開放式虛擬仿真實驗教學(xué)管理平臺軟件

開放式虛擬仿真實驗教學(xué)管理平臺軟件

一、平臺背景

目前，大多數(shù)高校都有針對課程使用實驗教學(xué)軟件，但由于每個專業(yè)或課程的情況不同，購買的軟件所采用的工作環(huán)境、體系結(jié)構(gòu)、編程語言、開發(fā)方法等也各不相同。由于學(xué)校管理工作的復(fù)雜性，各校乃至校內(nèi)各專業(yè)的實驗教學(xué)建設(shè)大都自成體系，各自為政，形成了“信息孤島”。主要面臨如下問題：

• 管理混亂，各種實驗教學(xué)軟件缺乏統(tǒng)一的集中管理；

• 使用不規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的操作模式和管理方式；

• 可擴展性差，無法支持課程和相應(yīng)實驗的擴展；

• 各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)無法共享，容易形成“信息孤島”；

• 缺乏足夠的開放性；

• 軟件部署復(fù)雜，不同的軟件不能運行在同一臺服務(wù)器上。

二、平臺目標

該平臺的目標就是高效管理實驗教學(xué)資源，實現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實驗教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實驗教學(xué)的需求。平臺要實現(xiàn)學(xué)校購置的所有實驗軟件統(tǒng)一接入和學(xué)生在平臺下進行統(tǒng)一實驗的目的，通過系統(tǒng)間的無縫連接，使之達到一個整體的實驗效果，學(xué)校通過該平臺的部署，不僅可以促進系統(tǒng)的耦合度，解決信息孤島的問題，還可以使學(xué)校能夠迅速實施第三方的實驗教學(xué)軟件。

平臺提供了全方位的虛擬實驗教學(xué)輔助功能，包括：門戶網(wǎng)站、實驗前的理論學(xué)習(xí)、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學(xué)安排、實驗過程的智能指導(dǎo)、實驗結(jié)果的自動批改、實驗成績統(tǒng)計查詢、在線答疑、實驗教學(xué)效果評估等功能，同時該平臺可擴展集成第三方的虛擬實驗課程資源或自建課程資源，為各類院校虛擬實驗教學(xué)環(huán)境提供服務(wù)并進行相應(yīng)的應(yīng)用。

三、應(yīng)用方案

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》第十九章第六十條明確指出:加強優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用。加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫建設(shè)。引進國際優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教學(xué)資源。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程。建立數(shù)字圖書館和虛擬實驗室。建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，開展高質(zhì)量高水平遠程學(xué)歷教育。

虛擬實驗建設(shè)的理念就是采用我們這個方案的理念(平臺+資源)，發(fā)布一個虛擬實驗中心門戶網(wǎng)站、建設(shè)一個開放式虛擬仿真實驗教學(xué)的管理和共享平臺，然后再陸續(xù)把相關(guān)虛擬實驗課程的資源統(tǒng)一放到該平臺來進行管理，從而面向各個學(xué)科的相關(guān)課程開展虛擬實驗教學(xué)。

四、平臺的主要功能

開放式虛擬仿真實驗教學(xué)的管理和共享平臺包括虛擬實驗中心門戶網(wǎng)站、實驗前的理論學(xué)習(xí)、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學(xué)安排、實驗過程的智能指導(dǎo)、實驗結(jié)果的自動批改、實驗成績統(tǒng)計查詢、數(shù)字化資源管理、師生互動交流和系統(tǒng)管理等子系統(tǒng)。

虛擬實驗中心門戶網(wǎng)站：一個動態(tài)Web系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)容包括中心介紹、實驗教學(xué)、實驗隊伍、管理模式、設(shè)備與環(huán)境、教學(xué)特色、中心新聞/公告/通知等。

實驗教務(wù)管理：課程庫、培養(yǎng)計劃、排課、選課、開課審核等功能。

實驗教學(xué)管理：現(xiàn)場實驗安排、虛擬實驗安排、實驗批改、考勤管理、成績管理、實驗報告等。

實驗前理論學(xué)習(xí)：實驗前學(xué)生通過練習(xí)、自測、課件等方式學(xué)習(xí)實驗理論知識。

實驗過程智能指導(dǎo)：學(xué)生在實驗過程中遇到問題可以請求指導(dǎo)，系統(tǒng)給出指導(dǎo)信息。

實驗結(jié)果自動批改：學(xué)生提交實驗結(jié)果后系統(tǒng)自動評判，給出分數(shù)和評分點。

數(shù)字化資源管理：各種虛擬實驗、仿真軟件和演示動畫的上傳、發(fā)布。

實驗室開放預(yù)約管理：實驗室設(shè)備借出、實驗室預(yù)約、實驗預(yù)約、工位預(yù)約管理。

師生互動交流：實時答疑、在線留言等。

系統(tǒng)管理：用戶、分組、角色、權(quán)限、日志、備份管理和實時監(jiān)控等。

五、平臺特點

1)系統(tǒng)針對學(xué)校實驗教學(xué)整體需求設(shè)計，滿足校級實驗教學(xué)需要；

2)可集成所有符合標準的第三方虛擬實驗系統(tǒng)和軟件；

3)經(jīng)典實驗的設(shè)計采用B/S架構(gòu)，方便學(xué)生使用和系統(tǒng)部署；

4)全面開放了實驗室的實驗資源，提供開放式實驗教學(xué)服務(wù)。方便學(xué)生自主靈活參與實驗，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高實驗教學(xué)的效果；

5)多種角色應(yīng)用體系，多種業(yè)務(wù)權(quán)限配置，滿足學(xué)生、教師、教務(wù)人員、實驗室管理人員和校領(lǐng)導(dǎo)的需求，受益面廣；

6)人性化的協(xié)同學(xué)習(xí)，幫助教師和學(xué)生隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)在線或離線交流；

7)虛擬實驗和現(xiàn)實實驗相結(jié)合，豐富了實驗教學(xué)方式，通過系統(tǒng)可同時管理硬件實驗和虛擬實驗；

8)實驗教學(xué)排課靈活，可統(tǒng)一安排也可學(xué)生自選，提供學(xué)生、教師以多種方式打印課表；

9)多種數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能，方便各種身份角色數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)統(tǒng)計；

10)可無縫集成到學(xué)校的教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)中；

11)支持實驗報告在線提交，并提供實驗報告在線批注和智能批功能；

12)可根據(jù)現(xiàn)實實驗室進行直觀的工位布局，方便學(xué)生預(yù)約和入座；

13)支持在線多媒體編輯宣傳內(nèi)容，可實現(xiàn)實驗中心與下設(shè)實驗室門戶網(wǎng)站統(tǒng)一管理；

14)系統(tǒng)更加注重實驗教學(xué)效果。