高校虛擬仿真實驗教學資源的可持續發展機制研究

狄海廷, 董喜斌, 李耀翔, 辛 穎, 石金龍

(東北林業大學 工程技術學院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

教育部從2013年開始啟動了國家級虛擬仿真實驗教學中心工作,是國家級實驗教學示范中心建設的延續。截止目前已先后批準建設了200所國家級虛擬仿真實驗教學中心,它是高等教育質量工程建設的又一重要成果,是教育信息化的一個重要組成部分。隨著財政的投入,在短期內必然會有一批優質的虛擬仿真實驗教學資源投入使用。而如何實現虛擬仿真實驗教學資源的可持續發展將是我們面臨的重要問題,這也將直接影響著今后一段時間我國高等教育實驗實踐教學的質量。

1 虛擬仿真實驗教學資源可持續發展的內涵和要求

虛擬仿真實驗教學資源可持續發展的內涵包含兩個方面:一是要發展,根據學科的發展以及學科建設的新成果,在當前現有的資源基礎上,不斷加入新的內容、新的知識和新的技術手段；二是發展的可持續性,即保證發展的長遠性和不間斷性。這就要求虛擬仿真實驗教學資源滿足以下條件:

(1) 可擴展性:原有的資源必須能夠進行擴展、補充和優化。

(2) 運行經費的持續性保障:虛擬仿真實驗教學資源要持續發展,必須要有持續性的經費來源,沒有經費的可持續性保障,就不可能得到良好發展。

(3) 良好的管理體制和運行機制:建立完善的管理機構,保障管理的效率和效能；良好的運行機制可確保實驗教學和社會服務等各項工作目標的實現。

2 可持續發展應遵循的原則

2.1 需求性原則

虛擬仿真實驗教學資源的可持續發展要立足于高校和社會需求,強調的是各學科專業在實驗實踐環節的基本需求。以需求為導向,推動虛擬仿真實驗教學資源的發展和更新。

2.2 高效性原則

高效性原則是最高的效能、最高的效率與最高的效益的統一。高效性最直接的表現是投入產出比這個經濟指標,這是可持續發展必須要考慮的一個因素。但虛擬仿真實驗教學資源的高效性不僅僅是根據其經濟指標來衡量,更重要的是根據學科專業在實驗實踐環節的基本需求得到滿足的程度來衡量。是高校人才培養和專業發展的總體高效。

2.3 競爭性原則

虛擬仿真實驗教學資源應該在公平的基礎上進行競爭。通過競爭性原則實現虛擬仿真實驗教學資源的優勝劣汰,避免重復和低水平建設,集中精力建設優質資源,從而保障資源質量,實現教學資源的合理利用和良性發展。

3 虛擬仿真實驗教學資源的現狀

3.1 虛擬仿真實驗教學資源的分布情況

目前國家級虛擬仿真實驗教學中心涵蓋工學、醫學、理學、經濟學等11個主要學科領域,近70%集中在理工類。部屬高校擁有國家級虛擬仿真實驗教學中心的比率比其他院校高出近20個百分點。從地域分布上來看,經濟發達地區對虛擬仿真實驗教學資源的投入較多,優質資源相對集中[1]。

3.2 制約虛擬仿真實驗教學資源可持續發展的問題

雖然國家級虛擬仿真實驗教學中心的建設工作從啟動到今已經有4年的時間,但在管理機制等各方面還不盡完善,存在一些問題,主要包括:

(1) 資源利用不高,資源浪費嚴重。在各高校花大量經費建設虛擬仿真實驗室資源的同時,存在資源利用率不高的問題。有調查顯示,年使用在600學時以上的虛擬仿真實驗室僅占27%[2],隨著新技術的快速進步,這些資源的折舊率很高,從而造成了資源的浪費。同時,同一虛擬仿真資源內容往往有多個高校在進行建設,造成了工作內容上的重疊,影響了資源的利用效率[3]。

(2) 持續性的經費支持不夠。大多數高校對虛擬仿真資源的建設是一次性的大力投入,在建設完成后,很少再進行持續性的經費投入。但虛擬仿真資源需要進行后續的維護、完善、擴展和改進,這些均需要后續持續性的經費投入。

(3) 管理機制和運行機制還不完善。缺乏統一的管理平臺,在資源整合方面存在一定的困難,導致效率和效能較為低下[4]；知識產權保護力度不夠,參與人員的效益激勵還不完善,在一定程度上阻礙了虛擬仿真教學資源的可持續性發展。

4 可持續發展的資源利用與開發舉措

4.1 資源共享是可持續發展的前提條件

教育部明確要求,虛擬仿真實驗教學中心必須堅持“科學規劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續發展”[5]。因此資源共享是教育部進行信息化建設工作的基本目標之一,也是實現資源可持續發展的重要途徑。虛擬仿真實驗教學資源的共享有諸多方面的必要性:

(1) 可有效解決資源利用率不高、資源重復建設等問題。通過信息技術以及網絡技術,將各高校的虛擬仿真資源在網絡平臺上集中存放,有利于使用者訪問和使用,這對于提高資源的使用效率具有重要的意義[6]。特別是對于一些經濟欠發達地區,他們擁有的資源建設經費有限,虛擬仿真實驗教學資源建設相對落后,他們可以通過現有的資源共享來達到實驗教學的目的,而不必花大量的經費進行重復性建設,節省了人力財力。

(2) 有利于資源的整合,開發更優質的教學資源。目前,大量的資源隱性分散于各個高校之中,沒有發揮優質資源的優勢,通過管理平臺的共享,可以起到資源整合和優化,發揮資源的高效性。

(3) 緩解資源維護和升級經費問題。依據有償共享的原則,將部分收入用于平臺資源的維護和升級,可有效解決虛擬資源后續經費投入不足問題,實現可持續發展。

(4) 有利于實現資源的優勝劣汰。對于同種類的資源,通過共享,讓優質資源脫穎而出,淘汰劣質資源。有重點地建設一批優質資源,從而保障資源質量,實現教學資源的良性發展。

4.2 頂層設計和平臺建設

頂層管理平臺對虛擬仿真資源的可持續發展起到引導和管理作用。從全國層面建設構建虛擬仿真資源共享及管理平臺,改善各高校資源信息孤島模式的現狀[7]。制定虛擬資源的接口標準,要求學校在資源建設過程中,保障資源的可擴展性和兼容性,通過統一的接口實現資源與共享平臺的無縫對接,從而提高資源的可管理化和共享化水平[8-9]。

實行準入制度,明確資源進入資源共享平臺的要求和遴選流程,組織專家對資源的質量進行評審,評審通過后才可進入共享管理平臺,確保資源的整體質量。

4.3 有效吸納和利用社會資源

社會參與是虛擬仿真資源實現可持續發展的必要保證,因此也是可持續發展能力建設的主要方面。高校在專業知識方面具有優勢,但在利用虛擬仿真這種技術手段方面并不占優勢。虛擬仿真實驗教學資源的建設如果只依靠高校,則會遇到很大的困難。而相關企業則在技術方面具有獨到的優勢,通過制定相關的政策,對資源有償共享的收益進行合理分配,建立相應的激勵機制,有效地吸納社會資源,同企業進行合作。合作方式可以有以下幾種方式:

(1) 共同研發虛擬仿真實驗教學平臺:校企雙方共享數據資源,學校提供理論方案,企業進行方案的實施和實現。

(2) 企業對教師進行培訓:企業為高校提供實際的技能培訓,提升運用理論的方式和方法,進而更好地致力于虛擬仿真實驗項目的開發及平臺建設[10-11]。

(3) 以虛擬仿真資源為依托培訓企業技術人員:校企共建的虛擬仿真資源,可以滿足企業人員的培訓,為企業節省時間、降低了培訓成本,還可以確保安全性[10]。

(4) 通過收益合理分配,構建利益共享,讓企業參與共享平臺的管理和升級。

4.4 建立有效的評價和反饋體系

對虛擬資源進行有效評價和反饋,在其可持續發展過程中是必要的。這種必要性體現在兩個方面:

(1) 有利于突出優質資源。使用者通過評價體系對所使用的資源進行質量評價,可以有效地對資源進行檢驗。口碑良好的資源將更多地被后續的使用者使用,而口碑較差的資源將逐步被淘汰。

環模顆粒成型機機型采用環形壓模和壓輥為主要工作部件，主要由上料系統、攪拌調質系統、傳動系統及成型系統組成[17]。環模顆粒成型機結構及設備如圖2和圖3所示。

(2) 有利于資源的完善和改進。通過評價體系,資源開發者可以依據使用者的意見和建議對資源進行改進,從而有目的地對資源進行升級和擴展,持續性地提升資源質量。

5 可持續發展的管理體系及運行機制

實現可持續發展需要有一個非常有效的管理體系。提高決策與管理能力是可持續發展能力建設的重要內容。可持續發展管理體系要求培養高素質的決策人員與管理人員,綜合運用規劃、法制、行政、經濟等手段,建立和完善可持續發展的組織結構,形成綜合決策與協調管理的運行機制[12]。

5.1 知識產權保護體系

在美國有52.2%的高校制定了知識產權保護政策,用以保障教師對自行開發的教學資源擁有明確的知識產權,而在中國這一數字僅為12.9%[13]。虛擬仿真實驗教學資源具有明顯的知識所屬權,屬于智力創造的勞動成果。因此,在虛擬仿真實驗教學資源共享及發展過程中,必須采用必要的措施和方法對其進行知識產權的保護。只有在共享平臺內注冊并通過的單位和個人可有償使用平臺上的資源,也不能未經開發者允許進行商業宣傳活動。另外,在技術層面也要采取有效的保護措施:(1)對資源加注產權標注和數字水印[14],不得進行私自轉發和挪用；(2)對資源進行加密處理,只能采用帳號(帳號需申請,經平臺管理者批準后方可登錄)進行申請并通過后,才能進行使用；(3)進行內容的封裝:只開放使用接口,供共享者使用,但資源的內容是封裝的,用于保護開發者的權益。

5.2 可持續發展的經費保障機制

在虛擬仿真實驗教學資源建設和發展過程中,需要充足的經費來支撐。經費主要來源于兩個方面:一方面是政府的投入,另一方面是資源的有償共享收入。這兩種經費來源的側重點有所不同:政府的經費投入主要集中于初期的資源建設,先將基本的虛擬仿真實驗教學資源建立起來,而在后期的維護方面投入相對較少；而資源的有償共享收入主要是用于虛擬資源的后續管理、更新和升級。在理想狀態下,資源共享平臺可以實現經費的自我維持,即在資源建設完成后,通過有償共享的方式獲得的收入，可以維持資源的管理、更新和升級所需要的費用。

5.3 可持續發展的長效激勵機制

開發虛擬仿真實驗教學資源需要具備相關專業知識以及相應的虛擬仿真軟件開發技能。在虛擬仿真資源建設及后續發展過程中,需要高等學校實驗室建設人員、科研團隊以及相關企業等各方面的高度參與。能否調動參與人員的積極性,就成為建設優質資源的一個重要環節。因此,建立相應的激勵機制,調動參與人員的積極性,才能保證虛擬仿真實驗教學資源的可持續發展。這些激勵機制包括:

(1) 定期進行資源評比,設立獎項,頒發證書,可用于教師的考核和評職進級等,提高教師參與虛擬仿真實驗教學資源建設的積極性。

(2) 通過合理的利益分配進行激勵:在資源共享過程中,堅持誰投入多、誰的資源優質、誰的資源被共

享使用多、誰的資源共享效果好，誰的收益就多的原則。

(3) 津貼補償機制:在虛擬仿真實驗教學資源共享過程中,需要管理人員和實驗技術人員的參與,那么就需要對其付出的工作量予以量化,并給予合理的勞務津貼補償[15]。

6 結語

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