虚拟仿真实验的教学平台功能、信息化设备与信息安全.docx

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1、虚拟仿真实验的教学平台功能、信息化设备与信息安全中心充分依托物理学国家重点学科雄厚的学科平台，充分整合教学和科研资源，大力进行信息化设备与安全减少，有效地构建平台使用、共享和管理功能，在虚拟仿真实验教学实践中，取得了良好的教学效果和成绩，得到了省内外专家同行的高度评价。一、强大的依托环境我校物理与电子技术虚拟仿真实验教学中心，主要依托物理学（理科，师范类）和电子、通信、计算机（工科，非师范类）两大门类学科建设而成，充分集中的了全校的优势资源和环境，具体如下：国家重点学科：物理学（我校理工科仅有的两个国家重点学科之一）（2）国家级教学团队：物理学（2009年实现了我校理工科类在该“质量工程”项目

2、上零的突破）；国家“211工程”重点建设学科：理论物理教育部重点实验室：低维量子结构与调控省部共建湖南省特色专业：物理学、电子信息科学与技术湖南省重点本科专业：物理学一级学科博士点和博士后科研流动站：物理学二、完备的虚拟仿真实验功能虚拟仿真实验的教学平台能够提供电磁学、光学、电学、热学、力学和近代物理等课程共计近百个远程仿真实验，在实验室局域网中运行并在实验教学中进行了应用，实现了实验教学资源的共享，构建了多元化的现代物理实验教学，这种在线开放式教学技术，完善了实验管理，提高了教学质量，在培养不同层次理工科学生及其创新能力方面发挥了重要作用，取得了明显的效果。三、一流的信息化设备中心近年通过大

3、力投入，购置了大批信息化设备，如：SGl小型机，DELL高性能计算机集群，DELL服务器等，建设了一流的演示与探索实验教学平台，并进行了配套的特色实验教材、实验教学方法的建设。同时，中心整合了学校校园信息中心的资源，将诸多虚拟仿真软件挂载在校园信息中心服务器，从而能够为全校师生共享使用。同时，提供一定数量的VPN专用账号，为虚拟仿真实验的国内外远程用户提供服务，取得了较好的效果。四、可靠的网络与信息安全保障网络与信息安全是虚拟仿真实验教学正常开展的前提，中心连同学校校园信息中心一起，为所有虚拟仿真计算机配备了专用防火墙和网络版瑞星杀毒软件，有效的保障了整个中心的虚拟仿真资源的正常运转。同时，中

4、心还设有专职网络管理教师和专职实验管理人员各1名，随时响应实验教学中遇到的各类网络故障及信息安全事故，做到第一时间响应、第一时间解决。五、统一的管理与共享平台中心为所有虚拟仿真软件提供了统一集中的互联网入口，能够提供实验室局域网、校园网内网或者外网的远程仿真实验接入。同时，该统一入口平台又具有良好的可扩展性和兼容性，能够实现虚拟仿真软件和教学资源的高效管理及使用。中心的虚拟仿真教学资源从功能使用上来说，大致可以分为两类，一类是纯软件仿真或计算型，比如大学物理全虚拟仿真实验平台、电子电路系统仿真实验平台、通信理论与信号处理虚拟仿真实验系统、大分子结构三维重构数据处理软件包等，这类资源主要是通过配

5、置、设计和二次编程等方式使用和开展虚拟仿真实验。另一类则是需要硬件实物设备提供支持，是综合性的软硬件结合的虚拟仿真系统，如电信级的现代通信实训平台、量子物理虚拟仪器开发及应用平台、量子结构高性能计算系统、物理演示导学系统等，这类资源可以通过软硬件连接后进行调节和设置等，来开展虚拟仿真实验。上述两类资源，都可以让学生根据实验教学大纲或研究项目要求，充分自由地进行实验项目的搭建。管理与共享平台利用实验中心门户，对外展示实验中心，提供了信息发布，数据检索、互动交流、成绩评定、成果展示等，以实现虚拟实验教学及研究的协作和资源成果共享。具体如下：物理实验预习与自动评判系统：a、通过本系统，教师制定真实实

6、验的预习报告（包括预习题和对应的仿真实验仪器操作预习），并通过系统发布和接收。b、学生在课前通过虚拟实验预习系统操作虚拟实验、了解实验原理、内容及实验仪器操作方法，建立起对实验直观认识，完成对实验原理、仪器原理的理解，形成实验的思路和仪器操作方法的训练。通过预习做到在课堂实验前胸有成竹。c、虚拟仿真实验自动记录学生的实验操作情况，通过预习专家系统自动评判分数，并指出具体错误，学生可反复进行，直到满意后上交。d、教师通过虚拟仿真实验预习系统了解学生的预习情况，针对性的调整教学要点。物理实验考试与自动判卷系统:采用本系统,教师制定实验考卷（包括用仿真实验考核操作内容仿真实验的专家系统将自动记录和判

7、别学生操作，进行自动评分，有效地解决了实验教学操作考试没有客观标准和实验教学质量无法客观评估的问题。也可将虚拟实验考试与实际研究性、综合性实验考核相结合，两个成绩各占一定比例的考试方式。教学管理及选排课系统：根据选课规则学生自主选择实验项目，自动形成统一实验课表，并把信息传递到各个具体环节和项目中，并实施各项管理职能，是该项目的“神经中枢二实验教学交互系统：实现仿真实验网络教学、实验答疑、在线交互。开放式实验室管理系统：全天候开放实验教学资源，营造学生自主实验的学习环境。通过仿真实验考试系统考核后取得资格，利用开放实验室管理系统开展自主开放式实验，或用实物进行课前预习、课后复习。实验报告自动评

8、阅系统：采用数据处理机评与教师手评结合方式，充分发挥计算机的数据处理能力，提高报告评阅质量和效率，让教师通过报告有效发现教学问题，有针对性的提高教学质量。良好的科研成果转化率科研和教学是一种互相依赖、互相促进的关系，在虚拟仿真实验教学中尤其明显，很多探索性、前瞻性的科研工作，目前实验设备无法满足其要求，用实物实验无法开展实验，因此通常用虚拟仿真来进行数据的摸索。在我中心的虚拟仿真实验教学中，有近一半左右的实验项目，是来源于科研项目或应用于科研项目，需要用到高精密的科研设备，这些实验项目大大提高了虚拟仿真实验教学水平和质量，也促进了我校科研水平的进一步提高，为学生培养和科研队伍的建设做出了重要贡献。诸如理论物理高性能仿真计算及虚拟仪器开发应用模块，以及集成电路与光通信电路设计仿真实验平台，就在中心诸多教师承担的国家自然科学基金项目研究中得到了应用，并进一步开发出了一些供高年级本科生和研究生学习的实验项目，从而能在大批量培养科研型学生队伍，进一步开拓学生的视野、提升知识结构、以及综合设计和创新能力。