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生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗中心建設探討論文
摘要：開(kāi)展國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設以來(lái)，全國共評建中心300個(gè)，其中華北、華東地區評建的虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心居多。生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗中心在建設發(fā)展過(guò)程中秉承“科學(xué)規劃、突出重點(diǎn)、共享資源、服務(wù)全局、深化應用、提高效益”宗旨，為建設學(xué)習型社會(huì )不斷探索與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：生物學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗；實(shí)驗中心建設
實(shí)驗教學(xué)是培養人才的關(guān)鍵，是打造創(chuàng )新型國家的基石，國家根據科技發(fā)展和社會(huì )需求在不同時(shí)期提出了相應的指導思想，“十一五”期間提出《高等學(xué)校實(shí)驗教學(xué)示范中心的建設和評審》，“十二五”期間提出了《教育信息化十年發(fā)展規劃》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”規劃》�？梢�(jiàn)著(zhù)力打造具有我國特色的教育信息化體系是當前我國教育事業(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)展國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設工作的通知》，提出了“科學(xué)規劃、共享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續發(fā)展”的20字指導思想[1]。自此開(kāi)啟了虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設，到目前為止全國共評建了300個(gè)虛擬仿真中心。
1國家級虛擬仿真中心建設分布情況
近年來(lái)，高等教育實(shí)驗中心的信息化建設飛速發(fā)展，由最初的管理系統到中心工作網(wǎng)站，到網(wǎng)絡(luò )監控系統，再到信息化教學(xué)系統，直至發(fā)展到虛擬仿真系統。虛擬仿真中心建設集中在華東、華北地區，2013年到2015年3年2個(gè)地區共建設虛擬仿真中心160個(gè)，占據虛擬仿真實(shí)驗中心的半壁江山，僅北京一地建設國家級虛擬仿真中心47個(gè)，占全國的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、上海市各建設國家級虛擬仿真中心20個(gè)(如圖1所示)。截止到2015年，生物和食品學(xué)科組共評建12個(gè)國家做虛擬仿真實(shí)驗中心，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
《教育信息化“十三五”規劃》中指出：構建網(wǎng)絡(luò )化、數字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習型社會(huì )[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(shí)施方案》。如何構建學(xué)習型社會(huì )？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(shí)驗中心可持續發(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)規劃、突出重點(diǎn)、共享資源、服務(wù)全局、深化應用、提高效益等幾方面不斷探索。
2.1科學(xué)規劃突出重點(diǎn)
虛擬仿真是對實(shí)體中心的一個(gè)很好的補充，生物學(xué)科在建設時(shí)應依據學(xué)校和地域的不同，根據學(xué)校學(xué)科特點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)特色等進(jìn)行自我設計與規劃，突出重點(diǎn)，突破制約實(shí)體實(shí)驗教學(xué)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。制約生物實(shí)體實(shí)驗發(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，微觀(guān)層面的實(shí)驗，不可逆的實(shí)驗，高成本、高消耗的實(shí)驗，受條件制約的大型綜合實(shí)訓，實(shí)驗室安全管理和安全防御等方面。如部分虛擬仿真實(shí)驗中心建設的蛇毒提取與凍干品制備虛擬實(shí)驗、蛋白質(zhì)模擬與設計、植物野外調查與標本采集、生產(chǎn)工藝等虛擬仿真實(shí)驗均是填補了實(shí)體實(shí)驗的不足。生物學(xué)科應著(zhù)力建設能夠反映虛擬仿真實(shí)驗特點(diǎn)，將科研成果切實(shí)轉化成實(shí)驗項目的虛擬仿真實(shí)驗，建設更具有先進(jìn)性和原創(chuàng )性的虛擬實(shí)驗。
2.2共享資源服務(wù)全局
生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗依據實(shí)驗性質(zhì)可分為認知性實(shí)驗、設計性實(shí)驗、綜合性實(shí)驗以及創(chuàng )新性實(shí)驗[4]。對于認知性實(shí)驗除了服務(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 )團體開(kāi)放，開(kāi)展通識教育，提高全民素質(zhì)；設計性實(shí)驗和綜合性實(shí)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(zhuān)業(yè)知識，能夠更好地理解與使用這類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗；而創(chuàng )新性實(shí)驗主要面向大學(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)驗中心在資源共享、公益培訓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“第一屆全國生物類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)資源建設研討會(huì )”就提出了“成立虛擬仿真中心聯(lián)席會(huì )，共謀資源共享，避免重復建設”的理念。2016年10月29日，“第二屆全國生物類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)資源建設研討會(huì )”在長(cháng)沙召開(kāi)，成立“生物和食品類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)資源共享聯(lián)盟”，有來(lái)自全國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(huà)、數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)驗內容，擴大覆蓋面，構建完整的共享平臺，才能真正做到共享資源、服務(wù)全局，才能逐步縮小區域、城鄉、校際之間的差距，促進(jìn)教育公平，提高教育質(zhì)量，建設學(xué)習型社會(huì )[5]。
2.3深化應用提高效益
應用是信息技術(shù)與教學(xué)管理的結合點(diǎn)，是教育信息化的生命力。通過(guò)應用帶動(dòng)環(huán)境營(yíng)造，支撐核心業(yè)務(wù)，構建以學(xué)習者為中心的教學(xué)和學(xué)習方式。部分高校探索將虛擬實(shí)驗細化分工，以項目分小組建設，學(xué)生深度參與，加強院系聯(lián)手，在建設中全方位培養人才。生物學(xué)專(zhuān)業(yè)教師根據教學(xué)要求，設計虛擬實(shí)驗方案，分設不同的小組，由學(xué)生自由組合，搜集素材，參與項目完成；同時(shí)以院系聯(lián)手方式，聯(lián)合計算機學(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(zhuān)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化為實(shí)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(shí)學(xué)生在項目的開(kāi)展中加深了學(xué)科知識的理解，培養了他們的創(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。
3結束語(yǔ)
培養適應社會(huì )需要的人才是實(shí)驗中心建設的核心，建設固然重要，但管理是中心持續發(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)驗中心的管理工作，利用好、保護好大數據是網(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在的大學(xué)生是以“95后”為主體，他們生長(cháng)在網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，網(wǎng)絡(luò )平臺眾多，如何增加虛擬仿真實(shí)驗資源的趣味性、實(shí)用性，是虛擬仿真中心建設的最大問(wèn)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(wèn)題。讓我們攜手共建，打造可持續發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗中心。
參考文獻
[1]教育部.關(guān)于開(kāi)展國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設工作的通知:教高司函〔2013〕94號[Z].2013-08-13.
[2]教育部.教育信息化“十三五”規劃:教技〔2016〕2號[Z].2016-06-07.
[3]劉亞豐,余龍江.虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設理念及發(fā)展模式探索[J].實(shí)驗技術(shù)與管理,2016,33(4):108-110,114.
[4]羅昊,張曉東.虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心開(kāi)放共享模式的探索[J].實(shí)驗技術(shù)與管理,2016,33(10):232-236.
[5]劉艷,孟威,孟令軍.實(shí)驗教學(xué)信息化系統的開(kāi)發(fā)與建設[J].中國現代教育裝備,2015(23):12-13.
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