虛擬仿真平臺資源建設管理實踐

張小波 汪源

摘 要 虛擬仿真技術已大規模進入高校實驗教學。本文著重介紹三亞學院虛擬仿真實驗教學平臺資源的建設內容，從制度保障、教研成果轉化、教師能力提升和學生能力提升四個方面的實踐管理中，探索虛擬仿真實驗教學平臺資源建設管理思路，期待能為高校虛擬仿真實驗教學改革做出貢獻。

關鍵詞 虛擬仿真平臺 資源建設管理 實踐

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A

隨著計算機技術、網絡技術、信息技術等相關領域的發展，虛擬仿真技術大規模進入實驗教學。教育部從2013年開始在全國范圍內陸續建設國家級虛擬仿真實驗教學平臺。在《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學平臺建設工作的通知》中指出，國家建設虛擬仿真實驗教學平臺的指導思想是堅持“科學規劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續發展”，明確虛擬仿真實驗教學的宗旨是培養學生創新精神和提高實踐能力，核心是共享優質實驗教學資源，重點是建設信息化實驗教學資源，助力高校改革和創新實驗教學，加快信息化建設速度。三亞學院在考量傳統實驗教學模式、思維方式、體制運行、經費、技術服務等諸多因素后，結合學校規模大，學生人數較多，實驗場地和實驗儀器設備有限，理論教學和實驗教學很難順利開展，教學管理壓力巨大等情況，從2015年開始建設自己的虛擬仿真實驗教學平臺（以下簡稱“仿真平臺”）。用于加強學生實踐能力和創新精神培養，提高學校人才培養質量，推進學校實驗教學改革與創新，探索實驗新內容、新方法、新手段，優化隊伍、管理及實驗教學模式，探討新形勢下我校實驗教學的新路子、新方式。

1虛擬仿真實驗概述

虛擬仿真實驗就是利用計算機，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，學生通過計算機在虛擬的實驗環境中進行實驗，完成各種預設的實驗項目，實現教學目標要求的教學活動。虛擬仿真實驗是隨著現代計算機技術和虛擬技術的發展進步而產生和應用起來的一種實驗模式。

虛擬仿真實驗教學平臺建設一般包括四個方面的內容：虛擬仿真實驗教學資源、虛擬仿真實驗教學的管理和共享平臺、虛擬仿真實驗教學和管理隊伍和虛擬仿真實驗教學平臺的管理體系。基礎是搭建好虛擬仿真實驗教學平臺，并對其進行持久的建設管理。一般說來，教學信息化平臺硬件和軟件環境共同建設的結果，只要有較大的投入，其效果就會很快的顯現。本文著重介紹我校虛擬仿真實驗教學資源的建設內容，制度保障，教研成果轉化，教師能力提升和學生能力提升四個方面的管理實踐，期待能為高校虛擬仿真實驗教學改革做出貢獻。

2我校仿真平臺的建設內容

我校仿真平臺通過數字化資源管理模塊將模擬電路虛擬實驗、電路分析虛擬實驗、數字電路虛擬實驗、單片機及嵌入式系統虛擬實驗、微機原理與接口技術虛擬實驗、數字信號處理虛擬實驗、信號與系統虛擬實驗、自動控制原理虛擬實驗、電路設計虛擬實驗、計算機組成原理虛擬實驗課程納入進平臺進行統一管理，每門課都提供實驗預習所需要的題庫、實驗目的要求、實驗報告模板、智能指導設計、自動批改設計等流程模塊。教師在教學中不斷設計及優化各實驗模塊，開展實驗項目更新、管理和創新評價。

3虛擬仿真實驗教學資源建設管理實踐

3.1制度保障仿真平臺持續向前發展

制度是實現一切事物持續、健康發展的有效保障，虛擬仿真實驗教學資源的持續發展也不例外。在仿真平臺成立初期，學院就制定了虛擬仿真實驗教學資源、運行管理等方面的制度，成立仿真平臺管理運行機構。

制度是虛擬仿真實驗教學資源的持續發展的保障，以前傳統的實驗教學管理制度已不能適用于新的教學模式，仿真平臺必須制度新的規章制度，用于滿足新形勢下的教學運行。為此，仿真平臺制定了《三亞學院實驗教學中心虛擬仿真教學管理試行辦法》，《三亞學院虛擬仿真實驗教學平臺崗位職責》，《三亞學院虛擬仿真實驗教學平臺教學資源研發管理辦法》，《三亞學院虛擬仿真實驗教學平臺隊伍管理辦法》，《三亞學院虛擬仿真實驗教學平臺教師能力提升實施意見》，《三亞學院實驗教學中心學生實驗成績考核管理辦法》等制度文件。這些制度基于教學改革建設思路，明確了建設管理的基本原則。

3.2教研成果轉化有力支撐仿真平臺資源更新

在虛擬仿真實驗教學中，教師長期的實驗教學積累，優化實驗項目形成研發成果，若能把這些成果轉化為實驗教學資源，就能極大地提高虛擬仿真實驗教學資源的質量，一線教師在教學實踐中能及時惠及于學生。仿真平臺始終堅持“教學研發”和“教師教學成果創新實踐”。在教學研發方面，鼓勵教師在平時教學中不斷改進實驗流程，摸索新的實驗項目，設計開發適用于應用型人才培養需要的，創新創業實踐實驗，把學生必須掌握的基本知識、技能通過虛擬平臺展現出來，供學生學習、練習。在教師教學成果創新實踐方面，鼓勵教師到企業中鍛煉，利用風標現有的技術手段，緊密結合自身教學專業需要，不斷創新突破，積累數據資源，轉化成熟的技術成果到教學中來，為學生提供優質的學習服務。為虛擬仿真教學資源的更新提供了有力保障，開拓了學生的視野。

3.3教師能力提升促使仿真平臺利用率提高

仿真平臺的師資隊伍由專業實驗教師、管理人員和企業指導教師三部分組成，平臺建設管理涉及的學科專業面廣，如信息科學、計算機、通信工程、車輛工程等，融合三類人員的高效協作，才能保障仿真平臺持續快速發展。結合學校的校企聯合培養模式，對專業理論知識強，卻沒有企業工作經歷和實踐能力不強的教師進行企業實踐鍛煉，提升專業實驗教師的實踐經驗。同時要加快適應虛擬仿真實驗教學的資源利用、教學組織與信息化管理，在平時的教學研究中不斷摸索積累經驗，豐富自己的教學。對于管理人員要積極學習平臺運行技術，加強與虛擬研發單位的溝通，掌握平臺核心關鍵要素，保障平臺順利高效運行。總之，三類人員齊心協力，不斷提升教師自身能力，對高效利用虛擬仿真實驗教學平臺至關重要。

3.4學生能力提升體現仿真平臺成果顯著

學校教學資源的緊張，場地、儀器設備等受限，學生實際實驗操作次數少、學校投入的實驗成本高、設備臺數偏少、動手機會不多，這是傳統實驗教學的現狀。導致學生實踐動手能力弱、創新意識和創新能力不強，已成為高校應用型人才培養質量提升的最大障礙。隨著實驗教學與虛擬仿真技術的結合，學生的實驗教學內容更加豐富，實驗教學資源消耗幾乎是零，試驗容量無限擴大，該學生提供了無限次的動手操作機會，能讓學生進行充分的實踐練習，提高學生動手操作能力和創新能力。近年來我校基于仿真平臺實驗教學培養的學生獲得了“全國大學生電子設計競賽海南賽區”一等獎一項，海南賽區二等獎一項，海南賽區三等獎兩項；“中國機器人大賽” 榮獲三等獎；“全國大學生數學建模競賽”斬獲6個海南省三等獎。特別在2017泛珠三角大學生計算機作品賽總決賽中，學生作品《新型水下機器人及控制平臺研制》榮獲銀獎。虛擬仿真實驗教學平臺對學生能力的提升效果顯而易見。

4結束語

我校仿真平臺在實驗教學中的應用，克服了以前傳統實驗教學的諸多局限，豐富了學校實驗教學改革內涵，探索出了實驗教學的新模式，創新了實驗教學資源和管理。加快高校虛擬仿真實驗教學模式的推廣，持續加強實驗教學資源、隊伍建設，借國家大力建設虛擬仿真實驗教學中心的契機，力爭為我校虛擬仿真實驗教學平臺和資源建設貢獻力量。

作者簡介：張小波（1980— ），男，漢，陜西鳳翔，三亞學院，教育學學士。主要從事高校教學管理，人力資源；汪源，男，安徽歙縣人，中共黨員，副教授，碩士研究生。現任三亞學院理工學院院長助理。主要從事電路理論、虛擬儀器技術等課程的教學及相關領域的研究工作。

參考文獻

[1] 李平，毛昌杰，徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學平臺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（11）.

[2] 徐進.2013年國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作小結及2014年申報建議[J].實驗室研究與探索，2014.