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自主研发口袋实验室 居家也能做实验


我校研制的第一代口袋实验室

本报讯 6月3日,物理与光电工程学院电子科学与技术19(4)班的同学们收到了实验教学部自主研制的口袋实验室套件(口袋实验室盒子和电路板)。同学们都说:“没想到在家也可以动手完成实验室的操作,很新鲜,感觉很好。”

作为广东省本科生规模最大的高校之一,我校公共基础实验教学任务非常艰巨。疫情期间,如何解决学生居家实验教学问题?实验教学部电工电子实验中心梁远博、陈安等老师自主研发了面向模拟电子技术实验的“口袋实验室”,选定物理与光电工程学院电子科学与技术19(4)班作为第一批试点班级,组织了50台小型量产,并邮寄到每个学生家中。

“口袋实验室”盒子主要由电源模块、信号产生模块、信号转换模块(模拟信号转数字信号)及虚拟示波器模块组成。实验电路板源于自制仪器“电工电子工程应用实验平台”中4块实验板,涵盖了波形发生电路、积分电路、单级放大、比较电路等。为确保口袋实验室成功应用,团队教师在口袋实验室盒子中4块核心模块板代加工回来后,自主焊接连成整个口袋实验室核心电路板,全手工制作外壳并打孔。实验时,通过USB连接电脑,获取声卡模块采集信号,接入实验电路输入端,电路输出信号通过计算机中示波器软件观察并测量波形。

6月10日,陈安老师通过“腾讯课堂”+“腾讯会议”双平台,为电子科学与技术19(4)班的同学们进行了口袋实验室的在线教学,效果良好。鲁宏亮同学说:“这是一次特殊的实验,通过示波器软件和口袋实验室,我感受到了自己搭建电路的乐趣以及在示波器软件上观察到熟悉的波形的欣慰。同学们也都积极地在群里讨论,很喜欢”。

“口袋实验室的线下实验教学为电工电子实验模式的改革提供了一次新的契机。将口袋实验室引入实践教学解决了实验室的时间和空间限制问题,疫情之后,通过口袋实验室可以把实验的过程从实验室搬到宿舍,学生可以在任意时间、任意地点进行实验,提前开展实验前的相关实验设计和验证,有利于提高学生自主学习能力和创造力。”陈安说。

目前,实验教学部电工电子实验中心在第一代口袋实验室的基础上,进一步改进产品质量,并扩大产量,生产出160台第二代“口袋实验室”,将于近期快递给学生。同时,将第一代“口袋实验室”采取学生班级间互寄复用的措施,共同满足电子科学与技术其余4个班级的实验教学需求。

疫情之下,如此迅速开展自制仪器用于线上实验教学,得益于近年来实验教学部重视实验教学仪器的自主研发。从电工技术实训用的电拖板,到毫安表的保护装置;再到集“复杂性、系统性、工程性”于一体的“电工电子工程应用实验平台”、“电工电子智能实训平台”创新性系列实验仪器,部分自制仪器参加了2019秋季中国高等教育博览会,受到了国内高校同行的好评。(文/胡兆勇 图/陈安)