基于大数据的实践教学系统及方法

摘要

本发明涉及基于大数据的实践教学系统及方法，其包括实践操作部，学生使用其进行实践作业；大数据系统，其包括实践教学工作机(14)、实践教学服务器(15)、校企联合大数据平台(16)；实践教学工作机(14)，设置在实践操作部处，以便学生通过触摸屏或键盘输入指令进行交互，具有喇叭、麦克风及摄像头；实践教学服务器(15)，设置在实践教学老师处，用于远程管理实践教学工作机(14)系统并进行交互；校企联合大数据平台(16)，与实践教学服务器(15)通讯连接，存储、备份、更新实践教学的内容及学生实践操作数据及得分，本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

说明书

技术领域

本发明涉及基于大数据的实践教学系统及方法，属于实践教学领域。

背景技术

实践教学，是巩固理论知识，加深理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。

随着实践教育的推进与深化改革，实现校企良性互动，避免理论与实践脱节，将课堂、实验实训场所、企业环境相结合，学生、教师、工程技术人员相结合，教学、科研、工程项目相结合。以岗位技能要求，指导实践教学。

CN202110859498.7一种基于云虚拟技术的在线编程实践教学系统，CN202110894531.X一种基于智能标识和区块链的职业教育评价方法及系统，CN202110607898.9一种思政实践教学户外寻访用调查辅助装置及其使用方法，通常采用人工手写记录和携带记录本等，携带的东西较多，影响思政实践户外教学的体验。我国是制造业大国，而现在实践教学，偏离实际严重，如何提供一种操作性强，实践性强的实践教学系统及方法，成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于大数据的实践教学系统及方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于大数据的实践教学系统，包括

实践操作部，学生使用其进行实践作业；

大数据系统，其包括实践教学工作机、实践教学服务器、校企联合大数据平台；

实践教学工作机，设置在实践操作部处，以便学生通过触摸屏或键盘输入指令进行交互，具有喇叭、麦克风及摄像头；

实践教学服务器，设置在实践教学老师处，用于远程管理实践教学工作机系统并进行交互；

校企联合大数据平台，与实践教学服务器通讯连接，存储、备份、更新实践教学的内容及学生实践操作数据及得分，与企业端交互，获取企业的实践工作数据，并将学生实践教学数据对接对应企业。

一种基于大数据的实践教学系统的实践操作部，包括支撑总成，作为旋转支撑或固定支撑；在支撑总成上分布有若干实践作业工位，在实践作业工位设置有实践操作装置，以便学生进行实践学习；

在支撑总成上设置有旋转承载装置，用于分布安装待组装工件。

作为上述技术方案的进一步改进：

实践操作装置配套有送入装置，送入装置用于将所需配件送到实践作业工位，以便学生进行拿取。

用于辅助学生进行实践学习，

支撑总成包括旋转或固定的总支撑架体，在总支撑架体中心城竖直设置有静止的总支撑主轴；

在总支撑主轴上有带有环形的导向沟槽的固定平台。

送入装置包括用于传输配件的条带式带横板传送带；在条带式带横板传送带输出端设置有带有插入舌板的载物板台；插入舌板用于插入条带式带横板传送带输出端处条带之间的间隙，用于承接条带式带横板传送带输出的配件，以待学生进行实践操作。

在总支撑主轴顶部进行设置有若干固定杆部，在固定杆部端部设置有具有斜面的第一旋转部，在第一旋转部的斜面上旋转设置第二旋转座，第二旋转座的中心轴垂直于第一旋转部的斜面；

在第二旋转座端部分别铰接有角度调节杆及显示屏幕，在显示屏幕与角度调节杆端部铰接。

在总支撑主轴上有中空的旋转驱动座，在旋转驱动座外周分布有若干径向臂，在对应的径向臂端部分别有结构相同的第一平台及第二平台，交替设置，

在实践作业工位设置有下升降顶头，

在总支撑架体上设置有下护板；

在第一平台下方设置有分度旋转主轴，在第一平台侧部旋转有第一侧转轴，在第二平台侧部旋转有第二侧转轴，

第一侧转轴与第二侧转轴之间铰接有连接铰接臂，其长度等于第一平台的分度旋转主轴与第二平台的分度旋转主轴中心距；

弧线行走摆动臂根部与分度旋转主轴下端连接，且在导向沟槽中行走，以带动起随动摆动；

径向臂端部套装在分度旋转主轴上。

实践操作辅助装置包括在实践作业工位上方的上行走座，在上行走座下方通过弹簧牵拉杆连接的带把手悬挂座；

带把手悬挂座，用于安置机械手、扳手、电笔或照明灯。

在第一平台及第二平台上圆周分布侧支座架；

在侧支座架上下设置有侧伸缩杆及侧弹簧部，以分别铰接有正面上倾斜的夹持斜侧板的背面上下端；

在第一平台及第二平台上设置有平台工艺通孔；

实践作业样品为多面体样品或回转体样品；

实践作业样品包括箱体、轴承座、雕像、木工件或装饰品；

配件包括五金件、盖、彩笔、待粘贴物。

一种基于大数据的实践教学方法，包括权利要求1所述的基于大数据的实践教学系统；执行以下步骤；

首先，根据企业工作实践情况，定制学校配套的实践教学课程于实践教学服务器；然后，学生通过实践教学工作机接收实践教学服务器发送指令及教师讲解，并进行交流；其次，学生根据实践教学工作机的内容，通过实践操作部，学生进行实践作业；再次，学生实践学习内容及作业成果上传到校企联合大数据平台存储、备份、更新实践教学的内容及学生实践操作数据及得分；之后，企业端通过校企联合大数据平台上传企业的实践工作数据，并查阅学生实践及教学数据；其中，在学生进行实践作业操作中，执行以下内容；

S1，首先，将实践作业样品分别放置第一平台及第二平台上；然后，实践作业样品下行时，下压向上夹持斜侧板的正面，使得夹持斜侧板克服侧伸缩杆及侧弹簧部的弹簧力而张开并夹持实践作业样品底部；然后，学生位于实践作业工位并打开实践教学工作机，

拿取；

S2，首先，条带式带横板传送带传输配件；然后，配件通过插入舌板到达载物板台，以待学生进行实践操作；

S3，首先，旋转驱动座旋转，径向臂带动分度旋转主轴绕总支撑主轴公转；然后，通过弧线行走摆动臂在导向沟槽中弧线行走且通过连接铰接臂联动，从而实现实践作业样品方向绝对不变，相对于总支撑主轴相对变化，从而使得不同位置的实践作业工位对应实践作业样品方向；

其中，下升降顶头上升用于顶接实践作业样品；

作为两个策略，

策略一，实践作业工位绝对位置不同，在不同位置的实践作业工位对实践作业样品不同方向端面进行作业，多个学生完成对多个实践作业样品一侧面的实践作业；

策略二，总支撑架体带动实践作业工位上的学生，随旋转驱动座旋转，一个学生完成对一个实践作业样品多侧面的实践作业；

其中，学生实践作业时，根据自己习惯调整上行走座位置及带把手悬挂座的高度，以完成对应辅助工作。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是实践教学使用结构示意图；

图2是总支撑架体结构示意图；

图3是大数据操控的结构示意图。

图4是平台结构示意图。

其中：1、支撑总成；2、送入装置；3、实践操作装置；4、旋转承载装置；5、实践操作辅助装置；6、总支撑架体；7、总支撑主轴；8、固定平台；9、导向沟槽；10、实践作业工位；11、条带式带横板传送带；12、插入舌板；13、载物板台；14、实践教学工作机；15、实践教学服务器；16、校企联合大数据平台；17、固定杆部；18、第一旋转部；19、第二旋转座；20、显示屏幕；21、角度调节杆；22、下升降顶头；23、下护板；24、上行走座；25、弹簧牵拉杆；26、带把手悬挂座；27、第一平台；28、径向臂；29、分度旋转主轴；30、第一侧转轴；31、连接铰接臂；32、第二平台；33、第二侧转轴；34、侧支座架；35、侧伸缩杆；36、侧弹簧部；37、夹持斜侧板；38、平台工艺通孔；39、旋转驱动座；40、弧线行走摆动臂。

具体实施方式

作为一实施例，如图1-4所示，本实施例的基于大数据的实践教学系统，包括

实践操作部，学生使用其进行实践作业；从而增强学生动手能力，实现理论实践化。

大数据系统，其包括实践教学工作机14、实践教学服务器15、校企联合大数据平台16；从而实现了智能存储备份，反映学生集中存在的问题及优点。从而进行课件改进。

实践教学工作机14，设置在实践操作部处，以便学生通过触摸屏或键盘输入指令进行交互，具有喇叭、麦克风及摄像头；从而实现了现场模拟，工作机模拟现场工作场景。可以工业雕塑，木工制品，金属制品，设备组装等通用作业场景。

实践教学服务器15，设置在实践教学老师处，用于远程管理实践教学工作机14系统并进行交互；从而实现远程指导，或现场多学生指导，可以联系企业指导。

校企联合大数据平台16，与实践教学服务器15通讯连接，存储、备份、更新实践教学的内容及学生实践操作数据及得分，与企业端交互，获取企业的实践工作数据，并将学生实践教学数据对接对应企业。

作为一实施例，如图1-4所示，本实施例的基于大数据的实践教学系统的实践操作部，包括支撑总成1，作为旋转支撑或固定支撑；在支撑总成1上分布有若干实践作业工位10，在实践作业工位10设置有实践操作装置3，以便学生进行实践学习；其设置在学校工作室或实践基地，占地面积小，通用性强。在支撑总成1上设置有旋转承载装置4，用于分布安装待组装工件。从而实现多工位，针对四面体，优先为4的倍数，针对三面体，优先三的倍数。从而保证工作工位与样品面对应。

作为一实施例，如图1-4所示，实践操作装置3配套有送入装置2，送入装置2用于将所需配件送到实践作业工位10，以便学生进行拿取。作为优选，用于辅助学生进行实践学习。可以是螺栓螺母等五金件，扣盖，泥巴，饰品，工件或其他物件从而实现配套作业。

作为一实施例，如图1-4所示，支撑总成1包括旋转或固定的总支撑架体6，在总支撑架体6中心城竖直设置有静止的总支撑主轴7；

在总支撑主轴7上有带有环形的导向沟槽9的固定平台8。从而实现固定支撑。作为一实施例，如图1-4所示，送入装置2包括用于传输配件的条带式带横板传送带11；在条带式带横板传送带11输出端设置有带有插入舌板12的载物板台13；插入舌板12用于插入条带式带横板传送带11输出端处条带之间的间隙，用于承接条带式带横板传送带11输出的配件，以待学生进行实践操作。从而实现自动传送。

在总支撑主轴7顶部进行设置有若干固定杆部17，在固定杆部17端部设置有具有斜面的第一旋转部18，在第一旋转部18的斜面上旋转设置第二旋转座19，第二旋转座19的中心轴垂直于第一旋转部18的斜面；

在第二旋转座19端部分别铰接有角度调节杆21及显示屏幕20，在显示屏幕20与角度调节杆21端部铰接。从而实现调节屏幕角度或对屏幕的变向调整，节约空间。

作为一实施例，如图1-4所示，在总支撑主轴7上有中空的旋转驱动座39，在旋转驱动座39外周分布有若干径向臂28，在对应的径向臂28端部分别有结构相同的第一平台27及第二平台32，交替设置，从而实现联动控制。

在实践作业工位10设置有下升降顶头22，实现支撑。

在总支撑架体6上设置有下护板23；实现安全保护。

在第一平台27下方设置有分度旋转主轴29，在第一平台27侧部旋转有第一侧转轴30，在第二平台32侧部旋转有第二侧转轴33，

第一侧转轴30与第二侧转轴33之间铰接有连接铰接臂31，其长度等于第一平台27的分度旋转主轴29与第二平台32的分度旋转主轴29中心距；

弧线行走摆动臂40根部与分度旋转主轴29下端连接，且在导向沟槽9中行走，以带动起随动摆动；

径向臂28端部套装在分度旋转主轴29上。其通过巧妙设计，使得样品主要侧面均有机会朝向外侧，以便学生作业该面，相比于现有系统，结构简化。例如针对大型圣诞树，其可以实现各部面相对于旋转中心变化位置，从而方便学生对各个位置进行插接松枝或安装装饰物，模拟作业现场。

作为一实施例，如图1-4所示，实践操作辅助装置5包括在实践作业工位10上方的上行走座24，在上行走座24下方通过弹簧牵拉杆25连接的带把手悬挂座26；作为辅具，实现快速牵拉头，进行机械作业，例如攻丝，涂胶，或卡扣。带把手悬挂座26，用于安置机械手、扳手、电笔或照明灯。

在第一平台27及第二平台32上圆周分布侧支座架34；

在侧支座架34上下设置有侧伸缩杆35及侧弹簧部36，以分别铰接有正面上倾斜的夹持斜侧板37的背面上下端；

在第一平台27及第二平台32上设置有平台工艺通孔38；

实践作业样品为多面体样品或回转体样品；

实践作业样品包括箱体、轴承座、雕像、木工件或装饰品；

配件包括五金件、盖、彩笔、待粘贴物。

作为一实施例，如图1-4所示，本实施例的基于大数据的实践教学方法，包括权利要求1的基于大数据的实践教学系统；执行以下步骤；

首先，根据企业工作实践情况，定制学校配套的实践教学课程于实践教学服务器15；然后，学生通过实践教学工作机14接收实践教学服务器15发送指令及教师讲解，并进行交流；其次，学生根据实践教学工作机14的内容，通过实践操作部，学生进行实践作业；再次，学生实践学习内容及作业成果上传到校企联合大数据平台16存储、备份、更新实践教学的内容及学生实践操作数据及得分；之后，企业端通过校企联合大数据平台16上传企业的实践工作数据，并查阅学生实践及教学数据；其中，在学生进行实践作业操作中，执行以下内容；

S1，首先，将实践作业样品分别放置第一平台27及第二平台32上；然后，实践作业样品下行时，下压向上夹持斜侧板37的正面，使得夹持斜侧板37克服侧伸缩杆35及侧弹簧部36的弹簧力而张开并夹持实践作业样品底部；然后，学生位于实践作业工位10并打开实践教学工作机14，

拿取；

S2，首先，条带式带横板传送带11传输配件；然后，配件通过插入舌板12到达载物板台13，以待学生进行实践操作；

S3，首先，旋转驱动座39旋转，径向臂28带动分度旋转主轴29绕总支撑主轴7公转；然后，通过弧线行走摆动臂40在导向沟槽9中弧线行走且通过连接铰接臂31联动，从而实现实践作业样品方向绝对不变，相对于总支撑主轴7相对变化，从而使得不同位置的实践作业工位10对应实践作业样品方向；其中，下升降顶头22上升用于顶接实践作业样品；

作为两个策略，

策略一，实践作业工位10绝对位置不同，在不同位置的实践作业工位10对实践作业样品不同方向端面进行作业，多个学生完成对多个实践作业样品一侧面的实践作业；从而实现流水线作业。

策略二，总支撑架体6带动实践作业工位10上的学生，随旋转驱动座39旋转，一个学生完成对一个实践作业样品多侧面的实践作业；从而实现对样品全方位的作业。

其中，学生实践作业时，根据自己习惯调整上行走座24位置及带把手悬挂座26的高度，以完成对应辅助工作。