虚拟仿真实验教学中心建设与实践

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虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案

虚拟仿真实验教学中心平台建设方案一、背景介绍虚拟仿真实验教学中心平台是一种基于虚拟现实技术的教学模式,它通过模拟真实场景、创建虚拟环境,使学生能够在虚拟世界中进行实验操作和学习。

该平台能够提供高质量、低成本的实验教学环境,为学生提供更多的机会与真实实验的接触,并能够在一定程度上弥补实验设备不足的问题。

二、建设目标1.提高实验教学的效果:虚拟仿真实验教学中心平台能够模拟真实实验的场景,提供更多的操作机会和实验环境的变化,从而提高学生的实验技能和学习效果。

2.降低实验教学的成本:虚拟仿真实验教学中心平台可以减少实验设备的购置和维护成本,提高实验室的利用率。

3.提高实验教学的安全性:通过虚拟仿真实验教学中心平台,可以避免一些危险性较高的实验操作,降低学生和教师的安全风险。

三、建设内容1.虚拟仿真实验室建设:建设多个虚拟实验室,涵盖各个学科的实验内容,每个实验室包括多个虚拟实验工作站和相关设备模型。

2.虚拟教学环境建设:在虚拟实验室中,搭建相应的教学环境,包括课程内容、教学资源、实验操作指南等,以方便学生进行学习和实验操作。

3.虚拟实验操作系统建设:建设虚拟实验操作系统,用于模拟真实实验操作、调节实验条件、记录实验数据等功能。

该操作系统应具备友好的用户界面和操作体验,便于学生使用。

4.虚拟实验数据分析与评价系统建设:建设虚拟实验数据分析与评价系统,用于对学生的实验数据进行分析和评价,提供学生的实验报告和评分等功能。

5.虚拟实验教师培训与支持:为教师提供虚拟实验教学的培训和支持,包括操作系统的使用、实验指导方案的制定以及实验教学技能的培养等。

四、建设流程1.确定需求:通过与教师和学生的讨论,确定虚拟仿真实验教学中心平台的功能需求和技术要求。

2.设计平台架构:设计虚拟仿真实验教学中心平台的系统架构和模块划分,确定各个功能模块的开发和集成方式。

3.开发平台功能:根据需求和架构设计,分别进行虚拟实验室、虚拟教学环境、虚拟实验操作系统、虚拟实验数据分析与评价系统的开发。

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨随着信息技术的不断发展,虚拟仿真技术在教育领域得到了广泛的应用。

特别是在实验教学方面,虚拟仿真实验技术可以有效地模拟真实实验环境,为学生提供更加安全、方便和高效的实验教学平台。

为了更好地推动虚拟仿真实验教学的发展,国家级虚拟仿真实验教学中心的建设成为了当前教育领域的热点话题。

本文将从虚拟仿真实验教学的意义、建设国家级虚拟仿真实验教学中心的必要性和建设的主要内容等方面展开探讨。

一、虚拟仿真实验教学的意义1.1 提高实验教学的安全性实验教学是理工科学生学习的重要组成部分,但是由于实验设备的局限性以及实验操作过程中可能存在的安全隐患,传统的实验教学存在一定的安全风险。

而虚拟仿真实验教学可以通过模拟真实的实验环境,避免了实验设备可能带来的安全风险,极大地提高了实验教学的安全性。

传统的实验教学需要大量的实验设备和实验材料,而且需要学生亲自操作,操作过程可能比较繁琐和耗时。

而虚拟仿真实验教学可以将实验设备和实验材料都模拟在计算机中,学生只需要通过计算机就可以完成实验操作,大大提高了实验教学的便利性。

虚拟仿真实验教学可以更好地控制实验环境,使得实验教学过程更加规范化和标准化,可以大大提高实验教学的效率。

而且虚拟仿真实验还可以通过实时数据记录和分析,帮助学生更好地理解实验过程和实验数据,提高学习效果。

国家级虚拟仿真实验教学中心的建设具有明显的必要性,主要表现在以下几个方面:2.1 促进实验教学的创新国家级虚拟仿真实验教学中心将具备更强的技术保障和更丰富的实验资源,可以为实验教学的创新提供更好的条件。

通过大规模的投入和系统的平台构建,国家级虚拟仿真实验教学中心可以引领和推动实验教学的创新和发展。

2.2 提高国家实验教学水平2.3 推动虚拟仿真技术在教育的应用3.1 技术平台建设国家级虚拟仿真实验教学中心的建设需要建立起一套完整的虚拟仿真实验教学技术平台,包括硬件设备、软件系统和网络环境等。

东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践

东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践

东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践作者:顾晓薇,王青,杨天鸿,张春明,胥孝川来源:《教育教学论坛》 2016年第10期顾晓薇,王青,杨天鸿,张春明,胥孝川(东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110004)摘要:虚拟仿真实验教学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。

东北大学采矿工程专业为解决采矿工艺优化设计、岩土力学实验、采矿围岩岩体失稳数值仿真模拟等大型复杂实验中物理实验设备昂贵、维护费用高以及采矿现场安全性差等缺点成立综合性虚拟仿真实验教学中心。

关键词:虚拟仿真;实验室建设;采矿工程中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0141-03基金项目:课题研究受到东北大学本科教育教学改革研究项目资助;辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目资助;国家级“十二五”教材规划资助;辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目(项目编号:LZ2014020)资助;辽宁省精品资源共享课建设资助作者简介:顾晓薇(1971-),女(汉族),辽宁凤城人,东北大学资源与土木工程学院教授、博士生导师,研究方向:露天开采、矿山生产优化、资源经济研究。

东北大学采矿工程专业,根据学科发展需要及培养卓越性人才的需求,适应教育部开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设要求,从2010年开始建设国家级虚拟仿真实验教学中心。

采矿工程专业的课程应用实践性强、紧密结合生产实际,教学大纲要求学生深刻理解采矿工艺、岩石力学等理论并能够联系实际解释实际工程施工过程中的岩土体失稳、破坏问题及其防护原理。

野外考察和现场实例无疑是弥补这一缺陷的重要内容,但遗憾的是,由于受到现场条件、人力、物力和财力的限制,很难在教学中实际操作。

现场和物理试验虽直观,但由于各学校实验室观测手段、经费等条件的限制,传统的教学内容已经不适应新形势对创新人才能力培养的要求,不能体现时代特色和新的教育观念,缺乏理论联系实际的有效方法。

国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考

国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考

国家级虚拟仿真实验教学项目建设与思考随着信息技术的迅速发展,虚拟仿真实验教学成为了现代教育领域的热门话题。

国家级虚拟仿真实验教学项目的建设对于提高教学质量、推动教育教学改革具有重要意义。

本文将围绕国家级虚拟仿真实验教学项目的建设与思考展开讨论。

1. 提高教学质量虚拟仿真实验教学项目可以有效地提高教学质量。

通过虚拟仿真技术,学生可以在真实的环境中进行实验,观察实验现象,并进行操作控制。

这样不仅可以增强学生的实验能力,同时也可以提高学生的科学素养和创新能力,从而提高教学质量。

2. 推动教育教学改革国家级虚拟仿真实验教学项目的建设可以促进教育教学改革。

传统实验教学往往受到实验设备、场地、人力等方面的限制,而虚拟仿真实验教学可以突破这些限制,实现多维度、多领域的实验教学,为教师和学生提供更广阔的教学空间和教学资源,推动教育教学模式的更新和改革。

3. 增强学生的实践能力1. 技术支持国家级虚拟仿真实验教学项目的建设需要强大的技术支持。

这包括虚拟仿真技术的研发和应用,教学平台的搭建和运行,教学资源的整合和共享等方面的技术支持。

要想建设好一个国家级虚拟仿真实验教学项目,必须充分发挥科研院所、高校等科研机构的技术优势,建立一支强大的技术团队。

2. 教学资源国家级虚拟仿真实验教学项目的建设需要充足的教学资源支持。

这包括各种实验模型、实验图像、实验视频等虚拟仿真教学资源。

还需要建立一个完整的虚拟仿真实验教学资源库,方便教师和学生进行资源检索、共享和使用。

3. 教学管理国家级虚拟仿真实验教学项目的建设需要健全的教学管理机制。

这包括教学过程的监督和评估,学生实验操作的指导和管理,教学资源的管理和维护等方面的教学管理工作。

只有建立了一个完善的教学管理机制,才能确保虚拟仿真实验教学项目的顺利开展。

在国家级虚拟仿真实验教学项目的建设中,应坚持以学生为中心的教学理念,注重学生的主体地位和实践能力培养。

虚拟仿真实验教学项目应该不断创新教学方式和手段,提高教学效果,激发学生的学习兴趣和学习积极性。

虚拟仿真实验教学中心建设方案

虚拟仿真实验教学中心建设方案

虚拟仿真实验教学中心建设方案
一、背景
虚拟仿真技术正在迅猛发展,日趋先进,受到广大科研和实践活动的
重视和应用。

作为一种模拟实际现实的新型技术工具,仿真技术的应用越
来越广泛,它可以为大量复杂的、高投入的、高风险的科技项目和教学实
践活动提供一种安全、可靠、有效的模拟和操作平台。

为了更好地应用仿
真技术,促进大学重视应用教学技能和研究项目,使用虚拟仿真技术,提
高学生的应用能力,为大学的教学实践和学习提供一个可靠的技术支持,
建立虚拟仿真实验教学中心就显得尤为重要。

二、建设目标
虚拟仿真实验教学中心的建设目标是,在统一管理下,通过建立计算
机仿真实验教学实验室,使用仿真技术辅助教学,提高教学质量和教学效果,扩大教学范围,提高学生的实践技能,为学生在科技研究项目中提供
技术支持,推动学校学科发展,发挥技术支持作用,引领科研及实践活动,以促进高水平应用类人才培养。

三、建设措施
(一)强化建设管理。

建立完善的仿真实验教学中心管理体系,指定
专职管理人员负责日常管理。

定期对系统设备进行维护和检修,保证良好
的运行状态。

建设教师教育虚拟仿真实验教学中心促进实践教学能力培养模式创新

建设教师教育虚拟仿真实验教学中心促进实践教学能力培养模式创新

真 实验 环 境 , 实现 了传 统现 实 情 形 下 无 法 实现 的功 能 , 本 文 围绕 该 校 教 师 教 育虚 拟 仿 真 实验 教 学 中心 的 资 源 与 平 台建 设 、 特 色与创 新 、 建设 与 实施 成 效 等 三 方 面进 行 深 入 探 索 , 以期 分 享 经 验 , 促 进 实验 教 学信 息 化 ,
为培 养 师 范 生 实 践 能 力 和 创 新 能 力 , 推 进 实 验 教 学 信 息 化 ,实 现 真 实 实 验 不 具 备 或 难 以完 成 的 教 学 功 能 。 我校 依 托 国 家 级 教 师 教 育 实 验 教 学 示 范 中 心 . 建 立 了教 师教育虚 拟仿真 实验教学 中心 , 构建 了集 “ 学习、 实训、 实验 、 测评 ” 于 一 体 的虚 拟 仿 真 实 验 教 学 环境 和 资 源 , 实 现 了共 享 优 质 实 验 教 学 资 源 , 推 动 我 校 教 师 教 育 实 验 教 学 改 革 与创 新 , 为实施师范生 “ 三 层 五段 七 化 ” 教 学 实 践
Hale Waihona Puke 、虚 拟仿 真 实验 室 资源 与 平 台建 设
教 师教 育 虚 拟 仿 真 实 验 教 学 平 台依 托 虚 拟 现 实 、 多 媒体 、 人 机交互 、 数 据 库 和 网络 通 讯 等技 术 , 建 设 具 有 扩 展性 、 兼容 性 、 前瞻性 的管理 和共 享平 台 , 平 台 通 过 配 置、 连接 、 调 节 和 使 用 虚 拟 实验 仪 器设 备 进 行 实 验 , 学 生
《 中国 教育信息化 编辑部: m i s @m o e . e d u . c n
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建设教 师教育虚拟仿真实验教学 中心 促进 实践教学能力培养模 式创新

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨

国家级虚拟仿真实验教学中心建设探讨国家级虚拟仿真实验教学中心是指以虚拟仿真技术为基础,建设创新型高水平实验教学中心,为国家各级教育和科研机构提供虚拟仿真实验教学服务的机构。

国家级虚拟仿真实验教学中心的建设模式一般采取联合建设模式。

通过多个高校的联合建设,将各自的优势资源互补,在技术、人才和设备等方面实现共享,形成高效的服务体系。

该模式不仅可以促进高校之间的交流合作,提高教学水平和科研实力,而且还可以实现资金、人员、设备资源的最优配置,有效缓解单一高校建设虚拟仿真实验教学中心的压力。

1. 虚拟仿真实验平台的建设虚拟仿真实验平台是国家级虚拟仿真实验教学中心的核心建设内容。

平台建设包括硬件设备、软件系统以及数据库的建设。

硬件设备主要包括高性能计算机、大型存储设备、三维虚拟仿真显示系统等。

软件系统包括虚拟仿真软件、仿真模拟软件、数据采集软件等。

数据库主要是存储虚拟仿真实验过程中的数据信息。

2. 实验教学资源的开发实验教学资源是国家级虚拟仿真实验教学中心的重要组成部分。

实验教学资源的开发包括实验项目设计、虚拟仿真实验指导书编写、实验视频录制等。

实验教学资源的开发需要具备一定的学科知识和教学经验,开发出的资源要具有科学性、可操作性、趣味性等特点。

3. 师资队伍建设师资队伍建设是国家级虚拟仿真实验教学中心的另一个关键问题。

建设一个高水平的师资队伍需要投入大量的人力、物力和财力。

同时,要求相关师资具有较高的学术水平、掌握虚拟仿真实验技术、具备教学经验和管理能力等多重素质。

因此,国家级虚拟仿真实验教学中心的师资队伍建设需要长期而艰苦的努力。

国家级虚拟仿真实验教学中心的建设具有多方面的优势。

首先,通过虚拟仿真实验技术的应用,可以大大提高教学效果和实践能力。

其次,国家级虚拟仿真实验教学中心的建设可以促进高校之间的交流与合作,形成优势互补,创新驱动。

同时,虚拟仿真技术具有节约资源、保护环境等优点,符合当前可持续发展的发展方向。

医学虚拟仿真实验教学中心建设与探索(遵义医学院)

医学虚拟仿真实验教学中心建设与探索(遵义医学院)
医学虚拟仿真实验教学中心 建设与探索
医学虚拟仿真实验教学中心 王曜晖
1、医学虚拟仿真实验教学开展的必要性
(1)时间和空间的限制。 (2)实验条件特殊性。
(3)实验成本过高。
(4)医学本身特殊性。
虚拟仿真项目的优点
虚拟项目能够突破传统实验“时、空”的限制,有助于提高 实验教学质量;有利于学生重视医学伦理、尊重生命,也 有利于学生职业道德和行为规范的养成。
费的情况,高校应该建立校际共享机制,这样虚拟仿真项 目才能实现高效的推广和应用。
实验教学体系
基础医学 临床医学
护理学
一条主线 二个结合

三大 力 主要平台 培

四种能力
虚拟仿真与真实操作
信息技术与学科方向 终身学习 岗位胜任 创新研究 批判思维
敬请批评指正! 谢 谢 大 家!
缺氧大鼠实验项目
虚拟PBL项目-急性肾功能衰竭
现场急救3D实训系统
护理学心肺复苏教学软件
虚拟仿真项目发展趋势和方向
虚拟项目发展
APP
仿真项目发展
3D
心肺听诊模型
高端模拟人
全息成像+可穿戴技术
3、医学国家级虚拟仿真中心建设要点
(3)中心资源应用 a. 本科教学 虚拟仿真实验教学中心主要为本科生服务。 b.符合校校共享 虚拟仿真项目投入金额普遍较大,为避免重复投资,资源浪
生物学等多个学科门
类。
3、医学国家级虚拟仿真中心建设要点

(1)
平台建设
(2)
虚拟项目
(3)
资源应用
3、医学国家级虚拟仿真中心建设要点
(1)平台建设之两要点 a.尽量涵盖学校的各种网络资源
虚拟仿真中心建设是高校信息化建设的重要组成部分。高校在 进行虚拟仿真中心平台建设时应充分考虑与学校精品视频公开课、微 课、慕课等其他方面的信息化建设平台的无缝链接问题,所有数据应 该与教务管理系统实现互通。
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虚拟仿真实验教学中心建设与实践摘要:利用虚拟实验室开展实验教学能有效降低实验成本、扩大受益面、解决优质实验资源共享等问题。

文章从分析建设虚拟仿真实验教学中心的背景和意义入手,阐释建设虚拟仿真实验教学中心的目标、平台、内容等;结合电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心的建设经验,对目前虚拟仿真实验教学中心网络架构、系统功能、建设中存在的相关问题进行探讨。

关键词:虚拟仿真;实践教学;虚拟仿真实验教学中心;信息与网络安全0 引言实验教学一直是高校本科人才培养工作中不可或缺的重要组成部分,关系着培养人才的工程实践能力和工程创新能力。

在传统的实验教学模式下,受限于各种条件的约束,学生只能在限定的时间和地点,利用限定的实验设备,完成特定的实验内容。

因此,传统实验是完成具有“代表性”和“普适性”的“规定动作”,极大地制约了对学生动手能力及工程创新能力的培养。

此外,传统实验室的建设经费投入不可小觑,不论是实验仪器设备的购置与维护,还是实验场地的建设与管理,都需要花费大量的人力、物力和财力。

因此,在传统实验教学模式下,“投入产出比”往往受到质疑。

为此,改革传统实践教学模式,探索适应新时代发展的实践教学新模式,是摆在高校实验教学改革面前的重要课题。

自1989年虚拟仿真实验的概念被首次提出以后,国内外若干高校都陆续开始建设虚拟环境下的实验平台。

究其本质而言,虚拟仿真实验是借助于计算机、通信、多媒体、虚拟现实等现代技术于段,实现对传统实验资源的远程访问和高效共享。

随着教育技术的进步,尤其是近年来大规模开放在线课程(MOOC)的出现,远程开放式虚拟仿真实践教学模式越来越得到关注和重视,而建设虚拟仿真实验教学中心为解决上述若干问题提供了统一的平台和方法,为实践教学改革提供了新思路。

1 虚拟仿真实验教学中心产生的背景1.1 如何满足新型教育手段对实验教学的要求?首先,从现代教育的发展趋势来看,新型的实践教学手段应该能引导学生自主学习。

学生可以根据个人的学习情况和学习习惯自丰选择实践项目内容及其难度。

通过学生自主实验,在教师的辅导下做到理论与实践相结合,从而在实验教学领域达到因材施教的教学目的。

其次,新型实践教学手段应该支持将专业培养计划里的理论课程和实验课程面向不同专业背景的学生开放。

通过实验开放,学生可以跨学科、跨专业自由选择感兴趣的课程及其棚心的实践项目,进行工程实践实训,从而有利于促进学生知识面的拓展和知识应用能力的提高。

最后,新型的实践教学手段应该与MOOC平台相结合,理论教学与实践教学双管齐下,使学生不受地域和时间的限制,不受设备和平台的限制,理解和掌握所学知识,并通过实践进行印证、应用、设计和创新。

为此,从满足新型教育手段的需求来看,必须开展虚拟仿真实验教学中心的建设工作,确保在新的教育手段下学生的工程实践能力和工程创新能力得到培养和提高。

1.2 真实实验项目开设困难怎么办?真实环境下,受专业方向的影响,一些实验项目具有一定的危险性和破坏性。

搭建这类课程的实验环境难度大且成本高。

为此,很多学校和专业放弃了此类实验项目的建设,这不仅影响学生学习和吸收理论知识,也严重影响对其专业实践能力和实用技能的培养。

以信息安全专业为例,网络安全的实验环境在现实网络中具有不可逆性,同时攻防实验具有强烈的对抗性和破坏性,还会产生一定的安全隐患和法律风险。

如果因此而放弃此类实验教学,该专业学生就不能真正掌握现实世界里的安全防范控制技术,不利于培养该专业的实用型人才,而在虚拟实验环境下,上述问题都能迎刃而解。

1.3 实验成本如何控制?传统实验室建设需要大量的人力物力,从设备的购置、维护到升级,以及实验室环境的建设和管理,都会受到成本预算的制约,不论哪个环节滞后或缺失,都将造成学生理论学习与实践操作的严重脱节。

因此,在现代实验教学中,必须解决如何控制实验成本问题,提高实验教学的投入产出比。

显然,借助虚拟仿真教学可以减少经费投入,有效控制实验成本。

1.4 如何实现优质资源共享?实验资源是指实验室的仪器设备、软件平台、各类教学文档等。

在传统的实验室模式下,这些资源都归属特定的物理场地、实验室设备或内部网络,学生受限于使用时间和场地,资源利用率不高,共享受益面不大。

同时,受专业划分的影响,不同课程的实验教学资源分散隔离,不利于学生进行综合实验的设计。

虚拟仿真教学中心打破了局域网的限制,重新整合了实验资源,使得学生在校外和校内一样,随时随地访问自己感兴趣的实验课程和实验内容,极大地提高了优质实验资源的利用率,扩大了受益面。

2 虚拟仿真实验教学中心建设目标2.1 实验系统应当具有仿真性虚拟仿真实验教学中心的建设目标之一就是要确保实验系统具有高度仿真性。

所谓仿真性,就是在计算机、多媒体、虚拟现实技术等支持下,虚拟实验室里的虚拟实验与实际设备仪器功能和操作方法大致相同(甚至达到“逼真”的程度)。

例如,为了向学生开设“硬盘开盘实验”虚拟仿真实验,首先我们采用动画的形式向学生介绍开盘需要的主要工具;其次,借助于Flash等技术,以高逼真的三维立体模型,完整、真实地呈现硬盘的组成和结构;最后,当学生需要完成所要求的开盘实验任务时,借助于可视化工具,可以像在真实物理实验室中一样对硬盘“实时进行”拆卸操作。

2.2 实验系统应当具有开放性借助于计算机、通信、网络等现代技术手段,虚拟仿真实验系统应该提供用户跨网访问功能。

跨网访问将原来环境受限的实验室拓展到了“无限”的网络空间中,从而允许用户在不同的物理地点都可以方便使用实验资源。

此外,虚拟仿真实验还需要满足不同教师对实验教学安排的需求,允许教师借助于开放的实验系统按照本校培养方案和自己的授课特色开设实验课程。

当然,为了确保实验资源的安全访问,需要借助于远程登录等控制技术和安全性保证方法。

2.3 实验过程应具有易操作性在虚拟仿真条件下,参与实验的学生在学科、专业、基础和能力方面均有较大差异,因此实验过程必须具有易操作的特点,从而保证不论学生专业背景和能力如何,均不需要经过复杂的培训即可上手完成实验,这要求实验系统应具有友好的操作界面和简洁的操作流程。

3 虚拟仿真实验系统设计为了便于开展虚拟仿真实验教学,虚拟仿真实验系统不仅要能确保学生通过互联网在线接受教师的指导,还要提供给学生一个可以进行实验操作的实验环境。

同时,仅仅提供仪器设备和文档类资源的共享是不够的,虚拟环境下的仪器设备除了摸不着,别的功能应该和实物一样。

学生可以根据需要对仪器设备进行参数配置、输入/输出和数据分析。

这就要求提供一个架构合理、功能全面的虚拟仿真实验系统。

3.1 实验系统架构良好的实验系统架构不仅可以确保实验系统的可靠性和稳定性,而且在将来需要对系统进行升级时具有良好的可扩展性。

图1是电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心实验系统的架构,整个架构包括实验室网络和远程实验区。

其中,实验室网络包括安全验证服务器、远程实验服务区、学生实验区以及其他服务器等实验室网络由虚拟中心服务器、实验教学支撑系统等组成,具有实验教学资源管理、实验室虚拟仿真实验和实验教学演示等功能,是实验教学平台的核心组成部分。

学生实验区是虚拟仿真中心的本地实验支撑平台,由实验室终端及相关仪器设备组成,主要提供本地虚拟仿真实验和基于仪器设备的虚拟仿真实验功能。

远程实验区通过网络与实验室服务器群相联结,远程用户通过浏览器登录实验室服务器,可以进行相关虚拟仿真实验在接人方式方面,远程实验区通过VPN、远程桌面和直接访问3种方式实现远程虚拟仿真实验。

在VPN方式中,互联网上的远程用户通过VPN接入到局域网,从而突破实验设备只能在局域网内访问的限制,直接访问实验资源。

在远程桌面方式中,用户利用远程桌面开展虚拟仿真实验,解决了由于物理条件的局限性而只能访问本地实验资源的问题。

在直接访问方式中,用户使用浏览器访问实验室门户网站,通过WEB服务器接入虚拟实验服务器,进而访问实验资源。

3.2 实验系统功能实验系统功能包括实验教学功能和教学管理功能。

以电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心实验系统为例,其主要功能包括:(1)虚拟实验。

提供虚拟实验的人口,按类型列出虚拟实验项目,同时提供课程与实验项目关联表。

实验分为自选和必修两类,必修实验在规定时限内必须进行一次,自选实验没有时间和次数限制。

(2)实验资源。

按多媒体课件、应用软件、仿真案例等进行分类,提供信息资源的浏览、下载、上传等功能。

上传的信息资源须经系统管理员审核后列入相关栏目。

(3)实验管理。

主要包括实验计划安排、实验过程管理、实验成绩评定等内容。

由教师实现网络化的实验计划安排、系统化的自动批阅、集中化的成绩管理等功能。

(4)学生中心。

主要包括个人信息、个人实验安排及其完成日志以及实验交流等内容。

(5)系统管理。

主要包括学生管理、教师管理、信息发布、资源管理、实验统计等内容。

3.3 实验资源远程共享的方式根据实验内容和实验仪器设备的不同要求,虚拟仿真实验教学系统应当向用户提供远程控制、远程操作和实验预约3类实验资源共享方式。

远程控制方式是通过互联网向实验室的物理设备发送控制命令,观察、统计和分析该设备的输出。

远程操作是通过互联网远程使用实验资源,观察、统计和分析该设备的输出。

实验预约是通过互联网提交实验需求,等待实验资源提供方返回实验结果。

4 电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心的建设4.1 中心简介建于2009年的电子科技大学信息与网络安全虚拟仿真实验教学中心(以下简称“中心”),依托信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程3个一级学科以及计算机国家级实验教学示范中心的教学资源,服务于信息安全、信息对抗、计算机科学与技术、软件工程、网络工程、通信工程、探测制导与控制技术等10个专业,年均受益人数约为4500人。

通过多年的建设,中心形成了“攻防兼备、以攻促防、应用牵引、资源共享”的建设理念,以“基础验证、工程实践和创新研究”以及“信息加密、系统安全加固、网络互联安全、网络攻防到安全应用”为主线,建成了信息安全基础、系统安全加固、网络互联安全、网络攻防实战、移动智能终端安全、云信息安全、空天信息安全等7个虚拟仿真实验平台,建设并开设了27个实验项目,涵盖了从信息、系统和网络的安全,到移动智能终端、云计算等新型应用安全,以及空天信息等高端军事应用安全等内容。

中心自主开发了信息与网络安全虚拟仿真实验管理系统。

该系统不仅具有支持动态更新实验项目库和教师按需自主创建实验课程的特点,而且实现了实验过程和实验报告等文档管理的电子化,解决了信息与网络安全实验破坏性强和搭建实验环境复杂且成本高的问题,突破传统实验在时空上的限制,有力地支撑了教师“按需开课”的实验开课机制和“学生随时随地实验”的实验课程学习机制。

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