工程教育視域下的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)

劉海波，沈 晶，王革思，劉書勇，國(guó) 強(qiáng)

工程教育視域下的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)

劉海波1，沈 晶1，王革思2，劉書勇1，國(guó) 強(qiáng)2

（1. 哈爾濱工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2. 哈爾濱工程大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

以培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的信息基礎(chǔ)知識(shí)、強(qiáng)烈的工程創(chuàng)新意識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為核心，構(gòu)建了“123456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；以“計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)”課程急需的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為指向，依托現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研發(fā)了模塊化、層次化、多元化、系列化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目以及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在時(shí)間、空間、內(nèi)容和儀器設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)了全面開放, 解決了學(xué)生參與工程實(shí)踐和科技創(chuàng)新活動(dòng)的難題，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平。

工程教育；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

高等工程教育作為培養(yǎng)工程科技人才的重要環(huán)節(jié)，與國(guó)家和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)[1-2]。隨著國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議和“中國(guó)制造2025”的進(jìn)程，如何培養(yǎng)具有工程創(chuàng)新意識(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)高等教育領(lǐng)域最重要的任務(wù)[3]。為推動(dòng)工程教育不斷改革創(chuàng)新，以適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略的發(fā)展需要和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì)，我國(guó)2016年加入了《華盛頓協(xié)議》[4-5]，2017年提出了“新工科”建設(shè)的思路[6-11]，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，注重教育成果產(chǎn)出及持續(xù)改進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)施以學(xué)生為中心的教學(xué)理念[12]。工程創(chuàng)新能力是學(xué)生在工程實(shí)踐活動(dòng)中綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的啟蒙環(huán)節(jié)，是工程教育中不可或缺的組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在一定的實(shí)驗(yàn)資源支撐下，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，通過讓學(xué)生循環(huán)往復(fù)地學(xué)習(xí)、模仿和積累，訓(xùn)練學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的過程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要內(nèi)容優(yōu)化、資源平臺(tái)支撐和過程管理三位一體的協(xié)調(diào)運(yùn)作[13]。

教育部《關(guān)于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》要求“深入推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，不斷加強(qiáng)高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)與應(yīng)用，著力提高高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平”。各高校已經(jīng)和正在進(jìn)行著諸多有益的探索[14-15]。

為了適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)以及高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新要求，依托我校省級(jí)和部級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心并聯(lián)合我校國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，在原有工作基礎(chǔ)之上[16-18]，以“計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)”課程急需的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為指向，依托現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研發(fā)了模塊化、層次化、多元化、系列化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目以及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，拓展了教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，延伸了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間，積極探索線上線下教學(xué)相結(jié)合的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，逐步形成教學(xué)效果優(yōu)良、開放共享、運(yùn)行有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目新體系，為培養(yǎng)具有扎實(shí)信息基礎(chǔ)知識(shí)、強(qiáng)烈工程創(chuàng)新意識(shí)、較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的計(jì)算機(jī)類專業(yè)創(chuàng)新型人才提供有力保障。

1 教學(xué)體系構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心堅(jiān)持課程建設(shè)與人才培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合、虛擬仿真與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的原則，構(gòu)建了“123456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖1所示。

圖1“123456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

“123456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包括：1個(gè)目標(biāo)——以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)；2個(gè)融合——通過第一課堂和第二課堂之間知識(shí)互補(bǔ)、機(jī)制互動(dòng)的融合，優(yōu)化整合優(yōu)質(zhì)教育資源；3個(gè)集成——著力打造數(shù)字邏輯理論課程、實(shí)驗(yàn)課程和特色拓展實(shí)踐課程之間系統(tǒng)集成，從單元學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)、再到系統(tǒng)學(xué)習(xí)和綜合設(shè)計(jì)的全過程教學(xué)；4個(gè)導(dǎo)向——引導(dǎo)學(xué)生通過研發(fā)或設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)其成功自信、專業(yè)能力、為學(xué)情操和績(jī)效責(zé)任等能力和素質(zhì)；5個(gè)模式——通過探究式演示、觀察和驗(yàn)證、反設(shè)計(jì)推論、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練5種自主學(xué)習(xí)模式，完成知識(shí)學(xué)習(xí)、運(yùn)用和能力訓(xùn)練；6個(gè)能力——培養(yǎng)學(xué)生的工程知識(shí)運(yùn)用、方案設(shè)計(jì)開發(fā)、現(xiàn)代工具使用、工程社會(huì)分析（工程中的社會(huì)因素及工程對(duì)社會(huì)的影響分析）、團(tuán)隊(duì)溝通表達(dá)、項(xiàng)目工程管理6個(gè)方面工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

依托省部級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心打造高起點(diǎn)教學(xué)平臺(tái)，在教材建設(shè)、設(shè)備研發(fā)、項(xiàng)目開發(fā)、考核評(píng)價(jià)方面，開發(fā)高水平、高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)共享教學(xué)資源，保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系高質(zhì)量、高效率的運(yùn)行，從而在專業(yè)技能、研究潛能、合作交流、項(xiàng)目管理方面能夠?qū)崿F(xiàn)全方位培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

2 教學(xué)資源平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以實(shí)踐為中心、以能力培養(yǎng)為中心的設(shè)計(jì)原則，以解決復(fù)雜工程問題為主線，引導(dǎo)科學(xué)思維為目的，把理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能以及創(chuàng)新意識(shí)融入到“計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的理論學(xué)習(xí)與工程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，既要體現(xiàn)知識(shí)的綜合性與工程創(chuàng)新性，又要體現(xiàn)能力與素質(zhì)培養(yǎng)，遵循認(rèn)識(shí)→理解→消化→實(shí)踐→提升→創(chuàng)新的循序漸進(jìn)認(rèn)知流程。學(xué)生可根據(jù)已有的知識(shí)、技能、愛好以及工程創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí)與工程創(chuàng)新實(shí)踐。通過以做帶學(xué)、以學(xué)促做，激勵(lì)自主科技創(chuàng)新學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮自身探究能力特長(zhǎng)，創(chuàng)造性地解決教師提出的復(fù)雜工程問題。

2.2 技術(shù)架構(gòu)

計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“平臺(tái)”）包括理論學(xué)習(xí)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、輔助功能和系統(tǒng)管理4個(gè)部分，如圖2所示。

圖2 計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)基于Web技術(shù)構(gòu)建，采用B/S架構(gòu).Net框架開發(fā)，插件為Multisim，選擇SQL Server 作為服務(wù)器后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，托管校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。客戶端既可以在校內(nèi)通過校園網(wǎng)直接訪問仿真平臺(tái)，也可以在校外通過Internet訪問，支持500個(gè)并發(fā)用戶。

平臺(tái)基于全局的實(shí)踐教學(xué)觀設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，注重學(xué)生設(shè)計(jì)的規(guī)范性，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模塊構(gòu)成，模塊間的接口方式與參數(shù)要求；在調(diào)試中，注重電路工作的穩(wěn)定性與可靠性；在測(cè)試分析中，注重分析系統(tǒng)的誤差來源并加以驗(yàn)證；在學(xué)習(xí)中，注重對(duì)學(xué)生引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、吸收、拓展和提升。

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

以急需的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化教學(xué)內(nèi)容為指向，將復(fù)雜工程問題和教研成果轉(zhuǎn)化成示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。深入融合教研成果，依托信息技術(shù)，研發(fā)數(shù)量眾多、內(nèi)容豐富、類型齊全的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與企業(yè)的真實(shí)案例和實(shí)用技術(shù)相當(dāng)，提供工程氛圍的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，具有模塊化、層次化、多元化、系列化特色，引導(dǎo)學(xué)生探索工程創(chuàng)新項(xiàng)目研發(fā)過程，掌握科學(xué)研究基本方法，強(qiáng)調(diào)人人都能成功，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生由被動(dòng)式學(xué)習(xí)變成主動(dòng)式學(xué)習(xí)，以便加快工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

（1）邏輯測(cè)試實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練掌握邏輯門、編碼器、加法器、寄存器、計(jì)數(shù)器等常用數(shù)字集成電路使用和測(cè)試，相比實(shí)物操作，可達(dá)到事半功倍的效果。

（2）數(shù)字單元實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練使用邏輯門、編碼器、譯碼器、觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器、RAM、ROM、DAC、ADC等，進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)、理論計(jì)算、電路圖繪制、仿真分析以及調(diào)試等全過程，具備分析和解決一般性工程問題的能力，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（3）數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練掌握常用數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)字式控制器、數(shù)字式電子儀器、接口與數(shù)據(jù)通信等系列工程項(xiàng)目所涉及的學(xué)習(xí)研究、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真分析、設(shè)計(jì)修改、實(shí)驗(yàn)樣機(jī)制作、設(shè)計(jì)總結(jié)等全過程，具備利用數(shù)字邏輯技術(shù)知識(shí)構(gòu)成數(shù)字邏輯系統(tǒng)的意識(shí)，能夠應(yīng)用數(shù)字邏輯技術(shù)的基本原理對(duì)工程復(fù)雜問題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，熟悉和掌握科學(xué)研究的基本過程及方法。

2.4 教材編寫

為了拓展教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度，編寫與課程相關(guān)的工程教育系列教材，如《數(shù)字邏輯與仿真設(shè)計(jì)》《數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》《數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》等。新教材具有可讀性、實(shí)用性和技術(shù)性，讓學(xué)生感到學(xué)有所值、學(xué)有所用，無論是在課堂上學(xué)習(xí)，還是在課外自學(xué)，都能在一定程度上幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握工程基本要素、工程技術(shù)設(shè)計(jì)方法和分析方法。

2.5 服務(wù)方式

（1）在實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、空間、內(nèi)容和儀器設(shè)備方面為學(xué)生全面開放。互動(dòng)可視化操作貫穿于全過程中，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)踐、自主創(chuàng)新。

（2）為課堂教學(xué)、遠(yuǎn)程教學(xué)、學(xué)術(shù)交流提供有力支持。

（3）讓其他高校學(xué)生和社會(huì)上的學(xué)習(xí)者分享學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

（4）為各種競(jìng)賽培訓(xùn)、個(gè)性化培養(yǎng)提供便利，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 運(yùn)行機(jī)制

平臺(tái)提供的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境近乎真實(shí)情境，與實(shí)際工作相似，能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。學(xué)生能夠親自動(dòng)手接觸電路，邊學(xué)習(xí)、邊設(shè)計(jì)、邊實(shí)踐，完全沉浸在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)、工作情境中。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體實(shí)施過程包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)仿真、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和自我評(píng)價(jià)4個(gè)階段，經(jīng)過21個(gè)具體環(huán)節(jié)和步驟。

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段

（1）實(shí)驗(yàn)需求分析：通過在線教材或者互聯(lián)網(wǎng)自學(xué)，查閱與實(shí)驗(yàn)題目相關(guān)的背景資料，進(jìn)行理論知識(shí)、實(shí)踐技能等方面準(zhǔn)備。

（2）方案設(shè)計(jì)與論證：學(xué)習(xí)教材的相關(guān)內(nèi)容，還可以查閱其他設(shè)計(jì)方案資料。

（3）技術(shù)性能參數(shù)設(shè)計(jì)：選用教材中給出的數(shù)據(jù)，還可以自行調(diào)整數(shù)據(jù)。

（4）電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及理由：按照教材中指定的去做，還可發(fā)揮自身創(chuàng)造力。

（5）理論推導(dǎo)：按照教材指定步驟，進(jìn)行公式推導(dǎo)及理論計(jì)算。

（6）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告編寫：歸納整理步驟（1）—（5）所形成技術(shù)資料，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告編寫工作。

3.2 實(shí)驗(yàn)仿真階段

（7）電路下載：在線瀏覽、下載虛擬仿真電路，進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

（8）電路檢查：按照設(shè)計(jì)報(bào)告或教材，嚴(yán)格仔細(xì)檢查電路及線路連接。

（9）儀器仿真數(shù)據(jù)測(cè)量：參照教材，選擇合適的測(cè)試點(diǎn)，接入相應(yīng)的儀器儀表，儀器參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行電路，觀察測(cè)試點(diǎn)波形和狀態(tài)變化，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

（10）實(shí)驗(yàn)分析：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、波形、曲線進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)分析、研究，判斷設(shè)計(jì)的合理性、正確性以及存在的問題等。

（11）設(shè)計(jì)修改：以達(dá)到電路性能指標(biāo)要求為目的，或適當(dāng)提高技術(shù)性能參數(shù)。

（12）電路布局調(diào)整與子模塊電路生成：規(guī)范或完善電路設(shè)計(jì)，并為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供便利。

3.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段

（13）實(shí)驗(yàn)過程描述：主要包括設(shè)計(jì)方面、操作方面、分析方面等環(huán)節(jié)。

（14）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理：整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸出波形，繪制曲線，要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格規(guī)范，波形、曲線圖清晰、全面，且大小適中。

（15）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：利用數(shù)據(jù)、波形、曲線，闡述設(shè)計(jì)的技術(shù)性、改進(jìn)性、創(chuàng)新性等。

（16）技術(shù)討論：圍繞實(shí)驗(yàn)過程、改進(jìn)性、建議等展開討論。

（17）實(shí)驗(yàn)收獲：闡述宏觀知識(shí)、技能等方面的收獲、水平和提高。

（18）實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告編寫：歸納整理步驟（7）—（17）所形成技術(shù)資料，完成實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告編寫工作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告=實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告+實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告。

3.4 自我評(píng)價(jià)階段

（19）實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)：參照實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分指標(biāo)體系，自行估算得分情況。

（20）實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)：參照實(shí)際操作評(píng)分指標(biāo)體系，自行估算得分情況。

（21）實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告分值100分，實(shí)驗(yàn)操作分值100分。

實(shí)驗(yàn)總分=報(bào)告分?jǐn)?shù)×40%+操作分?jǐn)?shù)×60%。

成績(jī)等級(jí)：90~100分為優(yōu)秀，80~89分為良好，70~79分為中等，70~69分為及格。

4 結(jié)語

依托省部級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，以培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心，引入網(wǎng)絡(luò)與虛擬仿真技術(shù)，建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將教師的教研成果源源不斷轉(zhuǎn)換成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，破解了學(xué)生參與工程實(shí)踐和科技創(chuàng)新活動(dòng)機(jī)會(huì)少的難題，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平，形成一個(gè)真正基于互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)的高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享平臺(tái)。

[1] 袁炎成，呂念玲，賴麗娟，等.工程教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)設(shè)計(jì)與過程管理方案[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019, 36(1): 192–198, 216.

[2] 于靖軍，郭衛(wèi)東，陳殿生.面向工程教育的STEP教學(xué)模式[J].高等工程教育研究，2017(4): 73–77.

[3] 李會(huì)鵬，王海彥，封瑞江，等.高等工程教育工程能力培養(yǎng)的探討[J].教育教學(xué)論壇，2016(5): 254–255.

[4] 陳濤，邵云飛.《華盛頓協(xié)議》：內(nèi)涵闡釋與中國(guó)實(shí)踐：兼談與“新工科”建設(shè)的實(shí)質(zhì)等效性[J].重慶高教研究，2018(1): 56–64.

[5] 華爾天，計(jì)偉榮，吳向明.中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》背景下工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)高教研究，2017(1): 82–85.

[6] 林健.面向未來的中國(guó)新工科建設(shè)[J].清華大學(xué)教育研究，2017, 38(2): 26–35.

[7] 陳慧，陳敏.關(guān)于綜合性大學(xué)培養(yǎng)新工科人才的思考與探索[J].高等工程教育研究，2017(2): 19–23.

[8] 孫科學(xué)，郭宇鋒，肖建，等.面向新工科的工程實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018, 35(5): 233–235.

[9] 周靜，劉全菊，張青.新工科背景下實(shí)踐教學(xué)模式的改革與構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018, 35(3): 165–168, 176.

[10] 劉振海，劉允，黃剛，等.新工科視域下電氣類專業(yè)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018, 35(10): 181–184.

[11] 王忠輝，李艷紅，范浩軍.以培養(yǎng)新工科人才為目標(biāo)的綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018, 35(10): 177–180.

[12] 張珂，鄭賓國(guó)，崔節(jié)虎.基于OBE模式的環(huán)境工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019, 36(1): 270–273.

[13] 呂念玲，袁炎成，黃曉梅，等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在過程[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017, 34(6): 154–156, 171.

[14] 胡今鴻，李鴻飛，黃濤.高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開放共享機(jī)制探究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015, 34(2): 140–144.

[15] 劉亞豐，余龍江.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)理念及發(fā)展模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016, 33(4): 108–110.

[16] 王革思.電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015, 32(1): 167–170.

[17] 王革思，周天，潘大鵬，等.基于探究式教學(xué)的“數(shù)字電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)案例設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017, 34(2): 166– 169.

[18] 王革思，高敬鵬，康維新，等.適應(yīng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的電子電路特色實(shí)踐教學(xué)研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017, 34(11): 164–166.

Construction of virtual simulation experimental teaching resource platform based on engineering education

LIU Haibo1, SHEN Jing1, WANG Gesi2, LIU Shuyong1, GUO Qiang2

(1. College of Computer Science and Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China; 2. College of Information and Communication Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)

Based on the cultivation of students’ solid basic knowledge of information technology, strong sense of engineering innovation, strong practical ability and innovative ability, the “123456” virtual simulation experimental teaching system is constructed. With the content of information-based experimental teaching urgently needed in the Computer Logic Design Comprehensive Experiment course as the orientation, and by relying on modern information network technology, a modular, hierarchical, pluralistic and serialized virtual simulation experimental teaching project and a virtual simulation experimental teaching network platform are developed.In terms of time, space, content and equipment, this platform is fully opened up, the difficult problems of students’ participation in engineering practice and scientific and technological innovation activities have been solved, and the quality of experimental teaching and the level of practical education have been improved.

engineering education; virtual simulation; experimental teaching resource; network platform

G642.0

A

1002-4956(2019)12-0019-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.12.005

2019-04-10

黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（SJGY20180094）；全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2019—AFCEC-111）；黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（SJGY20170537）

劉海波（1976—），男，黑龍江肇東，博士，副教授，主要從事科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)、人工智能課程教學(xué)及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域科研工作。E-mail: liuhaibo@hrbeu.edu.cn

沈晶（1969—），女，黑龍江雞西，博士，副教授，主要從事科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)、組合數(shù)學(xué)課程教學(xué)及機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域科研工作。E-mail: shenjing@hrbeu.edu.cn