由于行业亟需更多能够通过团队合作迅速成长的设计人才， OSU需要建立一种项目式学习环境。为此，他们专为本科生设计了一个实验室，并重新定义了工程课程的内容。

俄克拉荷马州立大学正在进行教学改革，而其中的关键在于ENDEAVOR实验室。该教学改革旨在将教学活动拓展至课堂之外，增加本科生进行实验和探索的时间，通过动手实践将多个学科的知识融会贯通，提高其未来就业竞争力。

CEAT ENDEAVOR实验室正门

逐步实现愿景

通过项目和实验为本科生提供沉浸式学习体验这一理念非常有吸引力，但同时也容易受到质疑。因为这种转型不仅需要物力/人力/基础设施投资，也需要进行文化方面的改革，这可能困难重重。因此，教师和各个院系必须重新审视建校以来一直采用的教学方法。他们需要反思并调整学位计划、课程结构、新/旧/冗余课程、毕业所需的课时数和认证，为所有学生有效地提供沉浸式学习环境。为了满足这种转型的基础设施需求，我们将重点放在了以下几个重要概念上：建立一个可以为8000多名本科生服务的中央设施；提供一系列高级工业工具供本科生使用；促进跨学科应用（设施和设备应属于整个校而非个别院系）；以及设立相关的现代课程。这些概念也是我们寻求合作伙伴的出发点，同时也体现在我们向教育和行业合作伙伴提出的OSU教学改革建议中。CEAT的教学改革是一项长期的艰巨任务。我们不仅联合了CEAT的各个学院，也将人文与科学学院、农林院校和商学院纳入进来。我们的带头人Paul Tikalsky院长始终坚持正确的方向，在推动这一改革上发挥了至关重要的作用。

ENDEAVOR的创新基石

ENDEAVOR实验室是一个占地72000平方英尺的探索式环境，配备了各种原型验证、测试和测量设备，由一小队教授和本科生负责管理。由于该建筑的设计初衷是让学生随时随地探索，因此我们仔细地考虑了各处细节，如露出墙体剖面，方便学生探索各种原理——无论是实验室绝缘措施还是电梯工作原理，无所不包。从楼梯处嵌入的测量系统到遍布室内的热力学测试用传感器，再到满地板的方程式，学生从进入实验室开始就会完全沉浸于工程学的氛围中。

大二和大三学生在通信实验室做实验 

由于ENDEAVOR需要为多个工程学科以及其他学院的学生提供服务，因此我们需要涵盖广泛的课程主题，让各个院系能够无缝使用各种工具。获悉我们面临的挑战后，NI与我们合作，为ENDEAVOR配备了最先进的测试和测量设备。NI的工业产品（比如CompactRIO和CompactDAQ）能够在热力学、流体力学以及材料实验之间轻松切换，为我们提供了极大便利。他们的NI ELVIS III解决方案可融入到电路、无线通信等众多课程。OSU的工程系每年招收1500多名本科新生，我们相信他们从入学第一天起便能够开始培养工程直觉，进行实际实验以及获得相关数据。由于ENDEAVOR设备是为所有学生服务，因此这些设备需要成本低廉、经久耐用且易于上手。NI ELVIS III彻底改变了我们的实验室教学。该解决方案不仅将电源、函数发生器和分析仪等多种台式仪器集成到一个平台上，而且还提供了measurementslive.ni.com环境，使其成为了我们的不二之选。借助这些功能以及基于嵌入式板载处理器的原型验证能力，我们可以从第一年就开始帮助学生打下良好的基础，之后再使用更加小型的myRIO平台过渡到完整的设计。NI平台的价值在于它们可以适应不同规模教学的需求，比如在NI ELVIS III上进行基础课程教学，然后在大型工业设备上进一步巩固知识和验证想法。由于学生已经可以熟练使用NI技术，我们无需再进行过多的重复讲解，从而省出更多时间投入到工程概念的教学中。

电气工程实验室的每个桌面均配有NI ELVIS III

ENDEAVOR不仅仅是一栋建筑，而是促进思维转变的催化剂。我们的教师正在采用全新的基础课程教学方法，这些方法主要侧重于项目式和体验式学习。这改变了OSU开设的多门课程： 

电路基本原理：学生可以将笔记本电脑连接到NI ELVIS III，然后使用 Measurements Live采集测量数据，从而在课堂上验证各种理论。这一过程帮助学生真正将理论与实际联系起来。

数字设计：该课程要求学生在NI ELVIS III上构建状态机，模拟1967款福特雷鸟的汽车尾灯。学生需要在规定的时间内完成用户交互要求，最终分数视其最终成果在多大程度满足这些要求而定。

嵌入式计算机：学生可以使用NI数字系统开发板进行快速开发，并通过动手实践巩固理论知识。举个例子，学生将此系统与NI ELVIS III相结合，开发出了功能完整的NES Classic Edition，而且可在FPGA环境中运行Super Mario Brothers。

测量与仪器：将生物医学传感器与Nerf枪相结合是吸引学生参与的绝佳方式！在该课程中，学生将模拟传感器连接到嵌入式控制器。然后，他们使用NI ELVIS III采集EKG数据，并建立玩家通过弯曲无名指来发射NERF枪的模型。

无线通信：OSU之前从未为本科生提供过无线通信实验室。现在，通过与NI的合作，我们开设了一门无线通信课程，该课程先使用NI ELVIS III及Emona通信板，然后再过渡到USRP（通用软件无线电外设）等适用于研究应用的复杂解决方案。美国国内只有大约四个实验室可与ENDEAVOR的RF/COM实验室相提并论，但均非专为本科教育而设。 

设计课程：NI设备和软件也帮助学生提高了学习成绩。NI提供了一个通用平台和快速学习周期，适用于建立更先进的工业原型以及ENDEAVOR系统以及自动驾驶汽车的研究。也许最令人印象深刻的是学生的积极性完全被调动起来：一个团队正在使用尖端的驱动系统搭建自主式BB-8机器 人。另一个团队正在使用LabVIEW和myRIO采集和整合传感器数据，同时连接到NVIDIA进行人工智能处理。他们的目标是发明一种能够自动学习障碍路线的自动驾驶汽车。 

课程升级：NI设备与LabVIEW软件正在帮助我们将缓慢的传统课程快速升级到符合现代行业需求和热点的课程。NI产品将通常需要数周甚至数月才能完成的开发任务缩短到了数天。由于减少了所需的工作量，本来面向研究生的更高阶课程和概念现在也可以对大三学生开放。除了改革工程设计课程，我们还打算围绕当前正在学习的课程设置高级应用课程，敬请期待！

学生实验室管理人员在 ENDEAVOR流体实验室内配置水槽

大二学生使用myRIO完成跟踪机器人原型

成果

实验设施、设备和改革后课程大大调动了学生的积极性，降低了成本，并推动与其他学院的合作关系。目前，整个实验室共有60套NI ELVIS III设备，我们计划为CEAT的各个院系添设更多设备和其他NI工具。我们已经完成了新课程的第一轮教学，60%的学生已成为指导员、实验室管理人员或派驻其他院系的代表。商学院正在投资一项培养创业型学生的计划，这些创业型学生需要制定产品推介方案并“雇用”学生资源，在ENDEAVOR对其想法进行原型验证。目前是物理学的学生在参加ENDEAVOR课程，下学期甚至戏剧学等完全不相关的学院的学生也会报名参加ENDEAVOR课程。我们为CEAT和农林学院的STEM学生开展拓展活动和教师培训提供支持。在文化方面，我们为CEAT学生组织以及社区的外展活动提供支持和鼓励。人们走进ENDEAVOR大门时所感受到的精神或本质远超越了建筑或实验室本身：它成为了OSU牛仔风的自然延伸。NI是我们工作过程中的得力伙伴。他们不仅提供了一个统一的有效解决方案，而且其全球平台还扩大了我们信息的网络覆盖范围。我们正携手突破技术极限，激励创新。我们在NIWeek和美国工程教育学会的联合演示引发了与英国开放大学（The Open University ）的新一轮对话，共同探讨了全球互联教学方法的新形态。ENDEAVOR不仅是一栋建筑，还为工程学打造成创新性和创造性学科提供了可能。虽然实验室在2018年8月才正式开放，但当学生发现ENDEAVOR满足了他们的预期时，他们的兴奋之情溢于言表。我们的目标是吸引全球受众，将ENDEAVOR的精神传递给任何想要成为工程师的学生。