张 进， 陈 苹， 凌 翔， 樊 华， 何 翔

(电子科技大学a.信息与通信工程学院;b.英才实验学院;c.教务处;d.电子科学与工程学院，成都611731)

0 引言

实验室是进行科学研究和实验教学的重要阵地，在建设一流学科、一流大学和培养学生创新能力、实践能力等方面发挥着重要作用。然而目前国内大多数高校的教学过程中，仍然存在着“重知识传授，轻能力培养”“重理论、轻实践”的现象，实验教学在高校课程体系中一直处于从属地位［1］。因此，对于“实验室的重要性，再强调也不过分”［2］的认识还需进一步加强。

21世纪是信息化高速发展的时代，利用信息化提高我国教育质量已成为重要抓手，经过近年来的努力实践，我国已建成一大批卓有成效的实验教学示范中心、虚拟仿真实验教学中心［3］。作为国家级实验教学示范中心建设和发展的延续，虚拟仿真中心进一步完善了高校实验教学体系，优化资源配置，促进资源整合共享。电子科技大学智慧物联虚拟仿真实验教学中心以“信息与通信工程”“光学工程”两个一级学科为支撑，依托国家实验示范中心、国家和教育部重点实验室成立。通过搭建虚拟仿真实验教学平台，中心将理论教学与实践教学、真实实验教学与虚拟仿真实验教学有机结合，有效解决了我校实验教学资源短缺与学生需求日益增长的矛盾，提高了人才培养质量［4］。

1 智慧物联虚拟仿真实验教学中心建设的基本原则

(1)虚实结合［5］。传统真实实验教学与虚拟仿真实验教学各有优点，学生对真实器件、真实设备、真实网络的操作，可以获得直观的认知。而在此基础上，实施虚拟仿真实验教学，则对难以进行的极端、复杂、综合实验进行深入学习，有助于学生透彻地掌握相关知识。实验教师将两种教学方式有效结合，方能发挥出真正的教学水平。虚拟仿真实验教学中心是实验教学示范中心的重要组成部分，也是实验教学示范中心建设的延伸，这将为实验教学示范中心建设注入新的活力和新的内容［6］。

(2)科教融合。实验室是发现知识和传播知识的重要平台，科研成果是发现知识的充分体现，实验教学则扮演着传播知识的角色。学院开展科研团队“三个一工程”，促进科研成果转化为优质实验教学资源，实现科研与教学的互动和对接，积极开展基于科研项目的学习，有助于推动实验教学内容和教学方法的改革，有针对性地培养学生科学研究、自主学习和创新性思维的学习能力［7］。与此同时，寓教于学，教师教学水平的提高也进一步促进了其科研能力的提升。

(3)开放共享性。“教育信息化十年发展规划(2011—2020年)”［8］中明确了实施优质教育资源建设与共享是推进教育信息化的基础工程和关键环节，通过加大公共资源平台建设的力度，集中财力建设相对集中、资源共享的大型仪器设备中心，将促进不同学科、学校以及地区之间通用资源的共享，满足科研与教学需要［9］。从时间、空间上加大智慧物联虚拟仿真实验教学中心的开放力度，进一步营造了科技创新、实践创业的良好氛围。

(4)以人为本。学生作为高校的重要主体之一，教学应坚持以学生为中心的基本思想，持续培养学生解决复杂工程问题的能力、实践创新能力等。以人为本不仅体现在学生层面，对于高校教师的管理、服务亦如此，为实验室人员提供开展工作和可持续发展的必要条件［10］，充分调动积极性，可以有效提高教师的教学质量和水平。

2 智慧物联虚拟仿真实验教学中心建设的主要内容

2.1 强化基础设施建设

作为学校“通信与信息系统”国家级实验教学示范中心的重要组成部分，通过依托相关资源，智慧物联虚拟仿真实验中心目前共有设备(实验设备及网络保障设备)近1 200台(套)，仪器设备总值超过千万元，同时作为教育网西南大区节点，学校的无线接入信号覆盖整个校园区域。

经费投入是虚拟仿真实验教学中心建设与运行的最基本保障。通过财政专项、国际合作、校企合作、校友捐赠以及行业共建等方式，中心经费得到多方支持，通过校企合作共建的实验平台有:无线识别感知、光电传感与网络仿真实验平台、泛在接入系统真实实验平台、无线传输系统仿真实验平台等。近年来，随着学校加大对实验室建设力度的倾斜，对中心的建设工作非常重视，无论是从实验用房还是配套资金，都给予了强有力的支持和配套。为进一步提升虚拟仿真实验中心的教学水平及软硬件条件，并促进开放与共享，未来3年还将持续投入，包括支持新添设备购置、自主开发实验课程、科技创新培训、实验中心教学改革等方面。

2.2 构建信息化教学平台

21世纪是信息化时代，2012年我国颁布“教育信息化十年发展规划(2011—2020年)”［8］，进一步落实了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》［11］关于教育信息化的总体部署。规划明确指出，高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿。通过推进信息技术与高等教育深度融合，可以有效促进教育内容、教学手段和教学方法的现代化。在规划指导下，实验中心基于优质的校园网覆盖，利用先进网络和信息技术，构建了高效的教学信息化平台。

在进行实验教学任务时，任课老师和平台负责管理老师于学期初商定开放时间，为任课班级集体申请整个实验室在某个时段的使用权，开放时间根据课程要求决定。任课老师负责义务指导并督促学生在申请时间段内登录远程实验台进行实验。如若学生在开放时间内没有充分利用实验台，平台负责管理的实验室老师有权中止集体开放，并将时段分配给其他有需要的人使用。

为实现资源共享，中心在课程教学计划外还面向全校相关专业的所有学生开放。参加科技竞赛或创新基金的学生，在研究过程中需要使用仿真平台的，均可登录网站通过在线申请方式提交给实验平台管理人员。实验平台还可采取学生自由组合，以小组形式通过远程实验平台申请实验的运行方式。申请学生可以登录本中心网站的远程实验申请模块提交申请，由平台负责管理的实验老师审批后即可。申请通过后，平台管理人员将指定相关的实验指导老师实行“一对一”或“一对多”的远程及本地实验辅导，协助学生完成整个实验过程，进一步激发学生的科技创新热情;实验教学信息化结构体系具体如图1所示。

图1 实验教学信息化结构体系

为了保证中心的正常运行，学院采用多重措施防护网络安全，在网络核心位置上部署防火墙、IPS、VPN、防火墙进行边界检查，建立安全区域，控制数据包的进出;VPN用于用户远程接入校园网;IPS入侵防护用于防范各种恶意攻击。中心网站采用用户身份注册验证、网络防火墙以及本中心主平台与各分实验平台分离的模式实现安全保障。同时，学校保安系统对楼道、房间实行24 h不间断监控，实行物品出入登记制度。

2.3 更新实验教学内容

实验教学项目是中心建设的重要内容，决定了实验设备的类型、投入以及人才培养的质量。中心按照教学大纲相关要求，对实验教学进行总体设计，将本科4年的实验教学课程作为整体，并依托通信与信息系统国家级实验教学示范中心相关实物平台，建立了以“信息获取、信息传输、信息服务”为主线，内容涵盖光电效应、电磁辐射等物理本质，数字信号处理、数据协议解析等处理技术，以及环境监测、车联网等应用服务包括6个虚拟仿真实验平台的课程体系［4］。

与此同时，中心适时对实验内容和项目进行调整和更新，其更新依据:①实验项目的实施效果。如对实验教学环节的评估数据，学生学习反馈、课程组长、主讲教授、骨干教师意见，工程教育专业认证、审核评估等各类评估结果等;②专业领域行业发展需要。通过行业调研、专业指导委员会专家建议、往届校友反馈意见等;③学科与工程技术发展趋势。通过学术研究、国内外高校相关专业发展调研等;④学校与专业定位。根据学校、学院目标定位制定发展规划与安排;⑤专业特色要求。综合专业办学优势、教学资源与自身实力，根据学术研究团队、主讲教授、骨干教师的研讨，由学院教学指导委员会提出专业建设发展框架。

2.4 加强师资队伍建设

师资队伍作为实验教学和科研创新的主力军，是中心建设的核心，更是实现一流实验室建设的根本保证［12］。中心历来重视实验教学队伍建设，通过吸引一批实验技术过硬、热心教学的专职实验教师，培养一批实验首席教授和骨干教师，全力参与实验室建设与管理。此外，每年选派实验技术骨干到国内外一流大学进修，不断提高实验队伍的综合素质和业务水平。

经过较长期建设，中心已形成了一支以中青年教学、学术骨干组成，学历和年龄结构合理的实验教学队伍，拥有丰硕的科研、教学成果。目前，共有专、兼职教师39人，82%以上为中青年教师。其中专职教师7人，兼职教师32人。教师中高级职称占比82%，博士学位占比62%，硕士学位占比38%。形成了老中青相结合、以中青年为主体的队伍结构，实验技术人员队伍也都具有多年的实验工作经验，并长期参加科研工作，具有丰富的研究经历。

2.5 完善绩效评估

中心充分发挥绩效评估作用，利用多种方式对实验教学队伍展开师德师风、科研教学等多方面的评估考核，依据“电子科技大学专职实验教学队伍管理办法”“电子科技大学实验室工作人员考核办法”等条例考评，同时将实验中心教师统一纳入学院考核管理机制，进行教学质量评估和工作量考评。

评估注重柔性化，在制度制定和执行上具有人文关怀，给予实验教学队伍更多的自由空间去实现工作价值，着重培养他们的归属感和认同感［13］;同时基于专业特色实验课程与全校公共实验课程等差异，将量化评估与定性评估，过程考核与结果考核相结合，通过建立实验教学过程考核机制、实验教学研讨机制、实验教学质量与水平监督机制等，进一步科学评估与规范本科教学管理，确保教学工作的正常运行。总体而言，中心通过绩效评估，进行持续改进，实现了教学质量的提升:①实现以评促建。即建立健全我院实验中心的质量保障体系，不断完善基础设施建设、教学管理、科研成果研究与转化等。②实现以评促改。评估最重要是关注质量建设，持续改进［14］。中心非常重视内部质量监控与外部评估反馈相结合，真正做到以评促改。③实现以评促管。通过评估促进中心的教学管理，包括课程、队伍、文化管理等。

3 智慧物联虚拟仿真实验教学中心建设的成效

智慧物联虚拟仿真实验教学中心面向物联网工程、通信工程、网络工程等12个本科专业的学生，通过构建多层次、全方位的实验课程体系，年均3 000余名学生受益，覆盖课程近20门。此外，学生积极利用中心资源开展创新创业训练、科技竞赛活动，近5年来，依托中心平台资源，学生在机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛、挑战杯、创新创业大赛等国际、国家级、省级比赛中获奖100余项，学生创新能力得到显著提高。经过多年的建设与积累，中心取得诸多教学成果:物联网工程专业先后建设成为省级特色专业、教育部卓越工程师教育培养计划专业，获得国家教学成果二等奖1项，省部级教学成果奖10余项，参与省级、校级教改项目55项，发表教改论文47篇。中心建设所取得的成就是学校、学院以及师生共同努力的结果，对进一步实现我国教育信息化，培养高素质人才具有重要意义。

4 结语

智慧物联虚拟仿真实验教学中心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，是信息技术与专业建设高度融合发展的产物［15］，更是实验教学的发展方向，其建设工作是一项长期而又艰巨的复杂系统工程［16］。中心在前期建设成果基础上，将继续加大人力、财力、物力投入，保证实验室环境和硬件设施正常运行;同时，积极培养一支强素质、高水平、结构合理、技术精湛且具有创新能力的实验教学和管理队伍，不断提高人才培养质量百年大计，教育为本，中心每一位教育工作者都将为实现我国第一个百年奋斗目标而努力。