中国现代教育装备
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 实验室建设  
基于RFID的实验室电子指导系统设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2019-4-18 13:50:23
  [导读]针对实验室开放亟须解决的实验指导问题,利用射频识别(RFID)技术设计一款电子指导系统,该系统集成了射频识别、嵌入式系统以及信号处理等多种信息技术,主要由主控制模块、无线射频识别模块、语音模块、文本模块等组成。提供了系统方案和使用流程,并重点介绍了各主要模块的实现过程。电子指导系统以文字和音频两种形式为使用者提供现场实验指导,在减少教师工作量的同时,学生也具有更大的自主选择权。

  实验不仅能加深学生对理论知识的理解,还是培养学生动手能力和创新意识的重要环节。传统课程实验的设置通常分为验证性实验、设计性实验和综合性实验。验证性实验的教学分为以下几个阶段:教师讲解和演示,学生操作,完成实验报告。设计性实验和综合性实验是学生自行设计实验方案,在规定的学时内完成实验内容。传统实验模式具有以下缺陷:实验内容是教师提前规定的,制约了学生自主能力;学时有限,规定实验常常做不完,更没有时间完成自选实验;遇到问题直接向教师求助,制约了学生的独立探究能力等。

  开放实验室和开放实验项目是克服传统实验模式缺陷、启迪学生独立思考能力和探索精神的重要手段。实验室开放一方面使得学生可以自主选择实验的时间、内容和时长,另一方面也对指导教师提出了更高的要求。为了解决二者间的矛盾,设计一种实验室专用的电子指导系统势在必行。

  对电子指导(E-coaching)的研究始于20世纪末的美国,电子指导被认为是面授指导的补充[1],其核心技术手段一般是e-mail、社交网络空间和聊天室等远程文字信息技术[2]。戈德史密斯认为未来学习中电子指导将占据重要地位,他指出,利用电子指导可以在任何时候、从任何渠道获取所需要的知识[3]。随着信息技术的发展,电子指导中的技术手段也愈来愈丰富,本文提出一种综合射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)和音频技术的实验室专用的电子指导系统。

  1 系统总体设计

  2 系统实现

  3 结语

  实验室开放是培养学生动手能力和创新意识的重要手段,电子指导技术在一定程度上解决了开放实验室中的实验指导问题。相对于以e-mail或即时通讯等技术为基础的电子指导,基于RFID的电子指导系统具有更好的实时性、独立性和自主性。并且,由于系统同时提供文字和音频两种形式的指导,更加人性化;利用控制键随时播放、结束或跳转不同的指导信息,更具有灵活性和便捷性。

  参考文献

  [1] O'Neill, D. K., Wagner, R., & Gomez, L. M. On-line Mentors: Experimenting in Science Class[J]. Educational Leadership, 1996,54 (3):39-42.

  [2] Ensher, E. A., Heun, C., & Blanchard, A. On-line Mentoring and Computer-Mediated Communication: New Directions in Research[J]. Journal of Vocational Behavior, 2013,63(2):264 -288.

  [3] ROSSERT A, HUFFMAN R. Informal Learning[A]. In R. A. Reiser, J V. Dempsey(Ed). Trends and Issues in Instruction Technology (2nd Edition). Upper Saddle River N J Pearson Education, inc. 2017.

  [4] 刘文红.开放式实验室预约管理系统的开发[D].石家庄:河北科技大学,2014.

  [5] 黄蕾.实验室教学管理系统设计与实现[D].哈尔滨:黑龙江大学,2013.

  [6] 李凌峰.实验室管理系统中RFID技术的应用与研究[D].大连:大连理工大学,2013.

付丽琴1 杨晓光2 1北京经济管理职业学院 2中国电子科学研究院


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