近年來,各級學校智慧校園建設的步伐急速加快,智能化應用的優(yōu)勢逐步被學校管理者與師生們發(fā)現(xiàn)。它們不僅為學校的教學和管理帶來諸多便捷,還為校園安全增添多重保障。?
其中,擁有更安全、更智能的智慧實驗室,已經成為新建?;蚺f校翻新功能室名單上的“標配”。? 智慧實驗室到底是什么樣子?? ??
相較于傳統(tǒng)實驗室,智慧實驗室在實驗教學管理、實驗監(jiān)控、實驗錄播、耗材器械管理等各方面都進行優(yōu)化,實驗設備更加自動、智能、便捷,可以完成的實驗方式也更加多樣。?
智慧實驗室的類型分為哪些?當普通理化室實驗室管理和使用模式已經不能滿足當代中小學校乃至高校的使用和需要,創(chuàng)新型開放式的實驗室應運而生,成為未來理化生實驗室的發(fā)展方向及創(chuàng)新型實驗室建設的新趨勢。? ??
理化生實驗室利用物聯(lián)網技術可將升降搖臂將傳統(tǒng)的光、電、氣、排水、通風等系統(tǒng)的地面輸送模式轉移到教室上空,不僅最大限度提升教室的空間利用率,還更為安全,防止實驗過程中因為電、氣、通風等問題引發(fā)的安全事故。?
探究實驗室簡單的說就是理化生實驗采用傳感器來完成,是一種融合傳感技術、光機電一體化技術及實驗室智能化軟件技術,共同完成對物理、化學、生物等學科的數(shù)字探究實驗室。?
比如傳統(tǒng)物理實驗的牛頓第三定律,傳統(tǒng)方式是采用兩個彈簧秤對拉看刻度基本相等,而數(shù)字化探究實驗采用兩個力傳感器對拉,通過兩根USB線將傳感器數(shù)據傳入電腦,然后同軟軟件可以以數(shù)字和曲線的形式顯示出力的大小變化曲線和數(shù)據是相等的和對稱的,并且可通過軟件進行曲線的擬合。? ??
探究實驗室是由學生自己設計實驗步驟,進行進行實驗得出結論。因而,探究實驗室所進行的實驗活動更能體現(xiàn)學生主體性,增加學生的參與度,既有利于學生基本知識技能的形成,又有利于培養(yǎng)學生的科學方法和精神。?
化學實驗室是利用三維仿真技術對實驗的環(huán)境、設備、材料等進行模型構建,并通過人機交互技術實現(xiàn)在虛擬場景中進行各種化學實驗操作,有效地解決了實驗安全隱患、材料耗損巨大的問題。? ??
當學生進入實驗教學模式后,系統(tǒng)就會通過語音和智能標簽來引導學生完成實驗基礎操作。另外,系統(tǒng)會以動畫的形式對實驗步驟進行一一講解,通過具體的畫面進行教學。? ??
在實驗操作的同時,LIMS系統(tǒng)會記錄學生的操作過程,如果學生操作有誤,系統(tǒng)還會以逼真的災害場景提示,并及時糾正錯誤的操作步驟。? ??
在考核模式下,系統(tǒng)會關閉提示功能,學生必須在規(guī)定的時間內完成實驗操作,以此來檢驗學生對實驗掌握的熟練程度。? ??
智能化實驗室管理系統(tǒng)還會按照科學的考核機制對實驗完成情況進行數(shù)據分析,學生出現(xiàn)操作錯誤或者未完成實驗的情況都會進行相應的扣分記錄,最后給出客觀的考核評分??忌诳己送戤呥€可以下載考試成績報告表,報告表會詳細記錄考生錯誤的步驟,便于學生后續(xù)調整學習重點。? ??
化學虛擬實驗室系統(tǒng)高度模擬真實場景,創(chuàng)造了一個逼真的實驗環(huán)境,讓學生和教師能夠高效地完成專業(yè)的教學內容。虛擬現(xiàn)實技術的高度沉浸感和自然人機交互性大大地提高學校的教學效果,讓學生學習化學實驗不再是紙上談兵。? ??
如何打造智慧實驗室??
實驗室信息化管理平臺打造智慧實驗室需要從以下幾個方面來構建:?
在有限空間里,把實驗室功能發(fā)揮到最大化;?
實驗室設備兼顧教學展示與實踐操作,滿足教師與學生的需求?;
實驗室應用的安全性和靈活度;?
高效管理實驗室以提升師生習慣和能力。
根據學校整理的實際需求和問題,對學校需求與服務商資質和方案做調研,選擇合理性、科學性、前瞻性最好的智能化實驗室管理應用解決方案。