面向地方院校工程教育類專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)

劉軍　施曉秋　金可仲

摘要：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是信息技術(shù)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的產(chǎn)物。從支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成和實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享兩大主題出發(fā)，闡述了“學(xué)生發(fā)展為中心、工程應(yīng)用為特色、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、多元協(xié)同為抓手、虛實(shí)互動(dòng)增成效、開(kāi)放共享促輻射”的建設(shè)思路，并給出了溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)實(shí)例，可為地方院校工程教育類專業(yè)實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬仿真；網(wǎng)絡(luò)工程；多元協(xié)同；虛實(shí)互動(dòng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要載體，需要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)作為支撐。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)采用實(shí)體形式，以物理空間中的實(shí)體設(shè)備、器件和材料為實(shí)驗(yàn)對(duì)象或載體，具有真實(shí)、直觀、直接的優(yōu)點(diǎn)，但存在更新運(yùn)維成本高、規(guī)模與復(fù)雜度受限、可擴(kuò)展性差、開(kāi)放共享難等不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合運(yùn)用信息與通信技術(shù)，在信息空間中構(gòu)建高度仿真的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，提供類似于實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體驗(yàn)與效果，具有近似、抽象和間接的特點(diǎn)，并在可視性、交互性、安全性、可擴(kuò)展性與可共享性等方面具備優(yōu)勢(shì)，是對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充與完善。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要教學(xué)保障和優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享的主要載體，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)不能簡(jiǎn)單停留在對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的信息化再現(xiàn)或資源堆砌，必須思考并解決以下六方面的關(guān)鍵問(wèn)題。

第一，建設(shè)理念。涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的基本指導(dǎo)思想、建設(shè)目標(biāo)、服務(wù)面向，以及在專業(yè)人才培養(yǎng)中所應(yīng)承擔(dān)的角色或發(fā)揮的作用。

第二，建設(shè)內(nèi)涵。與指導(dǎo)思想、建設(shè)目標(biāo)與服務(wù)面向相適應(yīng)，涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的教育教學(xué)品質(zhì)與特色，例如是以基礎(chǔ)研究與教學(xué)為特色，還是以工程研發(fā)或工程應(yīng)用教學(xué)為特色。

第三，建設(shè)主線。涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的核心線索或體系，需要系統(tǒng)而有效地組織有關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以滿足中心的服務(wù)功能與特色。

第四，建設(shè)方法與途徑。通過(guò)什么樣的方法與途徑實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)，是院校單獨(dú)建設(shè)，還是校內(nèi)外協(xié)同；是自主開(kāi)發(fā)，還是購(gòu)買服務(wù)，抑或是多方面結(jié)合。

第五，使用模式。如何將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心資源運(yùn)用于課內(nèi)外教學(xué)，其與實(shí)體實(shí)驗(yàn)之間是什么關(guān)系，如何發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)與長(zhǎng)處，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效。

第六，開(kāi)放共享機(jī)制。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的開(kāi)放共享，包括服務(wù)的對(duì)象與范圍、策略與機(jī)制以及服務(wù)能力等。

二、面向工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思路

作為地方本科院校，溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)。為此，針對(duì)前述六大關(guān)鍵問(wèn)題，我們提出了“學(xué)生發(fā)展為中心、工程應(yīng)用為特色、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、多元協(xié)同為抓手、虛實(shí)互動(dòng)增成效、開(kāi)放共享促輻射”的基本建設(shè)思路。

（1）學(xué)生發(fā)展為中心，解決建設(shè)理念問(wèn)題。服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，作為該專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的重要組成部分，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心立足學(xué)生創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，支撐問(wèn)題分析、問(wèn)題研究、解決方案設(shè)計(jì)以及現(xiàn)代工具使用等相關(guān)畢業(yè)要求與培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成，并促進(jìn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)與個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（2）工程應(yīng)用為特色，解決建設(shè)內(nèi)涵問(wèn)題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)內(nèi)涵與品質(zhì)必須和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)與特色相契合，并著重在三個(gè)層面上予以把握：一是教學(xué)內(nèi)容有效覆蓋網(wǎng)絡(luò)工程生命周期的主要應(yīng)用環(huán)節(jié)，包括規(guī)劃與設(shè)計(jì)、部署與開(kāi)發(fā)、運(yùn)行與維護(hù)等；二是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完全支持當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商及其產(chǎn)品，與業(yè)界主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用無(wú)縫對(duì)接；三是綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目都來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)際問(wèn)題或相關(guān)項(xiàng)目案例。

（3）能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，解決建設(shè)主線問(wèn)題。改變傳統(tǒng)的以課程為核心的教學(xué)組織框架，體現(xiàn)以能力為導(dǎo)向，圍繞工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)，針對(duì)遞進(jìn)性的分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源在實(shí)現(xiàn)技術(shù)、方式和手段等方面進(jìn)行系統(tǒng)而精細(xì)地設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

（4）多元協(xié)同為抓手，解決建設(shè)方法與途徑問(wèn)題。為了落實(shí)能力培養(yǎng)核心與工程應(yīng)用特色，依托高校與企業(yè)、教學(xué)與科研、教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐的多元協(xié)同，建立由教師、研究人員與工程師組成的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)，融合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的教育、科技與工程優(yōu)質(zhì)資源，深度協(xié)作致力于虛擬仿真中心的開(kāi)發(fā)與建設(shè)。

（5）虛實(shí)互動(dòng)增成效，解決使用模式問(wèn)題。充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)各自的優(yōu)勢(shì)，改革單純基于實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的傳統(tǒng)模式，結(jié)合分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建與實(shí)施虛擬實(shí)體高度互補(bǔ)、線上線下有機(jī)互動(dòng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，貫穿課內(nèi)課外的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（6）開(kāi)放共享促輻射，解決推廣機(jī)制問(wèn)題。建立管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)的“雙輪驅(qū)動(dòng)”機(jī)制，促進(jìn)虛擬仿真中心的開(kāi)放共享。在管理服務(wù)方面，面向兄弟院校、業(yè)界企業(yè)的團(tuán)體與個(gè)人用戶提供“Lab as a Service”形態(tài)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)云計(jì)算服務(wù)，為兄弟院校提供以全面降低使用門檻在技術(shù)服務(wù)方面，利用先進(jìn)的虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供安全、穩(wěn)健、靈活的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，充分保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的品質(zhì)。

三、網(wǎng)絡(luò)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)實(shí)踐

依據(jù)上述基本建設(shè)思路，溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主要進(jìn)行了以下建設(shè)實(shí)踐。

1.能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

以“專業(yè)基本技能一綜合實(shí)踐能力一工程實(shí)踐能力一工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力”的遞進(jìn)式模型為主線，圍繞綜合分析和解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題的能力進(jìn)行了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)，如下表所示。

其中，專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以演示認(rèn)知型、分析驗(yàn)證型以及基礎(chǔ)操作型等形式為主，以對(duì)少量技能點(diǎn)的認(rèn)知或理解為教學(xué)目標(biāo)，以可視性、交互性表現(xiàn)突出的軟件仿真技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度低；綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以綜合訓(xùn)練型為主，以對(duì)數(shù)個(gè)領(lǐng)域的大量技能點(diǎn)的整體掌握為教學(xué)目標(biāo)，以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度較高；工程實(shí)踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以工程演練型為主，以掌握真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的部署與實(shí)施、測(cè)試與驗(yàn)證為主要教學(xué)目標(biāo)，以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度高；工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以創(chuàng)新設(shè)計(jì)型為主，以掌握真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)為主要教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合軟件仿真技術(shù)與硬件虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度最高。

2.工程應(yīng)用為特色的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目庫(kù)

在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目庫(kù)的建設(shè)中，主要通過(guò)以下三種途徑實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用內(nèi)涵與特色。

（1）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的技術(shù)與產(chǎn)品覆蓋面接軌當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程行業(yè)的熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域與主流產(chǎn)品。包括網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)安全、無(wú)線局域網(wǎng)、協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)等，支持對(duì)這些領(lǐng)域各主流廠商設(shè)備的軟件仿真或硬件虛擬。

（2）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的能力點(diǎn)定位與設(shè)計(jì)源于網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用的實(shí)際需要，根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程生命周期各階段對(duì)工程能力要求的分布，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的梳理與篩選。每門課程精選出若干能力點(diǎn)，并依據(jù)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、部署與開(kāi)發(fā)、測(cè)試與驗(yàn)證、運(yùn)行與維護(hù)等不同階段內(nèi)能力點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的能力點(diǎn)組合方案。

（3）在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計(jì)上，以能力點(diǎn)目標(biāo)組合方案為出發(fā)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)工程案例為背景素材，以實(shí)際需求和工程問(wèn)題為導(dǎo)向，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，保障其真實(shí)性、時(shí)效性以及針對(duì)性。網(wǎng)絡(luò)工程案例主要來(lái)源于合作企業(yè)工程師參與或主持的工程項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師根據(jù)分級(jí)能力目標(biāo)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題的分解、梳理與萃取。

當(dāng)前，虛擬仿真中心建成的306個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)于分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)的項(xiàng)目數(shù)量比例大致為4：4：1：1，其中直接來(lái)源于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工程案例合計(jì)占總數(shù)的一半以上。

3.多元協(xié)同的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)發(fā)與建設(shè)方式

多元協(xié)同的開(kāi)發(fā)與建設(shè)方式體現(xiàn)在三個(gè)方面，即高校與企業(yè)協(xié)同、教學(xué)與科研協(xié)同、教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐協(xié)同。

首先，通過(guò)與兩家業(yè)界領(lǐng)軍企業(yè)（思科系統(tǒng)與思博倫通信）的校企協(xié)同，在技術(shù)層面獲得了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的授權(quán)，解決了對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行高度虛擬和仿真的核心技術(shù)難題，同時(shí)獲得了工程師的加盟，增強(qiáng)了開(kāi)發(fā)與建設(shè)隊(duì)伍的整體技術(shù)實(shí)力；在資源層面得到了企業(yè)一線工程師隊(duì)伍的寶貴經(jīng)驗(yàn)，解決了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目案例主要來(lái)源的關(guān)鍵問(wèn)題；在管理層面借鑒了企業(yè)在線實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放與管理模式，解決了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的安全性和穩(wěn)健性問(wèn)題。

其次，充分利用高校教師隊(duì)伍教學(xué)與科研并舉的優(yōu)勢(shì)，依托教學(xué)與科研協(xié)同實(shí)現(xiàn)了科研反哺虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一是通過(guò)學(xué)生課外科技與創(chuàng)新活動(dòng)等形式，將科研成果直接或間接轉(zhuǎn)化成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，此類項(xiàng)目占總數(shù)近14%；二是在虛擬仿真中心的開(kāi)發(fā)與建設(shè)中，轉(zhuǎn)化了許多虛擬化與云計(jì)算領(lǐng)域的科研成果，到目前為止直接實(shí)施應(yīng)用的發(fā)明專利共有6項(xiàng)，主題涉及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、虛擬機(jī)資源配置以及云計(jì)算調(diào)度等。

最后，依托教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐的協(xié)同解決了虛擬仿真中心建設(shè)各個(gè)層面的多個(gè)關(guān)鍵理論問(wèn)題。例如，針對(duì)虛擬仿真中心硬件平臺(tái)的建設(shè)，先后依托兩項(xiàng)浙江省提升地方高校辦學(xué)水平專項(xiàng)資金項(xiàng)目開(kāi)展了主題為“多租戶虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”的研究；針對(duì)虛擬仿真中心軟件平臺(tái)的建設(shè)，依托浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究重點(diǎn)項(xiàng)目開(kāi)展了主題為“‘實(shí)驗(yàn)教學(xué)即服務(wù)的云計(jì)算模式構(gòu)建”的研究；針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，依托浙江省高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目開(kāi)展了主題為“依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的混合式實(shí)踐教學(xué)模式探索”的課題研究；針對(duì)校企合作開(kāi)發(fā)與建設(shè)虛擬仿真中心的機(jī)制，依托浙江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目開(kāi)展了主題為“基于企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分布式工程實(shí)踐教育中心建設(shè)模式探索與實(shí)踐”的課題研究。

4.虛實(shí)互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源使用模式

相對(duì)于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在以下方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到補(bǔ)足與增強(qiáng)作用。

首先，彌補(bǔ)了實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)在開(kāi)放時(shí)間、地點(diǎn)和方式上的不足，實(shí)現(xiàn)在任意安裝有瀏覽器的終端設(shè)備上隨時(shí)隨地訪問(wèn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源以及實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行練習(xí)，為自主性學(xué)習(xí)和個(gè)性化提供充分的保障。

其次，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)可見(jiàn)性與交互性差的弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作原理的交互式可視化呈現(xiàn)，促進(jìn)對(duì)基本技能點(diǎn)的認(rèn)知、理解與掌握。

再次，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)在拓?fù)湟?guī)模、網(wǎng)絡(luò)特性以及管理便捷性等方面的局限，以低成本構(gòu)建特性更豐富、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)捷高效的連接與配置管理，提高綜合性實(shí)踐教學(xué)的品質(zhì)。

最后，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于成本因素而明顯滯后于工程應(yīng)用發(fā)展水平的局限，支持跨廠商、多系列高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接與配置的多視角可視化交互管理，用于在專業(yè)實(shí)習(xí)或畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)實(shí)際復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目進(jìn)行快速概念驗(yàn)證。

為充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在支撐實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)的不同維度上的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合能力分級(jí)目標(biāo)的特點(diǎn)，依據(jù)兩者之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的組合使用模式分為四種：虛輔實(shí)主、虛實(shí)并舉、虛主實(shí)輔以及純虛擬仿真。

（1）虛輔實(shí)主模式。利用上述第一與第二項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的近似仿真，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于課前預(yù)習(xí)以及課后練習(xí)，而在課堂中使用實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相互印證。

（2）虛實(shí)并舉模式。利用上述第一與第三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要面向開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、專業(yè)技能競(jìng)賽等課外教育活動(dòng)，而實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向日常課堂。

（3）虛主實(shí)輔模式。利用上述第一與第三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于前期耗時(shí)較長(zhǎng)、不依賴于實(shí)體設(shè)備的建模與部署環(huán)節(jié)，實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于后期耗時(shí)較短、依賴于實(shí)體設(shè)備的驗(yàn)證與測(cè)試環(huán)節(jié)。

（4）純虛擬仿真模式。利用上述第一與第四項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段。學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)階段后，用于大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程解決方案的概念驗(yàn)證，包括規(guī)劃與設(shè)計(jì)、建模與開(kāi)發(fā)，用于新建網(wǎng)絡(luò)解決方案的展示、客戶網(wǎng)絡(luò)割接方案的預(yù)演以及客戶網(wǎng)絡(luò)故障排錯(cuò)方案的驗(yàn)證等。

當(dāng)前，虛擬仿真中心所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目覆蓋10門專業(yè)課程、5門綜合實(shí)踐課程、4大類課外教育活動(dòng)以及專業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)間跨度從大二下到大四。從整體人才培養(yǎng)過(guò)程來(lái)看，隨著專業(yè)教育階段的逐步深入，實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)逐步提升，所涉及的工程問(wèn)題復(fù)雜度隨之提升，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)支持能力的要求越來(lái)越高。相應(yīng)地，所依托的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境也由以實(shí)體中心為主逐漸演變?yōu)樘搶?shí)結(jié)合，最終過(guò)渡到以虛擬仿真中心為主。

5.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放共享的實(shí)現(xiàn)與推廣

虛擬仿真中心對(duì)外開(kāi)放共享提供虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的內(nèi)涵包括管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)兩個(gè)方面。在管理服務(wù)方面，使用高級(jí)服務(wù)調(diào)度引擎將所有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合起來(lái)，以“實(shí)驗(yàn)教學(xué)即服務(wù)”（Lab as a Service，LaaS）的形態(tài)統(tǒng)一對(duì)外提供開(kāi)放共享。此外，對(duì)于兄弟院校與行業(yè)企業(yè)等團(tuán)體用戶，為其提供專有的管理門戶，便于自我管理。在技術(shù)服務(wù)方面，構(gòu)建了安全、健壯、高效、可擴(kuò)展的技術(shù)平臺(tái)架構(gòu)。其中，軟件仿真前端提供可視化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體驗(yàn)；而硬件虛擬后臺(tái)創(chuàng)建虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行實(shí)例并提供遠(yuǎn)程配置與管理手段，而云監(jiān)控與管理、云備份與安全提供充分的服務(wù)質(zhì)量保障。

在面向?qū)I(yè)點(diǎn)的開(kāi)放共享推廣上，充分發(fā)揮作為國(guó)家專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)、卓越工程師教育計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)的影響力，通過(guò)舉辦或參加會(huì)議、兄弟院校來(lái)校考察、國(guó)家和省級(jí)精品資源共享課開(kāi)放共享、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)方案的編制等為抓手，向兄弟院校進(jìn)行宣傳與推廣。在面向行業(yè)企業(yè)與零散學(xué)員的開(kāi)放共享推廣上，積極發(fā)揮合作企業(yè)作為行業(yè)領(lǐng)頭羊的影響力，與其市場(chǎng)、宣傳以及技術(shù)部門合作，以合作伙伴聚會(huì)、用戶交流大會(huì)以及技術(shù)培訓(xùn)班為抓手，向其渠道合作伙伴、學(xué)習(xí)合作伙伴以及最終用戶進(jìn)行宣傳與推廣。

經(jīng)過(guò)四年的持續(xù)建設(shè)實(shí)踐，溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已取得了很好的教學(xué)成果。近三屆畢業(yè)生調(diào)查表明，其在促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)中的角色得到廣泛認(rèn)同，學(xué)生工程能力提升效果明顯，中心的開(kāi)放范圍由兄弟院校擴(kuò)展到了企業(yè)，2015年初成功入選國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

[責(zé)任編輯：余大品]