虛擬仿真教學資源開發長效管理機制研究

張文林　樊智勇

[摘 要] 在國家級機務維修仿真教學示范中心的建設過程中，通過深入研究仿真教學資源開發管理目前存在的問題，提出了在仿真教學資源開發管理中需要重點考慮的要素，并從教學管理平臺建設、資源開發質量標準、經費運用、教師能力建設、開發團隊建設、中心運行管理機制、教師激勵機制等方面入手，闡述了建立虛擬仿真教學資源開發長效管理機制的建設思路和實施方案，以實現虛擬仿真教學資源可持續發展，真正落實并實現教學資源共建共享的最終目標。

[關鍵詞] 長效管理;虛擬仿真;資源開發

[作者簡介] 張文林（1985—），男，山東濰坊人，碩士，中國民航大學工程技術訓練中心講師，主要從事虛擬仿真技術開發研究。

[中圖分類號] G642.423? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）12-0009-04? ? [收稿日期] 2020-09-29

為加快教育信息化建設，2013年教育部批復建設了一批具有示范、引領作用的國家級虛擬仿真實驗教學中心，這是國家實驗示范中心建設的延續，2017、2019年分別啟動了示范性虛擬仿真實驗教學項目和虛擬仿真課程的建設，教育信息化建設進入新的發展階段[1]。中國民航大學工程技術訓練中心在國家級實驗教學示范中心的基礎上建設機務維修仿真實驗教學中心，成為首批100個國家級虛擬仿真實驗教學中心之一。

一、高校虛擬仿真教學資源的現狀

民航是復雜、動態、大場景的四維、遠距運輸系統，具有高技術、高風險、高投入和國際化、規范化（簡稱“三高兩化”）特點[2]。由于民航飛機系統的復雜交聯關系，為了培養滿足行業能力需求的人才，必須將學生置身于真實的飛機運行場景中，但“三高兩化”的行業特點，決定了其在真實系統運行環境下培訓與研究是不現實的，因此營造虛擬仿真實驗環境是目前技術條件下最現實的做法，而且也是各國民航局列入規章的推薦辦法。

針對大型民用飛機復雜、綜合、動態、大場景的特點，運用虛擬仿真技術，建設體現現代科技水平和行業需求的虛擬實驗教學資源，與實物實驗教學有機結合，是解決民航機務維修工程教育的必由之路。

近年來，國家不斷加大對虛擬仿真實驗教學建設支持力度，隨著各級財政資金持續投入，學校虛擬仿真實驗開發平臺及教學平臺日益完善，在虛擬仿真教學資源豐富的同時，也給教學資源管理帶來了巨大的壓力。通過走訪調研發現，目前高校內部普遍存在類似平臺重復建設、仿真教學資源質量參差不齊、資源內容更新慢、教學應用不足、教師參與度低等問題。解決這些問題，尋求長效的教學資源管理方式，在很大程度上影響著虛擬仿真教學資源的有效利用及教學資源開發的延續，所以開展對虛擬仿真教學資源實施長效管理，是開展虛擬仿真教學的關鍵問題之一，直接影響著今后一段時間我國高校虛擬仿真實踐教學的質量。

二、虛擬仿真教學資源開發長效管理的目的和考慮要素

虛擬仿真教學資源開發長效管理的目的是實現虛擬仿真教學資源的可持續發展，真正落實并實現教學資源共建共享的最終目標。其內涵包含兩個方面：一方面在已建成的虛擬仿真資源的基礎上，根據專業發展和學科建設的新需求，依靠新技術不斷發展虛擬仿真資源的內容;另一方面，虛擬仿真教學資源開發長效性，需要著眼未來的技術發展方向，能夠長期持續改進。

基于前面提到的長效管理目的，虛擬仿真教學資源開發需要滿足以下幾個方面的要求：一是統一的管理運行平臺。該平臺需具有完善的功能，滿足教學和管理需求，能夠兼容不同平臺的資源，具有可擴展性，便于進行資源的持續補充擴展。二是統一的虛擬仿真資源開發標準。要設計制作課程開發標準流程及樣板，確保資源呈現的合理性和科學性，以及與專業課程內容的符合性，實現虛擬仿真教學資源的高質量建設。三是持續的經費投入保障。要確保在虛擬仿真教學資源一次性投入建設后，每年持續投入，保障資源能夠進行后續的擴展和完善。四是注重資源開發團隊建設。要加強教師能力培訓，將虛擬仿真資源建設與教師能力提升結合起來，充分發揮教師在教學資源開發中的關鍵作用。五是完善的運行管理機制。要確保虛擬仿真教學資源能夠持續開發，高效服務于教學實踐，實現虛擬仿真中心建設的最終目標。

三、虛擬仿真教學資源開發與管理機制的實踐

（一）研究適用于教學的虛擬仿真資源管理網絡平臺

資源管理網絡平臺是虛擬仿真教學的重要組成部分，是實現資源管理和共享的主要實現平臺。中心在規劃建設資源管理網絡平臺時要強調頂層設計，制定年度任務，逐年分段實施，學校內部互通有無，在國資處協調下避免類似平臺的重復建設。平臺應具有完整的虛擬實踐教學和課程開發功能，包括中心門戶網站、實踐教務管理、實踐教學管理、實踐過程師生互動、實操結果自動判別、實踐報告收集、場地預約申請管理、教務通知系統、角色管理功能，可任意加載其他平臺的虛擬仿真課程資源。建設過程中應充分考慮網絡平臺的可拓性、兼容性、先進性，著眼于未來10年的技術發展方向，實現高效管理仿真教學資源目標，滿足學校內部、兄弟院校、國際合作、民航企業等范圍內的仿真教學資源共享要求，提高教學資源的利用率，發揮學校和中心在民航業內的區域輻射、示范引領作用。

平臺面向社會開放，具有教師端和學生端，可以在PC端和移動端使用，主要有管理和教學兩個方面的功能。首先該平臺面向教師，每位教師具有自己的管理賬戶，可以在平臺進行虛擬仿真教學資源上傳、下載、開發、管理的操作，其所加載的工具和具有的功能都直接影響著教師對平臺的管理和使用效率。中心建設平臺采用B/S架構，利用云端虛擬化技術，能夠兼容目前主流的虛擬仿真軟件。另一方面，該平臺面向學生，承載了虛擬仿真中心的主要在線教學功能，決定了最終的教學效果。基于該平臺的資源和課程，學生可以隨時隨地開展自主學習和實踐訓練，后臺會記錄學習內容和時間，并進行相應考核，數據可回溯，這樣就可以實現教學資源在空間和時間的高效利用。

虛擬仿真教學資源不同于普通的教學資源，它包含有大量的3D模型、CBT、動畫、視頻等資源，具有占用存儲空間大、工具加載要求高、網絡帶寬占用大等特點，需要不斷優化虛擬仿真教學需求的資源管理網絡平臺功能，提高平臺流暢度，充分發揮虛擬仿真教學資源的作用，為推動國家級虛擬仿真教學中心持續發展打下堅實的平臺基礎。

（二）虛擬仿真教學資源的建設

虛擬仿真教學資源建設的最終目標是實現資源的教學應用和共享，高質量的資源是教學資源使用形成高黏性、可持續的關鍵因素。打造優質虛擬仿真教學資源，就需要建立統一的開發標準，確保開發質量，完善資源發布審核流程，構成進階循環反饋式資源審核模式。

虛擬仿真資源應該依據課程需求，建立統一的質量標準，避免出現建設開發過程中任由教師“自由發揮”的情況。應設計制作包含所有展現形式的資源樣板，開發過程中應考慮涵蓋訓練模塊、訓練單元、知識點/技能點三級指標要求，滿足完整性指標的資源有助于后期的課程匹配。開發過程中也應該注重開發工具的升級和迭代，確保資源能夠與現有平臺兼容，并能夠高速穩定運行。

提高虛擬仿真教學資源質量，也需要關注開發技術的合理性和教學內容的符合性，加強資源發布前的審核力度。中心聘請相關領域的技術公司專家、學科專業專家組成專家審核組，在資源管理系統中分配相應的審核權限，在技術和內容方面進行雙線并行審核，給出專業意見，并及時反饋給教師或項目組，便于后續改進以提高資源質量。對于提出發布申請的資源，由課程組組長、教研室主任進行初步審查，再由專家組終審，構成進階循環反饋式資源審核模式，對教學資源進行全流程檢查，確保教學資源的質量[3]。

（三）虛擬仿真教學資源的管理

機務類專業的培養質量直接影響民航運行安全和效率，客觀上需要政府的大力支持。教學資源建設的是一個長期的工程，需要各方面的持續投入。中心在獲批首批機務維修仿真教學示范中心后，積極爭取民航局等主管單位的資金投入，在第一期規劃的持續建設下，完成了機務維修立體化教學中心實驗室、虛擬仿真工程訓練實驗室、虛擬仿真技術及課程開發實驗室、機務維護模擬機實驗室等實踐教學平臺，建立了較為完整的虛擬仿真教學、開發、管理平臺。二期建設在完善現有平臺的基礎上，進入內涵建設發展階段。大資金解決了平臺建設問題，還要利用小資金解決資源開發管理中的問題。學校給予仿真中心運行經費、實驗創新基金、中央高校基本業務經費等的支持，開展基于項目式的虛擬仿真資源開發和利用，調動教師參與資源開發與應用的積極性。

中心在利用學校配套資金開展虛擬仿真資源開發的過程中，引入項目績效管理的概念，實現虛擬仿真教學資源開發項目的全流程統籌與管理，提高項目開發進展及工作效率，確保虛擬仿真教學資源開發的質量，進而實現虛擬仿真教學資源開發共建共享的長效發展機制[4]。虛擬仿真教學資源開發借鑒項目運行模式進行科學規范的管理，主要由六個部分構成。項目啟動階段，以教學大綱為依據，從中心教學需求出發，申報虛擬仿真資源開發項目立項，簽訂項目責任書，根據需求組建項目開發團隊;項目規劃階段，依據項目責任書，制定項目計劃安排、任務分工、時間分配、編制預算等工作;項目實施階段，按照計劃安排執行，中間進行中期驗收，實現對項目的全過程的跟蹤和管理;項目應用階段，開發完成的虛擬仿真教學資源用于教學實踐，檢驗教學效果，收集使用建議，反饋改進;項目驗收階段，依照項目責任書，驗收項目成果;項目激勵實施階段，依據驗收結果和教學應用情況，對教師的工作量進行考核，并與教師的績效獎金、項目獎勵、職稱、聘崗等掛鉤，激勵教師積極參與虛擬仿真資源的開發建設，實現教學資源的可持續發展。

（四）虛擬仿真教學資源開發團隊建設

將虛擬仿真資源建設與教師能力提升結合起來，充分發揮教師在教學資源開發中的關鍵作用。加強教師開發資源使用資源的能力，是實現虛擬仿真資源開發與應用長效發展的重要舉措[5]。在網絡信息時代，虛擬仿真、3D建模、人機交互等技術飛速發展，并廣泛應用于民航飛機維護訓練的背景下，要求從事教學工作的教師或者開發公司工程師，能夠獨立構建完善的虛擬仿真平臺或者完成仿真項目，難度很大。鑒于上面的情況，中心在進行虛擬仿真資源開發時，建立學校、技術研發公司、行業企業三方合作機制，積極與飛機制造商、航空公司、技術研發公司合作，根據建設內容，本著優勢互補的原則，共同開發、建設了仿真實驗環境和設備，滿足仿真實驗教學的要求和需要。充分發揮中心教師與開發公司工程師的特長，采用“教師+工程師”組成項目團隊的方式，讓專業的人做專業的事，做到人盡其用。

中心的教師基本都是雙師型教師，他們既是教師，也是熟練掌握飛機維護技能的機務工程師，在虛擬仿真資源建設三方合作中主要負責腳本設計、仿真過程規劃、教學設計等內容。技術開發公司中的工程師負責平臺設計、程序開發、模型資源開發、平臺維護等內容[6]。行業企業主要指航空公司及其技術公司，有著豐富的案例和運行數據，通過與行業企業的合作，可以確保在虛擬仿真資源建設時，關注行業發展變革，始終聚焦航空維修業技術發展前沿，并及時更新虛擬仿真資源庫。中心教師在學校、技術開發公司、行業企業三方合作機制下，學習開發公司工程師資源開發流程及方法，初步具備完整的仿真資源開發能力，可以進一步提高教師開發資源、使用資源的積極性。

（五）虛擬仿真中心運行機制的建立

為保障虛擬仿真教學資源開發能夠有序、安全、高效、持續運行，建立了完善的運行機制和管理體系，包括《模擬教學中心安全管理制度》《學生實驗守則》《模擬教學中心儀器設備管理制度》《模擬教學中心技術操作規范》《教師工資績效考核辦法》等。中心建立起了規范的仿真教學管理體系，形成以教學為中心，拓展行業培訓，完善學科建設，走科研和產業協同發展的道路。其運行機制，包括教師績效分配激勵機制、資源校企共建機制、資源共享機制、知識產權保護機制四個方面。

中心的績效分配激勵機制，將全年的培訓收入切塊后，拿出固定的資金獎勵優秀的開發團隊，主要依據資源管理平臺上的資源使用情況，被使用次數多收益就高。另外也充分考慮資源開發過程中投入的工時并進行課時量化，給予課時補貼，充分調動教師們參與虛擬仿真資源開發的積極性。

對于中心急需且開發難度較大的資源，建立由仿真教學中心牽頭，與技術開發企業共建實驗室/資源的管理機制，具體的收益分配，依據參與方的資金、技術、人員投入協商，能夠整合各方優勢，集中力量解決資源建設核心問題，有利于提高資源質量，確保資源開發持續推進。

中心建立兼收并蓄、開放包容的資源共享機制，任何與中心仿真教學工作相關的資源均可以進入平臺共享，并與著作權人簽訂相關協議，可以一次性買斷，或者根據使用次數及評價結果進行收入分配。協議期滿后，雙向選擇決定是否繼續進入平臺共享。

中心建立完善的虛擬仿真資源知識產權保護機制，在資源公布前，自動加載水印，提前布局知識產權保護，申請專利及著作權等，實行注冊制，只有平臺正式用戶才可使用資源，非管理員賬戶無權限下載、轉發資源，充分尊重和保護教學資源創作團隊的權益，形成良性循環，有利于虛擬仿真教學資源開發的長效管理。

四、總結

伴隨著虛擬仿真教學資源的不斷開發建設，必須持續關注虛擬仿真資源管理的核心要素，解決關鍵問題，不斷完善長效資源管理機制，實現高效管理仿真教學資源目標，滿足學校內部、兄弟院校、國際合作、民航企業等范圍內的仿真教學資源共建共享要求，提高教學資源的利用率，進而實現虛擬仿真資源的可持續發展。

參考文獻

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[6]劉曉彥.淺析教學信息化背景下高校數字化教學資源建設[J].中國管理信息化，2020，23（7）：228-229.

Abstract： In the construction process of the National Aviation Maintenance Simulation Teaching Demonstration Center， through in-depth research on the problems existing in the development and management of simulation teaching resources， this paper puts forward the key factors that need to be considered in the development and management of the simulation teaching resources， and expounds the construction ideas and the implementation scheme of establishing a long-term management mechanism for the development of virtual simulation teaching resources from the aspects of the construction of teaching management platform， the quality standard of the resources development， the fund utilization， the teachers ability construction， the development team construction， the central operation management mechanism， and the teacher incentive mechanism， so as to realize the sustainable development of the virtual simulation teaching resources and truly implement and realize the ultimate goal of co-construction and sharing of teaching resources.

Key words：? ?long-term management; virtual simulation; resources development