¿Construcción de una plataforma de información de laboratorio de ingeniería de seguridad?
La docencia experimental en la carrera de ingeniería de seguridad se divide principalmente en dos partes: docencia teórica y docencia experimental. El actual modelo de enseñanza experimental tradicional está mayormente centrado en el docente, lo que resulta en una falta de autonomía de los estudiantes. El modelo de enseñanza experimental tradicional tiene tres inconvenientes: ① La mayoría de los experimentos son experimentos de verificación, que no favorecen el cultivo del pensamiento innovador de los estudiantes; ② Los problemas no se pueden transmitir a los maestros a tiempo, lo que resulta en una baja eficiencia del aprendizaje; el equipo es bajo. El Departamento de Seguridad de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing continúa mejorando su modelo de enseñanza en respuesta a las deficiencias de la enseñanza tradicional. La construcción actual de la plataforma de información del laboratorio de ingeniería de seguridad es un logro importante de la enseñanza experimental del departamento de seguridad. Esta plataforma supera los problemas de la enseñanza experimental tradicional. Los estudiantes pueden programar citas para experimentos de proyectos innovadores y comunicar problemas de aprendizaje en línea, lo que mejora el interés y la eficiencia del aprendizaje.
2. La connotación de la plataforma de información del laboratorio de ingeniería de seguridad
La plataforma de información del laboratorio de ingeniería de seguridad se refiere a la plataforma de información basada en la profesión de ingeniería de seguridad y bajo la guía de una gestión avanzada moderna. conceptos Es una plataforma que se basa en la tecnología e integra todos los elementos experimentales (personal experimental, equipo experimental y entorno experimental) para mejorar la utilización de los recursos experimentales y la eficiencia de la enseñanza y la investigación científica [1, 2]. En pocas palabras, la plataforma de información del laboratorio consiste en mover varios elementos relacionados a Internet y utilizar la conveniencia de Internet para mejorar el interés y la eficiencia del aprendizaje de los estudiantes, así como la eficiencia de la gestión del laboratorio. El núcleo de la informatización es el desarrollo, la gestión y la utilización eficaz de los recursos de información. La construcción de informatización y la gestión de redes de la enseñanza experimental no se pueden lograr mediante la simple construcción de infraestructura y la acumulación de productos técnicos [3, 4]. Por lo tanto, la construcción de información debe implementar tanto software como hardware, centrándose en la gestión y uso del hardware y en el desarrollo y utilización de los recursos de software. La construcción de la información debe orientarse a aplicaciones prácticas, así como la práctica es el único criterio para comprobar la verdad. Sólo mediante la aplicación continua podremos comprender los defectos existentes, hacer que la construcción de información sea el motor del desarrollo sostenible, promover la gestión estandarizada de la construcción de información y mantener actualizados los datos internos del sistema de manera oportuna.
3. Construcción de una plataforma de información de laboratorio
El centro de enseñanza experimental toma como núcleo la enseñanza experimental y integra la enseñanza experimental y la gestión del laboratorio. La informatización de la enseñanza experimental debe estar estrechamente relacionada con el proceso de enseñanza experimental y el proceso de gestión del laboratorio para formar un todo, de modo que la informatización pueda realizarse verdaderamente. La construcción de la plataforma de información del laboratorio de ingeniería de seguridad de nuestra escuela incluye tres aspectos: construcción de infraestructura de hardware, construcción de infraestructura de software y construcción de sistemas de gestión de laboratorio.
1. Infraestructura hardware. El sistema de hardware del laboratorio incluye dos partes: equipo experimental y sistema de comunicación en red. La dirección de ingeniería de seguridad de nuestra escuela es la seguridad minera, por lo que la mayoría de los experimentos están relacionados con las minas, como experimentos de seguridad hombre-máquina, experimentos de eliminación de polvo ciclónico, experimentos de dispersión de polvo, experimentos de rendimiento de ventiladores, experimentos de aumento de temperatura programados de combustión espontánea de carbón, Experimentos de determinación del punto de inflamación y del punto de ignición del carbón, experimentos sobre el metabolismo del dióxido de carbono humano en espacios de escape de minas, experimentos de explosión esférica de 20 litros, etc. El equipo de laboratorio incluye principalmente el probador de punto de inflamación y punto de incendio abierto SYP1001-2, generador de polvo, colector de polvo, ventilador, sistema de prueba de explosión esférica de 20 litros, etc. Esto sentó las bases para la construcción de una plataforma de información de laboratorio. El sistema de servicios de información pública de la escuela proporciona la base y las condiciones necesarias para la informatización: puede conectar las oficinas y laboratorios del centro a la red del campus; puede proporcionar servicios WWW, servicios de correo electrónico, servicios FTP y servicios de oficina basados en la red del campus; sistemas de automatización, sistemas de información educativa, sistemas de información de gestión de activos, etc. En el diseño del laboratorio se integra plenamente el concepto de diseño del campus digital. El diseño inferior basado en red del centro experimental realiza una banda ancha de red de 100 M al laboratorio y 100 M al dispositivo experimental. Un centro de alto voltaje está diseñado para controlar de forma remota el alto voltaje de cada laboratorio que puede administrar y monitorear. y responder preguntas para cada laboratorio.
2. Infraestructura informática. La construcción de infraestructura de software es principalmente la construcción de recursos de información, que se refiere a la recopilación de recursos didácticos y procesos y resultados experimentales de los estudiantes. En el proceso de construcción de la plataforma de información, para facilitar que los estudiantes encuentren recursos de información relevantes, inicialmente construimos un marco de construcción claro y clasificado.
Bajo este marco, se puede realizar la integración de contenidos didácticos, actividades docentes y diversos recursos, y se puede diseñar la interfaz para que estudiantes y profesores inicien sesión al mismo tiempo, que puede adaptarse completamente a la planificación de construcción de recursos de información de innovación abierta. enseñanza experimental y ejercer mejores funciones docentes. La construcción de la base del software se divide en dos módulos: recursos de red y recursos de construcción de laboratorio. Los recursos de la red incluyen cuatro partes: subsistema integral de intercambio de información, subsistema de material didáctico experimental, subsistema de expansión del conocimiento experimental y subsistema de software experimental. Los recursos de construcción del laboratorio incluyen el subsistema de base de datos de instrumentos y el subsistema de interacción profesor-alumno.
Los principales contenidos del subsistema de información integral del laboratorio incluyen historial de desarrollo del laboratorio, escala del laboratorio, proyectos experimentales que el laboratorio puede acometer, personal docente, modelo de gestión y características constructivas, etc. El subsistema de material didáctico experimental diseña material didáctico experimental basado en el propósito experimental, el principio experimental, la introducción de instrumentos, la evaluación de resultados de datos, la retroalimentación y el resumen experimental, la demostración multimedia experimental, etc., y proporciona materiales útiles para que los estudiantes puedan obtener una vista previa con anticipación. Anécdotas, fenómenos cotidianos, aplicaciones de la ingeniería y otros subsistemas experimentales de ampliación del conocimiento. El subsistema de base de datos del instrumento incluye la introducción del instrumento y el equipo, el historial de operación, el entorno de operación, posibles fallas y soluciones, y la información de servicio; el subsistema de interacción maestro-estudiante permite a los estudiantes dejar mensajes directamente sobre dudas durante el experimento. estar configurado en Abierto; el subsistema de software experimental se refiere al software de uso común como FLUENT, ACCESS, CAD, FLAC, etc. Para configurar los permisos de algún software específico, solo puede usarlo iniciando sesión en este sistema.
3. Sistema de gestión del laboratorio. El sistema de gestión de laboratorio de la plataforma de información de ingeniería de seguridad de nuestra escuela incluye tres sistemas: sistema de autenticación de tarjetas de crédito, sistema de experimentos innovadores y sistema de evaluación.
(1) Sistema de autenticación de tarjetas de crédito. El vínculo entre el sistema de autenticación de tarjetas de crédito y el sistema de gestión abierto para la selección de cursos en línea de los estudiantes permite funciones de gestión integradas como reserva remota, control y asignación de autoridad, control de autoridad y registros de experimentos. Los estudiantes reservan el contenido y el tiempo experimental, van al centro experimental para pasar su tarjeta del campus para autenticar su identidad y abren el sistema de control de acceso al laboratorio para ingresar al laboratorio. Dado que el experimento se completa dentro de un tiempo programado, se puede evitar la situación en la que el equipo experimental esté ocupado y el experimento no se pueda llevar a cabo. Al mismo tiempo, los profesores pueden comprobar la asistencia de los alumnos deslizando sus tarjetas y recordar a los alumnos que no han pedido permiso o no han asistido a clase a través de la plataforma. Cuando los estudiantes deslizan sus tarjetas, el sistema de deslizamiento mostrará información como el nombre del experimento, instructor, experimentador, tiempo experimental, número de plataforma experimental, etc., y luego transmitirá la información al sistema de gestión principal, que enciende la energía. del lugar experimental. Durante el experimento, los datos y fenómenos experimentales deben registrarse en la computadora de manera oportuna. Los estudiantes pueden comunicarse con maestros, compañeros y plataformas de información cuando encuentren problemas. Después del experimento, pase su tarjeta para salir, la energía se cortará automáticamente y el registro del experimento se generará en línea.
(2) Sistema experimental innovador. El sistema de experimentos innovadores está diseñado principalmente para ideas innovadoras de los estudiantes, experimentos independientes o experimentos requeridos por proyectos de fondos naturales. Bajo este sistema, los estudiantes deben presentar una solicitud de experimento con anticipación, indicando el nombre, propósito, proceso, responsable, instrumento, posibles fenómenos experimentales y peligros del experimento a realizar. Una vez que la plataforma recibe la solicitud, es necesario revisarla. ¿Puede el laboratorio realizar experimentos y evaluar el valor de los experimentos? Finalmente se dan opiniones de revisión, y el tiempo de revisión y aprobación no supera una semana. Si se aprueba, los estudiantes pueden realizar experimentos de acuerdo con los procedimientos experimentales habituales, pero deben cumplir estrictamente las reglas y regulaciones del laboratorio durante el experimento. Después del experimento, se establecerá la base de datos del equipo experimental en cooperación con el profesor. Si no se aprueba la aprobación, la plataforma debe dar razones específicas, explorar formas de mejorar e intentar ayudar a los estudiantes a realizar ideas innovadoras. Hasta ahora, los experimentos innovadores realizados con éxito por la plataforma de información incluyen la simulación numérica de las reglas de formación y evolución del sistema del ciclo de combustión espontánea del carbón flotante, la simulación numérica del efecto de control del acoplamiento de tres estados en el sistema de circulación, experimentos sobre el rendimiento de prevención y extinción de incendios de materiales sólidos de hielo seco, y experimentos de prevención y extinción de incendios en materiales sólidos de bicarbonato de sodio, experimentos de optimización de la relación agua-suelo en lodo amarillo, experimentos de optimización del rendimiento de materiales de tres estados, etc. Proyecto de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales “Investigación sobre el Mecanismo de Producción de Gas del Carbón Esterificado Disuelto”.
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