智慧实验室(数智化实验课程)的构建,是北京欧倍尔利用先进技术赋能教育的一次大胆尝试。通过搭建智能化的学习环境、整合数字化教学资源、强化数据驱动的管理和智能评估系统,我们为学生打造了一个高度个性化且精准的学习体验。同时,也为教师提供了一个基于数据分析的课程优化平台,让教学更加高效,让学习更加生动。

1、平台管理/数据展示

学生注册、登录、网上实验操作预约、实验报告上传、学习档案展示等,教师组织机构管理、班级教务管理、数据展示存储分析,师生交流互动,硬件设备管理控制,实现“人-机-物”一体化的智能云上实验空间。

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2、安全教育

利用VR全景技术,一比一复原实验楼,使学生能够身临其境地浏览实验室的布局、设备和实验器材。为学生提供一个不受限制的虚拟环境,在不进入实验室的情况下,自主探索实验室的各个角落,了解实验室的组成、设备的摆放和安全设施位置。

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3、虚拟仿真练习和考核

虚拟仿真资源,能够让学生随时随地访问实验教学资源,从而更加便捷地进行课前预习和训练。虚拟实验还可设置各种异常场景,进行事故处理演练,弥补实际教学资源不足。学生进行虚拟仿真实验获得考核证书后方可以进行线下实操。

4、实验数据管理(智能物联)

这种实验室通常利用了物联网(IoT)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)以及人工智能(AI)的技术,通过互联网连接的实验设备,如传感器、摄像头和控制器,实验数据实时上传平台。使用云服务来存储大量数据对数据进行处理展示,并分析对比,通过数据的运用可评价教学目标达成度,改进教学方法。

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5、远程实验室

通过网络访问并进行实验操作的虚拟实验环境,它允许学生和研究者在不受地理限制的情况下进行实验操作和探究。这种实验室通常利用了物联网(IoT)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)以及人工智能(AI)的技术,通过互联网连接的实验设备,如传感器、摄像头和控制器,让学生能远程操控。使用云服务来存储大量数据和运行实验软件,确保可靠性和扩展性。创建虚拟机或容器化的环境,模拟实验室操作系统和工具。

6、智能助教机器人巡检

用智能助教为实验人员提供交互式的指导,提高实验效率,降低风险。利用数字化的实验指导书,确保实验按照规定的标准执行。实验过程中持续收集实验参数,利用收集到的数据优化未来的实验设计,从而达到教学目标的优化,并形成数据沉淀,让实验和教学数据实时来源于一线,,高校知识图谱资源真实具体。

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建设案例:

在化工原理实验课程中,我们将数智化课程建设分为五个阶段:理论教学、实验预习、实操实验实施、实验报告分析和期末考试。学生可以通过观看数字人教师授课视频、使用虚拟仿真软件进行实验预习、在线预约线下实验等方式,实现自主学习和实践。

智能机器人的巡视和电子手环的使用,让实验过程更加安全和高效,机器人接入北京欧倍尔自主优化的的专业大模型,答疑更高效。

期末考试采用自研设计型CSLAB软件,学生自主进行设备选型、工艺流程设计、参数调节,数据处理等环节,激发了他们的创造力和实践能力,提高了师生数字素养。

这种创新的三元教学模式,打破了传统的师生互动关系,为教育注入了灵活性与多样性。学生由知识的被动接收者转变为主动参与者,深入探究实验教学,实现了知识的深刻理解和实践技能的全面提升。 数智化化工实验课程的构建,不仅增强了课程的完成度,更显著提升了实验教学的深度与广度,引领教育迈向更高效、更智能的方向。

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北京欧倍尔致力于打造一个更加智能、个性化的学习环境,继续深化人工智能在教育教学中的应用,探索更多符合当今教育需求的创新教学模式和科研反哺教学途径,进一步加强与国内外高校及研究机构的合作,引进更多优质资源,推动课程内容的国际化和多元化。