新信息技術(shù)條件下經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設創(chuàng)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(jīng)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(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，如何利用新一代信息技術(shù)加快仿真模擬實驗教學的建設，探索與創(chuàng)新虛擬仿真實驗教學新模式，深層次提高經(jīng)管類人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是各高校面臨的重大而艱巨的課題。

關(guān)鍵詞：云計算 大數(shù)據(jù) 經(jīng)管類 虛擬仿真實驗

為全面落實《教育信息化十年規(guī)劃（2010—2020年）》，提高高等教育質(zhì)量，教育部于2013年8月發(fā)布《關(guān)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(nèi)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(jīng)管類11家，2015年經(jīng)管類虛擬仿真實驗建設教學成為經(jīng)管類實驗建設的主流。

仿真模擬教學是利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)、3D建模技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，模擬企業(yè)現(xiàn)實中的各種場景、環(huán)境、流程、數(shù)據(jù)和業(yè)務設計教學環(huán)節(jié)， 通過體驗式學習，以達到理論與實踐相結(jié)合的一種教學方法。基于仿真模擬實踐教學，能有效的將理論知識形象化、經(jīng)濟業(yè)務真實化、情景化，營造積極活躍的課堂環(huán)境，能提高學生學習興趣，又能增強教學效果。既激發(fā)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(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目標的最佳途徑。仿真模擬教學適應了信息化的發(fā)展趨勢和現(xiàn)實需要，必將對經(jīng)管類實踐教學模式的創(chuàng)新以及學生學習方式的改變，產(chǎn)生積極而深遠的影響。目前，隨著云計算、大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，如何利用新一代信息技術(shù)加快仿真模擬教學的發(fā)展，提高虛擬仿真化程度，深層次提高經(jīng)管類人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是各高校面臨的具有劃時代重要意義的研究課題。

一、經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設的現(xiàn)狀與問題

（一）經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設規(guī)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(fā)展規(guī)劃綱要 （2010—2020年）》提出大力建設可合作開發(fā)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(jīng)管類仿真模擬實驗室建設等得到迅速發(fā)展，各大高校積極建立經(jīng)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(wǎng)絡課程庫以及課件、動畫、試題素材庫、微課等數(shù)字資源，資源在數(shù)量上取得了很大進步。但問題也隨之出現(xiàn)，比如各個學校、同一學校的不同專業(yè)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(xiàn)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(jīng)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(jīng)管類屬于社會性質(zhì)的仿真，環(huán)境復雜多變、變量多，實驗結(jié)果不確定、答案不唯一，這就對仿真技術(shù)提出很高的要求。因此，現(xiàn)階段的經(jīng)管類仿真大多數(shù)是基于流程、崗位性的仿真，也就是說按照現(xiàn)實的企業(yè)組織，模擬其業(yè)務流程，按照崗位性質(zhì)和工作內(nèi)容，設定業(yè)務規(guī)則及步驟，抽象出主要參數(shù)變量，舍棄其次要變量，將真實經(jīng)濟業(yè)務虛擬化、情景化，讓學生在實驗過程中體驗真實業(yè)務流程。但是，現(xiàn)階段的仿真卻難以模擬出復雜多變的業(yè)務環(huán)境，特別是競爭環(huán)境和宏觀經(jīng)濟環(huán)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(yè)務的學習，而很難更大程度上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和適應能力。

（三）經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設不斷規(guī)范，但可拓展性不夠

經(jīng)管類虛擬仿真模擬實驗教學建設是一項多層次、多領(lǐng)域、多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)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(yè)知識，進而培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)，因此適應專業(yè)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(zhì)和創(chuàng)新能力，如何模擬外部復雜多變的環(huán)境，營造一個高度仿真的市場化、社會化實驗環(huán)境是為虛擬仿真實驗建設的重點和難點。而現(xiàn)有的虛擬仿真實驗室建設在內(nèi)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(shù)搭建一個可持續(xù)自我發(fā)展的拓展性強實驗系統(tǒng)，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(fā)展，是經(jīng)管類虛擬仿真實驗建設的長久使命。

二、新信息技術(shù)條件下經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設創(chuàng)新與實踐

新信息技術(shù)下，“互聯(lián)網(wǎng)+”猶如一只展翅飛翔的雄鷹，在云潮滾滾之上引領(lǐng)世代的變革，而云計算、大數(shù)據(jù)就是這只雄鷹的翅膀。經(jīng)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(wǎng)絡技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)實驗室建設模式的創(chuàng)新、實驗教學方法的創(chuàng)新、實驗學習方法的創(chuàng)新。因此，新信息技術(shù)條件下經(jīng)管類仿真模擬實驗室建設創(chuàng)新分兩大部分，第一部分是傳統(tǒng)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(yè)綜合仿真模擬實驗室、跨專業(yè)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(shù)據(jù)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(gòu)如下頁圖1所示。

（一）仿真模擬實體實驗室建設

經(jīng)管類仿真模擬實體實驗室建設經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在各高校、企業(yè)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(yè)基礎知識和能力進行訓練，如經(jīng)濟分析、財務決策能力等；專業(yè)綜合仿真模擬實驗主要圍繞某一專業(yè)綜合素質(zhì)進行的訓練；跨專業(yè)仿真模擬實驗主要圍繞學生綜合職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)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(shù)的實驗教學平臺

云計算是近幾年迅速發(fā)展的新信息技術(shù)，它以互聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡計算服務。它主要表現(xiàn)兩大突出特點：其一并行計算，可以保證規(guī)模龐大的接入終端共享數(shù)據(jù)；其二分布式存儲系統(tǒng)，多副本容錯，能保證海量數(shù)據(jù)的存儲及數(shù)據(jù)的安全性。正是云計算這些優(yōu)質(zhì)的特性，為經(jīng)管仿真模擬實驗教學中心建設提供了無限創(chuàng)新的空間。

1.基于云計算技術(shù)的仿真模擬實驗教學資源共享平臺。傳統(tǒng)模式下各高校經(jīng)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(shù)下的實驗教育資源共享平臺建設，能有效地實現(xiàn)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(guī)模的硬件投入，能有效解決教學設施的重復建設，節(jié)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(tài)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(xié)作平臺?；谠朴嬎銓嶒瀸W習的交互式協(xié)作平臺擁有評論、BBS等多項深度交流與協(xié)作工具，教師根據(jù)課程需求發(fā)起一個問題或任務，學生就圍繞問題發(fā)表意見，或共同協(xié)作完成任務，教師可根據(jù)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(xié)作，實現(xiàn)分享式、協(xié)作化學習，這種學習方法的改變更能體現(xiàn)實驗教學的本質(zhì)，提高學習效率與積極性。

（三）基于大數(shù)據(jù)的仿真模擬實驗教學平臺

移動通信、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、普適計算等新技術(shù)將廣泛應用在仿真模擬實驗教學中，這些技術(shù)會在教與學的過程中收集產(chǎn)生海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：課程視頻、課件、試題、素材庫、微課等數(shù)字資源，教師教學過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，學生學習過程中交流、操作、作業(yè)、練習產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，學生出勤、成績評定、就業(yè)等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)教與學的規(guī)律，進而改進教與學的方法，實現(xiàn)定制化的教學、個性化學習，改善學習效果。

1.基于大數(shù)據(jù)的仿真模擬實驗教學服務平臺。首先，通過對實驗大數(shù)據(jù)的挖掘與分析，能有效地洞察學習者最新學習情況，發(fā)現(xiàn)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(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動向和熱點變化，因此，教師可以改變傳統(tǒng)模式下的教學資源被動更新，變?yōu)楦鶕?jù)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(shù)據(jù)（如學生實驗過程中某一步驟的錯誤率、思考時間等數(shù)據(jù)）分析，更有利于對教學過程的監(jiān)控和分析；再次，傳統(tǒng)模式下教學評價是教師根據(jù)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(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)更真實、評價維度全面、方法更科學。

2.基于大數(shù)據(jù)的仿真模擬實驗個性化學習平臺。首先，通過對實驗大數(shù)據(jù)的挖掘與分析，教師構(gòu)建學習者學習行為相關(guān)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(jié)果實現(xiàn)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(jù)自己學習情況、時間安排、學習習慣自由安排學習，實現(xiàn)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(shù)據(jù)技術(shù)可以實現(xiàn)一站式智能化實驗室管理系統(tǒng)，它可以把高校、教師、學生、家庭、企事業(yè)、政府等有效聯(lián)系在一起，構(gòu)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(jiān)督學習情況、指導學習過程；學生可以通過云平臺實現(xiàn)隨時隨地訪問，可以根據(jù)自己的需求合理安排學習，實現(xiàn)個性化的學習，共享優(yōu)質(zhì)的教育教學資源；企業(yè)可通過平臺根據(jù)需求實現(xiàn)定制化人才的培養(yǎng)；學校、政府通過平臺實現(xiàn)教學過程的監(jiān)督、評價。同時，該平臺也是科研協(xié)作平臺，實驗大數(shù)據(jù)為研究實驗教學規(guī)律、改進實驗教學的方法提供了可靠的依據(jù)，通過對這些大數(shù)據(jù)的挖掘與分析，將會有在傳統(tǒng)模式下無法企及的新發(fā)現(xiàn)，教師也可以通過該云平臺實現(xiàn)科研項目的跨學校合作，分享研究成果，為學術(shù)研究提供便利。J

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