“新工科”的概念在产学研各界盛行，远程实验教学系统是其中最为基础也是关键的一个环节。上海科技大学打造了以NI ELVIS III 的网页浏览器远程访问为核心的教学系统，得到广泛好评，一起来了解下。
用户介绍
上海科技大学是一所由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设，由上海市人民政府主管的全日制普通高等学校，2013年9月30日经教育部批准同意正式建立。学校致力于服务国家经济社会发展战略，培养科技创新创业人才，提供科技解决方案及发挥思想库作用，积极投身高等教育改革、参与上海科创中心建设，努力建设一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。
目前的挑战
《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》和《2017年教育信息化工作要点》等相关要求，开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设，是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。
随着信息技术的发展，教育部及诸多院校都推出了线上慕课平台和线上教学管理平台，线上慕课平台无法查看学生的学习记录，界面设置也不够简洁、友好；而线上教学管理平台，盲目追求功能的全面性，而使得教师操作难度很大。实际上，线上教学管理平台具备收发作业、反馈分数和评语、统计作业分数、答疑，就能够满足教学使用。而目前线上慕课平台和线上教学管理平台，都无法提供实践实验操作，效果不好。
科创实践、实验资源的联网共享；各大高校实验资源互联，避免重复浪费；偏远落后地区获得珍贵的实践资源。突破实验场地、固定时间的限制，提升仪器设备的使用效率。克服现有不足，打造普遍适应性的远程实验教学系统。
解决思路
部分院校以虚拟仿真、硬件在环HIL 推进建设，曲高和寡，虚而不实；个别院校投重金打造真正的远程示范实验项目，为某个实验重金打造的远程平台，不具备大范围扩展、复制能力；某些公司开发了内容固定的远程实验，内容陈旧，教师不便于实时更新，实用性差，教师使用的积极性很低。
打造一种普遍适应性的教学管理远程系统，具有兼容性、扩展性、通用性；统一的用户管理预约平台，教学管理简洁、方便；自由的实验方案页面定制、远程操纵模块嵌入。
实现
以NI ELVIS III 的网页浏览器远程访问为核心，提供了针对所有专业和课程的远程教学方案。
教学管理远程系统，包括：用户前端、机构Web 端、平台Web 端，平台Web 端用于新增、修改、删除机构，并为机构设置机构管理账号；机构管理账号登录机构Web 端，进行用户管理、课程管理、设备管理；用户选择所属的机构登录用户前端，查看所属机构的课程，课程由课件组成；用户学习所选择的课程课件，用户预约具有远程操作设备的课程课件；每一个机构Web 端对应一个用户前端，机构Web 端管理所对应的用户前端。
远程实验教学平台，具有：基于网页浏览器，轻便灵活，不安装多余软件，安全稳定；自由定制化，给idea 插上翅膀，一线教师快速升级实验方案；专属教具模块，一键线下远程化；四层安全防护，保障实验平台安全。
NI 先进的技术平台，不断进行技术革新，并能够给具有创新精神的教师提供技术支撑和资金支持。疫情之下，建立远程实验公益项目，免费提供给广大师生，充满社会责任感。
——刘闯，上海科技大学
远程实验教学体系改革案例
用户介绍
上海科技大学信息科学与技术学院（SIST）将投身国家高等教育改革创新事业，立志成为一个拥有世界级科研实验室和教授团队的顶级学术科研机构。信息学院致力于营造一个开放、自由、独立的学术氛围，支持和激励学院每一位科研人员最大限度地将自身学术潜能转化为令人瞩目的科研成就。信息学院致力于成为信息科学与技术领域未来科学家、工程师、创业者和产业领军人物的摇篮，为中国乃至世界的经济转型和发展做出关键性的贡献。
面临新的当前日益更新的技术和应用需求，尤其是疫情之下，停课不停学的大环境，对远程教学设计能力和创新能力提出了非常高要求，对于人才培养也提出了新的挑战，如何可以将各门课程远程在线化，让学生通过网络远程高效地完成实验、科创实践，NI 与上海科技大学一起进行了开创性的探索。
完善的教学管理系统：理论+实验+答疑+作业
《信息科技导论》是上海科技大学信息学院开设的面向全体本科新生的大学入门导论课程，属于通识必修课程，在大一年级开设。该课程的主要宗旨及教学目标是：通过前沿的课程内容教学、灵活丰富的课程实验，将整个信息领域的科学概貌展现在学生面前，使学生对信息科学有一个初步的整体认识。本课程着重实践激发兴趣，实验包括：电子电路、信号与系统、嵌入式，最后以项目的形式融合多学科知识，将该课程的4个部分有机地融合在一起。将此搬到线上教学，具有极大挑战和普遍适用性。
2020年，本课程的学生数量达到了412人，不管是实验还是答疑，教学管理的工作量都很巨大。而线上平台设计了简单便利的答疑模块，学生留言提问，教师和助教都能够回答，其他同学也能够浏览解惑，避免重复提问。作业模块更是具有权重分数设置、得分和评语反馈、一键打包下载、成绩统计表下载等实用功能。最重要是，学生在学习理论课程之后，即可就能进行实验远程预约，开展理论结合实践的验证学习。
仿真与实验无缝衔接：网页访问、互动性强、安全可靠
基于网页的仿真与实验：
无需安装任何软件客户端，只需一台带网页浏览器Chrome的用户终端，如电脑、平板、手机等，即可实现软件仿真与远程在线实验。基于网页的电路仿真：基于网页版Multisim 即可随时随地通过浏览器直接进行电路仿真；基于网页的远程实验：基于ELVIS III 配套的网页，即可远程访问仪器资源，包括函数发生器、示波器、数字万用表等其中七种仪器，并可访问模拟/数字I/O 接口实现数据采集及控制。
互动性强：
基于ELVIS III 网页浏览器的远程操作界面及配套的Web 实验模块具有超强的互动性，比如上图中的自动数字连续电位器，学生能够在远程连续调节电阻，诸如模拟电路中放大器参数设计的实验，都能够轻松完成。
以专用的节点式定制化线路切换实验板，创新的四开关八节点，随意定制实验电路拓扑结构。控制信号与电路之间光耦隔离，安全可靠，远程控制具有红色LED 指示。自主研发，具有多重专利技术的自动数字连续电位器，满足复杂连续参数调试实验。具有超高精度且调阻迅速，且不影响实验电路。在ELVIS III 布置的实验电路，接下来就可以完成复杂的三端变阻器分压特性实验，该实验能够切换4 种负载工况，连续调节三端电阻，得到上百个测试点数据。
安全、可靠：
具有四重安全机制保护远程硬件。《信息科技导论》教学稳定产生的并发数最大900+，平均将近700，都没有任何问题，学生教学反馈良好。
社会责任感，远程公益项目
NI、上海科技大学、创造营联合推出了NI 公益教育项目，该项目涵盖了《电路基础》8 个远程实验、《模拟电路》6 个远程实验、《数字电路》4 个远程实验、《电机与控制》4 个远程实验、《电工电子技术》12 个远程实验，免费开放给全国各地的广大师生。申请使用院校达20 多所，多位教师通过远程实验教学平台将实验课程线上远程化，产生线上教学超过10 万人次。
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