本科院校经管类虚拟仿真教学平台建设与实践
时间：2023-02-24 18:30:07 来源：千叶帆 本文已影响人
王鑫罡（玉林师范学院）
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010——2020年）》强调“六卓越一拔尖”“加快教育信息化进程”，其本质是应用信息技术的现代教育模式。教育现代化是未来强大国家的关键，而信息化是当下教育现代化的核心内容，虚拟仿真实验教学是教育信息化的标志。《教育信息化十年发展规划（2011——2020年）》更是具体地提出了推进目标：推出《2017——2020 年示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划》，提出从2017年起，分年度认定1000项左右示范性项目。为进一步推动虚拟仿真实验教学资源共建共享和集约应用，指导推出了更为具体的方向和目标。但是随着国家及社会对高等教育的内涵建设及发展需求不断提高，相关高校农林经济管理类实验教学还存在一些问题。
（一） 实验条件有限，大规模开放共享支持不足
经管类本科实践教学要求要有与实际社会经济关系及生产力水平接近的环境，模拟现实可以使学生好像身临其境，体会和理解实际情况，尽可能提升学生认识问题、理解问题和解决实际问题的能力，缩短毕业生与现实工作环境的差距，培养出的人才能被社会认可和接受。传统办学中，学业几乎完全在学校里完成，受学校场地、经费、管理等条件的约束，不会存在与现实企业及事业单位一模一样的实验环境。而去企事业单位实习与实践又有现实的约束条件：一是联系到一家真正的具有规模的生产企业很难，事业单位就更难对接成功；
二是虽然对生产和办公的每一步做到讲、听、看、感、问等指导，但由于生产安全等方面的原因，学生掌握不到系统的生产、办公之间逻辑关系。另外，很多虚拟仿真实验教学设备和技术质量不高，平台对外共享程度处于较低水平。
（二）实验形式单一，缺乏统筹规划和顶层设计
当前，很多本科院校的学生实践课与实习都是去企业参观，学生只是把实践学习流程走完，企业生产的内部结构和很多细节管理问题都接触不到。另外，很多本科高校虚拟仿真实验室的建设，是在学校实验室管理部门直接垂直领导下，依靠各个学院办学费用、专业特色和实际教学情况规划设计与建设。学校实验管理部门少有站在全局角度进行统筹规划和顶层设计，仍然是以项目为单位，以各学院为依托。这种模式的虚拟仿真实验室建设，会形成各个项目之间和实验室之间信息分割与不完整，进而出现一系列的“信息孤岛”，影响虚拟仿真实验教学发展。
（三） 约束条件较多，网络安全问题突出
在普通本科高校，虚拟仿真实验室受到学校一些因素约束，虚拟仿真实验教学设备和技术网络安全状况堪忧。例如2018年学校农林大数据团队在全体成员的共同努力下，采集、收集、清洗、整理好的大量农林基层数据，由于机房没有特定的网络安全设施，只靠密码（很容易被破解）来维护数据的安全，致使大部分数据外流，还有部分数据中毒无法使用，数据损毁很严重，余下的一小部分数据无法完成当地智慧农业的程序编制工作。对于要求面向互联网大规模开放的国家级虚拟仿真实验教学项目，一定要有最基础的网络防护设备、技术、方案和具体措施。在当下网络越来越发达、网络安全日益严峻的形势下，虚拟仿真实验教学设备设施，尤其需要考虑建立统一的、全面的、系统的网络安全防护体系。
（一）突破实验教学时空限制，大规模开放共享支持充足
虚拟实验是在实践教学过程中，通过借助多媒体、虚拟仿真现实等现代信息技术，虚拟现实教学内容中的实验环境，模拟真实过程、模式、现象等，使学生像在真实经济管理环境中一样完成教与学的专业教学环节。由于现实生产企事业的生产流程和各种工程的安全问题，通常理论课程的实践教学不可能让学生亲自动手操作，学生只能在理论学习的基础上运用计算机技术，加以虚拟仿真实验教学，让学生学习企事业单位的生产车间和工作流程，给学生与参观实习基地等完全不同的实习体验。对相关联网的同盟虚拟仿真建设单位实现大规模的信息与实习教程共享，更好地培养学生自主创新创业和创意能力，激发学生的学习兴趣。
（二）突破实验教学约束条件，形成虚拟仿真实验体系
经管类企事业单位一般投资需求大、占有场地广、建设时间长，本科院校不可能建设出与现实基本相符的企事业单位真实场景，但虚拟仿真实验可以完美地解决这一难题。在日常实验教学中，通过利用计算机技术，在多媒体虚拟仿真实验室的教学设备上建立与理论课相呼应的虚拟仿真设施，使学生有身临其境的感受，学生就可以投入到类似的真实境况中学习，操作结果又可以及时准确地反馈给学生。仿真实验过程本身没有耗材，也不受外界环境和条件的限制与影响，能够有效地解决理论学习与真实实践效果之间的匹配。2018年教育部《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》已经明确指出，今后一个时期内，国家将大力扶持虚拟仿真实验教学平台建设，且启动虚拟仿真实验教学项目的认定工作，极大地推动了虚拟仿真实验教学体系这一平台与实践的建设，是经管类专业虚拟仿真实验教学仿真平台建设的重大战略机遇。
（三）实验形式多样，网络安全有保障
本科院校实验教学的起始阶段，主要是在教师的指导下，学生对基本操作的熟悉，掌握和运用本学科的基本理论知识、基本研究方法和基本实验技能。随着教学进度的深入，学生可以主动实验，其实验意识慢慢加强，自主实验的能力不断提高，实验教学就可以转变为学生自己设计实验方案，自己控制实验过程，自主分析实验结果，渐渐地可以试着自己系统地撰写实验报告，这是实验教学的高级阶段。无论教学内容、教学理念，还是管理模式、教学方法、资源配置等方面，实验教学相较于理论教学，都更利于突出学生主体，促进学生自身主动在大脑中建构科学的知识体系；
更利于突出学生动手能力、动脑能力，使二者相结合，促进理论教学与实践教学的协同发展。在网络安全方面也有重大改革和创新，可以使师生安全地使用虚拟仿真设备，较之前的实验教学设备可实现实验教学资源共享。
虚拟仿真实验教学本着以学生为中心，注重对学生社会责任感、创新精神、实践能力等综合培养的教学理念，着重于调动学生的积极性、主动性和创造性，激发学生的学习兴趣和潜在能力，不断增强学生创新创业和创意创造能力。主要教学内容坚持问题导向，重点解决不具备现实实验条件或实际运行负担大、成本高的实验，或者是涉及高危极端环境，高成本、高消耗、不可逆的操作，还有大型综合训练等问题。同时，还要坚持需求导向，尽量结合社会经济发展过程中，社会对高校应用型人才的需求，结合本专业特色和行业及产业发展的最新趋势。其教学方法是置现代教学于信息化时代背景下，通过虚拟仿真来满足学生的学习欲望，着重实行以问题为基础，以案例为着眼点的师生、人机互动式、研讨式主动教与学的方式，提倡主动式、配合式、探讨式学生的学习方式。
虚拟仿真实验教学仿真实验，以教学大纲中规定的教学中心思想为轴，结合现代信息技术，编制、设置各环节的功能模块，突出教学问题和设备的仿真模拟，使学生在线领会教学内容，实现教学从设计到操作的全过程模拟。让学生在仿真环境中沉浸体验并完成仿真流程，了解真正的理论体系和现实标准，完成现实学习过程中的布置、设计、生产管理、操作等游历式学习。及时对实验机房服务器和客户端软硬件设备与程序的更新、机房温度的调节、防尘处理等实践管理的维护、提升，使实验室可以具备开展虚拟仿真实验最接近的条件，也为教学软件的稳定运行提供有力技术和环境保障。
虚拟仿真实验教学本质上是实验教学建设的内涵延伸与延展。不仅可以解决传统实验教学中许多现实应用问题和教学实践困境，而且在实践教学项目建设上，对于应用型本科人才的培养辐射作用提升，提高实验室技术应用和实践教学的开放度，对在虚拟仿真教学中以学生发展为中心的教学结果考核、连续评价体系建设，多方共享应用问题及项目优化，促进实验教学与行业产业需求无缝对接问题都具有重要的理论意义和现实应用价值。
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