本科院校經(jīng)管類虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)建設(shè)與實(shí)踐

王鑫罡（玉林師范學(xué)院）

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010——2020年）》強(qiáng)調(diào)“六卓越一拔尖”“加快教育信息化進(jìn)程”，其本質(zhì)是應(yīng)用信息技術(shù)的現(xiàn)代教育模式。教育現(xiàn)代化是未來(lái)強(qiáng)大國(guó)家的關(guān)鍵，而信息化是當(dāng)下教育現(xiàn)代化的核心內(nèi)容，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育信息化的標(biāo)志?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2011——2020年）》更是具體地提出了推進(jìn)目標(biāo)：推出《2017——2020 年示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃》，提出從2017年起，分年度認(rèn)定1000項(xiàng)左右示范性項(xiàng)目。為進(jìn)一步推動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共建共享和集約應(yīng)用，指導(dǎo)推出了更為具體的方向和目標(biāo)。但是隨著國(guó)家及社會(huì)對(duì)高等教育的內(nèi)涵建設(shè)及發(fā)展需求不斷提高，相關(guān)高校農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理類實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在一些問(wèn)題。

一、 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

（一） 實(shí)驗(yàn)條件有限，大規(guī)模開(kāi)放共享支持不足

經(jīng)管類本科實(shí)踐教學(xué)要求要有與實(shí)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)關(guān)系及生產(chǎn)力水平接近的環(huán)境，模擬現(xiàn)實(shí)可以使學(xué)生好像身臨其境，體會(huì)和理解實(shí)際情況，盡可能提升學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題、理解問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，縮短畢業(yè)生與現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境的差距，培養(yǎng)出的人才能被社會(huì)認(rèn)可和接受。傳統(tǒng)辦學(xué)中，學(xué)業(yè)幾乎完全在學(xué)校里完成，受學(xué)校場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)、管理等條件的約束，不會(huì)存在與現(xiàn)實(shí)企業(yè)及事業(yè)單位一模一樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。而去企事業(yè)單位實(shí)習(xí)與實(shí)踐又有現(xiàn)實(shí)的約束條件：一是聯(lián)系到一家真正的具有規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)很難，事業(yè)單位就更難對(duì)接成功；二是雖然對(duì)生產(chǎn)和辦公的每一步做到講、聽(tīng)、看、感、問(wèn)等指導(dǎo)，但由于生產(chǎn)安全等方面的原因，學(xué)生掌握不到系統(tǒng)的生產(chǎn)、辦公之間邏輯關(guān)系。另外，很多虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和技術(shù)質(zhì)量不高，平臺(tái)對(duì)外共享程度處于較低水平。

（二）實(shí)驗(yàn)形式單一，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)

當(dāng)前，很多本科院校的學(xué)生實(shí)踐課與實(shí)習(xí)都是去企業(yè)參觀，學(xué)生只是把實(shí)踐學(xué)習(xí)流程走完，企業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和很多細(xì)節(jié)管理問(wèn)題都接觸不到。另外，很多本科高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理部門直接垂直領(lǐng)導(dǎo)下，依靠各個(gè)學(xué)院辦學(xué)費(fèi)用、專業(yè)特色和實(shí)際教學(xué)情況規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)。學(xué)校實(shí)驗(yàn)管理部門少有站在全局角度進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，仍然是以項(xiàng)目為單位，以各學(xué)院為依托。這種模式的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，會(huì)形成各個(gè)項(xiàng)目之間和實(shí)驗(yàn)室之間信息分割與不完整，進(jìn)而出現(xiàn)一系列的“信息孤島”，影響虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。

（三） 約束條件較多，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題突出

在普通本科高校，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室受到學(xué)校一些因素約束，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全狀況堪憂。例如2018年學(xué)校農(nóng)林大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)在全體成員的共同努力下，采集、收集、清洗、整理好的大量農(nóng)林基層數(shù)據(jù)，由于機(jī)房沒(méi)有特定的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施，只靠密碼（很容易被破解）來(lái)維護(hù)數(shù)據(jù)的安全，致使大部分?jǐn)?shù)據(jù)外流，還有部分?jǐn)?shù)據(jù)中毒無(wú)法使用，數(shù)據(jù)損毀很嚴(yán)重，余下的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法完成當(dāng)?shù)刂腔坜r(nóng)業(yè)的程序編制工作。對(duì)于要求面向互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模開(kāi)放的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，一定要有最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)設(shè)備、技術(shù)、方案和具體措施。在當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越發(fā)達(dá)、網(wǎng)絡(luò)安全日益嚴(yán)峻的形勢(shì)下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備設(shè)施，尤其需要考慮建立統(tǒng)一的、全面的、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

（一）突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)空限制，大規(guī)模開(kāi)放共享支持充足

虛擬實(shí)驗(yàn)是在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)借助多媒體、虛擬仿真現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代信息技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)內(nèi)容中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬真實(shí)過(guò)程、模式、現(xiàn)象等，使學(xué)生像在真實(shí)經(jīng)濟(jì)管理環(huán)境中一樣完成教與學(xué)的專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)。由于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)企事業(yè)的生產(chǎn)流程和各種工程的安全問(wèn)題，通常理論課程的實(shí)踐教學(xué)不可能讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，學(xué)生只能在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，加以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)企事業(yè)單位的生產(chǎn)車間和工作流程，給學(xué)生與參觀實(shí)習(xí)基地等完全不同的實(shí)習(xí)體驗(yàn)。對(duì)相關(guān)聯(lián)網(wǎng)的同盟虛擬仿真建設(shè)單位實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的信息與實(shí)習(xí)教程共享，更好地培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)意能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)約束條件，形成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)體系

經(jīng)管類企事業(yè)單位一般投資需求大、占有場(chǎng)地廣、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，本科院校不可能建設(shè)出與現(xiàn)實(shí)基本相符的企事業(yè)單位真實(shí)場(chǎng)景，但虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以完美地解決這一難題。在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在多媒體虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)設(shè)備上建立與理論課相呼應(yīng)的虛擬仿真設(shè)施，使學(xué)生有身臨其境的感受，學(xué)生就可以投入到類似的真實(shí)境況中學(xué)習(xí)，操作結(jié)果又可以及時(shí)準(zhǔn)確地反饋給學(xué)生。仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身沒(méi)有耗材，也不受外界環(huán)境和條件的限制與影響，能夠有效地解決理論學(xué)習(xí)與真實(shí)實(shí)踐效果之間的匹配。2018年教育部《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作的通知》已經(jīng)明確指出，今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，國(guó)家將大力扶持虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，且啟動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的認(rèn)定工作，極大地推動(dòng)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系這一平臺(tái)與實(shí)踐的建設(shè)，是經(jīng)管類專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真平臺(tái)建設(shè)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。

（三）實(shí)驗(yàn)形式多樣，網(wǎng)絡(luò)安全有保障

本科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起始階段，主要是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生對(duì)基本操作的熟悉，掌握和運(yùn)用本學(xué)科的基本理論知識(shí)、基本研究方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。隨著教學(xué)進(jìn)度的深入，學(xué)生可以主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)意識(shí)慢慢加強(qiáng)，自主實(shí)驗(yàn)的能力不斷提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就可以轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，自主分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，漸漸地可以試著自己系統(tǒng)地撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高級(jí)階段。無(wú)論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念，還是管理模式、教學(xué)方法、資源配置等方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)相較于理論教學(xué)，都更利于突出學(xué)生主體，促進(jìn)學(xué)生自身主動(dòng)在大腦中建構(gòu)科學(xué)的知識(shí)體系；更利于突出學(xué)生動(dòng)手能力、動(dòng)腦能力，使二者相結(jié)合，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的協(xié)同發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)安全方面也有重大改革和創(chuàng)新，可以使師生安全地使用虛擬仿真設(shè)備，較之前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享。

三、 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)本著以學(xué)生為中心，注重對(duì)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力等綜合培養(yǎng)的教學(xué)理念，著重于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛在能力，不斷增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)意創(chuàng)造能力。主要教學(xué)內(nèi)容堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，重點(diǎn)解決不具備現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)條件或?qū)嶋H運(yùn)行負(fù)擔(dān)大、成本高的實(shí)驗(yàn)，或者是涉及高危極端環(huán)境，高成本、高消耗、不可逆的操作，還有大型綜合訓(xùn)練等問(wèn)題。同時(shí)，還要堅(jiān)持需求導(dǎo)向，盡量結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，社會(huì)對(duì)高校應(yīng)用型人才的需求，結(jié)合本專業(yè)特色和行業(yè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新趨勢(shì)。其教學(xué)方法是置現(xiàn)代教學(xué)于信息化時(shí)代背景下，通過(guò)虛擬仿真來(lái)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，著重實(shí)行以問(wèn)題為基礎(chǔ)，以案例為著眼點(diǎn)的師生、人機(jī)互動(dòng)式、研討式主動(dòng)教與學(xué)的方式，提倡主動(dòng)式、配合式、探討式學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，以教學(xué)大綱中規(guī)定的教學(xué)中心思想為軸，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，編制、設(shè)置各環(huán)節(jié)的功能模塊，突出教學(xué)問(wèn)題和設(shè)備的仿真模擬，使學(xué)生在線領(lǐng)會(huì)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)從設(shè)計(jì)到操作的全過(guò)程模擬。讓學(xué)生在仿真環(huán)境中沉浸體驗(yàn)并完成仿真流程，了解真正的理論體系和現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，完成現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中的布置、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、操作等游歷式學(xué)習(xí)。及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)房服務(wù)器和客戶端軟硬件設(shè)備與程序的更新、機(jī)房溫度的調(diào)節(jié)、防塵處理等實(shí)踐管理的維護(hù)、提升，使實(shí)驗(yàn)室可以具備開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)最接近的條件，也為教學(xué)軟件的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力技術(shù)和環(huán)境保障。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)本質(zhì)上是實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)的內(nèi)涵延伸與延展。不僅可以解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中許多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題和教學(xué)實(shí)踐困境，而且在實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)上，對(duì)于應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)輻射作用提升，提高實(shí)驗(yàn)室技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)放度，對(duì)在虛擬仿真教學(xué)中以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)結(jié)果考核、連續(xù)評(píng)價(jià)體系建設(shè)，多方共享應(yīng)用問(wèn)題及項(xiàng)目?jī)?yōu)化，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求無(wú)縫對(duì)接問(wèn)題都具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。