朱 軍，華 晶，皮大能，于 俊，江 波

(1.湖北師范大學(xué) 電氣工程與自動化學(xué)院，湖北 黃石 435002；2.大冶市第六中學(xué)，湖北 黃石 435102)

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程逐漸加快，道路交通擁堵問題日益凸顯，發(fā)展大運(yùn)量快速軌道交通系統(tǒng)來解決道路交通問題已成業(yè)內(nèi)人士的共識。目前，我國的軌道交通建設(shè)正面臨史無前例的高潮。北京、上海、廣州等大中城市每年都以40～50千米里程、百億元以上的投資速度推進(jìn)，相當(dāng)多城市已獲批正在進(jìn)行地鐵、輕軌等軌道交通的建設(shè)[1～3]。這就需要作為人才輸出大戶的高校來培養(yǎng)更多合格的專業(yè)人才，其運(yùn)營調(diào)度水平、后勤保障能力、突發(fā)事故處理能力等，能夠滿足當(dāng)前軌道交通對安全性、準(zhǔn)點(diǎn)率、大運(yùn)量、高密度等指標(biāo)的嚴(yán)苛要求。虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的意義在于能夠利用有限的硬件資源，使學(xué)生的觸角能夠被無限放大，在有限實(shí)物空間與無限資源之間搭建橋梁，在理論與多樣化、復(fù)雜化實(shí)踐之間搭建橋梁。由于地方高校資源有限，將鐵路線、車輛、軌旁設(shè)備等實(shí)物納入到實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃中代價非常高昂，而且有些故障類實(shí)驗(yàn)不能在奔馳的列車或上電的軌道上進(jìn)行，這會將學(xué)生、乘客、車輛置于危險當(dāng)中。再有就是當(dāng)現(xiàn)場教學(xué)受到制約，如新冠疫情爆發(fā)等突發(fā)事件沖擊仍需停課不停學(xué)時，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺就能起到關(guān)鍵作用，而老牌鐵路院校也肩負(fù)引領(lǐng)帶頭使命，把這一專業(yè)做大做強(qiáng)，這些因素都增加了地方高校與老牌強(qiáng)校之間虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共建共享合作的可能性與可拓性[4～8]。

1 課題來源

2016年，在“軌道交通信號與控制”專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會工作組會議的基礎(chǔ)上，由北京交通大學(xué)軌道交通控制研究所教學(xué)團(tuán)隊(duì)牽頭、北京工業(yè)大學(xué)城市交通學(xué)院交運(yùn)運(yùn)輸工程系、北京聯(lián)合大學(xué)自動化學(xué)院交通工程系共同發(fā)起成立全國軌道交通信號與控制專業(yè)虛擬教研室。以課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)資源、教材共建和師生競賽為主要活動內(nèi)容的、全國范圍內(nèi)組織的廣義教學(xué)研究室，主要通過開放課題、線上會議、線下互訪、微信平臺等形式開展工作。虛擬教研室的建設(shè)目標(biāo)是對接國家“一帶一路”和中國高鐵走出去的戰(zhàn)略需求，在響應(yīng)國家自主創(chuàng)新的號召下，援助不同類型高校軌道交通信號與控制專業(yè)的建設(shè)，促進(jìn)全國本專業(yè)人才培養(yǎng)的健康發(fā)展，助力教育部一流本科專業(yè)“雙萬計(jì)劃”的建設(shè)[9～11]。在2017年全國軌道交通教指委會議上，包括湖北師范大學(xué)在內(nèi)的全國30所高校達(dá)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享合作意向協(xié)議，開始開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的共建共享嘗試。會上還就卓越工程師系列教材分享、MOOC課程建設(shè)與使用、設(shè)立開放課題等做了探討。

隨著前述工作的展開，陸續(xù)立項(xiàng)建設(shè)了19項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放課題，包括湖北師范大學(xué)“軌道交通信號與控制專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬化資源共建共享研究”課題。依托該課題，開展了軌道交通專業(yè)虛擬仿真資源共建共享的探討，并以此為契機(jī)推進(jìn)虛擬教研室成員單位間的共建互訪，加強(qiáng)專業(yè)課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人才培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績互認(rèn)以及學(xué)分互轉(zhuǎn)機(jī)制等方面的合作。

2 實(shí)踐方案

軌道交通虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源共建共享方案如圖1所示。共包括四個方面的內(nèi)容，第一部分是國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目系列，包含列車運(yùn)營系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、列車運(yùn)行控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、城軌CBTC虛擬仿真系列實(shí)驗(yàn)三個子類；第二部分是系列實(shí)驗(yàn)課程、教材共建共享，包含中國大學(xué)MOOC《鐵道信號綜合實(shí)驗(yàn)》《電腦鼠原理與實(shí)踐》等課程，以及高教鐵道部系列規(guī)劃教材、卓越工程師系列教材等；第三部分是軌道交通核心課程開放實(shí)驗(yàn)，主要包括車站信號自動控制在線實(shí)驗(yàn)、重載列車無線重聯(lián)VR實(shí)驗(yàn)、行車調(diào)度指揮綜合在線實(shí)驗(yàn)；第四部分是舉辦的系列師生活動、競賽，包括組建全國軌道交通產(chǎn)教聯(lián)盟、虛擬教研室成員高校師生之間的互動互訪、央地高校之間的雙培計(jì)劃、AI電腦鼠走迷宮競賽等。

圖1 軌道交通虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源共建共享方案

3 課題開展

3.1 國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

該項(xiàng)目按照新工科工程教育新理念的要求，采用以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式，將行業(yè)最前沿的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。將虛實(shí)結(jié)合、線上線下共享服務(wù)理念，通過半實(shí)物系統(tǒng)仿真、虛擬系統(tǒng)仿真等形式進(jìn)行實(shí)景展示，設(shè)計(jì)系列模塊化、層次化、難度適宜的原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K。相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以仿真現(xiàn)有設(shè)備無法安全實(shí)驗(yàn)或再現(xiàn)的場景，通過設(shè)備認(rèn)知、原理學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)交互、故障排除等環(huán)節(jié)，學(xué)生可進(jìn)行自主實(shí)踐，對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)或最優(yōu)選擇，并根據(jù)對前沿科研成果的探索與追蹤，使用現(xiàn)代信息工具對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估與驗(yàn)證，從而勝任多任務(wù)、多成員間多角色的切換與任務(wù)協(xié)同，培養(yǎng)學(xué)生解決具體復(fù)雜工程問題的能力。項(xiàng)目線上網(wǎng)址為http://rtccvsec.bjtu.edu.cn/learn，包括以下三個欄目的實(shí)驗(yàn)均能在該網(wǎng)址找到對應(yīng)內(nèi)容，如圖2中的登陸界面。

3.1.1 列車運(yùn)營系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 如圖3，漫游實(shí)驗(yàn)可以角色扮演方式在鐵路線上巡查，鐵路旁設(shè)有鐵路知識培訓(xùn)員和鐵路知識考核員，通過他們可以到達(dá)更多的實(shí)驗(yàn)場景。在基本課件里共有課件22套，采用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)，以動畫、圖片、聲音、文字等多媒體形式直觀生動地展示了鐵路線路、客貨運(yùn)車輛、行車控制信號、接發(fā)車操作、設(shè)備檢修等資料及技術(shù)。成品課件里包括CRH1動車組檢修及仿真、電力機(jī)車劈相電機(jī)、超限超重貨物運(yùn)輸、高速橋隧及道口、接觸弓網(wǎng)、LKJ車速控制等多媒體培訓(xùn)課件86套，內(nèi)容豐富、全面、專業(yè)性強(qiáng)，是師生不可多得的第一手關(guān)于軌道交通現(xiàn)場作業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)資料。

圖2 實(shí)驗(yàn)漫游任務(wù)登陸界面

3.1.2 列車運(yùn)行控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)平臺提供開放的仿真環(huán)境，可通過模塊化的設(shè)備組成及軟件結(jié)構(gòu)向?qū)W生提供軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立開發(fā)系統(tǒng)功能模塊，并在環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證。仿真環(huán)境一主要包括允許速度記錄顯示模塊、控車信息處理模塊、地面信息控制模塊、列車模擬駕駛模塊、人機(jī)交互模塊等，可完成應(yīng)答器報(bào)文組幀、CTCS-2 級列控系統(tǒng)行車許可使用等仿真實(shí)驗(yàn)如圖4所示。

圖4 CTCS-2級列控系統(tǒng)行車許可使用實(shí)驗(yàn)

仿真環(huán)境二主要包括應(yīng)用服務(wù)器、Web后臺管理兩部分構(gòu)成，學(xué)生可以在任意安裝“UnityWebPlayerFull”插件及“Flashplayer for Firefox”插件的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行Web訪問實(shí)驗(yàn)。如圖5所示，實(shí)驗(yàn)利用虛擬仿真方式，提供CTCS-3級列控系統(tǒng)關(guān)鍵信號設(shè)備及儀器儀表的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、設(shè)備操作、常見故障處理等內(nèi)容，并以三維可視化仿真的方式展現(xiàn)出來，系統(tǒng)主要包括并支持無線閉塞中心(RBC)、列控中心(TCC)、臨時限速服務(wù)器(TSRS)、EI32-JD型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、ZPW-2000A軌道電路、S700K型道岔6類信號設(shè)備及9個鐵路專用儀器儀表原理、操作及故障排除等仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

仿真環(huán)境三將列車三維視景、列車駕駛臺等內(nèi)容以虛擬仿真的方式展現(xiàn)出，為實(shí)驗(yàn)者提供軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)關(guān)鍵子系統(tǒng)的運(yùn)營操作、模擬駕駛等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，仿真列車對象包括高鐵CRH380列車與城鐵DKZ33列車。在互控教學(xué)模式情景下，CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)目視行車模式如圖6所示，能模擬司機(jī)啟停列車的操作過程，駕車途中視野廣闊、風(fēng)景壯觀，并有動感穿越的音樂相隨。

3.1.3 城軌CBTC虛擬仿真系列實(shí)驗(yàn) 城軌CBTC虛擬仿真系列實(shí)驗(yàn)通過基于瀏覽器訪問的WebATS完成結(jié)構(gòu)及功能認(rèn)知實(shí)操、聯(lián)鎖通信分析驗(yàn)證、移動授權(quán)算法分析、軌旁車載設(shè)備故障應(yīng)對等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。軟件界面、操作方法及故障應(yīng)急處理流程與現(xiàn)場基本一致，可以對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)無縫替換與通信控制，圖7為城軌CBTC軌旁設(shè)備故障應(yīng)對實(shí)驗(yàn)場景。

圖6 CTCS-3級列控目視行車模式

3.2 系列實(shí)驗(yàn)課程、教材

3.2.1 中國大學(xué)MOOC《鐵道信號綜合實(shí)驗(yàn)》 如圖8所示，該課程依托北京交通大學(xué)國家級軌道交通通信與控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，構(gòu)建了虛擬仿真類、設(shè)備類、系統(tǒng)類三類線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源。該項(xiàng)目來自于北京交通大學(xué)自主研發(fā)的國際最前沿科研成果，屬于國內(nèi)第一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的基于通信的列車控制系統(tǒng)，按照虛實(shí)結(jié)合的仿真方式設(shè)計(jì)了列車通信控制、列車模擬駕駛、列車自動防護(hù)三個模塊化的多維共享開放實(shí)驗(yàn)場景，各場景可以仿真現(xiàn)有系統(tǒng)無法安全實(shí)驗(yàn)或再現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。設(shè)備類綜合實(shí)驗(yàn)包括軌旁與車站設(shè)備類實(shí)驗(yàn)，軌旁設(shè)備包括應(yīng)答器點(diǎn)式地-車通信系統(tǒng)與機(jī)車信號連續(xù)式地-車通信系統(tǒng)，車站設(shè)備包括分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和信號集中監(jiān)測系統(tǒng)；系統(tǒng)類綜合實(shí)驗(yàn)以高速鐵路CTCS-3級列控系統(tǒng)、城市鐵路CBTC列控系統(tǒng)為原型，利用半實(shí)物虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中心有限環(huán)境空間下再現(xiàn)系統(tǒng)級列控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在同一時刻同一區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)級列控系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)與操作。課程教材已經(jīng)出版并發(fā)放給虛擬教研室成員學(xué)校，2020年03月01日至06月30日慕課開課時段處于新冠疫情爆發(fā)時期，解決了實(shí)驗(yàn)課程無法現(xiàn)場上課的問題，在深度和廣度上有些內(nèi)容還有延申。課程網(wǎng)址為https://www.icourse163.org/course/NJTU-1207235805.

3.2.2 中國大學(xué)MOOC《電腦鼠原理與實(shí)踐》 該課程作為理工科等所有專業(yè)的選修課，重在學(xué)以致用，使學(xué)生熟練掌握應(yīng)用機(jī)電、傳感、編程、人工智能等技術(shù)的電腦鼠傳感原理與驅(qū)動原理，能夠在現(xiàn)有的硬件平臺上不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)電腦鼠底層與頂層算法，并熟練使用嵌入式開發(fā)軟件對程序進(jìn)行調(diào)試。重點(diǎn)掌握測距傳感器與電機(jī)驅(qū)動工作原理與控制方法。通過課程學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生對微機(jī)原理與接口、檢測技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)、電子技術(shù)、人工智能等技術(shù)的綜合運(yùn)用，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生所學(xué)理論知識與實(shí)踐的結(jié)合；同時學(xué)生通過對電腦鼠原理的學(xué)習(xí)與實(shí)踐動手調(diào)試，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動手能力。該課程的一個重要特色是學(xué)生可以在沒有電腦鼠硬件及迷宮的情況下，完成學(xué)習(xí)和仿真任務(wù)，在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)電腦鼠走迷宮的測試與比賽，目前已推薦給湖北師大軌道交通專業(yè)1804班同學(xué)們自由選課，課程網(wǎng)址為https://www.icourse163.org/course/NJTU-1461159169.

3.2.3 高教鐵道部規(guī)劃教材、國家卓越——工程師系列教材 到目前為止，已由全國軌道交通虛擬教研室成員單位共同編寫建設(shè)普通高等教育鐵道部規(guī)劃教材7本，如《列車運(yùn)行控制系統(tǒng)》由北交大唐濤教授主編、《鐵路信號基礎(chǔ)》由西南交大郭進(jìn)教授主編等。共同編著卓越工程師系列專業(yè)教材4本，如《軌道交通信號與控制綜合實(shí)驗(yàn)》由北交大戴勝華等教授編著等。共同編著城市軌道系列專業(yè)教材6本，如《城市軌道交通信號基礎(chǔ)設(shè)備》由蘭州交大林俊亭副教授、《城市軌道交通信號綜合實(shí)驗(yàn)》由同濟(jì)大學(xué)歐東秀等教授編著等。其中《鐵路信號基礎(chǔ)》《車站信號自動控制》等已作為教材選用授課多年，教學(xué)效果良好。

3.3 系列課程開放實(shí)驗(yàn)

3.3.1 車站信號自動控制在線實(shí)驗(yàn) 該在線實(shí)驗(yàn)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)開發(fā)了包括計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖全部邏輯功能在內(nèi)的虛擬仿真系統(tǒng)，能夠提供列車接車、發(fā)車及通過作業(yè)、站內(nèi)調(diào)車作業(yè)與折返作業(yè)等功能，同時設(shè)計(jì)聯(lián)鎖操作、模擬行車、故障處理等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)車站設(shè)3條正線、2條到發(fā)線，銜接4個方向，張莊、趙村方向?yàn)閱尉€半自動閉塞，趙村方向進(jìn)站為超過6‰的下坡道，北京、廣州方向均為雙線雙向四顯示自動閉塞。系列課程開放實(shí)驗(yàn)線上網(wǎng)址為http://rtccvsec.bjtu.edu.cn/learn，進(jìn)入課程需要采用指定的瀏覽器、插件及實(shí)時遠(yuǎn)程許可。

3.3.2 重載列車無線重聯(lián)VR實(shí)驗(yàn) 重載運(yùn)輸鐵路是當(dāng)前世界貨運(yùn)鐵路的發(fā)展方向，重載組合列車的無線重聯(lián)同步控制是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)。為解決機(jī)車遠(yuǎn)程分布動力牽引控制問題，突破國內(nèi)機(jī)車無線重聯(lián)同步控制技術(shù)發(fā)展瓶頸，開發(fā)了無線重聯(lián)控制系統(tǒng)。由于此項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性以及復(fù)雜性，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)手段無法滿足實(shí)際需要，通過針對重載列車無線重聯(lián)技術(shù)的虛擬仿真系統(tǒng)，完全可以滿足復(fù)雜設(shè)備結(jié)構(gòu)原理展示以及操作流程模擬的需求，如圖9所示。

圖8 中國大學(xué)MOOC《鐵道信號綜合實(shí)驗(yàn)》

3.3.3 行車調(diào)度指揮綜合在線實(shí)驗(yàn) 行車調(diào)度指揮在線實(shí)驗(yàn)利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方式，提供行車調(diào)度指揮自動化系統(tǒng)的仿真環(huán)境。利用該虛擬仿真系統(tǒng)，能夠提供調(diào)度中心信號流仿真、車站值班模擬和系統(tǒng)故障模擬等功能，設(shè)計(jì)列車接發(fā)車仿真實(shí)驗(yàn)、進(jìn)路辦理實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.4 舉辦的系列師生活動、競賽

3.4.1 全國軌道交通產(chǎn)教聯(lián)盟建設(shè) 該聯(lián)盟是由全國性教育與科研部門及鐵路行業(yè)高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院、各地方路局集團(tuán)公司、實(shí)訓(xùn)基地和各類軌道交通企業(yè)等單位自愿參加的全國性行業(yè)組織，在中國通信工業(yè)協(xié)會的組織下開展工作的。受中國通信工業(yè)協(xié)會的領(lǐng)導(dǎo)和監(jiān)督管理。聯(lián)盟宗旨是為高校及職業(yè)技術(shù)院校和企業(yè)提供合作對接服務(wù)，為政府和社會提供人才培養(yǎng)服務(wù)，推動我國軌道交通技術(shù)應(yīng)用專業(yè)健康發(fā)展。主要發(fā)起者為北京智聯(lián)友道科技有限公司、北京交通大學(xué)、北京通號公司等單位。

3.4.2 師生互動互訪、雙培計(jì)劃 2014至2015年期間，依托“軌道交通信號與控制專業(yè)”教學(xué)指導(dǎo)組工作會議，在北京、山東等地舉辦了多期軌道交通師資培訓(xùn)班。2016年，由北京交通大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京聯(lián)合大學(xué)發(fā)起成立虛擬教研室，加上北京交大“雙培計(jì)劃”的支持，各高校之間逐步開展課程建設(shè)、創(chuàng)新競賽、校際互訪?！半p培計(jì)劃”是一項(xiàng)由在京中央高校與各高校共同培養(yǎng)人才的舉措，參與該計(jì)劃的學(xué)生，可到中央高校學(xué)習(xí)2到3年，2015年已在京投放約2000個名額，惠及16個區(qū)縣的學(xué)生。

3.4.3 AI電腦鼠走迷宮競賽 國內(nèi)從2009年開始舉辦該賽事，至今共成功舉辦了3屆，國際電工和電子工程學(xué)會(IEEE)每年都要舉辦一次國際性的電腦鼠走迷宮競賽。2012年全國有北京、上海、南京等12個賽區(qū)的300余所高校近500支參賽隊(duì)伍，總決賽在北交大舉行。2020年北交大舉辦了線上競賽并進(jìn)行了bilibili直播如圖10所示，圖中深色標(biāo)志物為電腦鼠。同學(xué)們參與踴躍，反響熱烈。

圖10 電腦鼠走迷宮線上競賽

4 課題建設(shè)成效

從2017年協(xié)議簽訂三年多以來，該課題較大程度地緩解了前期教學(xué)單位面臨的實(shí)驗(yàn)資源短缺、線下課程無法開展的難題，同時也產(chǎn)出了一些可喜的成效。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，軌道專業(yè)的基礎(chǔ)課程《鐵路信號基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》以往由于設(shè)備經(jīng)常故障導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)開出率只有不到50%，當(dāng)前通過引入線上VR實(shí)驗(yàn)開出率可達(dá)90%以上。2020年上學(xué)期開展線上授課期間，對于教師即時提出的線上問題，學(xué)生10秒內(nèi)搶答率達(dá)到72%，圖11為線上課堂教學(xué)時學(xué)生搶答表現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)記錄。從搶答題數(shù)、搶答耗時統(tǒng)計(jì)出了課堂表現(xiàn)最積極的前十學(xué)生名單，從而將其作為平時表現(xiàn)成績的一部分。學(xué)期末統(tǒng)計(jì)，線上章節(jié)任務(wù)點(diǎn)平均完成進(jìn)度85.7%，作業(yè)平均完成率77%，全班40人學(xué)期末課程綜合成績在90分以上者5人，70～89分34人，60～69分1人，取得了較為理想的效果。

5 結(jié)語

采用虛擬仿真手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校實(shí)踐類教學(xué)改革和發(fā)展的一個重要方向，具有很多傳統(tǒng)教學(xué)方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：一是通過取代昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，優(yōu)化了高校教學(xué)資源配置；二是通過共建各方不同資源的互聯(lián)共享，拓寬了教學(xué)資源廣度；三是能模擬危險度高的實(shí)驗(yàn)，如列車超速實(shí)驗(yàn)、重載實(shí)驗(yàn)等；四是在準(zhǔn)備得當(dāng)?shù)那闆r下，實(shí)驗(yàn)可以不受場地、時間等條件限制，方案靈活。當(dāng)前課題還有待解決完善的問題是：1)由于發(fā)展時間較短，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是跨平臺、跨區(qū)域進(jìn)行，各實(shí)驗(yàn)平臺對于學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、積分等統(tǒng)計(jì)手段尚不完善，量化指標(biāo)等需細(xì)化；2)目前學(xué)習(xí)效果只能通過進(jìn)度顯示、搶答、作業(yè)、期末實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式來評判，各單位間難以形成一套共同的考核制度；3)共建成員所在高校對跨平臺、跨主體的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的共建共享重視力度還需加強(qiáng)，對責(zé)任教師投入的工作量管理考核、績效評價制度等還需完善。