高校虛擬仿真實驗管理與共享平臺存在問題淺析

彭敬東 張浩

摘要：作為教學管理與資源共享核心，虛擬仿真實驗管理與共享平臺存在的某些共性問題嚴重影響教學管理和資源利用。本文對其使用過程中出現的安全性低、兼容性差、功能不全、集成困難等問題進行了分析并提出了相應解決方法。

關鍵詞：虛擬仿真;管理平臺;反思

中圖分類號：G647;TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0217-02

0 引言

隨著MOOC、虛擬現實技術和移動計算技術的發展，互聯網與高等教育的深度結合使21世紀的高等在線教育呈現前所未有的新模式[1，2]。為了加強高等教育中實踐教學的信息化進程，教育部在通過建設國家級實驗教學示范中心加強實驗教學的基礎上，進一步提出國家級虛擬仿真實驗教學中心的工作。虛擬仿真實驗教學中心建設工作可分為虛擬仿真實驗教學資源、虛擬仿真教學管理隊伍、虛擬仿真實驗教學管理體系和虛擬仿真教學管理和共享平臺四個方面[3，4]。作為虛擬仿真教學實驗中心各項功能的保障和實施基礎，管理和共享平臺的安全性、兼容性、易用性以及互通性對虛擬實驗教學管理和資源共享效率影響巨大。作為一種新生事物，虛擬仿真實驗教學具有與實際教學截然不同的內容構架和管理模式[5]。然而，大部分高校虛擬仿真實驗管理和共享平臺的核心功能設計多脫胎于教務管理平臺，導致虛擬教學資源的集成、管理和共享面臨著相當多的困難和問題，例如安全性低、兼容性差、功能不全、集成困難等。本文通過與各高校虛擬仿真實驗教學中心的交流和學習，對虛擬仿真實驗管理和共享平臺存在的共性問題進行了簡單探討以獲取其解決之道。

1 虛擬仿真教學管理和共享平臺的共性問題

1.1 平臺安全性低

由于虛擬仿真實驗教學資源的信息屬性，其管理和共享平臺必須向公共網絡開放，供全校師生和共享單位通過網絡訪問，這使得平臺容易受到網絡攻擊[6]。除去極少數配備專業信息安全管理員的虛擬仿真實驗教學中心，大部分高校的虛擬仿真教學管理和共享平臺由企業協助維護。由于企業安全資質有限，大多數平臺目前都存在如下安全問題：

（1）密碼安全：目前大多數管理與共享平臺通過用戶名和密碼驗證方式進入系統。為了維護安全，大多數信息技術企業會預留默認具有最高權限的管理員賬戶在系統中，其用戶名多為administrator之類;由于未設置最大嘗試次數和動態驗證碼，只需暴力破解即可獲取管理員權限。普通用戶多由教務系統直接導入，撞庫技術直接獲取批量用戶名的概率很大。

（2）代碼安全：大多數商業公司提供的管理和共享平臺開發周期較短。為降低開發成本，往往舍棄安全評測環節，導致程序存在大量安全漏洞。專業安全公司測試結果顯示，大多數管理與共享平臺存在程序缺陷，給黑客留下可乘之機。由于軟件產品的可復制性，某一高校的管理平臺的安全漏洞公布會使使用同一公司產品的高校均面臨安全威脅。

（3）網絡安全：由于商業公司技術儲備與成本限制，大多數管理平臺多安放在Windows服務器平臺，其安全性相比Linux來說比較差，容易受到DDOS和CC攻擊[7]。若未能限制服務器遠程訪問，有可能使中心網站和管理平臺遭到DNS劫持和污染攻擊，使管理和共享平臺癱瘓。

1.2 平臺兼容性差

虛擬仿真教學管理和共享平臺的主要功能是虛擬仿真教學資源整合和用戶數據庫管理，對教學資源使用者進行合理授權，從而實現資源管理與共享。管理平臺的結構主要為Web服務器軟件、腳本語言和數據庫管理系統，其兼容性的外在表現為：

（1）服務器平臺兼容性差：目前主流服務器操作系統為Windows、Netware、Unix和Linux，但是商業化管理平臺多在Windows平臺下開發而成。盡管Unix和Linux服務器操作系統相對Windows系統更加安全、穩定和兼容性好，目前高校虛擬仿真實驗管理和共享平臺很難用于Windows之外的其他平臺。

（2）多瀏覽器支持較差：采用的B/S開發平臺支持的瀏覽器多限于IE內核瀏覽器，不能兼容于更為安全、快速和智能的Google Chrome、Firefox和Apple Safari瀏覽器平臺。為了控制成本，小型軟件開發公司缺乏足夠的軟件測試環節，在應對層出不窮的瀏覽器時往往捉襟見肘。

（3）數據庫兼容性差：為了節省成本，目前大多數商業化管理和共享平臺多使用MYSQL作為平臺數據庫，同時微軟公司旗下的SQL Server和Access以及甲骨文公司的Oracle Database也是主流數據庫軟件。由于數據形式的差異，導致管理平臺與教務平臺以及其他虛擬仿真實驗中心的數據互通存在較大的問題。

1.3 平臺功能不全

虛擬仿真教學出現時間較短，具有與實際實驗教學完全不同的知識點編排和教學模式。借助于移動計算技術，虛擬實驗教學不必局限于固定場合，具有隨時隨地學習的特點。其特殊屬性必然帶來平臺功能的革新，然而目前的管理與共享平臺尚未與時俱進地發展出相應的管理和共享功能。作為虛擬教學資源建設的核心，資源共享工作是重中之重。但是，目前的虛擬教學資源管理與共享平臺多數重管理，輕共享，不能發揮出虛擬教學資源隨時隨地學習的獨特優勢。

1.4 資源集成困難

為了使用戶單位產生使用依賴感，虛擬資源開發技術公司往往會附贈一套管理系統，并以技術保密為理由拒絕提供標準數據接口接入其他公司平臺;在資源和平臺分離采購時，資源方和平臺方以各自的技術標準和要求為準，不注重共享，導致資源平臺的開放性不夠。同時，系統改造缺乏必要的支持，使得資源整合平臺從其他系統中獲取數據的難度增大，集成困難。

2 管理和共享平臺建設相應對策

2.1 引入第三方信息安全企業

保護知識產權需要社會文化的改變，需要法律體系的相應調整，單靠防盜版技術無法解決此問題。然而在目前情況下，高校自身開發團隊應該首先自律，充分利用高校資源優勢，從自身做到開發環境的正版化;再者，在商業軟件的招標過程中應該在標書中特別表述采購的軟件已經得到充分授權;最后，為了防止成為二次盜版的受害者，應該選擇規模較大的軟件開發公司作為合作對象。

2.2 使用通用超文本語言與數據庫技術

在B/S開發結構大行其道的環境下，管理與共享平臺開發過程中應選擇使用率率較高的幾種瀏覽器作為開發對象，使用兼容性好的超文本語言構建網頁，針對不同瀏覽器開發出加載項、證書、瀏覽器Cookie一鍵設置插件，提高對不同瀏覽器的兼容性。在平臺使用說明幫助中，詳細闡述不同瀏覽器設置問題。

2.3 制定統一技術標準

平臺開放性、兼容性較差的核心原因在于目前的商業產品缺乏統一的技術標準和規范要求。各高校與其合作伙伴各自為戰，導致管理平臺的系統構架、數據庫支持、功能模塊等存在較大差異，彼此難以對接、集成[8]。在目前情況下，高校首先要在建設和采購時應該首先制定統一開發規范，項目實施方應當統一開發標準，提供必要源代碼，以便于系統集成;其次，在開發過程中一線實驗教學老師要積極參與，對系統管理功能提出整改意見，使其有利于實驗教學安排和考核;國資處、校際合作處和實驗中心工作人員應對共享功能提出建議，充分探討共享模式并在管理與共享平臺得到相應體現;最后，高校與項目實施方共同推薦項目經理，對項目建設全程監控，確保項目保質保量按期完成。

3 結語

作為高校信息化建設的重要內容，虛擬仿真實驗中心建設工作的開展有利于教育公平、教育開放、資源共享和教育方式革新。其中，虛擬仿真教學管理和共享平臺的建設是以上功能成功實施的保障。因此，在平臺建設過程中發現問題，積極探索，深入思考，解決問題，才能不斷推進虛擬仿真實驗中心建設工作的優化和創新。

參考文獻

[1] 陳萍，周會超，周虛.構建虛擬仿真實驗平臺，探索創新人才培養模式[J].實驗技術與管理，2011，28（3）：277-280.

[2] 老松楊，江小平，老明瑞.后IT時代MOOC對高等教育的影響[J].高等教育研究學報，2013，36（3）：6-8.

[3] 李平，昌杰，徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平[J].實驗室研究與探索，2013，32（11）：5-8.

[4] 曹禮，鄧鋒，宋錦璘.虛擬仿真教學平臺提高醫學實踐操作學習效率的方法改革與應用探索[J].教育教學論壇，2013，39（1）：43-44.

[5] 蒲丹，周舟，任安杰.多層次綜合性虛擬仿真實驗教學中心建設經驗初探[J].實驗技術與管理，2014，31（3）：5-8.

[6] 邵鵬，林予松，王宗敏.應對高校網站五大安全漏洞[J].中國教育網絡，2013（8）：55-57.

[7] 池水明，周蘇杭.DDoS攻擊防御技術研究[J].信息網絡安全，2012（5）：27-31.

[8] 胡今鴻，李鴻飛，黃濤.高校虛擬仿真實驗教學資源開放共享機制探究[J].實驗室研究與探索，2015，34（2）：140-144+201.

Brief? Discussion on the Problems of? Virtual Simulation Experiment Management and Sharing Platform in Colleges and Universities

PENG Jing-dong1，2，ZHANG Hao1，2

（1.College of? chemistry and chemical engineering，Chongqing? 400715;2.National virtual simulation experiment teaching center of? chemistry and Chemical Engineering， Southwest University， Chongqing? 400715）

Abstract：As the core of teaching management and resource sharing， some common problems of virtual simulation experiment management and sharing platform seriously affect teaching management and resource utilization. Problems such as low security， poor compatibility， incomplete functions， integration difficulties in use and corresponding solutions were discussed in this work.

Key words：Virtual simulation;management platform;self-examination