生物學(xué)虛擬仿真實驗中心建設(shè)探討論文

　　摘要：開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)以來，全國共評建中心300個，其中華北、華東地區(qū)評建的虛擬仿真實驗教學(xué)中心居多。生物學(xué)虛擬仿真實驗中心在建設(shè)發(fā)展過程中秉承“科學(xué)規(guī)劃、突出重點、共享資源、服務(wù)全局、深化應(yīng)用、提高效益”宗旨，為建設(shè)學(xué)習(xí)型社會不斷探索與實踐。

　　關(guān)鍵詞：生物學(xué)；虛擬仿真實驗；實驗中心建設(shè)

　　實驗教學(xué)是培養(yǎng)人才的關(guān)鍵，是打造創(chuàng)新型國家的基石，國家根據(jù)科技發(fā)展和社會需求在不同時期提出了相應(yīng)的指導(dǎo)思想，“十一五”期間提出《高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)和評審》，“十二五”期間提出了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》和《全面提高高等教育質(zhì)量的若干問題》，“十三五”又提出了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》�？梢娭�力打造具有我國特色的教育信息化體系是當(dāng)前我國教育事業(yè)發(fā)展的重點。2013年8月13日，教育部高教司發(fā)布了《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》，提出了“科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的20字指導(dǎo)思想[1]。自此開啟了虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)，到目前為止全國共評建了300個虛擬仿真中心。

　　1國家級虛擬仿真中心建設(shè)分布情況

　　近年來，高等教育實驗中心的信息化建設(shè)飛速發(fā)展，由最初的管理系統(tǒng)到中心工作網(wǎng)站，到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，再到信息化教學(xué)系統(tǒng)，直至發(fā)展到虛擬仿真系統(tǒng)。虛擬仿真中心建設(shè)集中在華東、華北地區(qū)，2013年到2015年3年2個地區(qū)共建設(shè)虛擬仿真中心160個，占據(jù)虛擬仿真實驗中心的半壁江山，僅北京一地建設(shè)國家級虛擬仿真中心47個，占全國的15.7%，其中2013和2014年各17個，2015年13個。江蘇省，3年共建虛擬仿真中心31個，山東省、上海市各建設(shè)國家級虛擬仿真中心20個(如圖1所示)。截止到2015年，生物和食品學(xué)科組共評建12個國家做虛擬仿真實驗中心，其中6個中心是“一體兩翼”即同一個中心擁有虛擬中心和實體中心。

　　2生物學(xué)虛擬仿真中心建設(shè)

　　《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中指出：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會[2]。教育部還聯(lián)合財政部、國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、中國人民銀行共同發(fā)布了《構(gòu)建利用信息化手段擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面有效機制的實施方案》。如何構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會？如何擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面？如何共建共享？這些都是虛擬仿真實驗中心可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。為此生物學(xué)虛擬仿真中心在秉承科學(xué)規(guī)劃、突出重點、共享資源、服務(wù)全局、深化應(yīng)用、提高效益等幾方面不斷探索。

　　2.1科學(xué)規(guī)劃突出重點

　　虛擬仿真是對實體中心的一個很好的補充，生物學(xué)科在建設(shè)時應(yīng)依據(jù)學(xué)校和地域的不同，根據(jù)學(xué)校學(xué)科特點、專業(yè)特色等進行自我設(shè)計與規(guī)劃，突出重點，突破制約實體實驗教學(xué)發(fā)展的瓶頸問題。制約生物實體實驗發(fā)展的瓶頸問題主要是六方面[3]，歸納為：極端環(huán)境或高危實驗，微觀層面的實驗，不可逆的實驗，高成本、高消耗的實驗，受條件制約的大型綜合實訓(xùn)，實驗室安全管理和安全防御等方面。如部分虛擬仿真實驗中心建設(shè)的蛇毒提取與凍干品制備虛擬實驗、蛋白質(zhì)模擬與設(shè)計、植物野外調(diào)查與標本采集、生產(chǎn)工藝等虛擬仿真實驗均是填補了實體實驗的不足。生物學(xué)科應(yīng)著力建設(shè)能夠反映虛擬仿真實驗特點，將科研成果切實轉(zhuǎn)化成實驗項目的虛擬仿真實驗，建設(shè)更具有先進性和原創(chuàng)性的虛擬實驗。

　　2.2共享資源服務(wù)全局

　　生物學(xué)虛擬仿真實驗依據(jù)實驗性質(zhì)可分為認知性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗以及創(chuàng)新性實驗[4]。對于認知性實驗除了服務(wù)于大學(xué)生，也可以在固定時間面向中小學(xué)生和一般的社會團體開放，開展通識教育，提高全民素質(zhì)；設(shè)計性實驗和綜合性實驗主要是面向大學(xué)生和行業(yè)人員以及研究生，他們具有一定的專業(yè)知識，能夠更好地理解與使用這類虛擬仿真實驗；而創(chuàng)新性實驗主要面向大學(xué)生、研究生和科研人員進行開放使用。生物學(xué)虛擬仿真實驗中心在資源共享、公益培訓(xùn)等方面一直努力前行，探索資源共享，服務(wù)全局。2015年12月12日，在南京召開的“第一屆全國生物類虛擬仿真實驗教學(xué)資源建設(shè)研討會”就提出了“成立虛擬仿真中心聯(lián)席會，共謀資源共享，避免重復(fù)建設(shè)”的理念。2016年10月29日，“第二屆全國生物類虛擬仿真實驗教學(xué)資源建設(shè)研討會”在長沙召開，成立“生物和食品類虛擬仿真實驗教學(xué)資源共享聯(lián)盟”，有來自全國35個虛擬仿真中心加入。同時部分中心嘗試以二維動畫、數(shù)字化課程等先期施行共享，探索共享模式與方法。只有進一步豐富實驗內(nèi)容，擴大覆蓋面，構(gòu)建完整的共享平臺，才能真正做到共享資源、服務(wù)全局，才能逐步縮小區(qū)域、城鄉(xiāng)、校際之間的差距，促進教育公平，提高教育質(zhì)量，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會[5]。

　　2.3深化應(yīng)用提高效益

　　應(yīng)用是信息技術(shù)與教學(xué)管理的結(jié)合點，是教育信息化的生命力。通過應(yīng)用帶動環(huán)境營造，支撐核心業(yè)務(wù)，構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式。部分高校探索將虛擬實驗細化分工，以項目分小組建設(shè)，學(xué)生深度參與，加強院系聯(lián)手，在建設(shè)中全方位培養(yǎng)人才。生物學(xué)專業(yè)教師根據(jù)教學(xué)要求，設(shè)計虛擬實驗方案，分設(shè)不同的小組，由學(xué)生自由組合，搜集素材，參與項目完成；同時以院系聯(lián)手方式，聯(lián)合計算機學(xué)院、動漫或藝術(shù)學(xué)院的教師共同完成，這些教師也以此形式組織學(xué)生參與；不同專業(yè)的學(xué)生形成任務(wù)小組，共同完成項目中的一部分(如圖2所示)。在這種組合中教師將科研項目更好地轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)，學(xué)生深度參與，緩解了教師在精力體力方面的不足，使教師科研與教學(xué)改革得以兼顧。同時學(xué)生在項目的開展中加深了學(xué)科知識的理解，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力、團隊意識、合作精神，并豐富了學(xué)生交叉學(xué)科知識，達到全方位的人才培養(yǎng)。

　　3結(jié)束語

　　培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的人才是實驗中心建設(shè)的核心，建設(shè)固然重要，但管理是中心持續(xù)發(fā)展的決定因素。科學(xué)化的管理將發(fā)揮各種資源的最大功效。做好虛擬仿真實驗中心的管理工作，利用好、保護好大數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)管理的重點，確保網(wǎng)絡(luò)安全，營造綠色環(huán)保、健康向上的校園文化�，F(xiàn)在的大學(xué)生是以“95后”為主體，他們生長在網(wǎng)絡(luò)時代，網(wǎng)絡(luò)平臺眾多，如何增加虛擬仿真實驗資源的趣味性、實用性，是虛擬仿真中心建設(shè)的最大問題。師資隊伍的組建，共享機制的建立，管理工作的加強，都是制約虛擬仿真中心發(fā)展的關(guān)鍵問題。讓我們攜手共建，打造可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實驗中心。

　　參考文獻

　　[1]教育部.關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知:教高司函〔2013〕94號[Z].2013-08-13.

　　[2]教育部.教育信息化“十三五”規(guī)劃:教技〔2016〕2號[Z].2016-06-07.

　　[3]劉亞豐,余龍江.虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)理念及發(fā)展模式探索[J].實驗技術(shù)與管理,2016,33(4):108-110,114.

　　[4]羅昊,張曉東.虛擬仿真實驗教學(xué)中心開放共享模式的探索[J].實驗技術(shù)與管理,2016,33(10):232-236.

　　[5]劉艷,孟威,孟令軍.實驗教學(xué)信息化系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2015(23):12-13.

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