虚拟仿真实验教学中心建设与发展思考

虚拟仿真试验教学中心建设与发展思索华中师范大学李鸿飞04月第1页一、教育信息化与虚拟仿真试验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审Contents目录第2页二十一世纪初，教育正面临着空前挑战，主要基于下列因素影响：Educationisfacingunprecedentedchallengesatthebeginningof21stcentury,undertheimpactofGlobalization全球化Knowledge-basedeconomicgrowth知识经济发展Theinformationandcommunicationrevolution信息和通信革命Sustainabledevelopment可持续发展知识总量剧增KnowledgeGrowth信息化环境形成InformatizationEnvironment跟上知识增加步伐知识爆炸时代降临一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第3页3.我们需要教会学生学会学习，知道怎样自我导向学习。1.我们需要教学生学会处理海量信息。2.我们需要从幼稚园就开始教学生学会全球交流。——AlanNovember挑战之一：新时代人才培养需求一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第4页p.5-4-26

从多信源中快速取得信息同一时间使用不一样媒体处理不一样信息比起文字更喜欢图片、音频和视频习惯并喜欢超链接资源学习环境是及时反馈、情景相关、有趣在“实时交互世界”里联络他人在“无围墙学校”里畅游世界挑战之二：数字原住民一代一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第5页

技术帮助学习者参加以下活动时有意义学习就会发生：知识建构而不是重现对话而不是谈话清楚表述而不是复述协作而不是竞争反思而不是指令挑战之三：有意义学习乔纳森，著名教学设计教授，继加涅(RobertM．Gagne)、梅瑞尔(DavidMerrill)之后美国教育技术学领域第三代领军人物。生活全部意义在于问题处理！一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第6页挑战之四：资源形式及其获取动画文本课件等图片动画网络教育资源视音频一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第7页个性化数字化学习挑战之五：从“以教为主”到“以学为主”学员学员学员学员一刀切传统教学模式父母和教授电子组合方案其它学校和全球组织课程内容教育小区和小区内容同事教师评价学员模式变革教师一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第8页挑战之六：信息技术学习环境下趋于开放-连接式教学模式信息化环境下学习者为中心学习模式

独立化、个性化、差异化信息化环境下教师角色转变

新竞争力和专业技能一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第9页

美国：NETP教育技术计划加拿大：eduSpecs计划欧盟：数字化学习计划韩国：智能教育推进战略日本：教育信息化指南教育信息化成为世界各国关注焦点中国：教育信息化十年发展规划（-）一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第10页NETP2010

学习方式变革评估方式变革教学方式变革基础设施升级应用系统重构《变革美国教育——技术给力学习》TransformingAmericanEducation–

LearningPoweredbyTechnologyLearning:EngageandEmpowerAssessment:MeasureWhatMattersTeaching:PrepareandConnectInfrastructure:AccessandEnableProductivity:RedesignandTransform一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第11页“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”《教育规划纲要》把“加快教育信息化进程”作为独立一章，并将“教育信息化建设”列为10个重大项目之一一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第12页

刘延东在全国教育信息化工作电视电话会议上，深入全方面深刻地阐述了教育信息化主要性，指出教育信息化是改革教育理念和模式深刻革命，是促进教育公平、提升质量有效伎俩，是建设学习型社会必由之路。一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第13页

（八）强化实践育人步骤。配齐配强试验室人员，提升试验教学水平。组织编写一批优异试验教材。加强试验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设，重点建设一批国家级试验教学示范中心、国家大学生校外实践教育基地、高职实训基地。加强实践教学管理，提升试验、实习实训、实践和毕业设计（论文）质量。《教育部关于全方面提升高等教育质量若干意见》

（二十三）建设优质教育资源共享体系。建立高校与相关部门、科研院所、行业企业共建平台，促进合作办学、合作育人、合作发展。加强信息化资源共享平台建设，向高校和社会开放。一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第14页

第六章推进信息技术与高等教育深度融合，创新人才培养模式。高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提升质量有效路径，是教育信息化发展创新前沿。深入加强基础设施和信息资源建设，重点推进信息技术与高等教育深度融合，促进教育内容、教学伎俩和方法当代化，创新人才培养、科研组织和社会服务模式，推进文化传承创新，促进高等教育质量全方面提升。《教育信息化十年发展规划（-）》一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设

第九章建设信息化公共支撑环境，提升公共服务能力和水平。建立优质数字教育资源和共建共享环境。遵照相关标准规范，建立国家、地方、教育机构、师生、企业和其它社会力量共建共享优质数字教育资源环境，提供优质数字教育资源信息服务；建设并不停更新满足各级各类教育需求优质数字资源，完善各种资源库，建设优质网络课程和试验系统、虚拟试验室等，促进智能化网络资源与人力资源结合。

第十一章创新体制机制，实现教育信息化可连续发展。创新优质数字教育资源共建共享机制。支持校际间网络课程互选及资源共建共享活动；勉励企业和其它社会力量投入数字教育资源建设、提供个性化服务；创建用户按需购置产品和服务机制，形成人人参加建设、不停推陈出新优质数字教育资源共建共享局面。

第十二章优质数字教育资源建设与共享行动。建设各级各类优质数字教育资源。遴选和开发1500套虚拟仿真实训试验系统。整

合师生需要生成性资源，建成与各学科门类相配套、动态更新数字教育资源体系。建立数字教育资源共建共享机制。制订数

字教育资源技术与使用基本标准，制订资源审查与评价指标体系，建立使用者网上评价和教授审查相结合资源评价机制；采取

引导性投入，支持资源开发和应用推广；制订政府购置优质数字教育资源与服务相关政策，支持使用者按需购置资源与服务

，勉励企业和其它社会力量开发数字教育资源、提供资源服务。建立起政府引导、多方参加资源共建共享机制。第15页一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设

国家级虚拟仿真试验教学中心建设工作是高等教育信息化组成部分，把建设工作纳入教育信息化工作总体布局之中，与教育改革发展总体要求相一致，确立国家级和省级试验教学示范中心在试验教学信息化建设方面是领先地位。虚拟仿真试验教学中心建设定位与发展方向国家级虚拟仿真试验中心建设工作也是试验教学示范中心建设工作主要内容，是试验教学示范中心建设延伸，为试验教学示范中心建设注入新活力和新内容。加强虚拟仿真试验环境建设，使试验教学示范中心条件建设愈加全方面。实现真实试验不具备或难以完成教学功效。在包括高危或极端环境、不可及或不可逆操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况下，提供可靠、安全和经济试验项目。建设工作要表达虚实结合、相互补充、能实不虚标准。要求发挥虚拟仿真试验教学独特、不可替换作用，切实实现提升教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容要求。第16页

(1)科学规划。制订规划从主动到与激励相结合;充分考虑学校、学科、地域、专业分布，考虑连续发展和支持服务问题。

(2)共享资源。中心建设要考虑服务多个专业、多个学校、多个地域。共享不是简单勉励大家无偿贡献，而是推进高校建立一个机制，首先经过遴选，授予“国家级虚拟仿真试验教学中心”称号，建成和拥有一批优质试验教学资源，要引导大家选择使用，使用后支付对应费用，赔偿产品开发支出和服务支出，形成良性循环，最终产生良好社会效益和经济效益，使资源共享可连续。

(3)突出重点。试验教学信息化包含教学资源信息化、教学管理信息化和支持服务信息化。工作更多地放在教学资源信息化和支持服务信息化上，同时兼顾运行平台、教学队伍和管理机制建设。

(4)提升效益。要强调社会效益和经济效益并举，深入强化国家级和省级试验教学中心示范和引领作用，要全方面提升高校学生创新精神和实践能力，提升优质试验教学资源使用率，推进高校试验教学改革与创新，提升高等教育试验教学质量。

(5）连续发展。坚持宁缺勿滥标准，每年建100个左右虚拟仿真试验教学中心，对省级教育行政部门和学校发出一个主要信号，勉励省级教育行政部门和高校重视试验教学信息化工作，筹措经费，制订政策，开展当地域建设工作。虚拟仿真试验教学中心建设与发展指导标准一、教育信息化与国家级虚仿试验教学中心建设第17页一、教育信息化与虚拟仿真试验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审Contents目录第18页底，EllyssaKroski引用信息图展望年七大教育技术趋势3D打印翻转课堂大数据电子教科书游戏化教育技术趋势移动学习大规模开放课程MOOCs二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第19页让学生对知识直观感受由平面图片变成立体模型3D打印（3DPrinting）第20页有公开课、名校也开始跟进MOOC。现如今，不考虑“慕课”就out了。（统计数据是13%已开设、43%计划未来3年开设、44%无计划）大规模开放课程MOOCs,MassiveOpenOnlineCourses第21页用于学习分析。MOOC或虚仿试验教学假如没有大数据分析，就与传统课没多大差异了。大数据第22页电子教科书DigitalTextbooks第23页Kinect中有一个功效强大感觉矩阵，经过数字摄像头来捕捉图片然后识别颜色等一些功效，而在Kinect中麦克风能够在段时间内采集屡次声音数据让玩家和同处一间房间中其它人分开，乍一听似乎很复杂，需要想到高智能系统。但这些智能程序恰恰是微软所擅长，微软把Kinect训练能够成功识他人脸部细节改变，而且肢体动作精度能够到达4厘米。游戏化Kinect带来全新体验既然这么多人沉迷于游戏以至未能完成学业，何不把学业本身变成游戏让人沉迷？——当然没那么简单，游戏化还是有一套套理论支持第24页学生先网上看讲课视频、与同学老师在线讨论，然后才是在课堂上师生互动、答疑解惑，完成学习过程。翻转课堂Theflippedclassroom第25页新BYOD文化（BringYourOwnDevice，自带设备）。移动学习Mobilelearning第26页未来教室第27页消费者技术学习技术可视化技术3D视频移动应用量化自我平板电脑远端临场可穿戴技术学习分析移动学习在线学习开放内容个人学习环境大规模网络开放课程虚拟试验和远程试验室3D打印／快速成型虚拟现实、增强现实信息可视化可视化数据分析立体显示、全息显示使能技术神经网络地理位置应用程序接口基于位置服务机器学习移动宽带自然用户接口开放硬件虚拟助手数字化策略社交媒体技术翻转课堂创客空间游戏和游戏化合作环境集体智慧社交网络数字身份隐性智能互联网技术云计算、物联网将对虚拟仿真试验教学产生主要影响且已经或行将应用主要信息技术归类以下：二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新虚拟仿真试验教学关键性信息技术第28页序号主要技术试验方式支撑平台资源类别共享特征1交互式多媒体交互式虚拟试验虚拟试验室视频、电子教材、课件、软件、试验平台、仿真系统、虚拟试验室、课程软件共享仪器共享2虚拟现实沉醉式试验虚拟现实试验室3增强现实3D虚拟试验虚拟试验室43D打印综合设计性试验虚拟试验室5遥现技术远程协同试验网络试验室视频、电子教材、课件、软件、试验平台、智能仪器、测试系统、课程远程控制6移动应用移动式虚拟试验移动试验室视频、电子教材、课件、软件、虚拟试验室、课程软件共享7平板电脑交互式移动试验虚拟试验室8虚拟世界网络协同试验网络试验室视频、课件、电子教材、教育类游戏软件、课程软件共享9游戏和游戏化个性化自主试验网络试验室

按照虚拟仿真试验应用主要技术、采取试验方式、依靠技术平台、配套资源类别以及虚拟仿真试验共享特征，对国外高校虚拟仿真试验主要类别与基本形进行了简明汇总。二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第29页人机交互技术（Human-ComputerInteraction）交互式虚拟试验:各种形态多媒体触摸式显示器二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第30页虚拟现实（VirtualReality）沉醉式试验:基于虚拟现实技术复杂机械装配训练二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第31页虚拟仿真（VirtualEmulation）虚拟协同试验：基于虚拟仿真技术宇航员操作训练二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第32页增强现实（AugmentedReality）增强虚拟颅脑剖片试验效果二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第33页微电子、计算机、网络、电子测试、传感以及智能控制等技术快速发展，为虚拟试验室、虚拟仿真试验系统、协同试验平台、沉醉式试验软件以及开放教育资源建设与应用提供了有力支撑，促使试验教学理念、模式、方法及伎俩发生了深刻变革。趋势之一：新ICT技术在教育领域中大规模快速应用。移动学习已成为教育必不可少一个组成部分，学习分析、开放教育资源也在高校逐步得到应用；立体显示、3D打印、增强现实、信息可视化、翻转课堂、游戏和游戏化等，推出伊始即在高等教育领域和基础教育领域取得了应用。二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新信息技术环境下试验教学创新趋势之二：面对面学习、在线学习、混合式学习和协作学习整合。近年来教育改革实践表明，采取面对面教学、在线学习和混合式学习、同伴合作模式能够有效克服传统教学难认为学生提供更多合作学习机会不足，现有利于发挥学习者网络和信息技能，使学生充分交流各自对学习主题和试验项目标意见，也使教学内容更为丰富、生动、灵活且易于获取。趋势之三：理论课程单一教学形态向理论教学与实践教学相辅相成转变。一批著名高校，相继在一些网络开放课程，包含“慕课”（MOOCs）中增加了以虚拟试验室为依靠实践教学内容。第34页趋势之四：确立学生主体性地位，学生成为知识和能力能动创造者和设计者。主动构建有利于学生合作学习、自主试验、协同探究创新环境和物理空间，学术性创客空间（创客试验室）和配置有传统手工制作工具、数字化设备（如激光切割机、微控制器、3D打印机等）制造类开放试验室数量快速增加。趋势之五：开放共享型数字化教育教学资源需求旺盛。作为学习基础设施中一项主要元素，开放教育资源（OER）以各种形式存在且任何人都能够无偿从网络上获取，通常包含播客视频、电子教材、数字图书馆、交互式多媒体课件、虚拟仿真软件、网络试验室、教育类游戏以及课程等适合进行学习、教学和研究资源。二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新趋势之六：构建基于未来数字化学习和虚拟试验环境未来教学试验室。未来教室和试验室是一个新兴研究领域，其特点是融合创新教育理念、先进科学技术、心理学、传输学、人体工学以及空间构建理论，重视高度交互性、开放性和自然、灵活、安全、高效人性化设计，进而为以学生为主体开展小组讨论、探究试验和研究性学习提供有力支撑。第35页●美国纽约大学学生们应用可视化技术将复杂股市数据形象化，利用该校交互式通信工程试验室研制长达36米高清楚度交互式显示墙，显现出蜜蜂蜂拥而至采集花粉动画场面。美国纽约大学高清楚度交互式显示墙二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第36页●美国加州大学圣迭戈分校该校研发StarCAVE虚拟现实系统能够展示公元前十世纪堡垒三维虚拟现实模型，学生利用手持式控制器，可步行穿越堡垒，旋转物体或在上空进行鸟瞰观察，以破解这一巨型堡垒建筑和作用之谜。美国加州圣迭戈分校StarCAVE虚拟现实系统二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新第37页一、教育信息化与虚拟仿真试验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审Contents目录第38页Evaluate评定阶段Implement实施阶段Develop发展阶段Design设计阶段Analysis分析阶段课程设计与开发ADDIE模式学习对象分析教学内容分析使用媒体分析学习环境分析内容评定、系统测试调查问卷、电话调查评定学员学习效果课程更新课件制作代码编程整体合成标准打包课程上线、推广脚本编写、审核配音稿整理素材制作课程纲领设计教学设计分工进度计划课件UI设计需求分析汇报项目实施方案课件设计脚本Demo/测试版正式版课件分析设计发展实施评定三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第39页

产业驱动模式——西南交通大学伴随当代网络信息与通信技术在交通运输行业广泛应用，对交通运输设备利用已经实现了虚拟仿真和远程控制，如铁路区间信号控制、车站接发列车进路排列与控制等；交通运输生产过程组织优化也在生产计划计算机编制及调整基础上，实现了人工辅助智能决议，如车站作业计划编制系统、车站调度指挥辅助决议系统、计算机编制列车运行图系统、列车调度集中系统等得到广泛应用。以交通运输专业人才工程技术能力培养为线索，利用资源共享虚拟仿真试验教学平台，整合校内土木工程、机械工程、电气工程、计算机科学与技术等学科专业虚拟仿真试验教学资源；依靠交通运输工程国家级工程实践教育中心，整合成都铁路局、中铁二院、成城市公交集团等企业虚拟仿真资源，形成了“4+1+1”模块化优质试验教学资源群，实现了对交通运输、交通工程、安全工程、物流工程、物流管理5个专业关键专业课程全覆盖。建成了大型复杂远程控制试验系统、高水平软件系统、模拟仿真高危高成本试验系统等30个仿真试验教学系统。

虚拟仿真试验教学资源建设三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第40页科研转化模式——华南理工大学一、科研设备用于虚拟仿真试验教学。黄平教授利用所负担国家自然科学基金项目，开发虚拟弹流润滑试验台、直线度虚拟仪器和圆度虚拟仪器等装置用于本科生培养，先后培养本科生完成对应毕业论文4人次。陈扬枝教授经过负担国家自然科学基金等项目建立了多类型带传动试验装置，并以此开发出“多类型带传动性能远程试验”，先后培养本科生完成对应毕业论文4人次。二、科研结果丰富虚拟仿真试验教学。李静蓉副教授围绕数字化设计与虚拟设计研究方向，负担了国家自然科学基金、教育部士点基金、广州市当代服务业发展专题、广州市科技攻关项目、教育部留学回国人员科研开启基金、广东省教育部产学研专题项目，以及新加坡教育部项目等科研项目。在这些相关项目标支持下，课题组已成功开发了原创性3D、交互式等虚拟现实试验教学项目。三、产学研合作科研结果开拓学生视野。王清辉教授科研团体长久从事数字化设计与计算机图形学领域科研工作，并与我国数字化设计领域领军企业-广州中望龙腾软件股份有限企业（国家高新技术企业、入选国家规划布局内重点软件企业）建立了长久产学研合作关系。三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第41页校企合作模式——华中师范大学生物学虚拟仿真试验教学中心华中师范大学生物学虚拟仿真试验教学中心依据学校教师教育特色，结合生科院人才培养方案，构建了层次结构清楚、适宜共享、易于扩展、依次开发生物学虚拟仿真试验教学体系。在生物学虚拟仿真试验教学中心建设过程中，华中师范大学与企业合作模式为校企共建共享，总体方案由学校与企业共同制订，学校主要结合本身学科特点，负责对整个资源布局进行策划，对虚拟仿真试验项目标内容、要求及科学性进行把关，负责脚本撰写，并提供对应生物学专业培训、学术指导工作等；参加企业主要利用信息技术伎俩，提供技术开发、图像采集、软硬件设备支持、平台运行维护、开放共享、及后续产品开发及技术支持等工作，项目完成后，企业含有产品独家经营权，华中师范大学享受作品署名权和享受无偿使用升级。三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第42页自主开发模式——华中师范大学文科综合试验教学中心基于多模融合虚拟交互式编钟演奏试验建设。该虚拟试验项目主要由四个模块组成：虚拟三维建模、虚拟声音建模、动作行为捕捉与了解、多模人机交互。对于这四个模块，数字媒体专业都有专门老师在开展研究，也有专门课程设置。比如：虚拟三维建模，团体里有动漫、美术、虚拟建模功底老师——涂琳玲、王翔，而且数字媒体专业有专门虚拟建模课程——Maya虚拟建模、3DMax虚拟建模、网络游戏技术；

虚拟声音建模，团体里有专门研究声音建模翟晓贞老师，而且数字媒体专业有《数字音乐》这门课程讲授虚拟音乐建模技术；

动作行为捕捉与了解，我们团体里有研究人工智能、机器学习、模式识别老师——王志锋、宁国勤，我们有《人工智能》、《机器学习》等课程讲授这部分技术；

多模人机交互，团体里有研究人机交互设计老师——王志锋、涂琳玲，开设了《人机交互设计》这门课程。三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第43页虚拟建模肢体跟踪姿态跟踪手部跟踪动作捕捉运动分割姿态预计行为感知编钟模型声音模型行为了解多模交互演奏触觉交互体感交互视觉交互多模融合视觉信息体感信息+虚拟交互式编钟演奏试验系统开发流程三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第44页资源建设与信息时代教师能力结构教师知识能力新框架TPACK三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架第45页（1）实现不一样类型试验软件统一接入和学生在平台下进行统一试验目标，实现系统间无缝连接。（2）提供全方位虚拟试验教学辅助功效。（3）高效管理试验教学资源，满足校内各院系建设、公布、管理、使用虚拟试验教学资源需求。（4）实现跨学科专业、跨校、跨区域虚拟仿真试验教学资源开放共享。全方面推进以学生为中心，以学为主、以问题为导向、以任务为驱动研究型教学方式与学习方式，强调把时间还给学生，把方法教给学生，着力培养学生自主学习能力和意识。需要建立校级或院级层面管理平台，勉励和支持各院系不停上线各类虚拟仿真试验教学资源，供学生开展网络自主学习。综合集成环境采取基于代理中间件技术，实现资源规范描述、虚拟仿真任务布署和资源调度。在该框架下，资源库为虚拟仿真任务提供支持，完成虚拟仿真计算操作，实现资源交叉访问、检索、在线学习、在线操作、在线测试、自主创新、组合创新等功效。利用应用虚拟化技术，将应用程序与操作系统解耦合，为应用程序提供了一个虚拟运行环境，实现对于传统试验教学资源网络化管理和应用。三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架虚拟仿真试验教学管理信息系统建设框架第46页包含功能模块：虚拟实验中心门户网站；实验教务管理；实验教学管理；实验准备及理论学习；实验过程智能指导；实验结果自动批改；数字化资源管理；实验教学效果评定；实验成绩统计查询；师生互动交流；系统管理。三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架系统特点：1)系统针对学校试验教学资源开放理念，方便学生自主灵活参加试验，充分发挥学生主观能动性，提升试验教学效果；2)可集成全部符合标准第三方虚拟试验系统和软件；3)采取B/S架构，方便学生使用和系统布署；4)各种角色应用体系，各种业务权限配置，满足学生、教师、教务人员、试验室管理人员需求；5)构建试验教学网络协同学习，帮助教师和学生随时随地经过网络在线或离线交流；6)虚拟试验和现实试验相结合，丰富了试验教学方式，经过系统可同时管理传统试验和虚拟试验；7)各种数据导入导出功效，方便各种身份角色数据汇总、数据统计；8)可与学校教学教务管理系统无缝对接；可统一集成各院系现有试验教学资源。第47页一、教育信息化与虚拟仿真试验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审Contents目录第48页资源分类及开放共享形式1.资源类型——按应用技术和试验方式分类●基于多媒体计算机虚拟试验。●基于网络分布式协同试验。●基于虚拟现实技术沉醉式试验。●基于混合现实技术完全沉醉式试验。●基于手持式设备(平板电脑、智能手机、可穿戴计算机等)移动试验。●基于教育游戏软件个性化自主试验。●基于3D打印技术综合设计试验。●基于遥现技术远程交互试验。●基于虚拟世界概念3D虚拟试验。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式第49页2.资源类型——按平台特征分类●移动试验室（M-Lab）：手机版、增强型。●网络试验室（W-Lab）：在线试验。●虚拟仿真试验室（V-Lab）：桌面化、沉醉式、分布式、增强型●虚拟仿真试验环境（VEE）。●虚拟仿真试验管理系统（VMS）。●虚拟仿真试验内容资源库（VCRMS）。●开放试验课程（OCEW）。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式第50页3.资源类型——按信息反馈方式分类用户在使用虚拟仿真试验教学资源时经过虚拟化操作界面向仿真软件或虚拟场景、环境输人数据或指令，经过计算机和软件实时仿真，将仿真结果输送到显示终端或装置反馈给用户，而不一样反馈方式则决定了资源开放共享不一样形式。（1）基于软件共享虚拟仿真试验教学资源。使用者经过计算机或者移动终端调取服务器上布署相关软件和应用开展试验教学，能够基于网络环境运行，也有部分资源因为版权限制或涉密原因只能在单机或局域网环境下运行。对于这一类型资源，经过构建开放式虚拟仿真试验教学管理平台，能够实现虚拟仿真试验教学资源最大化利用与辐射。其次要加强虚拟仿真教学资源有序整合和有效对接，实现资源交叉访问、检索、在线学习、在线操作、在线测试、自主创新、组合创新等功效。（2）基于仪器共享虚拟仿真试验教学资源。使用者在虚拟现实或增强现实设备构建虚拟环境中进行试验操作，而虚拟试验环境构建展有赖于实体试验场所、仪器设备以及配套软件，对于这一类软硬结合试验教学资源，能够参考开放性试验室或大型仪器资源校际开放共享，采取区域共享模式，经过虚拟仿真试验教学管理平台公布资源适用范围、使用说明、技术参数、开放时段、收费标准等信息，并提供在线预约、审批和统计功效。（3）基于远程控制共享虚拟仿真试验教学资源。使用者经过网络使用专用客户端软件远程控制大型精密仪器设备，进行数据运算、分析测试等试验活动，到达与直接现场操作大型精密仪器设备一样效果。这一类型资源本身既以实体资源形式可开展校内或区域开放共享，同时也以虚拟资源形式在网络环境下运行。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式第51页问卷主要包括：建设计划经费投入教学应用管理平台开放共享评价机制存在问题……...

高校虚拟仿真试验教学开展及资源建设、使用情况课题组设计了《虚拟仿真试验教学资源开放共享研究调研问卷》，经过各省市试验室研究会向高校发放，并利用各种相关会议进行调研，截至当前共回收有效问卷178份。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式第52页资源开放共享情况存在问题和困难

1.资源规模和覆盖面有待提升。多数高校虚拟仿真试验教学主要在工科学科和经管类学科开展，其它学科类别虚拟仿真试验教学资源略显缺乏。比如首批100个国家级虚拟仿真试验教学中心有超出60%属于工科。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式2.资源自主研究与创新尚显不足。

从首批100个国家级虚拟仿真试验教学中心资源统计数据来看，各高校自行研发，含有自主知识产权虚拟仿真试验教学资源相对较少，大量资源属于市场购置商业软件，而其中多数都有使用授权数量限制，所以开放共享缺乏法律依据。调研问卷显示，超出50%高校认为当前虚拟仿真试验教学资源主要起源是“市场购置”。第53页

3.资源存在重复建设和质量不高情况。在缺乏资源评价体系和协作机制现实状况下，高校为满足本身试验教学需求和虚拟仿真试验教学中心申报需要，力争虚拟仿真试验教学体系完整，在资源建设上“宁滥勿缺”，不可防止造成了部分资源重复建设，其中也不乏质量不高、应用低效情况。调研问卷显示，超出70%高校都认为本校现有虚拟仿真试验教学资源数量不足、质量有待提升，55.76%高校认为虚拟仿真试验教学资源开放共享最需要处理问题是建立管理和协调机构。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式4.资源和管理平台建设缺乏统一技术标准和规范要求。当前在虚拟仿真试验教学资源和管理平台建设上，各高校还处于各自为战阶段，没有统一技术标准和规范，资源兼容性不强，二次开发难度较大，管理平台系统架构、数据库支持以及功效模块、运转流程都各有特点，相互对接存在障碍。5.人员与经费保障有待加强。近两年用于实验教学信息化建设经费投入100万以下高校超过50%,100至至200万占13.46%，其余高校没有该项经费。虚拟仿真实验教学资源建设经费占实验教学信息化建设经费比例多数高校都在30%以下。高校在回答“开展虚拟仿真实验教学工作主要困难是什么？”问题时，选择比例最高选项（69.23%）就是“经费投入不足”。其次，资源开放共享对于资源不停更新完善、平台日常运行管理和技术支持、实验教学过程跟踪都提出了更高要求，也势必大大增加实验教师、实验技术和管理人员工作量，如何充分调动实验人员主动性也是急需解决问题。据统计，教师对开展虚仿实验教学主动性选择“非常主动”仅占3.84%，90%以上选择“主动”或“一般”。第54页虚拟仿真试验教学资源开放共享机制与制度1.保障机制（1）经费和人员保障——政府要进行专题投入，补齐短板；各高校要建立对应经费保障和人员激励机制，主动吸纳和利用社会资源。（2）政策制度保障——教育部出台专门政策办法，深入提升各高校加强虚拟仿真试验教学资源建设和开放共享主动性；各高校加强虚拟仿真试验教学资源规划、建设、运行、维护、二次开发全过程管理。（3）知识产权保护——严格恪守《著作权法》、《计算机软件保护条例》等法律要求；采取技术伎俩，强化数字版权管理、网络安全防护等。

四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式2.评价机制（1）资源准入——建立资源评审标准和教授委员会，明确资源质量标准和遴选流程，确保进入开放共享体系资源质量。（2）资源及管理信息系统建设标准——建立国家层面虚拟仿真试验教学资源及管理信息系统建设标准，引导高校在资源和平台建设上重视规范性、兼容性、可扩展性和开放性。（3）用户评价——资源接收用户检验，加强口碑积累，让优异资源脱颖而出。好评率、星级评分、用户反馈。（4）资源排行——建立虚拟仿真试验教学资源使用统计和公布制度,在全国顶层平台采取排行榜形式进行公布。第55页

3.激励机制（1）用户贡献模式（无偿资源）——依靠积分或虚拟货币奖罚制度，引导高校开放和使用优质资源。（2）利益分配模式（收费资源）——建立对资源投入实物资本、资金资本、知识资本等评价与利益分享机制，确保资源连续更新与不停丰富。（3）利益赔偿机制——建立开放共享基金对开放效益好优质资源给予补助或后资助。对于参加虚拟仿真试验教学教师和试验技术与管理人员付出工作量要给予认定。（4）奖惩机制——对各高校虚拟仿真试验教学资源建设和开放共享情况进行审核评定，给予表彰或提出整改要求。

四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式

4.交流协作机制（1）协作开发与管理运行——发挥高校、科研院所学术优势和企业资金与技术优势，共同开发资源；探索生产与运行相对独立运行机制，以市场化方式进行课程资源管理、运行与服务。（3）学分互认——以试验教学示范中心学科组或高校联盟为试点，逐步推进优质虚拟仿真试验教学资源学分互认，规范学分互认机制，实现资源优势互补。（3）交流学习与培训——针对各高校实际需求开展虚拟仿真试验室建设、试验教学和管理相关培训；充分发挥“国家级虚拟仿真试验教学中心”示范辐射作用，深入开展交流合作。第56页

虚拟仿真试验教学资源开放共享平台建设

国家、地方、高校、行业企业各自发挥其职能与力量，经过有机组合和相互支撑发挥协同作用，形成一套科学资源组织架构和开放共享管理体系。以全国高校试验室工作研究会、国家级试验教学示范中心联席会为依靠顶层管理平台。以教育行政部门、高校联盟和试验教学示范中心学科组为依靠区域政策平台。以各高校虚拟仿真试验教学中心、相关企业为依靠基础应用平台。四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式第57页一、教育信息化与虚拟仿真试验教学中心建设二、信息技术发展与虚拟仿真试验教学创新三、虚拟仿真试验教学资源与管理平台框架四、虚拟仿真试验教学资源开放共享模式五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审Contents目录第58页五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审第59页遴选“门槛”条件与信息化技术紧密结合；省级或国家级试验教学中心；充分反应出学科要求和特点；有资源共享良好基础和广泛共享可能性；连续发展机制和人员确保。五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审第60页遴选程序国家级虚拟仿真试验教学中心遴选主要分形式审核、网络评审和会议评审三个阶段：形式审核主要检验申报材料是否符合通知要求，表格是否完整，要素是否齐备。网络评审即委托相关教学指导委员会组成教授组，按照遴选指标要求，借助网络对申报材料做出评价并赋值。网络评审将采取对应办法，努力确保遴选结果科学合理、公平公正。会议评审将在网络评审基础上，组织教授兼顾学科专业、学校类型和地域分布和平衡，进行深入评议，形成最终遴选名单。五、虚拟仿真试验教学中心申报与评审第61页四个主要关系一、与质量工程一期关系。虚拟仿真试验教学中心是试验教学示范中心建设延伸，为示范中心建设注入新活力和新内容。比如，队伍方面，与试验教学中心队伍是一体，