Б. Крук - Избранные главы теории и практики дистанционного обучения

Перечисленными недостатками стандартных моделирующих компьютерных программ объясняется тот факт, что многие учебные заведения создают виртуальные лаборатории на базе компьютерных программ собственной разработки. Эти программы не так универсальны, как стандартные исследовательские программы, но обычно в них есть все необходимое для целей изучения конкретной дисциплины, включая программы контроля знаний как на этапе допуска студента к выполнению лабораторной работы, так и на этапе защиты выполненной работы.

Лаборатории с удаленным доступом.Организация удаленного доступа от компьютера учащегося через сеть Интернет к реальному оборудованию дает возможность решать целый комплекс качественно новых учебных задач: осуществлять оперативный многоканальный мониторинг динамических процессов в сложных системах; проводить диагностику технического состояния исследуемых объектов; реализовать многоканальное и функционально сложное управление объектами и обеспечить, тем самым, их качественное функционирование. Для выполнения лабораторных работ с удаленным доступом нужно иметь экспериментальный стенд, оснащенный современным оборудованием и управляемый компьютером через сеть Интернет. Этот стенд может находиться в учебной лаборатории университета, в научно-исследовательском институте или на предприятии, что позволяет изучать самые современные устройства, системы и сети, доступ к которым ограничен даже при очной форме обучения.

Возможны два режима удаленного доступа. Первый – это удаленный доступ к результатам, полученным при выполнении эксперимента, и второй – удаленный доступ непосредственно к проведению эксперимента.

При работе в режиме удаленного доступа к результатам эксперимента студент не работает с экспериментальной установкой, он только наблюдает за экспериментом. Все полученные результаты эксперимента отображаются на лабораторном сервере и становятся доступными для студента, который перегружает их на свой персональный компьютер. Задача студента – обработать результаты эксперимента по предлагаемой в лабораторной работе методике, оформить и прислать на проверку электронный отчет, содержащий таблицы, графики, диаграммы, а также основные выводы по результатам анализа экспериментальных данных, и защитить работу, выполнив тест. Такие лабораторные работы организуются для обработки результатов статистических испытаний и результатов экспериментальных исследований многопараметрических или быстроизменяющихся во времени процессов.

Удаленный доступ к управлению экспериментом предполагает работу с лабораторным стендом в режиме «on-line». Студент в реальном времени управляет автоматизированным экспериментом со своего персонального компьютера по предложенной методике. Доступ к эксперименту осуществляется в соответствии с расписанием работы лабораторного стенда по заявке студента, прошедшего предварительную проверку знания инструкции по работе с изучаемым оборудованием. Обработка результатов исследования и заполнение форм отчета могут быть осуществлены студентом также в режиме реального времени или после выполнения эксперимента в зависимости от методики выполнения лабораторной работы. Защита лабораторной работы – это, как правило, ответы на вопросы теста в режиме «on-line».

В любом случае, прежде чем приступить к лабораторной работе, студент должен получить допуск на ее выполнение. Для этого на Web-сервере учебного заведения должны быть размещены теоретические материалы, инструкции по работе с экспериментальной установкой (техническая документация), описание методики эксперимента, а также тест входного контроля для проверки теоретической и практической готовности студента к выполнению лабораторной работы.

Существует много способов создания лабораторных стендов, управляемых на расстоянии с помощью средств удаленного доступа. Компания National Instruments разработала специальную программную среду для организации управления реальным лабораторным оборудованием, которая получила название LabVIEW, что означает «Лаборатория виртуальных приборов». На самом деле речь идет о современных реальных приборах, выполненных на базе компьютера и не только не уступающих традиционным приборам, а во многих случаях превосходящих их.

Программа LabVIEW позволяет создать на экране лабораторного сервера приборную панель, на которой расположены все необходимые измерительные приборы (стрелочные приборы и индикаторы, осциллографы, измерители частоты и частотных характеристик и т.п.), а также пульт с органами управления лабораторной установкой: переключателями, кнопками, вращающимися ручками и т. д.