本科院校經管類虛擬仿真教學平臺建設與實踐

王鑫罡（玉林師范學院）

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010——2020年）》強調“六卓越一拔尖”“加快教育信息化進程”，其本質是應用信息技術的現代教育模式。教育現代化是未來強大國家的關鍵，而信息化是當下教育現代化的核心內容，虛擬仿真實驗教學是教育信息化的標志。《教育信息化十年發展規劃（2011——2020年）》更是具體地提出了推進目標：推出《2017——2020 年示范性虛擬仿真實驗教學項目建設規劃》，提出從2017年起，分年度認定1000項左右示范性項目。為進一步推動虛擬仿真實驗教學資源共建共享和集約應用，指導推出了更為具體的方向和目標。但是隨著國家及社會對高等教育的內涵建設及發展需求不斷提高，相關高校農林經濟管理類實驗教學還存在一些問題。

一、 傳統實驗教學存在的問題

（一） 實驗條件有限，大規模開放共享支持不足

經管類本科實踐教學要求要有與實際社會經濟關系及生產力水平接近的環境，模擬現實可以使學生好像身臨其境，體會和理解實際情況，盡可能提升學生認識問題、理解問題和解決實際問題的能力，縮短畢業生與現實工作環境的差距，培養出的人才能被社會認可和接受。傳統辦學中，學業幾乎完全在學校里完成，受學校場地、經費、管理等條件的約束，不會存在與現實企業及事業單位一模一樣的實驗環境。而去企事業單位實習與實踐又有現實的約束條件：一是聯系到一家真正的具有規模的生產企業很難，事業單位就更難對接成功；二是雖然對生產和辦公的每一步做到講、聽、看、感、問等指導，但由于生產安全等方面的原因，學生掌握不到系統的生產、辦公之間邏輯關系。另外，很多虛擬仿真實驗教學設備和技術質量不高，平臺對外共享程度處于較低水平。

（二）實驗形式單一，缺乏統籌規劃和頂層設計

當前，很多本科院校的學生實踐課與實習都是去企業參觀，學生只是把實踐學習流程走完，企業生產的內部結構和很多細節管理問題都接觸不到。另外，很多本科高校虛擬仿真實驗室的建設，是在學校實驗室管理部門直接垂直領導下，依靠各個學院辦學費用、專業特色和實際教學情況規劃設計與建設。學校實驗管理部門少有站在全局角度進行統籌規劃和頂層設計，仍然是以項目為單位，以各學院為依托。這種模式的虛擬仿真實驗室建設，會形成各個項目之間和實驗室之間信息分割與不完整，進而出現一系列的“信息孤島”，影響虛擬仿真實驗教學發展。

（三） 約束條件較多，網絡安全問題突出

在普通本科高校，虛擬仿真實驗室受到學校一些因素約束，虛擬仿真實驗教學設備和技術網絡安全狀況堪憂。例如2018年學校農林大數據團隊在全體成員的共同努力下，采集、收集、清洗、整理好的大量農林基層數據，由于機房沒有特定的網絡安全設施，只靠密碼（很容易被破解）來維護數據的安全，致使大部分數據外流，還有部分數據中毒無法使用，數據損毀很嚴重，余下的一小部分數據無法完成當地智慧農業的程序編制工作。對于要求面向互聯網大規模開放的國家級虛擬仿真實驗教學項目，一定要有最基礎的網絡防護設備、技術、方案和具體措施。在當下網絡越來越發達、網絡安全日益嚴峻的形勢下，虛擬仿真實驗教學設備設施，尤其需要考慮建立統一的、全面的、系統的網絡安全防護體系。

二、虛擬仿真實驗教學的優勢

（一）突破實驗教學時空限制，大規模開放共享支持充足

虛擬實驗是在實踐教學過程中，通過借助多媒體、虛擬仿真現實等現代信息技術，虛擬現實教學內容中的實驗環境，模擬真實過程、模式、現象等，使學生像在真實經濟管理環境中一樣完成教與學的專業教學環節。由于現實生產企事業的生產流程和各種工程的安全問題，通常理論課程的實踐教學不可能讓學生親自動手操作，學生只能在理論學習的基礎上運用計算機技術，加以虛擬仿真實驗教學，讓學生學習企事業單位的生產車間和工作流程，給學生與參觀實習基地等完全不同的實習體驗。對相關聯網的同盟虛擬仿真建設單位實現大規模的信息與實習教程共享，更好地培養學生自主創新創業和創意能力，激發學生的學習興趣。

（二）突破實驗教學約束條件，形成虛擬仿真實驗體系

經管類企事業單位一般投資需求大、占有場地廣、建設時間長，本科院校不可能建設出與現實基本相符的企事業單位真實場景，但虛擬仿真實驗可以完美地解決這一難題。在日常實驗教學中，通過利用計算機技術，在多媒體虛擬仿真實驗室的教學設備上建立與理論課相呼應的虛擬仿真設施，使學生有身臨其境的感受，學生就可以投入到類似的真實境況中學習，操作結果又可以及時準確地反饋給學生。仿真實驗過程本身沒有耗材，也不受外界環境和條件的限制與影響，能夠有效地解決理論學習與真實實踐效果之間的匹配。2018年教育部《關于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知》已經明確指出，今后一個時期內，國家將大力扶持虛擬仿真實驗教學平臺建設，且啟動虛擬仿真實驗教學項目的認定工作，極大地推動了虛擬仿真實驗教學體系這一平臺與實踐的建設，是經管類專業虛擬仿真實驗教學仿真平臺建設的重大戰略機遇。

（三）實驗形式多樣，網絡安全有保障

本科院校實驗教學的起始階段，主要是在教師的指導下，學生對基本操作的熟悉，掌握和運用本學科的基本理論知識、基本研究方法和基本實驗技能。隨著教學進度的深入，學生可以主動實驗，其實驗意識慢慢加強，自主實驗的能力不斷提高，實驗教學就可以轉變為學生自己設計實驗方案，自己控制實驗過程，自主分析實驗結果，漸漸地可以試著自己系統地撰寫實驗報告，這是實驗教學的高級階段。無論教學內容、教學理念，還是管理模式、教學方法、資源配置等方面，實驗教學相較于理論教學，都更利于突出學生主體，促進學生自身主動在大腦中建構科學的知識體系；更利于突出學生動手能力、動腦能力，使二者相結合，促進理論教學與實踐教學的協同發展。在網絡安全方面也有重大改革和創新，可以使師生安全地使用虛擬仿真設備，較之前的實驗教學設備可實現實驗教學資源共享。

三、 虛擬仿真實驗教學體系構建

虛擬仿真實驗教學本著以學生為中心，注重對學生社會責任感、創新精神、實踐能力等綜合培養的教學理念，著重于調動學生的積極性、主動性和創造性，激發學生的學習興趣和潛在能力，不斷增強學生創新創業和創意創造能力。主要教學內容堅持問題導向，重點解決不具備現實實驗條件或實際運行負擔大、成本高的實驗，或者是涉及高危極端環境，高成本、高消耗、不可逆的操作，還有大型綜合訓練等問題。同時，還要堅持需求導向，盡量結合社會經濟發展過程中，社會對高校應用型人才的需求，結合本專業特色和行業及產業發展的最新趨勢。其教學方法是置現代教學于信息化時代背景下，通過虛擬仿真來滿足學生的學習欲望，著重實行以問題為基礎，以案例為著眼點的師生、人機互動式、研討式主動教與學的方式，提倡主動式、配合式、探討式學生的學習方式。

虛擬仿真實驗教學仿真實驗，以教學大綱中規定的教學中心思想為軸，結合現代信息技術，編制、設置各環節的功能模塊，突出教學問題和設備的仿真模擬，使學生在線領會教學內容，實現教學從設計到操作的全過程模擬。讓學生在仿真環境中沉浸體驗并完成仿真流程，了解真正的理論體系和現實標準，完成現實學習過程中的布置、設計、生產管理、操作等游歷式學習。及時對實驗機房服務器和客戶端軟硬件設備與程序的更新、機房溫度的調節、防塵處理等實踐管理的維護、提升，使實驗室可以具備開展虛擬仿真實驗最接近的條件，也為教學軟件的穩定運行提供有力技術和環境保障。

虛擬仿真實驗教學本質上是實驗教學建設的內涵延伸與延展。不僅可以解決傳統實驗教學中許多現實應用問題和教學實踐困境，而且在實踐教學項目建設上，對于應用型本科人才的培養輻射作用提升，提高實驗室技術應用和實踐教學的開放度，對在虛擬仿真教學中以學生發展為中心的教學結果考核、連續評價體系建設，多方共享應用問題及項目優化，促進實驗教學與行業產業需求無縫對接問題都具有重要的理論意義和現實應用價值。