生物学虚拟仿真实验中心建设探讨论文

生物学虚拟仿真实验中心建设探讨论文

　　摘要：开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设以来，全国共评建中心300个，其中华北、华东地区评建的虚拟仿真实验教学中心居多。生物学虚拟仿真实验中心在建设发展过程中秉承“科学规划、突出重点、共享资源、服务全局、深化应用、提高效益”宗旨，为建设学习型社会不断探索与实践。

　　关键词：生物学；虚拟仿真实验；实验中心建设

　　实验教学是培养人才的关键，是打造创新型国家的基石，国家根据科技发展和社会需求在不同时期提出了相应的指导思想，“十一五”期间提出《高等学校实验教学示范中心的建设和评审》，“十二五”期间提出了《教育信息化十年发展规划》和《全面提高高等教育质量的若干问题》，“十三五”又提出了《教育信息化“十三五”规划》。可见着力打造具有我国特色的教育信息化体系是当前我国教育事业发展的重点。2013年8月13日，教育部高教司发布了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》，提出了“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的20字指导思想[1]。自此开启了虚拟仿真实验教学中心建设，到目前为止全国共评建了300个虚拟仿真中心。

　　1国家级虚拟仿真中心建设分布情况

　　近年来，高等教育实验中心的信息化建设飞速发展，由最初的管理系统到中心工作网站，到网络监控系统，再到信息化教学系统，直至发展到虚拟仿真系统。虚拟仿真中心建设集中在华东、华北地区，2013年到2015年3年2个地区共建设虚拟仿真中心160个，占据虚拟仿真实验中心的半壁江山，仅北京一地建设国家级虚拟仿真中心47个，占全国的15.7%，其中2013和2014年各17个，2015年13个。江苏省，3年共建虚拟仿真中心31个，山东省、上海市各建设国家级虚拟仿真中心20个(如图1所示)。截止到2015年，生物和食品学科组共评建12个国家做虚拟仿真实验中心，其中6个中心是“一体两翼”即同一个中心拥有虚拟中心和实体中心。

　　2生物学虚拟仿真中心建设

　　《教育信息化“十三五”规划》中指出：构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会[2]。教育部还联合财政部、国家发改委、工业和信息化部、中国人民银行共同发布了《构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面有效机制的实施方案》。如何构建学习型社会？如何扩大优质教育资源覆盖面？如何共建共享？这些都是虚拟仿真实验中心可持续发展的关键问题。为此生物学虚拟仿真中心在秉承科学规划、突出重点、共享资源、服务全局、深化应用、提高效益等几方面不断探索。

　　2.1科学规划突出重点

　　虚拟仿真是对实体中心的一个很好的补充，生物学科在建设时应依据学校和地域的不同，根据学校学科特点、专业特色等进行自我设计与规划，突出重点，突破制约实体实验教学发展的瓶颈问题。制约生物实体实验发展的瓶颈问题主要是六方面[3]，归纳为：极端环境或高危实验，微观层面的实验，不可逆的实验，高成本、高消耗的实验，受条件制约的大型综合实训，实验室安全管理和安全防御等方面。如部分虚拟仿真实验中心建设的蛇毒提取与冻干品制备虚拟实验、蛋白质模拟与设计、植物野外调查与标本采集、生产工艺等虚拟仿真实验均是填补了实体实验的不足。生物学科应着力建设能够反映虚拟仿真实验特点，将科研成果切实转化成实验项目的虚拟仿真实验，建设更具有先进性和原创性的虚拟实验。

　　2.2共享资源服务全局

　　生物学虚拟仿真实验依据实验性质可分为认知性实验、设计性实验、综合性实验以及创新性实验[4]。对于认知性实验除了服务于大学生，也可以在固定时间面向中小学生和一般的社会团体开放，开展通识教育，提高全民素质；设计性实验和综合性实验主要是面向大学生和行业人员以及研究生，他们具有一定的专业知识，能够更好地理解与使用这类虚拟仿真实验；而创新性实验主要面向大学生、研究生和科研人员进行开放使用。生物学虚拟仿真实验中心在资源共享、公益培训等方面一直努力前行，探索资源共享，服务全局。2015年12月12日，在南京召开的“第一届全国生物类虚拟仿真实验教学资源建设研讨会”就提出了“成立虚拟仿真中心联席会，共谋资源共享，避免重复建设”的理念。2016年10月29日，“第二届全国生物类虚拟仿真实验教学资源建设研讨会”在长沙召开，成立“生物和食品类虚拟仿真实验教学资源共享联盟”，有来自全国35个虚拟仿真中心加入。同时部分中心尝试以二维动画、数字化课程等先期施行共享，探索共享模式与方法。只有进一步丰富实验内容，扩大覆盖面，构建完整的共享平台，才能真正做到共享资源、服务全局，才能逐步缩小区域、城乡、校际之间的差距，促进教育公平，提高教育质量，建设学习型社会[5]。

　　2.3深化应用提高效益

　　应用是信息技术与教学管理的结合点，是教育信息化的生命力。通过应用带动环境营造，支撑核心业务，构建以学习者为中心的教学和学习方式。部分高校探索将虚拟实验细化分工，以项目分小组建设，学生深度参与，加强院系联手，在建设中全方位培养人才。生物学专业教师根据教学要求，设计虚拟实验方案，分设不同的小组，由学生自由组合，搜集素材，参与项目完成；同时以院系联手方式，联合计算机学院、动漫或艺术学院的教师共同完成，这些教师也以此形式组织学生参与；不同专业的学生形成任务小组，共同完成项目中的一部分(如图2所示)。在这种组合中教师将科研项目更好地转化为实验教学，学生深度参与，缓解了教师在精力体力方面的不足，使教师科研与教学改革得以兼顾。同时学生在项目的开展中加深了学科知识的理解，培养了他们的创新能力、团队意识、合作精神，并丰富了学生交叉学科知识，达到全方位的人才培养。

　　3结束语

　　培养适应社会需要的人才是实验中心建设的核心，建设固然重要，但管理是中心持续发展的决定因素。科学化的管理将发挥各种资源的最大功效。做好虚拟仿真实验中心的管理工作，利用好、保护好大数据是网络管理的重点，确保网络安全，营造绿色环保、健康向上的校园文化。现在的大学生是以“95后”为主体，他们生长在网络时代，网络平台众多，如何增加虚拟仿真实验资源的趣味性、实用性，是虚拟仿真中心建设的最大问题。师资队伍的组建，共享机制的建立，管理工作的加强，都是制约虚拟仿真中心发展的关键问题。让我们携手共建，打造可持续发展的虚拟仿真实验中心。

　　参考文献

　　[1]教育部.关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知:教高司函〔2013〕94号[Z].2013-08-13.

　　[2]教育部.教育信息化“十三五”规划:教技〔2016〕2号[Z].2016-06-07.

　　[3]刘亚丰,余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理,2016,33(4):108-110,114.

　　[4]罗昊,张晓东.虚拟仿真实验教学中心开放共享模式的探索[J].实验技术与管理,2016,33(10):232-236.

　　[5]刘艳,孟威,孟令军.实验教学信息化系统的开发与建设[J].中国现代教育装备,2015(23):12-13.

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