虚拟仿真实验教学建设内容

1、虚拟仿真实验教学中心的建设概况

1.1、建设理念

    实验教学是高等院校培养高素质合格人才的重要实践性环节,它是学生巩固和加深对理论知识的理解,锻炼在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。虚拟实验教学在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用,是学科专业与信息技术深度融合的产物。暨南大学多学科协同创新虚拟仿真实验教学中心建设理念是“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”,以全面提高高校学生创新精神和实践能力为宗旨,以共享优质实验教学资源为核心,以建设信息化实验教学资源为重点,持续推进实验教学信息化建设。

 

图1多学科协同创新实验教学中心建设理念

   暨南大学多学科协同创新虚拟仿真实验教学中心将继承和发扬暨南大学经济管理等学科教育重视实际操作、强化能力培养的优良传统,紧贴多学科协同创新发展的现实需求,全面开展“虚拟仿真实验+校企合作实践” 模式的实践教学形式改革,注重能力培养与社会需求相结合的教学内容改革。要打破传统实验室的建设模式和思路,构建大平台、大数据、跨专业共建、多学科协同创新的一体化实验中心设计框架,通过跨专业共建与多学科协同创新,实现信息共享、数据互通、教学创新、技术领先、人才培养等目的,实现将实验室中心打造成为国家级虚拟仿真实验教学中心的建设目标。

图2多学科协同创新实验教学中心建设整体思路

1.2、建设内容

    (1)多学科协同创新虚拟仿真实验教学中心通过提供全方位仿真性实验提升多学科专业实验室的服务能力,提升实验教学的层次。对于多学科专业实验教学的层次结构目前已经形成共识,将其分为单项性知识点实验、课程综合实验、专业综合实验、跨专业综合性实验、校内模拟实习等递近层次,但是对于何种实验室建设形式能够满足何种实验教学项目却并不明确。我们认为,计算机机房形式的实验室只能提供前面两个基础性的实验层次,而专业综合实验、跨专业实验和校内内模拟实习则只有通过建设多功能虚拟仿真实验室才能胜任。    

    (2)多功能虚拟仿真实验室建设可以为教学、科研和实践有机结合创建平台,成为产学研结合的新形式。实验研究方法的兴起使实验室仿真实验成为探索经济管理理论问题的重要手段,而仿真实验室又构成了课堂教学与实习基地有机对接桥梁。

    (3)研究多功能虚拟仿真实验平台如何提高经济、管理、信息、计算机等专业实验室的社会服务功能和开放实验能力。通过模拟仿真性实验可以为相关经济管理实体单位的从业人员提供岗前培训教育与在职培训,也可以为相关经济管理单位的信息化改革、新业务开拓提供前期实验论证工作。

    (4)经济管理虚拟仿真型实验室是经济管理类实验室深化发展的产物,通过构造模拟现实的实验环境和经济管理业务流程给学生提供模拟实习平台,是经济管理类实验室发展的高级阶段——多功能模拟仿真实验室建设阶段。多功能模拟仿真平台可以看作是一个由硬件、软件、数据、人、管理制度等多因素构成一个系统。

下图是以经济管理学科为例的虚拟仿真实验建设平台:

图3 经济管理虚拟仿真实验教学平台

1.3、建设思路

1.3.1、建设理念飞越——从固化个体走向具有自我更新能力的有机体

    目前,许多高校实验室存在的共性问题是自我封闭,没有自我更新能力,完全依靠政府投入,缺乏正反馈,从而失去自我更新能力。在新的实验室建设理念与运营模式下,实验室将处于开放、非均衡状态, 会不断地与外界进行信息、物质的交换,从而通过不断产生正反馈,改变原有依赖路径,达到整体的不断上升。

图4 传统固化实验室与新型实验室的比较

    本虚拟仿真实验室在建设完成之后,可实现校内共享、校际交流、多方联动的大平台。如:开放的教学实训系统,用户将不仅仅局限于本专业或本系的学生,而是可以在多专业、多学科、多学院之间进行资源共享,最大化的发挥实验室效用,成为微型社会运作的载体;科研平台:科研是一个学校、一个学院得以不断创新提升的发动机,科研成果的转化则必须有实验室作为支撑,通过科研平台的搭建可以诱发出更多的升级需求,并可引入前沿性的技术成果;社会服务:社会服务是国家与社会反赋予学校的重要职责,而通过社会服务的参与,更能使实验室直接接受社会的检验,并积累起升级发展的资金。因而,在升级需求的导向下,借助于自我资金的积累、外部资源的支撑,引进更新的技术与装备,达到自我更新的目的。

1.3.2、教育方法与人才培养模式的革命-从封闭大学转向社会大学

    传统高校实验室,更多的是关注于本校本专业学生的培养,整体建设的出发点是基于本校学生实训的需要。因而,与国外许多发达国家相比,国内大学所能承担起的社会职责远远无法满足全社会发展的人才需求,致使造成高端实用性人才短缺,以及高校投入资源的浪费。在新的实验室建设与运营模式下,实验室将成为一个学校为社会提供服务的窗口,使其不仅仅是一个学校的大学,不仅仅是在校生实训的场所,而是一个社会的大学,在全社会人员可以进行学习提升的基地。

 

图5传统封闭实验室与现代开放型实验室的比较

    国家级虚拟仿真实验室建成之后,将有更多服务对象,更丰富的教学资源来源,更广、更多层次人才的提供。在使用对象方面,开放型实验室的使用对像将从单一专业学生,扩大为多专业,如:物流专业、物联网专业、电子商务专业、金融专业、通讯专业、信息技术专业等等,从本校使用扩大到兄弟院校、企业人员、政府管理人员等等;在教学资源配备方面,也突破了原有实验室仅依靠教师的单一资源,而是整合了更多、更新的行业资源、学术资源、政府资源等;最后,在人才培养方面,也覆盖了操作层、管理层、战略层在内的多方位人才输出模式。