二、特 点
1、综合性强 综合了目前国内各类学校电类基础课程的全部实验项目。
2、适应性强 实验的深度与广度可根据需要作灵活调整,普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。
3、整套性强 从仪器仪表、专用电源到实验连接专用导线等均配套齐全,仪器仪表的性能、精度、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
4、一致性强 实验器件选择合理、配套完整,使多组实验结果有良好的同一性,便于教师组织和指导实验教学。
5、直观性强 本装置采用整体与挂件相结合的结构形式,电源配置、仪表一目了然,各实验挂件任务明确,操作、维护简便。
三、功 能
1、本装置可提供实验所需的交流电源、低压直流电源、可调恒流源、交直流测量仪表(电压、电流、功率因数)、各实验挂箱等。
2、能完成“电工基础”、“电工学”中的叠加、戴维南、双口网络、谐振、选频及一、二阶电路等实验。
3、能完成“电路分析”、“电工学”中的单相、三相、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。
四、技术性能
1、输入电源:三相四线(或三相五线)380V±10% 50Hz
2、工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m
3、外形尺寸:1600×700×1630mm
4、装置容量:<1.5KVA
五、装置的配备
本实验平台应由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂箱及三相鼠笼电机等组成。
(一)电源仪器控制屏:
控制屏应为铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板。它为实验提供交流电源、直流电源、恒流源、受控源、数控信号源及各种测试仪表等。具体功能如下:
1、主控功能板:
(1)三相0~450V及单相0~250V连续可调交流电源。配备一台单相自耦调压器,规格为1.5kVA/0~450V,可调交流电源输出处设有过流保护技术,相间、线间过电流及直接短路均能自动保护,配有三只指针式交流电压表,通过切换开关可分别指示三相电网电压和单相调压输出电压。
(2) 应提供两路低压稳压直流0.0~30V/1A连续可调电源,配有数字式电压表指示输出电压,电压稳定度≤0.3%,电流稳定度≤0.3%,设有短路软截止保护和自动恢复功能。
(3) 应提供一路0~200mA连续可调恒流源,分2mA、20mA、200mA三档,从0mA起调,调节精度1‰,负载稳定度≤5×10-4 ,额定变化率≤5×10-4 ,配有数字式直流毫安表指示输出电流,具有输出开路、短路保护功能。
(4) 应设有实验台照明用的220V、30W的日光灯一盏,还设有实验用220V、30W的日光灯灯管一支,将灯管灯丝的四个头引出,供实验用。
(5) 定时器兼报警记录仪(服务管理器),平时作为时钟使用,具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能;还可以自动记录漏电告警、过流告警及仪表超量程告警总次数。
(6) 应设有交流数字电压表一只,测量范围0~500V,量程自动判断、自动切换,精度≥0.5级,三位半数显。
2、函数信号发生器(带频率计):
(1) 频率范围:0.2Hz~2MHz,分七档
(2) 输出波形:正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波、50Hz正弦波(3) 占空比调节:20%~80%
(4) 扫频速率:10ms~5s。
(6) 输出保护:短路保护,抗输入电压±35V(1分钟)
(5) 输出电压幅度:20VP-P(负载1MΩ)、10VP-P(负载50Ω),带输出衰减
(7) 频率计:六位LED显示,外测频范围:0~50MHz,外测频灵敏度:100mV
(8) 输出幅度指示:三位LED数码管显示
(9) 具有≥10M功率输出。
特点:所有端口具有短路保护和抗输入电压保护功能、具有频率和输出幅度双显示功能(LED)、 具有功率输出,方便实验教学、内置线性/对数扫频功能和外接调频功能
智能功率、功率因数表 1只:
液晶显示,该模块由单片机,高速高精度A/D转换芯片和全数显电路构成,通过键控、数显窗口实现人机交互。被测电压、电流瞬时值的取样信号要求经A/D变换后采用专用单片机计算有功功率和无功功率。单相功率精度为0.5级,电压范围为0~500V,电流测量范围为0~5A,可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等.接显示总功率,通讯接口:RS485通讯。
3、仪表、受控源功能板
(1)、直流数字电压表:微处理器制作;0.5级精度;测量范围:0-300V。
(2)、直流数字毫安表:微处理器制作;0.5级精度;测量范围:0-500mA。
(3)、直流数字电流表:微处理器制作;0.5级精度;测量范围:0-5A。
(4)、交流数字电压表:最新专业MCU制作;精度0.5级,测量范围:0-450V。
(5)、交流数字电流表:最新专业MCU制作;精度0.5级,测量范围:0-5A。
(6) 受控源CCVS、VCCS两路,打开电源开关,CCVS、VCCS两路受控源即可工作,通过适当的连接,即可获得VCVS、CCCS受控源的功能。此外,还设有±12V两路直流稳压电源,并有发光管指示。
(二)实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固,形状似长方体封闭式结构,造形美观大方;设有两个大抽屉、柜门,分别用于放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。
(三)实验组件挂箱
1、电路基础实验箱(一)
提供基尔霍夫定律(可设置三个典型故障点)、叠加原理(可设置三个典型故障点)、戴维南定理、诺顿定理、二端口网络、互易定理、R、L、C串联谐振电路(L用空心电感)、R、C串并联选频电路及一阶、二阶动态电路等实验。各实验器件齐全,实验单元隔离分明,实验线路完整清晰,验证性实验与设计性实验相结合。
2、交流电路实验挂箱
提供单相、三相负载电路、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。负载为三个完全独立的灯组,可连接成Y或△两种三相负载线路,每个灯组均设有三个并联的白炽灯罗口灯座(每组设有三个开关控制三个负载并联支路的通断),可插60W以下的白炽灯九只,各灯组设有电流插座;日光灯实验器件有30W整流器、电容器(1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V)、启辉器及短接按钮;铁芯变压器一只(50VA、36V/220V),原、副边均设有保险丝及电流插座;互感线圈一组,可调节两个线圈间的距离,并可将小线圈放到大线圈内,配有大、小铁棒各一根及非导磁铝棒一根;电度表一只,规格为220V、3/6A,实验时临时挂上,其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上,实验方便;220/8.2V(0.5A)/8.2V(0.5A)变压器一只,可进行变压器原、副绕组同名端判断,变压器副边双绕组同名端判断及变压器应用等实验。
3、元件箱
设有三组高压电容(每组1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高压电容各一只),用以改变功率因数实验;提供实验所需的各种元件,如电阻、二极管、发光管、稳压管、电位器及12V灯泡等,还提供十进制可调电阻箱,阻值为0~99999.9Ω/2W。
4、受控源箱
受控源CCVS、VCCS两路,打开电源开关,CCVS、VCCS两路受控源即可工作,通过适当的连接,即可获得VCVS、CCCS受控源的功能。此外,还设有±12V两路直流稳压电源,并有发光管指示。
5、继电接触控制
应提供交流接触器(线圈电压220V)三只,热继电器一只,电子式时间继电器(通电延时,工作电压220V)一只,变压器(220V/26V/6.3V)、整流电路、能耗制动电阻(10Ω/25W)各一组,带灯按钮(黄、绿、红各一只)三只。面板上画有器件的外形,并将各器件的工作端子引到面板上,供实训接线用,器件的工作状态均有发光二极管指示。面板上设有摇臂结构,可看到具体的器件,并可对需要调节的器件进行调节。
6、三相鼠笼电机(△380V)
电机的三个绕组均已引出,接线方便。
7、实验连接线
根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触安全可靠;弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线,两种导线都只能配合相应内孔的插座,不能混插,大大提高了实验的安全及合理性。
六、装置的主要优点及安全保护体系
1、三相四线制(或三相五线制)电源输入,总电源由三相钥匙开关控制,设有三相带灯熔断器作为断相指示。
2、控制屏电源由接触器通过起、停按钮进行控制。
3、三相交流电源0~450V连续可调,单相交流电源0~250V连续可调,设有三相同轴联动自耦调压器(1.5KVA)一台,可更好地满足教学实验要求。
4、屏上装有电压型漏电保护装置,控制屏内或强电输出若有漏电现象,即告警并切断总电源,确保实验进程安全。
5、屏上装有一套电流型漏电保护器,控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。
6、各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。
7、实验连接线及插座采用不同的结构,使用安全、可靠、防触电。
七、学生凳:
凳面注塑成型,颜色为灰白色;升降结构为螺杆升降;中管选用直径50mm,壁厚1.2mm圆管;装饰套为ABS注塑成型。涂层:镀铬
八、电工接线工具:
常用的数字式万用表、剥线钳、尖嘴钳、斜口钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀、剪刀、电烙铁、烙铁架等工具
九、基本实验项目
电工实验:
1、基本电工仪表的使用与测量误差的计算
2、减小仪表测量误差的方法
3、仪表(电压表、电流表)量程扩展实验
4、线性与非线性电路元件伏安特性的测绘
5、电位、电压的测定及电路电位图的绘制
6、基尔霍夫定律验证及其故障判断
7、叠加原理验证及其故障判断
8、电压源与电流源的等效变换
9、戴维南定理验证
10、诺顿定理验证
11、最大功率传输条件测定
12、二端口网络实验
13、互易定理实验
14、受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS、的实验研究
15、典型电信号的观察与测量
16、RC一阶电路的响应测试
17、二阶动态电路响应的研究
18、R、L、C元件阻抗特性的测定
19、RC串、并联选频网络特性测试
20、R、L、C串联谐振电路的研究
21、RC双T选频网络
22、电路状态轨迹的观测
23、R、L、C元件特性及交流电参数测定—判断性实验
24、用三表法测量交流电路等效参数
25、正弦稳态交流电路相量的研究
26、互感实验
27、电流互感器实验
28、单相铁心变压器特性的测试
29、变压器同名端判断及其应用
30、三相交流电路电压电流的测量
31、三相电路功率的测量
32、单相电度表的校验
33、功率因数及相序的测量
34、负阻抗变换器及其应用
35、回转器及其应用
电力拖动实训项目
1、电动机点动和自锁控制线路
2、电动机的正反转控制线路
3、电动机Y-Δ降压起动控制线路
4、电动机能耗制动控制
5、电动机起动顺序控制……
十、仿真实验软件:
一、电工电子技术基础与技能
序号 |
产品名称 |
建设内容及功能列表 |
1 |
认识实训室和安全用电 |
教学内容: (三维虚拟模型动画仿真展示) 任务1 认识实训设备 任务2 安全用电 2.1、电流对人体的伤害 2.1.1.触电伤害的种类 2.1.1.1.电击 2.1.1.2电伤 2.2常见触电方式 2.2.1. 单相触电 2.2.2. 两相触电 2.2.3. 跨步电压触电 2.2.4. 接触电压触电 2.2.5.家庭场景 2.2.6.工厂场景 2.3、防止触电的措施 2.3.1.保护接地 2.3.2.保护接零 2.4、触电急救 2.4.1.帮助触电者迅速脱离电源的方法 2.4.2、现场急救 2.4.2.1.胸外挤压法 2.4.2.2.口对口人工呼吸法 |
2 |
直流电路的认识与测试 |
任务1 认识电路 任务2 认识并测试电路的基本物理量 任务3 认识并测试电阻 3.1技能训练:万用表的使用 任务4 探究欧姆定律 任务5 认识电阻的串、并联电路 5.1.如何实现一个开关同时控制两个灯泡 5.2技能训练:导线的链接 任务6 认识基尔霍夫定律 |
3 |
认识电容器 |
任务1 电容的基本知识 1.1、电容器 1.2、电容 1.3、平行版电容器 1.4、电容器的分类 1.4.1.固定电容器 1.4.1.1电力电容 1.4.1.2纸介质电容 1.4.1.3涤纶电容 1.4.1.4陶瓷电容 、 1.4.1.5电解电容 1.4.2.可变电容器 1.4.2.1.可变电容 1.5、电容器的主要参数 1.6、电解电容极性判别与质量检测 任务2 认识电容器的充放电过程 2.1、电容器的充电 2.2、电容器的放电 |
4 |
单相正弦交流电路的认识与测试 |
任务1 正弦交流电路的基本物理量 任务2 单一元件的正弦交流电路 任务3 串联电路的测试分析 任务实施 一、演示纯电阻、纯电容、纯电感性质及两端电压与电流的关系 4.1验证电阻的性质 4.2验证电容的性质 4.3验证电容电路两端电压与电流相位关系 4.4验证电感的性质 4.5验证电感电路两端电压与电流相位关系 技能训练:常用电工工具的使用 4.6验电笔的训练使用 4.7电工刀的正确使用方法 4.8钢丝钳的正确使用方法 4.9剥线钳的正确使用方法 技能训练:照明电路的安装与测试 4.10日光灯的组成 4.11日光灯的工作原理 4.12白炽灯的结构和工作原理 |
5 |
三相正弦交流电路的认识与测试 |
任务1 认识三相交流电源 1.1三相交流电源的产生 1.2三相电源的产生及线电压和相电压区别 任务2 认识三相负载的连接 2.1三相负载的星形连接 |
6 |
电动机的认识与测试 |
任务1 认识磁场 1.1验证磁场的存在 任务2 认识磁场对电流的作用 2.1.磁场对通电线圈的作用动画制作 任务3 认识电磁感应现象 任务4 认识交流电动机 4.1、电机的分类 4.1.1、交流电机 4.1.2、直流电机 4.2、三相异步电动机的结构和工作原理 4.2.1.三相异步电机结构 4.2.2.三相异步电机工作原理 |
7 |
电动机的基本控制电路的安装与调试 |
任务1 认识并测试常用低压电器 1.1.认识闸刀开关 1.1.1闸刀开关爆炸效果展示 1.1.2闸刀开关工作原理展示 1.2.认识组合开关 1.2.1组合开关爆炸效果展示 1.3.认识自动空气开关开关 1.3.1自动空气开关爆炸效果展示 1.3.1自动空气开关爆炸效果展示 1.4.认识熔断器 1.4.1熔断器爆炸效果展示 1.4.2熔断器工作原理 1.5.认识交流接触器 1.5.1交流接触器爆炸效果展示 1.5.2交流接触器工作原理 1.6.认识按钮 1.6.1按钮爆炸效果展示 1.6.2按钮工作原理 1.7.认识热继电器 1.7.1热继电器爆炸效果展示 1.7.2热继电器工作原理 任务2 安装与调试三相异步电动机点动控制电路 2.1.三相异步电动机点动正传控制电路 2.2.三相异步电动机点动正传控制电路的故障检修 2.2.1.故障检修的方法 2.2.2故障检修举例 2.2.3.故障检修练习 1.故障点:FU2熔芯开路 2.故障点:1号线开路 任务3 安装与调试三相异步电动机连续运行控制电路 1.三相异步电动机接触器自锁正转控制原理图 2.三相异步电动机接触器自锁正转控制电路的故障检修 1.故障检修举例 2.故障检修练习 1.练习1 2.练习2 |
8 |
认识与使用常用电子仪器 |
认识电子实训室及安全操作 任务1 认识电子实训室及安全操作 任务2 认识和使用常用电子仪器 1.直流稳压电源的使用 1.1.两组电源独立使用 1.2.串联使用 1.3.直流稳压电源的使用 2.交流毫伏表的使用 3.函数信号发生器的使用 4.示波器的使用 |
9 |
焊接工艺 |
任务1 认识焊接材料与组装工具 一、焊接材料 1.焊锡丝 2.松香 二、常用工具 通用工具 1.紧固工具 1.1螺钉旋具 1.2扳手 2.钳口工具 1.尖嘴钳 2.钢丝钳 3.镊子 3.剪刀工具 1.斜口钳 2.剪刀 专用工具 1.剥线钳 2.压接钳 3.无感起子 常用的焊接工具 1.电烙铁 1.1外热式电烙铁 2.吸锡器 3.烙铁架 电子产品生产专用设备 1.热风枪 2.波峰焊机 3.插件机 任务2 焊接万用电路板 1.五步焊接法 |
10 |
简单直流电源电路的制作与测试 |
任务1 认识与测试半导体二极管 1.1PN结单向导电性实验演示 任务2 制作与测试简单直流稳压电路 2.1.半波整流电路 |
11 |
低频放大电路的制作与调试 |
任务1 认识与测试半导体三极管 1.1.三极管的特性测试动画制作 任务2 制作与测试基本共发射极放大电路 任务3 认识多级放大电路和负反馈电路 任务4 制作与调试家用调光灯电路 |
12 |
集成运算放大器的制作与测试 |
任务1 认识集成电路和集成运算放大器 1.1.集成电路动画演示 1.2.集成运放内部电路结构图 1.3.集成运放电路符号 |
13 |
基本逻辑门和组合逻辑电路的认识与测试 |
任务1 认识数字信号和数字电路 任务2 测试逻辑门电路 任务3 制作与测试三人表决器 任务4 认识编码器和译码器 |
14 |
认识时序逻辑电路 |
任务1 认识触发器 任务2 认识寄存器 任务3 认识计数器 任务4 认识555定时集成电路 4.1.设计制作延时灯电路 4.2. 555电路的管脚功能动画制作 4.3.555电路组成的单稳态电路的工作原理 4.4.认识电路工作原理 4.5.555电路板安装过程 4.6.元器件检测演示 |
技术要求
内容包括:电工电子技术基础与技能虚拟现实三维互动教学实训系统,以及一套符合国家示范校建设标准要求的数字化教学资源课件和教学平台。功能模块包括:教学模块、实训模块、考核模块和授课中心模块,其中教学模块、实训模块、考核模块在教师账号下都包含教学模式和管理模式,教师可在管理模式下自由创建、上传、编辑自己所需要的教学资源。系统还自带有自主知识产权的三维建模以及三维互动动画制作编辑工具,老师可自行在教学平台系统中开发拥有自己特色的课件内容,并且可以自由创建三维模型以及制作三维互动动画或对系统现有的三维模型和三维动画进行编辑修改。系统平台在技术上要求3D模型数据量小运行速度快,并且采用基於网络Web3D虚拟现实智能动画技术,能实现智能互动的拆装、电路接线和故障检修等虚拟仿真实训考核操作。
系统采用3D智能动画技术能够智能判断用户在3D场景中的任务操作,并针对用户的行为做出实时智能反应。例如在如在虚拟拆装中,用户可选择工具对任何部件进行拆装,并能够自动检测用户拆装的部件并做出相应的智能动画反应,提高了学生的学习效率;又如在虚拟故障排除实验中,教师可根据教学需要设置故障点,学生须测量仪表(如虚拟万用表等) 去检测电路各元器件的状态数据以判断故障点分析故障的原因进而排除故障,而虚拟测量仪表能够根据学生的操作情况及测量位置智能地做出逼真测量反应动画并显示相应的测量值,提高老师对学生学习能力和学习效果的了解,并进行有针对性的辅导,实现学生成绩的持续提高电气应用技能的提升。
在教学平台中,老师可以设置一个虚拟的场景,然后设置合适的情景,并且设置每一考核项的分数。这样学生就可以根据老师提供的场景进行模拟,然后系统会自动打分,提示学生的选择正确与否,实现学生的自我学习、自我考核。
平台中所有的三维模型、三维动画以及系统数据都进行了随机加密技术以确保教师系统数据的安全性。教学资源采用一整套标准和规范,可以实现教学资源的导入导出,
方便老师进行管理和学习。
技术要求
针对网络虚拟实训教学资源必须通过网络进行虚拟实训的特点,我们要求所开发的电工电子技术技术基础与技能实训教学资源必须具有以下技术指标才能满足网络在线教学实验需要,同时开发团队必须具备相关的资质及开发经验才能保证本项目保质保量按时完成:
★1、系统须有自带自主知识产权的web3D可视化编辑器软件,学校可自行在这个系统开发课件内容,并且自己建三维模型及制作三维动画或对系统现有的3D模型与动画进行编辑修改。须提供web3D可视化编辑器软件著作权证书。
平台可以任意上传文字、图片、视频及FLASH动画、三维模型及动画等教学资源,在教学过程中可以进行使用。
★2、一体化教学资源平台中的所有资源(包括三维模型)均可以应用到教学PPT里,方便进行互动教学,并且在PPT里可以进行三维互动操作。
3、平台采用B/S模式(Browser/Server,浏览器/服务器模式),基于校园网/英特网实现。客户端软件(教师终端软件与学生终端软件)使用ActiveX完成3D虚拟现实场景的渲染显示与实验互动操作,3D图形底层渲染支持OpenGL, DirectX, 以及软件渲染,并采用ActiveX 多线程socket实现动态3D数据传送,同时通过与PHP动态网页相结合的方式,实现整个客户端的浏览与操作界面。服务器端除提供在线3D虚拟实验所需的功能服务外,还提供DB Server、Web server、Mail server三种服务。
DB Server:采用基於MySQL的数据库管理系统,提供对所有3D模型数据和用户数据的存贮与管理,对教师与学生分别分配其个人存贮空间。
4、Web Server:采用Apache架设动态网页服务器,以PHP完成服务器端脚本编写,利用Apache和PHP对MySQL的良好支持,实现网页对DB Server的资料读取与修改。
平台具有完善的权限管理与安全管理,可以通过权限控制进行用户管理,按权限将用户分为教师、学生、管理员、平台用户四种角色;不同角色的操作权限也不一样。
系统提供教学管理,包括科目管理、课程管理、实验管理内容,并具备发布公告和通知功能。
5、平台提供修改系统Logo的功能,实现不同用户的个性化需求。
6、平台提供课程的增加与删除,支持建立任意目录结构,并任意添加和编辑里面的内容。
提供题库管理,包括对填空题、单选题、多选题、判断题、问答题和实验题的在线编辑和上传功能,支持对客观题的自动评分功能。
提供试卷管理,包括考场管理、认证考试管理、试卷编辑、试卷审核和认证考试审核等功能。考试试卷题目是随机排序,在选择题中同一考题答案的位置也不一样。
7、平台采用基於网络Web3D虚拟现实智能动画技术,能实现智能互动拆装及虚拟实验操作、能够智能判断用户在3D场景中的任何操作,并做出实时智能反应。如在虚拟拆装中,用户可选择工具对任何部件进行拆装,并能够自动检测用户拆装的部件并做出相应的智能动画反应;又如在虚拟故障排除实验中,教师可根据教学需要设置故障点,学生须测量仪表(如虚拟万用表等) 去检测电路各元器件的状态数据以判断故障点分析故障的原因进而排除故障,而虚拟测量仪表能够根据学生的操作情况及测量位置智能地做出逼真测量反应动画并显示相应的测量值。
8、所有的3D动画、3D模型及系统数据均采用128位随机加密技术以保证系统的安全性
★9、系统须有自主知识产权的教学平台具有教学资源三维模型数据量小的性能,如至少含有500个以上零部件的逼真设备或三维虚拟实训场景几何模型数据量小于1MB,才能满足大量三维场景仿真模型的能够快速通过互联网传送到学生终端计算机的效果,并实现与三维仿真场景的实时互动操作。须提供省级或省级以上自主知识产权认证证明。
★10、系统须有自主知识产权的虚拟现实三维互动教学平台与引擎, 教师可根据教学需要对平台上的所有教学资源进行二次开发。须提供虚拟现实三维互动教学平台著作权证书、虚拟现实三维互动引擎软件著作权证书;
24、平台软件还必须自带梯型图编辑工具及电路自绘编辑工具,用户可以任意自绘具有3D互动功能的电路图并根据用户所绘电路图自动生成3D装配图让用户进行接线,同时系统提供电路接线自动验证输出接线的正确性判断结果,投标人提供原厂家拥有自主知识产权的虚拟电子技术教学培训系统软件著作权证书
★须提供制造厂商针对本项目出具的加盖制造厂商公章的授权书。
虚拟现实三维互动教学平台
一、平台的功能指标:
平台应具有教师、学生、管理员、平台用户登录不同的角色用户
教师角色:
(1)系统必须包含教学模块、实训模块和考核模块及教学资源模块。每个模块所有的资源与模块角色相匹配。
1、教学模块对三维互动教学内容3D互动教学。
2、实训模块对教学三维动画实训操作及实训设备仿真实训。
3、考核模块对3D虚拟实训操作考核与理论考核。
4、教学资源模块包含我的课程功能:考试成绩单查询、课程表。我的班级功能:班级日志、班级成员,个人纸条。我的空间功能:实验报告、教学课件、相册、日志。个人设置:个人信息、修改密码。
(2)系统必须有教学模式与管理模式。教学模式用于教学展示与互动操作、管理模式可以对教学模块、实训模块、考核模块、教学资源模块实时修改、添加、删除。
(3) 系统必须具有理论模块与三维互动模块。理论模块与互动模块教学编排章节互相对应,理论模块主要可以上传教材理论知识、图片、视频、等教学资源、三维互动模块主要制作各个教学知识点3D模型展示、3D仿真互动操作、动画展示。
(4)考试管理系统
1.试卷管理:考场管理,试卷编辑,试卷审核。考场管理中有已派发考试、添加新的考试编辑、特权设置、删除功能,试卷编辑可以导入、试卷导出、试卷添加试卷功能,试卷审核中可以自动审核自动评分。
2. 题库管理:知识点、填空题、选择题、单选题、多选题、判断题、问答题、实验题。题库管理都可以导入、导出、添加题型并可以对已添加好的题型编辑、修改、删除。
(5)系统具有授课中心模块,老师可以在这模块里面选择及组织平台的理论、实训及考试等教学资源进行备课,备课后老师可以在授课模式下进行教学,教学中老师可以与学生进行互动,可以发布消息,也可以随时回复学生提出的问题。这个授课中心模块有6种以上的外框颜色模板和壁纸模板,可以让老师根据自己的喜好进行选择。
(6)系统内置3D可视化编辑器
1、在管理模式下对教学三维模型、动画、路由可以进入后台对其编辑、添加、修改、保存,也可以新建一个教学章节从新制作3D模型展示、动画,路由等操作。
2、系统内置3D编辑器可以与UG、PRO/E、3DMAX等多种三维编辑器,可以实现文件的转换与应用。
学生角色:
(1) 系统包含教学、实训、考核模块教学资源模块。学生可以对各个模块内容理论学习,3D互动操作,3D互动展示,3D实训设备操作,3D实训考核。
(2) 各个模块与教师角色的功能相对应,实现教师角色模块的各个内容及功能。
(3) 自我考核:学生对实训内容和教学内容可以自我考核知识掌握程度。系统可以对每个操作步骤及理论答案给出错误位置及正确答案。
(4) 系统提供学习中心模块,学生可以在里面对老师备课的内容进行学习,并且可以进行学习讨论,并且在学习过程中做学习笔记。这个学习中心模块有6种以上的外框颜色模板和壁纸模板,可以让学生根据自己的喜好进行选择。
管理员角色:
(1)账号管理
1. 管理员帐号的设置。
2.教师帐号的创建和修改,学生帐号的创建和修改。
3.权限管理(权限管理是用来设定教师管理学生的权限)。
(2)考核题库管理
1.增加、修改和删除课件。
2.增加、修改、删除拆卸安装考核的模型和步骤。
(3)系统管理
1.增加、修改、删除设备系统参数和系统面板。
2.三维场景编辑,可根据教学内容修改或编辑页面文字,图片或三维场景。
3. 提供自动考核评分系统,对学生考核的操作进行完整的记录并自动判断其正确性及评分。
4. 对考核的结果进行管理,为删除的考核结果提供回收站。
(4)教务管理系统
1.专业设置:专业设置与专业用户设置,添加专业与专业管理。
2. 用户设置:组织管理、教师账号设置、学生账号设置、课程制作中心账号设置,编辑专业添加学院、添加教师、教师管理、EXCEL导入教师、添加学生、学生管理、EXCEL导入学生、可以添加修改删除课程制作中心账户。
3. 课程设置:专业课程设置、课程用户设置、课程表设置,添加专业课程、专业课程管理、课程用户设置专业课程选择学生教师、课程表设置专业课程选择教师学生。
平台用户角色:
平台统一新制作或修改一些课程内容,教师只要选择同步更新,就可以更新为统一的课程
模板,包括教学制作、实训制作及考核制作。
(1) 教学制作 制作平台课程的教学内容,包括三维互动及理论知识,任何老师都可通过管理模式下的同步,保持与平台内容的同步更新。
(2) 实训制作 制作平台课程的实训内容,包括三维互动及理论知识,任何老师都可通过管理模式下的同步,保持与平台内容的同步更新。
(3) 考核制作 制作平台课程的自我考核内容,让学生学习完后可以进行自我考核,并记录学生的考核结果,老师也学生都可以进行查看。任何老师都可通过管理模式下的同步,保持与平台内容的同步更新。
(4) 管理中心
1、 组织管理:可以对学院、专业及班级进行添加、编辑及删除。
2、 专业设置:可以添加专业并进行编辑管理,另外可以对用户进行专业访问权限设置。
3、 课程设置:可以进行课程的添加及编辑管理,还可以对用户进行课程访问权限设置。另外,平台用户也可以在这里面进行课程表的设置。
4、 学生成绩单的管理:平台用户可以在这里查询所有学生的成绩单信息。
5、 教学资源管理:包括图片库、声音库、模型库、课件类型等资源的管理。
6、 教学管理:包括教学模板管理、实训模板管理、考核模板管理、工具库管理、模型库管理、电柜装配、元器件、自绘版面的原理图管理、安装拆卸模型管理。
7、 题库管理:包括知识点、填空题、单选题、多选题、判断题、问答题、实验题。
8、 系统设置:包括平台账户设置、模块开放设置、空间大小设定、公告设置、配置不同的服务器信息、同步设置。
二、平台的性能指标:
★(1)平台有自带自主知识产权的Web3D可视化编辑器,学校可自行在这个平台开发课件内容,并且自己建三维模型及制作三维动画或对平台现有的3D模型与动画进行编辑修改。须演示。需提供Web3D可视化编辑器及虚拟现实三维互动教学平台著作权证书复印件加盖厂家公章。(现场演示:利用自带的三维建模工具现场编辑一个三维模型及三维动画)
(2)平台可以任意上传文字、图片、视频及FLASH动画、三维模型及动画等教学资源,在教学过程中可以进行使用。
★(3)一体化教学资源平台中的教学部分三维模型以及动画均可以应用到教学PPT里,方便进行互动教学,并且在PPT里进行三维互动操作。需提供三维互动PPT教学软件著作权证书复印件加盖厂家公章。(现场演示加工中心主轴换刀工作原理,三维模型及动画嵌入PPT,三维动画中可旋转任意角度观看,并放大及缩小)
(4)平台采用采用B/S模式(Browser/Server,浏览器/服务器模式),基于校园网/英特网实现。客户端软件(教师终端软件与学生终端软件)使用ActiveX完成3D虚拟现实场景的渲染显示与实验互动操作,3D图形底层渲染支持OpenGL, DirectX, 以及软件渲染,并采用ActiveX 多线程socket实现动态3D数据传送,同时通过与PHP动态网页相结合的方式,实现整个客户端的浏览与操作界面。服务器端除提供在线3D虚拟实验所需的功能服务外,还提供DB Server、Web server、Mail server三种服务。
DB Server:采用基於MySQL的数据库管理系统,提供对所有3D模型数据和用户数据的存贮与管理,对教师与学生分别分配其个人存贮空间。
Web Server:采用Apache架设动态网页服务器,以PHP完成服务器端脚本编写,利用Apache和PHP对MySQL的良好支持,实现网页对DB Server的资料读取与修改。
(5)平台具有完善的权限管理与安全管理,可以通过权限控制进行用户管理,按权限将用户分为教师、学生、管理员、平台用户四种角色;不同角色的操作权限也不一样。
(6)系统提供教学管理,包括科目管理、课程管理、实验管理内容,并具备发布公告和通知功能。
(7)平台提供修改系统Logo的功能,实现不同用户的个性化需求。
(8)平台提供课程的增加与删除,支持建立任意目录结构,并任意添加和编辑里面的内容。
(9)提供题库管理,包括对填空题、单选题、多选题、判断题、问答题和实验题的在线编辑和上传功能,支持对客观题的自动评分功能。
(10)提供试卷管理,包括考场管理、认证考试管理、试卷编辑、试卷审核和认证考试审核等功能。考试试卷题目是随机排序,在选择题中同一考题答案的位置也不一样。
(11)平台采用基於网络Web3D虚拟现实智能动画技术,能实现智能互动拆装及虚拟实验操作、能够智能判断用户在3D场景中的任何操作,并做出实时智能反应。如在虚拟拆装中,用户可选择工具对任何部件进行拆装,并能够自动检测用户拆装的部件并做出相应的智能动画反应;又如在虚拟故障排除实验中,教师可根据教学需要设置故障点,学生须测量仪表(如虚拟万用表等) 去检测电路各元器件的状态数据以判断故障点分析故障的原因进而排除故障,而虚拟测量仪表能够根据学生的操作情况及测量位置智能地做出逼真测量反应动画并显示相应的测量值。
★(12)平台软件还必须自带梯型图编辑工具及电路自绘编辑工具,用户可以任意自绘具有3D互动功能的电路图并根据用户所绘电路图自动生成3D装配图让用户进行接线,同时系统提供电路接线自动验证输出接线的正确性判断结果。
(13)所有的3D动画、3D模型及系统数据均采用128位随机加密技术以保证系统的安全性。
★(14)3D模型数据量小运行速度快(如一个加工中心包括所有零部件在内的逼真3D模型数据量小于1MB。);需提供省级评测中心检测报告复印件。
★(15)3D智能虚拟电路实验;
(16)3D智能虚拟故障排除;