高校虚拟实验平台共建共享机制研究

刘云朋　邓小飞

摘 要：针对目前高校虚拟实验平台共建共享过程中存在的问题，本文从共享平台建设、共享机制、资金保障机制、知识产权保护、激励机制、组织保障机制六个方面提出建议，以期为高校虚拟仿真实验平台共建共享的健康发展提供解决方案。

关键词：虚拟实验平台;共建共享;激励机制

中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）07-0034-03

Abstract： In view of the problems existing in the process of co-construction and sharing of virtual experiment platform in colleges and universities， this paper put forward suggestions from six aspects： the construction of sharing platform， sharing mechanism， fund guarantee mechanism， intellectual property protection， incentive mechanism and organization guarantee mechanism， in order to provide solutions for the healthy development of co construction and sharing of virtual experiment platform in colleges and universities.

Keywords： virtual experiment platform;co-construction and sharing;incentive mechanism

为了培养出满足社会发展需要的创新型、技能型人才，各职业院校根据自己目前的发展现状及定位，积极调整人才培养目标和培养机制。创新型、技能型人才培养的关键环节是高校在教学过程中有效地开展实践教学。但是，随着高校扩招，实验场地、设备、器材短缺的问题越来越突出。因此，许多高校开始探索利用虚拟现实技术构建各种虚拟实验平台。目前，各高校都自建或者租赁有虚拟实验平台。而在各高校之间，由于缺乏有效的沟通、协调及合作，许多虚拟实验平台无法共享，形成“信息孤岛”[1]，从而导致虚拟实验平台重复建设，造成极大浪费。教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中指出，要建设20 000门优质网络课程和1 500套虚拟仿真实训实验系统，同时，要建设完成政府引导、多方参与的虚拟实验平台共建共享机制。

1 高校虚拟实验平台现状

虚拟实验平台是指利用计算机技术、虚拟现实技术、网络通信技术、人机交互技术创建出一个虚拟的实验系统。该系统具有虚拟的实验场景、设备、器材，实验人员可以像进行真实的实验一样进行操作，并且实验过程中可以不受客观条件限制，实验结果较为准确。因此，虚拟实验平台建设受到了各高校的重视。

目前，我国各高校虚拟实验室建设存在着分布不均匀的问题。有实力的高校根据自身发展需要纷纷建设了虚擬实验平台，例如：中国人民大学虚拟实验中心、华中师范大学虚拟实验教学平台、同济大学虚拟实验平台、山东大学医学虚拟实验仿真教学平台等[2]。高校虚拟实验平台建设方式有自主研发和市场采购两种，自主研发需要高校具备相应的技术储备，市场采购需要高校有相应的经费支持。但是，大多数普通院校，尤其是一些高职院校，既缺乏资金支持，又没有技术支持，无法建设需要的虚拟实验平台，或者只能建设某门课程的虚拟实验系统。

虚拟实验平台共建共享，可以减少普通高校的建设投入，避免高校出现重复建设，提高虚拟实验平台的利用率。同时，共建共享可以实现教育资源平衡，促进东西部院校、高质量院校和普通院校的共同进步和发展。但是，目前我国高校虚拟实验平台的共建共享还处于初级发展阶段，存在各种制约因素影响其健康有效的发展。

2 高校虚拟实验平台的特点

虚拟实验平台通过虚拟仿真技术创建了一个交互性高、沉浸性强的三维场景。在实践教学过程中，其可以重复调动学生的视觉和思维能力。对传统实验室难以接触或实现的内容，学生可以从正面、反面、侧面及内部多维度进行观察，极大地提高了学生学习的积极性。虚拟实验平台具有以下特点。

2.1 仿真与开放性

由于采用了计算机技术、虚拟仿真技术，虚拟实验室的仿真程度非常高，实验人员进行操作时的步骤和真实环境中的操作基本一致。同时，由于实验在虚拟环境中进行，因此，可开展危险性较高的实验，且实验人员不受实验场地、实验室开放时间等条件的限制，可以通过网络远程进行实验，有效实现了实验资源共享[3]。

2.2 节省建设成本

传统实验室建设受建设场地、设备、器材的限制，建成成本较高，虚拟实验室建设主要硬件为服务器、计算机，其他的均可通过软件实现，成本较低。同时，由于采用了网络通信技术，资源可以通过互联网实现共享，一方面减少了实验场地投入，另一方面大大提高了资源利用率。

2.3 设备升级更新方便

计算机专业设备更新换代较快，相应的实验内容与设备也需要更新。传统实验室设备进行更新时需要制订详细的更新计划，然后通过招标进行购买。新设备采购后，需要进行安装、调试，流程复杂。而在虚拟仿真实验室，设备更新只需对软件进行升级，从而完成参数调整，简单、高效。

3 虚拟实验平台共建共享存在的问题

虚拟实验平台实现共建共享一方面可以节省建设成本，另一方面可以通过共享解决教育资源分配不均的问题，实现高校实践领域的平衡发展。但是，目前还存在以下问题。

3.1 缺乏统一的共享平台

虚拟实验平台资源的共建共享不仅仅是几个高校之间实现共建共享，想要充分发挥虚拟实验平台资源共建共享的优势，需要全省、甚至全国大部分高校都积极参与[4]。这需要建设一个全国性的管理平台进行有效管理。

3.2 共享机制不完善

目前，我国各高校虚拟实验平台的建设基本上采取各自为政的方式，缺乏全局观念。建设完成后，无法有效地实现资源共享，存在重复建设问题。

3.3 资金短缺

开放的虚拟实验平台建设需要更多的经费投入，多数高校虚拟实验平台建设经费占高校建设费用的比例低于30%。如何扩大资金来源，保证虚拟实验平台共建共享有效进行是一个需要解决的主要问题。

3.4 知识产权问题

开放的虚拟实验平台共享的目的是无偿或低成本为用户提供服务。但是，知识产权是个人或公司对自己通过智力创造出的成果依法享有的权利。如何解决共建共享与尊重知识产权两者之间的矛盾是急需解决的问题。

3.5 激励机制

高校虚拟实验平台建设从系统构建到运行及后期维护都需要经费支持。各参与高校作为独立的法人和经济主体，都希望获得最大利益。如果在实验平台建设、运行及维护过程中存在支付和分配不合理的情况，将打击各参与高校的积极性，影响高校虚拟实验平台共建共享的有序运行。因此，需要建立合理的支付和分配机制，一方面调动高校参与虚拟实验平台建设的积极性;另一方面，协调高校之间的开发与采购，避免出现重复建设的现象，保障虚拟实验平台共建共享的可持续发展。

3.6 组织管理机制

目前，高校的虚拟实验平台建设处在各自为政的状态，缺乏统一的标准。高校在进行虚拟实验平台建设时，由于理念不同、学科差异等各方面的因素，虚拟实验平台的开发语言、体系结构各不相同，各成体系，形成“信息孤岛”，难以实现共享。

4 高校虚拟实验平台资源共建共享机制研究方案

根据目前高校虚拟实验平台建设中存在的问题，本文从管理平台建设、共享机制、资金保证、知识产权保护、激励机制、组织管理机制六个方面对虚拟实验平台共建共享机制进行研究。

4.1 共享平台建设

为了避免重复建设，有效实现高校虚拟实验平台的共建共享，需要建设一个全省或全国大部分高校都参与的、统一的共享平台。因为参与的主体众多，覆盖范围广，共享平台的网络流量和点击率都较高，整个共享平台的搭建应基于云平台完成。

该共享平台建设可以采用两种方式：一种方式是针对虚拟实验平台建成一个专用网络，这个网络是各个高校虚拟实验平台的集合，专业性更强;另一种方式是将各高校的虚拟实验平台作为共享网络的一个功能嵌入，特点是网络更广泛，通用性更好。

4.2 共享机制

高校虚拟实验平台建设有效实现共享是保障共建共享活动顺利进行的一个重要因素。高校虚拟实验平台的共享机制可以分为两种。第一种是共建共享。多个高校根据自身专业建设需要，选取相同或相近专业共同建设虚拟实验平台。在建设过程中，共同承担开发费用，共同设计功能模块，建设完成后共享实验平台。第二种是虚拟实验平台由某个高校独自建设。建设完成后，其他高校根据自己的需要，有偿使用虚拟实验平台。

4.3 资金保障机制

建设高质量的虚拟实验平台，资金保障是基础。一方面，高校要加大虚拟实验平台建设资金的投入。各高校可以从校内实验室建设经费中预留一定比例用于虚拟实验平台建设，为其发展提供稳定的资金支持。

另一方面，积极开展校企合作建设，吸纳社会资金，共同致力于高校虚拟实验平台建设。企业在共建过程中享有产品的经营权，可将获得利润投入新产品的研发中，最终形成良性发展。

4.4 知識产权保护

虚拟实验平台建设中涉及虚拟仿真技术、人机交换技术、网络通信技术等，是一种智力劳动成果。虚拟实验平台在共享过程中，需要严格遵守《著作权法》和《互联网著作权行政保护办法》，切实保护个人和公司的合法权益。在使用层面，要严格规范平台使用者、平台开发者的权利和义务，形成互惠互利、有序发展的良好局面。在技术层面，可使用数据加密、数字水印、数字签名、权限管理等手段对虚拟实验平台进行全方位管理。

4.5 激励机制

高校虚拟实验平台不仅需要大量的经费投入，而且包含了建设者的心血和努力，其他高校在共享虚拟实验平台时需要支付合理的使用费用。对于谁受益这个问题，可以模拟股份制公司的形式，实现谁投资谁受益。为了避免高校因收益少而减少虚拟实验平台建设热情的现象，需要构建一定的利益补偿机制。政府可以建立虚拟实验平台共享基金，对于积极建设虚拟实验平台并共享的高校给予一定的利益补偿;对于高校内积极参与虚拟实验平台建设的教师、实验室人员的工作予以认可，提高其参与积极性。

4.6 组织管理机制

高校虚拟实验平台共建共享要有效运行，必须有一套相应的管理机制来优化配置、统筹安排。因此，需要建立一个独立于各高校之外的管理机构，该机构依托共享平台，统一管理、协调各高校虚拟实验平台的共建共享工作。另外，该机构要建立虚拟实验共享平台的建设标准，指导各高校在平台建设时始终遵循兼容性、可扩展性等原则。同时，该机构负责共享平台共享制度的制定、推行，高校共享矛盾的调解，平台的日常维护和管理，从而保障高校虚拟实验平台共建共享工作的顺利开展。

5 结语

虚拟实验平台共建共享可以避免高校实验平台的重复建设，总体上节省建设成本，实现教育资源的公平分配，促进教育均衡发展。为了使虚拟实验平台建设能实现健康、有序发展，本文从高校虚拟实验平台共建共享的现状出发，分析了制约虚拟实验平台共建共享发展的因素。在此基础上，从共享平台建设、共享机制、资金保障机制、知识产权保护、激励机制和组织管理机制六个方面进行阐述，为高校实验平台的共建共享提供了解决思路。同时，我们也要看到，高校虚拟实验平台的共建共享是一项长期的任务，需要在建设过程中不断进行修正和总结。

参考文献：

[1]肖娟，王嵩，于芳，等.高校虚拟实验平台资源共建共享机制研究[J].教育现代化，2018（6）：199-201.

[2]李林，陈宇峰，李凤霞.开放式虚拟实验教学平台研究与实践[J].中国教育技术装备等2017（5）：33-34.

[3]肖娟，王嵩，张雯雰，等.基于网络空间的高校虚拟实验资源共建共享机制研究[J].大学教育，2018（8）：39-41.

[4]房朝晖，于赫阳，李祺，等.资源共享的智能制造虚拟实验教学平台建设[J].实验技术与管理，2017（4）：118-121.