建设必要性

虚拟仿真实验教学应用物联网、虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库、网络通讯及仿真技术,通过构建逼真的虚拟仿真实验环境和实验对象,使学生在虚拟环境中开展可靠、安全且经济的试验,进而达到真实实验不能够或难以实现的教学效果。对那些高危、极端环境、不可及或不可逆的操作,对那些需要成本高、耗费高的大型或综合性训练项目,虚拟仿真实验教学就显得非常必要。

1)高等教育信息化建设的需要

20123月教育部发布《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》,指出高等教育信息化重点推动信息技术与高等教育的深度融合,促进教学手段和方法现代化,推进教学实验平台信息化建设。

教育部高教司在《关于开展“十二五”高等学校实验教学示范中心建设工作的通知》中指出:构建功能集约、资源优化、开放充分、运作高效的专业类或跨专业类的实验教学平台,建立专业实验与专业训练、专业技能培养与实践体验相结合的试验教学模式,打造贴近实际的模拟、虚拟、仿真试验环境,实现专业试验与科学研究、工程实际、社会应用相结合,为学生自主学习、自主实验和创新活动创造条件。

2)解决真实实验项目开设困难的问题

实践教学在激发学生探索欲望,培养学生实践能力和创新精神的必要途径。计算机科学与技术、物联网工程、电子信息、通信工程等都是实践性很强的应用学科,由于学科的自身特点,特别是在做一些大型、综合性实验时,往往存在一定的困难,如网络安全类实验,在真实网络环境下开展,势必对学校带来极大安全隐患。物联网虚拟仿真实验教学中心的建设,保障了学生在虚拟机环境下开展网络攻防实验,可以快速进行系统还原,又可达到真实环境下开展攻防实验的要求。再如某些物联网应用真实场景如工业物联网,成本极高,无法实际搭建,通过虚拟场景信息,形象展示难以观察的实验现象、应用场景和应用效果,使学生能够直观地了解物联网产业的具体应用,培养学生的综合知识的应用水平,提高物联网综合技能。

3)实现优质资源共享,提高实验资源的利用率

实验资源包括实验室场所、仪器设备、软件平台、各类实验教学文档和题库等。在传统的实验室模式下,这些资源都归属于特定的物理场地或内部网络,学生受限于使用时间和空间,资源利用率不高,共享受益面较窄。同时,受院系专业划分的影响,不同课程的实验教学资源分散隔离,不利于学生进行综合性、设计性实验。虚拟仿真实验教学中心打破了局域网的限制,重新整合了实验资源,方便学生随时随地访问自己感兴趣的实验课程和实验内容,充分提高了实验资源的受益面和利用率。

4)满足学生自主学习的需要

新型实践教学手段有助于学生实现自主学习,在实验教学领域达到因材施教;同时对于跨学科、跨专业开设的课程,便于学生进行工程实践实训;与MOOC平台等在线教育结合,便于学生不受时空、设备的限制,通过实践验证、应用、设计和创新。例如,我校《数据结构》、《计算机网络》、《计算机语言》等省级、校级精品在线课程,学生可访问虚拟仿真实验教学中心,进行实验的相关操作等。


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