高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目開放共享模式探索

華康民

摘? 要：虛擬仿真實驗教學(xué)項目不僅是高等學(xué)校教學(xué)資源優(yōu)化的技術(shù)要求，而且是高等學(xué)校順應(yīng)計算機技術(shù)迅猛發(fā)展趨勢加強教學(xué)信息化建設(shè)的時代要求，更是加速實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的現(xiàn)實要求，開放共享是項目建設(shè)的核心工作。本文在概述我國高等院校虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點對現(xiàn)階段高等學(xué)校此類項目開放共享面臨的問題進行分析，依托存在的問題提出了加速此類項目開放共享模式構(gòu)建的實現(xiàn)路徑。

關(guān)鍵詞：高等學(xué)校;虛擬仿真實驗教學(xué);共享模式

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）27-0014-03

自我國于2013年正式啟動國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)以來，各高等學(xué)校相繼響應(yīng)國家政策號召開始展開此類項目的建設(shè)工作[1]。此類項目是高校實驗教學(xué)內(nèi)容與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要是通過虛擬仿真使學(xué)生盡快接觸前沿技術(shù)，并與高水平科研成果及重大工程項目無縫銜接，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及研究性學(xué)習(xí)提供平臺，推動了高校實驗教學(xué)改革創(chuàng)新，不斷增強高校實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平[2]。

一、虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)現(xiàn)狀

虛擬仿真實驗按照研究思路、教學(xué)目標(biāo)、實現(xiàn)手段以及展現(xiàn)形式的不同可分為模擬、仿真、虛擬、遠(yuǎn)程以及虛擬儀器實驗[3]。其中，仿真實驗主要是基于內(nèi)嵌軟件的硬件系統(tǒng)，通過計算機優(yōu)化算法，人機交互技術(shù)等對研究對象的關(guān)鍵行為特征進行模擬，以獲取實驗過程和結(jié)果。虛擬仿真實驗教學(xué)項目主要來源國家級科研項目成果及重大工程項目成果的轉(zhuǎn)化以及學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計和制作[4]。目前，我國獲得此類項目認(rèn)定的高等學(xué)校數(shù)量呈逐年上升趨勢[5]。然而，從整體上來看，相較于“雙一流”高校，其他高等學(xué)校的認(rèn)證比率均處于較低水平，總認(rèn)證比率維持在30%左右，有待進一步提高。如表1所示。

二、高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目開放共享面臨的主要問題

（一）原創(chuàng)性缺乏且資源質(zhì)量不高

現(xiàn)階段，我國高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目的數(shù)量盡管呈逐年激增趨勢，但大部分高校的大多數(shù)項目都是從市場上直接購買的商業(yè)性軟件，由高校教師自主研發(fā)且擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的項目占比較少。與此同時，由于創(chuàng)新性、高階性及綜合性的缺乏，導(dǎo)致共享資源的質(zhì)量不高。對我國部分獲得此類項目認(rèn)證的高校調(diào)研發(fā)現(xiàn)，高達(dá)50%的高校表示，當(dāng)前此類項目開放共享的資源主要來自市場購買。

（二）缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

目前，我國高等學(xué)校在建設(shè)此類項目時還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。直接導(dǎo)致開放共享的資源兼容性不強，增加了二次開發(fā)的難度，對開放共享的程度產(chǎn)生不利影響。與此同時，還會因系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊以及數(shù)據(jù)庫支持等的差異性導(dǎo)致管理平臺對接存在障礙。

（三）開放共享程度尚存在較大不足

我國教育部已于2018年發(fā)布了國家級此類項目技術(shù)接口規(guī)范和共享服務(wù)規(guī)范。盡管我國部分高校已按照國家的相關(guān)規(guī)定的技術(shù)規(guī)范進行了建設(shè)，但在共享方面尚局限在學(xué)校內(nèi)部，開放共享的輻射面較小。而導(dǎo)致此類項目開放共享程度不足。最為重要且關(guān)鍵的原因在于知識產(chǎn)權(quán)歸屬不明確以及共享機制不健全等，由此導(dǎo)致較大部分項目在共享范圍上還僅局限于各高校內(nèi)部。也就是說，各高校的積極性也是影響其開放共享程度的重要原因。

（四）師資力量薄弱且經(jīng)費較匱乏

當(dāng)前大部分高等學(xué)校此類項目建設(shè)的工作主要由實驗教學(xué)管理和應(yīng)用者負(fù)責(zé)。伴隨此類項目開放共享程度的不斷加深以及實驗教學(xué)資源的日益豐富和完善，不僅會增加實驗管理人員和實驗教師工作量，而且會對其專業(yè)知識和信息技術(shù)提出更高的要求。然而，當(dāng)前各高校大部分實驗管理人員和實驗教師對于信息技術(shù)的掌握還處于較低水平，僅停留在簡單操作上。此類項目開放共享模式構(gòu)建中，大部分的高校認(rèn)為經(jīng)費投入不足是亟待解決的重要問題。

三、推動高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目開放共享模式構(gòu)建的實現(xiàn)路徑

（一）明確資源準(zhǔn)入要求并注重資源的原創(chuàng)

為進一步推動我國高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目開放共享模式的構(gòu)建，高校應(yīng)注重建立并健全資源準(zhǔn)入機制，以確保資源的質(zhì)量，促使高校注重資源的原創(chuàng)開發(fā)。如高?？赏ㄟ^建立資源使用定期統(tǒng)計和公布制度，對于其中開放共享資源使用率和好評率高的開發(fā)者進行物質(zhì)或其他優(yōu)惠政策激勵，以提高其開放共享的積極性。對于開放共享質(zhì)量高的原創(chuàng)資源者，可設(shè)置不同的積分或虛擬貨幣，以用于購買其他開放共享資源;而對于發(fā)布非法或侵權(quán)資源者，可扣除不同比例的虛擬貨幣或積分。這樣不僅有助于鼓勵高校開放共享資源，而且可確保開放共享資源的質(zhì)量和原創(chuàng)性。

（二）注重打造統(tǒng)一且規(guī)范的資源共享平臺

高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目開放共享管理信息系統(tǒng)的建設(shè)對于此類項目開放共享模式的構(gòu)建有重要的促進作用。在打造統(tǒng)一且規(guī)范的開發(fā)共享信息平臺時，各高等學(xué)?？梢劳行畔⒒ㄔO(shè)專項資金進行校級虛擬仿真實驗教學(xué)管理信息共享平臺的建設(shè)，設(shè)置并完善信息發(fā)布、資源共享、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及互動交流等功能，實現(xiàn)校內(nèi)多學(xué)科、多類型此類項目的共享。還應(yīng)督促各高等學(xué)校注重按照國家制定的相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對管理系統(tǒng)進行完善。

（三）加強知識產(chǎn)權(quán)保護提高開放共享程度

虛擬仿真實驗教學(xué)資源作為典型的智力勞動成果，共享性是最鮮明的特征。為提高此類項目開放共享的積極性，保護開放共享者的利益，以加大開放共享的程度，高校應(yīng)大力宣傳《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護條例》《著作權(quán)法》《計算機軟件保護條例》等相關(guān)法律法規(guī)，對資源開發(fā)者的合法權(quán)益進行保護。建立并健全利益補償機制和獎懲機制等，為開放共享程度的拓展和延伸提供制度保障。在進行知識產(chǎn)權(quán)保護的過程中，可采用數(shù)字版權(quán)管理方式，引進數(shù)據(jù)加密技術(shù)、權(quán)限描述技術(shù)、內(nèi)容裝封技術(shù)以及數(shù)字簽名技術(shù)等，對資源數(shù)字版權(quán)進行全方位管理。

（四）注重壯大師資隊伍并加大經(jīng)費的投入

高等學(xué)校師資隊伍的壯大和經(jīng)費投入的加大是虛擬仿真實驗教學(xué)開放共享模式構(gòu)建的人才保障和物質(zhì)保障。在構(gòu)建高質(zhì)量此類項目開放共享資源時，高校應(yīng)壯大實驗室管理人才隊伍，為開放共享模式的構(gòu)建提供人力支持。對此，一方面可通過人員激勵長效機制的建立和健全，吸納并有效利用社會人才資源。如通過校企合作的方式共建此類項目并構(gòu)建開放共享模式;另一方面，應(yīng)有組織、有計劃地對現(xiàn)有實驗室管理人員和應(yīng)用人員進行各類虛擬仿真技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高其業(yè)務(wù)水平。對于經(jīng)費投入不足的問題，可適度增加實驗教學(xué)信息化建設(shè)經(jīng)費在高等學(xué)校教學(xué)經(jīng)費中的占比，通過設(shè)立信息化建設(shè)專項資金的方式，確保此類項目開放共享模式的建設(shè)具有充足的資金。

四、結(jié)論

高等學(xué)校虛擬仿真實驗教學(xué)項目以“開放、共享、互動”為主要特點，逐漸成為拓寬教學(xué)內(nèi)容深度和廣度，延伸教學(xué)空間和時間，提升教學(xué)質(zhì)量的重要手段。針對當(dāng)前我國普通高校此類項目認(rèn)證比率低的現(xiàn)狀，本文以此類項目開放共享這一核心工作為著眼點，深度剖析此類項目開放共享面臨的主要問題，如資源質(zhì)量不高且原創(chuàng)性缺乏、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不統(tǒng)一、開放共享程度低等，基于存在的問題提出推動此類項目開放共享模式構(gòu)建的實現(xiàn)路徑，如明確資源準(zhǔn)入要求、注重資源的原創(chuàng)性、打造規(guī)范統(tǒng)一的資源共享平臺、加強知識產(chǎn)權(quán)保護等增強開放共享程度等，從而不斷提高普通高校此類項目的認(rèn)證率，最大限度地發(fā)揮此類項目在高等學(xué)校中的作用和價值。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王薇，夏斯涵，胡春. 基于虛擬仿真技術(shù)的綠色建筑設(shè)計實驗教學(xué)平臺研究——以安徽建筑大學(xué)建筑設(shè)計虛擬仿真實驗教學(xué)項目為例[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2020，11（05）：68-73.

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（薦稿人：胡建平，河南理工大學(xué)副教授）

（責(zé)任編輯：淳潔）