千里之外通過網(wǎng)絡(luò)指揮機械手完成一連串動作，3D仿真模擬平臺完美演示化工實驗整個流程，工程訓練慕課課程上線并免費面向所有高?！鎸σ咔樵斐傻臒o法實現(xiàn)工程實驗現(xiàn)場教學的“困境”，河北工業(yè)大學的老師們各展其能，充分發(fā)揚該校“工學并舉”的辦學特色，通過云控平臺、虛擬仿真、口袋實驗室等一系列遠程教學方式，探索出一條“云時代”理工實踐教育的新路徑，不僅實現(xiàn)了自身教育教學的需要，還幫助國內(nèi)其他30余所高校實現(xiàn)線上工程實踐教學的改革探索。

    云控平臺實現(xiàn)隔空千里做實驗

一只機械手蘸了蘸“油漆”，先向左移動，再向上移動，然后左右擺動完成涂抹的動作，機械手這時完成了名為“小小粉刷匠”的操作流程。這是在機械工程學院實驗室里發(fā)生的一幕，操作這只機械手的學生正在河北邯鄲的家中，而實驗室里此刻并無一人，通過加裝在機械手旁邊的攝像頭，指導(dǎo)教師和學生都能在自己的手機上實時監(jiān)控機械手的動作，指導(dǎo)教師可隨時對學生的完成情況予以指導(dǎo)。

“機械裝備電氣控制與PLC”課程主講人孫立新老師介紹，這門課的線下實驗課需要學生到實驗室進行程序設(shè)計、調(diào)試實驗設(shè)備（機械手）、驗證實驗結(jié)果。實驗需要的程序可以通過專用軟件進行模擬仿真，但如果只做仿真，學生恐怕興趣不大。因此，機械系和機電系在學院支持下成立了聯(lián)合攻關(guān)團隊，由機電系教師趙海文任組長，孫立新、曲云霞、孫凌宇等教師合力開展了“云端實驗平臺”建設(shè)攻關(guān)行動。

在這一方案中，學生可根據(jù)實驗任務(wù)要求居家線下進行程序設(shè)計，然后通過云端平臺下載至實驗室設(shè)備控制器，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制與調(diào)試任務(wù)。同時，通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)膶嶒炇椰F(xiàn)場視頻畫面，觀察實驗設(shè)備的運行情況，判斷設(shè)備運行是否達到任務(wù)要求。學生也可在線實時修改程序。指導(dǎo)教師可以通過現(xiàn)場和云端兩種方式獲得學生的實驗過程和結(jié)果，實現(xiàn)實時指導(dǎo)，雙向互動。通過平臺訓練，提升了學生工程能力，全過程可視可控，實現(xiàn)了云控平臺操作與現(xiàn)場實驗實質(zhì)等效。

“在線模擬有時候并不能發(fā)現(xiàn)自己編程上的錯誤，而連上設(shè)備之后遠程實驗，編程上的錯誤就會暴露出來。相對于離線模擬，遠程實驗更具有實踐性，可以讓我們對PLC編程有更直觀、更深入的認識和了解?！睓C設(shè)176班的李恒說。

孫立新老師說，學生們在家做實驗的熱情非常高，從早上7點到晚上12點始終有學生在調(diào)試。這讓我對學生們的學習態(tài)度有了全新的認識，現(xiàn)在的學生不是不愛學，而是目前的一些教學環(huán)節(jié)和內(nèi)容沒有引起他們足夠的興趣，一旦把積極性調(diào)動起來，孩子們的學習勁頭是非常令人佩服的，他們的學習能力也是非常強的。

    將“口袋實驗室”寄到學生家

3月4日起,電信學院2017級的學生群沸騰了,身處全國各地的學生陸續(xù)收到了學院寄給他們的“EDA實驗線路板”。誰說線上教學不能動手做實驗？有了“EDA實驗線路板”，就相當于有了一個小小的“口袋實驗室”。

面對“疫情受控前，學生不返校”的要求，如何能保證學生的在線課程達到培養(yǎng)方案的要求？學生的能力怎么能不受疫情影響得到全方位鍛煉？這兩個問題困擾著電信學院的老師們，特別是2017級學生開設(shè)的EDA技術(shù)綜合設(shè)計，這是一門實踐性非常強的集中實踐環(huán)節(jié)的課程，需要邊講解、邊編程、邊測試、邊驗證。

講授這門課的韓力英老師說，她的學生很多都是大三的學生，專業(yè)課至關(guān)重要，不能耽誤。很多學生還在準備考研，更要加強練習。本來，她錄了大量的視頻教程來輔導(dǎo)學生，但她發(fā)現(xiàn)，這都沒有將電路板直接寄到學生手中的效果好。

學院綜合分析了疫情情況和學生返校進程，最終決定把實驗板寄到學生手中。實驗中心老師和任課教師迅速行動，一邊統(tǒng)計學生能夠收到快遞的地址，一邊把“EDA實驗線路板”打包，就這樣，承載著學校和學院沉甸甸希望的102個包裹向全國各地的學生家中發(fā)出了。

在任課教師的指導(dǎo)下，學生們迫不及待地打開了包裹，開始測試、驗證實驗，將線上所學的理論知識付諸實踐，程序跑順了，指示燈亮起來了，收獲知識技能的同時，疫情的陰霾仿佛一掃而空。

韓力英說，學生們收到電路板后，她幾乎從早到晚都在回答學生的各種問題。當學生寫好軟件編程語言用電路板驗證時，可能需要各種調(diào)試，這其中任何一個細微環(huán)節(jié)出錯都會導(dǎo)致結(jié)果的偏差。正是有了可以驗證的實驗電路板，學生們的學習興趣被調(diào)動起來，這讓“停課不停學”變得更加有意義。

電信學院副院長武一表示，把“口袋實驗室”郵寄到家，實現(xiàn)了教師線上指導(dǎo)、學生以小組為單位的線下自主實驗的有機結(jié)合。學生不僅可以完成課堂理論知識學習驗證，還可以自主開展創(chuàng)新實驗、在家參與競賽培訓，“實現(xiàn)了大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的不斷線”。

    在線工程訓練帶著高校組團學習

通過視頻展現(xiàn)車削、銑削、鉗工、鑄造的全過程，講解小手錘和鋁材小飛機模型的制造工藝流程，這是學校實驗實訓中心在中國大學MOOC平臺上推出的線上課程。這一課程于2019年12月向全國高校免費開放，是全國第一個關(guān)于工程訓練類課程的慕課資源。這個具有前瞻性的舉措，在疫情到來之際解了廣大高校的燃眉之急，實現(xiàn)了跨學校、跨區(qū)域、跨省市的資源共享。課程團隊更是組成黨員志愿隊，積極做好服務(wù)工作，根據(jù)不同高校的使用情況和特點，保證隨時有問題隨時解答，共同研究合理方案。

課程負責人師占群教授說，作為工科學生，應(yīng)該對典型工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設(shè)計、制造有一個基本的、完整的體驗和認識。這種體驗和認識，對理解、學習和從事現(xiàn)代社會的任何一種高級技術(shù)工作都是必需的基礎(chǔ)。非工科類專業(yè)學生也應(yīng)了解制造過程，體驗工程文化，培養(yǎng)基本工程意識和工程素質(zhì)。開設(shè)工程訓練課程的目的正在于此。

面對疫情給實踐教學帶來的困難，實驗實訓中心推進工程訓練系列實踐課程“線上線下、虛實結(jié)合”新模式，在保證完成學生教學任務(wù)的前提下，通過全國高校創(chuàng)客教育基地聯(lián)盟、深圳市產(chǎn)教融合促進會和多個省市的工訓教學指導(dǎo)委員會或者金工學會等渠道，將工程訓練線上課程分享推向全國。

截至3月20日，7個學院、18個專業(yè)，共有1200名學生參加了工程訓練線上課程學習。來自校外的北京理工大學、華南理工大學、合肥工業(yè)大學等全國30余所高校12000多名學生參加了工程訓練線上學習。

《中國教育報》2020年05月11日第6版