□ 汪 恒

夜幕降临，杭州电子科技大学电子信息学院的一间实验室里，各台设备灯光闪烁。值班的实验师马学条抬起头，他知道，又到了学生们做实验的高峰。

实验室里机器忙碌，却看不到一名学生的身影。这里是电子信息学院的远程实验中心，也是一间利用电工电子系列远程硬件平台构建的“云实验室”：在实验室之外，学生们通过线上预约，登录使用实验室里的各项实验平台，设备运转情况可以通过高清摄像头实时观察到，实验数据也会被现场的传感器采集并显示在用户界面上。

这套远程实境实验平台让师生实现了“随时随地做实验”的愿望。在数字化平台的助推下，相关课程的实验教学有了新的面貌，学生的创新能力培养获得了更多可能。不久前，相关课题“面向工程创新能力培养，构建电子类专业实践育人新体系”还获得了2021年浙江省教学成果奖特等奖。

拥有一台联网的电脑，就拥有整间实验室

时间回溯到2020年上半年，受疫情影响，多地高校的教学转为居家网课模式。但实验部分进不了实验室，如何能保障学习质量？杭电电子信息学院2019年开始建设的远程实境实验平台此时派上大用场，解了工科教学的燃眉之急。学生们在千里之外，也能操纵校内实验室里的实体实验设备。

登录平台网站，打开实验预约界面，使用者可以点选要预约的试验台并预约日期和具体时段。平台提供了数字电子技术、模拟电子技术、电工学和电机学等四个系列的相关实验项目。马学条在远程实验中心的电脑上登录平台，执行操作。现场的实验设备的机器转动声便同步响起。“学生即使在家里，也能听到机器转动的声音，达到跟现场做实验一样的效果。”马学条说。同时，相比于传统实验人工记录数据，再输入到电脑中处理的做法，不仅减少了误差，还更加形象直观，提高了学习效率。

在远程实验中心里环顾四周，各式实验箱错落放置、靠墙而立。每个实验箱里配置了交通灯模块、点阵显示模块、电机模块、VGA显示控制器设计等实验单元，可以支持做几十个电子信息学科实验。马学条介绍，学生单次可以预约使用设备20分钟。他们可以提前写好程序，上传设计方案，在平台上经过实验验证，最后得到数据结果。单次没做完的话，还可以继续预约。电子信息工程专业大二学生朱志伟去年上半年接触到远程实境实验平台，他的第一印象是“很惊奇”：“实验竟然还能在线上做，在寝室、自习室里就可以做完。”

平台由杭电与墨西哥蒙特雷科技大学远程实验中心共同建设。“蒙特雷科技大学在远程控制解决方案、页面UI设计等领域处于业界顶尖水平，结合杭电电子信息特色，在电工电子实验教学长期探索和实践的基础上，打造出杭电版远程实验平台。”平台负责人、电子信息学院副院长陈龙介绍。

在陈龙看来，远程实境实验平台的出现，突破了传统实验室在开放时间和接待人次上的限制，让利用碎片化时间做实验成为可能。陈龙说：“任何时间、任何地点，只要你拥有一台电脑，你就拥有整间实验室。”陈龙表示，传统实验室里每天排出3个班次，一天只能接纳40名左右的学生来做实验。而现在远程实验中心每天开放13个小时，全年无休。一间远程实验中心提供的实验机会量相当于一幢楼的传统实验室的接纳能力。

重构实验教学，打造电子信息金课

“数字电路实验”是不少工科专业的必修课。对马学条这样的授课教师来说，最关心的就是学生能不能把实验做明白。“这门课安排了10个实验要完成。原来这些实验都是在线下完成。因为课时和实验室开放时间有限，到点了哪怕没做完也不得不结束。”马学条说。有了远程实境实验平台之后，马学条把10个实验中比较难的4个放到了线上，剩下6个实验仍在线下完成。对于线上的几个实验，学生有一周的时间自行预约并完成。

实际上，远程实境实验平台在设计之初，就把目标更多地放在了一些高阶性、创新性、有一定挑战度的实验项目上。“这些对于学生形成处理复杂工程的能力很有帮助。特别是一些实验涉及高电压、高噪声、高转速，以前老师会有很多顾虑，只能现场演示讲解，现在学生可以自己在平台上亲身尝试。”陈龙说。

在电子信息学院副教授李竹的“数字图像处理”课上，设备问题曾一直找不到“最优解”。“原本是学生在自己的电脑上做，但对于课程聚焦的嵌入式平台来说，还是有一些效果没法通过个人电脑模拟出来。”李竹说，“选课的人有一两百，也很难做到人手一个硬件平台。”随着远程实境实验平台的引入，现在学生们只要错时预约，就能顺利完成课程涉及的所有实验。有了远程实境实验平台的加持，李竹在课程建设上也有了更多的底气。“数字图像处理”课程也被认定为2020年度省级线上线下混合式一流课程。

随着远程实验中心内置平台的日益丰富，适用的课程数目也越来越多，涵盖了通识类、专业基础类、课程设计类和研究性实践课程。目前，杭电22个专业的4000余名学生都会在课程学习过程中应用到远程实境实验平台。2021年寒假期间，教师们还组织了“数字电路系统创新设计邀请赛”，国内多所高校的学生通过线上硬件竞赛，对远程实物实验这种新方式有了更深切的体验。

“开枝散叶”到全球，虚拟教研室近在眼前

去年10月，新疆理工学院机电工程学院教师张艳在交流中听完陈龙关于远程实境实验平台的介绍后，直呼“太好了”。“实验不受场地和时间限制了。而且在疫情防控时期，也不用担心实验室封闭等意外情况发生了。”此前在教学中，因为班级数和学生人数较多，每次实验课需要2~3个人共用一台设备，而且很难在难度上作区分。“现在可以设计难度不同的任务，供学生在平台上独立完成。”张艳说。

张艳已经在自己教授的“电子技术基础”这门课上引入了远程实境实验平台。“学生反响不错，对提升创新能力有帮助。”张艳说，“我们是全疆第一所用上这类设备的学校，对老师们教学水平的提升也很有帮助。”

通过浙江省援疆项目，杭电的远程硬件实验平台也走进了西部高校。在新疆理工学院，杭电教师为师生开展了6期关于实验平台的线上培训，培训了教师120人次，并创建了高校援疆的杭电模式。

据统计，平台自2020年3月开放以来，除了杭电师生，还被墨西哥蒙特雷科技大学、浙江大学、北京航空航天大学、新疆理工学院等百余所高校的师生采用。共有2万余名学生注册，迄今已完成远程实物实验30余万人次。最多的时候，一天有990人（次）登录使用平台。今年1月，“未来非洲—中非职业教育合作计划”项目还将远程实境实验平台运用在非洲职业院校管理人员和骨干教师培训中。

陈龙介绍，接下来，团队将依托远程实境实验平台，建设全国性的虚拟教研室，推动电子信息相关领域的一流专业、一流课程建设和教研教改进程。

在新信息技术的支撑下，人才培养的改革也迈出了更大步伐。杭电电子信息学院构建起基础实验、专业实验、综合实验和课外研学为一体的阶梯式课程体系，将线上线下、课内课外、理论实践、德育智育等融入育人环节。近年来，学生科研能力和学术水平提升明显，学科竞赛成绩也多次位居省内第一。