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        卓越計劃是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導。

        將拓展實施“卓越工程師教育培養計劃”(2.0版),適時增加“新工科”專業點;在產學合作協同育人項目中設置“新工科建設專題”,匯聚企業資源。鼓勵部屬高校統籌使用中央高校教育教學改革專項經費;鼓勵“雙一流”建設高校將“新工科”研究與實踐項目納入“雙一流”建設總體方案。鼓勵各地教育行政部門認定省級“新工科”研究與實踐項目,并采用多種渠道提供經費支持。積極爭取地方人民政府將“新工科”建設列入產業發展規劃、人才發展規劃等

        針對如何真正地助力中國工程教育這個問題, 我們IOEDU院校產品部通過一系列的調研與采訪, 并特別與工科院校的本科與研究生們進行了長時間的訪談, 最終確定有以下三個方向是整個工程教育的重要組成部分,而在這三個方向進行不斷發展與變革,是目前我們迫切需要奮斗的目標。

        電子電工實驗課程套件

           基于IOLab_虛擬儀器工程教育平臺,可以從大一到大四實現遞進式教學模式。

        電子電工實驗課程套件

           基于IOLab_虛擬儀器工程教育平臺,可以從大一到大四實現遞進式教學模式。

        圖片關鍵詞

        此外配套電子電路仿真軟件使用通用Multisim電子電路仿真軟件,也可以結合后面的遠程虛擬仿真平臺進行在線使用。

        圖片關鍵詞

         


        此外配套電子電路仿真軟件使用通用Multisim電子電路仿真軟件,也可以結合后面的遠程虛擬仿真平臺進行在線使用。

        圖片關鍵詞模擬電路實驗套件


        IO_Analog模擬電路實驗模塊是針對 “電子電工”、“模擬電路”及“計算機控制技術”的實驗教學,通過IOEDU虛擬儀器工程教育實驗平臺,通過虛擬儀器實驗平臺信號發生器,虛擬示波器,以及相關編程完成相應的實驗項目。

        系統特點和優勢:

        1.該實驗具有實驗功能全、資源豐富、使用靈活、接線可靠、操作快捷、維護簡單等優點

        2. 在實驗設計上,整流、濾波和串聯穩壓電路;LM7805集成穩壓電路;LM317集成穩壓電路;單級放大電路;兩級阻容耦容放大電路;負反饋放大電路;射極跟隨器;差動放大電路;OTL 互補對稱功率放大電路;集成功率放大器;集成運放電路等實驗內容

               3.擴展性強:各個模塊及資源分布合理、布局清晰,而且具有擴展性,方便學生自己重新設計

        4. 可以通過LabVIEW ,C# ,Matlab, Python進行通訊及編程的能力

        5. 具有美觀、實用的人機交互界面,適合通信、電子、測控等各專業;

        6. 硬件和軟件都留有相應擴展接口,有助于教師及學生的二次開發;

        可做實驗列表如下:

        實驗1 單級放大電路   

        實驗2 兩級放大電路   

        實驗3 負反饋放大電路

        實驗4 射極跟隨器

        實驗5 差動放大電路   

        實驗6 比例求和運算電路  

        實驗7 積分與微分電路

        實驗8 波形發生電路   

        實驗9 有源濾波器

        實驗10 電壓比較器    

        實驗11 集成電路RC正弦波振蕩器

        實驗12 集成功率放大器   

        實驗13 整流濾波與并聯穩壓電路  

        實驗14 串聯穩壓電路 

        實驗15 集成穩壓器    

        實驗16  RC正弦波振蕩器

        實驗17  LC振蕩器及選頻放大器  

        實驗18 電流/電壓轉換電路    

        實驗19 電壓/頻率轉換電路    

        實驗20 互補對稱功率放大器   

        實驗21 波形變換電路 

        實驗22 場效應晶體管放大電路

        實驗23 晶閘管實驗電路


        2 電路分析基礎實驗套件

        IO_Circuit電路分析系列基礎實驗套件是針對電工學中的有關電路分析理論的實驗論證,屬弱電類實驗。它采用模塊式結構,各模塊間相互獨立,通過各元件區不同元件組合,可組成多種測試電路,實驗模板正面印有電路圖,反面裝有器件,各實驗電路中需測試的點均裝有測試孔,使用方便,接觸可靠,而且壽命長、效率高,適用于進行各種電路的實驗研究,可滿足各類高、中等院校及職業技術類院校的電工原理、電路分析等課程實驗教學的需要。

        系統特點和優勢:

        1. 能夠完成基礎電路分析相關實驗原理驗證和實驗;

        2. 插拔式模塊化設計,且每個模塊可以自行選擇;

        3. 可以通過LabVIEW ,C# ,Matlab,進行通訊及編程的能力,可以通過Multisim進行電路仿真;

        4. 具有美觀、實用的人機交互界面,適合機械、機電、測控等各專業;

        5. 硬件和軟件都留有相應擴展接口,有助于教師及學生的二次開發;

        電路分析基礎實驗列表:

        一、模塊配置

        (1)    IO_Circuit_01  串聯并聯混聯電路測試實驗模塊

        (2)    IO_Circuit_02  基爾霍夫/疊加原理實驗模塊

        (3)    IO_Circuit_03  戴維南、諾頓定理實驗模塊

        (4)    IO_Circuit_04  受控源實驗模塊

        (5)    IO_Circuit_05  一階、二階動態電路實驗模塊

        (6)    IO_Circuit_06  RC串、并聯選頻網絡實驗模塊

        (7)    IO_Circuit_07  RLC串聯諧振電路實驗模塊

        (8)    IO_Circuit_08  雙口定理實驗模塊

        (9)    IO_Circuit_09  回轉器實驗模塊

        (10) IO_Circuit_10  負阻抗變換器實驗模塊

        (11) IO_Circuit_11  元器件擴展模塊

        二、至少可完成以下實驗:

        (1)    基本電工儀表的使用及測量誤差的計算實驗  

        (2)    減小儀表測量誤差的方法實驗  

        (3)    電阻的串聯和并聯電路實驗     

        (4)    電阻的混聯電路實驗  

        (5)    直流電阻電路故障的檢查實驗  

        (6)    電路元件伏安特性的測繪實驗  

        (7)    電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制實驗  

        (8)    基爾霍夫定律的驗證實驗  

        (9)    疊加原理的驗證實驗  

        (10) 電壓源與電流源的等效變換實驗     

        (11) 戴維南定理和諾頓定理的驗證實驗  

        (12) 最大功率傳輸條件測定實驗     

        (13) 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實驗研究實驗

        (14) 典型電信號的觀察與測量實驗  

        (15) RC一階電路的響應測試實驗   

        (16) 二階動態電路響應的研究實驗  

        (17) R、L、C元件阻抗特性的測定實驗  

        (18) RC選頻網絡特性測試實驗

        (19) R、L、C串聯諧振電路的研究實驗  

        (20) 雙口網絡測試實驗     

        (21) 互易定理實驗     

        (22) 回轉器實驗   負阻抗變換器實驗

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        三 虛擬仿真遠程實驗平臺VILab

        通過虛擬仿真遠程實驗平臺,通過內部校園網或者外部校園網,實現遠程真實實驗硬件控制,在線登錄、權限管理、實驗管理、實驗室管理等。理論學習、仿真驗證以及真實數據相結合,通過視頻輔助學習,在線提問、回答和交流,在線提交實驗數據和報告,完成實驗分數的批改和查閱。學生可以在寢室,或者家中,通過計算機網絡訪問實驗室,預約實驗,完成預習或者復習,不限地域、在有效可控時間里面,大大提高學習和實驗效率,也提高了教師的教學效率,和實驗室設備的利用效率。通過云攝像頭的監控,能直觀實時查看實驗狀態,通過遠程開關控制,能夠實現網絡的安全和實驗室設備的安全管理。

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        3.1 遠程實驗整體框架

        遠程實驗室是計算機遠程教學的重要組成部分,也是我國發展遠程教育的一個重要內容。 目前,隨著我國遠程教育工程的啟動,開發建設遠程虛擬實驗室已在各大院校蓬勃發展起來。結合現代教學方法,采用先進的計算機網絡技術、通信技術和多媒體技術,實現遠程教學和遠程實驗, 就可以通過網絡上的任何一臺工作站不受時間、地點的限制來進行實驗的教學和模擬。這樣,不僅可以大大提高教學質量和教學水平,而且可以實現有限資源的共享,從而促進教學和科研的發展。

           我們為了進一步發揮國家虛擬仿真實驗教學項目示范帶動作用,助推信息技術與實驗教育教學深度融合,助推高等教育教學質量變軌超車,考慮未來虛擬仿真發展趨勢和著眼當前科技技術,我們建設虛擬教學中心主要由虛擬仿真平臺,遠程實驗課程以及虛擬現實多媒體實訓中心,大屏直播實時顯示組成。

        虛擬仿真遠程實驗平臺: 采用云視頻技術,云存儲技術,移動技術,虛擬應用技術,信息化技術可以提供一站式在線學習,在線選課,在線實驗,在線仿真,在線考試,和在線報告,開放課程和專業課程,實現共享和開放式教學模式。

        基礎實驗平臺以及課程:基于IOLab_虛擬儀器工程教育平臺構建教學內容體系,結合虛擬仿真實驗中心平臺VILab的建設, 實現虛實結合,遠程實驗,資源共享模式。將相關原來線下的實驗通過改造,定制來滿足遠程實驗的實際需求,同時通過云camera技術進行實驗直播,滿足多元化實驗操作體驗。

        遠程實驗格子區:主要通過布展IOEDU相關實驗設備,通過IPCamera,網絡設備進行實驗展示和遠程操作。

        遠程實驗格子間主要主控網絡系統,實驗設備獨立格子間組成,模塊化設計,更靈活根據客戶需求進行擴展。格子間可以顯示每個實驗的狀態,可以進行直播管理,遠程燈光和電源控制等。格子間對外是半透明封閉,可以實時從窗外看到格子間實驗情況。

        在遠程實驗實訓平臺中,我們以一個最先進的設計理念對整個系統進行設計,融合最先進的虛擬現實與增強現實技術,將最先進的虛擬現實和增強現實件設備和軟件系統部署到實訓室,同時結合學校學科建設將虛擬現實和增強現實課程教材和培訓體系引入學校,學生基于實訓室可以學習開發應用,提升學生職業技能。

        3.1.1 系統網絡框架

        網絡虛擬仿真實驗室大多使用的是BS結合的(客戶端/服務端)結構,按其實現功能基本可分為三類:

        軟件共享網絡虛擬實驗室。其特點為,服務端共享本地的虛擬實驗室模擬軟件平臺,接受客戶端發送的實驗請求,分析和處理實驗參數,經過計算模擬最終將結果返回客戶端。整個系統不涉及具體的實驗儀器硬件設備,只是利用軟件模擬實驗的過程;

        儀器共享網絡虛擬實驗室。服務端同樣接受客戶端的實驗請求和實驗參數,使用實驗參數配置與之連接的實驗儀器硬件設備,由實驗儀器硬件設備進行實驗,并將實驗結果返回服務端,最后返回到用戶端,實現實驗儀器的共享,實驗數據的共享。

        遠程控制網絡虛擬實驗室。與儀器共享網絡虛擬實驗室最大的區別在于除了實驗儀器實驗數據的共享之外,其還要實現客戶端對實驗儀器設備的遠程控制。

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