Et fjernlaboratorium til at udføre eksperimenter med ægte elektronisk udstyr og kommunikationsudstyr

Laboratorier er en iboende del af teknologiske kvalifikationer, da praktiske eksperimenter er afgørende for, at eleverne tilegner sig de kompetencer og færdigheder, som de får brug for i deres fremtidige faglige udvikling. At give denne læring i et virtuelt format er en af ​​de udfordringer, som den nuværende COVID-19-pandemi udgør – en udfordring, som fjernuniversiteter har håndteret i årevis. RLAB-UOC er et fjerntliggende laboratorium designet og udviklet af Universitat Oberta de Catalunya (UOC), der gør det muligt for studerende på det datavidenskabelige fakultet, Multimedier og telekommunikation til at udføre praktiske eksperimenter med ægte elektronisk udstyr og kommunikationsudstyr overalt, når som helst. En ny artikel offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Elektronik har beskrevet laboratoriets karakteristika, og analyseret de studerendes tilfredshed ved hjælp af en type eksperiment, der har fundet sted i løbet af de seneste seks semestre.

"Hovedresultaterne viser, at de studerendes meninger er meget positive, og at det er muligt at udføre fjerneksperimenter med meget komplekst og dyrt udstyr og enheder, som dem i elektronik- og kommunikationslaboratorier, i et 100 % online miljø, at integrere teori og praktisk klasseværelse i samme miljø. Dette forbedrer læringsoplevelsen, og de studerende opnår de praktiske og professionelle færdigheder, de har brug for, " påpegede Carlos Monzo, en forsker ved Det Datalogiske Fakultet, Multimedier og telekommunikation ved UOC, og den førende forfatter af undersøgelsen. Andre forskere og medlemmer af fakultetet deltog også i forskningen:Germán Cobo, David García, José Antonio Morán og Eugènia Santamaria.

Fjernstyring af et elektronisk kredsløb

Casestudiet af RLAB-UOC, som er blevet brugt af hundredvis af studerende siden starten i 2012, blev udført for digital elektronik, et avanceret kursus på bachelorgraden i telekommunikationsteknologier og serviceteknik (GETiST). I specifikke termer, den er baseret på et eksperiment med et kredsløb styret af en FPGA, en programmerbar elektronisk enhed fysisk placeret ved UOC. Studerende kan oprette forbindelse fra hvor som helst med en internetforbindelse, bruge et kontrolprogram til at få adgang til et rigtigt FPGA-kort og arbejde eksternt med kredsløbet, mens de ser resultaterne af deres arbejde via et webcam.

De studerende besvarede efterfølgende et spørgeskema for at vurdere fjernlaboratoriets oplevede kvalitet og anvendelighed og deres mening om brugen af ​​rigtige instrumenter sammenlignet med de simuleringer, der også bruges i andre eksperimenter i løbet af kurset. Resultaterne af undersøgelsen viser, at eleverne vurderer laboratoriet og arbejdet med rigtige værktøjer 'meget positivt'. De mener også, at det ville være nyttigt at udvide brugen af ​​dette laboratorium til andre kurser.

At skabe denne følelse af at være fordybet i en rigtig opgave var en af ​​de vigtigste udfordringer i udviklingen af ​​denne teknologi. "Undersøgelsen viser et specifikt eksempel, der præsenterer strukturen i et fag, hvor teori og praksis eksisterer side om side, og eleverne vurderer det meget positivt. Det var også meget vigtigt for os at forhindre følelsen i at ligne at arbejde med en simulering, som vi opnåede med designet af laboratoriet og de udførte eksperimenter, " understregede forskeren.

En patenteret teknologi

Udviklingen af ​​dette fjernlaboratorium er blevet ledsaget af et patent til at beskytte en teknologi til at udføre en type eksperiment primært relateret til design og samling af analoge elektronikkredsløb i et fuldt online miljø. "Dens vigtigste egenskaber er, at den muliggør elementer med to og tre poler (modstande, kondensatorer, spoler, transistorer, osv.) skal tilsluttes automatisk og eksternt, som giver eleverne fleksibilitet til at udføre de samlinger, de ønsker virtuelt. Opfindelsen gør det også muligt at skalere de mulige eksperimenter, så systemet kan udvides, " sagde forskeren.

Typerne af eksperimenter, der er blevet udført, har udviklet sig over tid, og de er blevet ændret, opdateret eller oprettet for at imødekomme elevernes faglige behov. "Målet er at kunne tilbyde de mest avancerede kvalifikationer med eksperimentelle behov, under hensyntagen til vores studiers fuldstændig fjerne karakter, " påpegede forskeren.

Hjemme laboratorier

The UOC also offers other alternatives in order to address this need to carry out practical experiments:virtual simulations and home labs. "When physical access to the devices is required, the student is sent equipment like Lab@Home. This is another UOC invention, in which the student can manipulate electronic devices and components in situ, and it has also been highly rated by students, as we showed in another recent article, " concluded Carlos Monzo.