I laboratori sono parte integrante delle qualifiche tecnologiche, poiché gli esperimenti pratici sono essenziali affinché gli studenti acquisiscano le competenze e le abilità di cui avranno bisogno durante il loro futuro sviluppo professionale. Fornire questo apprendimento in formato virtuale è una delle sfide poste dall'attuale pandemia di COVID-19, una sfida che le università a distanza affrontano da anni. RLAB-UOC è un laboratorio remoto progettato e sviluppato dall'Universitat Oberta de Catalunya (UOC) che consente agli studenti della Facoltà di Informatica, Multimedia e telecomunicazioni per condurre esperimenti pratici con apparecchiature elettroniche e di comunicazione reali ovunque, in ogni momento. Un nuovo articolo pubblicato sulla rivista scientifica Elettronica ha descritto le caratteristiche del laboratorio, e ha analizzato la soddisfazione degli studenti utilizzando un tipo di esperimento che ha avuto luogo negli ultimi sei semestri.

"I principali risultati mostrano che le opinioni degli studenti sono molto positive, e che è possibile effettuare sperimentazioni a distanza con apparecchiature e dispositivi altamente complessi e costosi, come quelli nei laboratori di elettronica e comunicazione, in un ambiente online al 100%, integrando la teoria e l'aula pratica nello stesso ambiente. Ciò migliora l'esperienza di apprendimento e gli studenti acquisiscono le competenze pratiche e professionali di cui hanno bisogno, " ha sottolineato Carlos Monzo, ricercatore presso la Facoltà di Informatica, Multimedia e Telecomunicazioni presso l'UOC, e l'autore principale dello studio. Alla ricerca hanno preso parte anche altri ricercatori e docenti:Germán Cobo, David Garcia, José Antonio Morán e Eugènia Santamaria.

Controllo di un circuito elettronico a distanza

Il caso di studio del RLAB-UOC, che è stato utilizzato da centinaia di studenti sin dal suo inizio nel 2012, è stato realizzato per l'elettronica digitale, un corso avanzato del Corso di Laurea in Ingegneria delle Tecnologie e dei Servizi delle Telecomunicazioni (GETiST). In termini specifici, si basa su un esperimento con un circuito controllato da un FPGA, un dispositivo elettronico programmabile fisicamente collocato presso la UOC. Gli studenti possono connettersi da qualsiasi luogo con una connessione Internet, utilizzando un programma di controllo per accedere a una vera scheda FPGA e lavorare in remoto con il circuito, mentre visualizzano i risultati del loro lavoro tramite una webcam.

Gli studenti hanno successivamente risposto a un questionario per valutare la qualità e l'utilità percepite del laboratorio remoto e il loro giudizio sull'utilizzo di strumenti reali rispetto alle simulazioni che vengono utilizzate anche in altre sperimentazioni durante il corso. I risultati del sondaggio mostrano che gli studenti valutano "molto positivamente" il laboratorio e il lavoro con strumenti reali. Ritengono inoltre che sarebbe utile estendere l'uso di questo laboratorio ad altri corsi.

Creare questa sensazione di essere immersi in un compito reale è stata una delle sfide più importanti nello sviluppo di questa tecnologia. "Lo studio mostra un esempio specifico che presenta la struttura di una materia in cui teoria e pratica coesistono fianco a fianco, e gli studenti lo valutano molto positivamente. Era anche molto importante per noi evitare che la sensazione fosse simile a quella di lavorare con una simulazione, che abbiamo realizzato con la progettazione del laboratorio e le sperimentazioni effettuate, " ha sottolineato il ricercatore.

Una tecnologia brevettata

Lo sviluppo di questo laboratorio remoto è stato accompagnato da un brevetto a tutela di una tecnologia per la realizzazione di un tipo di esperimento principalmente legato alla progettazione e all'assemblaggio di circuiti elettronici analogici in un ambiente completamente online. "La sua caratteristica principale è quella di abilitare elementi a due e tre poli (resistenze, condensatori, bobine, transistor, ecc.) da connettere in automatico e da remoto, che offre agli studenti la flessibilità di eseguire virtualmente le assemblee che desiderano. L'invenzione consente inoltre di scalare i possibili esperimenti, in modo che il sistema possa essere ampliato, " ha detto il ricercatore.

I tipi di esperimenti che sono stati eseguiti si sono evoluti nel tempo e sono stati modificati, aggiornato o creato per soddisfare le esigenze accademiche degli studenti. "L'obiettivo è quello di poter offrire le qualifiche più avanzate con esigenze sperimentali, tenendo conto della natura completamente remota dei nostri studi, " ha sottolineato il ricercatore.

Laboratori domestici

The UOC also offers other alternatives in order to address this need to carry out practical experiments:virtual simulations and home labs. "When physical access to the devices is required, the student is sent equipment like Lab@Home. This is another UOC invention, in which the student can manipulate electronic devices and components in situ, and it has also been highly rated by students, as we showed in another recent article, " concluded Carlos Monzo.