一、虛擬仿真平臺建設的目的和意義
虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容,是學科專業與信息技術深度融合的產物。而貫徹落實《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》(教高[2012]4號)精神,根據《教育信息化十年發展規劃(2011-2020)》,教育部決定于2013年啟動開展虛擬仿真實驗教學中心建設工作。其中虛擬仿真實驗教學的管理平臺和共享平臺及相關的教學資源是極其重要的內容。
基于云計算虛擬仿真技術,利用計算機通用的、高承載性,將實驗教學與信息技術進行深度融合,以虛擬仿真為實現整體載體的教學模式,可以達到接近現場實體教學的效果,同時可以達到安全、節約、高效的目的,又可以使教學資源能夠在網絡上得以共享。在培養學生的創新能力、研究能力和綜合素質等方面有著其它教學環節所不能替代的作用。
通過方案的實施,可以高效管理實驗教學資源,實現優質教學資源的共享,突破時間與空間的局限,滿足多學科、多學校的虛擬仿真教學需求。
(1)能夠完善基礎實驗教學
對一些實驗設備和試劑造價昂貴、實驗場地限制、實驗周期長和實驗危險性高等諸多因素的限制,而不能開展的基礎實驗,通過虛擬仿真,使每個學習者都可以獲得模擬真實的操作環境,親歷整個過程,并且可反復操作,填補了傳統教學的空白,達到了虛實結合,完善了基礎實驗教學。
?(2)微觀結構可觸及展現,信息、數據傳遞過程可驗證
對于一些不可及的微觀概念或結構,或是對眾多的學習者無法直觀普及的概念或結構;同時所有信息、數據在工作系統中流動的過程,通過虛擬仿真,都可以真實的展現在學習者的眼前,使相對抽象的知識的變得可視、可理解。
(3)實踐教學資源整體網絡化
優質的教學資源通過網絡完成共享,不只對各教學單位,還包括全體學習者,網絡普及的地方,皆可享受相關成果。也減少了一些學校大力投入研究的資源,實際上別的單位已經使用的很好了,這方面的成本消耗。
(4)便于建立統一化標準及規范
由于虛擬仿真教學其資源可以說都放在網絡上、云端,這就要求專業的人完成專業的事,無論是維護、管理,還是資源建設,各方面人員專精于自身職能與技能,就容易形成統一的標準、規范及流程,從而提高整體教育體系的工作、管理效率。
在教學過程中形成教學反饋閉環
本產品實現學生課前、課中及課后的學習內容的交互問題采集,通過學生的答題情況,教師掌握學生哪些內容掌握和理解的不好。然后再基于此對教學行為作出相應的調整。同樣的,學生在嘗試解決問題的過程中,也能加深對問題的理解。形成教學反饋閉環。
教學過程數據全采集,實現大數據存儲與自動評測
通過教學服務平臺,實現教學過程的全覆蓋,實現學習過程的全交互。數據匯成大數據源,通過數據分析和挖掘在海量數據中提取評測點做到系統自動評測。不僅對教學結果進行評測,還要對教學過程進行自動評測,從而公平公正的評價學習者的學習過程,有效提升教學的時間和空間范圍。突破原有的教學模式和教學過程,逐步實現以學生為主體的教學模式新常態。
實現人才的定制化培養
針對目前企業應用型人才急缺的現狀,瞄準企業和社會的需求,采取“定制式”人才培養模式。利用互聯網技術,依托云計算、大數據和移動互聯網技術,與企業共建人才培養方案。改革傳統的教學內容和方法、課程體系、實踐環節,建立產學結合的新教學模式。構建以技術應用能力培養為主線的理論教學和實踐教學同步進行的新體系,為學生提供個性化學習服務,真正做到“因材施教”。
實現教育的生態化建設,與社會需求對接
生態化教育更加重視和突出教育的功能和人,把教育活動看成是一個有機的生態整體,其不僅包含師、生、課堂、內容、方法,也包含整個育人的環境設施、社會需求和文化氛圍。是把人才培養過程與教育活動嵌入到人們的學習、工作和日常生活環境中,呈現其情境性、真實性、自然性、社會性、整合性等特征,注重每一個因素和環節的建設。最終形成統一的教育生態鏈、生態區和生態整體。
以新工科建設為目標,工程教育為標準
實踐教學綜合服務云平臺將打造以新工科專業建設為目標,工程教育為標準,圍繞新理念、新結構、新模式、新質量、新體系開展一系列教學內容及教學模式的研發,力在打造全新的綜合服務云平臺,服務于高校、服務于教育!
建設理實一體化智能云教育大數據服務平臺
通過打造理論的預知平臺,實踐的演練平臺,突破以往理論與實踐相脫節的現象,教學環節相對集中。平臺充分發揮學生的主體作用和教師的引導作用,全程構建素質和技能培養框架,豐富課堂教學和實踐教學環節,提高教學質量。在整個教學環節中,理論和實踐交替進行,直觀和抽象交錯出現。真正實現理中有實,實中有理。
實踐平臺,以云平臺框架結合課程資源作為產品核心,以獨特、專有的方式,為高校實踐教學提供基于互聯網的教學服務。產品將對當前高校教學資源、實驗環境、實驗工具進行整合和重建,實踐平臺建設課程內容包含云計算類、信息安全類、公共基礎類、大數據類、數據庫類、競賽類、網絡工程類、軟件工程類。
四、課程內容