Laboratorium przez Internet w modelu studiów inżynierskich

Transkrypt

1 Laboratorium przez Internet w modelu studiów inżynierskich Remigiusz Rak Marcin Godziemba-Maliszewski Andrzej Majkowski Adam Jóśko POLITECHNIKA WARSZAWSKA Ośrodek Kształcenia na Odległość

2 Laboratorium przez Internet Plan prezentacji: Wstęp - technologia informacyjna e-kształcenie Zasoby tradycyjne Laboratorium wirtualne Symulacja eksperymentu Projektowanie zdalne Laboratorium zdalne Podsumowanie 3

3 Technologia informacyjna - postęp Technologia Efekty Kształcenie Komputer - moc obliczeniowa, rozmiary Sieć komputerowa - szybkość, dostęp Sieci bezprzewodowe GSM GPS Ochrona, prywatność Użytkownicy zawsze w sieci on-line Źródła informacji i inne zasoby zawsze on-line Media cyfrowe wszechobecne Strumieniowanie mediów Bogate multimedia Dostępne animacje, symulacje, gry Systemy wbudowane Mikroserwery WWW Powszechne i wszechobecne nauczanie Nauczanie mobilne Kształcenie kooperatywne Kształcenie przez całe życie Globalne źródła wiedzy Obiekty uczące wielokrotnego użycia Wszystkie obiekty zawsze w sieci (on-line) Społeczeństwo wiedzy E - kształcenie 4

4 e-kształcenie Proces nabywania kompetencji z użyciem szerokiego zestawu technologii informatycznych i środków przekazu multimedialnego. Leksykon e-nauczania

5 Poziom przyswajania WYSOKI D Z I A Ł A N I E projektowanie zdalne wirtualne laboratorium MÓWIENIE, PISANIE SŁUCHANIE OGLĄDANIE interaktywne lekcje wideokonferencje kursy multimedialne (audio, video, animacje) multimedialne podręczniki elektroniczne wykłady na DVD OGLĄDANIE statyczne kursy (on-line) *.pdf prezentacje *.ppt (on-line) CZYTA -NIE poczta elektroniczna tekstowe podręczniki elektroniczne czasopisma elektroniczne NISKI NISKI WYSOKI Poziom aktywności w działaniu 6

6 e-kształcenie inżynierów Dla naukowców i inżynierów kluczowa faza kształcenia to: E K S P E R Y M E N T Wymóg w zakresie kształcenia inżynierów: Eksperymenty z użyciem rzeczywistej aparatury, w warunkach możliwie bliskich rzeczywistym, z możliwością nauki na błędach. 7

7 e-kształcenie w zakresie techniki pomiarowej Working Group: e-tools for Education in Instrumentation & Measurement pod nadzorem: IEEE Instrumentation and Measurement Society, Technical Committee TC-23 Education in Instrumentation and Measurement Strona internetowa Zespołu: 8

8 e-kształcenie inżynierów Główne przesłanki wprowadzania nowych technik do organizacji laboratoriów: Obowiązujące tendencje w ramach EU; Wysoki koszt aparatury badawczej; Wysoki koszt zarządzania laboratorium; Trudności w odnawianiu personelu technicznego; Rosnąca liczba studentów. Koszty kształcenia!!! 9

9 e-kształcenie inżynierów Remedium: LABORATORIUM WIRTUALNE: Projektowanie zdalne, Symulacja eksperymentu, Zdalny dostęp do laboratorium rzeczywistego (Zdalne laboratorium) 10

10 Laboratorium Wirtualne - definicja Heterogeniczne, rozproszone środowisko umożliwiające zdalny dostęp do programowych i sprzętowych zasobów laboratorium w sposób ciągły zarówno w sensie miejsca jak i czasu. 11

11 Zdalne Laboratorium - modele Model Synchroniczny (poziom 0) Obserwacja (bierna) pracy nauczyciela (laboranta) wykonującego eksperyment; Zdalna wizualizacja przebiegu eksperymentu (poziom 1) Obserwacja działania automatycznego systemu, obserwacja wyników; Zdalna kontrola eksperymentu (poziom 2) Zdalne sterowanie przebiegiem eksperymentu, obserwacja wyników; Zdalne projektowanie WPP (poziom 3) Projektowanie i uruchamianie własnego WPP (LabVIEW) i jego implementacja w zdalnym laboratorium 12

12 Zdalne Laboratorium - zarządzanie Laboratorium zdalne musi odpowiadać wymogom standardów kształcenia na odległość!!! Musi więc zawierać cechy kompletnego Systemu Zarządzania Kształceniem Learning Management System (LMS) 13

13 KONCEPCJA ZDALNEGO LABORATORIUM LOKALNA SIEĆ KOMPUTEROWA (sieć brzegowa) UŻYTKOWNICY ZDALNI LABORATORIUM SPRZĘTOWE 1 SERWER POMIAROWY Mentorzy grup SYSTEM POMIAROW Y GPID / DAQ Wirtualne serwery pomiarowe LABORATORIUM SPRZĘTOWE n Ethernet Zewnętrzny INTERNET SERWER POMIAROWY Zapora wewnętrzna firewall SYSTEM POMIAROW Y GPID / DAQ UŻYTKOWNICY INDYWIDUALNI Główny serwer tzw. Zarządca systemu Wirtualne serwery aplikacji INNE OŚRODKI Serwer baz danych Active Directory LOKALNE LABORATORIUM KOMPUTEROWE ZDALNE LABORATORIUM KOMPUTEROWE 14 1/15

14 POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno-Pomiarowych Laboratorium Systemów Pomiarowych Ćwiczenie laboratoryjne: Zdalny dostęp do przyrządów pomiarowych 15

15 GENERATOR AFG

16 MULTIMETR CYFROWY DM

17 Architektura klient-serwer : Serwer systemu: Aplikacja MS Windows napisana w środowisku Labwindows/CVI, (wirtualny przyrząd pomiarowy umieszczony na serwerze pomiarowym). Klient systemu: Aplikacja MS Windows napisana w środowisku LabWindows/CVI - realizacja zdalnego dostępu za pośrednictwem technologii DataSocket. 18

18 Architektura klient-serwer : 19

19 Ośrodek Kształcenia na Odległość 20

20 Ćw. 0 LabVIEW - samouczek Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta z metodyką programowania w środowisku graficznym LabVIEW. W trakcie ćwiczenia student zdobędzie umiejętności posługiwania się nim w procesie tworzenia aplikacji pomiarowych 21

21 Generator wirtualny 22

22 Ćw. 1 Analiza sygnałów 23

23 24

24 25

25 26

26 Ćw. 2 Badanie wzmacniacza elektroakustycznego 27

27 BADANIE PARAMETRÓW WZMACNIACZA ELEKTROAKUSTYCZNEGO 28

28 Ćwiczenie laboratoryjne 29

29 30

30 31

31 32

32 Ćw. 2 Badanie filtrów aktywnych 33

33 BADANIE FILTRÓW AKTYWNYCH 34

34 35

35 36

36 37

37 38

38 Podsumowanie Technologia informacyjna wyposaża nas w narzędzia do budowania laboratoriów wirtualnych, W zakresie projektowania laboratoriów wirtualnych - indywidualnie mamy duże osiągnięcia, W celu zbudowania sieci laboratoriów - mamy jeszcze wiele do zrobienia, Jesteśmy zmuszeni do działań zespołowych i solidarnych, Apel o patronat ze strony PTNEI

39 Dziękuję za uwagę