET为复位信号, 可在运行过程中, 使系统回到循环的第一步, 输出An为零, 然后按顺序动作, 依次如下执行:

PLC地址分配如表1所示。

程序步进模块设计如图5所示。

梯型图设计与实现如图6所示。

由于采用PLC控制, 系统的体积大为减少, 控制对象越多则成本越低, 而且可靠性大为提高, 同时可以很方便地改变系统的顺序动作。本系统用一台PLC控制多个实验平台, 效果良好。

3 结束语

本研究介绍了以PLC为主控单元的气动电子教学实验平台的设计及其实现, 简化了气动控制系统结构, 提高了可靠性, 具有开发柔性好、接线简单、硬件安装方便、抗干扰性强等特点, 而且该设计方法适用于其他各种类型的可编程序控制器, 实际应用表明, PLC气动控制系统具有理想的实用价值。

参考文献

[1]王恒升, 李丹峰.PLC的SFC程序设计方法[J].机电工程, 2000, 17 (1) :38-39.

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[3]葛耀峥, 王移龙.PLC控制系统在转椅力学性能试验机中的应用[J].液压气动与密封, 2000 (2) :34-35.

[4]江秀汉.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[5]朱善君, 翁樟.可编程序控制系统—原理应用维护[M].北京:清华大学出版社, 1997.

多功能实验室论文 篇11

【关键词】TQXDB-1A;继电保护;实验实训;改进

1.引言

实践教学在高职教育中的重要性众所周知，搞好实践教学是高职教育发展的关键，是高职教育改革的“核心”和“突破口”。它关系到学生的未来就业和职业生涯，直接影响高职教育的生存与发展。因此，各大高职院校在办学经费紧张的情况下，仍想尽办法来加强实践教学设备及环境的投入，很多高职学院的实践教学条件得到了极大的改善和提升。随着实践教学硬件条件的改善，如何充分发挥实验实训设备的功效及使用效率就成了当务之急。本文针对TQXDB-1A多功能继电保护实验培训系统（以下简称继电保护实验系统）在高职电力技术类专业继电保护等课程的实践教学应用进行研究，在分析总结实践应用方法及效果的基础之上，提出了部分改进设想，以期能开出更多的与工程实际结合紧密的训练项目，进一步提高设备的利用率，为学生职业岗位能力的训练提供更好的平台，为专业人才培养目标的实现奠定坚实的基础。

2.继电保护实验系统的构成及功能特点

2.1 基本构成

“TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统”采用实验台结构，实验台主要由TQWB-III多功能微机保护实验装置、常规保护继电器、成组保护接线图、信号源、控制回路模块、按钮开关、万能转换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件构成。

2.2 能完成的主要实验实训项目

该实验系统能完成的主要实验实训项目有常规继电器特性实验（8大类型）、常规继电器组合后的成组保护实验、10KV微机线路保护实验（具备三段式电流保护、电流电压联锁速断保护、反时限电流保护、低电压起动过电流、复合电压起动的过电流、自动重合闸、低压减载等功能）、具有事故灯光控制的断路器控制回路实验、闪光继电器构成的中央信号实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验等，基本能满足继电保护等电气二次部分课程的实践教学需求。

3.实践教学应用分析

3.1 实验实训项目的开展情况

TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统自2009年底投入使用以来，从实验室使用登记表的记录情况看，主要针对电力系统继电保护、电气二次回路等课程的实践教学开展了部分实验实训项目。其中，电力系统继电保护课程主要开展的实验实训项目有单个继电器的电气特性实验、常规两段式电流保护实验、方向性电流保护实验。电气二次回路课程主要开展的实验实训项目有事故灯光控制的断路器控制回路实验、具有防跳功能的断路器控制回路实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验、闪光继电器构成的中央信号实验。

3.2 实践教学中存在的问题

3.2.1 实验培训系统自身存在的不足

（1）实验培训系统生产厂家没有提供完备的设备技术说明书，不利于实验设备的维护;

（2）生产厂家提供的实验指导书中部分原理接线图有错误、部分项目的操作步骤不清楚（比如整个实验台有多个电源开关，其操作顺利及功能作用等没有介绍），不利于职业素养的养成及新教师的培训使用;

（3）电磁型电流继电器（或电压继电器）的2个线圈引出接线端子只有1对（被厂家设计为串联连接方式），不利于通过对继电器两个线圈进行串联或者并联的定值调整设计训练;

（4）电磁型时间继电器的延时时间参数测试没有配备测试仪表，无法准确测量;

（5）一次系统模型部分没有配备相应的测试仪表，无法监控一次系统电压、电流等电气参数;

（6）一次系统试验电源电压直接接三相交流380V电源，没有被三相调压器控制，因而无法控制一次系统模拟短路故障后的故障电流大小（设备安全保障性不够）。

3.2.2 实验实训项目的应用开发问题

由于设备生产厂家提供了较详细的实验指导书，所以多数任课教师直接利用指导书中的实验项目开展相应的实践教学。目前主要开展的是单个继电器的特性试验、利用特性实验信号电源进行单相两段式电流保护模拟试验，并没有模拟出线路故障后保护跳闸断电的真实效果，与工程实际脱节较严重，在校内举行的学生继电保护技能大赛中可以证明这一点。比赛中，多数同学对采用两相两继电器式电流保护接线方式完成电流III段保护的模拟实验要（工程实际中的应用状况）没有感觉，仍按照平时上课时训练的接线方式（单相式接线原理）去完成，其结果可想而知。显然，该实训设备的功能作用远未充分发挥，整体利用率并不高。

4.综合应用开发及改进设想

4.1 实验系统改进设想

针对常规继电保护实验中的一些不足，提出以下几点改进设想：

（1）实验系统中使用的三相交流电源先经过三相调压器后，再由三相调压器的输出端接入实验系统中，达到通过控制一次系统电源电压来限制输电线路模拟故障后短路电流大小的目的，以保障相应实验设备的使用安全和使用寿命。

（2）电磁型电流继电器（电压继电器）的两个工作线圈分别引出2对接线端子，以便学生充分理解两个线圈串联与并联后动作值的变化关系。

（3）特性信号实验电源部分的电流源输出因为调节旋钮损坏无法调节大小的问题，采用新增独立的电流源来代替原有电流调节方式，从而提高电流调节的可靠性。

（4）利用微机保护测试仪代替实验台的部分辅助仪器设备来完成如方向继电器等特性试验。

4.2 综合应用开发设想

基于本实验台的功能结构组成特点，结合电力系统继电保护、电气二次回路等课程的教学标准及目标要求，重新编制与工程现场操作步骤及标准要求更贴合的工学结合实训指导书，多开发、开设综合性更强的实训项目，减少单一的特性实验。举例如下：

（1）繼电保护课程设计：《35KV电网继电保护设计》。学生完成方案配置及相应的整定计算后，就可以利用本实验系统中的器件完成最后的保护装置设计并演示动作效果。

（2）各类基本的传统保护模式跳闸综合实验。从一次系统运行方式模拟、故障参数的计算、保护的原理接线、故障模拟等全过程对学生进行综合性训练。与真实工程现场的线路保护装置基本一致。特别是电流互感器及断路器跳闸控制回路方面真实感很强。

（3）微机线路保护的基本训练。主要是熟悉微机保护装置的参数设置、故障信息查询等综合应用方法，与传统保护的训练重点不一样，微机保护装置从实验接线来说更加简单。

参考文献

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[2]张亚妮.电力系统继电保护（第2版）[M].四川：西南交通大学出版社，2012.

基金项目：重庆水利电力职业技术学院2011年度校级教改项项目“高职院校发电厂及电力系统专业群实训基地构建研究与实践”（渝水职院教[2012]13号）阶段性成果。

高中生物功能实验室的配备和管理 篇12

实验室承担了初高中阶段的必修和选修实验以及校本课程、科技创新项目研究、开放日活动。新组建的分子生物实验室、生物洁净室和显微数码互动实验室，使学生在中学时代就能接触到生物学研究最前沿的内容，使学校生物科技教育与现代科技发展接轨，培养学生对生物科学的兴趣，并使其成为教师开设选修课、研究性学习和指导专题项目研究活动的基地。以下就针对几大功能实验室的配备和管理进行讨论。

一、分子生物实验室的配备

我校分子生物实验室于2010年年初建成使用，与生物洁净室相邻，便于实验操作及科学管理。实验室配备了先进的分子生物学仪器 (PCR扩增仪、全自动凝胶成像分析系统、紫外可见分光光度计、电泳仪、DNA杂交仪、离心机等) ，学生在中学阶段就能接触到生命科学研究中的先进实验仪器。学生在实验过程中，初步了解分子生物学研究手段和实验技术，更加理解必修课中关于分子生物学方面的知识点；初步掌握核酸操作的实验技术，包括凝胶电泳技术、PCR检测技术以及分子杂交技术。从微观结构的理解到宏观的研究手段，培养了学生的科学研究能力，提高了学生的科学探索兴趣，为将来的进一步学习打下良好的基础。

二、生物洁净室的配备

我校生物洁净室建于2009年，设有一个缓冲间、一个培养间、一个传递窗和一个操作间。操作间拥有一台世界领先的生物安全柜，一台国内知名企业生产的超净工作台和四台普通超净工作台。无菌操作与分子实验密不可分，因此生物洁净室与分子生物实验及探究实验室相邻，便于实验操作和科学管理。

生物洁净室可进行的实验内容包括植物组织培养实验、动物细胞培养实验、微生物分离纯化实验、细菌形态观察实验及相关的分子生物学实验。微生物实验可以训练学生掌握最基本的操作技能，了解微生物学的基本知识，加深理解课堂讲授的某些微生物学理论。同时，培养学生观察、思考、分析问题和解决问题的能力，实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风。

对于中学生来说，微生物实验的目的是要学生建立起“微生物无所不在”这一概念，微生物实验与其他实验的区别关键在于“无菌操作”概念。我们常常利用校本课程时间在生物洁净室和分子生物实验室来完成微生物实验教学。实验过程主要分为两部分，一是微生物学实验室常用器皿、仪器设备的准备工作；二是学生实验操作：倒平板、实验室环境和人体表面微生物的检查。

三、显微数码互动实验室的配备

Motic显微数码互动实验室拥有清晰的画面和丰富的交互模式。学生端和教师端均使用高清晰度的数码显微镜，通过USB2.0口与各自的电脑相连，使教师端和每一个学生端均成为相对独立的强大的图像处理单元。各单元之间通过专有的局域网实现互联，使用全新的分布式数码互动软件系统进行设备组织与课堂教学，实现了全面的图像数据共享和灵活的语音交流。

四、教学实验室档案和图书的管理

教学实验档案建立是非常重要的。它是实验室在教学、科研、管理、对外服务及社会交流活动中形成和获得的，真实记录了实验室的发展历史和教学改革过程及取得的成果与经验教训，对于实验室管理的规范化、系统化和科学化具有重要意义。实验室图书资料库的建立对功能实验室的使用与管理来说非常重要。为了适应创新实验教学的要求，我们购进了大量实验教学书籍，包括分子生物学、植物学、微生物学、细胞生物学、实验室科学管理方面的书籍，每本书都会贴上“广州市第六中学生物实验室藏书”标签，方便师生借阅。

为了提高实验室教学质量和科学管理水平，充分发挥档案和图书在实验室建设和实验教学中的作用，实验室制定了“实验教学档案管理”“创新实验档案管理”“证书、奖状管理”“发表论文期刊管理”“电子档案管理”“仪器设备档案管理”“图书资料管理”“图书资料借阅管理”等相关规定。

五、功能实验室的日常管理

生物实验室针对功能实验室的使用和仪器设备管理方面制定了各种规章制度，包括实验室开放制度，实验室规则，实验室安全卫生管理规则，准备室规则，实验室钥匙管理规定，教学仪器设备管理制度，仪器借用制度，实验室仪器设备损坏、丢失赔偿制度以及学校实验室设备安全工作计划。实验教师一方面要按照规章制度管理好实验室，做好实验室装备配置、财产登记和仪器维修、清点报废等管理工作；另一方面，根据教学需求准备实验用品，完成教学实验。实验教师以及全体师生都严格遵守实验规章制度，营造一个良好优美的实验环境。初高中生物功能实验室仪器使用率不高，我们在大小墙面上悬挂仪器使用操作规程图，保证师生安全正确使用仪器。

六、功能实验室的开放与管理

实验室装备建设是为教学需要而配备，新课程除要求学生掌握科学理论基础知识以外，更多的是要求教师引导学生利用已有的知识与经验，主动探索知识的发生和发展。实验室是学生探究知识的重要基地，我们要根据学生发展的需求，关注人类生活实际中的问题，引导学生选课题，向学生开放实验室，让他们体验科学研究的过程。实验室开放的实质是在“以学生为本”的教学理念指导下，通过不断挖掘和充分利用现有实验教学资源，实行实验室全方位开放，为学生个性发展和创新能力培养创造空间环境。