建设理念

1) 最优化的实验模式

    在实验教学设计中积极探索各种类型实验的优势互补,将动画模拟、虚拟仿真、远程实验和实物实验优化组合。对于电子信息类的实验教学,部分原理抽象的概念通过动画模拟演示即可达到教学效果;部分单片机和嵌入式实验通过远程实验向学生开放;基本型和设计型的实验一般通过实物现场实验提高学生动手实践能力;综合型、创新型、不易实施的实验通过虚拟仿真实验完成。学生可以方便地修正、重组、查验和尝试,既满足了实验的灵活性和有效性的要求,又可极大地减少实验成本和资源消耗。北京邮电大学电子信息虚拟仿真实验中心将一些现实难以开展的实验(如:电磁场、移动通信、智能网、下一代网络、城域网等学科方向涉及的部分实验)、实验设备高成本的实验(如:【广域网实验】)、实验器材损耗大、原材料消耗和环境污染大的实验(如:【电子电路实验】)主要通过虚拟仿真平台开展,与动画模拟、远程实验、现场实验优化组合,共同确保实验教学的体系和层次。

2) 流程化的实验管理

    注重操作细节,规范实验管理,基于开放式实验教学管理系统完成实验教学的全流程业务功能。通过实验课程管理、实验教学设计、实验教学安排、实验前预习、实验过程指导、实验结果批改、实验成绩分析等,实现对实验教学过程的全流程跟踪。各类教学资源建设也进行流程管理。基于网络的流程化管理有效促进各种类型实验的统一安排、优化组合,提高实验教学工作的效率和规范,为开放共享虚拟仿真实验资源奠定良好基础。

3) 智能化的教学服务

    为了减轻实验指导教师的工作量,提高实验教学的质量和效果,在课前预习阶段,采用智能组卷技术对学生进行应知应会测试。在实验过程中,采用人工智能技术,实现虚拟仿真实验的网上实时智能指导,根据实验过程中的问题,阶段性地对学生进行个性化的有效指导。实验结束后,对学生的实验结果和实验报告进行自动化的辅助批改。整个教学过程中,学生随时可以通过智能答疑系统答疑,学生可搜索常见问题、与教师实时互动或者向教师发送邮件。实验管理者和教师可以对实验过程的数据进行详实的统计与分析,通过大数据挖掘,发现教学过程中的问题,改进实验教学。

4) 规范化的资源建设

    虚拟仿真实验种类较多,技术较复杂。为了保障实验教学资源的长期积累和共享交流,实现规范化的资源建设就显得非常必要。我中心主要成员参与了国家虚拟实验相关标准的制定,在实验教学系统、实验教学资源的开发方面制定了一系列的规范和标准。这些规范和标准的实施,有利于在全国范围内更大规模和更大范围的推广和应用,减少不必要的重复开发和浪费。