摘 要：針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)多終端多部門(mén)異構(gòu)數(shù)據(jù)接入過(guò)載和輔助決策智能化不足的問(wèn)題，采用前后端分離技術(shù)框架，借助Swagger自動(dòng)生成文檔可視化等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建基于.NetCore前后端分離框架共建共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的全過(guò)程管理.通過(guò)河南省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)管理中心的創(chuàng)新實(shí)踐，驗(yàn)證了所提技術(shù)的可行性，為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式創(chuàng)新、資源共建共享、開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化提供技術(shù)支撐.

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；VR/AR；信息化；人工智能

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000-2367（2025）02-0108-07

習(xí)近平總書(shū)記在黨的二十大報(bào)告中對(duì)“辦好人民滿(mǎn)意的教育”作出戰(zhàn)略部署，強(qiáng)調(diào) “加快建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)”，標(biāo)志著我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展進(jìn)入新時(shí)期.以5G、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）為典型代表的新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)高等教育事業(yè)改革帶來(lái)重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，特別是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，因具有開(kāi)放性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，已經(jīng)成為高等院校開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教育的主要方式^［1］.因此，提高虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，成為全面提升教育事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵.虛擬仿真項(xiàng)目及其應(yīng)用是現(xiàn)代信息科學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向，也是高等教育管理的研究熱點(diǎn)之一^［2］.

針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論內(nèi)涵和相關(guān)技術(shù)，已有不少學(xué)者開(kāi)展研究，并在教學(xué)實(shí)踐中得到應(yīng)用.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依托VR、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在高度仿真的虛擬環(huán)境中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式^［3］.董桂偉等^［4］利用CiteSpace文獻(xiàn)分析軟件對(duì)我國(guó)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，通過(guò)聚類(lèi)分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)以融合創(chuàng)新為主是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然要求.高東鋒等^［5］通過(guò)對(duì)比分析3種不同應(yīng)用方式，即VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）和混合現(xiàn)實(shí)（mixed reality，MR），探討VR技術(shù)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的潛在影響和高校對(duì)VR技術(shù)發(fā)展的應(yīng)對(duì)策略.孫福等^［6］針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目仿真效果差、推廣價(jià)值低的問(wèn)題，從項(xiàng)目定位、內(nèi)容、設(shè)計(jì)、研發(fā)、應(yīng)用、團(tuán)隊(duì)6個(gè)維度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)49個(gè)，開(kāi)展虛擬仿真

收稿日期：2024-04-07;修回日期：2024-07-03.

基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（2021SJGLX556）;教育部虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用課題（ZJXF2022041）;河南省中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)（Z20221343001）;河南省重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)（241111210200）.

作者簡(jiǎn)介：趙迪（1992-），女，河南新鄉(xiāng)人，河南開(kāi)放大學(xué)講師，鄭州大學(xué)博士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代信息技術(shù).

通信作者：張水潮（1967-），男，河南鄢陵人，研究方向?yàn)楦叩冉逃芾?，E-mail：zhang1227zzu@163.com.

引用本文：趙迪，張帥，趙章紅，等.基于.NetCore前后端分離框架共建共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2025，53（2）：108-114.（Zhao Di，Zhang Shuai，Zhao Zhanghong，et al.Key technology research of co-building and sharing the virtual simulation experiment teaching service platform based on .NetCore front-end and back-end separation framework［J］.Journal of Henan Normal University（Natural Science Edition），2025，53（2）：108-114.DOI：10.16366/j.cnki.1000-2367.2024.04.07.0002.）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目評(píng)價(jià).為構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)環(huán)境，薛永基等^［7］利用以云計(jì)算為基礎(chǔ)的云平臺(tái)構(gòu)筑能夠用于并行計(jì)算的云網(wǎng)絡(luò)，詳細(xì)闡述了虛擬仿真項(xiàng)目基于云技術(shù)的設(shè)計(jì)理念和內(nèi)容體系，并以北京林業(yè)大學(xué)農(nóng)林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例分析了教學(xué)實(shí)踐中的創(chuàng)新應(yīng)用.耿志挺等^［8］針對(duì)碳鋼和鑄鐵材料拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)等試驗(yàn)內(nèi)容，采用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了材料力學(xué)性能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)功能和性能指標(biāo).與此同時(shí)，圍繞虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)，李炎鋒等^［9］、盧艷麗等^［10］、代方方等^［11］開(kāi)展相關(guān)研究，詳細(xì)介紹了基于Eclipse、WebBulider、LabVIEW等開(kāi)發(fā)平臺(tái)和PKPM、5D施工BIM、ANYSYS、FilmsCAD、DEFORM等仿真軟件構(gòu)建的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，對(duì)航空材料專(zhuān)業(yè)、化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用.

綜上所述，現(xiàn)有虛擬仿真相關(guān)研究大多從虛擬仿真開(kāi)發(fā)技術(shù)、課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心介紹方面入手，涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)方法和智能化生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輔助決策的應(yīng)用較少.因此，本文采用前后端分離技術(shù)有效解決多終端多部門(mén)異構(gòu)數(shù)據(jù)接入過(guò)載問(wèn)題，借助Swagger自動(dòng)生成文檔可視化技術(shù)，構(gòu)建基于.NetCore前后端分離框架共建共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的全過(guò)程管理，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展提供決策依據(jù).

1 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

共建共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)采用“平臺(tái)-算法-數(shù)據(jù)-終端”的建設(shè)思路，使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理，分布式存儲(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)接口對(duì)接，實(shí)現(xiàn)多主體、多中心、多課程群身份統(tǒng)一認(rèn)證，數(shù)據(jù)互通，具體如圖1所示.通過(guò)集成項(xiàng)目信息定制管理技術(shù)，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理信息綜合服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)管理信息發(fā)布、虛仿項(xiàng)目申報(bào)、成果鑒定驗(yàn)收等高效管理工作.通過(guò)與WebService、移動(dòng)APP、個(gè)人PC和iPad等多類(lèi)型終端的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)多端展示、在線定制和自適應(yīng)管理.嵌入多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，搭建多部門(mén)多接口協(xié)同共享管理模塊，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)多源數(shù)據(jù)的協(xié)同治理.集成人工智能技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘算法，開(kāi)發(fā)智能管理工具箱，實(shí)現(xiàn)管理服務(wù)工作智能化開(kāi)展.為搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理服務(wù)工作平穩(wěn)運(yùn)行、高效安全開(kāi)展，需要突破基于.NetCore前后端分離框架和基于 Swagger自動(dòng)生成文檔兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù).

2 平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 前后端分離技術(shù)

2.1.1 前端vue技術(shù)

針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，不同中心、課程群、虛仿項(xiàng)目師生訪客瞬時(shí)大量并入和數(shù)據(jù)對(duì)接是平臺(tái)首要解決問(wèn)題，采用前端vue技術(shù)框架.前端構(gòu)建使用vue全家桶，element-ui第三方庫(kù)、vuex做狀態(tài)管理、node.js做服務(wù)端中間件整合后端返回?cái)?shù)據(jù)處理并結(jié)合webpack進(jìn)行打包，減少打包體積，以及代碼安全.利用vue-Router按需加載，縮短首頁(yè)加載時(shí)間，提高平臺(tái)性能.抽離公共組件，利用高內(nèi)聚低耦合原則，采用函數(shù)式編程把平臺(tái)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、教學(xué)中心模塊，實(shí)驗(yàn)排行模塊，使用功能組件和公共業(yè)務(wù)組件模塊化，減少代碼復(fù)用.采用虛擬dom技術(shù)，減少回流和重繪，使每個(gè)教學(xué)中心和課程群平臺(tái)能快速渲染，讓平臺(tái)訪客有更好的體驗(yàn).

2.1.2 后端使用.Net Core API框架技術(shù)

平臺(tái)整體采用.Net Core API倉(cāng)儲(chǔ)+服務(wù)+接口封裝框架，可以將數(shù)據(jù)訪問(wèn)、業(yè)務(wù)邏輯封裝和接口定義分離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和業(yè)務(wù)邏輯層的分工，使系統(tǒng)更加模塊化和可維護(hù).使用ASP.Net Core 3.1 API，RESTful API的一種風(fēng)格來(lái)編寫(xiě)使接口更規(guī)范.平臺(tái)登錄采用JWT（json web token）技術(shù)以及采用手機(jī)短信來(lái)找回忘記的密碼，提供更高的安全性和可擴(kuò)展性.為幫助項(xiàng)目簡(jiǎn)介視頻以及其他視頻能夠適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用M3U8格式進(jìn)行流媒體按需傳輸.為使外部仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)悠脚_(tái)，讓用戶(hù)能夠查看自己每次操作實(shí)驗(yàn)的記錄以及詳細(xì)的操作步驟，采用了分配獨(dú)立的Appid和Secret，并且采用MD5加密方式請(qǐng)求平臺(tái)開(kāi)放接口進(jìn)行對(duì)接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).與此同時(shí)，平臺(tái)也會(huì)自適應(yīng)分析，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)共享統(tǒng)計(jì)從而更高效地監(jiān)控平臺(tái)所有項(xiàng)目的各項(xiàng)評(píng)價(jià).采用SqlSugar 輕量級(jí)ORM框架操作平臺(tái)的數(shù)據(jù)代碼優(yōu)先，與高效的管理平臺(tái)采用RBAC控制模式用于對(duì)系統(tǒng)資源的權(quán)限管理，進(jìn)一步提高平臺(tái)系統(tǒng)安全性.采用NPOI高效操作Office 進(jìn)行平臺(tái)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出及導(dǎo)入，利用Quartz.Net實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)的調(diào)度，涵蓋了從數(shù)據(jù)訪問(wèn)、業(yè)務(wù)邏輯、性能優(yōu)化到安全性等多個(gè)方面，也能夠幫助開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建高效率、高性能、可靠安全的后端系統(tǒng).

定義統(tǒng)一的接口返回結(jié)果格式，分別如下：

/// lt;summarygt;

/// 接口成功返回?cái)?shù)據(jù)

/// lt;/summarygt;

/// lt;param name=\"rows\"gt;數(shù)據(jù)lt;/paramgt;

/// lt;param name=\"total\"gt;總數(shù)據(jù)條數(shù)lt;/paramgt;

/// lt;returnsgt;lt;/returnsgt;

public static dynamic Success（object rows，long total=1）

{

dynamic dy = new ExpandoObject（）;

dy.success = true;

dy.code =（int）HttpStatusCode.OK;

dy.total = total;

dy.rows = rows;

dy.msg = \"OK\";

return dy;

}

/// lt;summarygt;

/// 成功返回消息

/// lt;/summarygt;

/// lt;param name=\"msg\"gt;lt;/paramgt;

/// lt;returnsgt;lt;/returnsgt;

public static dynamic Success（string msg）

{

dynamic dy = new ExpandoObject（）;

dy.success = true;

dy.code =（int）HttpStatusCode.OK;

dy.total = 1;

dy.rows = 1;

dy.msg = msg;

return dy;

}

2.2 基于Swagger自動(dòng)生成文檔技術(shù)

為了更好地滿(mǎn)足項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員的對(duì)接，以及各教學(xué)中心、課程群、虛仿項(xiàng)目將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦芾矸?wù)平臺(tái)，解決多平臺(tái)兼容問(wèn)題，平臺(tái)使用了Swagger自動(dòng)生成文檔技術(shù).Swagger可以自動(dòng)生成 API 文檔、支持多種數(shù)據(jù)格式、自動(dòng)生成客戶(hù)端Sdk，而且Swagger 與 RESTful API 兼容，同時(shí)也支持其他 Web 服務(wù)，如 SOAP 和 XML-RPC.這使得 Swagger 更加通用，可以適用于多種 Web 服務(wù)， Swagger的主要指令如表1所示.

表1 Swagger的主要指令

Tab. 1 Main instruction of Swagger

Swagger指令指令介紹

@Api描述整個(gè) API 定義信息，并提供基本信息，例如版本、標(biāo)題、描述、協(xié)議等.

@Api0peration描述 API操作信息，例如描述、HTTP 方法、URL等.

@ApiParam描述參數(shù)信息，例如名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、必填、描述信息等.

@ApiResponse描述 API 響應(yīng)信息，例如狀態(tài)碼、描述信息、響應(yīng)模型等.

@ApiImplicitParam/@ApiImplicitParams描述請(qǐng)求參數(shù)信息，例如名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、必填、描述信息等.

@RequestBody 描述請(qǐng)求體參數(shù)信息，例如名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、必填、描述信息等.

@ApiIgnore 忽略指定項(xiàng)（類(lèi)、方法、參數(shù)）的 API 文檔生成，適用于那些不需要對(duì)外顯露的接口或?qū)傩?

@Apimode1 為數(shù)據(jù)模型添加描述信息，包括名稱(chēng)、描述、屬性等.

@ApiMode1Property 為數(shù)據(jù)模型中的屬性添加描述信息，包括名稱(chēng)、描述、數(shù)據(jù)類(lèi)型、默認(rèn)值等.

@ApiResponses指定多個(gè)響應(yīng)狀態(tài)碼和響應(yīng)消息，并為不同狀態(tài)碼指定不同的響應(yīng)信息.

@ApiParamImplicit / @ApiParamImplicitset為請(qǐng)求參數(shù)列表中的多個(gè)參數(shù)添加描述信息.

2.3 其他關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 使用Redis緩存技術(shù)

為了方便用戶(hù)更好的體驗(yàn)，平臺(tái)使用Redis緩存能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)快速高效地呈現(xiàn)在客戶(hù)端，使數(shù)據(jù)能夠持久化存儲(chǔ)在內(nèi)存中.例如平臺(tái)中實(shí)驗(yàn)類(lèi)別、學(xué)校分類(lèi)、實(shí)驗(yàn)排行、實(shí)時(shí)熱度、用戶(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、登錄密鑰等數(shù)據(jù)直接查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)較慢，因此采用Redis將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，無(wú)須每次訪問(wèn)都重新讀取數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而大大提升加載效率和平臺(tái)穩(wěn)定性.基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，Redis能夠有效提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力，能夠?qū)⒏嗟牟l(fā)訪問(wèn)請(qǐng)求快速存儲(chǔ)在內(nèi)存中，相比于磁盤(pán)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取速度更快，能夠有效提升數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率.

2.3.2 Log4Net日志可視化技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)用戶(hù)操作的記錄和分析，平臺(tái)使用Log4Net日志可視化技術(shù)，通過(guò)可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)日志數(shù)據(jù)向圖表的轉(zhuǎn)換，并采用SignalR 技術(shù)對(duì)日志信息進(jìn)行推送，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)操作日志展示、搜索、過(guò)濾、排序等功能.通過(guò)后臺(tái)管理技術(shù)的優(yōu)化，方便管理員查看分析日志，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行快速監(jiān)控，從而大大提升平臺(tái)維護(hù)效率.

3 創(chuàng)新管理應(yīng)用

按照教育部和省委、省政府推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的部署要求，河南全面落實(shí)《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》《河南教育現(xiàn)代化2035》及其實(shí)施方案等文件要求，并在《河南省教育廳關(guān)于加快推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的意見(jiàn)》（教高［2021］240號(hào)）中明確指出，按照“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的原則，積極探索虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)2.0的河南模式.基于.NetCore前后端分離框架打造了河南省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)（省平臺(tái)），完善了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)管理技術(shù)體系，推動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)1.0階段向以“布局合理、效果優(yōu)良、開(kāi)放共享”新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)2.0體系的系統(tǒng)建構(gòu).

3.1 依托技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建四級(jí)體系

虛擬仿真資源分散化、體系化不足的根本原因是建設(shè)過(guò)程缺乏統(tǒng)一部署，為解決該問(wèn)題，河南創(chuàng)新性地打造“省平臺(tái)-教學(xué)中心-課程群-項(xiàng)目”四級(jí)體系，實(shí)現(xiàn)“校-企-政”共管，具體如圖2所示.2021年，成立河南省高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)中心，總體負(fù)責(zé)省級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列項(xiàng)目的組織建設(shè)、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一管理，配合教育廳開(kāi)展課程審查和線上教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)省內(nèi)高校虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)和時(shí)間交流合作.首先，根據(jù)省情、校情、調(diào)研情況以及學(xué)科門(mén)類(lèi)特點(diǎn)，設(shè)置教學(xué)中心、課程群和教學(xué)項(xiàng)目.每個(gè)教學(xué)中心圍繞同一專(zhuān)業(yè)至少下設(shè)3個(gè)課程群，在設(shè)置課程群過(guò)程中，以普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)類(lèi)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合教學(xué)中心的特點(diǎn)，通過(guò)前期調(diào)研、專(zhuān)家論證和自主申報(bào)多個(gè)環(huán)節(jié)確定，課程群需要設(shè)置不少于5個(gè)教學(xué)內(nèi)容的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目.繼而，發(fā)布虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列項(xiàng)目建設(shè)指南，以揭榜掛帥的形式申報(bào)相應(yīng)教學(xué)中心、課程群和教學(xué)項(xiàng)目.經(jīng)過(guò)學(xué)校推薦、網(wǎng)絡(luò)評(píng)審、會(huì)議評(píng)審、現(xiàn)場(chǎng)答辯等多個(gè)環(huán)節(jié)，擇優(yōu)立項(xiàng)系列項(xiàng)目.在4月的建設(shè)周期結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目所有數(shù)據(jù)對(duì)接到相應(yīng)的課程群，進(jìn)而通過(guò)課程群將數(shù)據(jù)進(jìn)一步集成到教學(xué)中心到達(dá)省平臺(tái).每年發(fā)布一次申報(bào)指南，引導(dǎo)省內(nèi)高校開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列項(xiàng)目的申報(bào)，最終形成“省平臺(tái)-教學(xué)中心-課程群-項(xiàng)目”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系化建設(shè).

3.2 加強(qiáng)合作交流，實(shí)現(xiàn)共享共建

虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)、投入大，單一主體開(kāi)發(fā)建設(shè)虛擬仿真項(xiàng)目都難以取得預(yù)期效果，加強(qiáng)校校、校企、校政間合作，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真資源共建共享是提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的必要手段.得益于“省平臺(tái)-教學(xué)中心-課程群-項(xiàng)目”四級(jí)體系，河南虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系共建共享機(jī)制具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì).2021年和2023年，河南省教育廳發(fā)布關(guān)于申報(bào)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系列項(xiàng)目建設(shè)的通知均明確要求，申報(bào)教學(xué)中心的高校需要依托國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)，并且聯(lián)合至少3所省內(nèi)高校聯(lián)合申報(bào).此外，受制于限額申報(bào)的要求，申報(bào)教學(xué)中心的高校難以獨(dú)自承擔(dān)教學(xué)中心下設(shè)所有項(xiàng)目的申報(bào)建設(shè)，而需要牽頭組織其他學(xué)院、高校申報(bào)中心下設(shè)課程群和實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，這就使得在項(xiàng)目申報(bào)過(guò)程中學(xué)校和學(xué)校、學(xué)院和學(xué)院、學(xué)校和學(xué)院間加強(qiáng)了合作交流，明確了分工定位，為后續(xù)共享機(jī)制的建立打下基礎(chǔ).為實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的共享共用，滿(mǎn)足省內(nèi)不同層次、不同類(lèi)型學(xué)校師生實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，河南省高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)中心搭建了具有開(kāi)放性、擴(kuò)展性、兼容性和前瞻性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目運(yùn)行平臺(tái)——河南省高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái).所有建成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目會(huì)按照所屬課程群和教學(xué)中心，分門(mén)別類(lèi)地出現(xiàn)在共享平臺(tái).訪問(wèn)師生僅需注冊(cè)共享平臺(tái)賬號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)所有實(shí)驗(yàn)一鍵登錄、一鍵學(xué)習(xí)，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)分析，所有參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生成績(jī)可以一鍵導(dǎo)出，不同學(xué)校師生均可以在共享平臺(tái)自由實(shí)驗(yàn)，打破了不同學(xué)校、不同區(qū)域的限制.

3.3 規(guī)范開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，提升泛在能力

為解決虛擬仿真項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、開(kāi)發(fā)質(zhì)量參差不齊的問(wèn)題，省平臺(tái)對(duì)下設(shè)教學(xué)中心提出建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，教學(xué)中心對(duì)所屬課程群建設(shè)的具體內(nèi)容作出規(guī)定，課程群則需要明確所屬教學(xué)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn).在項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)，教學(xué)項(xiàng)目需要一次通過(guò)課程群、教學(xué)中心和省服務(wù)平臺(tái)的層層驗(yàn)收，全部滿(mǎn)足規(guī)范要求，才能夠順利結(jié)項(xiàng).這種做法的優(yōu)勢(shì)就在于將所有虛擬仿真項(xiàng)目歸屬于對(duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)學(xué)科，在虛擬仿真教學(xué)聯(lián)盟和教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的指導(dǎo)下，能夠規(guī)范項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容、教學(xué)方式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上規(guī)范項(xiàng)目?jī)?nèi)容，提升項(xiàng)目質(zhì)量.此外，對(duì)于開(kāi)發(fā)技術(shù)不同的教學(xué)項(xiàng)目，河南省高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)采用云計(jì)算理念，利用云推流技術(shù)將部署在云端的虛仿資源運(yùn)行結(jié)果，通過(guò)“流”的形式推送到PC、平板和手機(jī)等終端，師生可以通過(guò)終端應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)交互.采用云計(jì)算技術(shù)的共享平臺(tái)，能夠?qū)①Y源統(tǒng)一部署、集中管理，可以讓教師和學(xué)生隨時(shí)隨地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而且支持多用戶(hù)高并發(fā)訪問(wèn)，有效解決服務(wù)器載荷過(guò)大出現(xiàn)的問(wèn)題.與此同時(shí)，省平臺(tái)利用便捷輕量級(jí)虛擬仿真引擎編輯器，幫助不熟悉虛擬仿真開(kāi)發(fā)技術(shù)的高校教師，自行開(kāi)展仿真資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)低代碼快速構(gòu)建仿真資源，降低仿真資源的開(kāi)發(fā)門(mén)檻和開(kāi)發(fā)成本，提高虛擬仿真項(xiàng)目的泛在化能力.

4 小 結(jié)

通過(guò)基于.NetCore前后端分離框架共建共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理服務(wù)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)研究，完善了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)管理技術(shù)體系，為虛擬仿真2.0時(shí)代“省平臺(tái)-教學(xué)中心-課程群-項(xiàng)目”新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系化建設(shè)提供技術(shù)支撐，并在河南省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心取得了較好的應(yīng)用示范效果.數(shù)字時(shí)代的科技創(chuàng)新推動(dòng)著高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的變革，使得虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式向2.0時(shí)代躍進(jìn)，基于全新的技術(shù)手段，構(gòu)建以體系化為基本原則、共享化為基本目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化為基本特征的新型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)技術(shù)體系，是不斷推進(jìn)國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源結(jié)構(gòu)、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要舉措.

參 考 文 獻(xiàn)

［1］" 劉海峰，韋驊峰.高瞻遠(yuǎn)矚：中國(guó)高教2035與世界高教2050［J］.高等教育研究，2021，42（7）：1-10.

LIU H F，WEI H F.To take a broad and long-term view：China's higher education in 2035 and the world's higher education in 2050［J］.Journal of Higher Education，2021，42（7）：1-10.

［2］劉金庫(kù)，葛云曉，黃婕，等.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程：數(shù)字賦能工程能力培養(yǎng)新模式［J］.高等工程教育研究，2023（3）：85-88.

LIU J K，GE Y X，HUANG J，et al.Virtual simulation experiment course：a new mode of digital empowerment engineering ability training［J］.Research in Higher Education of Engineering，2023（3）：85-88.

［3］熊宏齊.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)助推理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合改革與創(chuàng)新［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（5）：1-4.

XIONG H Q.Promotion of reform and innovation on integration of theory teaching and experimental teaching by virtual simulation experiment teaching［J］.Experimental Technology and Management，2020，37（5）：1-4.

［4］董桂偉，趙國(guó)群，王桂龍.我國(guó)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展與趨勢(shì)研究：基于近十年中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)的知識(shí)圖譜分析［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2021（7）：85-92.

DONG G W，ZHAO G Q，WANG G L.Research on the Development and Trend of Virtual Simulation Experiment Teaching in China：Based on the knowledge map analysis of China HowNet literature in recent ten years［J］.China University Teaching，2021（7）：85-92.

［5］高東鋒，王森.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的影響與應(yīng)對(duì)策略［J］.中國(guó)高教研究，2016（10）：56-59.

GAO D F，WANG S.The influences and measures for the development of virtual reality technology on the higher education experimental teaching reform［J］.China Higher Education Research，2016（10）：56-59.

［6］孫福，孫佳怡，劉國(guó)慶，等.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目評(píng)價(jià)研究［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（7）：187-190.

SUN F，SUN J Y，LIU G Q，et al.Research on evaluation of virtual simulation experiment teaching project［J］.Experimental Technology and Management，2020，37（7）：187-190.

［7］薛永基，陳建成，王明天.經(jīng)管類(lèi)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（10）：283-286.

XUE Y J，CHEN J C，WANG M T.Study and practice on virtual simulation experimental instruction in economics and management specialty［J］.Research and Exploration in Laboratory，2017，36（10）：283-286.

［8］耿志挺，陳學(xué)軍.材料力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2019，38（5）：98-101.

GENG Z T，CHEN X J.Research and development of virtual simulation experiment system of material mechanics［J］.Research and Exploration in Laboratory，2019，38（5）：98-101.

［9］李炎鋒，杜修力，紀(jì)金豹，等.土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的探索與實(shí)踐［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2014（9）：82-85.

LI Y F，DU X L，JI J B，et al.Exploration and practice of virtual simulation experiment teaching center for civil engineering specialty construction［J］.China University Teaching，2014（9）：82-85.

［10］盧艷麗，董文強(qiáng)，王永欣，等.材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018，37（11）：153-157.

LU Y L，DONG W Q，WANG Y X，et al.Exploration and practice of the virtual simulation experimental teaching center for material professional construction［J］.Research and Exploration in Laboratory，2018，37（11）：153-157.

［11］代方方，費(fèi)貴強(qiáng)，李磊，等.化工類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（10）：279-281.

DAI F F，F(xiàn)EI G Q，LI L，et al.Construction and practice of virtual simulation experimental teaching center of chemical engineering majors［J］.Experimental Technology and Management，2019，36（10）：279-281.

Key technology research of co-building and sharing the virtual simulation experiment teaching service platform based on .NetCore front-end and back-end separation framework

Zhao Di^1，2， Zhang Shuai3， Zhao Zhanghong^{3，4，5}， Hao Weibin^4，6， Zhang Shuichao7

（1. School of Business and Accounting， Henan Open University， Zhengzhou 450046， China; 2. School of Management， Zhengzhou University，

Zhengzhou 450001， China; 3. School of Management Engineering， Henan University of Engineering， Zhengzhou 450001， China;

4. Service Center of Virtual Simulation in the Universities of Henan Province， Zhengzhou 450046， China; 5. Henan HMCY

Technology Co. ， Ltd. Zhengzhou 450000， China; 6. Office of Social Science Administration， Zhengzhou University of

Aeronautics， Zhengzhou 450046， China; 7. Department of Education of Henan Province， Zhengzhou 450000， China）

Abstract： In this paper， addressing the overload issues of heterogeneous data access from multiple terminals and departments in virtual simulation experiment teaching platforms， as well as the lack of intelligent generation of experimental data to assist decision-making， a shared virtual simulation experiment teaching management service platform is adopted. Utilizing Swagger's automatic documentation visualization technology and a front-end and back-end separation technology framework based on the .NetCore technique， this platform realizes full-process management of virtual simulation experiment teaching projects. The feasibility of proposed techniques had been verified through innovative applications by the virtual simulation experiment teaching service management center of Henan province. It can provide technical support for innovation of teaching management， co-construction and sharing of teaching resources and normalization of application development standard.

Keywords： virtual simulation; VR/AR; informatization; artificial intelligence

［責(zé)任編校 陳留院 楊浦］