新信息技術條件下經管類仿真模擬實驗室建設創新與實踐

張高勝

◇中圖分類號：F23；G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-5812（2016）17-0112-03

摘要：近年來，虛擬仿真實驗建設教學成為經管類院校實驗建設的主流，取得了令人矚目的成效。但隨著云計算、大數據及物聯網技術高速發展，如何利用新一代信息技術加快仿真模擬實驗教學的建設，探索與創新虛擬仿真實驗教學新模式，深層次提高經管類人才培養的質量，是各高校面臨的重大而艱巨的課題。

關鍵詞：云計算 大數據 經管類 虛擬仿真實驗

為全面落實《教育信息化十年規劃（2010—2020年）》，提高高等教育質量，教育部于2013年8月發布《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》，并于當年在全國范圍內評審國家級虛擬仿真實驗教學中心，100家高校實驗中心入選，其中經管類11家，2015年經管類虛擬仿真實驗建設教學成為經管類實驗建設的主流。

仿真模擬教學是利用現代多媒體技術、3D建模技術、物聯網等技術，模擬企業現實中的各種場景、環境、流程、數據和業務設計教學環節， 通過體驗式學習，以達到理論與實踐相結合的一種教學方法?；诜抡婺M實踐教學，能有效的將理論知識形象化、經濟業務真實化、情景化，營造積極活躍的課堂環境，能提高學生學習興趣，又能增強教學效果。既激發學生的興趣和愛好， 又注重實際實驗對學生動手能力的提高，是實現應用型人才培養目標的最佳途徑。仿真模擬教學適應了信息化的發展趨勢和現實需要，必將對經管類實踐教學模式的創新以及學生學習方式的改變，產生積極而深遠的影響。目前，隨著云計算、大數據及物聯網技術高速發展，如何利用新一代信息技術加快仿真模擬教學的發展，提高虛擬仿真化程度，深層次提高經管類人才培養的質量，是各高校面臨的具有劃時代重要意義的研究課題。

一、經管類仿真模擬實驗室建設的現狀與問題

（一）經管類仿真模擬實驗室建設規模不斷擴大，但資源利用率不高，重復建設嚴重

教育部在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要 （2010—2020年）》提出大力建設可合作開發的資源共建共享平臺，建立互動性的開放教育資源公共服務平臺。經管類仿真模擬實驗室建設等得到迅速發展，各大高校積極建立經管類仿真模擬實驗室中心，教育資源逐漸豐富，包括精品課程庫、網絡課程庫以及課件、動畫、試題素材庫、微課等數字資源，資源在數量上取得了很大進步。但問題也隨之出現，比如各個學校、同一學校的不同專業在建設過程中各自為政，其教學資源相對獨立，缺乏通用性、兼容性、共享性，資源孤島現象嚴重，進而導致重復建設，建設成本上升，資源利用率不高，閑置嚴重。

（二）經管類仿真模擬實驗室建設特色不斷增強，但“仿真度”不夠

不同于理工科，經管類屬于社會性質的仿真，環境復雜多變、變量多，實驗結果不確定、答案不唯一，這就對仿真技術提出很高的要求。因此，現階段的經管類仿真大多數是基于流程、崗位性的仿真，也就是說按照現實的企業組織，模擬其業務流程，按照崗位性質和工作內容，設定業務規則及步驟，抽象出主要參數變量，舍棄其次要變量，將真實經濟業務虛擬化、情景化，讓學生在實驗過程中體驗真實業務流程。但是，現階段的仿真卻難以模擬出復雜多變的業務環境，特別是競爭環境和宏觀經濟環境，不能給學生更多更靈活的決策空間，依然將學生固化在業務的學習，而很難更大程度上培養學生的創新精神和適應能力。

（三）經管類仿真模擬實驗室建設不斷規范，但可拓展性不夠

經管類虛擬仿真模擬實驗教學建設是一項多層次、多領域、多環節的系統化、復雜化工程。虛擬仿真教學首要目標通過體驗式學習掌握專業知識，進而培養學生的專業素養，因此適應專業特性是虛擬仿真考慮的首要因素。但是虛擬仿真實驗教學更深層的目標是提高學生的綜合素質和創新能力，如何模擬外部復雜多變的環境，營造一個高度仿真的市場化、社會化實驗環境是為虛擬仿真實驗建設的重點和難點。而現有的虛擬仿真實驗室建設在內容、模式、仿真度都比較僵化，不具備可拓展性。因此如何利用新一代技術搭建一個可持續自我發展的拓展性強實驗系統，為整個虛擬仿真實驗建設注入強大持久的推動力，然后在迭代試錯的過程中不斷完善和發展，是經管類虛擬仿真實驗建設的長久使命。

二、新信息技術條件下經管類仿真模擬實驗室建設創新與實踐

新信息技術下，“互聯網+”猶如一只展翅飛翔的雄鷹，在云潮滾滾之上引領世代的變革，而云計算、大數據就是這只雄鷹的翅膀。經管仿真模擬實驗教學中心建設的核心是如何利用新一代網絡技術、云計算、大數據、物聯網技術實現實驗室建設模式的創新、實驗教學方法的創新、實驗學習方法的創新。因此，新信息技術條件下經管類仿真模擬實驗室建設創新分兩大部分，第一部分是傳統的仿真模擬實體實驗室建設，主要包括：基礎仿真模擬實驗室、專業綜合仿真模擬實驗室、跨專業仿真模擬實驗室；第二部分為基于E平臺的虛擬實驗室平臺建設，主要包括：實驗大數據平臺、智能教學管理平臺、云計算教學管理平臺、實驗教師科研平臺，其架構如下頁圖1所示。

（一）仿真模擬實體實驗室建設

經管類仿真模擬實體實驗室建設經過十幾年的發展，在各高校、企業的共同努力下已取得豐碩的成果，就目前普遍的建設模式看，主要分三個層次，基礎仿真模擬實驗主要是針對某一單項的專業基礎知識和能力進行訓練，如經濟分析、財務決策能力等；專業綜合仿真模擬實驗主要圍繞某一專業綜合素質進行的訓練；跨專業仿真模擬實驗主要圍繞學生綜合職業素養、創新、創業能力進行訓練。這一方面已有大量的理論和實務成果，這里不再贅述。

（二）基于云計算技術的實驗教學平臺

云計算是近幾年迅速發展的新信息技術，它以互聯網為中心，用戶只需通過瀏覽器即可隨時隨地訪問云計算服務供應商提供的海量數據存儲和網絡計算服務。它主要表現兩大突出特點：其一并行計算，可以保證規模龐大的接入終端共享數據；其二分布式存儲系統，多副本容錯，能保證海量數據的存儲及數據的安全性。正是云計算這些優質的特性，為經管仿真模擬實驗教學中心建設提供了無限創新的空間。

1.基于云計算技術的仿真模擬實驗教學資源共享平臺。傳統模式下各高校經管仿真模擬教學資源建設各自為政，資源間缺少通用性、無法充分共享。通過在云計算技術下的實驗教育資源共享平臺建設，能有效地實現教學資源的融合，有效地解決教學資源的通用性、兼容性、共享性，且具有更佳的傳輸速度和計算能力；同時不需要大規模的硬件投入，能有效解決教學設施的重復建設，節約大量的硬件建設成本；該平臺也具有很強的拓展性，理想化的狀態是將全國高校的實驗資源通過云平臺打通，全國的師生可隨時隨地共享無窮無盡的實驗資源寶藏，有效解決教育資源不均衡的問題。

2.基于云計算的交互式協作平臺?；谠朴嬎銓嶒瀸W習的交互式協作平臺擁有評論、BBS等多項深度交流與協作工具，教師根據課程需求發起一個問題或任務，學生就圍繞問題發表意見，或共同協作完成任務，教師可根據學生的建議、反饋、問題進行有針對性的幫助，能使學生在學習中充分交流與協作，實現分享式、協作化學習，這種學習方法的改變更能體現實驗教學的本質，提高學習效率與積極性。

（三）基于大數據的仿真模擬實驗教學平臺

移動通信、傳感器、物聯網、普適計算等新技術將廣泛應用在仿真模擬實驗教學中，這些技術會在教與學的過程中收集產生海量的結構化和非結構化的數據，這些數據包括：課程視頻、課件、試題、素材庫、微課等數字資源，教師教學過程產生的數據，學生學習過程中交流、操作、作業、練習產生的數據，學生出勤、成績評定、就業等數據，這些數據猶如巨大的寶藏，通過對其有效的存儲、挖掘、分析，能從獨特的視角發現教與學的規律，進而改進教與學的方法，實現定制化的教學、個性化學習，改善學習效果。

1.基于大數據的仿真模擬實驗教學服務平臺。首先，通過對實驗大數據的挖掘與分析，能有效地洞察學習者最新學習情況，發現最新的學習者興趣走向，及時評估教學資源的使用情況，分析相關領域的發展動向和熱點變化，因此，教師可以改變傳統模式下的教學資源被動更新，變為根據學習者的需求、學習者的興趣、資源的利用情況、最新學習熱點的主動更新。其次，通過教學過程中的痕跡數據（如學生實驗過程中某一步驟的錯誤率、思考時間等數據）分析，更有利于對教學過程的監控和分析；再次，傳統模式下教學評價是教師根據有限信息做出的判斷，有時甚至是主觀的判斷，但基于實驗大數據，則數據更真實、評價維度全面、方法更科學。

2.基于大數據的仿真模擬實驗個性化學習平臺。首先，通過對實驗大數據的挖掘與分析，教師構建學習者學習行為相關模型， 分析每一個學習者不同的學習行為、學習習慣、學習情況，并對學習者的未來學習趨勢進行科學預測，并基于分析結果實現不同個體的定制化教育、精準化教育、跟蹤式教育。其次，學習者也可根據自己學習情況、時間安排、學習習慣自由安排學習，實現個性化學習。

（四）智能實驗室管理平臺、教師科研平臺

通過云計算和大數據技術可以實現一站式智能化實驗室管理系統，它可以把高校、教師、學生、家庭、企事業、政府等有效聯系在一起，構建一個新型的無校門的開放的教育管理平臺，教師可以通過云服務平臺布置學習任務、監督學習情況、指導學習過程；學生可以通過云平臺實現隨時隨地訪問，可以根據自己的需求合理安排學習，實現個性化的學習，共享優質的教育教學資源；企業可通過平臺根據需求實現定制化人才的培養；學校、政府通過平臺實現教學過程的監督、評價。同時，該平臺也是科研協作平臺，實驗大數據為研究實驗教學規律、改進實驗教學的方法提供了可靠的依據，通過對這些大數據的挖掘與分析，將會有在傳統模式下無法企及的新發現，教師也可以通過該云平臺實現科研項目的跨學校合作，分享研究成果，為學術研究提供便利。J

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