当前位置: 首页教学平台
教学平台
日期:2014-10-13 11:55:08    阅读次数:0次
  • 虚拟仿真实验教学平台功能

    根据教育信息化发展规划,结合我校实际情况,采用先进的设计理念和教育技术,整合国内外成熟的虚拟实验研究成果,研究开发和部署开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台,提供国内一流的数字化网上实验教学环境信息化为特征的实验教育信息化模式,凝练实验教学个性化、实验学习自主化。

    从建立新型的学习环境入手,围绕学校开展的机械工程实用人才培养计划,建设以数字化工厂、工业过程控制仿真系统及虚拟仿真实验教学平台及虚拟实验资源等辅助教学为内容的虚拟实践教学管理系统、虚拟实验和网络实验仿真系统等, 以此形成一个与传统教学方式完全不一样的新型虚拟实验学习环境。以数字化工厂、工业过程控制仿真系统及虚拟实验资源等为内容的开放式虚拟实验对于强化学生的动手能力和工程适应能力, 全面提升学生机械工程技术的综合素质具有重要意义。

    虚拟仿真实验教学平台包括

    中心门户网站

    虚拟实验中心门户网站采用具有网上多媒体信息综合展示功能的动态网站内容管理系统。满足虚拟实验中心从中心介绍、实验教学、实验开放、实践创新到管理体制、师资队伍、设备环境、网络资源等栏目信息的起草、审核与发布工作。管理用户可通过系统的栏目管理、内容管理、资源管理模块自行建立与中心宣传业务相适应的多级栏目,并提供锁定功能使部分栏目只能对特定角色开放。支持多媒体信息在线编辑发布,可实现实验中心与下设实验室门户网站统一管理。具体如下表所示:

     

     

     

     

    仿真

    教学

    首页

    虚拟实验中心门户网站首页

    中心介绍

    介绍虚拟实验中心的组织结构、中心状况

    分实验室页面

    实验中心下辖的各实验室的网站及相关信息

    实验教学

    介绍实验教学创新理念与改革思路、教学体系与教学内容、教学方法与教学手段、教学效果与教学成果

    实验队伍

    介绍实验中心人员构成、队伍状况、名师风采

    管理体制

    介绍实验室规章制度、运行体制、管理体制等

    设备环境

    介绍实验中心设备配置情况

    实践创新

    集体活动、创新成果、获奖竞赛、获奖论文、获奖成果、创新感言

    网上资源

    常用资源汇总及下载

    中心新闻

    发布实验中心最新的一些新闻、消息

    中心公告

    发布实验中心的一些公告、通知

    2.虚拟实验教学管理

    教师根据教务处的开课计划进行典型实验库的维护、实验安排、查看学生实验进展、批改实验结果及实验报告、统计并发布实验成绩。学生根据任课教师的要求,进行实验预习,进入实验室完成实验,提交实验报告。具体功能包括实验库管理:维护各门课程实物实验和虚拟实验的典型实验,提供增、删、查、改操作。实验安排:进行相应课程虚拟实验教学安排和的实物实验的教学安排。

    考勤管理:对参与实验的学生进行签到签离,考查学生的出勤情况。虚拟实验:学生根据实验要求,完成验证性虚拟实验,或者进行设计性和创新性实验。实物实验:根据教师的实验要求,完成相应的实验任务并提交实验结果和实验报告实验批改:针对实验结果和实验报告进行相应的自动批改、人工批改及评价。成绩导出:按照实验课程汇总成绩并输出,或提供数据接口给教务部门的成绩管理系统。流程如下图:

     

                             

     

    3.实验前理论知识学习

    系统提供了包含图像、声音、动画、视频在内的交互式练习、自测、模拟考试等功能,实现了师生之间的及时交互,满足了教学及其管理的需要,有助于提高学生的实验学习效率,减轻教师的负担;

    系统可对题库学科结构知识体系进行配置与维护。题库以学科、知识点进行组织,为树形结构。系统支持以下题型:客观题:单选题、多选题、判断题等,试题支持以下格式内容:图片、音频、视频、表格

    系统支持智能组卷与人工组卷。智能组卷可通过知识点、题型、难度、分数等智能抽取试题,组成试卷,并允许在组成的试卷基础上进行调整与修改。

    系统围绕交互式练习、用覆盖全部教学内容的大量题目对学生的知识掌握情况进行检查,遇到问题通过课件点播、答疑等方式解决,通过自测和考试进一步检查学生实验课程理论知识掌握情况。

     

    4.实验过程智能指导

    虚拟实验智能指导旨在通过对学习者实验过程的数据收集和监控,提供智能和人性化的指导,实现“在线教师”的功能。根据实验过程中的不同情 况提供有针对性的实验指导,实现虚拟实验教学过程智能化。

    智能指导子系统可以监控学习者的实验过程。当学生在实验过程中遇到问题时学生可以通过该系统寻求指导帮助,系统也可以主动对学生在实验过程的不当操作进行提示,避免发生错误。学习者或教师可以直接对系统提问,系统搜索出对应的知识信息,反馈给用户。

     

    5.实验结果自动批改

    学生做完实验提交结果后,自动批改子系统从实验平台中获取学生所做的实验结果状态数据,进行数据处理,将有用信息提交评价推理机。评价推理机利用教师在知识库中预先录入的样例对学生的实验结果信息进行鉴别。发现匹配样例后评价推理机继续利用教师在知识库中预先录入的批改规则对学生的实验结果信息进行推理分析,最后得出结论。评价结果反馈给实验平台,评价结论呈现给学生。并把成绩和相关信息汇总到成绩管理模块。

     

    6.实验室开放预约管理

        以班级为单位,由学习委员提交实验预约以及工位预约,进行个性化实验。也可以向实验室提出设备借出申请。

    教师也可以组织兴趣小组预约实验室来开展课外实验,同时也可以向实验室提出设备借出申请。具体功能包括实验室信息管理:实验室管理员对实验室及工位、设备相关信息进行增、删、查、改;实时监控实验室画面。实验预约:学习委员通过系统查询可预约的实验,预约实验。预约工位:预约实物实验室的工位及设备,预约成功后前往实验室做实验。设备借出:通过系统查询可以外借的设备,申请及归还设备登记。预约实验室:通过系统预约申请整个实验室开展相应的实验教学。实验室预约审核:教务员对教师提出的实验室的预约申请进行查询及审核。设备借出审核  :实验室管理员查询以及审核实验设备的借出与归还状态。实验室使用率:统计各个实验室课时使用、工位预约、实验室预约情况等。业务流程如下

     

        

     

    7.虚拟仿真实验教学资源资源管理

    虚拟仿真实验教学管理平台作为一个开放的平台,可实现对学校教学资源的集成和管理。

    虚拟仿真实验教学资源主要分为以下几类:

    1. 虚拟实验系统:这是由第三方提供的具有实验过程管理功能的虚拟实验教学软件,可以按系统一级集成到本平台中。在开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台的实验教学模块提供了与第三方系统的接口和管理界面,允许第三方的虚拟实验以服务的方式提供虚拟实验的设计、操作、指导和批改。
    2. 虚拟实验课程:在本系统的教学管理框架的基础上构建的实验课程。在课程管理界面提供实验仿真软件上传的接口。在课程资源管理部分则提供实验预习所需要的题库、实验目的要求、实验报告模板、智能指导设计、自动批改设计等信息。
    3. 虚拟实验软件:将第三方或本校教师设计制作的实验教学仿真软件,通常由Flash,Java或其他编程语言实现。本系统在实验教学设计模块提供了接口,用来将现有的仿真软件集成到开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台中。

     

    8.师生互动交流

     

    提供用户互动交流模块,包括在线实时答疑室和在线留言功能,在线实时答疑室支持多人语音、文字交流,可共享白板,保存聊天记录,问题库搜索、发送离线消息到相关联系人邮箱。 师生互动交流的主要功能有——实时互动交流:采用文本、语言和视频进行互动实时交流;答疑库:提供常见问题的编辑入库和关键词模糊搜索;邮件自动发送:当教师不在线时学生可通过系统向教师指定的邮箱发送信息;答疑室管理:管理员对进入答疑室的人员进行授权和管制;共享白板:教师和学生可在共用的白板上绘图;聊天记录管理:可对聊天记录进行管理等。

    9.系统管理

    系统管理员主要对系统用户账号和实验学生班级分组进行管理,提供导入/导出、增、删、查、改功能,并对参加实验教学的角色和相应权限进行维护,根据角色的职能,赋予相应管理权限功能,同时还可以查看在线用户人数,查看用户功能访问、用户登陆记录。具体功能如下表所示:

    分组类型管理

    进行专业、上课地点、学院、行政班级、入学年份等分组类型的增、删、查、改功能

    分组管理

    提供各种类型的分组的增、删、查、改功能

    用户管理

    各种角色用户帐户的增、删、查、改功能

    角色/权限管理

    添加角色、维护角色权限的修改

    日志管理

    提供系统操作日志的查看功能

    数据备份

    提供实验教学相关数据的自动备份

    系统监控

    提供对开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台的实时监控,发现问题及时通知人员处理

    网络与信息安全

    1.学校部署了高性能的防火墙和上网行为管理平台

    2.虚拟仿真实验教学管理平台安全特点

    平台在应用层面上采用了一整套完善的授权体系,通过对角色、用户设置相应的机构权限、操作权限、指标项权限来保证业务操作的安全性,控制不同的登录用户权限,实现系统的安全;在数据层面上充分利用数据库提供的安全机制,在数据库备份、数据库恢复方面支持包括数据库日志备份、事务备份、数据库自动备份、灾难恢复等多种方法;系统层面的安全特性通过系统错误捕获、日志功能实现。