如果将1.2节中介绍的所有仪器堆放在实验室中,我们看到的传统实验室就是如图1-1所示。这样一个实验室是无法做到每位学生拥有一个,且随时可以使用它开展实验的。而口袋实验室恰恰可以弥补这种不足。以虚拟仪器为核心构建的口袋实验室,可以打造一个随时随地做实验的平台。在这个平台上,可以进行理论实践、仿真验证、硬件搭试和测试的全过程。图1-15为以Multisim仿真软件和Pocket Lab为测试环境构建的口袋实验室。这个口袋实验室包括了安装有Multisim仿真工具和Pocket Lab软件部分的笔记本电脑、Pocket Lab硬件和工具盒(含实验元器件)。随着电子设备的不断发展,学生已经普遍拥有笔记本电脑。大部分“大学计划”中都购买了Multisim作为仿真工具。再配备Pocket Lab虚拟仪器和工具盒,就可构建成每位学生专属的口袋实验室。口袋实验室的便携性使得电类实验突破了时间和地点的限制,学生可以随时随地开展实验。
当然,传统实验室和传统仪器具有不可替代性,相较于虚拟仪器,它们的适用范围更广。所以口袋实验室与传统实验室不是取代关系,而是互补关系。口袋实验室作为传统实验室的有益补充,可以满足随时随地开展实验研究的需求:验证性实验可以帮助学生提高感性认知和消化理论知识;设计性和探索性实验可以增强学生学习的主动性,提高他们动手动脑能力、分析能力和实践能力,培养他们独立解决问题能力和工程设计能力。口袋实验室强大的功能及便携性加上现在蓬勃发展的在线开放课程资源,突破了传统教学资源和环境的限制,可使学生随时随地进行工程学习、实践与创新。
图1-15 口袋实验室(图重拍,笔记本上显示软硬件)
为了使Pocket Lab使用更为便捷,Pocket Lab除了PC机的软件系统,同时还配有手机软件系统。在Android操作系统(Android 2.2及以上版本)的手机上安装Pocket Lab手机虚拟实验室软件,并利用USB线给Pocket Lab硬件供电。打开手机WLAN,搜索Pocket Lab硬件的Wi-Fi,完成手机虚拟实验室软件与硬件Wi-Fi模块的连接,如图1-16所示。
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图1-16 Pocket Lab手机虚拟实验室
运行Pocket Lab手机虚拟实验室软件,其主功能界面如图1-17所示。Pocket Lab手机虚拟实验室软件可以实现信号发生器、示波器、频谱仪、波特图仪、逻辑分析仪、直流电压表等多种功能,选择主界面的功能按钮即可切换至对应的功能界面。
手机实验室软件的详细介绍请参见“附录一”。
图1-17 Pocket Lab手机虚拟实验室软件主界面
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