药学实验互动教学系统、多功能实验一体机及教学方法

1.本发明涉及教学装置技术领域，具体涉及一种药学实验互动教学系统、多功能实验一体机及教学方法。


背景技术：

2.实验教学是教学过程中的主要环节，在实验教学中注重学生的能力培养，能够提高学生的观察能力、操作能力、思维能力及创造能力，是实施素质教育的重要环节之一。传统的药学实验通常是在实验室内进行，虽然能够进行实验操作，但是存在以下问题：
3.1)无法进行理实一体化的信息化教学实施。药学理论课与药学实验课为不同时间段进行的课程，通常学生学习完药学理论课中的某一节课程后，过一段时间再进行药学实验课的实际操作。在进行药学实验时，学生无法完全回忆起药学理论课所学知识，导致药学实验课的实验效果不佳。
4.2)实验的内容较多，每个实验的操作流程、操作规范繁多，缺乏虚拟仿真的教学实验资源，无法在实验时随看随学。
5.3)学生进行精细操作后，无法进行全过程评价。即一个教师仅能够同时对一个学生的实验操作进行评价，教师一人无法完成全班实验过程中的实时评价，导致实验评分的速度缓慢。
6.4)药学实验所需要的各种器具种类繁多，占用空间较大，不便于收纳。各个实验器具需要有一定高度，并且试验台需要稳定的支撑，因此体积大，占用空间较大，不便于收纳。
7.实验用器具多为玻璃制品，易碎，不便于携带。并且教师在教室的演示实验操作仪器复杂，搬运不便。
8.5)实验室面积狭小，而学生数量多，学生在实验时操作会受到影响。
9.6)药学试剂腐蚀性强，实验过程中会产生废液、废气，而在现有的实验室内进行实验时产生的废气会直接散发至实验室内部，并未采用特定的设备对废液或废气进行处理，对环境造成一定的污染。


技术实现要素：

10.因此，本发明要解决的技术问题在于克服传统的药学实验无法进行理实一体化的信息化教学实施的缺陷，以及缺乏虚拟仿真的教学实验资源的缺陷，从而提供一种药学实验互动教学系统、多功能实验一体机及教学方法。
11.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
12.药学实验互动教学系统，包括用户端和云端服务器；
13.所述用户端包括：
14.数字化教学屏幕；
15.教学模块，用于通过所述数字化教学屏幕展示与所述云端服务器同步的实验学习视频，并通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试；
16.仿真模块，用于在用户测试通过后，通过所述数字化教学屏幕展示实验操作视频以及药学实验原理三维动画，并通过三维仿真的形式进行模拟测试；
17.摄像头，用于全程记录用户真实操作过程，并在用户进行完模拟测试后对实验结果进行自动记录；
18.运算及存储单元，用于接收所述教学模块、仿真模块和摄像头传输的信息并存储；
19.通讯模块，与所述云端服务器进行交互，用于将操作过程及实验结果上传至所述云端服务器；
20.所述云端服务器用于对实验过程及提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，将实验结果与标准结果进行对比，给出成绩，绘出并下发成绩单，并给出学习建议。
21.进一步优化技术方案，所述云端服务器包括：
22.检索浏览模块，用于实现资源库中资料的发布，并提供用户检索浏览功能；
23.上下载服务模块，用于提供介质的编码，生成数字化视频文件并有效管理用户的下载请求，提交所需的视频资料；
24.筛选整理模块，为学习内容来源的接口模块，用于对实验学习视频的内容进行筛选、审核、整理、迁移；
25.转码/处理模块，用于根据所述筛选整理模块提供的任务信息，检索浏览模块提供的回迁任务信息，对指定的资料集进行转码/处理；
26.存储模块，用于为多种业务数据提供安全可靠的集中保存空间，提供在线与离线的归档/迁移功能和相应的任务管理、分配、审核功能，提供音视频检索、存储访问功能；
27.人工智能及机器学习模块，用于对提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，基于学生的学习记录、操作记录及习题成绩给出学习建议。
28.进一步优化技术方案，所述云端服务器还包括：
29.容灾备份模块，为与数据系统相当的备份应用系统，用于同本地应用系统互为备份，同时能够与本地应用系统共同工作。
30.多功能实验一体机，包括：
31.箱体，内部呈空腔状；所述箱体的前端呈开口状并铰接设置有能够开合的防腐蚀台面，箱体的顶端铰接设置有顶盖；
32.可折叠滴定台，转动并折叠收纳于所述箱体内部，用于在所述防腐蚀台面打开时转动至防腐蚀台面上方并能够展开进行滴定实验；
33.所述的药学实验互动教学系统，其中的数字化教学屏幕翻转设置在所述箱体的顶盖上；
34.玻璃器皿存储架，设置在所述箱体的内部，用于对实验用器具进行存储；
35.折叠式存储架，铰接设置在所述箱体的侧部，并折叠收纳于所述箱体内部，用于在展开时伸出箱体并能够对试管或药剂进行存储。
36.进一步优化技术方案，所述玻璃器皿存储架的前端面上开设有若干盛装槽。
37.进一步优化技术方案，还包括：
38.废液处理系统，设置在所述箱体内部后侧，用于将实验结束后的废液进行过滤存储；所述废液处理系统包括废液托盘和废液处理腔，其中废液托盘设置在箱体底部，废液处理腔位于废液托盘上方，废液处理腔内由上至下依次设置有废液过滤层、废液排出管和废
液存储盒，废液过滤层与废液托盘之间连通设置有输液管，输液管上设置有水泵。
39.进一步优化技术方案，还包括：
40.废气处理系统，设置在所述箱体内部后侧，用于将实验过程中的废气进行抽吸过滤；所述废气处理系统包括废气处理腔，废气处理腔的内部设置有涡轮排风机以及空气过滤层，涡轮排风机上设置有与箱体内部相连通的涡轮排风机进风口以及与废气处理腔相连通涡轮排风机出风口，废气处理腔的下部设置有出风口，空气过滤层位于涡轮排风机出风口与出风口之间。
41.教学方法，所述方法基于所述的药学实验互动教学系统进行，包括以下步骤：
42.s1.通过数字化教学屏幕展示与云端服务器同步的实验学习视频；
43.s2.通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试；若用户测试通过后进入步骤s3，若用户测试不通过则返回步骤s1；
44.s3.通过数字化教学屏幕展示实验操作视频以及药学实验原理三维动画，并通过三维仿真的形式进行模拟测试；
45.s4.通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试；若用户测试通过后进入步骤s5，若用户测试不通过则返回步骤s3；
46.s5.在多功能实验一体机上进行真实实验；
47.s6.对步骤s5中的用户真实操作过程进行自动记录，并将操作过程及实验结果上传至云端服务器；
48.s7.对实验过程及提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，将实验结果与标准结果进行对比，给出成绩，绘出并下发成绩单，并给出学习建议。
49.进一步优化技术方案，所述步骤s5包括以下步骤：
50.s51.将防腐蚀台面打开至水平状态，转动可折叠滴定台，使得可折叠滴定台转动至防腐蚀台面上，再将可折叠滴定台展开；
51.s52.将折叠式存储架展开；
52.s53.根据实验需要，在玻璃器皿存储架内选择实验用器具进行实验；
53.在进行实验过程中，通过废气处理系统对实验过程中的废气进行实时地抽吸处理；
54.在进行实验过程中，摄像头对实验过程进行实时地记录，并将实验记录上传至云端服务器；
55.s54.将实验后的废液倒入废液处理系统进行废液的处理。
56.进一步优化技术方案，所述步骤s7中，提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价的过程为：
57.依据颜色的变化填写实验报告，记录实验全过程，生成实操电子报告；在此过程中摄像头同时记录这个过程，利用视觉识别功能生成各阶段的实验结果图片，与系统本身色卡进行对比后生成系统电子报告，将实操电子报告与系统电子报告进行对比后，给出学生操作的结果性评价；
58.并且依据同一实验的不同人员操作结果及标准结果，自行调整系统电子报告中各阶段的图片颜色为依据的考核权重，通过机器学习功能，使得对于学生实验结果的评价逐步趋于准确。
59.本发明技术方案，具有如下优点：
60.1.本发明提供的药学实验互动教学系统，以微课学习的方式对实验课程进行理论上的详细学习，再通过仿真操作的方式进行模拟操作训练，加强学生对理论课程的应用能力，接着进行真实的实验操作，加强学生的动手操作能力，本发明采用理论与实践紧密结合的方式，使得学生能够做到随看随学，更加快速地提升学生的学习能力，利于学生成绩的提高和技能的培养。本发明还将实验过程及实验结果进行智能化评价、打分，找出学生在实验过程中的不足，使得学生在今后学习中能够自行查漏补缺，并且无需教师现场对每个学生的实验过程进行监视，降低教师的劳动强度。此外，教师还可通过云端服务器查看学生的实验过程和实验结果，进一步提高教师的工作效率，使得教师能够一人完成全班实验过程的实时评价。
61.2.本发明提供的多功能实验一体机，为集合药学实验和教学信息化功能的新型教具，集成了药学实验多媒体资源、人工智能评判教师、便携药剂器具、废液处理系统、废气处理系统，集成可折叠滴定台和防腐蚀台面于一体。本发明将药学实验所需要的各种器具直接收纳于玻璃器皿存储架内，使其进行有序排布，提高了空间利用率，在使用时能够十分方便地取出使用。并且本装置的搬运、移动、携带十分方便，使得学生的实验不受实验室的限制，可在任意位置进行实验，学校无需对实验室进行扩建，节约了成本。每个学生可单独操作一台多功能实验一体机，实验过程及实验结构可上传至云端服务器，进而教师可直接进行远程评判，智能化程度很高，十分方便。
62.3.本发明提供的多功能实验一体机，学生可手动完成十余个典型实验，覆盖药学类专业的《分析化学》、《药物分析》、《药物化学》、《药剂学》、《无机化学》等多门课程，随着药品的不断更换，完成的实验项目可逐渐再次增加。
63.4.本发明提供的多功能实验一体机，将可折叠滴定台折叠设置在箱体内部，在使用时可直接展开使用，解决了传统滴定台、铁架台具有存放占用空间、一个实验多套仪器、固定操作复杂、易损坏实验器材、不易收纳和运输等问题。
64.5.本发明提供的多功能实验一体机，废液处理系统设置在箱体内部后侧，能够将实验结束后的废液进行过滤存储，避免废液的直接外排对环境的污染；气处理系统设置在箱体内部后侧，用于将实验过程中的废气进行抽吸过滤，进而使得实验过程中会产生废气不会因直接散发至实验室内部而污染环境。
65.6.本发明提供的多功能实验一体机，箱体的前端呈开口状并铰接设置有能够开合的防腐蚀台面，在防腐蚀台打开时可折叠滴定台转动至防腐蚀台面上方并能够展开进行滴定实验，实验过程中试剂散落至防腐蚀台面上，而防腐蚀台面具有耐酸性和耐碱性，进而有效地避免了实验过程中试剂对实验平台腐蚀的问题。
66.7.本发明提供的教学方法，实验结束后，利用人工智能技术将实验成品进行拍照上传，系统将会自动将实验结果与标准结果进行对比，给出学生成绩，有效的解决了学生精细化操作的全程评价问题。
附图说明
67.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
68.图1为本发明药学实验互动教学系统的流程图；
69.图2为本发明多功能实验一体机的主视图；
70.图3为本发明多功能实验一体机放下防腐蚀台时的主视图；
71.图4为本发明多功能实验一体机中折叠式存储架展开时的主视图；
72.图5为本发明多功能实验一体机中数字化教学屏幕及可折叠滴定台展开时的主视图；
73.图6为本发明多功能实验一体机的右视图；
74.图7为本发明多功能实验一体机的后视图；
75.图8为本发明多功能实验一体机的左视图；
76.图9为本发明多功能实验一体机中箱体的俯视图；
77.图10为本发明多功能实验一体机中折叠式存储架的结构示意图；
78.图11为本发明多功能实验一体机中玻璃器皿存储架的结构示意图；
79.图12为本发明多功能实验一体机中可折叠滴定台收纳时的俯视图；
80.图13为本发明多功能实验一体机中可折叠滴定台展开时的俯视图。
81.附图标记：
82.1、数字化教学屏幕；
83.2、折叠式存储架，21、架体，22、隔板；
84.3、玻璃器皿存储架，31、盛装槽；
85.4、废液处理系统，41、废液托盘，42、水泵，43、废液过滤层，44、废液排出管，45、废液存储盒，46、废液处理腔；
86.5、废气处理系统，51、涡轮排风机进风口，52、涡轮排风机，53、涡轮排风机出风口，54、空气过滤层，55、出风口，56、废气处理腔；
87.6、可折叠滴定台，61、可旋转底板，62、第一主支撑臂，63、第一支撑杆，64、第二支撑杆，65、第一旋转定位板，66、支撑平台，67、第二旋转定位板，68、第三旋转定位板，69、连接杆，610、第二主支撑臂，611、蝴蝶卡；
88.7、箱体，71、防腐蚀台面；
89.8、电源。
具体实施方式
90.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
91.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
92.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
93.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
94.实施例1
95.本实施例公开了药学实验互动教学系统的一种具体实施方式，结合图1所示的药学实验互动教学系统的流程图，药学实验互动教学系统包括用户端和云端服务器。
96.其中，用户端包括用户端软件和用户端硬件设备，具体地包括数字化教学屏幕、教学模块、仿真模块、摄像头、运算及存储单元、通讯模块，其中数字化教学屏幕和摄像头为用户端硬件设备。
97.数字化教学屏幕1，用于进行教学视频内容的展示，数字化教学屏幕1为液晶屏幕或触摸屏幕。
98.教学模块，用于通过数字化教学屏幕展示与云端服务器同步的几类实验学习视频，并通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试。其中实验学习视频为化学或药学实验学习视频资源，或者为实验仪器及实验用药品使用方法及注意事项微课。
99.仿真模块，用于在用户测试通过后，通过数字化教学屏幕展示实验操作视频以及药学实验原理三维动画，进行原理解析，并通过三维仿真的形式进行模拟测试(即三维仿真操作)。
100.摄像头，用于全程记录用户真实操作过程，并在用户进行完模拟测试后对实验结果进行自动记录。摄像头为人工智能摄像头。
101.运算及存储单元，用于接收所述教学模块、仿真模块和摄像头传输的信息并存储。运算及存储单元具有学习过程自动记录功能，记录学生学习过程，形成学习时长清单、重难点突破记录清单、复习及预习过程记录等。并且通过习题库习题解答及过程记录，形成各人成绩单。
102.通讯模块，与云端服务器进行交互，即与系统的云端服务器进行实时通讯，进行数据上传与下载。
103.摄像头对学生实验操作过程进行拍摄记录，摄像头将拍摄记录输送至运算及存储单元进行存储，而后通过通讯模块将操作过程及实验结果上传至云端服务器。
104.用户端还能够生成学生学习记录、实验记录及成绩记录。
105.云端服务器用于对实验过程及提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，绘出并下发成绩单，并给出学习建议。并且教师可通过云端服务器对学生实验过程及实验结果进行人工评判。
106.上述药学实验互动教学系统，为一种药学实验“虚拟仿真+真实”互动教学系统，以微课学习的方式对实验课程进行理论上的详细学习，再通过仿真操作的方式进行模拟操作训练，加强学生对理论课程的应用能力，接着进行真实的实验操作，加强学生的动手操作能力，本发明采用理论与实践紧密结合的方式，更加快速地提升学生的学习能力，利于学生成
绩的提高。本发明还将实验过程及实验结果进行智能化评价、打分，找出学生在实验过程中的不足，使得学生在今后学习中能够自行查漏补缺，并且无需教师现场对每个学生的实验过程进行监视，降低教师的劳动强度。此外，教师还可通过云端服务器查看学生的实验过程和实验结果，进一步提高教师的工作效率。
107.云端服务器包括检索浏览模块、上下载服务模块、筛选整理模块、转码/处理模块、存储模块、人工智能及机器学习模块。
108.检索浏览模块，用于实现资源库中资料的发布，并提供用户检索浏览功能。其中检索浏览模块包括浏览器方式的检索和媒体的浏览，用于资料员资料管理的检索浏览。该模块可提供多种方式的检索浏览机制。
109.上下载服务模块，用于提供介质(或视频信号)的编码，生成数字化视频文件并有效管理用户的下载请求，提交所需的视频资料。
110.筛选整理模块，为学习内容来源的接口模块，主要的功能是为系统提供内容的筛选、审核、整理、迁移。内容主要来自教师、专业制作公司、互联网资源等。
111.转码/处理模块，该模块主要功能为根据筛选整理模块提供的任务信息，检索浏览模块提供的回迁任务信息，对指定的资料集进行转码/处理。可根据任务请求情况进行任务分配，将源视音频文件转成目标格式。
112.存储模块，用于为多种业务数据提供安全可靠的集中保存空间，提供在线与离线的归档/迁移功能和相应的任务管理、分配、审核功能，提供音视频检索、存储访问功能。
113.人工智能及机器学习模块，用于对提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，基于学生的学习记录、操作记录及习题成绩给出学习建议。
114.作为一种进一步改进的实施方式，云端服务器还包括系统安全模块，为基于用户信息保护的系统安全模块，防止用户信息的泄露。
115.作为一种进一步改进的实施方式，云端服务器还包括容灾备份模块，容灾备份模块为与数据系统相当的备份应用系统，用于同本地应用系统互为备份，同时能够与本地应用系统共同工作。此处的容灾是指“数据容灾”，即建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个实时、可用的复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统在异地保存有一份可用的关键业务的数据。该数据比本地数据略微落后，使用异步传输方式，使用nas技术、远程镜像技术及基于ip的san的互连技术。此处的备份是指“应用系统备份”，是在数据容灾的基础上，建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统。一但系统出现重大问题或事故，远程系统迅速接管业务运行，主要使用技术包括负载均衡、集群技术。
116.作为一种具体的实施方式，本发明药学实验互动教学系统采用以下技术方案实现：将15.1寸高清液晶显示屏、酷睿i5cpu、1tb ssd存储、128g内存、9600gt显卡、高清摄像头、无线网络整合在一体机，采用上翻盖结构，用于播放多媒体教学资源、实时监控录像、人工智能考核等功能。
117.电脑内部集成了药学实验互动教学系统，系统上配置了五门学校录制的实验微课、实验仿真模拟动画、学生可以先观看微课视频，之后操作模拟仿真实验完成基本的实验操作，训练完成后合格后再进行真实的实验。
118.本发明还公开了三维仿真交互式软件(即仿真模块)制作方法，包括以下方法：
119.使用3dsmax进行建模，uv制作，材质制作，制作过程为：建模、材质、灯光、动画调
整、渲染等是三维仿真制作的特点。
120.1、建模。根据初步造型设计，通过三维造型软件在电脑中绘制器具模型。
121.2、photoshop进行纹理贴图。材质是材质的质感，是为了赋予模型的表面特征，具体体现在物体的颜色、透明度、反射率、反射强度、自发光、粗糙度等特性上。
122.3、unity3d模型场景搭建灯光效果制作。3d软件中的灯光一般包括泛光灯和方向灯。灯光起到照亮场景、投下阴影和增添气氛的作用。
123.4、场景烘焙。把场景中的灯光信息，通过贴图的方式表现出来，烘焙之后，删除灯光，使灯光和贴图“合体”。
124.5、相机移动。根据摄影原理使用三维仿真动画软件中的相机工具，实现分镜头脚本设计的镜头效果。画面的稳定流畅是使用相机的要素。摄像头功能只在剧情需要时使用，而不是一直使用。相机位置的变化也可以在屏幕上产生动态效果。
125.6、动画。根据分屏脚本和动作设计，在三维动画制作软件中使用设计好的形状制作动画片段。
126.7、渲染。指程序根据场景的设置、分配给物体的材质、纹理、灯光等，绘制完整的图片或动画。
127.8、使用microsoft visual studio进行脚本代码编写。根据实验流程编写操作流程，进行交互式操作设计实现互动式教学。
128.9、测试。进行bug测试，并进行反馈修改调整。
129.实施例2
130.结合图2至图13所示，本实施例公开了一种多功能实验一体机的一种具体实施方式，包括箱体7、可折叠滴定台6、实施例1中的药学实验互动教学系统、玻璃器皿存储架3和折叠式存储架2。
131.箱体7的内部呈空腔状。箱体7的前端呈开口状并铰接设置有能够开合的防腐蚀台面71，更为具体地，防腐蚀台面为耐酸碱腐蚀实验台。箱体整体的长50cm，宽34cm，高20cm。箱体7的顶端铰接设置有顶盖。
132.可折叠滴定台6转动并折叠收纳于箱体7内部，用于在防腐蚀台面71打开时转动至防腐蚀台面71上方并能够展开进行滴定实验。
133.其中实施例1中的药学实验互动教学系统中的数字化教学屏幕翻转设置在箱体7的顶盖上。
134.如图4所示，玻璃器皿存储架3设置在箱体7的内部，用于对实验用器具进行存储。
135.折叠式存储架2铰接设置在箱体7的侧部，并折叠收纳于箱体7内部，用于在展开时伸出箱体并能够对试管或药剂进行存储。
136.上述多功能实验一体机，将药学实验互动教学系统、玻璃器皿存储架3和折叠式存储架2集成于箱体内，进而可将药学实验所需要的各种器具直接收纳于玻璃器皿存储架3内，使其进行有序排布，提高了空间利用率，在使用时能够十分方便地取出使用。并且本装置的搬运、移动、携带十分方便，使得学生的实验不受实验室的限制，可在任意位置进行实验，学校无需对实验室进行扩建，节约了成本。每个学生可单独操作一台多功能实验一体机，实验过程及实验结构可上传至云端服务器，进而教师可直接进行远程评判，智能化程度很高，十分方便。
137.为了解决传统滴定台、铁架台具有存放占用空间、一个实验多套仪器、固定操作复杂、易损坏实验器材、不易收纳和运输等问题，本发明研发了可折叠滴定台6，采用齿啮合、机械对称卡扣等新设计，在具备原有滴定台、铁架台功能的基础上，实现高效组装、精准定位、稳定固定和便于携带存储的功能。
138.可折叠滴定台6包括可旋转底板61、第一主支撑臂62、第一支撑杆63、第二支撑杆64、第一旋转定位板65、支撑平台66、第二旋转定位板67、第三旋转定位板68、连接杆69、第二主支撑臂610、蝴蝶卡611。第一主支撑臂62的两端分别设置有齿轮，第二主支撑臂610的底端设置有第二齿轮，第一主支撑臂62的底端通过齿轮与第一旋转定位板65连接。第一主支撑臂62顶端齿轮与第二主支撑臂610的第二齿轮相啮合，第一主支撑臂62顶端齿轮以及第二主支撑臂610的第二齿轮分别通过转动轴转动设置在第二旋转定位板67上。第一旋转定位板65与第二旋转定位板67之间铰接设置有连接杆69。第一旋转定位板65上铰接设置有第一支撑杆63，第一主支撑臂62上铰接设置有第二支撑杆64，第一支撑杆63与第二支撑杆64之间相铰接，第二支撑杆64的端部铰接设置有第三旋转定位板68，第三旋转定位板68转动设置在第一主支撑臂62上，第三旋转定位板68上连接设置有支撑平台66，支撑平台66为铁圈结构。第二主支撑臂610的顶端设置有蝴蝶卡611，通过支撑平台66对烧杯底端进行支撑，通过蝴蝶卡611对滴定管顶端进行定位。
139.上述可折叠滴定台6的产品主体由耐腐蚀金属及非金属材料制造，耐腐耐磨。滴定管支架与支撑平台固定在同一轴线上，最大限度降低了由于滴定管与烧杯之间的空间匹配所需操作强度和时间损耗。蝴蝶卡采用带齿联动的轴向对称机械结构，保证管卡开启同步，使操作更加简便易用。
140.作为一种进一步改进的实施方式，玻璃器皿存储架3的前端面上开设有若干盛装槽31，盛装槽内设置有固定泡沫。盛装槽包括滴定管存储槽、搅拌棒存储槽、烧杯存储槽等，可根据实际使用需求进行任意设置。本实施例中的玻璃器皿存储架3设置为矩形块状，可根据实际情况进行设置。玻璃器皿存储架3可以存放实验常用的器具，如滴定管、搅拌棒、烧杯等，满足基础实验需求，同时开模成型的固定泡沫具有紧固、防震的功能，保证设备在存储和移动过程中玻璃器皿的完整，不破损。
141.作为一种进一步改进的实施方式，本实施例中的折叠式存储架2包括架体21和若干隔板22。架体21的侧部与箱体侧壁通过合页相铰接，架体21能够通过转动的方式从箱体的内部伸出。隔板22设置有若干个，分别横向设置在架体21内部，隔板22和架体21的顶板上对应开设有若干试管定位孔，通过试管定位孔对试管进行有效地定位、存储，并且通过架体21能够实现对药剂的存放。
142.此外，折叠式存储架2还包括小试管支架，小试管支架折叠设置在架体21的侧壁上，能够在使用时打开，并在不使用时折叠收纳。小试管支架主要用于对规格较小试管的盛放。
143.本发明中的折叠式存储架2可折叠存放小型试管21个，小型烧杯4个，中型试管3个，药剂瓶6个，在具备原有玻璃制品存储的基础上，实现高效组装、多装载、稳定固定和便于携带存储的功能。
144.作为一种进一步改进的实施方式，多功能实验一体机还包括废液处理系统4，废液处理系统4设置在箱体7内部后侧，用于将实验结束后的废液进行过滤存储。
145.废液处理系统4包括废液托盘41和废液处理腔46，其中废液托盘41设置在箱体底部，废液处理腔46位于废液托盘41上方，废液处理腔46内由上至下依次设置有废液过滤层43、废液排出管44和废液存储盒45，废液过滤层43与废液托盘41之间连通设置有输液管，输液管上设置有水泵42。本实施例中的废液处理系统4在运行时，可直接通过水泵42将废液托盘41内的废液直接泵送至废液过滤层43进行过滤，经过滤后的废液通过废液排出管44进入到废液存储盒45，通过废液存储盒45对过滤后的废液进行暂存。
146.此外，废液处理腔46的外侧还通过合页铰接设置有后开盖，当打开后开盖时，可将盛装有废液的废液存储盒45取出进行倒液操作。
147.作为一种可替换的实施方式，本实施例可将废液存储盒替换为300ml存储瓶，可以在没有倾倒废液的环境下随一体机存放废液。
148.作为一种进一步改进的实施方式，本着绿色环保的设计理念，多功能实验一体机还包括废气处理系统5，废气处理系统5设置在箱体7内部后侧，用于将实验过程中的废气进行抽吸、二次过滤。
149.废气处理系统5包括废气处理腔56，废气处理腔56的内部设置有涡轮排风机52以及空气过滤层54，涡轮排风机52上设置有与箱体内部相连通的涡轮排风机进风口51以及与废气处理腔56相连通涡轮排风机出风口53，废气处理腔56的下部设置有出风口55，空气过滤层54位于涡轮排风机出风口53与出风口55之间。本实施例中的废气处理系统5在对废气处理时，通过涡轮排风机出风口53对箱体内部的气体进行抽吸，气体进入到空气过滤层54进行过滤，而后从出风口55处排出至大气，实现对废气的处理，避免废气直接排放至教室内对人体产生危害。
150.空气过滤层54为pm2.5过滤棉、活性炭多层吸附组件，在实验时自动开启，吸收有害气体的同时，对有害气体过滤，同时在一体机后开盖的设计方便进行过滤耗材的更换，和废液的倾倒与清洗。
151.此外，本发明还包括用于为废液处理系统4和废气处理系统5进行供电的电源8。
152.实施例3
153.本实施例公开了一种教学方法的一种具体实施方式，该方法基于药学实验互动教学系统进行，包括以下步骤：
154.s1.展示与云端服务器同步并下载的药学实验学习视频，药学实验学习视频包括实验仪器及实验用药品使用方法及注意事项微课。
155.s2.通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试；若用户测试通过后进入步骤s3，若用户测试不通过则返回步骤s1。
156.s3.通过数字化教学屏幕展示实验操作视频以及药学实验原理三维动画，并通过三维仿真的形式进行模拟测试。
157.s4.通过标准化习题测试的方式对用户学习状况进行测试。若用户测试通过后进入步骤s5，若用户测试不通过则返回步骤s3。
158.s5.在多功能实验一体机上进行真实实验。
159.s6.对步骤s5中的用户真实操作过程进行自动记录，实时与云端服务器通讯，上传及下载相关数据，并将操作过程及实验结果上传至云端服务器。
160.s7.对实验过程及提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价，绘出并下
发成绩单，并给出学习建议。实验结束后，利用人工智能技术将实验成品进行拍照上传，系统将会自动将实验结果与标准结果进行对比，给出学生成绩，有效的解决了学生精细化操作的全程评价问题。
161.步骤s7中，提供的实验结果进行基于机器视觉识别的智能评价的过程为：
162.以酸碱中和滴定实验为例，当学生使用酸滴定碱时，使用甲基橙作为指示剂，甲基橙的变色范围是ph≦3.1时变红，3.1－4.4时呈橙色，ph≧4.4时变黄，学生依据颜色的变化填写实验报告，记录酸滴定碱的实验全过程，生成“实操电子报告”。在此过程中摄像头同时记录这个过程，利用视觉识别功能生成各阶段的实验结果图片，与系统本身色卡进行对比后生成“系统电子报告”，将“实操电子报告”与“系统电子报告”进行对比后，给出学生操作的结果性评价。
163.系统会依据同一实验的不同人员操作结果及标准结果，自行调整“系统电子报告”中各阶段的图片颜色为依据的考核权重，通过机器学习功能，使得对于学生实验结果的评价逐步趋于准确。
164.步骤s7中，给出学习建议是基于学生的学习记录、操作记录及习题成绩进行的。学习记录是指学生微课及课程资源有关内容的时长记录；操作记录是指学生在实验操作过程中的所有动作和移液、滴定等手法细节；习题成绩是指学生回答系统题库给出的选择题后所得到的成绩。系统依据学生的学习时间长度、操作手法的教师评价及答题成绩，统一记入考核评介范围，形成学生学习的过程性评价，过程性评价与结果性评价一同构成学生的综合评价报告，综合评价报告上显示出学习建议。
165.作为一种进一步改进的实施方式，步骤s5为在多功能实验一体机上进行真实实验，具体包括以下步骤：
166.s51.将防腐蚀台面71打开至水平状态，转动可折叠滴定台6，使得可折叠滴定台6转动至防腐蚀台面71上，再将可折叠滴定台6展开。
167.s52.将折叠式存储架2展开。
168.s53.根据实验需要，在玻璃器皿存储架3内选择实验用器具进行实验。实验可以为滴定实验、过滤实验，也可以为等其他实验项目，此处不进行限制。
169.在步骤s5进行真实实验过程中，摄像头会开启，全程记录学生的操作过程，并自动传至教师平台，便于教师对每一个学生的操作进行回看和评价。
170.在进行实验过程中，通过废气处理系统5对实验过程中的废气进行实时地抽吸处理。
171.在进行实验过程中，摄像头对实验过程进行实时地记录，并将实验记录上传至云端服务器。
172.s54.将实验后的废液倒入废液处理系统4进行废液的处理。
173.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。