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生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)探討論文
摘要：開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)以來(lái)，全國(guó)共評(píng)建中心300個(gè)，其中華北、華東地區(qū)評(píng)建的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心居多。生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心在建設(shè)發(fā)展過(guò)程中秉承“科學(xué)規(guī)劃、突出重點(diǎn)、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(huì)不斷探索與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：生物學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)人才的關(guān)鍵，是打造創(chuàng)新型國(guó)家的基石，國(guó)家根據(jù)科技發(fā)展和社會(huì)需求在不同時(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)和評(píng)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(wèn)題》，“十三五”又提出了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》�？梢�(jiàn)著力打造具有我國(guó)特色的教育信息化體系是當(dāng)前我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。2013年8月13日，教育部高教司發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)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(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的20字指導(dǎo)思想[1]。自此開(kāi)啟了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)，到目前為止全國(guó)共評(píng)建了300個(gè)虛擬仿真中心。
1國(guó)家級(jí)虛擬仿真中心建設(shè)分布情況
近年來(lái)，高等教育實(shí)驗(yàn)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(gè)地區(qū)共建設(shè)虛擬仿真中心160個(gè)，占據(jù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的半壁江山，僅北京一地建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真中心47個(gè)，占全國(guó)的15.7%，其中2013和2014年各17個(gè)，2015年13個(gè)。江蘇省，3年共建虛擬仿真中心31個(gè)，山東省、上海市各建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真中心20個(gè)(如圖1所示)。截止到2015年，生物和食品學(xué)科組共評(píng)建12個(gè)國(guó)家做虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，其中6個(gè)中心是“一體兩翼”即同一個(gè)中心擁有虛擬中心和實(shí)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(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)[2]。教育部還聯(lián)合財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、中國(guó)人民銀行共同發(fā)布了《構(gòu)建利用信息化手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面有效機(jī)制的實(shí)施方案》。如何構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)？如何擴(kuò)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(shí)驗(yàn)中心可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)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(diǎn)、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(diǎn)
虛擬仿真是對(duì)實(shí)體中心的一個(gè)很好的補(bǔ)充，生物學(xué)科在建設(shè)時(shí)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(diǎn)、專業(yè)特色等進(jìn)行自我設(shè)計(jì)與規(guī)劃，突出重點(diǎn)，突破制約實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。制約生物實(shí)體實(shí)驗(yàn)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題主要是六方面[3]，歸納為：極端環(huán)境或高危實(shí)驗(yàn)，微觀層面的實(shí)驗(yàn)，不可逆的實(shí)驗(yàn)，高成本、高消耗的實(shí)驗(yàn)，受條件制約的大型綜合實(shí)訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)室安全管理和安全防御等方面。如部分虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的蛇毒提取與凍干品制備虛擬實(shí)驗(yàn)、蛋白質(zhì)模擬與設(shè)計(jì)、植物野外調(diào)查與標(biāo)本采集、生產(chǎn)工藝等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)均是填補(bǔ)了實(shí)體實(shí)驗(yàn)的不足。生物學(xué)科應(yīng)著力建設(shè)能夠反映虛擬仿真實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，將科研成果切實(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，建設(shè)更具有先進(jìn)性和原創(chuàng)性的虛擬實(shí)驗(yàn)。
2.2共享資源服務(wù)全局
生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)可分為認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[4]。對(duì)于認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)除了服務(wù)于大學(xué)生，也可以在固定時(shí)間面向中小學(xué)生和一般的社會(huì)團(tuán)體開(kāi)放，開(kāi)展通識(shí)教育，提高全民素質(zhì)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)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(shí)，能夠更好地理解與使用這類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；而創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要面向大學(xué)生、研究生和科研人員進(jìn)行開(kāi)放使用。生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)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(kāi)的“第一屆全國(guó)生物類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)研討會(huì)”就提出了“成立虛擬仿真中心聯(lián)席會(huì)，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(guó)生物類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)研討會(huì)”在長(zhǎng)沙召開(kāi)，成立“生物和食品類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享聯(lián)盟”，有來(lái)自全國(guó)35個(gè)虛擬仿真中心加入。同時(shí)部分中心嘗試以二維動(dòng)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(jìn)一步豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大覆蓋面，構(gòu)建完整的共享平臺(tái)，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(jìn)教育公平，提高教育質(zhì)量，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)[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(diǎn)，是教育信息化的生命力。通過(guò)應(yīng)用帶動(dòng)環(huán)境營(yíng)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(shí)驗(yàn)細(xì)化分工，以項(xiàng)目分小組建設(shè)，學(xué)生深度參與，加強(qiáng)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(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目完成；同時(shí)以院系聯(lián)手方式，聯(lián)合計(jì)算機(jī)學(xué)院、動(dòng)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(xiàng)目中的一部分(如圖2所示)。在這種組合中教師將科研項(xiàng)目更好地轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)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(shí)學(xué)生在項(xiàng)目的開(kāi)展中加深了學(xué)科知識(shí)的理解，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、合作精神，并豐富了學(xué)生交叉學(xué)科知識(shí)，達(dá)到全方位的人才培養(yǎng)。
3結(jié)束語(yǔ)
培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的人才是實(shí)驗(yàn)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�？茖W(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(shí)驗(yàn)中心的管理工作，利用好、保護(hù)好大數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)管理的重點(diǎn)，確保網(wǎng)絡(luò)安全，營(yíng)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(zhǎng)在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)眾多，如何增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源的趣味性、實(shí)用性，是虛擬仿真中心建設(shè)的最大問(wèn)題。師資隊(duì)伍的組建，共享機(jī)制的建立，管理工作的加強(qiáng)，都是制約虛擬仿真中心發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。讓我們攜手共建，打造可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心。
參考文獻(xiàn)
[1]教育部.關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知:教高司函〔2013〕94號(hào)[Z].2013-08-13.
[2]教育部.教育信息化“十三五”規(guī)劃:教技〔2016〕2號(hào)[Z].2016-06-07.
[3]劉亞豐,余龍江.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)理念及發(fā)展模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33(4):108-110,114.
[4]羅昊,張曉東.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)放共享模式的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33(10):232-236.
[5]劉艷,孟威,孟令軍.實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建設(shè)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2015(23):12-13.
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