本學期開展線上教學以來，電機系多位教師就如何在工科基礎課及專業課中通過網絡真刀真槍地做實驗進行了積極探索和實踐，電路原理、可編程控制器及變頻器系統等課程通過郵寄實驗設備給學生或者對實驗設備進行網絡化改造都實現了遠程實驗。最近，“電工電子技術”和“數字信号處理器DSP實驗”兩門課程也順利實現了遠程實驗，取得了較好的教學效果。

bevictor伟德官网電工學系列課程是針對工科非電類學生的技術基礎課程，教學内容主要包括電工技術、電機及PLC、電子技術等内容。實踐教學與理論教學密切結合，相關實驗包含在課程中一般占到總學時的30~40%，多數課程有6個基礎實驗、2個仿真實驗。實驗課與理論課進度相互配合進行，本學期有17個課堂800多名學生，實驗内容絕大多數是電子技術。突然爆發的疫情影響了課程的整體教學進程，雖然在學校的統一領導下理論課程順利進行，但是如果少了實驗教學環節就不是完整的教學過程。因此在依托雨課堂的理論課教學進入正軌後，課程負責人段玉生老師帶領教學團隊基于之前對于遠程實驗教學初步研究基礎（“配合spoc教學的電工電子技術在線實驗研究”，2018年教研項目），開始部署電子技術遠程實驗（remote experiment）。

開放實驗室以一台emona遠程實驗平台為基礎，重新設計了實驗内容，編寫了培訓教材和實驗指導書，并在雨課堂建立了面向全體學生的“電工學實驗雨課堂”，統一進行實驗教學。采用智能共享硬件的方式面向學生開放實驗室，學生可以在規定的時間段内不用預約、不受時間限制、不限次數地随時登錄實驗室平台進行實驗。後台記錄學生的實驗登錄時間和操作過程。老師可以定向觀察某個學生的實驗過程，或者進行在線實驗輔導。同學之間也可以互相觀察、讨論切磋。

從第六周開始進行摸索實驗，到第7周周末，已經分兩批（各90名學生，每批學生4天時間）完成了第一個實驗。目前，第二個實驗正在進行中。

實驗設計：按照遠程實驗與原實驗實質等同對的原則，基于平台的特點重新設計了實驗。工作量按照提前預習1小時、實驗3學時、總結1個小時設計。編寫了詳細的設備使用說明、實驗指導書，并由教師進行了全過程實驗測試。

教學過程：開設“電工學實驗雨課堂”針對全體同學培訓實驗平台（目前由近800名學生）。因為學生可能随時進行實驗，不能集中輔導。因此建立了電工學實驗輔導群，老師、助教、實驗室技術人員在群裡随時輔導，需要的話可以利用Watch功能進行在線一對一輔導實驗。學生完成實驗後在網絡學堂提交實驗報告。老師根據實驗報告、參考實驗登錄情況給出每次實驗的分數。

初步教學總結：通過一對一觀察學生實驗過程，發現學生在本平台進行遠程實驗時，其操作過程與實驗室實驗有很大區别。同學反映，因為實驗不受限制，可以安心地邊思考邊實驗，所以顯示的儀器操作不連續，觀察到在幾分鐘的密集操作後，屏幕會停留幾分鐘甚至十幾分鐘。一般不是在3個學時内完成一個實驗，而是根據自己的情況靈活安排時間，一次實驗要登錄好多次。從實驗登錄記錄可以印證這個情況，第一個實驗相對簡單，90人在4天内完成實驗後，服務器上得到了8000多條記錄，估計後面比較複雜的實驗記錄會更多。有同學說，在我們的遠程開放實驗平台做實驗最大的好處是可以花更多時間研究電路，對實驗電路的理解更深入。我們認為這也是本實驗平台的最大優點。實驗剛剛開始，進一步的數據獲得及分析将後續進行。

電工電子課程之所以在疫情爆發後能夠找到硬件共享的遠程實驗方法，順利進行實驗教學，是因為教學組有遠程在線實驗的研究基礎。當時的出發點是在實驗室實驗的基礎上，能夠通過遠程實驗的方式增加學生的實驗項目，學生隻需要一台計算機，無需其他任何設備就可以做實驗來研究電路，為電子技術教學模式的改變準備基礎。現在看來這種想法不但是可行的，而且還具有更多如全開放、高效率的特點。肯定會在以後的電工學教學工作中發揮更大的作用。

電機系為大三學生開設的“數字信号處理器DSP實驗”課程每節課都配套有硬件實驗練習，為使學生疫情期間能夠在家裡遠程完成實驗學習，并保證實驗教學質量及實驗可靠性，畢大強老師及其團隊（溫烨婷博士後、郭瑞光工程師）對3-306電力電子實驗室10套實時仿真硬件在環實驗設備進行了遠程實驗改造。

第一步，實驗台設備互聯改造。每個實驗台的設備（DSP控制器、硬件在環仿真器、示波器、攝像頭）都以計算機為核心組成一個局部互聯小系統，實驗室中的所有計算機再通過無線網卡組成内部的局域網，通過無線路由連至外網。示波器通過浏覽器網頁訪問，替代現場示波器操作。DSP仿真器與攝像頭通過USB連接到計算機，遠程編程及查看現場實驗設備的運轉情況。硬件在環仿真器通過網絡訪問，為DSP控制器提供各種虛拟實驗環境。通過改造後，在計算機系統的桌面上就能完成數字信号處理器DSP的所有實驗内容。

第二步，将實驗室的計算機系統遠程共享給學生使用。為了給學生提供最好的遠程實驗效果，畢大強老師及其團隊做了大量的調研和測試工作。

方式一：最先考慮的遠程訪問方式是采用可為個人用戶提供免費使用權限的商業遠程桌面軟件TeamViewer，在使用者相互協調下可多用戶同時訪問。

方式二：為了保障遠程訪問的可靠性，提供網絡化實驗方案備份，在實驗室中搭建了一台遠程訪問管理服務器，通過搭建遠程服務程序和路由器的配置，将實驗室局域網内的計算機端口映射到了公網IP的指定端口，學生在家通過windows自帶的遠程桌面客戶端就能實現對實驗室計算機桌面的遠程訪問。同時，在實驗室遠程訪問管理服務器上可以實時監測計算機的連接情況，訪問情況和網絡流量情況。整個系統架構如圖4所示。

實驗室改造與調試完成後，編寫了學生遠程訪問及使用流程，組織學生遠程試用，學生表示兩種方案遠程訪問實驗平台的操作流暢。

2020年3月16日下午第四大節《數字信号處理器DSP實驗》正式開始網絡化實驗教學，通過雨課堂在線講解實驗原理和演示編程軟件後，11名同學在10套設備上開始遠程實驗。學生通過課程微信群對實驗中遇到的問題進行提問，老師通過雨課堂在線語音和本地操作指導學生實驗，助教也通過遠程訪問實驗設備輔助學生，學生通過雨課堂投稿發送實驗結果，學生實驗效果與到實驗室完全相同。

到4月11日，學生已完成8次實驗課，練習了18個DSP硬件實驗項目，其中14個實驗項目是DPS控制器結合硬件在環實時系統完成。