虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目助力在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)

向遠(yuǎn)明 陳靜茹

（[1]華中師范大學(xué)心理學(xué)院 湖北·武漢 430079；[2]華中師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處 湖北·武漢 430079）

對于教育領(lǐng)域而言，21世紀(jì)信息化的快速發(fā)展不亞于一場革命，教育信息化受到了國家的高度重視，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是國家教育信息化戰(zhàn)略的重要實(shí)踐內(nèi)容。2017年，教育部印發(fā)《關(guān)于2017——2020年開展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》（教高函[2017]4號）。對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)規(guī)劃和組織管理等方面作了詳細(xì)的說明。2018年教育部認(rèn)定了首批來自91所高校的105個國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目（教高函[2018]6號）。

華中師范大學(xué)心理學(xué)院依托心理學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和心理與行為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目26項(xiàng)，其中，《兒童養(yǎng)育過程及其影響因素探索》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目于2018年獲首批國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，目前已基于實(shí)驗(yàn)空間——國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺，面向全國高校免費(fèi)開放共享。

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈魂。國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是教育部重點(diǎn)打造的五大“金課”之一，是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，推動高校探索線上線下教學(xué)相結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，形成高等教育信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目示范新體系，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措。近3年來，學(xué)校不斷加大對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)投入，開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備總值已達(dá)到1000余萬元；目前在用的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目近500項(xiàng)。

目前華中師范大學(xué)國家級心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已建成的虛擬現(xiàn)實(shí)心理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目平臺包括5個子模塊：虛擬認(rèn)知心理實(shí)驗(yàn)、虛擬學(xué)習(xí)與教學(xué)實(shí)驗(yàn)、虛擬發(fā)展心理實(shí)驗(yàn)、虛擬心理咨詢與治療實(shí)驗(yàn)、虛擬人格與社會實(shí)驗(yàn)。這些教學(xué)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模塊系統(tǒng)運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并在經(jīng)典心理學(xué)實(shí)體實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為更具交互性、沉浸感、想象性的虛擬現(xiàn)實(shí)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過持續(xù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫不斷得到增加和創(chuàng)新，為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)的多樣性和靈活性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫中增加近二十項(xiàng)綜合性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

比如：《兒童養(yǎng)育過程及其影響因素探索》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目 (實(shí)驗(yàn)鏈接：http：//www.ilab-x.com/details?id=2794&isView=true)于2018年獲批國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，目前已基于實(shí)驗(yàn)空間——國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺，疫情期間面向全國高校免費(fèi)開放共享。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目針對心理學(xué)、應(yīng)用心理學(xué)、學(xué)前教育學(xué)等專業(yè)的本科生、碩士生，涉及發(fā)展心理學(xué)、兒童發(fā)展與教育心理學(xué)、普通心理學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以發(fā)展心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，發(fā)展心理學(xué)是專業(yè)主干課程，主要研究個體心理發(fā)展規(guī)律和各個年齡階段的心理特征。兒童養(yǎng)育和發(fā)展是發(fā)展心理學(xué)研究的核心課題。然而，兒童發(fā)展存在生長時(shí)程長、不可逆的特質(zhì)，且受先天遺傳、父母教養(yǎng)方式、同伴作用、生長環(huán)境等多種因素影響，故而傳統(tǒng)的發(fā)展心理學(xué)教學(xué)無法開展整體式兒童養(yǎng)育實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容過于理論化。為解決上述難題，項(xiàng)目采用虛擬仿真技術(shù)搭建兒童虛擬養(yǎng)育平臺，預(yù)先設(shè)計(jì)了喂養(yǎng)、睡眠、爬行等典型的成長場景和親子游戲互動等不同階段的探索性任務(wù)，力求還原真實(shí)的養(yǎng)育過程。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師首先向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并示范操作方法；學(xué)生分組進(jìn)行倫理、知識、角色選擇等方面的討論，并扮演父母角色，完成虛擬養(yǎng)育任務(wù)。平臺根據(jù)預(yù)設(shè)的養(yǎng)育題庫和行為評價(jià)體系，評估學(xué)生的養(yǎng)育行為和決策，生成養(yǎng)育報(bào)告。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生對養(yǎng)育的過程、結(jié)果和影響因素進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)。教師在實(shí)驗(yàn)中及時(shí)跟蹤學(xué)生的養(yǎng)育情況，進(jìn)行答疑，并基于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和匯報(bào)情況綜合評定成績。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目助力在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)

國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺——實(shí)驗(yàn)空間是在教育部指導(dǎo)下，由高等教育出版社負(fù)責(zé)管理的匯聚全部學(xué)科專業(yè)、涵蓋各個層次高校、直接服務(wù)于老師、學(xué)生和社會的實(shí)驗(yàn)教學(xué)公共服務(wù)平臺。該平臺經(jīng)過三年的建設(shè)，已經(jīng)有2079個虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上線。其中，心理學(xué)類上線開放的有12個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2020年伊始，華中師范大學(xué)整合教育資源開展線上教學(xué)，學(xué)校成立了在線教學(xué)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，統(tǒng)籌推進(jìn)在線教學(xué)工作的落實(shí)措施，幫助師生解決教學(xué)過程中可能遇到的各種困難，盡可能確保線上學(xué)習(xí)與線下課堂教學(xué)質(zhì)量實(shí)質(zhì)等效。針對實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程，學(xué)校采取線上集中講授實(shí)驗(yàn)原理，輔以云課堂數(shù)字化實(shí)驗(yàn)課程資源和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)校制訂了《華中師范大學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對外開放教學(xué)及管理服務(wù)規(guī)范》條例，從虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)、輔導(dǎo)答疑、技術(shù)服務(wù)、教學(xué)管理和激勵約束措施等方面做了詳細(xì)規(guī)定。心理學(xué)院依托心理學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和心理與行為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目26項(xiàng)，其中，《兒童養(yǎng)育過程及其影響因素探索》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目于2018年獲批國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，目前已基于實(shí)驗(yàn)空間——國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目服務(wù)平臺，面向全國高校免費(fèi)開放共享。依托國家級共享平臺，發(fā)揮“硬核”實(shí)力作用，助力科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐躍上“云端”，有力助推了教育領(lǐng)域的“學(xué)習(xí)革命”。

3 發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢 驅(qū)動實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和基本操作技能的重任。人才培養(yǎng)必須以強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)為著力點(diǎn)，發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新、推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)科綜合性、技術(shù)先進(jìn)性和方法探究性，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的新突破。

3.1 以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是國家教育信息化戰(zhàn)略的重要實(shí)踐內(nèi)容，成為加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，成為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種有效的補(bǔ)充。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)既能再現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的全過程，又能克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的各種制約和弊端，有效解決目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的諸多問題，達(dá)到優(yōu)化教育資源、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、高效能的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)和教育資源的開放共享，都是教育信息化的必然趨勢。

以華中師范大學(xué)為例，學(xué)校在數(shù)字化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教育建設(shè)成就基礎(chǔ)上，整合心理、信息、工程等學(xué)科資源，大力推進(jìn)心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，并于2014年1月獲批建設(shè)“國家級心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”。該中心將虛擬仿真技術(shù)引入心理學(xué)研究、教學(xué)，更好地促進(jìn)我們對處于多維信息空間中的個體如何與外部世界進(jìn)行信息交流的理解和探索，成功模擬、實(shí)現(xiàn)了一批在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中無法做到，或者具有高風(fēng)險(xiǎn)和高成本的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，體現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，有效地拓展了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3.2 以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目創(chuàng)新

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在改進(jìn)、完善現(xiàn)有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)補(bǔ)充有助于提高學(xué)生研究創(chuàng)新能力和動手能力的創(chuàng)新型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。中心在實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)方面明確提出：在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)中體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則。中心明確要求骨干實(shí)驗(yàn)課教師根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)課程的專業(yè)特色，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相融合，將每門實(shí)驗(yàn)課程按照至少20%-30%的學(xué)時(shí)比例開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在內(nèi)容方面，新增加的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既包括各相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域最新、最前沿的一些實(shí)驗(yàn)，也包括一些利用已有科研成果轉(zhuǎn)化得來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過持續(xù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫不斷得到增加和創(chuàng)新，大大的豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)的多樣性和靈活性。

3.3 以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開放共享

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有是開放性、共享性、綠色環(huán)保等特征。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)從根本上改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不僅有效擴(kuò)大高等教育的覆蓋面、促進(jìn)教育資源的均衡化，而且提高學(xué)習(xí)資源的利用率，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源共享。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的模式，學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)登錄平臺，進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作。在疫情期間，《兒童養(yǎng)育過程及其影響因素探索》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目基于實(shí)驗(yàn)空間——國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目服務(wù)平臺，面向全國高校免費(fèi)開放共享，助力在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)。截止5月6日有20所高校1631名學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是國家教育信息化戰(zhàn)略的重要實(shí)踐內(nèi)容。充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢，加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)融合；重視開展線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式；加大虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目資源建設(shè)和整合，實(shí)現(xiàn)共享；為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐提供具有特色的新模式、新方案。