華康民

摘? 要：虛擬仿真實驗教學項目不僅是高等學校教學資源優(yōu)化的技術要求，而且是高等學校順應計算機技術迅猛發(fā)展趨勢加強教學信息化建設的時代要求，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的核心工作。本文在概述我國高等院校虛擬仿真實驗教學項目建設現(xiàn)狀的基礎上，重點對現(xiàn)階段高等學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建的實現(xiàn)路徑。

關鍵詞：高等學校;虛擬仿真實驗教學;共享模式

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：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中心建設以來，各高等學校相繼響應國家政策號召開始展開此類項目的建設工作[1]。此類項目是高校實驗教學內容與計算機技術相結合的產物，主要是通過虛擬仿真使學生盡快接觸前沿技術，并與高水平科研成果及重大工程項目無縫銜接，為學生自主學習以及研究性學習提供平臺，推動了高校實驗教學改革創(chuàng)新，不斷增強高校實驗教學的質量和水平[2]。

一、虛擬仿真實驗教學項目建設現(xiàn)狀

虛擬仿真實驗按照研究思路、教學目標、實現(xiàn)手段以及展現(xiàn)形式的不同可分為模擬、仿真、虛擬、遠程以及虛擬儀器實驗[3]。其中，仿真實驗主要是基于內嵌軟件的硬件系統(tǒng)，通過計算機優(yōu)化算法，人機交互技術等對研究對象的關鍵行為特征進行模擬，以獲取實驗過程和結果。虛擬仿真實驗教學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化以及學生的創(chuàng)新設計和制作[4]。目前，我國獲得此類項目認定的高等學校數(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，其他高等學校的認證比率均處于較低水平，總認證比率維持在30%左右，有待進一步提高。如表1所示。

二、高等學校虛擬仿真實驗教學項目開放共享面臨的主要問題

（一）原創(chuàng)性缺乏且資源質量不高

現(xiàn)階段，我國高等學校虛擬仿真實驗教學項目的數(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)且擁有自主知識產權的項目占比較少。與此同時，由于創(chuàng)新性、高階性及綜合性的缺乏，導致共享資源的質量不高。對我國部分獲得此類項目認證的高校調研發(fā)現(xiàn)，高達50%的高校表示，當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)一的技術標準與規(guī)范

目前，我國高等學校在建設此類項目時還沒有統(tǒng)一的技術標準和規(guī)范。直接導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生不利影響。與此同時，還會因系統(tǒng)架構、功能模塊以及數(shù)據(jù)庫支持等的差異性導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接口規(guī)范和共享服務規(guī)范。盡管我國部分高校已按照國家的相關規(guī)定的技術規(guī)范進行了建設，但在共享方面尚局限在學校內部，開放共享的輻射面較小。而導致此類項目開放共享程度不足。最為重要且關鍵的原因在于知識產權歸屬不明確以及共享機制不健全等，由此導致較大部分項目在共享范圍上還僅局限于各高校內部。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）師資力量薄弱且經費較匱乏

當前大部分高等學校此類項目建設的工作主要由實驗教學管理和應用者負責。伴隨此類項目開放共享程度的不斷加深以及實驗教學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)知識和信息技術提出更高的要求。然而，當前各高校大部分實驗管理人員和實驗教師對于信息技術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建中，大部分的高校認為經費投入不足是亟待解決的重要問題。

三、推動高等學校虛擬仿真實驗教學項目開放共享模式構建的實現(xiàn)路徑

（一）明確資源準入要求并注重資源的原創(chuàng)

為進一步推動我國高等學校虛擬仿真實驗教學項目開放共享模式的構建，高校應注重建立并健全資源準入機制，以確保資源的質量，促使高校注重資源的原創(chuàng)開發(fā)。如高校可通過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。對于開放共享質量高的原創(chuàng)資源者，可設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

高等學校虛擬仿真實驗教學項目開放共享管理信息系統(tǒng)的建設對于此類項目開放共享模式的構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，各高等學校可依托信息化建設專項資金進行校級虛擬仿真實驗教學管理信息共享平臺的建設，設置并完善信息發(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)校內多學科、多類型此類項目的共享。還應督促各高等學校注重按照國家制定的相應規(guī)范和標準對管理系統(tǒng)進行完善。

（三）加強知識產權保護提高開放共享程度

虛擬仿真實驗教學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，高校應大力宣傳《信息網(wǎng)絡傳播權保護條例》《著作權法》《計算機軟件保護條例》等相關法律法規(guī)，對資源開發(fā)者的合法權益進行保護。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。在進行知識產權保護的過程中，可采用數(shù)字版權管理方式，引進數(shù)據(jù)加密技術、權限描述技術、內容裝封技術以及數(shù)字簽名技術等，對資源數(shù)字版權進行全方位管理。

（四）注重壯大師資隊伍并加大經費的投入

高等學校師資隊伍的壯大和經費投入的加大是虛擬仿真實驗教學開放共享模式構建的人才保障和物質保障。在構建高質量此類項目開放共享資源時，高校應壯大實驗室管理人才隊伍，為開放共享模式的構建提供人力支持。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建開放共享模式;另一方面，應有組織、有計劃地對現(xiàn)有實驗室管理人員和應用人員進行各類虛擬仿真技術培訓，不斷提高其業(yè)務水平。對于經費投入不足的問題，可適度增加實驗教學信息化建設經費在高等學校教學經費中的占比，通過設立信息化建設專項資金的方式，確保此類項目開放共享模式的建設具有充足的資金。

四、結論

高等學校虛擬仿真實驗教學項目以“開放、共享、互動”為主要特點，逐漸成為拓寬教學內容深度和廣度，延伸教學空間和時間，提升教學質量的重要手段。針對當前我國普通高校此類項目認證比率低的現(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，如資源質量不高且原創(chuàng)性缺乏、技術標準和規(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建的實現(xiàn)路徑，如明確資源準入要求、注重資源的原創(chuàng)性、打造規(guī)范統(tǒng)一的資源共享平臺、加強知識產權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證率，最大限度地發(fā)揮此類項目在高等學校中的作用和價值。

參考文獻：

[1] 蘇冠元，韓曉敏，康博強. 虛擬仿真實驗教學在實驗教學示范中心的應用[J]. 現(xiàn)代信息科技，2020，4（13）：202-203+206.

[2] 邵長金，周廣剛，楊振清，等. 從PhET看國內高校物理虛擬仿真實驗教學項目建設[J]. 大學物理實驗，2019，32（05）：118-122.

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

[4] 黃林沖，戚小童. 新時代高校人才培養(yǎng)模式對學生的全面培養(yǎng)探討——基于虛擬仿真實驗教學項目的載體作用[J]. 實驗技術與管理，2020，37（06）：8-11.

[5] 常亮，劉慧君，孫學軍，等. 高校組織建設虛擬仿真實驗教學項目的思考——以河北大學為例[J]. 實驗技術與管理，2020，37（12）：37-40.

（薦稿人：胡建平，河南理工大學副教授）

（責任編輯：淳潔）