虛擬仿真平臺資源建設(shè)管理實踐

張小波 汪源

摘 要 虛擬仿真技術(shù)已大規(guī)模進(jìn)入高校實驗教學(xué)。本文著重介紹三亞學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)平臺資源的建設(shè)內(nèi)容，從制度保障、教研成果轉(zhuǎn)化、教師能力提升和學(xué)生能力提升四個方面的實踐管理中，探索虛擬仿真實驗教學(xué)平臺資源建設(shè)管理思路，期待能為高校虛擬仿真實驗教學(xué)改革做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞 虛擬仿真平臺 資源建設(shè)管理 實踐

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)大規(guī)模進(jìn)入實驗教學(xué)。教育部從2013年開始在全國范圍內(nèi)陸續(xù)建設(shè)國家級虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。在《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)工作的通知》中指出，國家建設(shè)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的指導(dǎo)思想是堅持“科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展”，明確虛擬仿真實驗教學(xué)的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和提高實踐能力，核心是共享優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源，重點是建設(shè)信息化實驗教學(xué)資源，助力高校改革和創(chuàng)新實驗教學(xué)，加快信息化建設(shè)速度。三亞學(xué)院在考量傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式、思維方式、體制運行、經(jīng)費、技術(shù)服務(wù)等諸多因素后，結(jié)合學(xué)校規(guī)模大，學(xué)生人數(shù)較多，實驗場地和實驗儀器設(shè)備有限，理論教學(xué)和實驗教學(xué)很難順利開展，教學(xué)管理壓力巨大等情況，從2015年開始建設(shè)自己的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺（以下簡稱“仿真平臺”）。用于加強(qiáng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，提高學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量，推進(jìn)學(xué)校實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新，探索實驗新內(nèi)容、新方法、新手段，優(yōu)化隊伍、管理及實驗教學(xué)模式，探討新形勢下我校實驗教學(xué)的新路子、新方式。

1虛擬仿真實驗概述

虛擬仿真實驗就是利用計算機(jī)，依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，學(xué)生通過計算機(jī)在虛擬的實驗環(huán)境中進(jìn)行實驗，完成各種預(yù)設(shè)的實驗項目，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)要求的教學(xué)活動。虛擬仿真實驗是隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和虛擬技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步而產(chǎn)生和應(yīng)用起來的一種實驗?zāi)Ｊ健?/p>

虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)一般包括四個方面的內(nèi)容：虛擬仿真實驗教學(xué)資源、虛擬仿真實驗教學(xué)的管理和共享平臺、虛擬仿真實驗教學(xué)和管理隊伍和虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的管理體系?；A(chǔ)是搭建好虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，并對其進(jìn)行持久的建設(shè)管理。一般說來，教學(xué)信息化平臺硬件和軟件環(huán)境共同建設(shè)的結(jié)果，只要有較大的投入，其效果就會很快的顯現(xiàn)。本文著重介紹我校虛擬仿真實驗教學(xué)資源的建設(shè)內(nèi)容，制度保障，教研成果轉(zhuǎn)化，教師能力提升和學(xué)生能力提升四個方面的管理實踐，期待能為高校虛擬仿真實驗教學(xué)改革做出貢獻(xiàn)。

2我校仿真平臺的建設(shè)內(nèi)容

我校仿真平臺通過數(shù)字化資源管理模塊將模擬電路虛擬實驗、電路分析虛擬實驗、數(shù)字電路虛擬實驗、單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng)虛擬實驗、微機(jī)原理與接口技術(shù)虛擬實驗、數(shù)字信號處理虛擬實驗、信號與系統(tǒng)虛擬實驗、自動控制原理虛擬實驗、電路設(shè)計虛擬實驗、計算機(jī)組成原理虛擬實驗課程納入進(jìn)平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理，每門課都提供實驗預(yù)習(xí)所需要的題庫、實驗?zāi)康囊?、實驗報告模板、智能指?dǎo)設(shè)計、自動批改設(shè)計等流程模塊。教師在教學(xué)中不斷設(shè)計及優(yōu)化各實驗?zāi)K，開展實驗項目更新、管理和創(chuàng)新評價。

3虛擬仿真實驗教學(xué)資源建設(shè)管理實踐

3.1制度保障仿真平臺持續(xù)向前發(fā)展

制度是實現(xiàn)一切事物持續(xù)、健康發(fā)展的有效保障，虛擬仿真實驗教學(xué)資源的持續(xù)發(fā)展也不例外。在仿真平臺成立初期，學(xué)院就制定了虛擬仿真實驗教學(xué)資源、運行管理等方面的制度，成立仿真平臺管理運行機(jī)構(gòu)。

制度是虛擬仿真實驗教學(xué)資源的持續(xù)發(fā)展的保障，以前傳統(tǒng)的實驗教學(xué)管理制度已不能適用于新的教學(xué)模式，仿真平臺必須制度新的規(guī)章制度，用于滿足新形勢下的教學(xué)運行。為此，仿真平臺制定了《三亞學(xué)院實驗教學(xué)中心虛擬仿真教學(xué)管理試行辦法》，《三亞學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)平臺崗位職責(zé)》，《三亞學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)平臺教學(xué)資源研發(fā)管理辦法》，《三亞學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)平臺隊伍管理辦法》，《三亞學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)平臺教師能力提升實施意見》，《三亞學(xué)院實驗教學(xué)中心學(xué)生實驗成績考核管理辦法》等制度文件。這些制度基于教學(xué)改革建設(shè)思路，明確了建設(shè)管理的基本原則。

3.2教研成果轉(zhuǎn)化有力支撐仿真平臺資源更新

在虛擬仿真實驗教學(xué)中，教師長期的實驗教學(xué)積累，優(yōu)化實驗項目形成研發(fā)成果，若能把這些成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)資源，就能極大地提高虛擬仿真實驗教學(xué)資源的質(zhì)量，一線教師在教學(xué)實踐中能及時惠及于學(xué)生。仿真平臺始終堅持“教學(xué)研發(fā)”和“教師教學(xué)成果創(chuàng)新實踐”。在教學(xué)研發(fā)方面，鼓勵教師在平時教學(xué)中不斷改進(jìn)實驗流程，摸索新的實驗項目，設(shè)計開發(fā)適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐實驗，把學(xué)生必須掌握的基本知識、技能通過虛擬平臺展現(xiàn)出來，供學(xué)生學(xué)習(xí)、練習(xí)。在教師教學(xué)成果創(chuàng)新實踐方面，鼓勵教師到企業(yè)中鍛煉，利用風(fēng)標(biāo)現(xiàn)有的技術(shù)手段，緊密結(jié)合自身教學(xué)專業(yè)需要，不斷創(chuàng)新突破，積累數(shù)據(jù)資源，轉(zhuǎn)化成熟的技術(shù)成果到教學(xué)中來，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)服務(wù)。為虛擬仿真教學(xué)資源的更新提供了有力保障，開拓了學(xué)生的視野。

3.3教師能力提升促使仿真平臺利用率提高

仿真平臺的師資隊伍由專業(yè)實驗教師、管理人員和企業(yè)指導(dǎo)教師三部分組成，平臺建設(shè)管理涉及的學(xué)科專業(yè)面廣，如信息科學(xué)、計算機(jī)、通信工程、車輛工程等，融合三類人員的高效協(xié)作，才能保障仿真平臺持續(xù)快速發(fā)展。結(jié)合學(xué)校的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，對專業(yè)理論知識強(qiáng)，卻沒有企業(yè)工作經(jīng)歷和實踐能力不強(qiáng)的教師進(jìn)行企業(yè)實踐鍛煉，提升專業(yè)實驗教師的實踐經(jīng)驗。同時要加快適應(yīng)虛擬仿真實驗教學(xué)的資源利用、教學(xué)組織與信息化管理，在平時的教學(xué)研究中不斷摸索積累經(jīng)驗，豐富自己的教學(xué)。對于管理人員要積極學(xué)習(xí)平臺運行技術(shù)，加強(qiáng)與虛擬研發(fā)單位的溝通，掌握平臺核心關(guān)鍵要素，保障平臺順利高效運行?？傊惾藛T齊心協(xié)力，不斷提升教師自身能力，對高效利用虛擬仿真實驗教學(xué)平臺至關(guān)重要。

3.4學(xué)生能力提升體現(xiàn)仿真平臺成果顯著

學(xué)校教學(xué)資源的緊張，場地、儀器設(shè)備等受限，學(xué)生實際實驗操作次數(shù)少、學(xué)校投入的實驗成本高、設(shè)備臺數(shù)偏少、動手機(jī)會不多，這是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀。導(dǎo)致學(xué)生實踐動手能力弱、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不強(qiáng)，已成為高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的最大障礙。隨著實驗教學(xué)與虛擬仿真技術(shù)的結(jié)合，學(xué)生的實驗教學(xué)內(nèi)容更加豐富，實驗教學(xué)資源消耗幾乎是零，試驗容量無限擴(kuò)大，該學(xué)生提供了無限次的動手操作機(jī)會，能讓學(xué)生進(jìn)行充分的實踐練習(xí)，提高學(xué)生動手操作能力和創(chuàng)新能力。近年來我?；诜抡嫫脚_實驗教學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生獲得了“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽海南賽區(qū)”一等獎一項，海南賽區(qū)二等獎一項，海南賽區(qū)三等獎兩項；“中國機(jī)器人大賽” 榮獲三等獎；“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”斬獲6個海南省三等獎。特別在2017泛珠三角大學(xué)生計算機(jī)作品賽總決賽中，學(xué)生作品《新型水下機(jī)器人及控制平臺研制》榮獲銀獎。虛擬仿真實驗教學(xué)平臺對學(xué)生能力的提升效果顯而易見。

4結(jié)束語

我校仿真平臺在實驗教學(xué)中的應(yīng)用，克服了以前傳統(tǒng)實驗教學(xué)的諸多局限，豐富了學(xué)校實驗教學(xué)改革內(nèi)涵，探索出了實驗教學(xué)的新模式，創(chuàng)新了實驗教學(xué)資源和管理。加快高校虛擬仿真實驗教學(xué)模式的推廣，持續(xù)加強(qiáng)實驗教學(xué)資源、隊伍建設(shè)，借國家大力建設(shè)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的契機(jī)，力爭為我校虛擬仿真實驗教學(xué)平臺和資源建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

作者簡介：張小波（1980— ），男，漢，陜西鳳翔，三亞學(xué)院，教育學(xué)學(xué)士。主要從事高校教學(xué)管理，人力資源；汪源，男，安徽歙縣人，中共黨員，副教授，碩士研究生。現(xiàn)任三亞學(xué)院理工學(xué)院院長助理。主要從事電路理論、虛擬儀器技術(shù)等課程的教學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 李平，毛昌杰，徐進(jìn).開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)提高高校實驗教學(xué)信息化水平[J].實驗室研究與探索，2013（11）.

[2] 徐進(jìn).2013年國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作小結(jié)及2014年申報建議[J].實驗室研究與探索，2014.