新工科背景下的電子信息類虛擬仿真實驗教學中心建設的思考

摘要：針對當前電子信息類虛擬仿真實驗教學中心的基本特點及存在的問題，通過深入剖析明確電子信息類虛擬仿真實驗教學環節在知識傳承和能力培養中的重要地位，并從電子信息類虛擬仿真實驗教學體系、實驗教學模式及科研成果轉化等方面提出建設一個教學資源共享、實驗教學層次分明、注重校企創新及專業特色鮮明的電子信息類虛擬仿真實驗教學中心的可行性建議。

關鍵詞：新工科;電子信息類;虛擬仿真實驗教學

《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》指出：加強實驗室、實習實訓基地、實踐教學共享平臺建設，重點建設一批國家級實驗教學示范中心、國家大學生校外實踐教育基地、高職實訓基地[1]。教育部高等教育司指出：國家級虛擬仿真實驗教學中心是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物，更是實驗教學的發展方向，重點是建設信息化實驗教學資源[2]。

電子信息類虛擬仿真實驗教學中心應具備的基本條件：提供的科學儀器設備可以自由搭建合理的典型虛擬仿真實驗項目，科研成果可以豐富虛擬仿真實驗教學內容、開拓學生視野、培養綜合設計和創新能力，校企合作模式可以為虛擬仿真實驗教學提供可持續發展的動力。

1 電子信息類虛擬仿真實驗教學中心的基本特點

（1）行業特色鮮明，科研成果教學化

充分發揮電子信息類虛擬仿真實驗教學中心既有的行業優勢，注重將電子信息工程、通信工程等典型解決方案和最新的科研成果轉化為虛擬仿真實驗教學中心的教學資源。本著“能實不虛、虛實互補，自主學習與實驗教學互補”原則，深化拓展虛擬仿真實驗教學內容和學生能力培養。

（2）校企產學合作，注重校企創新，實驗實踐科研一體化

利用虛擬仿真實驗教學平臺，與企業合作搭建實踐實訓虛擬仿真平臺，使實驗實踐教學與工程應用緊密結合，培養新工科背景下的學生工程實踐能力和創新能力，提升虛擬仿真實驗教學中心的整體科研水平與實驗實踐優化能力。

（3）可以全程網絡操控，實驗資源完備，教學體系層次化

各虛擬仿真實驗教學中心利用互聯網技術建立開放的實驗實踐教學平臺，包括基礎實驗、綜合實驗和創新實驗。以學生為主體，學生自主學習，克服了地域、時域的局限性。

（4）實驗教學團隊職稱、學歷及年齡等結構合理

各虛擬仿真實驗教學中心基本組成了以教授為學術帶頭人，以實踐經驗豐富，教學科研能力強的中年教師為核心骨干，以具有高學歷的青年教師為主體的實驗實踐教學團隊。青年教師大多具有軟件開發及虛擬仿真實驗教學能力。

2 電子信息類虛擬仿真實驗教學中心建設中存在的問題

（1）虛擬仿真實驗教學資源共享率較低，資源的質量有待提高

多數高校的電子信息類虛擬仿真實驗教學主要存在虛擬仿真實驗教學資源缺乏，資源存在重復建設和質量不高的情況，且資源共享率較低。主要集中局部如：校內、相關合作企業或部分高校間，暫不能實現網絡的全程開放。調研問卷顯示，75%的高校認為現有虛擬仿真實驗教學中心教學的資源項目數量不足，資源質量有待提高。

（2）總體設計有待加強，缺乏高效的管理和組織機構

多數高校的電子信息類虛擬仿真實驗教學資源總體性設計相對欠缺，且多數是以多個子實驗室承載各自專業實驗資源為主，管理、共享及合作相對較弱。調研問卷顯示，56.8%的高校認為虛擬仿真實驗教學中心的教學資源最需要解決的問題是建立高效的管理和組織機構。

（3）多數高校的電子信息類虛擬仿真實驗教學缺乏具有自主知識產權的虛擬仿真系統

各虛擬仿真實驗教學中心所用的大多數虛擬軟件、建模軟件及仿真等專業軟件都采購于國外。許多虛擬仿真實驗項目是基于國外流行商業仿真軟件的二次開發，容易受制于人。

（4）需要建立完善的虛擬仿真實驗教學體系

地方、高校、企業各自發揮其職能，通過有機結合、相互支撐及協同合作，形成一套科學的教學資源開放共享的虛擬仿真實驗教學體系。虛擬實驗類課程與現有課程契合還需要進一步加強，優化不同層次實驗所占的比重，增加軟硬件相結合、虛實相結合的實驗項目等。

3 電子信息類虛擬仿真實驗教學中心主要進行四方面的建設

（1）加強電子信息類虛擬仿真實驗教學中心之間的信息交流與資源共享

加強校企、校校之間合作，推廣原創性、創新性實驗，擴大電子信息類虛擬仿真實驗教學資源對其他高校乃至社會的共享與開放，充分發揮其對全國其他同類高校人才培養的輻射作用。

（2）實現虛擬仿真實驗教學資源的全程網絡化，提高實驗管理平臺的整體水平

充分利用校企合作辦學的有利條件，提高電子信息類虛擬仿真系統的逼真度。提高管理平臺的整體水平，需要建立校級或院級層面的虛擬仿真實驗管理平臺，支持各院系開發各類虛擬仿真實驗教學資源。充分利用通信、互聯網、云計算等領域的先進技術，提高虛擬仿真實驗教學中心的遠程訪問能力，供各高校學生開展網絡自主學習。

（3）加強專業相關的虛擬仿真實驗系統研發人才的培養

加強虛擬仿真系統的基礎理論研究，制定相關人才培養的發展規劃和激勵機制，逐步建立符合我國國情的虛擬仿真系統研發人才團隊，開發具有自主知識產權和特色鮮明的虛擬仿真系統。

（4）構建具有鮮明專業特色的電子信息類虛擬仿真實驗教學體系

全面推進以學生為中心、以問題為導向的新工科教學理念，虛擬仿真實驗教學中心以“基本能力培養→綜合能力提高→創新能力激發”為主線，以“立足基礎、注重層次、突出特色、加強能力”為指導，構建具有專業特色的基礎性、綜合性、工程性、創新性、層次化、開放化、行業化、個性化培養相結合的虛擬仿真實驗教學體系。

4 結語

微電子、人工智能、通信網絡、云服務等高新技術的快速發展，為虛擬仿真實驗室、虛擬仿真實驗系統、虛擬仿真實驗軟件以及開放共享的教育資源的建設與應用提供了有力的支撐條件。新時代ICT技術在教育領域特別是電子信息類實驗實踐教學中的大規模快速應用，對電子信息類虛擬仿真實驗教學中心的建設起到了關鍵作用。

根據人才培養目標和電子信息類虛擬仿真實驗教學中心的基本特點和存在的不足，不斷進行虛擬仿真實驗教學體系的系統改革，及時吸收科學研究和教學研究的最新成果，增加綜合性、創新性實驗的比例。在虛擬仿真實驗教學中心建設的實施過程中，加強科研成果轉化和專業相關的虛擬仿真實驗系統開發人才的培養，鞏固校企合作關系，加強全程網絡信息交流與資源共享，提升電子信息類虛擬仿真實驗教學的專業特色。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見.教高（2012）4號，2012.

[2]中華人民共和國教育部高等教育司.關于開展2015年國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知.教高司函（2015）24號，2015.

作者簡介：臧景峰（1976.03-），男，漢族，吉林長春人，長春理工大學工學博士，副教授，從事嵌入式系統設計、通信信號處理、圖像處理的教學和科研工作。

基金項目：教育部國家級虛擬仿真實驗教學中心建設項目（教高司函〔2015〕24號）。