虚拟仿真实验教学中心建设与实践 (周世杰)ppt课件

1、虚拟模拟实验教育中心的建设与实践，周世杰博士/教授/副院长电子科学技术大学计算机科学与工程学院email:tel:02815383566，第七届高等学校计算机实践教育论坛报告(2015年-哈尔滨)，虚实结合，机会推动发展业绩内容：b、虚拟中心建设的目的和意义：c、如何建设：虚拟实验中心平台设计：d、如何建设：虚拟实验资源设计：e、电子科技大学信息和网络安全虚拟模拟中心概要、虚拟中心建设与实践自主学习开放课程大规模在线开放课(MOOC) 2.实际实验项目的开设难吗？ 危险性破坏：网络安全的实验环境在现实网络上具有不可逆性，同时攻防实验具有强抵抗性和破坏性，且会产生一定的安全风险和法律风险。 一、

2、虚拟实验教育背景，a1，3 .实验成本如何控制？ 传统实验室的建设环境比较复杂，实验成本高，向实验设备和环境投入持续的人才和经费维持传统实验设备的老化给实验内容的及时更新带来了瓶颈4 .如何实现优质的资源共享？ 高中间实验资源的拥有状况不均衡的传统实验室由于场所和时间的制约，不仅不能实现资源共享实验资源的共享，而且还节约了教育成本，A2，一、虚拟实验教育的背景， 5 .建设虚拟模拟实验中心的条件已经具备了资源条件：实验室建设投入大幅度提高具备了一些优秀的资源技术条件：计算机(如多媒体)技术为实现网络虚拟模拟提供了条件网络通信条件成本降低、访问方面，方式多样的管理条件充分：示范中心的建设以培养专

3、业实验教师队伍的电子科学技术大学为例，近年来，在信息和网络安全实验室的建设上累计投入了约400万元，实验室的硬件条件、网络通信条件和教师队伍对相关资源的A3，一，虚拟实验教育的背景，二，建设的目的和意义，B1，1 .我们建设的系统对实验教育来说意味着什么？ 只是制作几个教育视频，或者学生制作几个授课网站来下载实验资料是不够的。 不仅通过网络让学生在线接受教师的指导，还为学生提供其中操作的实验环境仅是仪器设备和文件资源共享是不够的虚拟环境下的仪器设备的其他功能，应由与实物相同的学生根据需要参数化、输入输出来进行数据分析，二、建设的目的和意义实验必须网络化：在虚拟现实技术支持下，虚拟实验室中的虚拟

4、实验应该具有与实际设备机器的功能和操作方法几乎相同的虚拟实验系统开放性：远程注册控制技术和安全性保证实验过程应该具有简单性：学生不需要复杂的训练就能完成实验建设的目的和意义、B3、硬盘的贴近和修复实验3 .虚拟模拟教育模式对实践教育的影响为现代教育方法和手段提供了工程实践支持：网络化， 以远程操作模式实现了在线工程实践机会的整个实践环节的网络化：解决了优质实验资源的网络化共享问题提高了学生在实践教学中的主导地位：学生可以反复操作直到完全掌握难点。提高了实验管理效率：实验内容、实验文件和实验管理电子化、人力资源节约、二、建设的目的和意义、B4，1 .仿真中心平台应具备什么样的功能？ 三、根据仿真

5、中心的平台设计，C1，教育管理平台，实验管理平台，2 .功能区分分为实验资源管理系统和实验教育管理系统。 实验资源管理系统：可远程共享的虚拟实验仿真系统，学生可以根据选定的授课实验自由设计实验电路和实验内容，完成实验要求。 实验教育管理系统：对教师和管理者来说，主要完成实验课程的班级课、分级、学生实验过程监视、学生实验报告处理、实验资源整合和实验数据处理等内容。三、仿真中心平台设计、C2、三、仿真中心平台设计、c3、3 .根据使用对象分为教师、学生、后台处理系统。 教师方面：为教师提供实验资料下载、实验报告审查、学生实验过程监控等应用。 学生方面：提供学生下载实验资料、自由选择实验项目、提交实

6、验报告等应用。 后台处理系统：统一整合实验资源，保存实验资料，提供调查实验报告等应用。 以“信息和网络安全虚拟实验室”为例，我们自主开发的实验教育管理平台主要有三个子系统：1)实验报告防伪“防火墙”系统，3，仿真中心平台设计，C4，2 )开放的仿真中心平台设计，C5，3 )信息化实验教育管理平台，3，仿真中心平台设计，C6 4 .建设中的重要问题1 )实验资源如何共享：实验资源在实验室内，实验资源在互联网上实验资源远程共享的方法：远程控制：通过互联网向实验室物理设备发送控制命令，观察、统计、分析该设备的输出远程操作：通过互联网远程使用实验资源，观察、统计、分析该设备的输出实验预约：通过互联网提

7、供实验需求， 等待实验资源提供者返回实验结果，三、仿真中心的平台设计，C7，2 )如何实现实验资源的远程访问？ 远程用户通过互联网访问实验资源是一种需要解决的重要问题远程访问实验资源的方法：通用访问法：通用软件(如浏览器)。 利用远程实验资源专用访问法：利用专用实验客户端软件访问远程实验资源的其他方法：以某种方式提交实验预约资源，三、仿真中心平台设计，C8 3 )远程访问实验的重要技术手段： VPN访问通过使用远程桌面技术解决实验资源受到安全限制，只能本地访问的问题，解决实验资源受到自己的限制，只能本地访问的问题，三、仿真中心的平台设计，C9 4 ) 系统安全问题虚拟实验平台的安全机制，对存在

8、的WEB服务安全问题，应从身份认证、访问许可、安全传输三方面考虑系统安全问题，三、仿真中心平台设计，C10， 实验资源设计遵循实验教育系统建设的主要内容原则主要是以一定的专业方向进行资源整合：不按课程进行资源分类，而建立动态实验项目库：按实验难易度分类的教师可以自由选择实验项目、实验平台、实验工具等学生， 按培养方案自由选择实验课程：课名、课教师、四、模拟中心的实验资源设计，以D1“信息和网络安全虚拟实验室”为例，我们设计了三个五级模块的实验教学系统，四、模拟中心的实验资源设计，d 2，4，斑点5模块实验教育系统，1 .中心建设发展历史，5，电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心介绍，E1，形

9、成了“国家级计算机实验教育模式中心”的“国家级通信和信息系统实验教育示范中心”， 网络互连安全虚拟平台，空天信息安全虚拟平台，移动智能终端安全虚拟平台，信息安全基础仿真平台，云信息安全虚拟平台， 系统安全强化仿真平台和网络防御实战虚拟仿真平台，2 .中心实验环境建设中心现有设备1810台，设备设备共计779.26万元，面积近2600平方米。 中心以教育科研网络西南地区节点为网络支持的基础，无线接入信号复盖了整个校园，充分保障了虚拟实验教育任务的顺利进行。 五、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心的介绍，E2，5，电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心的介绍，3 .中心实验项目建设，E3，5，

10、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心的4、教育成果获国家教育成果二等奖三项，四川省教育成果一等奖的四个国家级特色专业建设点有三个国家级教育队一个国家级影像公开课一个国家级精品课程三个，教育部-Intel、教育部-IBM、教育部-Microsoft精品课程九个， 四川省精品课程12个四川省教育名士4人出版了47册教材的国家“十一五”规划教材11份，“十二五”规划教材4份，省级“十二五”规划教材5份，五、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心的档案，e 5，5 .中心实验项目网络攻击实战实验“网络攻防”实验系统涉及“网络扫描与嗅探”、“密码解读”、“数据库攻击”、“网络欺诈”、“网络攻击实战”等

11、内容。五、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心介绍，E6，2 )空中信息安全虚拟实验涉及空间电磁频谱管理的信息获取、传输、交换和处理，对战场的感觉、指挥控制、武器装备的性能发挥和部队战场生存有影响和制约。 五、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心介绍，E7，3 )移动智能终端安全虚拟仿真实验包括“安全审计功能测试”和“数据机密性测试”两部分。 五、电子科技大学信息和网络安全虚拟仿真中心的介绍，E8，1 .几个需要思考的问题1 )如何将虚拟实验平台与MOOC结合(提高学生开展虚拟实验的水平)。 2 )请告诉我如何利用云计算技术，聚合和整合更多的实验资源(增加可选择的实施项目)3)如何提高实验报告管理的自动