生物學虛擬仿真實驗中心建設探討論文

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摘要:開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設以來,全國共評建中心300個,其中華北、華東地區評建的虛擬仿真實驗教學中心居多。生物學虛擬仿真實驗中心在建設發展過程中秉承“科學規劃、突出重點、共享資源、服務全局、深化應用、提高效益”宗旨,爲建設學習型社會不斷探索與實踐。

生物學虛擬仿真實驗中心建設探討論文

關鍵詞:生物學;虛擬仿真實驗;實驗中心建設

實驗教學是培養人才的關鍵,是打造創新型國家的基石,國家根據科技發展和社會需求在不同時期提出了相應的指導思想,“十一五”期間提出《高等學校實驗教學示範中心的建設和評審》,“十二五”期間提出了《教育信息化十年發展規劃》和《全面提高高等教育質量的若干問題》,“十三五”又提出了《教育信息化“十三五”規劃》。可見着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發展的重點。2013年8月13日,教育部高教司發佈了《關於開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》,提出了“科學規劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續發展”的20字指導思想[1]。自此開啓了虛擬仿真實驗教學中心建設,到目前爲止全國共評建了300個虛擬仿真中心。

1國家級虛擬仿真中心建設分佈情況

近年來,高等教育實驗中心的信息化建設飛速發展,由最初的管理系統到中心工作網站,到網絡監控系統,再到信息化教學系統,直至發展到虛擬仿真系統。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個地區共建設虛擬仿真中心160個,佔據虛擬仿真實驗中心的半壁江山,僅北京一地建設國家級虛擬仿真中心47個,佔全國的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,生物和食品學科組共評建12個國家做虛擬仿真實驗中心,其中6箇中心是“一體兩翼”即同一個中心擁有虛擬中心和實體中心。

2生物學虛擬仿真中心建設

《教育信息化“十三五”規劃》中指出:構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系,建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會[2]。教育部還聯合財政部、國家發改委、工業和信息化部、中國人民銀行共同發佈了《構建利用信息化手段擴大優質教育資源覆蓋面有效機制的實施方案》。如何構建學習型社會?如何擴大優質教育資源覆蓋面?如何共建共享?這些都是虛擬仿真實驗中心可持續發展的關鍵問題。爲此生物學虛擬仿真中心在秉承科學規劃、突出重點、共享資源、服務全局、深化應用、提高效益等幾方面不斷探索。

2.1科學規劃突出重點

虛擬仿真是對實體中心的一個很好的補充,生物學科在建設時應依據學校和地域的不同,根據學校學科特點、專業特色等進行自我設計與規劃,突出重點,突破制約實體實驗教學發展的瓶頸問題。制約生物實體實驗發展的瓶頸問題主要是六方面[3],歸納爲:極端環境或高危實驗,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,實驗室安全管理和安全防禦等方面。如部分虛擬仿真實驗中心建設的蛇毒提取與凍幹品製備虛擬實驗、蛋白質模擬與設計、植物野外調查與標本採集、生產工藝等虛擬仿真實驗均是填補了實體實驗的'不足。生物學科應着力建設能夠反映虛擬仿真實驗特點,將科研成果切實轉化成實驗項目的虛擬仿真實驗,建設更具有先進性和原創性的虛擬實驗。

2.2共享資源服務全局

生物學虛擬仿真實驗依據實驗性質可分爲認知性實驗、設計性實驗、綜合性實驗以及創新性實驗[4]。對於認知性實驗除了服務於大學生,也可以在固定時間面向中小學生和一般的社會團體開放,開展通識教育,提高全民素質;設計性實驗和綜合性實驗主要是面向大學生和行業人員以及研究生,他們具有一定的專業知識,能夠更好地理解與使用這類虛擬仿真實驗;而創新性實驗主要面向大學生、研究生和科研人員進行開放使用。生物學虛擬仿真實驗中心在資源共享、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資源建設研討會”就提出了“成立虛擬仿真中心聯席會,共謀資源共享,避免重複建設”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資源建設研討會”在長沙召開,成立“生物和食品類虛擬仿真實驗教學資源共享聯盟”,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、服務全局,才能逐步縮小區域、城鄉、校際之間的差距,促進教育公平,提高教育質量,建設學習型社會[5]。

2.3深化應用提高效益

應用是信息技術與教學管理的結合點,是教育信息化的生命力。通過應用帶動環境營造,支撐核心業務,構建以學習者爲中心的教學和學習方式。部分高校探索將虛擬實驗細化分工,以項目分小組建設,學生深度參與,加強院系聯手,在建設中全方位培養人才。生物學專業教師根據教學要求,設計虛擬實驗方案,分設不同的小組,由學生自由組合,蒐集素材,參與項目完成;同時以院系聯手方式,聯合計算機學院、動漫或藝術學院的教師共同完成,這些教師也以此形式組織學生參與;不同專業的學生形成任務小組,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爲實驗教學,學生深度參與,緩解了教師在精力體力方面的不足,使教師科研與教學改革得以兼顧。同時學生在項目的開展中加深了學科知識的理解,培養了他們的創新能力、團隊意識、合作精神,並豐富了學生交叉學科知識,達到全方位的人才培養。

3結束語

培養適應社會需要的人才是實驗中心建設的核心,建設固然重要,但管理是中心持續發展的決定因素。科學化的管理將發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、保護好大數據是網絡管理的重點,確保網絡安全,營造綠色環保、健康向上的校園文化。現在的大學生是以“95後”爲主體,他們生長在網絡時代,網絡平臺衆多,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展的關鍵問題。讓我們攜手共建,打造可持續發展的虛擬仿真實驗中心。

參考文獻

[1]教育部.關於開展國家級虛擬仿真實驗教學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,餘龍江.虛擬仿真實驗教學中心建設理念及發展模式探索[J].實驗技術與管理,2016,33(4):108-110,114.

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

[5]劉豔,孟威,孟令軍.實驗教學信息化系統的開發與建設[J].中國現代教育裝備,2015(23):12-13.