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虚拟仿真实验教学资源支撑平台建设与实践

作者：张慰张嘉鹭
来源：《中国教育信息化·高教职教》2020年第07期

摘要：虚拟仿真实验教学资源的建设与共享是我国教育信息化建设的迫切要求和重要内
容。江苏师范大学在推动学校虚拟仿真实验教学资源建设的过程中，注重统筹规划与顶层设
计，针对当前建设过程中发现的主要问题，提出了基于全局视角的虚拟仿真实验教学资源支撑
平台五层架构模型，并依据此架构开展了有益的探索和实践，取得了一定的成效。

关键词：虚拟仿真;实验教学;支撑平台

中图分类号：G642.423文献标志码：A文章编号：1673-8454（2020）13-0057-04

建设教育强国，是新时代我国教育事业改革发展的宏伟目标和努力方向。建设教育强国、
办强的教育，关键是在新时代加快教育现代化。而教育信息化又是教育现代化的重要内容和主
要标志，是实现教育现代化的必由之路。以教育信息化带动教育现代化是当今世界教育改革与
发展的共同趋势[1]。

教育信息化内涵及外延及其丰富，其中虚拟仿真实验教学资源的建设与共享是我国教育信
息化的迫切要求和重要内容[2]。《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》提出：要积
极建设各级各类优质数字教育资源，遴选和开发500个学科工具、应用平台和1500套虚拟仿
真实训实验系统并探索建立数字教育资源共建共享机制，同时还要大力推进职业教育虚拟仿真
实训基地建设。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，教育部又推出了
《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。我国实验教学已进入具有自主知识产权的示范性虚拟仿真实验教学
项目建设与大规模在线开放共享为主的深入发展阶段[3]。在这种背景下，各个学校涌现出一
大批虚拟仿真实验教学项目，很大程度上提高了高等教育实验教学质量和实践育人水平。但是
随着虚拟仿真实验教学资源数量不断增多，深度和广度不断拓展，高校虚拟仿真实验教学资源
建设中的一系列问题也随之暴露出来，对高校虚拟仿真实验教学资源建设提出了新的要求。

一、当前虚拟仿真实验教学资源建设存在的问题

缺乏统筹规划和顶层设计1.

目前大多数高校虚拟仿真实验教学资源的建设模式，还是在实验室管理部门领导下，依靠
各个学院力量，各自依据学院专业特色和实际情况规划设计并建设。实验室管理部门在促进学
校虚拟仿真实验教学实践发展、推进学校虚拟仿真实验教学项目评比等方面发挥了重要作用，
但鲜见全局站位的统筹规划和顶层设计，还是以项目为单位，各自为战。这种建设模式，直接
导致各个项目之间，从运行环境、硬件、软件，到身份信息、教学内容、技术标准、数据资
源、业务流程、功能模块、评价体系、数据服务等方面割裂，进而出现一系列“信息孤岛”，严
重影响了虚拟仿真实验教学进一步发展。

投入成本2.高，效益低下

高校虚拟仿真实验教学资源建设存在“高耗资、低效益”问题[4]。主要体现在以下几个方
面：

（1）由于多头投入、分散建设，导致服务器、计算机、网络、存储等基础设施重复建
设，资金成本不断攀升。

（2）由于各个学院所购软硬件设备数量多、版本杂，使得整个虚拟仿真实验教学系统更
新和维护工作量很大。一线教师无法同时兼顾教学科研与系统管理运维，导致“重投入，轻运
维”现象的产生。虚拟仿真实验教学系统往往在出现问题时无人修复，勉强支撑一时间后，最
终停止运行，极大浪费了原有投资。

（3）目前大多数高校虚拟仿真实验教学资源的技术架构方式是在实验室配备中高端性能
的服务器，提供集中式计算服务。这种陈旧的技术架构无法快速增加、释放和共享资源，不能
弹性满足实验需求，资源利用率低，闲置浪费严重，综合效益低下。

大规模3.开放共享支持不足

很多虚拟仿真实验教学资源质量不高[5]，新技术应用不充分，虚拟仿真实验教学平台对
外共享程度处于较低水平。主要體现在基础支撑平台薄弱、系统稳定性难以保障身份信息无法
互通、实验数据与资源封闭没有统一的技术标准和规范等方面。相当一部分虚拟仿真实验教学
资源的共享范围仅限于校内，共享程度低下，导致平台无法被充分利用。

不能4.提供个性化服务与决策支持
虚拟仿真实验教学资源建设尚无统一的技术标准和规范体系，数字资源整合难度很大。各
类虚拟仿真实验教学软硬件平台在系统架构、功能模块、业务流程、数据库技术等方面各不相
同，相互对接存在障碍，业务难以融合。各实验室之前信息闭塞，缺乏有效共享，无法进行全
局的数据统计分析与深层次挖掘，难以为学生提供个性化教育服务，为学校提供决策支持。

网络安全问题突出5.

受到网络安全防范意识、保障能力、保障经费等因素制约，虚拟仿真实验教学资源网络安
全状况堪忧。虚