高校实验室虚拟仿真教学平台建设

张超 高岩

摘要：近些年来，随着我国高校招生规模的不断扩大，再加上随着科学技术的更新换代，高校实验室在数量、规模等方面都有了明显的进展，同时实验室也有了新的发展趋势，即虚拟仿真建设，这是时代和改革赋予的高校实验室新的发展任务，是时代发展推动下的必然趋势。在教育改革的大环境下，高校实验教学也在不断的进行创新，传统的实验室教学模式已经无法满足高校实验教学的发展需求，所以加强高校实验室虚拟仿真教学平台建设十分关键的，而且这对推动高校实验室的网络化、规范化以及信息化发展均有重要作用，本篇文章主要分析高校实验室虚拟仿真教学平台建设。

关键词：高校；实验室；模拟仿真教学平台；建设

实验室建设在高校教育事业的发展中占有十分关键的地位，是培养创新型人才以及实践型人才的重要场地。如今随着新时代的到来，社会发展对人才的需求也发生了很大的变化，尤其对创新型以及实践型人才有了更大的需求，而创新人才的培养，与高校实验室教学平台有重要的联系。但是时代的进步，也逐渐的突出高校实验室现阶段存在的问题，然而这种落后的实验室建设并不能满足新时期人才的培养需求，加强实验室模拟仿真教学平台的建设才是实现创新型人才的培养路径。

一、高校实验室虚拟仿真平台的相关概述

所谓实验室模拟仿真平台，实际上就是虚拟现实技术能够得以应用的一大载体。近年来，随着信息技术以及科学技术的共同发展，虚拟实验技术也愈加的成熟，同时也有越来越多的教育者意识到实验室虚拟仿真平台建设的价值，实验室虚拟仿真平台的建设，不仅能可以为高校科研工作提供重要的辅助作用，而且还能提升实验室的利用率，由此可见其在高校实验室教学中有良好的应用和发展前景^[1]。

二、高校实验室虚拟仿真教学平台建设的特点

高校实验室虚拟仿真教学平台与传统的实验室教学相比，具有显著的优势，同时也呈现出以下方面的特点：首先，交互性以及自主性特点。实验室虚拟仿真平台与传统实验室相比，最大的不同就是实验室虚拟仿真平台具有明显的动态性特质，正是这一特点使得实验室虚拟仿真平台也同时兼具了交互性以及自主性的特点。而交互性也可以被称之为互动性，这项虚拟仿真技术结合了很多先进的技术，如仿真技术、人工智能技术等等，使得操作更加的全面，也提升了人机互动的有效性；其次，开放性特征。在实验室虚拟仿真平台应用中，主要使用的是数字模拟方式，所以可以打破时间以及空间的限制，其中很多资源和设备还可以被外界应用，而实验者也能结合需求自由选择和添加工具，使得操作更加的便捷； 最后，高效性与共享性。这种先进的实验室建设使用的是先进的数字技术，可以打破客观条件的限制，从而提升实验的效率；而且还能实现各类资源的共享，有利于加快实验进度^[2]。

三、高校实验室虚拟仿真教学平台的建设策略

（一）实验室信息化管理平台建设

1.1平台运行环境

实验室信息化管理平台需要与校园网进行链接，同时还需要保证可以实现与门户网站、教务教学管理系统进行有效的对接，同时保证用户有权益访问新的课堂以及实验模式。也就是说，广大的用户可以更加便捷的使用这一平台，能够充分的利用好实验室的资源，对于学生自主性的激发有重要作用，还能加强对学生分析能力、解题能力的培养，而且也能够缓解高校的实验室教学压力。

1.2实验室信息化管理平台的构成

高校实验室信息化管理平台主要有教学管理以及实验室管理两大内容所构成，其中教学管理的作用就是实现网络化和信息化的实验教学；而实验室管理则可以加强实验资源的管理。

1.21网络课堂教学系统

按照专业的异同，实施线上教学，为教师网络课程以及课程单元的构建提供了便捷。而且在线学习，还能加强对学习者整个学习过程的监督，并建立完善的考核评价机制；学生也能够自由的搜索相关的学习资源，可以实现学习进度的自我控制，能够实现个性化的学习，对提升学生的学习积极性和效率也有重要作用。

1.22虚拟仿真实训系统

虚拟仿真实训系统的建立，能够实现对整个实验教学环节的有效监督，有利于加强对教学的智能化管理，带来了新的技术以及实验室管理手段。而且这一系统将实验教学的各个环节均涵盖在其中，可以帮助学生掌握正确的实验方法，还能提升学生的实验参与积极性，对于保证实验教学的顺利开展以及提升实验教学质量有重要作用。

1.23智能远程门禁系统

这一系统可以自动的对学生的出勤、缺勤等情况进行合理的监督，而且还能加强对教师的工作量等内容进行统计和考核，教师也能借助智能终端来指导学生的操作，帮助学生及时的改正错误，还能对电源以及设备的使用情况等方面进行监督和记录。

（二）实验教学平台建设

2.1实验在线指导系统

所谓在线指导系统，简单来说就是指学生进行在线虚拟仿真实验，可以在线上获取到相关的实验资源和数据，能够让学生的理论学习与实践进行结合，实现了虚拟仿真实验由于硬件实验的有机结合，还能利用平台来促进师生之间的互动，帮助学生正确、有效的进行实验，从而提升学生的实验技能和水平。

2.2在线提交报告评价系统

这一系统可以帮助教师更好的掌握相关的实验数据和信息，还能在线进行实验报告的撰写，为教学评价提供真实可靠的数学支持，并制定更加完善的教学管理机制，对学生的实验情况进行综合的评定，并将反馈及时的返回给学生，帮助学生及时的进行学习的改进。

（三）构建层次性的实验模拟仿真平台教学体系

高校实验虚拟仿真平台建设的目的就是培养更多的实践型、创新型人才，所以从这个目标来看，还应该构建层次性的教学体系，并对实验室虚拟仿真资源进行有效建设，实现学生专业能力到综合创新能力的进阶式发展。所以应该不断的加强对虚拟仿真实验资源的建设，并将重点放在高复杂性、高专业性以及高危险性等实验项目建设上，并不断的推进成果导向教育模式在这一平台上的有效应用。

（四）建设开放性的资源共享平台

为了能够充分的发挥出实验室模拟仿真平台的有效建设和应用，还需要加强开放性资源共享平台的建设，打破不同系统和平台之间存在的壁垒，真正的实现资源的开放和共享。而该平台融合了虚拟现实技术、计算机仿真技术等成果，可以实现千人在线实验，而通过建立现代信息技术共享平台，可以让每个学生登录到平台上来获取最新的资源。

（五）建立长期稳定的校企合作

众所周知，实验虚拟仿真平台建设的目的就是为社会发展培养更多的创新型人才，所以为了能够更好的实现这一目标，就需要明确企业对人才的真正需求，这样才能明确实验模拟仿真教学的主要方向和具体内容。为此，这就需要高校与企业建立稳定的合作关系，充分的利用高校以及企业的优势和资源，建设实验室虚拟仿真平台的校外实践基地为其提供重要的辅助作用，将高校以及企业进行联合，共同开发和挖掘教学资源，为高校实验室教学的开展提供重要的保证^[3]。

四、结束语

综上所述，实验室是高校培育人才的重要场所，是培养大学生实践能力以及创新能力的重要路径，但是随着社会的进步和发展，传统的实验室教学已经无法满足新时期人才的培养需求，而且也无法更好的满足更多大学生的实验需求，鉴于此加强实验室虚拟仿真教学平台的建设是十分关键的，这是推动高校实验室教学改革和创新发展的重要路径。所以高校应该积极探索有效的策略实现这一新型实验平台的建设，并以学生的创新能力为目标，提升这一平台的教学效果，促进大学生实践综合能力的提升。

参考文献：

[1]尚曼, 马德禄, 焦建杰,等. 药理学虚拟仿真实验教学平台建设与应用[J]. 基础医学教育, 2018, v.20;No.169(11):94-96.

[2]张进, 陈苹, 凌翔,等. 智慧物联虚拟仿真实验教学中心建设的基本原则及内容[J]. 实验室研究与探索, 2019, v.38;No.277(3):120-123.

[3]付帅师, 李爱芬, 王建忠,等. 交互式毛管力虚拟仿真教学系统建设与应用[J]. 实验技术与管理, 2019, 36(8):111-113+118.