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高等教育改革的目標(biāo)之一是突出對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗教學(xué)手段的改革需求相對于理論教學(xué)手段的改革是更為迫切的。我國電氣工程類產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展、用人需求迅猛，電氣工程類專業(yè)成為普通高校大類招生的熱門專業(yè)，招生規(guī)模較大，技術(shù)進(jìn)步速度快，我國普通高校實驗條件更新速度與此不相適應(yīng)。考慮到成本因素，專業(yè)設(shè)備購置數(shù)量不足，專業(yè)實驗需要多輪次完成，超載運行。由于受到實驗教學(xué)條件的限制，筆者學(xué)校電氣工程專業(yè)的傳統(tǒng)實驗不能滿足實驗教學(xué)的要求，實驗室改革成為必然。并且為了保護(hù)學(xué)生的人身安全，虛擬實驗室成為了實驗教學(xué)改革的新趨勢，是對傳統(tǒng)實驗教學(xué)手段的補(bǔ)充和發(fā)展。虛擬實驗室為利用分散的信息和通信技術(shù)以創(chuàng)造及獲取成果為目的，在科研與其他創(chuàng)造性活動中進(jìn)行遠(yuǎn)距離合作和實驗的一種電子協(xié)作組織。特點為靈活性高、成本低，在某些領(lǐng)域幾乎替代了傳統(tǒng)的硬件實驗。筆者學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)特點為以電力系統(tǒng)為主，所學(xué)專業(yè)面對的是高電壓，大電流的環(huán)境。實驗實訓(xùn)為了保護(hù)學(xué)生的人身安全，要求我們利用虛擬實驗的條件模擬仿真電力系統(tǒng)的實際環(huán)境，完成專業(yè)的實踐授課。同時，我們借助高校集中的優(yōu)越的地理環(huán)境，各高校形成一個“教學(xué)共同體”，優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享，筆者學(xué)校通過以優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源區(qū)域共享為導(dǎo)向，大力開展電氣專業(yè)虛擬實驗基地，使學(xué)生更好地掌握與本專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)與實踐，達(dá)到學(xué)校共贏與學(xué)生受益的目的。

一、以虛擬實驗室為基礎(chǔ)的區(qū)域化資源

目前我國大學(xué)教育不再是邊緣化、獨立化的高等教育，大學(xué)已經(jīng)進(jìn)一步打開面向政府、社會、國際高等教育的大門，首當(dāng)其沖的是學(xué)校與學(xué)校之間要形成開放的態(tài)勢。在大學(xué)集中的優(yōu)勢區(qū)域，區(qū)位因素更使得大學(xué)之間的相互開放成為應(yīng)有之義，先有開放的理念，才會有合作、互補(bǔ)和共建。任何一所大學(xué)都不可能滿足在數(shù)量上日益增長、在個性上越來越張揚的學(xué)生的需要，利用外校的富余資源、優(yōu)質(zhì)資源，各高校形成一個“教學(xué)共同體”，完全可以優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享，根據(jù)學(xué)校的區(qū)域特點制訂科學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，促進(jìn)學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到共生共贏的目的。筆者學(xué)校所在的沈陽市沈北新區(qū)擁有沈陽師范大學(xué)、遼寧大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)、沈陽醫(yī)學(xué)院、沈陽工程學(xué)院、中國醫(yī)科大學(xué)、沈陽藥科大學(xué)七所高校，同時還擁有石油化工，交通技術(shù)等高職高專等學(xué)校，此區(qū)域擁有著優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和龐大的學(xué)生群體。在此區(qū)域的大多數(shù)高校中都擁有自動化，設(shè)備制造維護(hù)等與電氣、電子類相關(guān)的專業(yè)，而同類專業(yè)虛擬實驗條件目前以筆者學(xué)校最為突出。項目的研究以沈陽工程學(xué)院為主導(dǎo)建成沈陽沈北地區(qū)高校電氣相關(guān)專業(yè)的實踐教學(xué)聯(lián)盟，將筆者學(xué)校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為本地區(qū)高校所共享，利用通訊技術(shù)及遠(yuǎn)程操作技術(shù)，實現(xiàn)外校學(xué)生足不出校就可以利用到筆者學(xué)校虛擬實驗條件完成實踐教學(xué)和自主研發(fā)實驗。筆者學(xué)校電氣工程專業(yè)虛擬實驗教學(xué)資源，已建成相對完整、系統(tǒng)、合理的電氣工程專業(yè)虛擬實驗基地群，可以完成自動化相關(guān)專業(yè)從基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、電氣類專業(yè)課的系統(tǒng)化實踐教學(xué)模式。同時利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和實驗教師團(tuán)隊開發(fā)的虛擬實驗界面，結(jié)合相關(guān)自動化虛擬實驗軟件如美國NI公司的labview等，最大化開發(fā)了電氣類相關(guān)專業(yè)虛擬實驗基地群的利用效率，使優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為多專業(yè)多學(xué)科的學(xué)生服務(wù)；同時實驗教學(xué)方面突破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式和評價模式，鼓勵學(xué)生利用虛擬實驗基地群的強(qiáng)大研發(fā)能力，獨立研發(fā)，自主創(chuàng)新，培養(yǎng)獨立創(chuàng)新能力，成績評定不再以實驗結(jié)果作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生自主創(chuàng)新的想法實踐都可以作為實驗成績佐證；在實驗室管理方面，改變傳統(tǒng)的實驗管理模式，本著“以生為本”的理念，利用虛擬實驗室的特點實現(xiàn)了自主選課，遠(yuǎn)程答疑，提交作業(yè)報告等相關(guān)工作，為學(xué)生提供了一個寬松、自由的實踐學(xué)習(xí)環(huán)境，同時電子系統(tǒng)解決了學(xué)時實驗實習(xí)報告重復(fù)率過高的問題；在區(qū)域性共享方面，虛擬實驗基地成功地實現(xiàn)了在區(qū)域內(nèi)多校區(qū)多專業(yè)的實踐實習(xí)工作，成為沈北道義七校自動化相關(guān)專業(yè)虛擬實驗共享聯(lián)盟的主導(dǎo)者，為區(qū)域性專業(yè)虛擬實驗室建設(shè)及共享起到了示范作用。

二、區(qū)域化資源共享建設(shè)

區(qū)域化教學(xué)資源的共享，不僅僅是可以跨學(xué)校選課，更重要的是可以保證學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)實效性。虛擬實驗室具有的優(yōu)勢為不受到空間、時間、距離的限制，虛擬形式可以無限制地開發(fā)實驗項目和實驗資源，并且可做到無差異教學(xué)，自主化選擇。進(jìn)行區(qū)域化的虛擬實驗教學(xué)重點的建設(shè)為完善虛擬實驗基地的信息化建設(shè)，實行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)管理，加大實驗中心開放力度。建立網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺，在網(wǎng)上及時實驗教學(xué)要求、信息、資源等，全面實行網(wǎng)上考核，通過不斷對實驗室開放系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備進(jìn)行配備，建立實驗室預(yù)約開放系統(tǒng)，學(xué)生通過網(wǎng)上預(yù)約實驗項目、時間、工位，實現(xiàn)對象管理、開放管理、預(yù)約管理、審批管理和門禁管理，進(jìn)而實現(xiàn)實驗室的真正開放。中心所有實驗教學(xué)實驗教室均配備了計算機(jī)和多媒體系統(tǒng)，并與校園網(wǎng)連通，構(gòu)成小型局域網(wǎng)。在保證學(xué)生完成必開實驗項目訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，盡量給學(xué)生足夠的自主選擇空間，鼓勵學(xué)生充分利用實驗中心的資源進(jìn)行實驗、科研、各類課外科技活動和自主實踐活動或瀏覽。在激勵政策方面，通過校企合作在虛擬實驗室設(shè)立獎學(xué)金，對開發(fā)出科學(xué)性、實踐性、操作性強(qiáng)的實驗項目進(jìn)行一定的獎勵及表彰，以鼓勵學(xué)生積極投入實驗開發(fā)、研究、推廣工作。目前實行實驗項目以開發(fā)者名字命名的制度，這對學(xué)生開發(fā)新實驗項目的熱情有很大激勵作用。在區(qū)域化高校虛擬實驗實踐基地建設(shè)的同時，項目研究同時也在更大范圍輻射虛擬基地的作用。通過產(chǎn)學(xué)研合作，與發(fā)電公司、電力企業(yè)、供電公司等行業(yè)相關(guān)單位展開合作。利用實驗中心強(qiáng)大的軟件基礎(chǔ)，承擔(dān)了大量的企業(yè)橫向科研項目和職業(yè)技能培訓(xùn)工作，擴(kuò)展實驗中心的應(yīng)用范圍，并取得了電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)技術(shù)考試培訓(xùn)考試資格。在區(qū)域化資源共享建設(shè)中，另一個重要因素就是實驗室教師團(tuán)隊建設(shè)。實驗教師要求較高的實踐開發(fā)能力，信息化知識儲備，獨立研發(fā)及較強(qiáng)的判斷能力。同時在系統(tǒng)維護(hù)中，需要專業(yè)的信息、計算機(jī)、數(shù)據(jù)庫等專業(yè)人才進(jìn)行管理。沈北新區(qū)虛擬實驗室聯(lián)盟的經(jīng)驗為相關(guān)專業(yè)技術(shù)服務(wù)需要進(jìn)行校企合作，利用專業(yè)技術(shù)公司為學(xué)校提供專業(yè)的服務(wù)，通過這種方式可以保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行。同時實驗教師團(tuán)隊需要有組織的分為基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗、自主開發(fā)實驗組，不同的組別負(fù)責(zé)不同實驗項目的管理，此種管理方式可以最大化發(fā)揮實驗教師的作用。

三、小結(jié)

本文所屬項目研究以電氣工程及其自動化專業(yè)12級和13級作為對象展開虛擬實驗室開發(fā)與利用調(diào)查。實驗項目包括電工、電機(jī)、電力系統(tǒng)仿真、電網(wǎng)仿真、變電站仿真等一系列虛擬實驗科目，在科學(xué)客觀的評價體系下，學(xué)生的實際動手能力、操作熟練程度、實驗項目優(yōu)秀率得到了普遍提高。同時實驗室利用時效比明顯提高，學(xué)生實際實驗時間顯著提高，實驗項目開出率、新項目開發(fā)數(shù)量都同比增加。學(xué)生利用虛擬實驗自主創(chuàng)新，開發(fā)研究，發(fā)表高水平論文十余篇，獲省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性質(zhì)獎勵十余項。虛擬實驗室的發(fā)展將成為我國高校發(fā)展的必然，區(qū)域性共享也必將成為未來高等教育的熱點，在本文所作研究中，區(qū)域性虛擬實驗室建設(shè)還存在著一些不可忽視的問題，如單一高校主導(dǎo)的虛擬實驗基地建設(shè)面臨著資金的巨大考驗，同一專業(yè)虛擬實驗服務(wù)器共享需要做到服務(wù)器虛擬升級的技術(shù)問題，校企合作中學(xué)生利用虛擬實驗室開發(fā)的成果歸屬及轉(zhuǎn)化問題等。綜上所述，區(qū)域性虛擬實驗室建設(shè)雖然面臨一些問題，但其對資源整合利用，高校教學(xué)自主化和現(xiàn)代化發(fā)展有著不可估量的意義，其所蘊(yùn)含的價值也不僅僅體現(xiàn)在目前研究評估中所可計算的經(jīng)濟(jì)價值。高校虛擬實驗室建設(shè)、信息化建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，高校聯(lián)盟形成區(qū)域化共享教學(xué)都必將成為未來我國高等教育的發(fā)展方向。

作者：高陽 許傲然 曲春雨 單位：沈陽工程學(xué)院