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1998年，电子工程学教授热苏斯·德尔·阿拉莫（Jesús del Alamo）正在讲授晶体管物理学这门课，而授课过程曾让他倍感沮丧。“我那时教的学生中有大学生，也有研究生，但是他们都接触不到任何实验仪器。”阿拉莫说。“我认为让学生们有机会做实验非常重要，他们需要在简单电路上测试晶体管的特性，评估有多少在课堂上学到的东西能在实验室中真实地感触到。”
 运转中的ilab：来自乌干达麦克雷雷大学的学生们与麻省理工02届毕业生詹姆斯•哈迪森正展开协作，使用ELVIS设备创建一个在线电子通信实验。 来源：麻省理工科技创业 |
麻省理工学院的微系统技术实验室里只有一台可以做晶体管实验的仪器，即一台半导体参数分析仪，价值达几万美元。要给阿拉莫班里的80多个大学生每人半小时的时间使用这台仪器做实验，都是很不现实的，因此阿拉莫让一名学生帮他把仪器连接到了网络上。10多年后的今天，当时那个相对简易的联网实验已经扩展成为由MIT计算机教育创新计划中心（CECI）运行的一个名为iLab的项目。该项目寻求让麻省理工学院外的其他人也能够使用其实验设备，或许更重要的是，为其他大学提供实验工具，使它们能够创建自己的网络实验。当沙特阿拉伯的大学生要使用iLab实验室的核反应器发射出中子束来做测试时，伊利诺斯州的中学生正在通过iLab参与澳大利亚某处正在进行的放射性衰变实验，而亚洲和非洲的其他大学正在通过iLab向邻近学校提供在线实验设备通道。
创建一个灵活的、使用范围广泛的实验系统要经过早期的反复试错过程。尽管iLab软件的当前版本允许用户实时控制远程实验室设备，但早在10多年前阿拉莫的学生做第一次晶体管实验时，分析仪上只能挂接一台实验设备，而学生做实验前必须上载到这台设备上将要进行的测试列表。“若实验报告要到周五中午才出来，那么大部分学生实际上是在周四凌晨的1点到5点间做的实验。” CECI中心副主任加德·哈沃德（Jud Harward）说。因此，若设备在周五早上出现问题的话，那么学生就得不到实验结果了。因此阿拉莫和他的学生们对该系统所作的第一次修改是增加一个“开关矩阵”，这样就能够在分析仪上同时挂接8个设备。“我们可以创建备份了，”阿拉莫说，“在一项实验中，我们能够得到同一台设备得出的两三个样本结果。”
很快，阿拉莫的团队开始思考该如何调整方法，把其他实验设备也连入网络。“我们发现，我们装配起来的这个系统就像是一个自制的、完全自定义的系统，”他说。“我们想，应该从头开始创建一个具有标准化设计的标准化体系结构。”他们获得了iCampus计划的资金支持——微软提供的、用于研究创新教育法的2500万美元资助，便开始着手新的工作。
iLab系统的当前版本包含三个组成部分。其一，计算机系统，用于控制实验设置。其二，用户界面，安装在用户计算机上、用于操作实验设备的软件。其三，服务代理，介于计算机系统和用户界面之间，安排位于世界各地的iLab设备的使用计划。iLab系统各部分之间的通信必须遵循iLab团队规定的格式设置，但在其他方面，开发者们有不少的自由发挥空间。
乌干达的麦克雷雷大学是参与iLab项目的三所非洲大学之一，iLab开发已成为该大学的一门正式课程。与其他早期的参与者一样，麦克雷雷大学最初对iLab的利用仅限于使用其实验设备。然而，在非洲大部分地区，网络连接无法一直保持稳定。因而，麦克雷雷大学的学生们在规定的实验室使用时间段内可能会上不了网。
借助iCampus的资金支持，阿拉莫和他的协作伙伴开始寻找低成本设备，使分享不到MIT资源的大学能够利用这些低成本设备来创建自己的联网实验。他们把目光投向了美国国家仪器（National Instruments）的教学实验室虚拟仪器套件上（ELVIS）。ELVIS仅有一个豪华的拼字游戏机大小，但包含有各种电子仪器和软件，可模仿多种设备如示波器或信号发生器等。就实验室设备标准来说，ELVIS的价格已经非常低廉，非洲的几所大学又以很大的折扣为各自的iLab实验室配置了这套设备。
2007年，麦克雷雷大学的电子工程学教授Sandy Tickodri-Togboa和他的学生们访问了麻省理工大学，在此之前，他的学生一直在使用阿拉莫的分析仪做各种实验。iLab团队向他们介绍了ELVIS。自那以后，Tickodri-Togboa教授的高年级学生一直在为ELVIS设计新的iLab实验，这是他们毕业前的最后一个项目。之后，他和学生们到访剑桥大学，剑桥的iLab团队帮助他们解决了一些软件问题。从来年的秋季开始，一批数字信号处理和电子通信领域的新实验成为了该校学生的常规课程作业。
Tickodri-Togboa表示，他的学生们对iLabs表现出了极大的热情。“他们的往届师兄可没有条件做实验，或者只做过一次实验，如果足够幸运的话，”他说。09界毕业生OlayemiOyebode也发现了这一点，他曾花了三个星期帮助三所非洲大学的学生们设置iLab软件，使他们能够使用ELVIS做实验。“对大多数学生来讲，最大的问题是‘我们通常只学习理论’，而在某些时候，理论会显得非常枯燥。”他说。
用户界面的灵活设计已经显示出出乎意料的重要性，MIT的02界毕业生詹姆斯·哈迪森（James Hardison）表示。哈迪森在2000年通过本科生研究机会计划（UROP）进入iLab项目组，现在已成为CECI的一名研究员。一些用户的实验所运用的技术十分复杂，需要对设备进行精确控制；其他的用户都是高中生，他们只需要直观地观察到实验所展示的东西而已。那些受到带宽限制的用户则希望有一个备用控制系统，能够快速下载数据。
哈迪森指出，澳大利亚昆士兰大学的第一个iLab实验就是一个好的界面设计的典范。“我们当时刚设置好服务代理和可供人们下载的资源代码，”他回忆说。MIT的iLab团队便开始不断接到昆士兰大学生乔尔·卡朋特（Joel Carpenter）的电子邮件。卡朋特正在试图把一个有关标准控制系统的练习实验放到网上：学生需要以适当的速率加速一个钟摆，使钟摆恰好在指上上端的位置停止运动。卡朋特的界面可对实验过程的每一次钟摆运动进行动态描述，并提供对比不同钟摆运动的方法。并且在钟摆运动的每一个点都能指出控制程序正在执行哪部分代码。若实验出现差错，学生就能够马上判断出哪些代码出了问题。“人们控制钟摆平衡的成功概率直线上升，”哈迪森说。事实上，就连在实验室中做实验的学生都选择使用卡朋特的iLab界面，而不是只允许学生设置钟摆加速运动的初始条件的标准控制系统。
然而，与阿拉莫教授的晶体管物理学班级的学生一样，很多使用过iLab系统的学生似乎都对其日程规划的灵活性更感兴趣。最主要的好处是“能够做不限次数的重复实验，直到完全理解实验原理为止，”尼日利亚的奥巴费米亚沃洛沃大学(ObafemiAwolowo)的学生MoninuolaOlufola说道，他曾使用iLab系统做实验。“我可以按照自己的速度来安排学习，也不会有老师在旁边大声批评我，我甚至可以过很长时间之后再回过头去做一遍某个实验。”或许，在某个周四的凌晨1点到5点吧。
