ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２ Ｎ

实　 　 验　 　 室　 　 科　 　 学

ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ　 ＳＣＩＥＮＣＥ第 ２１卷　 第 １期　 ２０１８年 ２月Ｖｏｌ1049008 ２１　 Ｎｏ1049008 １ 　 Ｆｅｂ1049008 ２０１８

虚拟仿真实验教学中心网络化实验教学体系的构建

蔡　 钒１２ 陈爱城２３ 王明兹１２ 陈必链１２

（福建师范大学　 １ 生命科学学院 ２ 生物技术与生物化工国家级虚拟仿真实验教学中心 ３化学与化工学院 福建 福州　 ３５０１１７）

摘　 要 以福建师范大学生物技术与生物化工国家级虚拟仿真实验教学中心教学体系为例 阐述了虚拟仿真

实验教学的重要性 以及虚拟仿真实验教学系统 网络化实验教学系统平台的组成 以此为基础构建了一个

虚实融合的生物工程生产企业网络化实验教学体系 这种基于网络的培训模式使得教学资源的管理更高效化实现实验教学资源共享 满足多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求 为人才培养 教学改革和工

厂技术培训开辟了一条全新的途径关键词 生物技术 生物化工 虚拟仿真 网络化教学体系

中图分类号Ｇ６４２０　 　 文献标识码Ａ　 　 ｄｏｉ１０３９６９ ｊｉｓｓｎ１６７２－４３０５２０１８０１０３２

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ1049011ｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ

ＣＡＩ Ｆａｎ１２ ＣＨＥＮ Ａｉ－ｃｈｅｎｇ２３ ＷＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｚｉ１２ ＣＨＥＮ Ｂｉ－ｌｉａｎ１２

（１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ２ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｖｉｒｔｕａｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ３ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｕｊｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１１７ Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｖｉｒｔｕａｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ ｏｕｒ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ ｗｅ ｂｕｉｌｔ ａｎ ａｃｔｕａｌ ｆｕｓｉｏｎ ｐｌａｎｔ ａｎａｌｏｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｉｓ ｗｅｂ－ｂａｓｅｄ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓｈａｒｉｎｇ ｍｅｅｔ ｍａｎｙ ｓｃｈｏｏｌｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｎｅｅｄｓ Ａｌｌ ｔｈｉｓ ｔｏ ｏｐｅｎ ｕｐ ａｎ ｅｎｔｉｒｅｌｙ ｎｅｗ ｗａｙ ｆｏｒ ｔａｌｅｎｔｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｉｎｉｎｇＫｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

通讯作者陈必链（１９６４－ ）男福建宁德人博士教授主要研究方向为藻类及发酵工程

　 　 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［１－２］ 虚拟仿真实验教学中

心建设工作坚持ldquo科学规划共享资源突出重点提高效益持续发展rdquo的指导思想以全面提高高校

学生创新精神和实践能力为宗旨以共享优质实验

教学资源为核心以建设信息化实验教学资源为重

点持续推进实验教学信息化建设推动高等学校实

验教学改革与创新［３］ 虚拟仿真实验教学依托虚

拟现实（Ｖｉｔｕｒａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ简称 ＶＲ）技术利用电脑模

拟一个三维空间的虚拟世界提供使用者关于视觉听觉等感官的模拟让使用者如同身历其境一般可以及时没有限制地观察三维空间内的事物［４－５］同时依托 ＶＲ多媒体数据库网络通讯和人机交

互等技术构建具有高度仿真的虚拟实验环境和对

象作为实体实验的有益补充突出实验技术在生物

学上的应用突破时空局限等限制使学生可以随时

随地在虚拟环境中开展实验实训活动提高学生的

自主学习和实践能力［６－７］

随着信息技术的发展校园网的建设为全国高

等院校实验教学提供了一种基于网络环境的全新管

理模式 利用先进的计算机数据库射频识别网络通信等技术并结合科学的管理理论可以构建功

能强大的实验教学管理系统促进院校实验教学资

源的充分利用实现教学信息资源信息管理信息

的有效流通与共享从而提高实验教学的管理水平质量和效率

１　 虚拟仿真实验教学的重要性

目前大多数高校课程实验实训多采用传统的

小型实验装置和在生产企业中进行随着学校及社

会对学生实习工作的重视程度越来越高学生实验

实训课时需求增长迅速而由于企业承担的安全风

险责任越来越大接纳学生进行实习的能力却越来

越小 另外学校建设的实验教学中心也存在着有些

实验难以实现耗材消耗大设备成本高危险高污染大综合训练难等诸多难题难以扩充［８－１０］

另一方面在传统的教学模式中对实验原理的

讲析一般是书面式的分解教学对实验仪器的教学也

仅限于外观的察看及操作步骤的讲解因此教学质量

和效果不高 而三维虚拟仿真教学是一种多通道综

合作用的教学方法 学生置身于三维虚拟仿真环境

之中可以充分调动感觉通道运动通道和思维通道

的学习机能接受知识的效率明显提高［１１］ 如讲解

ＰＣＲ原理时可设计动画演示 ＤＮＡ双链是如何从变

性到退火再到延伸这一过程以及在各个步骤中所涉

及的条件再者在生物工程设备的教学过程中学生

无法对发酵罐的内部结构有个清晰的认识可以通过

三维的虚拟技术对发酵罐进行剖析［１２］ 利用这种教

学技术不仅可以引起学生的兴趣也能够让学生在

学习相关知识时通过视觉冲击对实验原理和设备内

部结构一目了然提高教学效率随着生物工程产业的迅猛发展生物反应器朝

着大型化和自动化方向发展 而虚拟仿真技术的引

入可以将这些大型生物反应器虚拟化同时利用数

学运算模式来模拟生产过程中的动力学模型以实

现这些大型生物反应器生产过程的虚拟化让学生

可以在计算机上用软件来模拟实验课程中的生物反

应器教学过程 这种虚拟化的教学不但减免了购买

实验设备的支出同时也避免了生物反应器工作过程

中的耗时耗能大大降低实验教学成本

２　 虚拟仿真实验教学系统

福建师范大学生物技术与生物化工国家级虚拟

仿真实验教学中心的教学系统主要由虚拟仿真实验

教学资源和网络化教学管理平台构成其中虚拟仿

真实验教学资源包括现代分子育种虚拟仿真技术平

台发酵过程工程虚拟仿真技术平台生物分离虚拟

仿真技术平台ldquo三废rdquo处理技术虚拟仿真技术平台

四部分虚拟仿真实验教学中心（以下简称本中心）由

在线仿真培训系统整合后的系统为 Ｃ Ｓ 和 Ｂ Ｓ 结

合的模式结构如图 １所示

图 １　 Ｃ Ｓ和 Ｂ Ｓ结合的模式示意图

　 　 教学资源平台及网络管理平台均架设在 ｓｉｍｎｅｔ服务器上学生端通过客户端访问服务器教师通过

通用浏览器对 ｓｉｍｎｅｔ 服务器进行管理 分散远程

培训模式下教师和学生均通过 Ｉｎｔｒａｎｅｔ访问 ｓｉｍｎｅｔ服务器组织和参加培训学生站登录远程管理站进

行仿真培训和考核时远程管理站对学生站具有完

２２１ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

蔡钒等虚拟仿真实验教学中心网络化实验教学体系的构建

全控制能力 在集中培训模式下教师直接通过教

师站管理软件在局域网内组织学生培训教师站对

学生站具有完全控制能力 由于采用以上架构教师组织教学灵活方便

本中心的现代分子育种虚拟仿真技术平台生物分离虚拟仿真技术平台ldquo三废rdquo处理技术虚拟仿

真技术平台三个部分主要由二维操作模式组成 二

维模式现场操作采用以现场设备照片为背景加入

设备操作动画表现的方式 这种模式的优点在于界

面简洁用户容易操作很多人通过游戏直接或者间

接接触过这种模式接受起来比较容易而且开发技

术成熟难度不高对硬件环境要求也不高 缺点在

于现场感不强烈学生没有身临其境的感觉发酵过程工程虚拟仿真技术平台主要由三维操

作模式组成 三维模式也是来源于目前比较成熟的

网络游戏技术以三维场景为主具有交互式操作的

仿真模拟将现场操作以三维立体形式在计算机上

表现出来 通过将流程装置微机控制系统与数字

仿真技术结合使培训效果更加显著 其缺点是软

件操作难度提高开发难度大同时对硬件技术环境

也有一定的要求

３　 虚拟仿真网络化实验教学管理平台

随着现代网络技术的发展基于网络的培训模

式发展开始展现优势网络化教学管理平台能高效

管理教学资源实现校内外本地区及更广范围内的

实验教学资源共享满足多地区多学校和多学科专

业的虚拟仿真实验教学的需求实现多种方式接入

互联网 本实验教学管理平台主要由教师管理站仿真操作评价系统学生站等组成

本中心的教师指令站软件委托北京东方仿真软

件技术有限公司开发是一套易于操作功能全面高效率和高可靠性的在线测试系统（ＯＴＳ 系统）运行监控与管理软件能够满足从初级工到技师多个

技能等级人员的操作培训和技能考核与鉴定需求教师可以在培训过程中调用显示画面下载模型数

据增加过程干扰故障及执行其它任务 同时能够监视模型状态直接控制选定故障及远程功能而且教师能监视与学生有关的所有过程信息包括

关键的内部工艺变量 教师站作为仿真培训和技能

比赛的专用软件不仅具有组织学生进行仿真软件

培训和考试的功能还能够在培训和考试过程中提供完善的理论考题和工艺指标（即思考题策略）的考试功能

教师站可使用的显示画面和功能如下系统状

态培训策略考核策略权限策略事故策略思考

题策略自定义显示冻结 解冻项目终止交卷学生分数变量监视事故监视快门读取成绩统计及

备份仿真操作评价系统用于对操作人员的操作合理

性和控制效果进行评判 该仿真操作评价软件包括

数据库知识库推理机和解释表达四个部分 数据

库的数据来自仿真系统输入输出的实时数据知识

库是依据该设备标准化操作规程（ＳＯＰ）和药品生产

质量管理规范（ＧＭＰ）建立的推理机是基于ldquo产生

式规则rdquo的双向推理 此外该软件还采用数学统

计方差的方法对操作参数的控制质量进行评判 推

理评判结果由解释表达部分自动生成文档专家系统被设计成一个独立的软件其主要完

成该专家系统所需要的知识信息的录入编辑修改

等功能 其对知识信息的要求是必须按ldquo知识库rdquo的知识规则（本系统基于 ＳＯＰ 和 ＧＭＰ）要求进行分

类编辑 该专家系统中所有知识信息全部存储在

ldquo知识库rdquo中在专家系统运行过程中ldquo推理机rdquo程序随时都会调用ldquo知识库rdquo中的相关知识信息 知

识库中的知识信息是按一定ldquo规则rdquo储存的学生站的仿分布式控制系统（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎ

ｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ简称 ＤＣＳ系统）无论是在界面表现形式

还是在功能上均与真实的 ＤＣＳ界面保持一致ＤＣＳ的控制计算逻辑顺序的算法都经过严格的测试和真实的 ＤＣＳ 逻辑控制程序一致 模拟的画面包

括总貌图画面报警画面控制组画面趋势图画面控制阀操作画面及联锁控制图画面 通过该平台

可以从当前运行的任一状态冻结当前操作来暂时中

断当前培训以应付各类突发状况随后可以点击运

行恢复培训也可以在任何时候储存当前运行的状

态在下次学生站启动时候可以选择直接进入保存

的各种状态 此外学生站还可以设置积分因子来

加速仿真系统（包括重放）以便缩短需要长时间操

作和缓慢变化过程的时间间隔时间因子可以在一

定幅度内进行修改 系统可以运行的最高速度依赖

于仿真模型及计算机的性能本中心采用远程在线仿真管理平台作为远程组

织教学手段可实现将工艺仿真软件各种教学资源

内容整合并基于本系统平台实现对员工学习情况考核情况的自动记录和统计分析 远程在线管理平

台和各类工艺仿真软件紧密结合实现数据共享支持仿真软件基于广域网模式运行满足灵活培训的

组织要求 同时本中心将培训管理工作信息化可（下转第 １２７页）

３２１

吕淑平等自动控制元件实验课程建设与实践

通过对知识点归纳科学实验总结对获得的实

验数据和实验现象进行分析和处理得出有效结论

等方面考核学生实验报告撰写情况 实验报告鼓

励用撰写小论文方式呈现小论文撰写格式要符合

论文发表规范（３）预习情况

实验前要求学生通过课程网站进行自主学习实验时通过检查学生的预习报告和课前问答互动的

方式考核学生实验预习情况（４）测验

通过随堂试卷小测验考察学生基本概念基本

原理基本实验方法及基本操作掌握情况

５　 结语

自主学习是世界范围内广泛倡导的一种学习方

式微课的出现使得移动学习远程学习和在线学习

变得越来越普及 通过自主开发实验条件实施自

主学习自主实验制作微型视频课例等建设方式对ldquo自动控制元件实验rdquo课程进行了建设 在建设过

程中注重突出学生的主体地位和自主学习能力的提

高注重信息技术在教学中的融合和利用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 池海红单蔓红自动控制元件［Ｍ］北京中国电力出版社２００９１－３

［２］ 　 史震张鹏巩冰自动控制元件［Ｍ］北京国防工业出版社２０１３１－２

［３］ 　 贾振元建设ldquo双一流rdquo实验室支撑至关重要［ Ｊ］ 实验室研究

与探索２０１６３５（１１）１－３［４］ 　 周童曲占庆陈德春走自制设备之路提高师生实验创新能

力［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１０２９（２）１６８－１６９［５］ 　 王洁蒋灿华创新创业背景下大学生自主学习能力与综合素

质培养［Ｊ］ 高教探索２０１６（１１）１１７－１２０［６］ 　 徐长松路勇宋福元等改进ldquo热工实验rdquo教学 加强自主实验

能力培养［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１４８－１５１［７］ 　 陆源厉旭云叶治国等自主学习自主实验自主创新教学

的研究［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（６）２７２－２７４［８］ 　 桂耀荣微课及微课的制作和意义［Ｊ］ 化学教与学２０１３（５）

４１－４２［９］ 　 余泰李冰微课在高校实验教学中的应用探究［ Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１５３４（４）１９９－２０１［１０］ 　 田贞微课在计算机基础实验教学中的应用研究［ Ｊ］ 电子测

试２０１３（２４）１４８－１４９

收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２０作者简介吕淑平（１９６３－）女黑龙江哈尔滨人博士教

授实验教学中心主任主要从事实验室建设与

管理工作

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 １２３页）以方便地和其它信息系统进行数据交换

４　 结语

随着现代网络技术的发展基于网络的教学培

训管理模式逐渐开始展现出了独特的优势其能够

高效管理教学资源实现校内外及更广范围内的实

验教学资源共享满足多学校和多学科专业的虚拟

仿真实验教学的需求 通过整合现有资源构建先

进高效实用的数字化教学平台实现多种方式接

入互联网推进数字化校园建设极大地提高了教学

管理效率

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［２］ 　 李平毛昌杰徐进开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提

高高校实验教学信息化水平［ Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（１１）５－８

［３］ 　 教育部关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通

知［ ＥＢ ＯＬ］ （ ２０１３ － ０８ － １３） ｈｔｔｐ ｗｗｗ ｍｏｅ ｅｄｕ ｃｎ ｓ７８ Ａ０８ Ａ０８＿ｇｇｇｓ Ａ０８＿ｓｊｈｊ ２０１３０８ ｔ２０１３０８２１＿１５６１２１ｈｔｍｌ

［４］ 　 王晓岗赵超许新华等分层次跨学科开放实验教学实验

［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（９）１６０－１６３［５］ 　 曹玉珍余辉安家宝等基于体感交互的虚拟操作实验系统

设计［Ｊ］ 实验室科学２０１５１８（４）５３－５５［６］ 　 钱猛崔瑾成丹等南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教

学模式的探索［Ｊ］ 微生物学通报２０１６４３（４）８６１－８６６［７］ 　 刘亚丰吴元喜苏莉等生命科学与技术虚拟仿真实验教学

体系的构建［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（９）１２０－１２３［８］ 　 蔡卫国虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用［ Ｊ］ 实验

技术与管理２０１１２８（８）７６－７８［９］ 　 解丽芳林宏辉虚拟实验室在本科生物实验教学中的作用

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（９）１１４－１１５［１０］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用于研

究［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［１１］ 　 戴清源朱秀灵陈涛等三维虚拟仿真技术在发酵工厂设计

教学中的应用优势［Ｊ］ 科教文汇（下旬刊）２０１１（９）３７－４０［１２］ 　 蒋锡福运用化工虚拟仿真系统强化化工原理实验教学［ Ｊ］

广东化工２０１６４３（１１）２８１

收稿日期２０１７－０３－１４修改日期２０１７－０５－０２作者简介蔡钒（１９８７－）男福建仙游人硕士实验师研

究方向为实验室管理

７２１

随着信息技术的发展校园网的建设为全国高

等院校实验教学提供了一种基于网络环境的全新管

理模式 利用先进的计算机数据库射频识别网络通信等技术并结合科学的管理理论可以构建功

能强大的实验教学管理系统促进院校实验教学资

源的充分利用实现教学信息资源信息管理信息

的有效流通与共享从而提高实验教学的管理水平质量和效率

１　 虚拟仿真实验教学的重要性

目前大多数高校课程实验实训多采用传统的

小型实验装置和在生产企业中进行随着学校及社

会对学生实习工作的重视程度越来越高学生实验

实训课时需求增长迅速而由于企业承担的安全风

险责任越来越大接纳学生进行实习的能力却越来

越小 另外学校建设的实验教学中心也存在着有些

实验难以实现耗材消耗大设备成本高危险高污染大综合训练难等诸多难题难以扩充［８－１０］

另一方面在传统的教学模式中对实验原理的

讲析一般是书面式的分解教学对实验仪器的教学也

仅限于外观的察看及操作步骤的讲解因此教学质量

和效果不高 而三维虚拟仿真教学是一种多通道综

合作用的教学方法 学生置身于三维虚拟仿真环境

之中可以充分调动感觉通道运动通道和思维通道

的学习机能接受知识的效率明显提高［１１］ 如讲解

ＰＣＲ原理时可设计动画演示 ＤＮＡ双链是如何从变

性到退火再到延伸这一过程以及在各个步骤中所涉

及的条件再者在生物工程设备的教学过程中学生

无法对发酵罐的内部结构有个清晰的认识可以通过

三维的虚拟技术对发酵罐进行剖析［１２］ 利用这种教

学技术不仅可以引起学生的兴趣也能够让学生在

学习相关知识时通过视觉冲击对实验原理和设备内

部结构一目了然提高教学效率随着生物工程产业的迅猛发展生物反应器朝

着大型化和自动化方向发展 而虚拟仿真技术的引

入可以将这些大型生物反应器虚拟化同时利用数

学运算模式来模拟生产过程中的动力学模型以实

现这些大型生物反应器生产过程的虚拟化让学生

可以在计算机上用软件来模拟实验课程中的生物反

应器教学过程 这种虚拟化的教学不但减免了购买

实验设备的支出同时也避免了生物反应器工作过程

中的耗时耗能大大降低实验教学成本

２　 虚拟仿真实验教学系统

福建师范大学生物技术与生物化工国家级虚拟

仿真实验教学中心的教学系统主要由虚拟仿真实验

教学资源和网络化教学管理平台构成其中虚拟仿

真实验教学资源包括现代分子育种虚拟仿真技术平

台发酵过程工程虚拟仿真技术平台生物分离虚拟

仿真技术平台ldquo三废rdquo处理技术虚拟仿真技术平台

四部分虚拟仿真实验教学中心（以下简称本中心）由

在线仿真培训系统整合后的系统为 Ｃ Ｓ 和 Ｂ Ｓ 结

合的模式结构如图 １所示

图 １　 Ｃ Ｓ和 Ｂ Ｓ结合的模式示意图

　 　 教学资源平台及网络管理平台均架设在 ｓｉｍｎｅｔ服务器上学生端通过客户端访问服务器教师通过

通用浏览器对 ｓｉｍｎｅｔ 服务器进行管理 分散远程

培训模式下教师和学生均通过 Ｉｎｔｒａｎｅｔ访问 ｓｉｍｎｅｔ服务器组织和参加培训学生站登录远程管理站进

行仿真培训和考核时远程管理站对学生站具有完

２２１ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

蔡钒等虚拟仿真实验教学中心网络化实验教学体系的构建

全控制能力 在集中培训模式下教师直接通过教

师站管理软件在局域网内组织学生培训教师站对

学生站具有完全控制能力 由于采用以上架构教师组织教学灵活方便

本中心的现代分子育种虚拟仿真技术平台生物分离虚拟仿真技术平台ldquo三废rdquo处理技术虚拟仿

真技术平台三个部分主要由二维操作模式组成 二

维模式现场操作采用以现场设备照片为背景加入

设备操作动画表现的方式 这种模式的优点在于界

面简洁用户容易操作很多人通过游戏直接或者间

接接触过这种模式接受起来比较容易而且开发技

术成熟难度不高对硬件环境要求也不高 缺点在

于现场感不强烈学生没有身临其境的感觉发酵过程工程虚拟仿真技术平台主要由三维操

作模式组成 三维模式也是来源于目前比较成熟的

网络游戏技术以三维场景为主具有交互式操作的

仿真模拟将现场操作以三维立体形式在计算机上

表现出来 通过将流程装置微机控制系统与数字

仿真技术结合使培训效果更加显著 其缺点是软

件操作难度提高开发难度大同时对硬件技术环境

也有一定的要求

３　 虚拟仿真网络化实验教学管理平台

随着现代网络技术的发展基于网络的培训模

式发展开始展现优势网络化教学管理平台能高效

管理教学资源实现校内外本地区及更广范围内的

实验教学资源共享满足多地区多学校和多学科专

业的虚拟仿真实验教学的需求实现多种方式接入

互联网 本实验教学管理平台主要由教师管理站仿真操作评价系统学生站等组成

本中心的教师指令站软件委托北京东方仿真软

件技术有限公司开发是一套易于操作功能全面高效率和高可靠性的在线测试系统（ＯＴＳ 系统）运行监控与管理软件能够满足从初级工到技师多个

技能等级人员的操作培训和技能考核与鉴定需求教师可以在培训过程中调用显示画面下载模型数

据增加过程干扰故障及执行其它任务 同时能够监视模型状态直接控制选定故障及远程功能而且教师能监视与学生有关的所有过程信息包括

关键的内部工艺变量 教师站作为仿真培训和技能

比赛的专用软件不仅具有组织学生进行仿真软件

培训和考试的功能还能够在培训和考试过程中提供完善的理论考题和工艺指标（即思考题策略）的考试功能

教师站可使用的显示画面和功能如下系统状

态培训策略考核策略权限策略事故策略思考

题策略自定义显示冻结 解冻项目终止交卷学生分数变量监视事故监视快门读取成绩统计及

备份仿真操作评价系统用于对操作人员的操作合理

性和控制效果进行评判 该仿真操作评价软件包括

数据库知识库推理机和解释表达四个部分 数据

库的数据来自仿真系统输入输出的实时数据知识

库是依据该设备标准化操作规程（ＳＯＰ）和药品生产

质量管理规范（ＧＭＰ）建立的推理机是基于ldquo产生

式规则rdquo的双向推理 此外该软件还采用数学统

计方差的方法对操作参数的控制质量进行评判 推

理评判结果由解释表达部分自动生成文档专家系统被设计成一个独立的软件其主要完

成该专家系统所需要的知识信息的录入编辑修改

等功能 其对知识信息的要求是必须按ldquo知识库rdquo的知识规则（本系统基于 ＳＯＰ 和 ＧＭＰ）要求进行分

类编辑 该专家系统中所有知识信息全部存储在

ldquo知识库rdquo中在专家系统运行过程中ldquo推理机rdquo程序随时都会调用ldquo知识库rdquo中的相关知识信息 知

识库中的知识信息是按一定ldquo规则rdquo储存的学生站的仿分布式控制系统（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎ

ｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ简称 ＤＣＳ系统）无论是在界面表现形式

还是在功能上均与真实的 ＤＣＳ界面保持一致ＤＣＳ的控制计算逻辑顺序的算法都经过严格的测试和真实的 ＤＣＳ 逻辑控制程序一致 模拟的画面包

括总貌图画面报警画面控制组画面趋势图画面控制阀操作画面及联锁控制图画面 通过该平台

可以从当前运行的任一状态冻结当前操作来暂时中

断当前培训以应付各类突发状况随后可以点击运

行恢复培训也可以在任何时候储存当前运行的状

态在下次学生站启动时候可以选择直接进入保存

的各种状态 此外学生站还可以设置积分因子来

加速仿真系统（包括重放）以便缩短需要长时间操

作和缓慢变化过程的时间间隔时间因子可以在一

定幅度内进行修改 系统可以运行的最高速度依赖

于仿真模型及计算机的性能本中心采用远程在线仿真管理平台作为远程组

织教学手段可实现将工艺仿真软件各种教学资源

内容整合并基于本系统平台实现对员工学习情况考核情况的自动记录和统计分析 远程在线管理平

台和各类工艺仿真软件紧密结合实现数据共享支持仿真软件基于广域网模式运行满足灵活培训的

组织要求 同时本中心将培训管理工作信息化可（下转第 １２７页）

３２１

吕淑平等自动控制元件实验课程建设与实践

通过对知识点归纳科学实验总结对获得的实

验数据和实验现象进行分析和处理得出有效结论

等方面考核学生实验报告撰写情况 实验报告鼓

励用撰写小论文方式呈现小论文撰写格式要符合

论文发表规范（３）预习情况

实验前要求学生通过课程网站进行自主学习实验时通过检查学生的预习报告和课前问答互动的

方式考核学生实验预习情况（４）测验

通过随堂试卷小测验考察学生基本概念基本

原理基本实验方法及基本操作掌握情况

５　 结语

自主学习是世界范围内广泛倡导的一种学习方

式微课的出现使得移动学习远程学习和在线学习

变得越来越普及 通过自主开发实验条件实施自

主学习自主实验制作微型视频课例等建设方式对ldquo自动控制元件实验rdquo课程进行了建设 在建设过

程中注重突出学生的主体地位和自主学习能力的提

高注重信息技术在教学中的融合和利用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 池海红单蔓红自动控制元件［Ｍ］北京中国电力出版社２００９１－３

［２］ 　 史震张鹏巩冰自动控制元件［Ｍ］北京国防工业出版社２０１３１－２

［３］ 　 贾振元建设ldquo双一流rdquo实验室支撑至关重要［ Ｊ］ 实验室研究

与探索２０１６３５（１１）１－３［４］ 　 周童曲占庆陈德春走自制设备之路提高师生实验创新能

力［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１０２９（２）１６８－１６９［５］ 　 王洁蒋灿华创新创业背景下大学生自主学习能力与综合素

质培养［Ｊ］ 高教探索２０１６（１１）１１７－１２０［６］ 　 徐长松路勇宋福元等改进ldquo热工实验rdquo教学 加强自主实验

能力培养［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１４８－１５１［７］ 　 陆源厉旭云叶治国等自主学习自主实验自主创新教学

的研究［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（６）２７２－２７４［８］ 　 桂耀荣微课及微课的制作和意义［Ｊ］ 化学教与学２０１３（５）

４１－４２［９］ 　 余泰李冰微课在高校实验教学中的应用探究［ Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１５３４（４）１９９－２０１［１０］ 　 田贞微课在计算机基础实验教学中的应用研究［ Ｊ］ 电子测

试２０１３（２４）１４８－１４９

收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２０作者简介吕淑平（１９６３－）女黑龙江哈尔滨人博士教

授实验教学中心主任主要从事实验室建设与

管理工作

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 １２３页）以方便地和其它信息系统进行数据交换

４　 结语

随着现代网络技术的发展基于网络的教学培

训管理模式逐渐开始展现出了独特的优势其能够

高效管理教学资源实现校内外及更广范围内的实

验教学资源共享满足多学校和多学科专业的虚拟

仿真实验教学的需求 通过整合现有资源构建先

进高效实用的数字化教学平台实现多种方式接

入互联网推进数字化校园建设极大地提高了教学

管理效率

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［２］ 　 李平毛昌杰徐进开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提

高高校实验教学信息化水平［ Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（１１）５－８

［３］ 　 教育部关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通

知［ ＥＢ ＯＬ］ （ ２０１３ － ０８ － １３） ｈｔｔｐ ｗｗｗ ｍｏｅ ｅｄｕ ｃｎ ｓ７８ Ａ０８ Ａ０８＿ｇｇｇｓ Ａ０８＿ｓｊｈｊ ２０１３０８ ｔ２０１３０８２１＿１５６１２１ｈｔｍｌ

［４］ 　 王晓岗赵超许新华等分层次跨学科开放实验教学实验

［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（９）１６０－１６３［５］ 　 曹玉珍余辉安家宝等基于体感交互的虚拟操作实验系统

设计［Ｊ］ 实验室科学２０１５１８（４）５３－５５［６］ 　 钱猛崔瑾成丹等南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教

学模式的探索［Ｊ］ 微生物学通报２０１６４３（４）８６１－８６６［７］ 　 刘亚丰吴元喜苏莉等生命科学与技术虚拟仿真实验教学

体系的构建［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（９）１２０－１２３［８］ 　 蔡卫国虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用［ Ｊ］ 实验

技术与管理２０１１２８（８）７６－７８［９］ 　 解丽芳林宏辉虚拟实验室在本科生物实验教学中的作用

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（９）１１４－１１５［１０］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用于研

究［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［１１］ 　 戴清源朱秀灵陈涛等三维虚拟仿真技术在发酵工厂设计

教学中的应用优势［Ｊ］ 科教文汇（下旬刊）２０１１（９）３７－４０［１２］ 　 蒋锡福运用化工虚拟仿真系统强化化工原理实验教学［ Ｊ］

广东化工２０１６４３（１１）２８１

收稿日期２０１７－０３－１４修改日期２０１７－０５－０２作者简介蔡钒（１９８７－）男福建仙游人硕士实验师研

究方向为实验室管理

７２１

蔡钒等虚拟仿真实验教学中心网络化实验教学体系的构建

全控制能力 在集中培训模式下教师直接通过教

师站管理软件在局域网内组织学生培训教师站对

学生站具有完全控制能力 由于采用以上架构教师组织教学灵活方便

本中心的现代分子育种虚拟仿真技术平台生物分离虚拟仿真技术平台ldquo三废rdquo处理技术虚拟仿

真技术平台三个部分主要由二维操作模式组成 二

维模式现场操作采用以现场设备照片为背景加入

设备操作动画表现的方式 这种模式的优点在于界

面简洁用户容易操作很多人通过游戏直接或者间

接接触过这种模式接受起来比较容易而且开发技

术成熟难度不高对硬件环境要求也不高 缺点在

于现场感不强烈学生没有身临其境的感觉发酵过程工程虚拟仿真技术平台主要由三维操

作模式组成 三维模式也是来源于目前比较成熟的

网络游戏技术以三维场景为主具有交互式操作的

仿真模拟将现场操作以三维立体形式在计算机上

表现出来 通过将流程装置微机控制系统与数字

仿真技术结合使培训效果更加显著 其缺点是软

件操作难度提高开发难度大同时对硬件技术环境

也有一定的要求

３　 虚拟仿真网络化实验教学管理平台

随着现代网络技术的发展基于网络的培训模

式发展开始展现优势网络化教学管理平台能高效

管理教学资源实现校内外本地区及更广范围内的

实验教学资源共享满足多地区多学校和多学科专

业的虚拟仿真实验教学的需求实现多种方式接入

互联网 本实验教学管理平台主要由教师管理站仿真操作评价系统学生站等组成

本中心的教师指令站软件委托北京东方仿真软

件技术有限公司开发是一套易于操作功能全面高效率和高可靠性的在线测试系统（ＯＴＳ 系统）运行监控与管理软件能够满足从初级工到技师多个

技能等级人员的操作培训和技能考核与鉴定需求教师可以在培训过程中调用显示画面下载模型数

据增加过程干扰故障及执行其它任务 同时能够监视模型状态直接控制选定故障及远程功能而且教师能监视与学生有关的所有过程信息包括

关键的内部工艺变量 教师站作为仿真培训和技能

比赛的专用软件不仅具有组织学生进行仿真软件

培训和考试的功能还能够在培训和考试过程中提供完善的理论考题和工艺指标（即思考题策略）的考试功能

教师站可使用的显示画面和功能如下系统状

态培训策略考核策略权限策略事故策略思考

题策略自定义显示冻结 解冻项目终止交卷学生分数变量监视事故监视快门读取成绩统计及

备份仿真操作评价系统用于对操作人员的操作合理

性和控制效果进行评判 该仿真操作评价软件包括

数据库知识库推理机和解释表达四个部分 数据

库的数据来自仿真系统输入输出的实时数据知识

库是依据该设备标准化操作规程（ＳＯＰ）和药品生产

质量管理规范（ＧＭＰ）建立的推理机是基于ldquo产生

式规则rdquo的双向推理 此外该软件还采用数学统

计方差的方法对操作参数的控制质量进行评判 推

理评判结果由解释表达部分自动生成文档专家系统被设计成一个独立的软件其主要完

成该专家系统所需要的知识信息的录入编辑修改

等功能 其对知识信息的要求是必须按ldquo知识库rdquo的知识规则（本系统基于 ＳＯＰ 和 ＧＭＰ）要求进行分

类编辑 该专家系统中所有知识信息全部存储在

ldquo知识库rdquo中在专家系统运行过程中ldquo推理机rdquo程序随时都会调用ldquo知识库rdquo中的相关知识信息 知

识库中的知识信息是按一定ldquo规则rdquo储存的学生站的仿分布式控制系统（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎ

ｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ简称 ＤＣＳ系统）无论是在界面表现形式

还是在功能上均与真实的 ＤＣＳ界面保持一致ＤＣＳ的控制计算逻辑顺序的算法都经过严格的测试和真实的 ＤＣＳ 逻辑控制程序一致 模拟的画面包

括总貌图画面报警画面控制组画面趋势图画面控制阀操作画面及联锁控制图画面 通过该平台

可以从当前运行的任一状态冻结当前操作来暂时中

断当前培训以应付各类突发状况随后可以点击运

行恢复培训也可以在任何时候储存当前运行的状

态在下次学生站启动时候可以选择直接进入保存

的各种状态 此外学生站还可以设置积分因子来

加速仿真系统（包括重放）以便缩短需要长时间操

作和缓慢变化过程的时间间隔时间因子可以在一

定幅度内进行修改 系统可以运行的最高速度依赖

于仿真模型及计算机的性能本中心采用远程在线仿真管理平台作为远程组

织教学手段可实现将工艺仿真软件各种教学资源

内容整合并基于本系统平台实现对员工学习情况考核情况的自动记录和统计分析 远程在线管理平

台和各类工艺仿真软件紧密结合实现数据共享支持仿真软件基于广域网模式运行满足灵活培训的

组织要求 同时本中心将培训管理工作信息化可（下转第 １２７页）

３２１

吕淑平等自动控制元件实验课程建设与实践

通过对知识点归纳科学实验总结对获得的实

验数据和实验现象进行分析和处理得出有效结论

等方面考核学生实验报告撰写情况 实验报告鼓

励用撰写小论文方式呈现小论文撰写格式要符合

论文发表规范（３）预习情况

实验前要求学生通过课程网站进行自主学习实验时通过检查学生的预习报告和课前问答互动的

方式考核学生实验预习情况（４）测验

通过随堂试卷小测验考察学生基本概念基本

原理基本实验方法及基本操作掌握情况

５　 结语

自主学习是世界范围内广泛倡导的一种学习方

式微课的出现使得移动学习远程学习和在线学习

变得越来越普及 通过自主开发实验条件实施自

主学习自主实验制作微型视频课例等建设方式对ldquo自动控制元件实验rdquo课程进行了建设 在建设过

程中注重突出学生的主体地位和自主学习能力的提

高注重信息技术在教学中的融合和利用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 池海红单蔓红自动控制元件［Ｍ］北京中国电力出版社２００９１－３

［２］ 　 史震张鹏巩冰自动控制元件［Ｍ］北京国防工业出版社２０１３１－２

［３］ 　 贾振元建设ldquo双一流rdquo实验室支撑至关重要［ Ｊ］ 实验室研究

与探索２０１６３５（１１）１－３［４］ 　 周童曲占庆陈德春走自制设备之路提高师生实验创新能

力［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１０２９（２）１６８－１６９［５］ 　 王洁蒋灿华创新创业背景下大学生自主学习能力与综合素

质培养［Ｊ］ 高教探索２０１６（１１）１１７－１２０［６］ 　 徐长松路勇宋福元等改进ldquo热工实验rdquo教学 加强自主实验

能力培养［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１４８－１５１［７］ 　 陆源厉旭云叶治国等自主学习自主实验自主创新教学

的研究［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（６）２７２－２７４［８］ 　 桂耀荣微课及微课的制作和意义［Ｊ］ 化学教与学２０１３（５）

４１－４２［９］ 　 余泰李冰微课在高校实验教学中的应用探究［ Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１５３４（４）１９９－２０１［１０］ 　 田贞微课在计算机基础实验教学中的应用研究［ Ｊ］ 电子测

试２０１３（２４）１４８－１４９

收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２０作者简介吕淑平（１９６３－）女黑龙江哈尔滨人博士教

授实验教学中心主任主要从事实验室建设与

管理工作

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 １２３页）以方便地和其它信息系统进行数据交换

４　 结语

随着现代网络技术的发展基于网络的教学培

训管理模式逐渐开始展现出了独特的优势其能够

高效管理教学资源实现校内外及更广范围内的实

验教学资源共享满足多学校和多学科专业的虚拟

仿真实验教学的需求 通过整合现有资源构建先

进高效实用的数字化教学平台实现多种方式接

入互联网推进数字化校园建设极大地提高了教学

管理效率

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［２］ 　 李平毛昌杰徐进开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提

高高校实验教学信息化水平［ Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（１１）５－８

［３］ 　 教育部关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通

知［ ＥＢ ＯＬ］ （ ２０１３ － ０８ － １３） ｈｔｔｐ ｗｗｗ ｍｏｅ ｅｄｕ ｃｎ ｓ７８ Ａ０８ Ａ０８＿ｇｇｇｓ Ａ０８＿ｓｊｈｊ ２０１３０８ ｔ２０１３０８２１＿１５６１２１ｈｔｍｌ

［４］ 　 王晓岗赵超许新华等分层次跨学科开放实验教学实验

［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（９）１６０－１６３［５］ 　 曹玉珍余辉安家宝等基于体感交互的虚拟操作实验系统

设计［Ｊ］ 实验室科学２０１５１８（４）５３－５５［６］ 　 钱猛崔瑾成丹等南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教

学模式的探索［Ｊ］ 微生物学通报２０１６４３（４）８６１－８６６［７］ 　 刘亚丰吴元喜苏莉等生命科学与技术虚拟仿真实验教学

体系的构建［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（９）１２０－１２３［８］ 　 蔡卫国虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用［ Ｊ］ 实验

技术与管理２０１１２８（８）７６－７８［９］ 　 解丽芳林宏辉虚拟实验室在本科生物实验教学中的作用

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（９）１１４－１１５［１０］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用于研

究［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［１１］ 　 戴清源朱秀灵陈涛等三维虚拟仿真技术在发酵工厂设计

教学中的应用优势［Ｊ］ 科教文汇（下旬刊）２０１１（９）３７－４０［１２］ 　 蒋锡福运用化工虚拟仿真系统强化化工原理实验教学［ Ｊ］

广东化工２０１６４３（１１）２８１

收稿日期２０１７－０３－１４修改日期２０１７－０５－０２作者简介蔡钒（１９８７－）男福建仙游人硕士实验师研

究方向为实验室管理

７２１

吕淑平等自动控制元件实验课程建设与实践

通过对知识点归纳科学实验总结对获得的实

验数据和实验现象进行分析和处理得出有效结论

等方面考核学生实验报告撰写情况 实验报告鼓

励用撰写小论文方式呈现小论文撰写格式要符合

论文发表规范（３）预习情况

实验前要求学生通过课程网站进行自主学习实验时通过检查学生的预习报告和课前问答互动的

方式考核学生实验预习情况（４）测验

通过随堂试卷小测验考察学生基本概念基本

原理基本实验方法及基本操作掌握情况

５　 结语

自主学习是世界范围内广泛倡导的一种学习方

式微课的出现使得移动学习远程学习和在线学习

变得越来越普及 通过自主开发实验条件实施自

主学习自主实验制作微型视频课例等建设方式对ldquo自动控制元件实验rdquo课程进行了建设 在建设过

程中注重突出学生的主体地位和自主学习能力的提

高注重信息技术在教学中的融合和利用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 池海红单蔓红自动控制元件［Ｍ］北京中国电力出版社２００９１－３

［２］ 　 史震张鹏巩冰自动控制元件［Ｍ］北京国防工业出版社２０１３１－２

［３］ 　 贾振元建设ldquo双一流rdquo实验室支撑至关重要［ Ｊ］ 实验室研究

与探索２０１６３５（１１）１－３［４］ 　 周童曲占庆陈德春走自制设备之路提高师生实验创新能

力［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１０２９（２）１６８－１６９［５］ 　 王洁蒋灿华创新创业背景下大学生自主学习能力与综合素

质培养［Ｊ］ 高教探索２０１６（１１）１１７－１２０［６］ 　 徐长松路勇宋福元等改进ldquo热工实验rdquo教学 加强自主实验

能力培养［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１４８－１５１［７］ 　 陆源厉旭云叶治国等自主学习自主实验自主创新教学

的研究［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（６）２７２－２７４［８］ 　 桂耀荣微课及微课的制作和意义［Ｊ］ 化学教与学２０１３（５）

４１－４２［９］ 　 余泰李冰微课在高校实验教学中的应用探究［ Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１５３４（４）１９９－２０１［１０］ 　 田贞微课在计算机基础实验教学中的应用研究［ Ｊ］ 电子测

试２０１３（２４）１４８－１４９

收稿日期２０１７－０４－２８修改日期２０１７－０５－２０作者简介吕淑平（１９６３－）女黑龙江哈尔滨人博士教

授实验教学中心主任主要从事实验室建设与

管理工作

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979（上接第 １２３页）以方便地和其它信息系统进行数据交换

４　 结语

随着现代网络技术的发展基于网络的教学培

训管理模式逐渐开始展现出了独特的优势其能够

高效管理教学资源实现校内外及更广范围内的实

验教学资源共享满足多学校和多学科专业的虚拟

仿真实验教学的需求 通过整合现有资源构建先

进高效实用的数字化教学平台实现多种方式接

入互联网推进数字化校园建设极大地提高了教学

管理效率

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［２］ 　 李平毛昌杰徐进开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提

高高校实验教学信息化水平［ Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（１１）５－８

［３］ 　 教育部关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通

知［ ＥＢ ＯＬ］ （ ２０１３ － ０８ － １３） ｈｔｔｐ ｗｗｗ ｍｏｅ ｅｄｕ ｃｎ ｓ７８ Ａ０８ Ａ０８＿ｇｇｇｓ Ａ０８＿ｓｊｈｊ ２０１３０８ ｔ２０１３０８２１＿１５６１２１ｈｔｍｌ

［４］ 　 王晓岗赵超许新华等分层次跨学科开放实验教学实验

［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１３３２（９）１６０－１６３［５］ 　 曹玉珍余辉安家宝等基于体感交互的虚拟操作实验系统

设计［Ｊ］ 实验室科学２０１５１８（４）５３－５５［６］ 　 钱猛崔瑾成丹等南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教

学模式的探索［Ｊ］ 微生物学通报２０１６４３（４）８６１－８６６［７］ 　 刘亚丰吴元喜苏莉等生命科学与技术虚拟仿真实验教学

体系的构建［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（９）１２０－１２３［８］ 　 蔡卫国虚拟仿真技术在机械工程实验教学中的应用［ Ｊ］ 实验

技术与管理２０１１２８（８）７６－７８［９］ 　 解丽芳林宏辉虚拟实验室在本科生物实验教学中的作用

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（９）１１４－１１５［１０］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用于研

究［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［１１］ 　 戴清源朱秀灵陈涛等三维虚拟仿真技术在发酵工厂设计

教学中的应用优势［Ｊ］ 科教文汇（下旬刊）２０１１（９）３７－４０［１２］ 　 蒋锡福运用化工虚拟仿真系统强化化工原理实验教学［ Ｊ］

广东化工２０１６４３（１１）２８１

收稿日期２０１７－０３－１４修改日期２０１７－０５－０２作者简介蔡钒（１９８７－）男福建仙游人硕士实验师研

究方向为实验室管理

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