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摘要：随着信息技术的迅猛发展，虚拟仿真技术在教育领域的应用日益广泛。本文依托探讨了虚拟仿真教学创新实验室建设的背景、必要性、理念、总体思路以及具体实施方案。通过该项目的实施，旨在提升教学质量，培养学生的实践能力和创新精神，满足新工科发展的需求。

关键词：虚拟仿真；教学创新；实验室建设；网络工程；新工科

一．引言

在新工科发展背景下，网络工程专业面临着前所未有的挑战与机遇。传统的实验教学模式已难以满足当前人才培养的需求，虚拟仿真教学创新实验室的建设显得尤为重要。本文将详细阐述其建设背景、必要性、理念、总体思路及实施方案。

二．实验室建设的背景及必要性

2.1 实验室建设的背景

网络工程虚拟仿真教学创新实验室的建设，源于新工科背景下传统实验平台存在的问题：基础配套设施不完善、网络链路类型和数据通信设备单一、实践教学受限及实验室管理维护困难。受2020年新冠疫情影响，线上线下相融合的创新式教学成为趋势。通过与企业联合建设共同培养学生的设计和创新能力，完善现有虚拟仿真平台上的实验项目，实现信息及时发布和资源共享。在此背景下，网络工程虚拟仿真教学创新实验室的建设显得尤为迫切。

2.2 实验室建设的必要性

本项目意旨提高教学质量，通过模拟真实网络环境帮助学生更好掌握知识和技能；提升学生的实践能力与解决问题的能力；培养学生的创新精神和团队协作能力；节约实验资源，降低成本；适应新工科发展需求，推动教育教学创新与发展。

三．实验室建设的理念和总体思路

3.1 实验室建设理念

1.科技领航、技术支撑、树立标杆：通过数字化手段进行线上线下相融合的创新式教学，保证课程同质等效的同时探索工程实践教学的新模式。

2.育训结合、深耕内容、产业接轨：以提升学生的实践能力和创新精神为目标，注重理论与实践相结合，深耕教学内容，使实验项目与产业发展紧密接轨，满足社会经济发展的需求。

3.开放共享、广泛服务、线上实训：搭建具有开放性、扩展性、兼容性和前瞻性的虚拟仿真实验教学平台，满足不同区域、层次、类型的学生接入实验教学的需求。通过线上实训，实现资源的广泛共享和高效利用。

4.完善机制、规范管理、内生循环：注重对虚拟仿真实验教学项目的全方位、多层次防护，完善管理机制，规范实验流程，确保实验项目的安全、稳定和可持续发展。

总的来说，实验室的建设理念是以学生为中心，注重实践教学和社会服务，致力于提升教学质量和水平，培养学生的实践能力和创新精神。如图1所示：

3.2 实验室建设总体思路

1.确立培养高级应用型人才的目标，满足社会对网络工程技术人才的需求。

2.设计具有针对性、实用性和创新性的实验项目。

3.搭建真实、高效、安全的网络工程实验环境，支持多种设备和协议。

4.引入企业合作，提供实际案例和技术支持。

5.加强师资队伍建设，提高教师专业素养和教学能力。

6.完善评估机制，定期评估实验项目的教学效果和学生的学习成果。

综合上述思路，不忘初心，着力培养可持续竞争人才，如图2所示：

四．实验室建设的具体实施方案

4.1 实验室硬件与软件建设

1.采购先进的虚拟仿真设备：根据实验项目的需求，采购先进的虚拟仿真设备，包括服务器、存储设备、网络设备等。

2.搭建虚拟仿真平台：利用采购的设备，搭建一个高效、安全的虚拟仿真平台。

3.安装必要的软件工具：在虚拟仿真平台上安装必要的软件工具，包括网络仿真软件、协议分析工具、性能测试软件等。

4.2 实验项目开发与设计

在实验项目开发与设计方面，主要采取以下措施：设计具有针对性的实验项目，涵盖网络规划、设备配置和安全防护；引入实际案例和技术支持，与企业合作，帮助学生了解产业趋势和技术需求；不断更新和完善实验项目，引入新技术和设备，贴近产业发展需求。

4.3 师资队伍建设与培训

1.加强教师培训与交流：定期组织教师参加培训和交流活动，提高教师的专业素养和教学能力。

2.引进高水平人才：积极引进高水平人才，充实师资队伍。

3.建立激励机制：建立完善的激励机制，鼓励教师积极参与实验教学和科研工作。

4.4 实验室管理与维护

主要采取以下措施：

1.建立完善的管理制度：制定完善的管理制度，包括实验室使用规定、设备管理制度、实验数据管理制度等。

2.加强设备维护与管理：定期对实验室设备进行检查和维护工作，确保设备的正常运行和可靠性。

3.建立安全管理机制：建立完善的安全管理机制，包括实验室安全规定、应急预案等。

五．实验室建设的预期成果与效益

1.提高教学质量：通过虚拟仿真技术，可以模拟真实的网络环境，使学生在实验中更好地理解和掌握网络工程的相关知识和技能。

2.提升学生的实践能力和创新精神：虚拟仿真实验可以让学生在模拟的网络环境中进行实际操作，提高他们的实践能力和解决问题的能力。

3.节约实验资源：虚拟仿真实验不需要实际的硬件设备和软件资源，可以大大节约实验资源并降低实验成本。

项目信息：本文系《基于PBL的校企共享共建物联网工程专业实验室建设》研究成果，项目号是：X202402；

本文系《网络工程虚拟仿真实验教学中心》研究成果，项目号是：X202403.

作者简介：李楠（1980.03-）女，汉族，天津塘沽人，工学硕士，大连科技学院副教授，研究方向：计算机网络技术

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