智慧实验室
智慧实验室
如果有这么一门实验课，您只需通过云课堂学习，便能享受到数字老师的个性化指导；系统会利用大模型精准评估您的课堂表现和能力水平，并通过智能知识图谱为您推送定制化的学习资源；甚至可以在宿舍里远程操作实验室设备，完成实验操作，并轻松编辑实验报告；这样的学习体验，您想不想感受一下？
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。（点此查看软件视频）
智慧化实验课程架构
1.实验课程管理
基础管理、人员管理、排课管理、远程预约、设备管理、行为管理。
2.人工智能（AI）
“虚拟教师”提供个性化精准化教学；AI机器人助教巡检答疑；AI推荐，异常预警助力无人化无纸化课程实现。
3.万物互联（iot）
实验室温度，实验台温度，有毒气体浓度，可燃气体浓度，设备运行参数，实验数据，行为轨迹实时上传显示。
4.智慧评价
自主预习仿真练习评价；实验操作过程行为及数据评价；实验报告评价，期末考核多维度评价，一人一档，一课一档，以评促学，以评促教。
通过数字化资源建设、实验设备智能化改造以及人工智能技术的开发和应用，构建“数智化”环境，通过云上课堂开设，虚拟仿真资源建设，虚拟教师、智能机器人巡检以及AI大模型训练实现为学习者提供更优质的教育资源和个性化的学习体验；通过数据传感、摄像头、控制器实现远程实验和数据实时上传，学生可根据兴趣选择到现场进行线下实验还是线上远程控制实验装置；通过智慧平台、智能管理系统、AI行为分析和多模态的评价模型，实现线上书写实验报告和实验操作及报告的智能评价，使数据的搜集和评价分散在教学的全生态和全流程中。整体经过环境设备改造，平台和系统建设达成智慧实验平台，通过促进信息交流和个性化服务，引导学生实现高水平的学习发展，提升实验教学的质量和效果。
数智化课程的构建是一个系统化的过程，涉及到多个层面的整合与创新。通过分析，小欧提出了构建数智化课程的万能建设流程。
建设流程：
1.利用技术赋能，搭建数智化环境
推动教育数字化转型，应利用技术赋能，搭建数智化教育环境，如数智化教室、数智化校园、数智化实验室、数字化实验设备、云上教学平台等。
2.通过人机协同，变革学习方式
课程引入数字人教师进行互动授课，AI助教提供个性化答疑，以及智能机器人进行实时巡检，彻底颠覆了传统的一刀切教学模式。采用了一种更为自主化、泛在化的学习方式，确保每位学生都能获得量身定制的学习体验。
3.加强数据管理，构建智能评估
智能评估评价对于实现个性化和精确教学、推动实验教学持续创新、提升学生学习效果具有重要意义。通过收集多元化的数据（包括实验参数、结果、学生行为以及实验反馈分析）深入洞察每个学生的独特需求。
运用人工智能技术对这些多维度、情境化的数据进行采集、分析和诊断，能够促进信息的有效交流，并提供定制化的教育服务。这种方法不仅激发了教师的创造性，也为学生带来了高度个性化的学习体验。
平台功能：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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