践行云时代教学的工学并举

千里之外通过网络指挥机械手完成一连串动作，3D仿真模拟平台完美演示化工实验整个流程，工程训练慕课课程上线并免费面向所有高校……面对疫情造成的无法实现工程实验现场教学的“困境”，河北工业大学的老师们各展其能，充分发扬该校“工学并举”的办学特色，通过云控平台、虚拟仿真、口袋实验室等一系列远程教学方式，探索出一条“云时代”理工实践教育的新路径，不仅实现了自身教育教学的需要，还帮助国内其他30余所高校实现线上工程实践教学的改革探索。

    云控平台实现隔空千里做实验

一只机械手蘸了蘸“油漆”，先向左移动，再向上移动，然后左右摆动完成涂抹的动作，机械手这时完成了名为“小小粉刷匠”的操作流程。这是在机械工程学院实验室里发生的一幕，操作这只机械手的学生正在河北邯郸的家中，而实验室里此刻并无一人，通过加装在机械手旁边的摄像头，指导教师和学生都能在自己的手机上实时监控机械手的动作，指导教师可随时对学生的完成情况予以指导。

“机械装备电气控制与PLC”课程主讲人孙立新老师介绍，这门课的线下实验课需要学生到实验室进行程序设计、调试实验设备（机械手）、验证实验结果。实验需要的程序可以通过专用软件进行模拟仿真，但如果只做仿真，学生恐怕兴趣不大。因此，机械系和机电系在学院支持下成立了联合攻关团队，由机电系教师赵海文任组长，孙立新、曲云霞、孙凌宇等教师合力开展了“云端实验平台”建设攻关行动。

在这一方案中，学生可根据实验任务要求居家线下进行程序设计，然后通过云端平台下载至实验室设备控制器，实现对现场设备的控制与调试任务。同时，通过网络实时传输的实验室现场视频画面，观察实验设备的运行情况，判断设备运行是否达到任务要求。学生也可在线实时修改程序。指导教师可以通过现场和云端两种方式获得学生的实验过程和结果，实现实时指导，双向互动。通过平台训练，提升了学生工程能力，全过程可视可控，实现了云控平台操作与现场实验实质等效。

“在线模拟有时候并不能发现自己编程上的错误，而连上设备之后远程实验，编程上的错误就会暴露出来。相对于离线模拟，远程实验更具有实践性，可以让我们对PLC编程有更直观、更深入的认识和了解。”机设176班的李恒说。

孙立新老师说，学生们在家做实验的热情非常高，从早上7点到晚上12点始终有学生在调试。这让我对学生们的学习态度有了全新的认识，现在的学生不是不爱学，而是目前的一些教学环节和内容没有引起他们足够的兴趣，一旦把积极性调动起来，孩子们的学习劲头是非常令人佩服的，他们的学习能力也是非常强的。

    将“口袋实验室”寄到学生家

3月4日起,电信学院2017级的学生群沸腾了,身处全国各地的学生陆续收到了学院寄给他们的“EDA实验线路板”。谁说线上教学不能动手做实验？有了“EDA实验线路板”，就相当于有了一个小小的“口袋实验室”。

面对“疫情受控前，学生不返校”的要求，如何能保证学生的在线课程达到培养方案的要求？学生的能力怎么能不受疫情影响得到全方位锻炼？这两个问题困扰着电信学院的老师们，特别是2017级学生开设的EDA技术综合设计，这是一门实践性非常强的集中实践环节的课程，需要边讲解、边编程、边测试、边验证。

讲授这门课的韩力英老师说，她的学生很多都是大三的学生，专业课至关重要，不能耽误。很多学生还在准备考研，更要加强练习。本来，她录了大量的视频教程来辅导学生，但她发现，这都没有将电路板直接寄到学生手中的效果好。

学院综合分析了疫情情况和学生返校进程，最终决定把实验板寄到学生手中。实验中心老师和任课教师迅速行动，一边统计学生能够收到快递的地址，一边把“EDA实验线路板”打包，就这样，承载着学校和学院沉甸甸希望的102个包裹向全国各地的学生家中发出了。

在任课教师的指导下，学生们迫不及待地打开了包裹，开始测试、验证实验，将线上所学的理论知识付诸实践，程序跑顺了，指示灯亮起来了，收获知识技能的同时，疫情的阴霾仿佛一扫而空。

韩力英说，学生们收到电路板后，她几乎从早到晚都在回答学生的各种问题。当学生写好软件编程语言用电路板验证时，可能需要各种调试，这其中任何一个细微环节出错都会导致结果的偏差。正是有了可以验证的实验电路板，学生们的学习兴趣被调动起来，这让“停课不停学”变得更加有意义。

电信学院副院长武一表示，把“口袋实验室”邮寄到家，实现了教师线上指导、学生以小组为单位的线下自主实验的有机结合。学生不仅可以完成课堂理论知识学习验证，还可以自主开展创新实验、在家参与竞赛培训，“实现了大学生创新能力培养的不断线”。

    在线工程训练带着高校组团学习

通过视频展现车削、铣削、钳工、铸造的全过程，讲解小手锤和铝材小飞机模型的制造工艺流程，这是学校实验实训中心在中国大学MOOC平台上推出的线上课程。这一课程于2019年12月向全国高校免费开放，是全国第一个关于工程训练类课程的慕课资源。这个具有前瞻性的举措，在疫情到来之际解了广大高校的燃眉之急，实现了跨学校、跨区域、跨省市的资源共享。课程团队更是组成党员志愿队，积极做好服务工作，根据不同高校的使用情况和特点，保证随时有问题随时解答，共同研究合理方案。

课程负责人师占群教授说，作为工科学生，应该对典型工业产品的结构、设计、制造有一个基本的、完整的体验和认识。这种体验和认识，对理解、学习和从事现代社会的任何一种高级技术工作都是必需的基础。非工科类专业学生也应了解制造过程，体验工程文化，培养基本工程意识和工程素质。开设工程训练课程的目的正在于此。

面对疫情给实践教学带来的困难，实验实训中心推进工程训练系列实践课程“线上线下、虚实结合”新模式，在保证完成学生教学任务的前提下，通过全国高校创客教育基地联盟、深圳市产教融合促进会和多个省市的工训教学指导委员会或者金工学会等渠道，将工程训练线上课程分享推向全国。

截至3月20日，7个学院、18个专业，共有1200名学生参加了工程训练线上课程学习。来自校外的北京理工大学、华南理工大学、合肥工业大学等全国30余所高校12000多名学生参加了工程训练线上学习。

《中国教育报》2020年05月11日第6版