互联网虚拟仿真教学培训系统建设探讨

高晓新, 金 耀, 马江权, 陈 群

(常州大学 国家级化工虚拟仿真实验教学示范中心, 江苏 常州 213164)

互联网虚拟仿真教学培训系统建设探讨

高晓新, 金 耀, 马江权, 陈 群

(常州大学 国家级化工虚拟仿真实验教学示范中心, 江苏 常州 213164)

以常州大学国家级化工虚拟仿真实验教学示范中心为基础,进行了互联网虚拟仿真实验教学建设。主要建设内容包括:网络虚拟仿真系统的开发、网络虚拟仿真系统功能、网络虚拟仿真系统对教学作用。建设成果表明:互联网虚拟仿真实现了时间和空间的优质资源共享,具有良好的示范性和辐射作用。

虚拟仿真实验； 互联网应用； 资源共享

随着校园网软硬件环境的不断完善,常州大学的网络环境已具备网络化教学的条件,学校国家级化工虚拟仿真实验教学中心已建成一批仿真实验教学软件资源。为了实现虚拟仿真实验教学资源共享[1-2],中心建设了一套基于互联网的在线仿真教学培训系统。这套网络化的教学系统采用探究式学习方式,可实现随时、随地、互动教学,具有学习的方便性和师生的互动性[3-8]。

互联网虚拟仿真教学培训系统利用新的网络技术,建立互联网学习模式,实现了仿真软件资源在网络上的应用。用户以网络游戏的模式登录校园网访问仿真软件,随时随地进行在线学习[9-11]。系统采用B/S模式的Web应用,主要应用于动手能力训练的教学活动中。

互联网虚拟仿真教学培训系统在实验教学、实习实训、课程设计等环节满足了学生动手操作的需求[12-13]。教师可以基于该系统组织教学活动,学生可随时随地上网进行仿真操作训练,学生进行虚拟仿真实验实训的成绩可在系统中跟踪、统计、汇总。该系统为教师和学生提供了一种全新的教学模式。

1 网络虚拟仿真系统开发

互联网虚拟仿真教学培训系统采用B/S模式,基于先进的.NET 4.0平台和C#语言开发,采用多层架构和SQL Server 2008数据库存储数据。系统部署和维护便捷,易于应用,具有良好的开放性、伸缩性与可扩展性,为用户提供了一种全新的服务平台。系统基于Internet技术,客户端仅需要IE浏览器和仿真插件即可登录该系统进行学习和实验实训,而系统维护仅发生在服务器端。用户登录界面如图1所示。

图1 互联网虚拟仿真教学培训系统登录界面

在系统中,用户统一授权,系统用户与客户端仿真软件用户统一,用户访问系统与启动仿真软件只需登录一次。用户登录系统后,可直接启动虚拟仿真教学培训软件,实现系统与客户端软件之间的无缝访问。

2 互联网虚拟仿真教学培训系统功能

互联网虚拟仿真教学培训系统具有完整的数据备份机制。凡是系统内的有用信息,系统都进行备份,主要运用增量备份和阶段的总体备份；系统日志记录系统中的各种操作,即使有不可抗拒事件的发生,系统也能够快速恢复,保障信息安全。系统采用多层次体系结构和模块化技术,使系统具有良好的可扩展性,允许用户自主开发的系统或第三方系统平滑挂接。互联网虚拟仿真系统管理模块功能及教学模块功能如表1和表2所示。

表1 互联网虚拟仿真系统管理模块功能

表2 互联网络虚拟仿真系统教学模块功能

互联网虚拟仿真教学培训系统对软件资源集中进行管理。教师可利用系统进行网络教学、仿真实验教学、仿真实训,可对学生进行管理和权限设置,对学生实训的情况进行跟踪,对学生的成绩进行统计和汇总。系统提供了一整套很好支持网上虚拟仿真实验教学的工具,能方便地实施仿真教学活动。师生通过网络进行交流,学生能够时刻得到教师的指导,教师可以随时了解学生的学习情况,提供个性化帮助。

3 网络虚拟仿真系统对教学作用

(1) 满足互联网教学和实训需要。互联网虚拟仿真教学培训系统利用仿真软件开展网络教学、实验和实训,教师和学生可在办公室、教室、宿舍等不同地点随时登录系统进行仿真操作、练习。教师还可以利用系统进行与实际岗位技术相近的专业技术培训,满足学生职前、职后学习的需要,为培养高素质、高技能人才提供强有力的条件保障,对构建和谐社会和学习型社会产生积极的推进作用。

(2) 实现教学文化和行业文化的融合。利用化工工艺仿真技术,建设岗位需要、具有教学特色的仿真软件,积累学校的特色资源库,形成了行业文化与学校教育文化的融合,推动行业文化和学校教育文化的发展。

(3) 提供生产、服务和教学改革支持。该系统紧密跟踪先进的工业生产技术信息、权威的行业标准、最新的技能鉴定标准和教育教学改革成果,为专业教学改革和课程建设提供最新的信息,促进教学内容与生产、管理一线的紧密结合。

(4) 促进教育整体质量和效率的提高。通过互联网虚拟仿真教学资源库的建设,学校可以共享以企业不同岗位技能为导向的专业仿真课程体系,从基础知识模块、专业技能模块、岗位实践模块强化能力培养,培养符合岗位要求的高技能人才,促进教学管理水平的整体提高。利用该系统,提高了学生自主学习的积极性和主动性,确保学生工程实践能力和水平的稳步提高。

4 结语

互联网系统支持2D、3D仿真软件,用户在使用过程中还可以自行为仿真软件配置操作手册、操作录像、授课录像、相关知识点等资源。系统可在Web服务器上通过安装包一键安装部署,支持IE7/8/9、Firefox、Chrome浏览器访问。通过仿真软件模拟生产现场的环境、设备,模拟工艺流程、DCS系统、单人及班组模式下的开停车操作,丰富了教学、培训手段,提高了教学质量和学习效率,且不易发生事故。该系统属于轻量级E-learning系统,能在更大的时间范围、更广的地点，为更多的用户提供培训,为学生学习带来了极大的方便。

互联网虚拟仿真教学培训系统建立有统一管理的仿真学习资源中心,实现了优质仿真资源的集中管理,建立了仿真实验教学资源多样化、高效利用仿真实验资源和逼真的仿真实训环境,在时间和空间上实现了资源共享。系统在提供专业技能教学实训的同时,也为特色专业的建设提供了技术服务。

References)

[1] 祖强.国家级虚拟仿真实验教学中心评审指标体系解读[J].中国现代教育装备,2014(21):27-29.

[2] 胡今鸿,李鸿飞,黄涛.高校虚拟仿真实验教学资源开放共享机制探究[J].实验室研究与探索,2015,34(2):140-144.

[3] 周世杰,吉家成,王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].计算机教育,2015(9):5-11.

[4] 张增明,王中平,张宪锋,等.国家级物理虚拟仿真实验教学中心的建设实践[J].实验技术与管理,2015,32(12):146-149.

[5] 刘新海,马彦恒,马晓琳.虚拟仿真在信息化教学中的应用与研究[J].高师理科学刊,2015(11):90.

[6] 唐向阳,马骁飞,郭翠梨,等.建设高水平“化学化工虚拟仿真实验教学中心”的思路与探索[J].高等理科教育,2015(6):102-106.

[7] 林凌敏.区域教育集群下虚拟仿真实验教学建设的探索[J].实验技术与管理,2016,33(2):182-185.

[8] 李国屏,李珂.应用型本科院校网络安全虚拟仿真实验资源共享研究[J]. 萍乡学院学报, 2016 (3): 93-97.

[9] 张敬南,张镠钟.实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J].实验技术与管理,2013,30(12):101-104.

[10] 李平,毛昌杰,徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设 提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索,2013,32(11):5-8.

[11] 杜玉宝,孙淑强,亓文涛.虚拟仿真实验教学信息化平台的建设与思考[J]. 中国现代教育装备, 2016 (17): 26-28.

[12] 林徐润,段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J]. 深圳信息职业技术学院学报, 2012, 10(2): 21-25.

[13] 宋小春,陆载涵,鄢烈祥.基于Web的化工原理虚拟仿真实验系统[J].计算机工程与设计,2004(8):1267-1268.

Exploration on construction of Internet virtual simulation teaching training system

Gao Xiaoxin, Jin Yao, Ma Jiangquan, Chen Qun

(National Virtual Simulation ExperimentalTaching Demonstration Center, Changzhou University, Changzhou 213164, China)

Taking the National Internet Virtual Simulation Experimental Teaching Demonstration Center of Changzhou University as the base, this paper puts forward to carry out the Internet virtual simulation experimental teaching construction, including the development of virtual simulation experimental system, the functions of virtual simulation experimental system, and the teaching function of virtual simulation experiments. Achievements show that the Internet virtual simulation experiment can achieve a high-quality resources in terms of time and space, and it has good demonstration and radiation function.

virtual simulation experiment； Internet application; resource sharing

10.16791/j.cnki.sjg.2017.01.032

2016-07-01

2015年江苏省高等教育教学改革研究重点课题(2015JSJG042)；2015年江苏省高校实验室研究会立项课题(GS2015YB01)

高晓新(1979—),男,江苏常州,博士,副教授,主要从事虚拟仿真建设与实验教学工作.

E-mail：gxx@cczu.edu.cn

G482

B

1002-4956(2017)1-0140-03