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NI ProfessorDay:关乎教育领域的新思维

供稿:中国工控网 2016/12/14 12:21:58
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2016年11月18日,第十二届NI全国高校教师交流会(NI ProfessorDay)在北京嘉里中心举办。在互联网日益发展的今天,NI持续引领创新的理念与技术,并依托完整创新的教学资源与前沿的软硬件平台,助力全球各大院校轻松迎接便捷教育与高效率科研开发的双重挑战。

牵手学堂在线与Open University 深耕在线教育

在十三五规划的开局之年,NI一直迎合国家导向,在一流学校、一流学科建设实验教学、高校科研及创新创业的创新平台,而NI所有关乎前沿创新的教学改革方案,也都在NI ProfessorDay上悉数亮相。

此次NI ProfessorDay上的最大看点,便在于NI和学堂在线的合作。当下,MOOC这一流行于全球且基于移动互联网下的新教育模式已全面渗透世界各级高校。NI认同MOOC是移动互联网下新的在线教育模式,且NI在测试、测量、控制领域已经积累十余年的院校课程资源和多项企业工程应用的案例资源,所以NI和学堂在线决定共同建设内容丰富精彩的 “NI学堂”,通过“多学科课程”、“创新创业”、“微专业”、“行业培训”、“人才招聘”以及“市场合作”六大领域来促进此次合作的实质性落实。学堂在线是全球最优秀的中文在线教育平台之一,同时也是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台,二者的合作,将为高校老师及技术大咖提供广泛传播知识的平台,并为学习者提供优质的课程资源和学习服务。

不受时间、地域、人数的限制,可以服务的学生数量是传统教育的数百倍或随着时间的积累达到数万倍;而学习者则可以获得国际、国内知名院校和企业开放共享的课程以及教学服务。便是NI在线平台最大的意义。“其实针对于NI与在线学堂的合作,是为学生研发一个可靠而又便捷的学习设备,透过设备再通过NI学堂,任何学习者可以免费或低成本的学习NI提供的行业知识和企业应用案例。NI通过学堂在线平台,会将优质的教育合作资源以及工程案例以在线课程、讲座、直播等形式提供给学校、企业以及个人学习者,并为学习者提供精品内容、学习便利性,同时大大降低学习者的学习成本。”NI院校经理潘宇介绍。

除了与学堂在线的合作之外,引入远程开放实验也是NI的一个重要合作,所谓远程开放实验,是指直接通过远程的方式与学生进行实验互动。因此,NI与来自英国的Open University合作,基于NI的平台开发了一套非常完善的远程实验的环节。

“远程实验涉及三个环节,第一个环节就是实验的管理,也就是将学生带入到实验的环境中去。第二个就是操作环节,这里面就涉及到需要把真实的实验对象通过软件与互联网连接起来,在这,LabVIEW软件起到了一个很关键的作用,因为我们的软件可以无缝的连接硬件,可以进行硬件的控制和采集,并通过网页直接来访问采集和控制的数据,所以就实现了这两个功能,这是第二个环节。第三个环节,相当于还有一个最后的实验室管理环节,还是需要有人在本地去进行实验的管理,从而将这个系统整体维护起来,而这也将作为老师和我们共同探索和思考的一个启发点。通过远程实验,我们可以非常方便的实现远程实验的操作,这个可以解决现在工程学科在线教育一个非常大的难题,在注重理论学习但却忽视实践部分的时代,远程实验可以完美的弥补这个缺陷。”潘宇补充。

产品线覆盖教育的诸多层面

信息化技术如今已经渗透到社会生活的各个方面,备受公众关注的教育领域当然不能例外。一所学校、一位老师、一间教室的传统教育模式在中国已经衍生了上千年,但如今无所不在的互联网早已把曾经牢固的教育围墙给撕裂。在NI与学堂在线合作的教育服务生态体系之中,学生们可以借助互联网技术看到整个世界。线上平台、线下机构的高效联动,改变着大家接受教育的方式,课堂不再是学生的主战场,基于互联网的互动平台早已成为学生们自主获取知识和提高能力的重要舞台。

当然,如果说NI与学堂在线的合作是互联网教育模式的创新,那么NI关于教育的硬件平台则是盔甲,软硬兼施才能覆盖教育的各个层面。

比如基础课程部分,此次学堂在线上NI特别分享了清华大学利用慕课(MOOC)大规模在线开放课程,其中清华大学就利用了NI myDAQ开设电路原理课程,配合实际硬件让学生直观地学习基础电路知识;专业课程部分,NI与Quanser联手推出的Quanser QUBE-servo,为自动控制的教学提供了一个灵活并可自定义的被控对象,通过选择不同的模块,完成从入门PID实验到复杂高级算法的实现,而基于LabVIEW RIO架构的NI myRIO则是NI关于教育产品的灵魂所在。借助LabVIEW图形化编程环境,学生可对FPGA进行编程,并实时改进他们的系统,为原型化和快速迭代设计提供灵活性。在项目研究上,NI以软件为核心的模块化平台能够满足最新科研需求,研究人员可以选择现成的硬件模块构建整个系统,避免了底层硬件开发的繁复工作,而且可以与时俱进的利用FPGA、多核CPU以及总线技术的最新发展。

“所以NI 提供的是跨学科的多样化平台,以满足系统设计开发的多样化需求。因为随着技术发展的演变,学生需要掌握的技术越来越多,所以教育平台上需要整合的功能不能仅仅在某一个模块。工程教育不仅需要专业的理论教育,更加强调创新和实践能力,鼓励学生用开放式的思路解决问题,正是工程教育一直所倡导的目标。特别是针对NI的产品,NI一直希望学生把学到的理论知识运用到工程实践中去。” NI院校产品市场部副总裁Dave Wilson讲。

展品秀:天马行空的脑洞

从教育到科研,是一个循序渐进的过程,这在NI看来,叫做engineering pipeline(人才培养体系)。NI中国市场经理汤敏告诉记者:“从教学、基础教学、专业教学、学生创新创业的培养,然后过渡到科研乃至于产业化,其实是和学校共同构建了一个完整的合作的生态圈。如果说之前的合作是停留在教学层面,那么,NI的虚拟仪器大赛,则可谓是激发学生创新思维并将学生的设计实现产业化的重要链条。”

因为,NI的产品,不论软件还是硬件,都有一个共通的特点:学生可以在NI提供的平台上进行天马行空的创意。在此次的NI ProfessorDay的高校教师交流展台上,我们依旧可以看到诸多有趣的展品,比如:

 

全体感沉浸式机器人——为智能巡检机器人系列设计的多用途通用平台。集巡逻、检测、监控、操作等多样功能于一身,并基于NI roboRIO,设计并实现以自主或者遥控的方式,可以在无人值守的环境中,完成多样巡检任务。

 

移动机器人——基于myRIO嵌入式平台,设计并制作一个可实现100%自主模式控制的移动机器人,可以实现对制定操作台物品的操作。

 

手势控制娃娃机——用手势控制代替了遥感控制。硬件部分基于myRIO控制器,Delta机械手等硬件来实现功能;软件上,基于LabVIEW软件编程平台。软件与硬件的结合,给玩家前所未有的科技感。

 

运动控制系统实训平台——基于NI CompactRIO控制单元,构成了一个典型的多功能自动控制实训平台,主要由安装在铝合金导轨式实验平台的CompactRIO、传送加工单元、跟随装配单元而组成。

打造金字塔式教育生态体系 教育理念全面辐射  

作为虚拟仪器的倡导者,一直以来NI秉承 “Do Engineering”的宗旨,而这恰好与我国正在进行的中国工程教育改革相结合。从政策上来看,教育部从推出卓越工程师计划、再到协同创新计划、再到国家级大学生创新创业训练计划,这为教育教学创新提供了有力保证;而NI一直将助力工程教育作为我们持之以恒的方向:从产品来看,NI完全贯彻了教育教学中的理论、设计、原型以及实现四大部分;而在院校合作上来看,从虚拟仪器设计大赛再到NI ProfessorDay,NI可谓层层推进,步步为赢。

其实,NI自2015年开始就支持教育部开展产学合作育人项目;2016年,NI加大投入力度,充分发挥多学科创新的平台与前沿科学研究及产业紧密结合的优势,拟在全国支持10项育人示范基地建设、10项战略性新兴产业对接平台建设、4项示范性教学资源建设、10项教学内容和课程体系试点改革和21项校内外大学生创新创业训练项目。 

比较有代表性的是:在今年,NI与同济大学共同打造了国内首个具有工业4.0全要素的智能制造实验室——同济大学-美国国家仪器(NI)工业互联网联合实验中心,采用了最新推出的 NI InsightCM Enterprise 软件进阶版,与DIAdem、CompactRIO 等NI工业物联网技术平台相结合,可开展分布式传感器测量、智能终端处理、分析与开放式通讯、数据管理等相关领域的研究,这不仅具备业内领先的产能优势,同时可以提供实时信息 (而非大量未过滤的数据) 给相关主题专家,解决工业领域所面临的数据量大的难题。此外,NI还与东南大学、南京邮电大学等院校合作,携手开展工业互联网领域的前沿研究项目。

潘宇做了一个形象的比喻,NI的院校合作模式就像一个金字塔:“我们是从金字塔的塔尖开始,和很多的企业一样,NI先通过与985院校的合作慢慢了解国内的教学体系;同时,通过与985院校的合作,能够将NI的教育理念辐射到更多院校。然后,NI与更多的职专院校建立联系,真正的覆盖到金字塔底端的更多学生。现在NI已经建立了一个比较完善的生态教育体系,所以NI会提供更加广泛类型的活动,比如学生俱乐部等等。而在未来,NI还会将自有的教育体系变得更加完善。”

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