关键词：虚拟制造技术；现代机械工程设计；机械制造；机械产品；机械设计
文献标识码：A中图分类号：TH166文章编号：1009-2374（2016）05-0073-02
作者简介：伊纪斌（1994-），男，山东淄博人，山东理工大学国防教育学院学生，研究方向：机械设计
随着知识经济和工业制造的快速发展，现代化的市场要求产品生产厂商要以最快的速度、最优的品质、最短的研发时间、最低的成本消耗和最佳的服务来满足顾客的需求。传统设计一般是在图纸结合产品的特性和设计的具体要求进行的，在机械设计的过程中需要提前对设计中的设备装配的干扰因素的不确定进行考虑，但是产品在装配中的缺陷只有在产品开发的后期才能暴露出来或者在产品的试制阶段和装配中显现出来。如果设计的零件已经开始投入生产了，那么损失就更加严重了。产品的质量在传统的设计和制造方式上不能得到很好的保证，并且传统设计的工艺比较粗糙、开发的效率低、花费时间比较长、耗费的资金比较大。在变化速度快、持续性发展和不可预测性市场中难以适应。因此，企业的生产活动需要具备高度的柔性和快速的反应，与此同时信息技术的飞速发展保证了机械制造的先进性，信息化的使用对于现代机械工程设计十分重要。
1虚拟机械制造技术
以往传统的机械设计技术的设备条件比较差，设计技术性不强，传统的设计观念比较保守，设计的手段主要依靠的是粗略的计算和估算，主要是在较多的简化和静止化假设中完成机械工程的设计，传统设计具有较大的随意性，并且设计的关键过程还对设计者的经验和设计习惯具有很大的依赖性。设计的过程很难实现合理、高效和准确。但是在现代化虚拟设计的相关技术可以很好地实现设计经验依赖性强、设计过程静态性和设计理念随意性向现代化设计精确性、以数据知识工程和专家系统为保证的设计方式的发展，虚拟计算机技术需要对必要的信息进行检索、分析和收集。最终找出最优的设计方案和数值运算的方式，当然也会对CAD技术和人工智能技术、数据库技术等进行大量的应用。虚拟机械制造技术主要是在虚拟环境下对计算机的模型进行虚拟分析的一种计算机设计技术。该技术集成并综合应用了综合性的机械制造环境，主要包括了各种仿真、分析、应用等工具以及信息模型和控制工具等。虚拟制造需要经历的主要阶段有装配产品的概念设计、动态仿真、回收利用。依靠虚拟制造技术，机械设计人员不需要将所有的零件设备生产制造出来，可以通过对零件模型的建立，随后对零件进行虚拟装配，并对各零件部位之间的装配间隙进行干涉、对装配的状态实现检查，对零件设计中的错误及时发现，如果零件不符合设计要求，可以依靠计算机技术方便及时更改模型，最后形成新的零部件设计图和装配图，达到设计、装配和制造检验的协调。
2虚拟制造技术的关键
虚拟制造技术包含了许多方面，主要有设计技术的提出、产品制造过程的抽取、原模型的建立、集成基础结构、建模仿真等。下面就对虚拟制造技术中的关键技术进行详细的介绍：
2.1虚拟技术中的建模技术
虚拟指的是在系统中将现实制造系统映射到虚拟环境下，主要涉及了RMS的模型化、形式化、计算机化的抽象描述和表示。VMS建模的主要内容有生产模型建立、产品模型建立、工艺模型建立的信息化体系结构的建立。生产模型中有静态描述和动态描述两种。静态描述主要是关于对系统生产能力和生产特性。动态描述是在已经被得知的系统状态和需求的性质上对产品的整个过程进行全面的预测。在制造过程中我们将种种实体对象总的称之为产品模型。在产品的模型建立中需要对产品的明细、形状特征等方面进行描述。对于VMS而言，要实现产品实施过程的全部继承必须具备完整的产品模型。因此在虚拟制造中的产品模型不再是单一和静止的，它可以运用抽象的技术实现各种模型面貌的提取。工艺模型主要指的是在制造过程中对产品的工艺参数和关于产品功能的各种因素进行联系，最终实现对产品模型和生产模型之间相互作用的反映。
2.2虚拟制造技术中的仿真技术
仿真指的是通过计算机实现复杂现实系统的抽象化和简洁化最终形成的系统模型，并且在仿真的基础上对模型进行应用，最终得到相应的系统性性能分析。仿真主要以系统模型为主体的研究方法，它对实际的生产系统没有直接的干扰作用，并且仿真系统可以对计算机的计算能力进行应用，实现在短时间内完成在实际工作中需要很长时间的工作，有效缩短了生产决策的时间，最大化地避免了对人力、物力和资金的投入以及浪费。计算机技术还有很好的仿真修复功能，最大化地保证了方案的最优。仿真技术过程的主要步骤有系统研究、数据收集、系统模型建立、仿真算法的确定、仿真模型的计算、仿真模型的运行、结果的输出和分析。仿真在产品的制造过程主要被分为制造的仿真和加工的仿真。在系统产品的开发中主要涉及的是产品建模、设计交互行为仿真等。方便对设计结果的评价，及时进行反馈，降低产品设计中的错误。加工过程的仿真主要有切削、装配、检验及焊接、压力加工和铸造等。以上两种仿真过程是相对独立的，两者不能实现集成，而VM中应建立全面过程的统一仿真。
2.3虚拟制造中的虚拟现实技术
虚拟现实技术的目的是改善计算机的交互方式，提高计算机的可操作性，它是在对计算机图形系统和多种显示以及控制等接口设备的基础上，以交互的三维环境为人提供沉浸体验的技术。虚拟现实技术主要由图形系统和多种接口设备组成，使人在虚拟环境中感受到真实的沉浸感觉，交互性计算机系统是虚拟现实系统的基础。虚拟现实系统中有操作者、机器和人机接口。它帮助提升人和计算机间的和谐度，同时也是最有力的仿真工具。在VRS的作用下实现对真实世界的模拟。在用户交互输入以及输出修改虚拟环境的条件下，使人达到身临其境的沉浸感觉。VM的关键技术之一就是虚拟现实技术。
3机械虚拟样机技术介绍
虚拟样机技术在机械工程设计中被称作机械系统动态仿真技术，它是20世纪80年代在计算机技术的快速发展中发展起来的一种计算机辅助技术。在计算机建立样机模型后，对模型的多种动态性能进行具体的分析，最后对样机方案实现改进。用数字化模型代替物理性的样机。通过虚拟样机技术的作用，简化了机械产品的设计开发过程，有效缩短产品开发的时间，最大程度降低产品的开发成本和费用，实现产品质量和系统性能的提升，使设计产品实现最优化和最具创新性。综合以上优势，该技术一经出现就受到了众多工业发达和高等院校及设计和生产企业的重视，许多著名的产品开发设计者都对该技术进行了引入并运用在自身产品的开发中，并且取得了极好的经济和生产效益。在机械工程设计
中应用仿真技术对零件进行设计、生产工序等方面的选用以及工艺参数、加工工艺、装配工艺等构件的运动性等均可以实现建模仿真。
4虚拟制造技术在机械工程中发挥的优势
4.1强大的通用性和分析处理复杂问题的能力
虚拟样机技术建立和发展的基础是分析力学和多体运动力学，该技术的关键是对复杂机械系统进行自动建模。因此，大多数的虚拟样机技术软件主要运用的是带约束乘子的微分代数混合方程。令每个构件都有六个自由度是它的核心，还要要求其对多余的自由度进行限制，实现其具有良好的通用性，达到适用性强的目的。与此同时，虚拟样机技术还对机械系统的详细环节进行考虑，具体指弹性、接触和摩擦等因素。
4.2为机械系统建模带来便利
传统的机械系统建模中要先建立运动分析，随后在运动分析的基础上进行动力分析，这中间需要许多的图形分析和公式推导。但是图形的分析和公式的推导过程往往比较复杂，并且错误率高。同样的建模过程中设计人员只需要将机械的构成方式和连接方法以及相应的物理参数实施输入，其后的建模和求解只需要计算来完成就可以了，极大地帮助设计人员承担了许多的设计难度。
4.3强大的后期处理能力
在传统的分析方法上通常得出的是大量的数据，数据的理解还要依靠丰富的经验和理论。但是运用虚拟样机计算软件为复杂性的数据提供了可视化技术，使得设计人员直观地看到机械设计的性能和运动效果。
5结语
虚拟制造技术实现了现代工程机械工程设计领域中的设计、试制等一系列过程的直观性。实现了在产品真正制造出来前，可以在虚拟的制造环境中生成产品的原型，更好地替代现实中的硬件产品，更方便地对设计产品的性能和可生产性进行评估，极大地缩短了产品的设计和生产周期，最大化地节约了产品开发的成本，保证产品的开发和设计可以适应市场的灵活性的变化。虚拟制造技术是现实技术和计算机仿真技术在机械制造中的综合应用。在现代化计算机虚拟设计技术的帮助下实现对众多产品的开发和设计，不仅不会造成实际物质的浪费，并且还能更直观地了解产品生产的具体情况，打开了机械制造和设计的全新局面。
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目前高校经管类实验教学正逐渐走向信息化和智能化，本文通过分析经管类虚拟仿真实验教学的必要性和优势，对平台建设的路径进行探索，并对高校虚拟仿真实验教学平台的建设提出了几点建议。
关键词：
经管类；虚拟仿真；实验教学平台
1引言
2015年2月26日国务院总理在国务院常务会议上提出“引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型”。在教育部批准的100个部级虚拟仿真实验教学中心中，经管类虚拟仿真实验教学中心仅有8个（教高厅函[2015]3号），可以看出，经管类学科虚拟仿真教学发展相对缓慢，处于起步探索阶段。目前，很多高校正积极尝试将虚拟仿真技术用于培养技能型、应用型人才的实验教学中，实现传统实验教学模式难以实现的教学功能，从而达到理论与实践相结合、专业技能训练的实验教学效果。经管类虚拟仿真实验教学平台的建设必将对高校教学质量的提升、学生创新应变能力的培养、深化实验教学改革发挥积极而重要的作用。
2经管类专业虚拟仿真实验教学平台建设的必要性和优势
2.1经管类专业虚拟仿真实验教学平台建设的必要性
经管类知识对实践具有较强的指导意义，它是人类对经济管理活动的总结和提炼。单靠课堂上抽象的知识讲解，很难让学生理解和掌握全面的知识体系和专业技能。另一方面，传统的实验教学方式使得经管类人才培养在实习环节存在一系列突出问题。虽然学生通过四年本科学习，但其所构建的知识体系和专业能力，还无法适应岗位需求。随着现代社会市场竞争日益激烈，企业要保守商业机密，学生无法接触企业的核心业务；企业完整的经营活动运作周期长，经营活动复杂，学生短期内无法通过实习来体验；企业不愿接受实习生，怕破坏他们正常的工作秩序等。上述原因，导致高校对学生能力的培养与社会需求脱节，学生无法适应岗位需要。因此，为解决高校人才培养过程中急需解决的问题，有必要利用先进的现代信息技术手段，营造虚拟仿真实践环境和条件，对于专业实践性较强的课程可让学生在虚拟仿真的环境中进行模拟实践，着重开发、训练学生从事经济管理的综合决策，让我们的毕业生在学校就能全景接触企业的经营管理，多角色，沉浸式进行实践学习体验，为将来拥有一份良好的职业前景奠定坚实的基础。
2.2虚拟仿真实验教学平台的优势
虚拟仿真实践教学是指利用现代多媒体及网络技术，通过仿真现实环境，模拟企业经营中的业务活动及流程，学生可进行体验和实践，培养应变力和创新力。通过虚拟仿真实践教学平台的建设，可在一定程度上克服传统实践教学的种种弊端，解决其一系列问题，主要具有以下优势：
（1）打破时空限制，使学生能全景式接触企业的经营管理。
（2）在虚拟仿真的环境中，有利于学生实践创新能力和应变能力的培养。
（3）与传统实践教学相比，实践效率高，能使学生短期内全面接触企业复杂的经营活动。由此可见，学生通过虚拟实践，可提升对专业知识的应用能力，加强专业素养，从而使其实践创新能力有所提高。同时，虚拟仿真实验也是学生演练和学习危机应对策略的良好方式。
3虚拟仿真实验教学平台的建设思路
虚拟仿真实验教学平台的基本建设思路为“统一性”和“多元化”并存。“统一性”指的是对现有实验教学平台资源进行整合，统一管理、统一调度统一和维护，采用“云”技术将软硬件资源整合，大大降低实验室建设和管理维护成本。“多元化”指的是经管类实践教学的主要特性之一，在整合现有实验教学资源的基础上，针对不同类别的实验主体进行虚拟仿真实验教学平台建设，而每个平台又可支持多个实验教学模块。
3.1建立集群虚拟仿真实验教学平台
经管类集群虚拟仿真实验平台的建设应以行业和产业为背景，以培养“应用技术型”人才为目标，以各专业虚拟仿真实验教学项目为模块，构建互联网+的集“统一性”和“多元化”于一体的开放式共享式的经管虚拟仿真实验教学平台。经管类专业集群虚拟仿真实验平台应包含经管类各专业的模块，为培养知识、技术、创新综合能力于一体的专业人才，提供有力保证。
3.2建立经管类综合实验实习平台
经管类综合实验实习平台是在虚拟环境仿真和业务流程仿真的基础之上，融合各方面的专业知识，在教学中提供虚拟岗位角色，每个实验主体可根据业务流程扮演不同的岗位角色，做出相应行动和决策，从而形成立体化的知识和能力，培养学生综合应用知识的能力、提升团队协作精神，是跨学科、跨专业的综合型、创新型实验大平台。该平台主要采用集中或分散的教学形式，学生在实验中通过角色扮演、团队协作、博弈、小组讨论等多种方法，完成企业经营中一系列的业务流程实习，对实习成绩的考核可从专业知识、应变创新能力、职业素养三方面考虑，进行综合评价。在考核评价中应兼顾过程与结果相结合、团队与个人相结合，个人表现与工作业绩相结合，建立评价指标和方案，从经营决策和业绩、团队沟通和协作、业务处理、公司绩效、实验报告、出勤率等方面进行全方位评价。如《企业经营决策模拟实习》，在实验中学生可自行经营虚拟企业，展开市场竞争，通过对财务管理、运营管理、企业战略管理、营销管理、生产运作管理等各科目知识进行融会贯通，根据市场环境的不同，训练学生做出经营决策，培养了学生实践能力和协作能力。
4经管类虚拟仿真实验教学平台的建设思考
4.1领会虚拟仿真实验的科学内涵
虚拟仿真技术的内涵主要有三点：首先，是虚拟的；其次，人们可以通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官对环境产生逼真反应；最后，人可以通过自然的肢体动作与该环境进行交互，而虚拟环境也能够做出相应的回应。对于经管类来说，所开发的虚拟仿真实验项目在技术含量上可能无法与理工类专业相比，因此，经管类各专业更应该准确解读虚拟仿真实验的实质与内涵，将现代化信息技术与实验教学紧密结合，为人才培养服务。
4.2建设开放共享的虚拟仿真实验教学平台
该平台的教学实验实习资源的服务对象不仅是本校本专业学生，还包括其他高校和社会服务。高校首先应该制定全校统一的虚拟仿真实验教学平台技术标准，实现资源共享，其次，应尽可能的实现各高校之间、本地区及更大范围内的教学实验实习资源共享。但是目前各高校都是自行组织技术团队进行开发，技术标准的不统一和巨大的经费支出，使教学平台无法实现实验资源的开放共享，无法发挥其真正的社会效益。这就需要相关部门制定统一的技术标准和技术规范,有利于建立真正开放式和共享式于一体的虚拟仿真实验教学平台。
4.3立足人才培养的真正需要
虚拟仿真实验教学的根本目的是培养应用型人才，培养学生的实践创新能力。因此，虚拟仿真的实验项目不能盲目的代替所有的实验项目，在此基础上，还是应该尽可能地让学生接触实际业务岗位，真正立足于人才培养的需要。
4.4加强虚拟仿真实验教学资源开发
教育部开展部级虚拟仿真实验教学中心工作，是要把各个高校已经开发好的虚拟仿真实验资源遴选出来，进行高校之间或高校机构之间的有偿共享。各高校应当将真实环境中学生无法接触的实验项目开发成具体的虚拟仿真实验项目，为人才培养中所需。若有了统一的虚拟仿真实验教学平台，各高校就可以对开发实验项目进行选择，避免了重复开发，又有利于平台的开放共享。
4.5加强信息技术队伍建设
为了虚拟仿真实验教学平台建设的可靠持续发展，必须将信息技术队伍与学科专业队伍有机地结合起来。加强专职的信息技术师资队伍的建设和提高专业教师信息技术水平两者并行，才能够真正站在从信息技术和专业的角度对实验教学资源进行开发，理解虚拟仿真实验教学的内涵，思考实验教学问题。
4.6制定相关激励机制
平台的建设和运行管理过程中，要充分考虑专业教师们在资源开发、运行管理当中付出的努力和做出的贡献，可通过经费和科研项目上给予支持，也可以制定量化指标给教师进行工作量的计算，对于虚拟仿真实验教学中心信息技术人员更应该引进创新管理机制。如国内的一些大学设置了教授级工程师岗位或实验岗教师，确保了虚拟仿真实验教学资源的顺利开发。
5结束语
信息技术时代，市场竞争日益激烈，企业对于经管类人才的实践创新和应变能力的要求也日趋提高。经管类虚拟仿真实验教学平台的建设，可充分培养学生适应工作需要的实践能力和团队合作能力。但是，目前虚拟仿真实验平台的建设尚无确定的模式，其建设和管理任重而道远。
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关键词:创新创业教育;虚拟仿真实验;实验教学
总理在«2017年国务院政府工作报告»中指出:“创新对发展的支撑作用明显增强”,并强调唯有改革创新才是出路[1].创新的核心要素是人才,高校创新创业教育(以下简称双创教育)的根本目标就是培养创新型人才,造就“大众创业、万众创新”的主力军[2].实验教学是高校培养创新型人才的重要途径,云计算、互联网＋、大数据等现代信息技术为高校提供了新的实验教学手段,基于现代信息技术的虚拟仿真实验教学已成为高校实验教学的重要组成部分,并在双创教育中发挥着越来越重要的作用.
1双创教育及其存在的困局
广义的双创教育是指培养具有开创性素质的人,包括首创精神、创新意识、创业能力、独立工作能力以及技术、社交和管理技能的培养[3].美国经济学家彼得德鲁克认为创新就是为客户创造出新的价值,它是企业家特有的工具;创业是创新的主要载体[4].创新创业始于创意的产生和创业的意愿,但更需要能力、勤奋和坚持.双创教育的目的不仅是教大学生如何创立一个企业,更重要的是培养大学生的创新意识和企业家精神,提高他们的创业就业能力.创新意识包括创造动机、创造兴趣、创造情感和创造意志;创业能力是一种综合能力,它包括对市场机会的挖掘能力、资本筹措的融资能力、企业运营的决策执行能力、管理团队的协调能力、适应环境和承受压力的应变能力、解决问题的专业能力和务实求变的创新能力[5].学生的创新创业能力只有在实践过程中才能获得.但在实际教学中,有些实验如弹药保障、文物修复、集成电路设计等因为涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作、高成本、高消耗而不能实际进行,新创企业的育成也具有周期长、成本高、实际流程不可逆的问题而难以解决.虚拟仿真实验教学采用虚拟现实、多媒体、人机交互等技术,可以逼真地模拟现实世界的事物和环境,有利于学生在专业实验环节的创新实践能力培养[6].另外,虚拟仿真实验可以仿真企业生产经营管理和社会服务的流程,帮助学生提高创新创业能力.因此,虚拟仿真实验教学有助于解决双创教育存在的困局.
2虚拟仿真实验教学在双创教育中的作用
教育部办公厅«关于开展2015年部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知»(以下简称«通知»)提出:高校要加强虚拟仿真实验教学资源、平台、队伍和制度建设[7],将虚拟仿真实验教学在人才培养中的作用充分发挥出来.虚拟仿真实验在双创教育中具有非常重要的作用,主要体现在3方面.
2．1有利于资源共享、提高双创教育的覆盖面
现代信息技术的普及和教育信息技术的发展,使得知识传授方式发生了根本性变化,利用互联网和移动设备进行网络学习已成为当代大学生的重要学习方式.采用云技术、移动互联、大数据、3D仿真等先进信息技术开发的虚拟仿真实验教学平台提供了远程学习共享机制,有助于学生突破时空限制和利用碎片化时间,开放、自主地完成创新创业实践活动,扩大了双创教育的广度和深度.
2．2可以弥补企业接待教学能力的缺口“
大众创业,万众创新”对高校的人才培养提出了更高的要求,高校应通过开展企业实践、岗位实习等实践活动,帮助学生牢固掌握专业理论知识、提高岗位技能和实践动手能力,培养创新精神、创业意识与创业能力.但目前企业接待学生实习的意愿和能力均较弱,所提供的实习岗位数量不足、任务零散,且缺乏成熟的岗位培养计划与职业发展通道.采用虚拟仿真技术能够模拟企业的环境和工作流程,系统开展创新创业实验教学与实践活动,对于提升学生的职业素养和就业创业能力具有十分重要的作用.
2．3降低双创教育和学生创业的成本
如前文所述,在实际教学中,很多实验实践因为涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作,或因周期长、成本高、实际流程不可逆而难以开展,或参加实验实践的人数受限;学生创业成本高、失败率高,并且承担很大的经济和精神压力,因而选择规避或放弃自主创业.虚拟仿真实验通过现代信息技术,能够提供安全、经济的实验项目,帮助学生掌握专业知识和技能、培养创新思维、提升创业就业能力,实现真实实验条件不具备或难以完成的教学功能[7].
3双创教育虚拟仿真实验教学建设及经验
北京联合大学是一所应用型大学,以培养适应国家(特别是首都经济社会发展)需要的高素质应用型人才为己任.北京联合大学管理学院虚拟仿真实验教学中心(以下简称中心)贯彻落实国家关于虚拟仿真实验教学建设和双创教育的精神,根据学校的总体规划,构建了以企业创新育成为主线、重在培养学生创新意识和创新创业能力的虚拟仿真实验教学体系.中心面向京津冀一体化建设和首都现代服务业的发展,从学生初创企业的实际情况和双创教育的需求出发,以培养学生的实践创新能力为主线,利用云计算、虚拟仿真等信息技术,全面模拟了中、小、微企业的创建、运营、管理和利润再分配4个业务流程,开设了基础、专业、综合和创新实践4个层次的实验项目,开展了岗位实践、创意开发、创业体验、综合实践、创新项目、专业竞赛、科技活动、社会实践、自主性学习等9大类的学生创新实践活动.双创教育虚拟仿真实验教学从根本上解决了目前经管专业学生在社会上统一安排实习难度大、局限性大的困局[8],使学生逐步完成创新意识培养、能力提升、环境认知、实践模拟及创新孵化的创新历程,极大地推动了学生双创教育的开展.
3．1虚拟仿真教学资源建设
中心以创新人才培养为主线,利用现代信息技术开展虚拟仿真实验中心建设.2014—2016年相继建成了虚拟技术研究室、虚拟企业实验室、移动商务实验室、数据分析实验室、蜂巢创意空间等特色实验室;搭建了高度集成、开放共享的综合虚拟仿真实验教学平台,将真实实验、模拟实验和虚拟仿真实验深度融合,建设了基于现代服务业,贯穿企业创新育成全过程、全周期的实验教学模块和实验项目.目前共设计开发了8个3D虚拟仿真实验系统,开放了9大类学生创新实践活动,营造了模拟企业与产业园区的体验式文化氛围
3．2管理与共享平台
针对学校多校区办学的特点,中心以“中央控制、柔性组合、模拟仿真、资源共享”为建设思路,整合资源,充分利用现有场地和设备,利用云计算、虚拟仿真等信息技术构建了虚拟仿真实验教学资源管理平台.硬件设备包括46台服务器(CPU的主频为2THz,5TB存储)和无间断校园网络等,有效地保障了多校区、远距离、全天候、开放式、精细化的创新实验教学的组织与实施,支撑了校内8个学院、17个专业学生的虚拟仿真实验课程和创新实践活动
3．3师资队伍建设
中心坚持“以人为本、绩效评价、创新发展”的方针,以学生双创教育需求为指引,构建了一支由国内外行业专家、企业一线岗位人员、专业教师和实验教师组成的多维度的虚拟仿真实验教学队伍.一方面,通过学科专业建设、教学科研攻关、社会实践锻炼、核心骨干培养,提高了专业教师的综合素质[9],例如组织专业教师参加东软集团创业讲师实践营;另一方面,引入行业企业导师资源,并重视与企业导师互通,建立校企共建师资队伍制度,加强企业导师的规范管理,例如聘请慈文传媒集团专家担任影视制片与管理专业的专业课教师,并负责指导该专业学生的科技创新活动.
3．4制度建设
中心为助力大学生双创教育,本着“以人为本,智慧管理”的指导思想,贯彻学校关于虚拟仿真实验教学和双创教育的规定,制定了细致可行的管理制度,最大限度地发挥了中心在场地、设施、教学资源、人员配置等方面的作用.(1)建立了顺畅、高效的运行机制.实行“学院管理G中心管理G学生自主管理”的运行模式,理顺了学生双创活动的管理机制;实行了全面的教学效果考核、评价、反馈机制;通过开放实验室制度建设,促进了线上线下创新实践活动的开展.(2)建设了内容完备的管理规章制度.为保证中心高效运行,除严格执行学校的相关政策和规定外,还制定了实验队伍培养与管理、资源开放与共享、运行管理及质量保障等一系列相关制度,主要有«关于提高教师专业实践与应用能力的实施办法»«企业创新育成虚拟仿真实验教学中心开放实验课程实施办法(试行)»«实验教学中心开放实验室管理规则»和«虚拟仿真实验资源开放管理规则»等.中心通过虚拟仿真实验教学资源、平台、师资及制度建设,为学生创新实践活动提供了强有力的保障,双创教育成效显著,使学生创新创业能力显著增强.近3年,学生在全国大学生服务外包大赛、电子商务“三创”大赛、“挑战杯”大学生科技大赛等全国性系列赛事中累计获得市级及以上奖项65项;在“启明星”科技立项中成功立项224项,包括部级项目15项、市级项目99项;已有多支学生自主组建的创业团队通过竞争、选拔,入驻中心的蜂巢创意空间,孵化成功后注册公司正式运营.例如电子商务专业学生李承学带领的创业团队“四麦活动社”已孵化为创业公司,梁磊老师指导学生开展的“寸草心———基于时间银行理念的互助式养老公益平台”项目获批北京市朝阳区协同创新项目,并与公司合作共同开发互助式养老公益平台,在朝阳区常营社区开展试验.
4增强双创虚拟仿真实验教学实效性的对策
目前,基于双创教育的虚拟仿真实验教学还存在着教学资源不丰富、平台功能不完善、开放共享程度低、师资水平有待提高、制度不健全等问题.可以采取以下改进措施加以改进.
4．1构建专业能力与双创素质一体化实验教学体系
结合本校的专业特色和优势,在实验教学体系建设中以培养学生的创新创业能力为出发点,把实验资源和管理平台建设、实验课程建设、师资队伍建设等有机融入实验教学体系框架中.将双创教育切实融入基础实验课程、专业实验课程、综合实验课程和创新实践项目中,逐步、分层次开展创新创业思维训练、创新创业综合技能训练、创新创业实践,将双创教育贯穿于从理论、实验到实践的创业型人才培养全过程[10].对那些真实实验不具备或难以达到实验效果的实验项目和实践环节,则由虚拟仿真实验来完成,将真实实验、模拟实验与虚拟仿真实验有机结合,做到“虚实结合、能实不虚”.
4．2丰富虚拟仿真教学资源并持续共享
中心的建设经验表明:虚拟仿真实验对于推进双创教育具有非常重要的作用,应以提高学生双创教育成效为目标,通过多种途径开展虚拟仿真教学资源建设.(1)校企协同开发虚拟仿真教学软件和项目;(2)注重虚拟仿真软件的产业特色和专业深度;(3)构建更加兼容的虚拟仿真软件使用环境,整合现有资源,对软件进行二次开发[11];(4)扩大共享范围,将虚拟仿真资源从校内扩展到校外,实现双创教育作用的最大化.
4．3扩展平台功能
一个良性发展的虚拟仿真实验教学平台,在保证完成基于双创教育的虚拟仿真实验教学任务的同时,还应是一个“集合各方创业动态、政策和信息的生态系统”[12],应具有开放性、扩展性、兼容性和前瞻性.这就要求高校合理组织、校企协同,利用现代信息技术拓展虚拟仿真实验教学共享平台的功能,在时间、空间和实验内容上全面开放[13],并实现更大范围内的资源共享.
4．4提高双创教师的教育教学意识和能力
打造一支双创教育理念先进、信息技术应用能力强、有丰富企业实践经验的虚拟仿真实验教学队伍.(1)加强双创教育理论学习,探索双创教育与专业教学深度融合;(2)加强企业实践,提高专业教师的创新实践能力和创新意识;(3)专业教师参与虚拟仿真实验项目建设,在虚拟仿真实验平台、实验项目建设中发挥作用;(4)企业导师进校园,在实验教学中传播企业创业和运营经验,全程参与并指导学生创新实践活动.
4．5加快健全制度建设
要保证虚拟仿真实验教学持续服务于双创教育,需要一整套完备的管理制度和激励制度.(1)管理制度.目前学生双创活动一般归口校团委、校招生就业办公室等不同管理部门,双创教育与虚拟仿真实验教学建设之间、学生双创活动开展与实验教学中心运行之间存在着管理脱节现象,学校有必要建立高效、顺畅的协同机制,为学生的双创教育活动提供强有力的支撑.(2)激励机制.虚拟仿真实验教学项目的建设不仅需要经费支持,还需要教师投入大量精力进行设计开发.因此,应建立、健全激励制度,鼓励教师参与虚拟仿真教学资源建设.
5结语
虚拟仿真实验教学是提高大学生实践创新能力的重要途径.云计算、人工智能技术、虚拟现实技术、物联网、大数据等技术为虚拟仿真实验教学提供了强有力的技术支持.随着现代信息技术的发展,更多基于双创教育的虚拟仿真实验教学资源将会被设计开发出来,虚拟仿真实验教学在双创教育中的作用会益发凸显.
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