Konfigurowanie laboratoriów dla klas Project Lead The Way

  • Artykuł

Uwaga

Ten artykuł odwołuje się do funkcji dostępnych w planach laboratorium, które zastąpiły konta laboratorium.

Project Lead The Way (PLTW) to organizacja non-profit, która zapewnia program nauczania prek-12 w Stany Zjednoczone w dziedzinie informatyki, inżynierii i nauki biomedycznej. W każdej klasie PLTW uczniowie korzystają z różnych aplikacji oprogramowania w ramach praktycznego środowiska szkoleniowego. Wiele aplikacji oprogramowania wymaga szybkiego procesora CPU lub, w niektórych przypadkach, procesora GPU. W tym artykule pokazano, jak skonfigurować laboratoria dla następujących klas PLTW. Zajęcia są zwykle oferowane uczniom w klasach 9–12:

  • Wprowadzenie do projektowania inżynieryjnego

    Uczniowie są wprowadzani do procesu projektowania inżynieryjnego, który obejmuje korzystanie z oprogramowania autodesk Inventor wspomaganego komputerowo projektowania (CAD) do modelowania 3D.

  • Zasady inżynierii

    Uczniowie poznają mechanizmy inżynieryjne, siłę strukturalną i materiał oraz automatyzację. Ta klasa używa oprogramowania, takiego jak MD Solids, West Point Bridge Projektant i symulacji armii Ameryki.

  • Inżynieria cywilna i architektura

    Uczniowie uczą się tworzenia i projektowania i tworzenia witryn przy użyciu oprogramowania projektowego architektury Autodesk Revit do modelowania informacji o budynku 3D (BIM).

  • Produkcja zintegrowana z komputerem

    Uczniowie badają nowoczesne procesy produkcyjne, które obejmują robotykę i automatyzację. W tej klasie uczniowie korzystają z oprogramowania Autodesk Inventor CAD i Autodesk Inventor wspomaganego komputerowo (CAM).

  • Digital Electronics

    Studenci badają elektroniczne obwody logiki i urządzenia przy użyciu oprogramowania do symulacji i projektowania obwodu National Instrument Multisim .

  • Projektowanie i programowanie inżynieryjne

    Uczniowie przyczyniają się do kompleksowego rozwiązania, łącząc badania, projektowanie i testowanie, które przedstawiają panelowi inżynierów. W tej klasie uczniowie korzystają z oprogramowania Autodesk Inventor CAD .

  • Podstawy informatyki

    Uczniowie są wprowadzani do pojęć i narzędzi obliczeniowych. Zaczynają się od programowania opartego na blokach, a następnie przechodzą do kodowania opartego na tekście przy użyciu środowisk kodowania, takich jak bloki VEXcode V5.

  • Zasady informatyki

    Uczniowie rozwijają swoją wiedzę na temat programowania w języku Python przy użyciu środowiska programistycznego Microsoft Visual Studio Code.

  • Informatyka A

    Uczniowie rozszerzają swoje kompetencje programistyczne w tej klasie, ucząc się tworzenia aplikacji mobilnych. W tej klasie uczą się języka Java przy użyciu środowiska programistycznego Microsoft Visual Studio Code. Uczniowie używają również emulatora, który umożliwia im uruchamianie i testowanie kodu aplikacji mobilnej. Aby uzyskać informacje o sposobie konfigurowania emulatora w usłudze Azure Lab Services, skontaktuj się z nami za pośrednictwem forów usługi Azure Lab Services, aby uzyskać więcej informacji.

Aby uzyskać pełną listę oprogramowania klas, przejdź do witryny PLTW dla każdej klasy.

Aby rozpocząć konfigurowanie laboratoriów dla plTW, musisz mieć dostęp do subskrypcji platformy Azure i planu laboratorium. Porozmawiaj z administratorem organizacji, aby sprawdzić, czy możesz uzyskać dostęp do istniejącej subskrypcji platformy Azure. Jeśli nie masz subskrypcji platformy Azure, przed rozpoczęciem utwórz bezpłatne konto.

Serwer licencji

Większość oprogramowania używanego we wcześniejszych klasach PLTW nie wymaga dostępu do serwera licencji. Należy jednak uzyskać dostęp do serwera licencji, jeśli planujesz użyć modelu licencjonowania sieci Autodesk dla następującego oprogramowania:

  • Programu revit
  • Program CAD w spisie
  • Wynalazca CAM

Aby korzystać z licencjonowania sieciowego z oprogramowaniem Autodesk, PLTW zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące instalowania programu Autodesk Network License Manager na serwerze licencji. Ten serwer licencji jest zwykle zlokalizowany w sieci lokalnej lub hostowanej na maszynie wirtualnej platformy Azure w sieci wirtualnej platformy Azure.

Po skonfigurowaniu serwera licencji należy Połączenie do sieci wirtualnej w usłudze Azure Lab Services podczas tworzenia planu laboratorium.

Ważne

Zaawansowana sieć musi być włączona podczas tworzenia planu laboratorium. Nie można go dodać później.

Pliki licencji wygenerowane przez program Autodesk osadzają adres MAC serwera licencji. Jeśli zdecydujesz się hostować serwer licencji przy użyciu maszyny wirtualnej platformy Azure, ważne jest, aby upewnić się, że adres MAC serwera licencji nie ulegnie zmianie. Jeśli adres MAC ulegnie zmianie, należy ponownie wygenerować pliki licencjonowania. Poniżej przedstawiono kroki uniemożliwiające zmianę adresu MAC:

  • Ustaw statyczny prywatny adres IP i adres MAC dla maszyny wirtualnej platformy Azure, która hostuje serwer licencji.
  • Upewnij się, że zarówno plan laboratorium, jak i sieć wirtualna serwera licencji znajdują się w regionie lub lokalizacji, w której jest wystarczająca pojemność maszyny wirtualnej, aby nie trzeba było przenosić tych zasobów do nowego regionu lub lokalizacji później.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Konfigurowanie serwera licencji jako zasobu udostępnionego.

Konfiguracja laboratorium

Po utworzeniu subskrypcji platformy Azure możesz utworzyć nowy plan laboratorium w usługach Azure Lab Services. Aby uzyskać więcej informacji na temat tworzenia nowego planu laboratorium, zobacz samouczek dotyczący konfigurowania planu laboratorium.

Po skonfigurowaniu planu laboratorium utwórz oddzielne laboratorium dla każdej sesji zajęć PLTW, którą oferuje Twoja szkoła. Zalecamy również utworzenie oddzielnych obrazów dla każdego typu klasy PLTW. Aby uzyskać więcej informacji na temat struktury laboratoriów i obrazów, zobacz Przenoszenie z laboratorium fizycznego do usług Azure Lab Services.

Ustawienia planu laboratorium

Włącz ustawienia planu laboratorium zgodnie z opisem w poniższej tabeli. Aby uzyskać więcej informacji na temat włączania obrazów witryny Azure Marketplace, zobacz Określanie obrazów witryny Azure Marketplace dostępnych dla twórców laboratorium.

Ustawienie konta laboratorium Instrukcje
Obraz z witryny Marketplace Włącz obraz systemu Windows 10 Pro do użycia na koncie laboratorium.

Ustawienia laboratorium

Zalecany rozmiar maszyny wirtualnej do korzystania z klas PLTW zależy od typów obciążeń, które uczniowie wykonują w klasie. W przypadku wcześniejszych klas zalecamy używanie małych procesorów GPU (wizualizacja) i dużych rozmiarów maszyn wirtualnych. Podczas konfigurowania laboratoriów dla klas PLTW zapoznaj się ze wskazówkami w poniższej tabeli:

Ustawienie laboratorium Wartość i opis Zalecenie dotyczące klasy
Rozmiar maszyny wirtualnej Mały procesor GPU (wizualizacja). Najlepiej nadaje się do wizualizacji zdalnej, przesyłania strumieniowego, gier i kodowania z platformami, takimi jak OpenGL i DirectX. Zalecamy użycie tego rozmiaru dla następujących klas PLTW: Inżynieria cywilna i architektura, Elektronika cyfrowa, Zintegrowana produkcja komputerowa, Projektowanie i opracowywanie inżynierów oraz Wprowadzenie do projektowania inżynieryjnego.
Rozmiar maszyny wirtualnej Duży. Najlepiej nadaje się dla aplikacji, które wymagają szybszych procesorów CPU, lepszej wydajności dysku lokalnego, dużych baz danych i dużych pamięci podręcznych. Zalecamy użycie tego rozmiaru w następujących klasach PLTW: Zasady inżynierii, podstawy informatyki, zasady informatyki i informatyka A.

Konfiguracja maszyny szablonu

Niektóre pliki instalacyjne, które są potrzebne do PLTW, są duże. Pobranie plików do maszyny wirtualnej szablonu laboratorium może zająć dużo czasu.

Zamiast pobierać pliki instalacyjne na maszynę szablonu i instalować wszystko tam, zalecamy utworzenie obrazów PLTW w środowisku fizycznym. Następnie możesz zaimportować obrazy niestandardowe do galerii obliczeniowej, aby można było ich użyć do utworzenia laboratoriów. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Zalecane podejścia do tworzenia obrazów niestandardowych.

Zgodnie z tym zaleceniem zwróć uwagę na główne zadania dotyczące konfigurowania laboratorium:

  1. W środowisku fizycznym utwórz obraz dla klasy .

    a. Aby pobrać pliki instalacyjne i zainstalować wymagane oprogramowanie, skorzystaj ze szczegółowych kroków PLTW.

    Uwaga

    Podczas instalowania aplikacji Autodesk komputer, na którym są instalowane, musi mieć możliwość komunikowania się z serwerem licencji. Kreator instalacji autodesk wyświetli monit o podanie nazwy komputera, na którym jest hostowany serwer licencji. Jeśli hostujesz serwer licencji na maszynie wirtualnej platformy Azure, może być konieczne zaczekać na zainstalowanie programu Autodesk na maszynie wirtualnej szablonu laboratorium, aby kreator instalacji mógł uzyskać dostęp do serwera licencji.

    b. Zainstaluj i skonfiguruj usługę OneDrive lub inne opcje tworzenia kopii zapasowej, których może używać twoja szkoła.

    c. Instalowanie i konfigurowanie aktualizacji systemu Windows.

  2. Przekaż obraz niestandardowy do galerii obliczeniowej dołączonej do konta laboratorium.

  3. Utwórz laboratorium, a następnie wybierz obraz niestandardowy przekazany w poprzednim kroku.

  4. Po utworzeniu laboratorium uruchom maszynę wirtualną szablonu i połącz się z nią, aby sprawdzić, czy obraz działa zgodnie z oczekiwaniami.

  5. Na koniec opublikuj maszynę wirtualną szablonu, aby utworzyć maszyny wirtualne uczniów.

Uwaga

Jeśli twoja szkoła musi wykonywać filtrowanie zawartości, takie jak zgodność z ustawą o ochronie internetu dzieci (CIPA), musisz użyć oprogramowania innej firmy. Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj wskazówki dotyczące filtrowania zawartości za pomocą usługi Lab Services.

Urządzenia uczniów

Uczniowie mogą łączyć się ze swoimi maszynami wirtualnymi laboratorium z komputerów z systemem Windows, komputerów Mac i Komputerów Macintosh. Aby uzyskać instrukcje, zobacz:

Koszt

Załóżmy przykładowe oszacowanie kosztów dla klas PLTW. To oszacowanie nie obejmuje kosztów uruchamiania serwera licencji ani korzystania z galerii obliczeniowej.

Załóżmy, że masz klasę 25 uczniów, z których każdy ma 20 godzin zaplanowanego czasu zajęć. Każdy uczeń ma również dodatkowe 10 godzin przydziału dla pracy domowej lub przydziałów poza zaplanowanym czasem zajęć. Poniżej przedstawiono szacowane koszty:

  • Duża maszyna wirtualna

    25 uczniów × (20 zaplanowanych godzin + 10 godzin przydziału) × 70 jednostek laboratorium × USD0,01 na godzinę = USD525,00

  • Mały procesor GPU (wizualizacja)

    25 uczniów × (20 zaplanowanych godzin + 10 godzin przydziału) × 160 jednostek laboratorium × USD0,01 na godzinę = USD1200,00

Ważne

Oszacowanie kosztów jest przeznaczone tylko do celów przykładowych. Aby uzyskać bieżące informacje o cenach, zobacz Cennik usług Azure Lab Services.

Uwaga

Wiele klas PLTW używa aplikacji, które są dostępne za pośrednictwem przeglądarki, takich jak MIT App Inventor. Te aplikacje oparte na przeglądarce nie wymagają szybkiego procesora CPU ani procesora GPU i można uzyskać do nich dostęp z dowolnego urządzenia, które ma połączenie internetowe. Gdy uczniowie korzystają z tych typów aplikacji, zalecamy użycie przeglądarki na urządzeniu fizycznym zamiast przeglądarki na maszynie wirtualnej laboratorium. Uczniowie mogą pomóc utrzymać koszty w dół, używając maszyny wirtualnej laboratorium tylko dla aplikacji, które wymagają szybkiego procesora CPU lub procesora GPU.

Następne kroki

Obraz szablonu można teraz opublikować w laboratorium. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Publikowanie maszyny wirtualnej szablonu.

Podczas konfigurowania laboratorium zapoznaj się z następującymi artykułami: