经管类实验教学中心虚拟仿真实验建设之探索

周奕 顾意刚

摘要：依靠信息化技术建设虚拟仿真实验是落实经管类创新型应用人才培养目标的重要举措，以南京林业大学为例，从虚拟仿真实验教学中心和虚拟仿真实验项目两个方面的建设做了探索，就如何搭建开放、共享的仿真实训特色平台、安全可靠的硬件保障平台、客观科学实验教学质量评价平台等三个虚拟仿真实验教学中心核心支撑平台以及保障虚拟仿真实验项目建设的校企合作平台做了具体探讨。

关键词：经管实验教学中心;创新型应用人才培养;虚拟仿真;实验教学

Abstract：The construction of virtual simulation experiment based on information technology is an important measure to realize the training goal of innovative application talents in economics and management.Taking Nanjing Forestry University as an example，this paper explores the construction of virtual simulation experiment teaching center and virtual simulation experiment project，and discusses how to build an open and shared simulation training platform.Three core supporting platforms of virtual simulation experiment teaching center，such as safe and reliable hardware support platform，objective scientific experiment teaching quality evaluation platform，and the school-enterprise cooperation platform for virtual simulation experiment project construction are discussed in detail.

Key words：Economic management experimental teaching center;innovative applied talents training;virtual simulation;experimental teaching

虛拟仿真实验建设是我国教育信息化建设的重要举措。国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）提出加快教育信息化进程;（教技[2012]5号）教育部关于印发《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》的通知，制定了教育信息化十年发展规划（2010-2020年）;2013年（教高司[2013]94号）关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作通知，启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作;2017年（教高厅[2017]4号）教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知，开启了国家级虚拟仿真实验项目建设工作。虚拟仿真实验教学是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象[1]。随着互联网、大数据等技术的飞速发展，以虚拟仿真为主要基础的实验经济学领域取得的成就证明了“经济学是一门可以实验的科学”。经管类创新型应用人才是我国高校经济管理学院本科教学人才培养的主要目标。与课堂理论教学相比，实验教学更有利于学生创新能力、实践应用能力的培养，因此实验中心是高校创新型应用人才培养的重要平台[2]。如何依托虚拟仿真技术规划建设好经济管理实验中心为经济管理创新型应用人才培养服务是值得重视与探索的问题。

案例学校经济管理实验中心成立于2000年，依托农林经济管理（国家级特色专业、江苏省“十二五”重点专业，国家林业局、江苏省重点学科），工商管理（江苏省特色专业），信息管理与信息系统（江苏省“十二五”重点专业）等专业建设而成。2007年通过江苏省省级基础实验教学示范中心验收。根据示范中心的建设要求结合学科特点与教学要求，确立了中心的实验教学理念：遵循以人为本的育人理念，立足于经济管理学科发展前沿，持续加强维护自然和人类可持续发展的农林经管专业特色，坚持创新创业的复合型才培养。自2012年以来中心一直在省级基础实验示范中心的基础上探索虚拟仿真实验教学建设，在确定了中心的实验教学理念，制定好相配套的实验教学培养模式后，就如何构建好虚拟仿真实验教学中心的核心支撑平台以及搭建好虚拟仿真实验项目建设保障平台做了以下几个方面尝试。

1建设虚拟仿真实验教学中心核心支撑平台

1.1安全、可靠的虚拟仿真实验教学管理硬件保障平台

如同理工类实验室建设一样，组建经济管理类实验中心首先必须建设具有高品质仪器设备保障的实验环境。一般经管类实验中心在总体布局划分上是由数据中心、控制室及若干实验功能室组成。

数据中心是实验中心的心脏，保障着实验中心内各应用软件的运行与数据处理，主要由应用服务器、存储服务器、FC存储交换机、核心路由器、三层核心交换机等设备构成。应用服务器是用来安装与运行B/S或C/S模式下服务器端应用软件;存储服务器、FC存储交换机主要用于数据的存储与备份;核心路由器、三层核心交换机构建了网内网间信息交换的高速通路。相关设备的选型与数量要根据中心内实验教学软件的数量、版本号与同时间实验人数而定。一般针对服务器硬件都采用虚拟化群集技术处理，把硬件对软件的影响降到最低。由于数据中心功能上的重要性，应当遵循建设标准，设置在恒温恒湿的相对封闭的环境中，配备不间断电源、温湿报警器、烟雾报警器，视频监控等设备。

在此基础上，控制室是供实验室管理人员通过各类终端对数据中心进行操作控制，对各实验功能室进行日常监控管理的区域，有相关配套的控制终端及显示终端设备即可，对环境没有特殊要求。

经管类实验中心的实验功能室里的设备区别不是太大，主要是相应规模的pc、以太网交换机等计算机与网络连接设备，投影、大屏、辅屏、音箱、音视频矩阵等多媒体控制设备;主要的不同是在环境布局与实验人数规模上。每个实验功能室最好能按可同时接纳实验人数为70位或105位进行布局，因为案例高校一个自然教学班的人数为35人，在实验中心开展的实训一般会是2-3个自然班同时进行，尤其是跨专业的综合实训。一个中心拥有3-5个功能室一般就应该可以满足一个经济管理学院10个左右专业的1500名全日制本科生的校内所有的实践需求。需要强调的是，功能室在规划设计时一定注意布局的合理性与电力负载、控制的安全性。

1.2共享可靠、开放高效、特色鲜明的虚拟仿真实训平台

有了硬件平台保障，经管类实验中心要正常高质地开出实验实践课程，还必须要有各类软件选型与开发设置，搭建出共享可靠、开放高效、特色鲜明的虚拟仿真实训平台。其平台主要由虚拟化管理系统、开放预约管理系统以及仿真教学软件系统组成。

虚拟化管理系统主要是指服务器虚拟化群集管理与云桌面系统。虚拟化群集管理是对中心所有的硬件服务器集中部署，保障实验软件运行的高可用性和高可靠性。当一台虚拟服务器出现问题，备用虚拟服务器就会侦测到，并立即接续故障服务器来执行软件运行业务，保证实验软件运行的连续性。云桌面系统使用可以对中心的实验终端进行快速部署，便捷维护。师生们不但可以通过云终端使用实验中心各项资源，而且通过电脑、PAD、智能手机可以远程连接到云桌面上进行操作，保障实训平台的可靠与共享。当前流行的虚拟化软件主要有：VMware ESXI、VMware vSphere等。

开放预约管理系统是中心实现开放预约管理的支撑体系。主要通过实验中心的机房课程管理系统、物联网电源控制管理系统、视频监控系统及门禁系统相集成，实现实验室设备课内课外的预约使用，保证实验中心的全天候开放。与此同时，与校信息中心紧密配合，依托学校的网络实名身份认证，上网行为管理，防火墙等信息安全设备，实现开放管理中网络信息安全、使用记录齐全、监管无盲区。

仿真教学软件系统是整个虚拟仿真实训平台中最重要的系统，是保障实验实践教学活动开展的各類仿真教学软件集合。中心现拥有VBSE虚拟商业社会环境等2套跨专业实训软件;金碟K3、用友U8等20多套虚拟仿真专业实验教学软件;EVIEWS、STATA、MATLAB、SPSS、GAMES等10多套数据处理及统计分析工具软件;巨灵、国泰安、同花顺等金融数据库，构成了中心种类齐全、专业性强的仿真教学软件系统的基本框架。在此基础上立足案例高校的林业背景，通过与著名的教育软件系统提供商建立起战略合作关系，拟对《VBSE虚拟商业社会环境》软件进行二次开发。以林下生产经营过程为核心，结合我院教师的教学科研案例，通过虚拟的市场环境、商务环境、政务环境和公共服务环境，实现仿真经营和业务运作，并且可以进行宏观微观管理、多人协同模拟经营与多组织对抗，打造宣传生态文明理念、特色鲜明具有自主软件著作权的“绿色企业虚拟仿真综合实训”软件项目。

1.3客观、科学的虚拟仿真实验教学评价平台

建立客观、科学的经济管理类实验教学质量的评价体系，对于提高经济管理类虚拟仿真实验教学质量，调动广大教师积极性和创造性，推动虚拟仿真实验教学创新，具有重要的意义。

由于经管类虚拟仿真实验教学过程的复杂性、实验内容的模拟实习性和综合性、实验过程与结果不确定性，以及对实验教师的综合能力尤其是计算机操作处理要求较高等特征，导致实验教学质量的评价难度较大。为解决这一问题，本研究认为通过三步骤处理较为合适。首先，考虑评价主体的多元性与评价过程的全面性，合理建立与经管类虚拟仿真实验教学相符合的评价指标体系。参与经管类虚拟仿真实验教学质量评价的主体应该涉及到实验学生、实验室管理人员、实验教师、行业专家等;对经管类虚拟仿真实验教学质量的评价应该全面涵盖实验开始前→实验教学进行中→实验教学后三个环节。其次，设计出相对应的全面系统调查问卷与量表，在此基础上开发出“基于web的实验教学质量评价系统”。再者，结合具体的虚拟仿真实验项目，在“基于web的实验教学质量评价系统”中，开展虚拟仿真实验教学质量评价[3]。上述评价结果既可以在短期内用于同一实验项目的不同年份、不同教师和不同实验环节的比较分析，也可以通过长期数据积累形成对某一个教师的发展评价，为更好地改进虚拟仿真实验教学的质量提供科学的参考依据。

2保障虚拟仿真实验项目开发的校企合作平台

建设好虚拟仿真实验教学中心是虚拟仿真实验教学的基础工作，最终要开发出适合创新型应用人才培养的特色虚拟仿真实验项目。创新型应用人才培养是以学生为本的，实施全过程、全方位、全要素的“全域教育”[4]。既要有理论教学又要有实践教学，既要有校内的课程学习又要有外部企业有侧重点的职业探索。由于受国家经济战略、地区发展规划、企业人才需求等层面的影响，企业参与到高校人才储备培养过程的积极性日益提高。因此落实全域性创新型应用人才培养模式，必须在校企双方意愿一致的基础上，充分发挥校企双方各自的优势，以校内专业培养为基础、外部资源开拓为羽翼，实现二者互为补充、相互促进，共同培养经济社会需要的创新型应用人才[5]。

实验教学中心也应从校企双方各自的需要出发建设校企合作平台，保障虚拟仿真实验项目开发。在充分利用虚拟仿真实验教学中心的软硬件实验条件，为企业提供服务的基础上了解、整理企业特色需求，由此开发适应创新型应用人才培养的特色虚拟仿真实验项目，同时为企业培养、储备大量优秀人才。案例学校首先以采购《VBSE》虚拟商业社会环境软件为契机，促成了学校与国内知名的实验教学系统提供商达成了《绿色企业虚拟仿真综合实训项目》开发战略合作协议。通过合作协议不仅让该公司参与到案例学院的实验教学过程，保障该软件在人才培养体系中有效开展，而且为案例学院的特色虚拟仿真实验项目的开发寻找到了专业开发VR项目的技术保障。同时案例学校与校EDP（高层管理者培训与发展中心）合作，通过各种方式（人员培训、技术推广、咨询服务等）吸引相关特色企业使用实验教学中心已建设好的的软硬件实验教学平台，院实验教师在使用过程中全程跟踪服务，从而掌握相关特色企业的特殊具体需求，进而为案例学院凝聚出特色科研案例与数据。以此为依据中心与战略合作协议合作方，共同开发出特色虚拟仿真实验项目《绿色企业虚拟仿真综合实训项目》，进而为创新型人才培养服务。这样就形成了特色需求企业、VR技术开发保障企业与实验中心三方在中心实验教学平台上的互利合作。通过此合作平台，不但丰富了中心跨专业虚拟仿真综合实训教学内容;并在落实好优势互补的校内外导师制基础上，通过合作企业提供的自有品牌互联网创业就业推荐平台和组织相关企业举行校内专场招聘会等方式为我校学生提供创新创业的技术培训、推介相关企业扶持，介绍种子基金为大学生创新创业项目孵化提供一定保障的同时也积极为相关企业提供了大量的优秀人才储备。

参考文献：

[1]王篮仪，罗通.基于虚拟仿真技术的传感器实验教学改革研究[J].福建电脑，2017 （4）：165-166.

[2]周奕，浅议经济管理类实验教学创新[J].乌鲁木齐成人教育学院学报，2007，15 （4）：78-81.

[3]谢煜，周奕.高校经管类实验教学质量评价之探索——基于多主体和全过程的方法[J].亚太教育，2016 （32）：176-177.

[4]张伟星，以“全域教育”理念引领高校创新创业教育[N]，中国教育报，2018-4-19 （8）.

[5]赵玉萍，邢李红.“校企合作”人才培养模式的探讨与实践[J].山东放置经济，2016 （10）：48-52.