第 1 頁 惠風教育技術(shù) 高校實驗室智能管理解決方案 2012第 2 頁 01 高等教育現(xiàn)狀 02 實驗室智能管理 03 虛擬仿真實驗教學中心 錄頁 第 2 頁 第 3 頁 渡頁 第 3 頁 01 高等教育現(xiàn)狀 02 實驗室智能 管理 03 虛擬仿真實驗教學中心 第 4 頁 第一章 高等教育現(xiàn)狀 （十八）全面提高高等教育質(zhì)量 。 “ 提高質(zhì)量 是 高等教育發(fā)展的核心任務，是 建設高等教育 強國的基本要求。” （十九 ）提高人才培養(yǎng)質(zhì)量 。 “ 強化實踐教學環(huán)節(jié) 。 ” （六十）加強優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應用。 “ 開發(fā) 網(wǎng)絡學習課程。 建立 虛擬 實驗室 。建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享 。 強化 信息技術(shù)應用 。 .生利用信息手段 主動學習、自主學習 ，增強運用信息技術(shù)分析解決問題能力 。 國家 對人才培養(yǎng)的 要求 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要 (2010 0411F 5 頁 第一章 高等教育現(xiàn)狀 第六章 推動信息技術(shù)與高等教育深度融合，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式 高等教育 信息化是促進 高等教育改革創(chuàng)新和提高質(zhì)量的有效途徑 ，是教育信息化發(fā)展的創(chuàng)新前沿。進一步加強基礎設施和信息資源建設，重點推進信息技術(shù)與高等教育的深度融合， 促進 教育內(nèi)容、教學手段和方法 現(xiàn)代化， 創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科研組織和社會服務模式，推動文化傳承創(chuàng)新，促進高等教育質(zhì)量全面提高。 加強 高校數(shù)字校園建設與應用。利用先進網(wǎng)絡和信息技術(shù)，整合資源， 構(gòu)建 先進、高效、實用 的高等教育信息基礎 設施 。 培養(yǎng) 學生 自主學習、自主管理、自主服務 的意識與能力 。 國家 對人才培養(yǎng)的 要求 國家教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（ 2011 第 6 頁 第一章 高等教育現(xiàn)狀 教學環(huán)境和實驗設備條件有限 。 學生不能 自由進入實驗室 。 學生 更不能自由使用 實驗 設備 。 目前實驗教學現(xiàn)狀 第 7 頁 第一章 高等教育現(xiàn)狀 目前實驗教學管理困惑 01 實驗教學工作覆蓋面廣 ， 參與人員多 ，協(xié)調(diào)管理難 。 02 實驗室的軟硬件設備監(jiān)管難度大 。 03 高校各實驗中心的特點 、內(nèi)容不盡相同 ， 獨立網(wǎng)站建設費時費力 ， 難以整合 。 04 管理人員對實驗過程難以全程監(jiān)控 。 05 學生人數(shù)的大量增加 ，實驗室嚴重不足 ， 實驗師資貧乏 ，需要提高資源利用率 。 06 數(shù)據(jù)分析匯總難 ， 易出錯 ， 教師統(tǒng)計申報數(shù)據(jù)的工作量巨大 。 07 實驗教學靈活性大 ， 教學質(zhì)量評測難度大 。 08 大量歷史實驗數(shù)據(jù)長期保存不易 ，參考查詢異常困難 。 第 8 頁 渡頁 第 8 頁 01 高等教育現(xiàn)狀 02實驗室智能管理 03虛擬仿真實驗教學中心 第 9 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校 實驗室智能管理解決方案 高校 實驗室智能管理解決方案由軟件系統(tǒng)（ 加上配套硬件（實驗室門禁子系統(tǒng)和實驗室監(jiān)控子系統(tǒng)）共同組建而成，實驗教學智能管理系統(tǒng)包含實驗中心管理、實驗人員管理、實驗教學管理、大型儀器設備共享管理、實驗室建設項目申報管理、匯總統(tǒng)計生成上報數(shù)據(jù)及信息發(fā)布等基本功能，加上實驗室門禁子系統(tǒng)、實驗室監(jiān)控子系統(tǒng)擴展功能，建立起校院兩級的基于計算機網(wǎng)絡的實驗室建設與實驗教學智能管理平臺，實現(xiàn)實驗教學與實驗室建設運行網(wǎng)絡化管理。 同學們可通過互聯(lián)網(wǎng)進行實驗預習，預習通過后學生可刷卡進入實驗室實操，實現(xiàn)了實驗室的智能化，無人化管理，大大提高實踐教學質(zhì)量。 第 10 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 一身份認證登錄）軟 件 系 統(tǒng) 教 學 管 理大 型 儀 器 設 備 共 享 管 理實 驗 室 建 設 項 目 申 報 管 理匯 總 統(tǒng) 計 生 成 上 報 數(shù) 據(jù)信 息 發(fā) 布配 套 硬 件實 驗 室 監(jiān) 控 子 系 統(tǒng)實 驗 室 門禁 子 系 統(tǒng)畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 管 理 子 系 統(tǒng)創(chuàng) 新 訓 練 項 目 管 理 子 系 統(tǒng)學 科 競 賽 管 理 子 系 統(tǒng)門 禁 系 統(tǒng)臺 禁 系 統(tǒng)D C S 虛 擬 實 驗 預 習 系 統(tǒng)D C S 虛 擬 實 驗 評 價 系 統(tǒng)第 11 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 實驗教學智能管理系統(tǒng)（軟件） 實驗 教學智能管理系統(tǒng)采用的是校院兩級體系架構(gòu)，學院及實驗中心可基于校級平臺獨立運行和管理本實驗中心的日常運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)不限制實驗中心數(shù)量，支持未來全校所有國家級、省級、校級實驗中心的在線使用，既方便校級管理部門數(shù)據(jù)集中管理監(jiān)控，也方便二級學院的管理及日常實驗教學的應用需求，而且一旦使用系統(tǒng)后，以后一年一度的需要上報教育部的數(shù)據(jù)自動生成，不需要另外填報。學校導出全校的，學院中心可以導出本院本中心的上報數(shù)據(jù) 。 系統(tǒng)對 用戶實現(xiàn)權(quán)限分配，每個用戶根據(jù)管理員分配的權(quán)限完成自己的本職工作；學生實驗前只需登陸本系統(tǒng)就可以完成預習工作，實驗完成后老師登陸本系統(tǒng)給學生維護成績，門禁刷卡與派位管理實現(xiàn)開課記錄的自動采集，自動生成實驗的運行記錄，學生提交實驗報告?zhèn)洳椤?第 12 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 軟件系統(tǒng) 管 理 者使 用 者教務處管理權(quán)限分配賬號分配賬號學院管理權(quán)限老師學生系統(tǒng)管理員初始管理學 院 管 理科 研 成 果 類 別校 內(nèi) 公 告學 籍 異 動首 頁 發(fā) 布實驗教學管理實驗中心管理實驗室人員管理教學計劃教學大綱制作課程開課記錄匯總統(tǒng)計根 據(jù)教 學任 務排 定課 表基 本 情 況實 驗 中 心建 設 項 目實驗設備實驗房間實驗分室人 員 管 理成 果 類 別科 研 成 果公 共 平 臺生成上報數(shù)據(jù)查詢打印預 約 實 驗申 請 實 驗查 看 課 表審 核 預 約審 核 申 請 實 驗生 成 課 表預習上課實驗記錄項目成績總成績加權(quán)比例第 13 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 實驗室門禁子系統(tǒng)（硬件） 實驗室 門禁子系統(tǒng)為實驗教學智能管理系統(tǒng)配套建設的子系統(tǒng)，系統(tǒng)可自動記錄實驗室人員和老師的考勤、自動生成實驗運行記錄，準確統(tǒng)計學生的實驗課時，自動生成實驗開課記錄（未建設實驗室門禁子系統(tǒng)前，開課記錄需要老師上完課后在規(guī)定的時間內(nèi)錄入系統(tǒng)），減輕實驗室人員和老師的工作量，準確客觀的統(tǒng)計出實驗室課時及大型儀器設備的使用時間 。 實驗室 門禁子系統(tǒng)配套建設完成，老師或?qū)W生使用校園一卡通經(jīng)過實驗室區(qū)域的門禁刷卡后，實驗室門禁子系統(tǒng)會自動判斷實驗教學智能管理系統(tǒng)中已經(jīng)存在的四種情況的實驗安排（實驗課表安排、預約（開放）實驗安排、自擬（申請）實驗安排、其他實驗安排），允許提前進入實驗室時間或延后離開實驗室時間由實驗教學智能管理系統(tǒng)的系統(tǒng)管理員設置，只有實驗教學智能管理系統(tǒng)中已有相應的實驗安排、且實驗時間已到允許進入實驗室的范圍內(nèi)，門禁才會開門同時記錄進入實驗室開始上課的時間，實驗完成后離開實驗室時刷卡，系統(tǒng)經(jīng)過與實驗教學智能管理系統(tǒng)中已有相應的實驗安排判斷后記錄下有效的下課時間，生成實驗運行記錄（開課記錄）。每個刷卡器都可設置成判斷全校所有實驗安排并記錄下相應有效的開課記錄，使用比較靈活方便。學校如果使用了 實驗教學示范中心的實驗室開放及開放實驗的管理功能均具備，無需另外再建設。 第 14 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 實驗室監(jiān)控 子系統(tǒng)（硬件） 實驗室 監(jiān)控子系統(tǒng)配套建設后，可實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與實驗教學智能管理系統(tǒng)的無縫連接，實現(xiàn)監(jiān)控攝像頭的授權(quán)與實驗教學系統(tǒng)的管理授權(quán)對接，依據(jù)實驗教學系統(tǒng)中的管理職能授權(quán)開放對應攝像頭供其瀏覽查閱實驗室現(xiàn)場的圖像。所有監(jiān)控攝像頭的圖像支持 要經(jīng)過授權(quán)連入互聯(lián)網(wǎng)即可瀏覽自己所管理實驗室的視頻圖像。同時監(jiān)控子系統(tǒng)支持設備分布式布局，即各個實驗中心監(jiān)控硬件設備獨立放置管理，責任到人，既有利于布線，又方便管理。 第 15 頁 第二章 實驗室 智能管理 高校實驗室智能管理解決方案 硬件網(wǎng)絡拓撲圖 以 太 網(wǎng) 通 信無 線 通 信 （ 免 布 線 ）觸摸屏學生預約查詢交互終端機實 驗 室 控 制 終 端服 務 器二 維 碼 掃 描 打 印 設 備實 驗 室 視 頻 監(jiān) 控實 驗 用 電 腦實 驗 用 儀 器 設 備實 驗 用 儀 器 設 備電 源 控 制 終 端刷 卡 終 端門 禁 終 端指 紋 刷 卡 終 端第 16 頁 渡頁 第 16 頁 03虛擬仿真實驗教學中心 01 高等教育現(xiàn)狀 02 實驗室智能管理 第 17 頁 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 虛擬仿真實驗是將計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和傳統(tǒng)實驗設備結(jié)合起來 ,采用軟硬件相結(jié)合的方式，協(xié)調(diào)相關(guān)硬件和效應設備，形成虛擬實驗系統(tǒng)，并利用網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)虛擬實驗系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，形成運行在個人計算機上、實現(xiàn)自行設計與開發(fā)，以及遠程控制與協(xié)作的實驗方式。 控制中心 終端 何 為虛擬仿真實驗 第 18 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性一：經(jīng)濟省錢 降低實驗實踐教學成本 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 模擬儀器 儀表使用 0411F 19 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性二：生動直觀 打造多樣化的教學環(huán)境 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 柴 油 機 工作原理 第 20 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性三：安全可靠 營造安全實驗教學氛圍 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 危險化學品實驗 爆炸性實驗 高空作業(yè)實驗 高壓電類實驗 野外類實驗 第 21 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性四：情景再現(xiàn) 解決小概率事件再現(xiàn)問題 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 故障再現(xiàn) 0411F 22 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性五：客觀真實 增強實驗教學的互動性 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 航海模擬器模擬的多種港口環(huán)境和氣候條件 船舶駕駛 第 23 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性六：智能客觀 解決智能化考試、考核問題。 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 動力設備 拆 裝 0411F 24 頁 虛擬仿真實驗教學 優(yōu)越性七：職場體驗 解決工作職場展示問題 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 輪機模擬器 0411F 25 頁 虛擬仿真實驗教學 作用一：提供良好實驗平臺，提高實驗教學水平 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 傳統(tǒng)教學中，理論教學與實驗教學是分開的。理論課上沒有實驗，借助虛擬仿真實驗，就可以將實驗帶進理論課。 0411F 26 頁 虛擬仿真實驗教學 作用二：整合實驗教學資源，實現(xiàn)實驗室的真正開放 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 虛擬仿真實驗室易于構(gòu)建、易于實現(xiàn)，便于異地在線檢測和遠程測控，可以運用網(wǎng)絡技術(shù)及現(xiàn)有設備搭建功能強大的實驗系統(tǒng)，從而節(jié)省大量的購置設備費用，顯著降低實驗室建設和管理成本。 虛擬仿真實驗可以提供開放式實驗環(huán)境。學生可以打破時間和地域的限制完成相關(guān)的教學實驗。 教師 服務器 交換機 學生 學生 第 27 頁 虛擬仿真實驗教學 作用三：改變實驗教學模式，培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 虛擬仿真實驗，使學生進入虛擬場景，根據(jù)實驗要求，自行設計并完成實驗。虛擬仿真實驗不僅能鍛煉學生的獨立構(gòu)思和設計能力，而且能 激發(fā)學習的興趣 ，這樣更有利于培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。同時， 提高是實驗效果、效率、效益 ！ 第 28 頁 虛擬仿真實驗教學 局限性 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 降低學生對實物的感性認識 降低學生對元器件性能及參數(shù)的了解 降低學生的實際動手操作能力 降低學生對實驗誤差的分析能力 第 29 頁 虛擬仿真實驗中心建設 一、為什么要建虛擬仿真實驗中心 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 在很多專業(yè)課程的理論教學中，存在一些普遍性問題 。 其一 其二 其三 某些理論知識高度概括抽象或者所涉及的領域?qū)儆诤暧^和微觀，現(xiàn)實世界難以找到具體的案例進行演示 。 部分專業(yè)課程的實驗室教學資源有限，開放時間有限，不能滿足學生隨時進行自主學習和動手實踐的要求。 。 部分理論教學要構(gòu)建物理演示系統(tǒng)成本高、操作困難，缺乏讓學生動手實踐的條件。 第 30 頁 虛擬仿真實驗中心建設 一、為什么要建虛擬仿真實驗中心 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 為解決傳統(tǒng)理論教學與學生工程化培養(yǎng)之間的矛盾，拓展實驗教學的深度和廣度、提高實驗教學實效，實現(xiàn)理論與實踐教學的密切結(jié)合，同時也盡可能減少實驗成本和潛在危害，在課堂基礎理論教學上，利用專業(yè)的仿真軟件，采用多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡通訊平臺， 構(gòu)建具有高度真實感、直觀性和精確性虛擬仿真實驗教學平臺 , 是專業(yè)實驗教學的有益補充和創(chuàng)新 。 0411F 31 頁 虛擬仿真實驗中心建設 二、虛擬仿真實驗中心的目標是什么 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 0411F、構(gòu)建多層次、模塊化、全方位的實驗教學體系，突出工程人才培養(yǎng)特色，強化機電學科融合，打破時空限制，建立課內(nèi)課外一體化的人才培養(yǎng)體系； 1、以學生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為引領，建設開放度高、共享性好的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡實驗教學資源； 第 32 頁 虛擬仿真實驗中心建設 三、怎樣建設虛擬仿真實驗中心 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 教 育 技術(shù) 專 家 教 師 行業(yè)專家 沒有完美的個人， 只有完美的團隊！ 專 業(yè) 業(yè) 教 育 行 政 由學校統(tǒng)一規(guī)劃部署，建立長期開發(fā)組織路線。 合（人 +資源） 第 33 頁 第三章 虛擬仿真實驗教學中心 在優(yōu)化虛擬仿 真教學資源的同時，注重 師資隊伍建設和管理體系建設。 應建立由包含國家級教學名師、國家級教學團隊引領的專職教