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用網線連接真實世界 實現“現場”真實實驗操作

來源:科技日報 時間:2020-04-25 00:54:36

登錄實驗平臺,選擇“疊加原理及基爾霍夫定律實驗”,平臺頁面上顯示出“實驗進展畫面”,同時實驗板上的紅燈、綠燈不停閃爍……雖身在浙江衢州家中,杭州電子科技大學電子信息學院大一學生周益龍卻上起了學校的遠程實驗課。

近日,杭州電子科技大學(以下簡稱杭電)遠程實驗中心團隊開發了“遠程實境實驗平臺”,使用者可以通過互聯網,用鼠標做“手臂”,操縱遠端的真實實驗設備,實現“現場”真實實驗操作,而并非虛擬仿真實驗。

由于新冠肺炎疫情,目前大多國內高校師生還沒有返校,大學生們仍宅在家上網課。“杭電學生已上了近兩個月的網課,我們也在努力提升網課質量。對工科類學生而言,實驗教學是人才培養的重要環節,不能讓學生親身去實驗室做實驗,肯定會影響學生們的學習質量。好在我們已經有所應對。”杭電遠程實驗中心負責人陳龍教授如是說。

“遠程實境實驗平臺”便是陳龍所說的“有所應對”。近日,記者走進杭電下沙校區電子信息學院的遠程實驗中心,墻角一個長約6米的工作臺上,九個實驗臺一字排開,時不時發出噼里啪啦的聲音,實驗中心里空無一人。“現在正有20個學生在家里通過‘遠程實境實驗平臺’做實驗,實驗設備就是這20個實驗臺。”陳龍告訴記者。

“大多學校的普遍做法是,通過軟件仿真教學方式代替學生進實驗室做實驗。但是虛擬仿真實驗,真實體驗感不夠,且實驗結果都是理想狀態,時間長了,學生容易感到‘實驗注水’。”陳龍解釋道,杭電是國內較早大規模開發開展遠程實驗的少數幾所高校之一。

記者了解到,目前國內大規模為學生提供遠程實境實驗平臺的高校屈指可數。杭電能在疫情期間率先大規模部署此類平臺,一方面是因為學校從2016年就開始摸索遠程實驗做法,借助“互聯網+”技術,探索并實踐新的實驗教學模式;另一方面得益于學校依托電工電子國家級實驗教學示范中心。從2019年上半年開始聯合墨西哥蒙特雷科技大學,“共建、共研、共享”建設遠程實驗中心,構建電工電子遠程實境實驗平臺,開設“高階性、創新性、挑戰度”實驗項目,在消除現場實驗面臨的安全隱患的同時,培養學生解決復雜工程問題的能力。目前已經開發成功并在全校范圍使用,并面向全國高校和社會學習者開放共享,從而實現了遠程實驗平臺相關技術的積累。

“做遠程實驗,是工科生實踐能力培養的大趨勢,疫情時期為開發相關平臺、推進規?;h程實驗提供了契機。”陳龍說道。

目前,杭電上線的遠程實驗課程包括電路分析實驗、電工學實驗、電機學實驗等系列實驗項目,適合電子、自動化、通信工程、計算機、機械等專業學生做實驗。統計顯示,遠程實驗平臺從4月8日投入使用以來,每天能確保300名學生做遠程實驗。

“我們已經開放了該平臺,每周能對其他高校提供2000人次以上的遠程實驗教學服務。”杭電電子信息學院院長李文鈞教授表示,學校希望通過遠程實驗,重構實驗教學環境與內容,打造實驗金課,為疫情時期的工科實驗教學提供硬核解決方案,確保人才培養質量不滑坡。借助信息技術,此番創新也推動了實驗教學改革,切實培養了學生的實踐創新能力。(黃齡億 程振偉 江 耘)

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