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校园网络及教学信息化平台
    一、信息化网络
    广东工业大学校园网基础设施从1995年开始建设,经过十多年的建设与发展,校园网的规模与网络应用已达到较高水平。已建成跨城域万兆光纤网,建设信息点5万个,入网主机和注册用户超过5万,校园网出口总带宽达到5G。校园网络基本覆盖全部校园,信息资源得到充分共享。
    实验中心的网络平台与校园网高速互联,各类网络与信息安全设施和设备齐全,有利于本中心的仿真实验资源进行辐射和为其他高校提供服务。校园网络及教学信息化平台包括:
(1)有大型存储设备,能够充分保障虚拟仿真实验的网络应用。学校已建有公用的容量达 100T 的高性能存储系统,其中 40%可用于该项目。
(2)校园网覆盖学校教学、科研与管理的比例达 100%。
(3)校园信息门户网站对校内外公布虚拟仿真实验教学信息,提供虚拟仿真实验教学平台链接等相关服务。
    二、教学信息化平
    虚拟仿真实验教学平台采用以计算机技术为核心的现代高科技构建一个逼真的虚拟环境,学生或学员通过网络终端设备以自然的方式与虚拟环境中教学资源即仿真实验进行交互,相互影响,通过计算机产生的人为虚拟的环境,使人产生一种沉浸于该环境的感觉,可以直接观察、操作虚拟环境中的实验及实验的内在变化,并能与其发生“交互”作用,给人一种“身临其境”的感觉。虚拟仿真教学平台相当于构建起了多个虚拟实验室,在计算机网络的基础上构建成的教与学的环境,可使身处异地的教师和学生在不同的时空下进行教学活动。虚拟仿真教学平台具有教学灵活性、开放性、跨时空性、安全性、经济性、多样性、适用创新教育需要及教学管理自动化的特点。虚拟仿真教学平台中的虚拟仿真实验教学资源,以教学理论、信息技术、系统技术以及与轻工、化工领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种相应设备为工具,采用“面向对象”思想创建的,能够实时操作、非实在的实验空间。
    虚拟仿真实验教学平台主要包含系统管理功能和虚拟仿真实验功能两部分,系统管理平台主要负责虚拟仿真实验教学的组织与管理功能,系统管理平台主要包括仿真课程、组织培训、管理学员、发布公告、成绩记录、统计报表功能。虚拟仿真实验模块主要负责虚拟实验过程的控制与管理,内容包括虚拟设备库、典型实验项目、实验操作控制、实验报告提交、虚拟实验操作帮助等功能,功能模块如图 25。
图 25 教学信息化平台模块
    (一)系统管理平台
    1、仿真课程模块
    仿真课程,可对课程进行管理,上传、编辑、删除查询课程等,学员可学习对学员开放的课程。管理员登录后,点击“仿真课程”选项卡,即可进入“仿真课程”管理界面。仿真课程模块主要有新建课程、管理课程、查看课程学习记录的相关功能。在新建课程中,可以提前将课程包上传到服务器制定的位置或者上传本地磁盘上建好的单元包,还可以上传操作录像、视频讲座等课程相关资源。
    2、组织培训模块
    组织培训,是管理员对学员下达培训任务主要途径,在培训中可安排培训的时间、人员、课程等,培训结束后管理员可查看培训记录。管理员登录后,点击“组织培训”选项卡,即可进入“组织培训”管理界面。在培训中可为学员安排培训课程,培训课程指的是在“仿真课程”板块中已经建立完成的课程,管理员可指定一些课程用于培训。
    3、管理学员模块
    可对学员进行管理,管理员可在这里添加学员(教师、学生和班级),对学员进行编辑、删除、重置密码等设置。管理员登录后,点击“管理学员”选项卡,即可进入“管理学员”界面,管理学员模块主要有导入学员、管理学员功能,可以一次性导入300条学员数据。学员必须通过验证则可以进入虚拟实验平台进行各项实验管理及操作。
    4、发布公告模块
    发布公告,管理员可发布实验课程通知、实验室研究成果展示等信息。
    5、成绩记录模块
    成绩记录管理模块主要有课程学习记录、培训记录等,可查看当前管理员管理的学员学习课程情况、培训的情况。教师根据学生在进行虚拟实验过程中的实验标志和提交的实验报告来评定学生实验成绩,对成绩进行统计分析,成绩在平台上发布供学生查询。
    6、统计报表模块
    统计报表,系统对培训、学习、系统应用等数据进行统计,并形成报表。管理员登录后,点击“统计报表”选项卡,即可进入“统计报表”管理界面。
统计报表模块主要有:培训汇总表、学习汇总表以及系统应用汇总表。汇总表均可导出到Excel中。
    (二)虚拟实验模块
    虚拟实验模块是虚拟仿真实验平台的核心,包括实验演示、实验操作、实验报告、典型实验实际操作视频和虚拟实验操作帮助等。
    学生使用账号登录系统,按照专业特点自由选择典型虚拟仿真实验项目,通过在线预习、在线练习或在线考试,进行实验操作和数据收集分析,完成整个仿真实习过程,系统根据预定评分标准完成成绩评定。
    三、平台特点    
    虚拟仿真实验教学平台融合了网络教学的优势,具有真实性、交互性、可扩展性、实用性和经济性的特点。采用虚拟仿真实验教学系统,可以突破时间、地点和设备数量的限制。学生可以在一个更“安全”的环境下做实验,顾虑更少,自由度更大。学生在实验过程中更容易获得相关知识,实验结果更容易保存。对教师和管理人员来讲,实验教学过程更容易控制,实验教学的指导效率更高。

    1、真实
    该平台具有分布式、交互性、多媒体集成、境界逼真等众多优越的特征,因其强大的虚拟现实能力而具有较强的真实性。
    2、交互
    该平台具有很强的交互功能,在虚拟实验过程中可以随意改变和调整有关参数,观察实验结果。虚拟实验室还可实现真实实验环境无法完成的实验功能,有利于激发学生的求知欲和创造欲。
    3、可扩展
    该平台还可以配备多种资源库,包括虚拟实验设备仪器库、虚拟材料素材库、虚拟资料库、帮助知识库等,可以方便地实现实验仪器、材料等的增加和扩充,新的实验设备、仪器和材料特性,均可方便地增加到对应库中,扩展性功能很强。
    4、实用
    该平台可以开出的实验能很好地满足学生自主学习和课外学习的要求,在一定程度上还可满足学生科研的需要。
    5、经济
    轻工化工传统实验所需设备价格昂贵,损耗大,实验成本高。而虚拟设备不需消耗试件、没有磨损、破坏,可反复使用, 经济效益明显。
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