經管類實驗教學中心虛擬仿真實驗建設之探索

周奕 顧意剛

摘要：依靠信息化技術建設虛擬仿真實驗是落實經管類創新型應用人才培養目標的重要舉措，以南京林業大學為例，從虛擬仿真實驗教學中心和虛擬仿真實驗項目兩個方面的建設做了探索，就如何搭建開放、共享的仿真實訓特色平臺、安全可靠的硬件保障平臺、客觀科學實驗教學質量評價平臺等三個虛擬仿真實驗教學中心核心支撐平臺以及保障虛擬仿真實驗項目建設的校企合作平臺做了具體探討。

關鍵詞：經管實驗教學中心;創新型應用人才培養;虛擬仿真;實驗教學

Abstract：The construction of virtual simulation experiment based on information technology is an important measure to realize the training goal of innovative application talents in economics and management.Taking Nanjing Forestry University as an example，this paper explores the construction of virtual simulation experiment teaching center and virtual simulation experiment project，and discusses how to build an open and shared simulation training platform.Three core supporting platforms of virtual simulation experiment teaching center，such as safe and reliable hardware support platform，objective scientific experiment teaching quality evaluation platform，and the school-enterprise cooperation platform for virtual simulation experiment project construction are discussed in detail.

Key words：Economic management experimental teaching center;innovative applied talents training;virtual simulation;experimental teaching

虛擬仿真實驗建設是我國教育信息化建設的重要舉措。國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）提出加快教育信息化進程;（教技[2012]5號）教育部關于印發《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》的通知，制定了教育信息化十年發展規劃（2010-2020年）;2013年（教高司[2013]94號）關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作通知，啟動了國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作;2017年（教高廳[2017]4號）教育部辦公廳關于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知，開啟了國家級虛擬仿真實驗項目建設工作。虛擬仿真實驗教學是依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象[1]。隨著互聯網、大數據等技術的飛速發展，以虛擬仿真為主要基礎的實驗經濟學領域取得的成就證明了“經濟學是一門可以實驗的科學”。經管類創新型應用人才是我國高校經濟管理學院本科教學人才培養的主要目標。與課堂理論教學相比，實驗教學更有利于學生創新能力、實踐應用能力的培養，因此實驗中心是高校創新型應用人才培養的重要平臺[2]。如何依托虛擬仿真技術規劃建設好經濟管理實驗中心為經濟管理創新型應用人才培養服務是值得重視與探索的問題。

案例學校經濟管理實驗中心成立于2000年，依托農林經濟管理（國家級特色專業、江蘇省“十二五”重點專業，國家林業局、江蘇省重點學科），工商管理（江蘇省特色專業），信息管理與信息系統（江蘇省“十二五”重點專業）等專業建設而成。2007年通過江蘇省省級基礎實驗教學示范中心驗收。根據示范中心的建設要求結合學科特點與教學要求，確立了中心的實驗教學理念：遵循以人為本的育人理念，立足于經濟管理學科發展前沿，持續加強維護自然和人類可持續發展的農林經管專業特色，堅持創新創業的復合型才培養。自2012年以來中心一直在省級基礎實驗示范中心的基礎上探索虛擬仿真實驗教學建設，在確定了中心的實驗教學理念，制定好相配套的實驗教學培養模式后，就如何構建好虛擬仿真實驗教學中心的核心支撐平臺以及搭建好虛擬仿真實驗項目建設保障平臺做了以下幾個方面嘗試。

1建設虛擬仿真實驗教學中心核心支撐平臺

1.1安全、可靠的虛擬仿真實驗教學管理硬件保障平臺

如同理工類實驗室建設一樣，組建經濟管理類實驗中心首先必須建設具有高品質儀器設備保障的實驗環境。一般經管類實驗中心在總體布局劃分上是由數據中心、控制室及若干實驗功能室組成。

數據中心是實驗中心的心臟，保障著實驗中心內各應用軟件的運行與數據處理，主要由應用服務器、存儲服務器、FC存儲交換機、核心路由器、三層核心交換機等設備構成。應用服務器是用來安裝與運行B/S或C/S模式下服務器端應用軟件;存儲服務器、FC存儲交換機主要用于數據的存儲與備份;核心路由器、三層核心交換機構建了網內網間信息交換的高速通路。相關設備的選型與數量要根據中心內實驗教學軟件的數量、版本號與同時間實驗人數而定。一般針對服務器硬件都采用虛擬化群集技術處理，把硬件對軟件的影響降到最低。由于數據中心功能上的重要性，應當遵循建設標準，設置在恒溫恒濕的相對封閉的環境中，配備不間斷電源、溫濕報警器、煙霧報警器，視頻監控等設備。

在此基礎上，控制室是供實驗室管理人員通過各類終端對數據中心進行操作控制，對各實驗功能室進行日常監控管理的區域，有相關配套的控制終端及顯示終端設備即可，對環境沒有特殊要求。

經管類實驗中心的實驗功能室里的設備區別不是太大，主要是相應規模的pc、以太網交換機等計算機與網絡連接設備，投影、大屏、輔屏、音箱、音視頻矩陣等多媒體控制設備;主要的不同是在環境布局與實驗人數規模上。每個實驗功能室最好能按可同時接納實驗人數為70位或105位進行布局，因為案例高校一個自然教學班的人數為35人，在實驗中心開展的實訓一般會是2-3個自然班同時進行，尤其是跨專業的綜合實訓。一個中心擁有3-5個功能室一般就應該可以滿足一個經濟管理學院10個左右專業的1500名全日制本科生的校內所有的實踐需求。需要強調的是，功能室在規劃設計時一定注意布局的合理性與電力負載、控制的安全性。

1.2共享可靠、開放高效、特色鮮明的虛擬仿真實訓平臺

有了硬件平臺保障，經管類實驗中心要正常高質地開出實驗實踐課程，還必須要有各類軟件選型與開發設置，搭建出共享可靠、開放高效、特色鮮明的虛擬仿真實訓平臺。其平臺主要由虛擬化管理系統、開放預約管理系統以及仿真教學軟件系統組成。

虛擬化管理系統主要是指服務器虛擬化群集管理與云桌面系統。虛擬化群集管理是對中心所有的硬件服務器集中部署，保障實驗軟件運行的高可用性和高可靠性。當一臺虛擬服務器出現問題，備用虛擬服務器就會偵測到，并立即接續故障服務器來執行軟件運行業務，保證實驗軟件運行的連續性。云桌面系統使用可以對中心的實驗終端進行快速部署，便捷維護。師生們不但可以通過云終端使用實驗中心各項資源，而且通過電腦、PAD、智能手機可以遠程連接到云桌面上進行操作，保障實訓平臺的可靠與共享。當前流行的虛擬化軟件主要有：VMware ESXI、VMware vSphere等。

開放預約管理系統是中心實現開放預約管理的支撐體系。主要通過實驗中心的機房課程管理系統、物聯網電源控制管理系統、視頻監控系統及門禁系統相集成，實現實驗室設備課內課外的預約使用，保證實驗中心的全天候開放。與此同時，與校信息中心緊密配合，依托學校的網絡實名身份認證，上網行為管理，防火墻等信息安全設備，實現開放管理中網絡信息安全、使用記錄齊全、監管無盲區。

仿真教學軟件系統是整個虛擬仿真實訓平臺中最重要的系統，是保障實驗實踐教學活動開展的各類仿真教學軟件集合。中心現擁有VBSE虛擬商業社會環境等2套跨專業實訓軟件;金碟K3、用友U8等20多套虛擬仿真專業實驗教學軟件;EVIEWS、STATA、MATLAB、SPSS、GAMES等10多套數據處理及統計分析工具軟件;巨靈、國泰安、同花順等金融數據庫，構成了中心種類齊全、專業性強的仿真教學軟件系統的基本框架。在此基礎上立足案例高校的林業背景，通過與著名的教育軟件系統提供商建立起戰略合作關系，擬對《VBSE虛擬商業社會環境》軟件進行二次開發。以林下生產經營過程為核心，結合我院教師的教學科研案例，通過虛擬的市場環境、商務環境、政務環境和公共服務環境，實現仿真經營和業務運作，并且可以進行宏觀微觀管理、多人協同模擬經營與多組織對抗，打造宣傳生態文明理念、特色鮮明具有自主軟件著作權的“綠色企業虛擬仿真綜合實訓”軟件項目。

1.3客觀、科學的虛擬仿真實驗教學評價平臺

建立客觀、科學的經濟管理類實驗教學質量的評價體系，對于提高經濟管理類虛擬仿真實驗教學質量，調動廣大教師積極性和創造性，推動虛擬仿真實驗教學創新，具有重要的意義。

由于經管類虛擬仿真實驗教學過程的復雜性、實驗內容的模擬實習性和綜合性、實驗過程與結果不確定性，以及對實驗教師的綜合能力尤其是計算機操作處理要求較高等特征，導致實驗教學質量的評價難度較大。為解決這一問題，本研究認為通過三步驟處理較為合適。首先，考慮評價主體的多元性與評價過程的全面性，合理建立與經管類虛擬仿真實驗教學相符合的評價指標體系。參與經管類虛擬仿真實驗教學質量評價的主體應該涉及到實驗學生、實驗室管理人員、實驗教師、行業專家等;對經管類虛擬仿真實驗教學質量的評價應該全面涵蓋實驗開始前→實驗教學進行中→實驗教學后三個環節。其次，設計出相對應的全面系統調查問卷與量表，在此基礎上開發出“基于web的實驗教學質量評價系統”。再者，結合具體的虛擬仿真實驗項目，在“基于web的實驗教學質量評價系統”中，開展虛擬仿真實驗教學質量評價[3]。上述評價結果既可以在短期內用于同一實驗項目的不同年份、不同教師和不同實驗環節的比較分析，也可以通過長期數據積累形成對某一個教師的發展評價，為更好地改進虛擬仿真實驗教學的質量提供科學的參考依據。

2保障虛擬仿真實驗項目開發的校企合作平臺

建設好虛擬仿真實驗教學中心是虛擬仿真實驗教學的基礎工作，最終要開發出適合創新型應用人才培養的特色虛擬仿真實驗項目。創新型應用人才培養是以學生為本的，實施全過程、全方位、全要素的“全域教育”[4]。既要有理論教學又要有實踐教學，既要有校內的課程學習又要有外部企業有側重點的職業探索。由于受國家經濟戰略、地區發展規劃、企業人才需求等層面的影響，企業參與到高校人才儲備培養過程的積極性日益提高。因此落實全域性創新型應用人才培養模式，必須在校企雙方意愿一致的基礎上，充分發揮校企雙方各自的優勢，以校內專業培養為基礎、外部資源開拓為羽翼，實現二者互為補充、相互促進，共同培養經濟社會需要的創新型應用人才[5]。

實驗教學中心也應從校企雙方各自的需要出發建設校企合作平臺，保障虛擬仿真實驗項目開發。在充分利用虛擬仿真實驗教學中心的軟硬件實驗條件，為企業提供服務的基礎上了解、整理企業特色需求，由此開發適應創新型應用人才培養的特色虛擬仿真實驗項目，同時為企業培養、儲備大量優秀人才。案例學校首先以采購《VBSE》虛擬商業社會環境軟件為契機，促成了學校與國內知名的實驗教學系統提供商達成了《綠色企業虛擬仿真綜合實訓項目》開發戰略合作協議。通過合作協議不僅讓該公司參與到案例學院的實驗教學過程，保障該軟件在人才培養體系中有效開展，而且為案例學院的特色虛擬仿真實驗項目的開發尋找到了專業開發VR項目的技術保障。同時案例學校與校EDP（高層管理者培訓與發展中心）合作，通過各種方式（人員培訓、技術推廣、咨詢服務等）吸引相關特色企業使用實驗教學中心已建設好的的軟硬件實驗教學平臺，院實驗教師在使用過程中全程跟蹤服務，從而掌握相關特色企業的特殊具體需求，進而為案例學院凝聚出特色科研案例與數據。以此為依據中心與戰略合作協議合作方，共同開發出特色虛擬仿真實驗項目《綠色企業虛擬仿真綜合實訓項目》，進而為創新型人才培養服務。這樣就形成了特色需求企業、VR技術開發保障企業與實驗中心三方在中心實驗教學平臺上的互利合作。通過此合作平臺，不但豐富了中心跨專業虛擬仿真綜合實訓教學內容;并在落實好優勢互補的校內外導師制基礎上，通過合作企業提供的自有品牌互聯網創業就業推薦平臺和組織相關企業舉行校內專場招聘會等方式為我校學生提供創新創業的技術培訓、推介相關企業扶持，介紹種子基金為大學生創新創業項目孵化提供一定保障的同時也積極為相關企業提供了大量的優秀人才儲備。

參考文獻：

[1]王籃儀，羅通.基于虛擬仿真技術的傳感器實驗教學改革研究[J].福建電腦，2017 （4）：165-166.

[2]周奕，淺議經濟管理類實驗教學創新[J].烏魯木齊成人教育學院學報，2007，15 （4）：78-81.

[3]謝煜，周奕.高校經管類實驗教學質量評價之探索——基于多主體和全過程的方法[J].亞太教育，2016 （32）：176-177.

[4]張偉星，以“全域教育”理念引領高校創新創業教育[N]，中國教育報，2018-4-19 （8）.

[5]趙玉萍，邢李紅.“校企合作”人才培養模式的探討與實踐[J].山東放置經濟，2016 （10）：48-52.