新工科背景下的电子信息类虚拟仿真实验教学中心建设的思考

摘要：针对当前电子信息类虚拟仿真实验教学中心的基本特点及存在的问题，通过深入剖析明确电子信息类虚拟仿真实验教学环节在知识传承和能力培养中的重要地位，并从电子信息类虚拟仿真实验教学体系、实验教学模式及科研成果转化等方面提出建设一个教学资源共享、实验教学层次分明、注重校企创新及专业特色鲜明的电子信息类虚拟仿真实验教学中心的可行性建议。

关键词：新工科;电子信息类;虚拟仿真实验教学

《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》指出：加强实验室、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实验教学示范中心、国家大学生校外实践教育基地、高职实训基地[1]。教育部高等教育司指出：国家级虚拟仿真实验教学中心是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物，更是实验教学的发展方向，重点是建设信息化实验教学资源[2]。

电子信息类虚拟仿真实验教学中心应具备的基本条件：提供的科学仪器设备可以自由搭建合理的典型虚拟仿真实验项目，科研成果可以丰富虚拟仿真实验教学内容、开拓学生视野、培养综合设计和创新能力，校企合作模式可以为虚拟仿真实验教学提供可持续发展的动力。

1 电子信息类虚拟仿真实验教学中心的基本特点

（1）行业特色鲜明，科研成果教学化

充分发挥电子信息类虚拟仿真实验教学中心既有的行业优势，注重将电子信息工程、通信工程等典型解决方案和最新的科研成果转化为虚拟仿真实验教学中心的教学资源。本着“能实不虚、虚实互补，自主学习与实验教学互补”原则，深化拓展虚拟仿真实验教学内容和学生能力培养。

（2）校企产学合作，注重校企创新，实验实践科研一体化

利用虚拟仿真实验教学平台，与企业合作搭建实践实训虚拟仿真平台，使实验实践教学与工程应用紧密结合，培养新工科背景下的学生工程实践能力和创新能力，提升虚拟仿真实验教学中心的整体科研水平与实验实践优化能力。

（3）可以全程网络操控，实验资源完备，教学体系层次化

各虚拟仿真实验教学中心利用互联网技术建立开放的实验实践教学平台，包括基础实验、综合实验和创新实验。以学生为主体，学生自主学习，克服了地域、时域的局限性。

（4）实验教学团队职称、学历及年龄等结构合理

各虚拟仿真实验教学中心基本组成了以教授为学术带头人，以实践经验丰富，教学科研能力强的中年教师为核心骨干，以具有高学历的青年教师为主体的实验实践教学团队。青年教师大多具有软件开发及虚拟仿真实验教学能力。

2 电子信息类虚拟仿真实验教学中心建设中存在的问题

（1）虚拟仿真实验教学资源共享率较低，资源的质量有待提高

多数高校的电子信息类虚拟仿真实验教学主要存在虚拟仿真实验教学资源缺乏，资源存在重复建设和质量不高的情况，且资源共享率较低。主要集中局部如：校内、相关合作企业或部分高校间，暂不能实现网络的全程开放。调研问卷显示，75%的高校认为现有虚拟仿真实验教学中心教学的资源项目数量不足，资源质量有待提高。

（2）总体设计有待加强，缺乏高效的管理和组织机构

多数高校的电子信息类虚拟仿真实验教学资源总体性设计相对欠缺，且多数是以多个子实验室承载各自专业实验资源为主，管理、共享及合作相对较弱。调研问卷显示，56.8%的高校认为虚拟仿真实验教学中心的教学资源最需要解决的问题是建立高效的管理和组织机构。

（3）多数高校的电子信息类虚拟仿真实验教学缺乏具有自主知识产权的虚拟仿真系统

各虚拟仿真实验教学中心所用的大多数虚拟软件、建模软件及仿真等专业软件都采购于国外。许多虚拟仿真实验项目是基于国外流行商业仿真软件的二次开发，容易受制于人。

（4）需要建立完善的虚拟仿真实验教学体系

地方、高校、企业各自发挥其职能，通过有机结合、相互支撑及协同合作，形成一套科学的教学资源开放共享的虚拟仿真实验教学体系。虚拟实验类课程与现有课程契合还需要进一步加强，优化不同层次实验所占的比重，增加软硬件相结合、虚实相结合的实验项目等。

3 电子信息类虚拟仿真实验教学中心主要进行四方面的建设

（1）加强电子信息类虚拟仿真实验教学中心之间的信息交流与资源共享

加强校企、校校之间合作，推广原创性、创新性實验，扩大电子信息类虚拟仿真实验教学资源对其他高校乃至社会的共享与开放，充分发挥其对全国其他同类高校人才培养的辐射作用。

（2）实现虚拟仿真实验教学资源的全程网络化，提高实验管理平台的整体水平

充分利用校企合作办学的有利条件，提高电子信息类虚拟仿真系统的逼真度。提高管理平台的整体水平，需要建立校级或院级层面的虚拟仿真实验管理平台，支持各院系开发各类虚拟仿真实验教学资源。充分利用通信、互联网、云计算等领域的先进技术，提高虚拟仿真实验教学中心的远程访问能力，供各高校学生开展网络自主学习。

（3）加强专业相关的虚拟仿真实验系统研发人才的培养

加强虚拟仿真系统的基础理论研究，制定相关人才培养的发展规划和激励机制，逐步建立符合我国国情的虚拟仿真系统研发人才团队，开发具有自主知识产权和特色鲜明的虚拟仿真系统。

（4）构建具有鲜明专业特色的电子信息类虚拟仿真实验教学体系

全面推进以学生为中心、以问题为导向的新工科教学理念，虚拟仿真实验教学中心以“基本能力培养→综合能力提高→创新能力激发”为主线，以“立足基础、注重层次、突出特色、加强能力”为指导，构建具有专业特色的基础性、综合性、工程性、创新性、层次化、开放化、行业化、个性化培养相结合的虚拟仿真实验教学体系。

4 结语

微电子、人工智能、通信网络、云服务等高新技术的快速发展，为虚拟仿真实验室、虚拟仿真实验系统、虚拟仿真实验软件以及开放共享的教育资源的建设与应用提供了有力的支撑条件。新时代ICT技术在教育领域特别是电子信息类实验实践教学中的大规模快速应用，对电子信息类虚拟仿真实验教学中心的建设起到了关键作用。

根据人才培养目标和电子信息类虚拟仿真实验教学中心的基本特点和存在的不足，不断进行虚拟仿真实验教学体系的系统改革，及时吸收科学研究和教学研究的最新成果，增加综合性、创新性实验的比例。在虚拟仿真实验教学中心建设的实施过程中，加强科研成果转化和专业相关的虚拟仿真实验系统开发人才的培养，巩固校企合作关系，加强全程网络信息交流与资源共享，提升电子信息类虚拟仿真实验教学的专业特色。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见.教高（2012）4号，2012.

[2]中华人民共和国教育部高等教育司.关于开展2015年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知.教高司函（2015）24号，2015.

作者简介：臧景峰（1976.03-），男，汉族，吉林长春人，长春理工大学工学博士，副教授，从事嵌入式系统设计、通信信号处理、图像处理的教学和科研工作。

基金项目：教育部国家级虚拟仿真实验教学中心建设项目（教高司函〔2015〕24号）。