虚拟仿真实验教学项目建设与共享

1、虚拟仿真实验教学项目建设与共享（一）虚拟仿真实验教学项目建设的背景教育信息化十年规划框架结构第一部分：总体战略第二部分：发展任务第三部分：行动计划第四部分：保障措施坚持信息技术与教育教学深度融合 坚持机制创新 坚持应用驱动 基本方针基本方针核心理念基本方针 教育信息化驱动虚拟仿真实验教学项目建设：虚拟仿真实验教学项目是推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。1.专业与信息技术深度融合的必然选择 近年来，随着国家和高校的进一步重视，受到持续不断的投入、办学规模的不断扩大、科技手段的不断进步和社会需求的不断增加等因素驱

2、动，高校实验室在数量与质量、规模与内涵等方面都得到了突飞猛进的发展实验形式 演示验证设计综合创新实验方式 实物模拟仿真虚拟混合现实实验室 课程专业学科跨学科综合中心 实体中心虚拟中心2.高校实验教学创新发展的形势需要（一）虚拟仿真实验教学项目建设的背景“十一五” 以大规模实验室建设和实验教学体系建设为主 （国家级、省级实验教学示范中心建设）“十二五” 以实验室信息化建设为主 （国家级虚拟仿真实验教学中心建设、国家级、省级实验 教学示范中心建设中增加虚拟仿真实验教学内容要求、 推进实验教学管理信息化建设）“十三五” 以加强实验（实践）教学内涵建设为主，促进优质数字资源共建 共享，为构造国家、省级

3、基础数据平台做准备（国家级、省级虚拟 仿真实验教学项目、省级虚拟仿真实验教学共享平台）3.实验教学中心内涵发展的内在诉求（一）虚拟仿真实验教学项目建设的背景 虚拟仿真实验教学已经从“十二五”时期强调虚拟仿真实验教学中心建设商业化虚拟仿真实验教学项目集成与局部应用共享为主的初始普及阶段，进入到“十三五”时期强调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虚拟仿真实验教学虚拟仿真实验教学发展阶段基本判断发展阶段基本判断“十二五十二五”时期时期初始普及阶段初始普及阶段以国家级、省级虚拟以国家级、省级虚拟仿真实验教学示范中仿真实验教学示范中心建设为主心建设为主

4、以商业化软件集成应以商业化软件集成应用为主，部分项目具用为主，部分项目具有自主知识产权或共有自主知识产权或共享知识产权享知识产权以局部应用共享为主，以局部应用共享为主，异构平台不能大规模异构平台不能大规模开放共享开放共享“十三五十三五”时期时期深入发展阶段深入发展阶段以示范性虚拟仿真实以示范性虚拟仿真实验教学项目建设为主验教学项目建设为主以自主开发或合作开以自主开发或合作开发具有自主或共享知发具有自主或共享知识产权的项目为主，识产权的项目为主，强调产权、共建共享强调产权、共建共享以实现大规模在线开以实现大规模在线开放共享为目的，统一放共享为目的，统一标准数据、统一认证标准数据、统一认证系统、统

5、一门户访问系统、统一门户访问自主开发自主开发4.虚拟仿真实验教学发展阶段的基本判断（一）虚拟仿真实验教学项目建设的背景顶层规划 、有序发展年度2017201820192020合计数量1002503003501000国家建设规划省级建设规划 各高校符合条件的虚拟仿真项目可自荐接入省共享平台使用。依托各省级学科专业大类共享平台对自荐项目进行初步认证 “培育项目”和“自荐项目”接入平台运行良好并免费开放共享满2年，经验收合格的授予省级虚拟仿真项目称号，省教育厅审定并定期发文公布6.虚拟仿真实验教学项目的建设规划（一）虚拟仿真实验教学项目建设的背景序号序号示范性虚拟仿真实验示范性虚拟仿真实验教学项目分

6、类教学项目分类规划规划数量数量分年度建设规划分年度建设规划2017年2018年20192019年年2020年1 1物理学类201010102 2化学类201010103 3天文学类10104 4地理科学类10105 5大气科学类10106 6海洋科学类10107 7地球物理学类10108 8地质学类10109 9生物科学类3015151010心理学类551111力学类10101212机械类3015151313仪器类10101414材料类20201515能源动力类10101616电气类201010101717电子信息类2010101818自动化类10101919计算机类15152020土木类20

7、1010102121水利类15152222测绘类10102323化工与制药类2010102424地质类10102525矿业类1010102626纺织类10102727轻工类10102828交通运输类10552929海洋工程类10103030航空航天类15105 5合计合计100010025030030035020172020年国家级示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划序号序号示范性虚拟仿真实验教示范性虚拟仿真实验教学项目分类学项目分类规划数规划数量量分年度建设规划分年度建设规划2017年2018年20192019年年2020年3131兵器类1010103232核工程类151053333农业工程类

8、1010103434林业工程类1010103535环境科学与工程类10103636生物医学工程类10103737食品科学与工程类10103838建筑类1010103939安全科学与工程类10104040生物工程类10104141公安技术类10104242植物类301515154343动物类301515154444自然保护与环境生态类1010104545医学基础类351520204646临床医学类5025254747公共卫生与预防医学类55 54848中医类251510104949药学类2510155050法医学类55 55151医学技术类55 55252护理学类555353经济管理类80404

9、05454法学类201010105555教育学类15105 55656体育学类1010105757文学类（含新闻传播学） 402020205858历史学类1010105959艺术学类502525256060其它类1515合计合计1000100250300300350虚拟仿真实验教学项目的建设规划高危、高成本、高消耗训练（二）强化对虚拟仿真实验教学项目的理解安全气囊安全气囊+ +安全带安全带安全带安全带无约束！无约束！不可及或不可逆的操作3D人体半透明显示、Web端呈现旋转缩放、多角度多层次（二）强化对虚拟仿真实验教学项目的理解不可及或不可逆的操作（二）强化对虚拟仿真实验教学项目的理解高成本、高

10、消耗、大型或综合训练货舱舷侧前后货舱舷侧前后总组总组上层建筑整体上层建筑整体吊装吊装烟囱整烟囱整体吊装体吊装11251115113511341103尾部各分段在船台尾部各分段在船台合拢合拢底层舾装件进行单元组底层舾装件进行单元组装后进行盆舾装装后进行盆舾装120313131323EH01总段总段货舱双层底前后货舱双层底前后总组总组货舱舭部前后货舱舭部前后总组总组甲板与槽型舱壁组成甲板与槽型舱壁组成T型结构上船台型结构上船台舱口围预拼成型后上舱口围预拼成型后上船台船台4101/4103420341044105、4107加舷墙加舷墙EH03总段总段EH02总段总段EH05总段总段EH04总段总段可

11、拆板分段可拆板分段（二）强化对虚拟仿真实验教学项目的理解n 以铜陵长江大桥工程作为案例 东南大学与中铁大桥局集团公司和柳州欧维姆机械有限公司合作 对典型斜拉桥的施工全过程进行了虚拟仿真高成本、高消耗、大型或综合训练（二）强化对虚拟仿真实验教学项目的理解 真实实验难以完成的教学功能 涉及高危或极端环境、不可及或不可逆的操作、高成本、高消耗、大型或综合训练等 建筑、机械、能源动力、武器、航空、航海、土木交通、大型仪器与装置、化工工程、医学、高温高压以及其他一些实验实践项目 特别鼓励：自主创新和拥有自主知识产权的资源（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径1.虚拟仿真实验教学项目的来源高水平科研成果转化前

12、沿性工程项目转化学生创新设计与制作虚拟仿真实验教学项目来源（1）以学习者为中心的原则 随着工业时代向信息化时代迈进，高等教育更加关注以学习者为中心的个性化教育服务，更加注重实践创新能力的培养。技术在个性化教育服务中不仅是工具，更是教学的核心要素。项目设计应包含基础通用模块与核心模块的功能模块群。模块化的好处是可重用、可组装、易维护。学习者根据自己的学习需要，自由选择模块来进行组合，完成不同的学习任务 在现代教育理论指导下，以学习者为中心，提供项目式个性化学习路径，配合学习者能力、兴趣做导引式调整，注重形成性评价，启发、诱导学生在真实或虚拟的实验环境下主动探索、自主实验实践，从而自我建构知识体系

13、、自我发展2.虚拟仿真实验教学项目的建设原则（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径（2）技术规范的原则142578项目选取素材要具有典型性项目内容要符合科学逻辑，符合知识内在逻辑体系和学生的认知结构操作过程准确、规范、科学设备、器材符合技术要求人机交互界面富有表现力和感染力，图片清晰、逼真，文件大小符合规定程序结构简洁，控制可靠，便于信息资源的存储、传输和运行369表达形式要正确、可靠，富有艺术性项目符合有关对接共享要求软件性能稳定，运行顺畅，具有良好的兼容性和可移植性2.虚拟仿真实验教学项目的建设原则（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径（3）能实不虚的原则 要求遵循学生的认知规律，明确教育目标，突

14、出教学重点，采取灵活的教学形式；遵循教学目标与要求，以教学大纲为依据，契合产业发展、技术发展方向和专业建设方向，应用面较广 实体实验项目的有益补充，不能用它代替基本的、常规的经济型的实体实验，在项目开发过程中各种媒体信息的表达要一致，各知识点之间要形成具有学科特色的知识结构体系，应根据不同学科的特点决定虚拟仿真实验的采用力度在线开放虚拟仿真实验项目要求在线开放虚拟仿真实验项目说明2.虚拟仿真实验教学项目的建设原则（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径（4）创新驱动的原则u项目依托学科专业有特色、有影响，在全省乃至全国认同度较高，辐射范围广u项目具有自主知识产权或共享知识产权（不能为了自主知识产权而

15、开发市场上已有的成熟软件），能够纳入省级、国家级虚拟仿真实验教学共享平台使用的真实资源。鼓励与行业、企业合作共建、共享，推动教学形式创新、技术创新、组织模式创新等各项创新2.虚拟仿真实验教学项目的建设原则（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径（5）开放共享性的原则虚拟仿真实验项目在线开放共享原则 运行于网络环境，可以突破对实验时间、空间和资源使用的限制，提供全方位、多层次、多种类的虚拟仿真实验学习服务，实现远程教育和交互式操作、远程测试、远程诊断等功能，自身具备较好的开放共享基础 要求客户端使用时无须下载或安装任何程序、插件即可直接运行使用，可网络化运行，已经在一定范围内得到应用，在互利共赢的前提

16、下实现大规模在线开放共享2.虚拟仿真实验教学项目的建设原则（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径p实验项目：p 开发技术：3D仿真、VR技术、AR技术、 AR技术、动画技术、WebGL技术、OpenGL技术等p 开发工具：Unity3d、Virtools、Cult3D、Visual Studio、Adobe Flash、百度VR内容展示SDK等p管理平台：p 开发语言：JavaScript、ActionScript3.0、C#、.Net、PHP、 Java、Python等p 开发工具：Flash CS6、eclipse、Visual Studio、NetBeans、百度VR课堂SDK等p 数 据

17、库：MySQL、SQL Server、Oracle等p运行环境：p 带宽要求：10M以上带宽p 操作系统：如Windows、Unix、IOS、Android等p 网络条件：在线用户数 5000；并发用户数 30003. 虚拟仿真实验教学项目开发技术与运行（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径无特别软、硬件要求，并发数高，便于大范围使用4. 虚拟仿真实验教学项目在线编辑（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径通过多类技术手段，提高实验教学项目的吸引力和教学有效度多类的技术手段网络化、数字化、智能化技术手段三维建模人工智能虚拟现实大数据增强现实多媒体传感器人机交互只要能联网，随时随地轻松虚拟仿真实验学习只要

18、能联网，随时随地轻松虚拟仿真实验学习实现碎片化、泛在化学习 VR版版 网页版 手机版手机版4. 虚拟仿真实验教学项目在线编辑（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径多元终端支持数据采集+学习行为管理+学情分析多类管理分析4. 虚拟仿真实验教学项目在线编辑（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径多人网络化的虚拟仿真教学虚拟仿真社区化学习合作学习多人协同实操训练多人协同实操训练4. 虚拟仿真实验教学项目在线编辑（三）虚拟仿真实验教学项目建设途径多角色多任务协同实操择优遴选应用驱动产权明晰资源真实认同度高示范性强项目符合虚拟仿真实验教学项目的基本要求。遴选出的项目应用面广，契合产业发展、技术发展方向和专业建设方

19、向，反映教育教学规律，体现专业教学需求坚持“能实不虚”，至少满足2个课时的实验教学需求，实验操作步骤须不少于10步。依托学科专业有特色、有影响。同等条件下，优先支持与江苏省虚拟仿真实验教学共享平台对接应用的省级在线开放虚拟仿真实验教学项目（含培育项目）项目具有自主知识产权或共享知识产权；是能够纳入省级、国家级虚拟仿真实验教学共享平台使用的真资源，能实现大规模在线开放共享；应确保校外互联网网络链接地址直接指向实验项目；应确保所承诺的并发数以内网络实验请求及时响应1.虚拟仿真实验教学项目遴选原则（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐2.虚拟仿真实验教学项目遴选程序（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐申

20、报 公 示 看产权：自主知识产权 or 共享知识产权 自主开发软件 、共建软件 or 商业软件上 网 公 测 看运行：在线开放共享 or 局部共享演 示 汇 报 看质量：同等条件下比项目质量， 看示范性和辐射作用、 看运行数据 看项目质量、 看汇报情况（1）国家级虚拟仿真项目评审2. 虚拟仿真实验教学项目遴选指标（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐网络评价合法合规性（符合相关法律法规，申报前审查和公示）针对性（问题导向和目标导向）有效性（学生是否在线参、教学指导的获得感，实验资源是否流畅运行、方法是否解决问题、评价是否科学等）示范性（信息技术与实验教学深度融合、个性化、智能化、泛在化实验教学新模

21、式、创新实验教学方法等方面）（2）国家级虚拟仿真 项目评审省级推荐（唯一推荐途径）公开评价（网络公开使用、公开评价）实用为主（应用效果好才是真的好）合格指标（20分） ： 1. 项目“能实不虚”，支撑学生综合能力培养，至少满足2个课时的实验教学需求，学生实验操作步骤不得少于10步（5分） 2. 项目依托有特色、有影响的学科专业，具有自主知识产权或共享知识产权，反映教育教学规律，符合专业实践教学发展方向，体现专业教学需求（5分） 3. 可纳入省级虚拟仿真实验教学共享平台使用的真资源，在一定范围内推广使用（5分） 4. 能够确保校外互联网网络链接地址直接指向实验项目以及所承诺的并发数以内网络实验请

22、求及时响应和对超过并发数的实验请求提供排队提示服务（5分）3. 虚拟仿真实验教学项目遴选指标（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐示范指标：项目建设（50分） 1. 项目教学目标明确，技术架构清晰，主要研发技术先进，典型软件（主要功能模块）的应用和功能实现良好（15分） 2. 项目可提供在线开放虚拟仿真实验教学功能（10分） 3. 有相应的开发技术标准和技术路线，项目建设符合省虚拟仿真实验教学共享平台对接要求（10分） 4. 项目资源实现共享的范围广、成效显著，项目持续建设服务计划与安排合理（15分）3. 虚拟仿真实验教学项目遴选指标（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐 一看项目是否明确了虚拟仿真实

23、验教学项目对应教学大纲的知识点，是否写清楚实验教学课时，各知识点之间是否形成具有学科专业特色的知识结构体系。 二看项目示范性体现在哪些方面，该项目跟同类项目比较，其比较优势如何体现？在其他高校、行业企业有无推广案例（佐证材料）？ 三看项目应用场景如何，是否有教学运行数据作支撑？是否有学生学习实验的记录、实验成绩评定等后台数据？ 四看项目是否共享知识产权或具有自主知识产权，有无相关专利或协议证明文件等？ 五看项目是否符合平台对接要求？是否是可纳入省级虚拟仿真实验教学共享平台使用的真资源，能否支撑大规模在线开放共享4.虚拟仿真实验教学项目申报常见问题（四）虚拟仿真实验教学项目遴选推荐u 如进去后只

24、有内容介绍，不能进行远程虚拟仿真实验操作u 网站格式不通用，不支持IE浏览器，或对浏览器要求较高u 客户端软件下载后无法正常使用u 对电脑配置有限制，实用性不高u 虚拟实验链接打开页面无法完全加载u 链接地址未直接指向实验项目u 网站可操作性差、不稳定，视频不能顺利播放u 项目仅仅动画演示，无具体操作步骤及考核评价等网上公测发现的问题一不是传统教学内容的直接上网二不是网络课程或课程网站三不是实体实验的重复与再现四不是科研项目的网上解说五不是实验步骤的简单训练虚拟仿真实验项目“五个不是” 必要性（大型、综合；高危、高能耗；高成本；不可及或不可逆操作） 创新性（体现互联网思维，体现“流程再造”，体

25、现信息化创新）应用性（不是拿来秀的，是拿来用的；要与实际教学过程相结合；要展示应用数据）体验性（学生要有体验感，对实体实验形成有效补充）示范性（要有可扩展性，可共享性，要有行业推广价值）虚拟仿真实验教学项目特点虚拟仿真实验项目“五个特性”1. 虚拟仿真实验教学项目特征（五）优秀虚拟仿真实验教学项目画像2.典型案例：常州大学缬沙坦原料药生产仿真实习项目构架（五）优秀虚拟仿真实验教学项目画像3.典型案例：扬州大学兔的形态结构与功能虚拟仿真实验项目（五）优秀虚拟仿真实验教学项目画像形态结构模块形态结构模块仿真解剖模块仿真解剖模块生理功能模块生理功能模块器官复位模块器官复位模块3.典型案例：扬州大学兔

26、的形态结构与功能虚拟仿真实验项目（五）优秀虚拟仿真实验教学项目画像虚实结合的实验教学流程虚实结合的实验教学流程3.典型案例：扬州大学兔的形态结构与功能虚拟仿真实验项目（五）优秀虚拟仿真实验教学项目画像 虚拟仿真实验教学项目要求最终生成可在互联网上直接运行的格式，客户端使用时无须下载或安装任何程序、插件即可直接运行使用资源基本信息数据规范资源基本信息数据规范序号中文名称信息名称类型长度是否为空JSON名称1 1学校代码学校代码SchoolCodeSchoolCodeVARCHARVARCHAR5050否否SchoolCodeSchoolCode2 2学校名称学校名称SchoolNameSchoo

27、lNameVARCHARVARCHAR500500否否SchoolNameSchoolName3 3中心名称中心名称CenterNameCenterNameVARCHARVARCHAR500500否否CenterNameCenterName4 4资源唯一编号资源唯一编号ProjectNumberProjectNumberVARCHARVARCHAR500500否否ProjectNumberProjectNumber5 5资源名称资源名称ProjectNameProjectNameVARCHARVARCHAR500500否否ProjectNameProjectName6 6资源分类资源分类Cat

28、egoryCategoryVARCHARVARCHAR200200是是CategoryCategory7 7资源负责人资源负责人ProjectLeaderProjectLeaderVARCHARVARCHAR100100否否ProjectLeaderProjectLeader8 8建立年份建立年份YearEstablishedYearEstablishedVARCHARVARCHAR4 4否否YearEstablishedYearEstablished9 9是否计费是否计费IsFeeIsFeeVARCHARVARCHAR2 2否否IsFeeIsFee1010计费标准计费标准FeeStandar

29、dFeeStandardVARCHARVARCHAR20002000是是FeeStandardFeeStandard1111支付方式支付方式PaymentMethodPaymentMethodVARCHARVARCHAR100100是是PaymentMethodPaymentMethod1212功能简介功能简介IntroductionIntroductionVARCHARVARCHAR20002000是是IntroductionIntroduction1313资源所属学资源所属学OneSubjectNameOneSubjectNameVARCHARVARCHAR100100否否OneSubje

30、ctNameOneSubjectName1414面向专业面向专业TwoSubjectNameTwoSubjectNameVARCHARVARCHAR100100否否TwoSubjectNameTwoSubjectName1515课时数课时数CreditHourCreditHourVARCHARVARCHAR100100否否CreditHourCreditHour1616实验原理实验原理ExperimentPrinciplExperimentPrinciple eVARCHARVARCHARmaxmax是是ExperimentPrincipleExperimentPrinciple1717实验内

31、容及步骤实验内容及步骤ExperimentExplainExperimentExplainVARCHARVARCHARmaxmax是是ExperimentExplainExperimentExplain1818资源展示封面资源展示封面ResourceCoverResourceCoverVARCHARVARCHAR200200是是ResourceCoverResourceCover 注：注：资源唯一编号：同一学校不允许重复。资源唯一编号：同一学校不允许重复。是否计费：是是否计费：是/ /否否 如果计费为是，计费标准和支付方式为必填项。如果计费为是，计费标准和支付方式为必填项。1.基本信息与数据规

32、范（六）虚拟仿真实验教学项目对接要求1. 资源基本信息：包含学校名称、学校代码、中心名称、资源名称、资源唯一编号、资源负责人、资源分类、建立年份、是否计费、计费标准、支付方式、功能简介、资源所属学科、面向专业、课时数、实验原理、实验内容及步骤、资源展示封面等信息。2. 习题信息：题目分类、题干内容、题支内容、选项数量、答案、解析说明3. 计费信息：内容名称、内容序号、计费价格（元）、免费时长（分钟）、收费时长间隔(按时间长收费使用)4. 附件信息：附件分类、附件名称、附件类型、文件密钥、文件URL、附件大小（kb）5. 资源操作记录：实验资源名称、内容名称、内容序号、使用人姓名、使用人编号、操作内容、操作用户ip、数据产生时间6.资源计费记录信息 ：实验资源名称、内容名称、内容序号、使用人姓名、使用人编号、本次计费学习时长、计费金额（元）、计费说明