江苏省高校虚拟仿真实验教学共享平台建设与实践

祖 强, 魏永军, 熊宏齐

(1. 南京中医药大学 教务处, 江苏 南京 210023； 2. 江苏省教育厅 高教处, 江苏 南京 210024；3. 东南大学,实验室与设备管理处, 江苏 南京 210096)

教育信息化已成为教育现代化建设的一项重大战略性举措,而优质虚拟仿真实验教学资源的建设与共享是国家教育信息化的迫切要求和重要内容。自2013年以来,我省国家级虚拟仿真实验中心(以下简称“中心”)立项数量已经位居全国第二,但中心在一定程度上存在资源分散、重复建设、共享程度低、示范辐射效应不足、缺乏统一的共享支撑平台等问题,没有真正实现 “共建共享”的建设初衷。如何综合利用现有的信息化技术和网络通信等技术,开发出具有良好自主性、交互性、可扩展性、开放性和安全性的虚拟仿真实验教学资源共享平台,如何加强虚拟仿真资源共享管理都是应该研究的课题。为此,2016年以来我省教育主管部门、不同高校职能部门率先在全国进行了有益的尝试与探索。

1 虚拟仿真实验教学共享平台建设

1.1 平台建设思路

建设虚拟仿真实验教学共享平台是一个十分浩大的工程,技术的复杂性、资源的专业性、内容的科学性、教学的稳定性等要求很高,应遵循“一次规划、分步实施,软硬兼顾、方便扩充”的原则,突出重点,提升内涵[1]，从而实现依托各相关高校建设的学科专业门类虚拟仿真实验教学共享平台与全省虚拟仿真实验教学共享大平台(以下简称“共享平台”)的技术对接和数据共享,建设“互联网+”虚拟仿真实验教学仿真资源淘宝平台,促进虚拟仿真实验教学资源在线开放共享和高效集约应用。

1.2 共享平台建设内容

1.2.1 共享平台架构

在全省共享大平台框架下(见图1),以现有的国家级虚拟仿真实验教学中心为依托,对现有的异构信息平台和虚拟仿真实验教学项目加以整合和数据接入,建设专业门类虚拟仿真实验教学共享平台,实现优质虚拟仿真实验教学资源的校际开放乃至对社会开放,实现大规模在线虚拟仿真实验项目的开放共享。

图1 省级虚拟仿真实验教学共享平台架构

(1)门户网站。门户网站美观大方、布局合理,具有资源展示、数据采集、互动交流等主要功能版块,并可通过后台设置自定义信息栏目和呈现方式(见图2)。

图2 机械工程虚拟仿真实验教学共享平台门户网站

(2) 学科专业门类平台。本着统筹兼顾、分步实施、集中管理、共建共享的原则,按学科门类和实验模式分类制定统一的虚拟仿真实验教学共享平台建设技术要求(见图3),建立相应的虚拟仿真实验教学共享平台。在平台的基础上以创新人才培养为主线,建立统一的接口规范和标准,便于不同用户的数据接入,实现管理平台和数据资源的有效联接与互相支撑。同时,专业门类平台应具有高度的开放性,提供资源的单位通过身份认证的方式可以登录后台,对本单位提供的虚拟仿真实验教学资源进行管理和维护。

图3 生物大类虚拟仿真实验教学平台的技术体系

(3) 智能教学管理系统。针对实验教学管理需要,针对虚拟仿真实验教学过程中涉及的关键问题,开发实验智能指导与管理系统,提供全方位的虚拟仿真实验教学辅助功能(见图4)[2]。

图4 平台智能教学系统功能架构

(4) 服务保障系统。为促进优质资源开放共享,各学科专业门类平台需构建包括统一身份认证系统、资源服务系统、大数据收集分析等管理服务保障系统(见表1和图5)。

表1平台性能指标

图5 平台网络及服务器架构

1.2.2 虚拟仿真实验教学资源建设

融合现代教育理念,按学科专业门类制定统一的大规模在线开放共享虚拟仿真实验技术标准和管理规定、虚拟仿真实验仪器设备配置规范、虚拟仿真实验队伍及技术开发人员配备要求、虚拟仿真实验开发要求、虚拟仿真实验教学管理信息标准与编码规范等,统一开发虚拟仿真实验教学软件、实验课程、实验项目和实验教材等教学资源,确保虚拟仿真实验教学资源、软硬件资源、管理信息资源等各方面内容的标准化和规范化。围绕人才培养目标探索确立“虚实结合”的资源建设模式与教学运行模式,最大限度发挥资源的开放共享作用[3-9]。

1.2.3 平台开发

依托虚拟仿真实验教学共享平台建设,建立教学、科研、技术、管理人员搭配合理,高校教师与行业专家、企业技术专家共同参与的平台建设团队。该团队的教育理念先进、教学科研水平高、信息技术开发应用能力强,能准确把握产业发展、技术发展方向和专业建设方向,并具有丰富的项目开发与管理实践经验[10-14]。

2 虚拟仿真实验教学共享平台建设成效

2.1 全省共享大平台建设

全省共享大平台(网址：http://jsxngx.seu.edu.cn/Index.aspx,见图6)已完成了总体构架建设及相关功能制作，并投入使用。作为通用的网络共享门户网站和大平台系统架构,可接纳各学科门类共享子平台的开放对接。行政主管部门依托大平台进行网上评审、验收等工作,学科组依托大平台可对中心(平台)进行绩效评价和有偿服务等动态管理,大平台支持学生申请大规模在线实验的预约及操作等自主学习行为[15]。

图6 江苏省高等学校虚拟仿真实验教学共享大平台

2.2 省级学科门类共享平台建设

结合共享大平台建设的需要,2016年经各高校自主申报,我省按学科专业门类共遴选出东南大学土木建筑虚拟仿真实验教学共享平台等16个省级虚拟仿真实验教学共享平台建设点(建设期为3年)。其中8个共享平台由省财政专项经费资助,另外8个由学校自筹，目前均已正常上线运行。这些平台重点建设内容是学科门类的优质虚拟仿真教学资源库,此外还具备某一学科内的虚拟仿真实验教学管理、支持服务等功能,为各类院校虚拟实验教学环境提供服务。

3 结语

虚拟仿真实验教学共享平台建设是我省国家级虚拟仿真实验教学中心内涵的提升与发展，也是经济社会发展的迫切需要,并遵循了实践育人的规律。建设江苏省虚拟仿真实验教学共享平台,通过体制机制创新,促进虚拟仿真优质资源的共建共享；加强顶层设计,开发系统接口标准规范,整合各高校、科研院所、行业企业等虚拟仿真资源,根据各学科创新型人才培养特点,分类指导、分类建设,通过个性化定制满足不同层次高校人才培养需求,形成大平台+学科专业门类平台、共性+个性资源共建共享体系,促进平台优质资源的示范辐射效应。通过营造共建共享环境氛围,根据建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会需求,加大资源推广力度,在满足全省乃至全国高校相关学科创新型人才培养需求的基本上进一步拓宽资源服务对象,提升优质资源的共享度和影响力[16]。