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　　導語

　　為落實教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育部(bu)推進產(chan)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)融合、校企合作(zuo)相關工(gong)作(zuo)部(bu)署，促進高(gao)校教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)改(gai)革，推動(dong)產(chan)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)融合型(xing)企業建設，中(zhong)國(guo)(guo)高(gao)等教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育學(xue)會(hui)(hui)于2019年(nian)5月啟動(dong)了中(zhong)國(guo)(guo)高(gao)等教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育博(bo)覽會(hui)(hui)“校企合作(zuo) 雙百計劃(hua)”典型(xing)案(an)例推選工(gong)作(zuo)。經(jing)資格審核、通訊推選、會(hui)(hui)議推選、路演(yan)展(zhan)示(shi)以及(ji)網(wang)上公(gong)示(shi)，2020年(nian)6月10日，中(zhong)國(guo)(guo)高(gao)等教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育學(xue)會(hui)(hui)公(gong)布(bu)了2019年(nian)“校企合作(zuo) 雙百計劃(hua)”典型(xing)案(an)例。近期，“中(zhong)國(guo)(guo)高(gao)等教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)育博(bo)覽會(hui)(hui)”微信(xin)號將陸續(xu)推出(chu)“雙百計劃(hua)”典型(xing)案(an)例推介專(zhuan)欄，歡迎關注(zhu)。

　　中國(guo)高等(deng)教育博覽會 2019年(nian)“校企合作 雙百計劃”推(tui)介典型案例之十

　　哈爾濱工業大學

　　是德科技電工電子遠程在線實驗室建設

　　一、項目簡介

　　01項目簡介

　　哈爾(er)濱工業大學電(dian)工電(dian)子國家(jia)級(ji)實驗(yan)教學示范中(zhong)心與是德(de)科(ke)技公司(si)有很好(hao)的合作(zuo)基礎，在是德(de)科(ke)技的前身(shen)HP、安捷倫(lun)公司(si)時(shi)代(dai)，就有過(guo)多次校(xiao)企共建(jian)實驗(yan)室合作(zuo)。2009年(nian)、2011年(nian)先后進行了第3、4期國際聯合實驗(yan)室的建(jian)設，每年(nian)約3000名學生(sheng)在該(gai)實驗(yan)室進行全開放、自主學習(xi)模式的電(dian)工電(dian)子實驗(yan)系列課程的學習(xi)。

　　2016年，是(shi)德科技(ji)(ji)公司資助電(dian)(dian)工(gong)電(dian)(dian)子(zi)實驗(yan)(yan)教(jiao)(jiao)(jiao)學中心進行了遠程在(zai)線(xian)實驗(yan)(yan)室的教(jiao)(jiao)(jiao)學改革項目(mu)的研究。2018年，在(zai)該項目(mu)成果的基礎上建設了哈工(gong)大-是(shi)德科技(ji)(ji)電(dian)(dian)工(gong)電(dian)(dian)子(zi)遠程在(zai)線(xian)實驗(yan)(yan)室。實驗(yan)(yan)室為教(jiao)(jiao)(jiao)師和學生提供了全新的學習(xi)環境，使大家隨時隨地進行在(zai)線(xian)實驗(yan)(yan)，大大提高了教(jiao)(jiao)(jiao)學質(zhi)量。本案(an)例是(shi)將實驗(yan)(yan)教(jiao)(jiao)(jiao)學與信息技(ji)(ji)術(shu)深度融合(he)的產(chan)物，結合(he)了云平臺、大數據、AI等(deng)思想，是(shi)“互(hu)聯網(wang)+教(jiao)(jiao)(jiao)育”的典型案(an)例。

　　02參與單位

　　哈爾濱工業大學

　　是德科技(中國)有限公(gong)司(si)

　　03所屬學科

　　電氣工程

　　04合作類別

　　實驗室(shi)建設、課堂教學改革

　　05成就簡介

　　哈(ha)工(gong)大-是德科技(ji)電(dian)(dian)(dian)工(gong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)遠(yuan)程(cheng)在線實(shi)驗(yan)室和所支撐的遠(yuan)程(cheng)在線虛實(shi)結合(he)電(dian)(dian)(dian)工(gong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)實(shi)驗(yan)教學(xue)(xue)(xue)(xue)平(ping)臺(tai)，已經(jing)面向哈(ha)爾濱工(gong)業(ye)(ye)大學(xue)(xue)(xue)(xue)非電(dian)(dian)(dian)類專業(ye)(ye)的同(tong)學(xue)(xue)(xue)(xue)，面向“電(dian)(dian)(dian)工(gong)學(xue)(xue)(xue)(xue)實(shi)驗(yan)”和 “電(dian)(dian)(dian)工(gong)與電(dian)(dian)(dian)子(zi)技(ji)術實(shi)驗(yan)”課程(cheng)開放，得(de)到了同(tong)學(xue)(xue)(xue)(xue)們的歡迎(ying)和高(gao)度評價。在使用(yong)過程(cheng)中，同(tong)學(xue)(xue)(xue)(xue)們針對性地提出了一些修改建議，使實(shi)驗(yan)模式條(tiao)理更加清晰(xi)，人機交互界面更加友(you)好和真實(shi)，更加方便學(xue)(xue)(xue)(xue)生進行電(dian)(dian)(dian)工(gong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)實(shi)驗(yan)課程(cheng)的學(xue)(xue)(xue)(xue)習和實(shi)踐(jian)動(dong)手能力的訓(xun)練。目前(qian)，平(ping)臺(tai)已使用(yong)3000余人，累計(ji)超過2萬人時，隨著線上教學(xue)(xue)(xue)(xue)內容的不(bu)斷完善和豐富，受益人將會越(yue)來(lai)越(yue)多。

　　基于(yu)互聯(lian)網的遠程在(zai)線(xian)虛實(shi)結合實(shi)驗教學模式和基于(yu)該模式的實(shi)驗平臺，具有虛實(shi)結合、方便(bian)移植、易于(yu)開放(fang)共享的特點，應(ying)用前景十分廣闊(kuo)。

　　在2018年中國高教(jiao)博覽會(hui)上，該實(shi)驗(yan)室所支撐的“遠程在線虛(xu)實(shi)結(jie)合電工(gong)電子實(shi)驗(yan)教(jiao)學平臺”受(shou)到(dao)了(le)參會(hui)同行的極大關(guan)注。獲得全國高校教(jiao)師教(jiao)學創(chuang)新(xin)大賽——第(di)五屆全國高等(deng)(deng)學校教(jiao)師自(zi)制實(shi)驗(yan)教(jiao)學儀(yi)器(qi)設(she)備創(chuang)新(xin)大賽的唯一金獎(jiang)，并獲得了(le)終評(ping)一等(deng)(deng)獎(jiang)。

　　二、理念與模式

　　通過國際聯(lian)合實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室的(de)建(jian)設，實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)現(xian)電(dian)(dian)工電(dian)(dian)子(zi)遠(yuan)(yuan)程在線(xian)(xian)虛實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)結(jie)合實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)教學(xue)平臺，把企(qi)業提供(gong)的(de)帶互(hu)聯(lian)網(wang)接口(kou)的(de)真實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)儀器設備和自建(jian)的(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)裝置與瀏覽器中(zhong)顯示的(de)虛擬界面連通，將(jiang)原本(ben)必(bi)須在實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室才(cai)能完成的(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)內容，移(yi)植到(dao)線(xian)(xian)上，實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)現(xian)基于互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)電(dian)(dian)工電(dian)(dian)子(zi)遠(yuan)(yuan)程在線(xian)(xian)實(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)教學(xue)模(mo)式(shi)。

　　01遠程在線虛實結合電工電子實驗教學平臺

　　1.1實驗室硬件平臺建設(she)

　　由實驗(yan)設(she)(she)備(bei)(bei)與裝(zhuang)置(zhi)組成40個(ge)遠(yuan)程在(zai)線硬件實驗(yan)臺(tai)(tai)，每個(ge)實驗(yan)臺(tai)(tai)包(bao)括：Keysigh DSOX3104T數字存儲示波器、Keysight 34461A臺(tai)(tai)式(shi)萬用表、Keysight E36313A可(ke)編程直流電源、遠(yuan)程在(zai)線實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)各1套。這些設(she)(she)備(bei)(bei)和遠(yuan)程在(zai)線人機交(jiao)互(hu)界(jie)面通過網絡操(cao)作代理單元進(jin)行連通，實現遠(yuan)程在(zai)線實驗(yan)。

　　實驗室(shi)硬件(jian)實驗平臺(tai)

　　1.2遠(yuan)程在線虛(xu)擬人機交互界面

　　人(ren)機交互(hu)界面提供兩個主要功能(neng)：實(shi)(shi)驗(yan)內(nei)容(rong)(rong)操(cao)(cao)作(zuo)虛(xu)擬環境和專家系統。實(shi)(shi)驗(yan)內(nei)容(rong)(rong)操(cao)(cao)作(zuo)虛(xu)擬界面無(wu)縫嵌(qian)入到網頁(ye)中，普通瀏覽器(qi)(qi)即可打開運行(xing)。界面中包括示波器(qi)(qi)操(cao)(cao)作(zuo)與顯示調節、信號源(yuan)配置(zhi)、直(zhi)流(liu)穩(wen)壓電源(yuan)設置(zhi)和實(shi)(shi)驗(yan)電路搭接(jie)操(cao)(cao)作(zuo)等內(nei)容(rong)(rong)組(zu)成。

　　人(ren)機交互界面(mian)與實(shi)物(wu)操(cao)作模塊

　　遠程儀器設(she)備操作界面

　　1.3網絡操作代理單元(yuan)(Agent)

　　該操(cao)作代(dai)理單元由硬(ying)件(jian)(jian)模塊和軟(ruan)件(jian)(jian)中(zhong)間件(jian)(jian)兩部分組(zu)成，硬(ying)件(jian)(jian)模塊內置網絡控制協(xie)議(yi)，接收(shou)遠(yuan)程人機交互界面傳到(dao)服(fu)務器(qi)，并有軟(ruan)件(jian)(jian)中(zhong)間件(jian)(jian)處理的(de)操(cao)作指令，電路(lu)的(de)搭接操(cao)作，使用(yong)戶的(de)虛(xu)擬界面遠(yuan)程操(cao)作與實(shi)驗臺現場的(de)硬(ying)件(jian)(jian)連線操(cao)作完(wan)全(quan)一致，達到(dao)虛(xu)實(shi)結合的(de)目(mu)的(de)。

　　1.4網(wang)絡開放管理(li)信息平(ping)臺

　　對用戶(hu)的訪(fang)問進行全開(kai)放(fang)的管理，使(shi)多個實(shi)驗臺可以協同向互聯(lian)網開(kai)放(fang)。

　　1.5網絡服(fu)務平(ping)臺建設

　　為了確保(bao)遠(yuan)程在線虛實結合實驗的(de)(de)開放，進行了專業(ye)的(de)(de)網絡平臺搭(da)建。

　　02遠程在線虛實結合實驗教學模式

　　遠程在(zai)線實驗(yan)采用了將實驗(yan)室硬件資(zi)源(yuan)按照時間(jian)片劃分，在(zai)所預約的(de)時間(jian)內，每(mei)人獨(du)享1個實驗(yan)臺(tai)的(de)實驗(yan)資(zi)源(yuan)，在(zai)當前(qian)實驗(yan)臺(tai)沒(mei)有(you)預約的(de)前(qian)提(ti)下，采用先(xian)到先(xian)得的(de)實驗(yan)資(zi)源(yuan)全開放方式，通過“電(dian)工電(dian)子實驗(yan)MOOC”的(de)建設，為學生提(ti)供優質的(de)視頻教學資(zi)源(yuan)。

　　根據遠(yuan)程在線(xian)實驗(yan)的(de)特點，針(zhen)對電(dian)工電(dian)子(zi)實驗(yan)課程的(de)關鍵(jian)知識點，建設(she)了10余個遠(yuan)程在線(xian)虛實結合實驗(yan)教(jiao)學(xue)項(xiang)目。教(jiao)學(xue)內容還在不斷建設(she)、增加和完(wan)善。

　　其教學過(guo)程如下：

　　(1)學生通過(guo)實驗MOOC課(ke)(ke)程、理論課(ke)(ke)程、實驗教材等資(zi)源進行學習(xi);

　　(2)通過管理平臺獲(huo)取遠程在線實驗時間和對應的實驗資源;

　　(3)通(tong)過平臺的虛擬實驗(yan)界面遠程控制實驗(yan)電路的搭接、調整參數、選擇(ze)測試點、操作儀(yi)器設(she)備，獲取實驗(yan)設(she)備真(zhen)實數據;

　　(4)進(jin)行實驗結(jie)果(guo)、數據的整理，按照人機交(jiao)互(hu)界面提供(gong)的模板完(wan)成相應實驗報(bao)告，并通過管(guan)理信息平臺進(jin)行提交(jiao);

　　(5)教師根據系(xi)統記錄(lu)的(de)結(jie)果和(he)學生所提交(jiao)的(de)實驗報告進行(xing)實驗項目的(de)評分，與通過平臺的(de)專家系(xi)統進行(xing)自動評分相結(jie)合(he)的(de)方式進行(xing)。

　　教學過程示意圖

　　03以學生為中心的線上線下混合式實驗教學

　　以學生為(wei)中心的(de)線(xian)上(shang)線(xian)下混合式實驗教學模式示意圖

　　04邀請是德科技企業工程師做工程應用講座

　　德科技(ji)企業工(gong)程(cheng)師來(lai)中心為學(xue)生進行(xing)工(gong)程(cheng)應用(yong)講座

　　目前，基(ji)于上述建設內容，已(yi)經(jing)獲得5項軟件著(zhu)作權(quan)，并(bing)有一(yi)系列發明專利等知識產權(quan)正在(zai)申(shen)請(qing)過程中。

　　軟件著作權

　　三、創新點

　　1.基于(yu)云平(ping)臺思想的(de)實(shi)(shi)驗(yan)室平(ping)臺：本平(ping)臺從本質上是真(zhen)實(shi)(shi)的(de)硬(ying)件實(shi)(shi)驗(yan)室，通過互(hu)聯(lian)網技術置于(yu)云端，通過虛(xu)擬界(jie)面實(shi)(shi)現(xian)對云上教學(xue)資源的(de)使用(yong)，充分體現(xian)“虛(xu)實(shi)(shi)結(jie)(jie)合”思想，用(yong)戶通過互(hu)聯(lian)網，遠(yuan)程(cheng)對實(shi)(shi)驗(yan)室內的(de)真(zhen)實(shi)(shi)電路進行(xing)連接(jie)與(yu)操作，操控與(yu)線下硬(ying)件實(shi)(shi)驗(yan)室相同的(de)實(shi)(shi)驗(yan)設(she)備，獲(huo)得真(zhen)實(shi)(shi)的(de)實(shi)(shi)驗(yan)數據及結(jie)(jie)果，為(wei)學(xue)生構建了(le)一個真(zhen)實(shi)(shi)、生動、便捷的(de)自主學(xue)習(xi)環境。

　　2.信息(xi)化技術與教(jiao)學(xue)的(de)深度融合：虛實(shi)結合的(de)實(shi)驗教(jiao)學(xue)有別于時(shi)下(xia)流行的(de)完全虛擬仿真(zhen)的(de)實(shi)驗教(jiao)學(xue)管理，強調實(shi)驗和數(shu)據真(zhen)實(shi)性和操作的(de)同(tong)步性，其管理過(guo)程和信息(xi)平臺也體現了“虛”與“實(shi)”的(de)完美結合。

　　3.大(da)數(shu)(shu)據思(si)想的(de)(de)(de)(de)應用(yong)：傳統教學(xue)(xue)模式下，學(xue)(xue)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)習能(neng)力和(he)水平是課程(cheng)規劃設(she)計的(de)(de)(de)(de)老(lao)師(shi)根據經驗預(yu)估的(de)(de)(de)(de)，很難真(zhen)實(shi)反映(ying)學(xue)(xue)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)動(dong)手過(guo)程(cheng)。而遠(yuan)程(cheng)在(zai)線實(shi)驗則可以利用(yong)大(da)數(shu)(shu)據思(si)想對(dui)學(xue)(xue)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)習過(guo)程(cheng)、操作習慣、時間、易錯問(wen)題等進行記錄與重現，通過(guo)大(da)數(shu)(shu)據分析，為真(zhen)實(shi)實(shi)驗難易程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)調節(jie)、實(shi)驗內容的(de)(de)(de)(de)優(you)化和(he)擴展提(ti)供(gong)有力的(de)(de)(de)(de)支(zhi)撐。

　　4.人工智能的(de)潛在運用(yong)：在虛擬(ni)界(jie)面的(de)設(she)計前期(qi)，依據(ju)教(jiao)師的(de)經驗將(jiang)錯(cuo)誤(wu)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)進(jin)行提示(shi)，讓學(xue)生能夠在誤(wu)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)時，及時思考和改正(zheng)，隨著數(shu)據(ju)的(de)積累，得到學(xue)生操(cao)(cao)(cao)作(zuo)過程數(shu)據(ju)，通(tong)過人工智能技術(shu)，將(jiang)其轉化成有效的(de)實(shi)驗教(jiao)學(xue)信息反饋給學(xue)生。

　　四、社會影響力

　　遠程在(zai)線(xian)實(shi)驗(yan)(yan)室建成(cheng)后，累計接(jie)待兄弟院校領導(dao)(dao)和(he)教師參(can)觀(guan)達百(bai)余人次，包括(kuo)中國高等(deng)教育學會領導(dao)(dao)現場(chang)體驗(yan)(yan)遠程在(zai)線(xian)實(shi)驗(yan)(yan)、天大等(deng)兄弟院校國家示范(fan)中心主任參(can)觀(guan)遠程在(zai)線(xian)實(shi)驗(yan)(yan)。此(ci)外，項目組成(cheng)員在(zai)各類會議上作特(te)邀報告介紹平臺情況。

　　專家參觀遠程(cheng)在線實驗室

　　項目組(zu)成(cheng)員(yuan)在國(guo)內各類會(hui)議作報(bao)告