董美友 饒趁明

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北咸寧 437100）

引言

想要讓大學(xué)生在畢業(yè)之后能夠更好地參加到社會中并且找到合適的工作，為社會發(fā)展和國家經(jīng)濟建設(shè)提供有效的助力，就必須要在大學(xué)教育中將大學(xué)生培養(yǎng)成更加全面的復(fù)合型人才，讓他們在科技團隊的建設(shè)過程中獲得更加全面的成長，將大學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)展開進一步的培養(yǎng)，以此讓大學(xué)生在畢業(yè)之后能夠帶著充足的創(chuàng)新能力融入社會中，并且應(yīng)用他們的創(chuàng)新能力將自己的個人價值充分展現(xiàn)出來。因此在現(xiàn)如今大學(xué)生科技團隊的建設(shè)當中，對于學(xué)生的需求不僅僅是專業(yè)知識要夠硬，還需要讓他們的實踐能力和創(chuàng)新能力在豐富的科研實驗過程中得到充分培養(yǎng)，要讓他們懂得發(fā)現(xiàn)問題，并且善于解決問題。而基于網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的應(yīng)用教學(xué)就能夠進一步提升對于學(xué)生這方面能力的培養(yǎng)，其具備了效率高、成本低、安全有保障且功能全面等一系列的優(yōu)勢，對于傳統(tǒng)大學(xué)科研實驗中的各種限制進行了妥善的解決，對于大學(xué)復(fù)合型人才培養(yǎng)的工作做到了有效推動。同時，大學(xué)專業(yè)化人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高必須適應(yīng)新常態(tài)的社會需要，信息化給高等教育帶來了前所未有的深刻變革，虛擬模擬實驗教室、Mooc、翻轉(zhuǎn)教室、微型教室等新事物和新方式隨著教育的發(fā)展而出現(xiàn)。

一、大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的含義

大學(xué)生的創(chuàng)新能力關(guān)鍵在于他們在科研團隊的各種科研實驗過程中所展現(xiàn)的專業(yè)能力和創(chuàng)新精神。在科研實驗的實踐應(yīng)用過程中，不斷提升自己對于專業(yè)知識和技能的熟知程度，同時讓他們能夠利用自己所學(xué)習(xí)到的相關(guān)專業(yè)知識和技能去對各種科研實驗項目展開創(chuàng)新設(shè)計和研究，并且，還需要加強他們對于各種新知識和新技能的接受能力，讓他們能夠結(jié)合之前所學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容和全新的知識內(nèi)容，創(chuàng)新出更加多樣化的科研項目。由于各個大學(xué)生的生活環(huán)境有一定的差異性，并且他們的個人能力和基礎(chǔ)都會有所不同。因此，在大學(xué)生科研團隊的建設(shè)過程中，想要進一步培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，就必須要加強對于科研實驗的設(shè)計和應(yīng)用，給予大學(xué)生更多的實驗實踐機會，帶動他們對于科技實驗的積極性和參與熱情，以此來讓他們的創(chuàng)新能力以及綜合素養(yǎng)得到全面培養(yǎng)[1]。

二、大學(xué)生科技團隊建設(shè)過程中對于其創(chuàng)新能力培養(yǎng)所存在的缺陷

1.缺乏創(chuàng)新研究的實驗氛圍

目前的大學(xué)教育中，往往對于學(xué)生的教育都是基于專業(yè)知識和專業(yè)技能的教學(xué)，對于學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并不是特別注重。也正因如此，在各個專業(yè)科技團隊的建設(shè)過程中，學(xué)校對于科研實驗的設(shè)計和環(huán)境建設(shè)也并沒有注入太多的支持，使得學(xué)生們僅僅能夠在專業(yè)課程中對各種知識技巧進行書面化的學(xué)習(xí)和積累，對于課外的實踐活動和各種知識擴展練習(xí)并沒有太多的途徑和機會。導(dǎo)致學(xué)生們不會主動參與到各種科技實驗的開發(fā)和研究當中去，也就無法讓他們的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力獲得有效鍛煉，致使創(chuàng)新研究的實驗氛圍越來越差，以及學(xué)生科技團隊的建設(shè)成果也無法達成理想的教育目標。

2.缺乏展開創(chuàng)新科技實驗活動的設(shè)備和平臺

由于現(xiàn)在的部分大學(xué)僅僅重視學(xué)生書面化的專業(yè)知識教學(xué)，對于各種科技實驗研究和創(chuàng)新發(fā)展并沒有給予太多關(guān)注和支持。也正因如此，大學(xué)校園內(nèi)供給學(xué)生的科技團隊展開一系列科技實驗活動的設(shè)備和平臺建設(shè)尤為匱乏，導(dǎo)致沒有渠道參與到實踐實驗活動的學(xué)生們對于各個專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣和探究興趣大打折扣。因此，現(xiàn)如今，各個學(xué)校需要進一步重視在大學(xué)生科技團隊建設(shè)過程中的各種科技研究實驗平臺的建設(shè)，充分利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)為學(xué)生提供更加完善的實驗平臺，讓學(xué)生們能夠在課余時間和需要的時候隨時參與到各種科技實驗活動的研究和探索當中去，讓他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性得到充分激發(fā)，讓他們的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)能夠在科技實驗活動中獲得全面培養(yǎng)[2]。

3.各個專業(yè)的科技團隊建設(shè)具備不同的復(fù)雜性，實踐過程難度較高

根據(jù)目前的大學(xué)科技團隊建設(shè)現(xiàn)狀，可以明顯看出大部分的科技團隊建設(shè)所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，且在各種科技研究實驗活動的開展過程中，依靠現(xiàn)場的實驗設(shè)備和環(huán)境安排并不能滿足所有專業(yè)所需的實驗條件，這就需要學(xué)校根據(jù)各個專業(yè)科技團隊的實踐活動需求去不斷改變實際實驗活動現(xiàn)場的配置和環(huán)境，這就會使得學(xué)校的資金耗損和資源耗損量過高。但是通過網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺所展開的各種虛擬實驗操作，能夠簡便快捷地為不同專業(yè)的學(xué)生提供各種類型實驗所需要的數(shù)據(jù)、設(shè)備以及環(huán)境，以此來進一步增強學(xué)生的實驗活動體驗，達到了事半功倍的效果。

4.各種實驗活動開展所需的成本高，消耗大，實際資源難以利用

現(xiàn)代化的科技團隊建設(shè)逐漸向著更加高科技的方向發(fā)展，對于各種科技研究實驗實踐活動的需求也越來越嚴格。部分科技研究活動的開展需要耗費過多的成本，然而其實驗過程中對于各種實驗資源的利用并不充分，最終會導(dǎo)致一定的資源浪費。同時，由于對經(jīng)費和地點的模仿，實際能夠提供給學(xué)生進行操控的相關(guān)設(shè)備的數(shù)量也會有限，導(dǎo)致學(xué)生在實驗活動過程中的參與程度低或者只能夠通過看教師的演示實驗進行相應(yīng)的學(xué)習(xí)，然而通過這種僅觀察而不動手操作的學(xué)習(xí)方式，對于學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都不能滿足，各種開放、自主設(shè)計、創(chuàng)新實驗難以實施，從而使學(xué)生的實踐能力不強，缺乏創(chuàng)新意識，同時對于學(xué)生的實驗興趣和積極性的培養(yǎng)也有較大的阻礙。這對于大學(xué)科技團隊培養(yǎng)高素質(zhì)的人才的教學(xué)目標的達成極為不利。在此情況下，對于網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的設(shè)計和開發(fā)就能夠有效解決這些限制和問題，對于學(xué)生的全面發(fā)展和專業(yè)化教學(xué)的高效發(fā)展都有著極為有效的推動作用[3]。

三、網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用

1.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的含義

從當前來看，傳統(tǒng)實驗室固然有一定的缺陷，但仍是科技研究實驗活動開展的主要形式，依然有其不可替代的作用，并會朝專業(yè)化方向建設(shè)發(fā)展。圍繞網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗項目的建設(shè)需求，結(jié)合實驗實際，我們確定了虛擬仿真實驗平臺建設(shè)的總體思路，即虛實結(jié)合、逐步推進、重點發(fā)展。虛實結(jié)合是指實體實驗室與虛擬實驗室結(jié)合，傳統(tǒng)實驗手段與現(xiàn)代實驗手段相結(jié)合。

網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗應(yīng)以兩大類平臺建設(shè)為主：一是以資源虛擬化為主的平臺；二是以MOOE（Massive Online Open Experiments，大規(guī)模在線實驗）為主的平臺。這兩類平臺應(yīng)當是互為補充、相得益彰的關(guān)系。資源虛擬化平臺的特點是：提供資源，不分課程，在線使用，不分系統(tǒng)，教師引導(dǎo)性學(xué)習(xí)。這種虛擬化是以資源為中心來進行使用的，不挑課程，任何課程都可以來申請使用權(quán)限，可以在教室開設(shè)，也支持在線使用。MOOE平臺的特點是：按課分配資源，以學(xué)生自主實驗為主。網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺所具備的優(yōu)點眾多，其中一點就是其擁有十分充裕的科研實驗資源，總類豐富，涉及廣泛，這使得科技團隊的學(xué)生們無論在進行科研實驗的過程中遇到任何難題或阻礙，都可以很快捷及準確地在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺中通過互聯(lián)網(wǎng)渠道將其查詢出來，并得以解決。所以說，把網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺運用到大學(xué)生科技團隊的創(chuàng)建中的時候，也應(yīng)該把網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺所具備的各種優(yōu)點充分利用到其中。這樣才能夠使得大學(xué)生科技團隊的創(chuàng)建水平獲得全方位的提升，讓大學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)獲得更加有效的培養(yǎng)。

虛擬仿真實驗的資源通過虛擬操作界面將數(shù)據(jù)或指令輸入仿真軟件或虛擬場景，通過各種實驗數(shù)據(jù)和軟件的實時仿真，將仿真結(jié)果輸入顯示終端或設(shè)備，或反饋給用戶專業(yè)具有明顯的網(wǎng)絡(luò)特點，因為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有速度快、精度高、扭轉(zhuǎn)“二高一低”的特點，同時具有較大的尺寸、復(fù)雜的操作和一定的風險。傳統(tǒng)實驗資源的開發(fā)成本高、難度大，虛擬仿真實驗平臺可以很好地解決這些問題，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)[4]。

2.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺能夠讓學(xué)生更加自主地主動進行學(xué)習(xí)

由于當今進入了新的信息化網(wǎng)絡(luò)時代，學(xué)生們的學(xué)習(xí)也因為網(wǎng)絡(luò)的便利而變得更加和方便，不同于以往應(yīng)試教育的硬性要求，現(xiàn)在的學(xué)生們在學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)地點的選擇都有了更多的選項。他們能夠根據(jù)自己的實際情況，更加合理地通過互聯(lián)網(wǎng)中的虛擬實驗平臺或者一系列相應(yīng)的在線應(yīng)用實驗軟件對自己的專業(yè)知識的學(xué)習(xí)進行加深和鞏固，可以隨時隨地地在網(wǎng)絡(luò)上查詢自己所需的實驗數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的教學(xué)文章或者視頻，讓學(xué)生們能夠運用自己閑暇之余對自己的專業(yè)知識和技術(shù)進行拓展。如今的在校大學(xué)生應(yīng)當具有足夠的自主創(chuàng)新的學(xué)習(xí)能力，積極地進行對自己所需的專業(yè)知識的自我補充，在課余的閑暇時間中通過手機或者電腦等互聯(lián)網(wǎng)平臺，在課前對團隊研究的科技實驗所涉及的相應(yīng)知識進行了解和預(yù)備。不僅如此，除了線上的實驗實踐活動以外，在進行他們專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中，也要通過這些手段對所學(xué)習(xí)的知識進行不斷的鞏固和提升。將學(xué)生們僅僅在課堂中被動灌輸學(xué)習(xí)知識的教學(xué)狀況徹底做出改變，在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的同時，培養(yǎng)他們的自信心和獨立堅定的人格素養(yǎng)。

（2）網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺能讓科技團隊的實驗狀況第一時間被老師知曉

將網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺融入大學(xué)科技團隊的建設(shè)當中，能夠使負責老師更加及時和全面地對團隊中每個學(xué)生目前所參與的實驗進度和相關(guān)知識技巧的掌握度進行了解。大學(xué)科技團隊的建設(shè)和各類科研實驗活動所涉及的內(nèi)容都是較為抽象化的，更加需要運用到學(xué)生的實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力，帶領(lǐng)科技團隊的老師可以在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺上設(shè)置一些科技實驗的相關(guān)任務(wù)或?qū)嵺`活動，以此讓團隊中的學(xué)生去平臺上進行打卡參與實驗和完成任務(wù)，以此來激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力提升，并且還能夠?qū)W(xué)生的實驗活動參與狀況獲得更清晰的了解。以往的大學(xué)科技團隊創(chuàng)建過程中，并沒有充分利用到互聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗平臺等相應(yīng)的信息化技術(shù)。因此，傳統(tǒng)的科技團隊建設(shè)方式早已沒有辦法滿足現(xiàn)代社會對學(xué)生的專業(yè)知識儲備以及全方位素養(yǎng)成長的要求，所以，各個大學(xué)的科技團隊帶隊老師更應(yīng)該結(jié)合實際情況，利用新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺來創(chuàng)新改革傳統(tǒng)的科技團隊建設(shè)方式和方法，讓大學(xué)生能夠在科技團隊的建設(shè)和科研實驗的參與過程中獲得更加全面的培養(yǎng)，讓他們的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力能夠獲得全面提升。充分利用當代年輕人對互聯(lián)網(wǎng)和未知事物充滿著的興趣和探索欲望的情緒，以多元化的模式將各種專業(yè)知識和技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺傳授給他們，從而使得我們的大學(xué)教育質(zhì)量和教學(xué)水平更加突出，為我國的各行各業(yè)培養(yǎng)出更多的專業(yè)化創(chuàng)新人才。

3.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室系統(tǒng)架構(gòu)

（1）C/S架構(gòu)方式

C/S結(jié)構(gòu)是一種分布式計算模式。在C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，應(yīng)用程序被劃分為兩大部分：一部分是由多個用戶共享的信息與功能，這部分稱為服務(wù)器；另一部分是為每個用戶所專用，稱為客戶部分?？蛻舨糠重撠焾?zhí)行前臺功能，如管理用戶接口、數(shù)據(jù)處理和報告請求等；而服務(wù)器部分執(zhí)行后臺服務(wù)，如管理共享外設(shè)、控制對共享數(shù)據(jù)庫的操縱、接受并應(yīng)答客戶機的請求等。

傳統(tǒng)的二層C/S體系結(jié)構(gòu)在單一數(shù)據(jù)庫且有安全性和快速性保障的局域網(wǎng)環(huán)境下運行，因而得到了廣泛應(yīng)用。其不足主要體現(xiàn)在：程序開發(fā)量大，系統(tǒng)維護困難，客戶機的負擔過重，成本增加以及系統(tǒng)的安全性難以得到保障等。

（2）B/S架構(gòu)方式

在B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，用戶可以通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的許多服務(wù)器發(fā)出請求。B/S結(jié)構(gòu)極大地簡化了客戶機的工作。客戶機上只需安裝、配置少量的客戶端軟件即可，服務(wù)器將擔負更多的工作，對數(shù)據(jù)庫的訪問和應(yīng)用程序的執(zhí)行都將在服務(wù)器上完成。這不但節(jié)省了內(nèi)存和存儲空間，也節(jié)省了開發(fā)時間，從而降低了成本，給應(yīng)用系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、日常維護和升級都帶來了極大的便利。

4.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬實驗平臺的建設(shè)

相對于現(xiàn)如今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬實驗平臺建設(shè)來說，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實驗只能夠采用示范模式，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬仿真實驗中心按照“以現(xiàn)狀為主體，虛擬-實際結(jié)合，可能不真實”的模式，提高學(xué)生三種能力為重點，通過多個層次以及多個模塊的虛擬實驗平臺，滿足了優(yōu)秀專業(yè)化人才培養(yǎng)和優(yōu)秀科技團隊學(xué)生的實踐任務(wù)[5]。

5.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的實施

基于已建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實驗平臺，進一步整合資源，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，分類推進重點建設(shè)，構(gòu)建典型的虛擬實驗教學(xué)體系，創(chuàng)建面向各個大學(xué)專業(yè)科技團隊的在線虛擬實驗，更好地服務(wù)科技實驗實踐活動和相應(yīng)的專業(yè)實驗教學(xué)。

6.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺中的數(shù)據(jù)庫中所含有的數(shù)據(jù)存儲構(gòu)造能夠有效增強其自身的運轉(zhuǎn)效率，所以在對其數(shù)據(jù)庫展開設(shè)計的過程中，必須要讓其存取的高效得到實質(zhì)性保證，要確定數(shù)據(jù)的完整性還有其一致性都能夠獲得全面的保障，通過這種方式網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的各項系統(tǒng)設(shè)計都會得到一定的優(yōu)化。想要讓數(shù)據(jù)庫的完整性得到充分保障，就必須要在進行數(shù)據(jù)分析的過程中對以下幾個方面落實到位。

（1）數(shù)據(jù)庫里面的信息必須能夠按照其類別被精準地進行分類，同時其數(shù)值必須維持在一定的范圍之中才能夠保證其能夠被正常使用，以此來讓其實效性得到有效保障。同時，各個不同數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)不能夠出現(xiàn)任何問題的沖突，要讓網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺可以將其自身具備的功能徹底展示出來，以此來更加清晰地收到一系列的運行參數(shù)還有其返回的一系列狀況。

（2）對于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計來說，同樣需要對其表格展開嵌套調(diào)用，通過這種方式完成對于儲存數(shù)據(jù)的相關(guān)調(diào)出還有一系列的事務(wù)處理，并且保證其精準性和效率性，同時還能夠讓其和觸發(fā)器完成有效配合，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫所展開的保護工作，而且還能夠在其特別的性能還有要求下創(chuàng)設(shè)出具備特殊性能的儲存過程。

在展開對于數(shù)據(jù)庫表格設(shè)計的過程中，網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺中會存儲老師和學(xué)生的相關(guān)數(shù)據(jù)表格，以及相應(yīng)的課程數(shù)據(jù)表格，還有各種測試表格和留言表格等。這一系列的數(shù)據(jù)庫表格對于數(shù)據(jù)庫構(gòu)造的設(shè)計來說，數(shù)據(jù)庫中不但需要能夠存儲這些表格數(shù)據(jù)，同樣需要能夠更加迅速地對其相關(guān)的數(shù)字圖像進行甄別和判定，同時對于配套的模板匹配和判定信息的時候進行相關(guān)的儲存工作，對相應(yīng)的字符信息點的陣表字段的行數(shù)據(jù)、行數(shù)，還有字符數(shù)據(jù)點陣表的儲存以及使用進行相應(yīng)的監(jiān)理工作。并且，在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺的數(shù)據(jù)庫正式運作的過程中，其統(tǒng)計表中的系統(tǒng)服務(wù)數(shù)據(jù)就可以更加高效地將其結(jié)果文件調(diào)取出來，把相關(guān)的信息展開匯集，以此來獲得相關(guān)老師、同學(xué)還有科目等相關(guān)的數(shù)據(jù)。并且，在其數(shù)據(jù)庫中所存儲的一系列程序段還可以受到更加匯總和穩(wěn)定的管控，同時還能夠?qū)?shù)據(jù)庫的控制系統(tǒng)展開定期和穩(wěn)定的完全檢測，預(yù)防因為人工操作失誤或疏忽而引發(fā)的各項安全問題和隱患，以此達成數(shù)據(jù)庫的高效和穩(wěn)定管理設(shè)計目標[6-7]。

結(jié)語

總體來說，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代化的信息技術(shù)，讓線下實驗平臺和網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺進行結(jié)合，讓學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和積極性得到充分激發(fā)，讓他們的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力在更加豐富且完善的實驗活動環(huán)境中，獲得全面提升[7]。