國家級虛擬仿真實驗教學項目建設經驗及思考

吉東風 李海燕 成何珍 吳震 張煒

[摘 要] 總結了國家級虛擬仿真實驗教學項目建設方面的經驗及成果，并對今后虛擬仿真工作提出了一些建議和思考。

[關鍵詞] 虛擬仿真實驗教學項目;建設經驗;思考

[基金項目] 教育部高等教育教改研究立項課題“雞胚孵化及蛋雞飼養虛擬仿真實驗教學項目”（2018-2-0212）

[作者簡介] 吉東風（1965—），男，江蘇東海人，碩士，南京農業大學教務處實驗室管理科科長，副研究員，研究方向為高等教育管理;

李海燕（1976—），女，天津薊縣人，碩士，南京農業大學教務處實踐教學科，助研（通信作者）。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）42-0390-03? ? [收稿日期] 2019-11-06

引言

虛擬仿真實驗教學項目建設是推進現代信息技術融入實驗教學、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措。虛擬仿真實驗教學是目前國家信息化教育戰略的重要實踐內容，而加速信息化教學建設是很多高校“十三五”規劃的重要建設內容之一。我校從2016年起，在原有基礎上，投入專項經費在全校積極開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設，四年來，共建設校級虛擬仿真實驗教學項目47項，并積極推薦到教育廳及教育部，參加省級和國家虛擬仿真實驗教學項目認定工作。2016年有6個項目參加了“江蘇省虛擬仿真實驗教學共享平臺及在線開放虛擬仿真實驗教學項目”遴選，3個項目獲省級立項。2017年我校“不同生態區生物學野外實習”虛擬仿真實驗教學項目，在學校和江蘇省教育廳多次審核、評選、推薦的基礎上，經教育部綜合評議和公示，被教育部認定為首批國家虛擬仿真實驗教學項目。2018年我校“雞胚孵化及蛋雞飼養虛擬仿真實驗教學項目”和“乳化腸規模化生產虛擬仿真實驗”項目，被教育部認定為國家虛擬仿真實驗教學項目。

一、虛擬仿真實驗教學項目建設情況

（一）虛擬仿真實驗教學項目建設原則

虛擬仿真實驗教學項目建設，是推進現代信息技術融入實驗教學、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措。項目必須契合學校專業建設、技術發展方向，應用面廣，反映教育教學規律，體現專業實驗教學需求。項目要符合相關知識產權法律法規，具有自主知識產權或共享知識產權;是能夠納入省級或國家級虛擬仿真實驗教學共享平臺使用的真資源，實現大規模在線開放共享，可以完全對外公開服務。項目建設堅持“能實不虛”“虛實結合”，著力學生綜合能力培養，至少滿足2個課時的實驗教學需求，學生實驗參與的交互性實驗操作步驟不得少于10步。所依托學科專業有特色、有影響，在全省乃至全國相應專業大類中的認同度較高，輻射范圍廣。

（二）虛擬仿真實驗教學項目建設內容

1.以學生為中心的實驗教學理念。項目要有靈活性，必須讓學生成為教學過程的中心和主體，利用現代信息技術提高學生學習興趣;讓教學過程“鮮活”起來，寓教于樂。

2.準確適宜的實驗教學內容。以人才培養為目標，問題、需求為導向，著重培養學生實踐動手能力和創新意識。項目內容完整飽滿，交互維度多、效果逼真，盡可能創建和模擬真實的實驗教學場景。

3.創新多樣的教學方式方法。利用先進的信息技術，實現智能的人機互動，進行自主式、互動式、研討式教學，以提升實驗教學效果。

4.先進可靠的實驗研發技術。根據不同學科專業特點和教學目標，積極與軟件公司溝通，選擇適宜的實驗研發技術。實驗資源需求分析、教學設計由學校教師主導;系統開發、運營、維護托管給公司，在教學過程中持續改進。

5.穩定安全的開放運行模式。遵守我國教育、知識產權、互聯網等相關法律法規，建立具有前瞻性、擴展性、兼容性的項目管理和共享平臺，實現校內外的實驗教學資源共享。

6.敬業專業的實驗教學隊伍。建成一支教學、科研、技術人員結合，核心骨干人員相對穩定，教育理念先進、學術水平高、教學科研能力強、實踐經驗豐富、結構合理、勇于創新的虛擬仿真實驗教學和管理隊伍，完善實驗教學隊伍績效考核、獎勵、監督機制。

7.持續改進的實驗評價體系。項目納入人才培養方案，配套教學效果評價辦法。探索開放共享的教學績效激勵機制，建立高校間項目成績互認，學分轉換機制。制定經費管理、中心維護與持續發展等政策，建立激勵學生學習和提高學生創新能力的考核、評價和反饋機制。

8.顯著示范的實驗教學效果。項目須具備教學效果顯著，受益面大，學生實驗興趣濃厚，自主學習能力增強，注重學生實驗能力的提高。

（三）虛擬仿真實驗教學項目建設過程

1.我校每年開展校級虛擬仿真實驗教學項目申報工作，項目實行公開答辯、專家評審、簽訂合約、滾動管理、督促檢查、追加資金等措施，保證項目實施質量。

2.項目建設初期，學校教務處通過組織虛擬仿真項目建設經驗交流會和項目負責人以及參與教師論證建設方案等途徑，探討建設方案。各學院組建虛擬仿真實驗專職教學團隊和技術團隊，積極推進虛擬仿真實驗教學項目建設。

3.項目申報階段，組織校內外專家采取PPT匯報現場答辯等方式，對學院項目申報書的填寫和虛擬仿真軟件的制作進行指導。對通過評審立項的項目，學校與各項目負責人簽訂《項目實施任務書》，并根據項目的具體情況，給予一定的啟動資金。

4.項目實施過程中，按教育部及省廳相關文件的要求，學校邀請省內外知名專家組成專家組，對申報項目進行遴選，擇優推薦;定期檢查，對項目建設進展良好的項目，追加投入資金，加大建設力度，保證項目建設按計劃完成。

5.在項目申報“國家虛擬仿真實驗教學項目”期間，教務處按省教育廳要求，積極組織相關學院對項目進行公測、專家網評、填寫資料并將項目介紹接入“江蘇省高等學校虛擬仿真實驗教學共享平臺”、通過省選拔后再組織項目組對項目進行全面修改后報教育部、并在教育部進行的“國家虛擬仿真實驗教學項目公示和網絡評審”期間組織學生對項目進行評價等工作。

（四）虛擬仿真實驗教學項目建設的可持續性

1.項目建設后持續改進。學校對國家虛擬仿真實驗教學項目，加大經費投入，繼續建設與完善。將國家虛擬仿真實驗教學項目納入“十三五”期間學校教育教學改革專項的重要內容，予以重點支持。

2.項目建設后持續開放服務。我校要求開放“國家虛擬仿真實驗教學項目”，被認定后1年內面向高校和社會免費開放并提供教學服務，1年后至3年內免費開放服務內容不少于50%，3年后免費開放服務內容不少于30%。

3.項目建設后持續監管。我校職能部門定期進行督促檢查，對“國家虛擬仿真實驗教學項目”的對外聯通和服務情況進行持續監管，保證免費開放服務內容的實驗教學項目，達到“國家虛擬仿真實驗教學項目”要求。

二、虛擬仿真實驗教學項目建設成果

根據《教育部關于公布首批國家虛擬仿真實驗教學項目認定結果的通知》（教高函〔2018〕6號），我校“不同生態區生物學野外實習”虛擬仿真實驗教學項目，在學校和江蘇省教育廳多次審核、評選、推薦的基礎上，經教育部綜合評議和公示，被教育部認定為首批國家虛擬仿真實驗教學項目。2017年該批項目全國認定105個，江蘇省9個。根據《教育部關于公布2018年度國家虛擬仿真實驗教學項目認定結果的通知》（教高函〔2019〕6號），我校動科院“雞胚孵化及蛋雞飼養虛擬仿真實驗教學項目”和食品院“乳化腸規模化生產虛擬仿真實驗”二個虛擬仿真實驗教學項目，被認定為國家虛擬仿真實驗教學項目。2018年該批項目全國認定296個，江蘇省37個。因我校在國家虛擬仿真實驗教學項目評選中取得的優異成績，學校為江蘇高等教育教學做出的貢獻，今年三月我校獲江蘇省教育廳表揚并被頒發了“致謝狀”。

我校“不同生態區生物學野外實習”虛擬仿真項目已于2018年1月在實驗空間（ilab-x.com）上線，面向高校和社會免費開放并提供教學服務，并接受持續監管。除了保證實驗空間的仿真項目的教學應用，我們加強了移動端的設計開發，采用云平臺技術，并將部分數據免費對社會公眾開放，以期獲得更為廣泛的科普教育意義。并按照教育部的要求，與高教社簽訂托管運營協議（協議期為3年），通過高教社的實驗空間對外免費開放并提供教學服務。在提供教學服務方面，我們擴充了與仿真實驗相關的實驗教學資源，并建設了專門的虛擬仿真實驗的專題網站（http：//202.195.250.98），免費對社會開放。另外，我們還開通了“生物共享聯盟”微信公眾服務號，將仿真實驗的相關的內容通過移動端的應用呈現，方便了仿真教學資源的開放共享。針對虛擬仿真項目的應用管理，我們建立了虛擬仿真實驗教學共享平臺，以適應網絡化學習的實驗教學成績考核評價，實現實驗教學的過程化管理，促進實驗教學質量的穩步提升。近三年來，通過與浙江大學、蘭州大學、西藏農牧學院、南京師范大學、安徽師范大學等高校開展共建共享，本項目已經在多所高校的野外實習中投入使用，與傳統實習互為補充，獲得師生一致好評。未來五年內，將聯合更多高校，構建覆蓋全國典型生態區的生物學野外實習綜合實訓項目，在全國范圍內輻射、共享，為提高生物類人才培養質量做出貢獻。

三、建議與思考

1.虛擬仿真實驗教學項目不是傳統的實驗教學內容、將傳統流程照搬上網。它不是網絡課程或課程網站，也不是實體實驗的重復與再現，更不是實驗步驟的簡單訓練。虛擬仿真實驗教學項目建設前，一定要先考慮該實驗項目做成虛擬仿真的必要性，一般是高危、高成本、高消耗、大型或綜合訓練或是極端環境不可及或不可逆的操作，是真實實驗難以完成的教學過程。能實不虛，虛實結合。

2.虛擬仿真實驗教學項目要有一定的創新性，能體現互聯網思維，利用信息化的創新手段，要有可擴展性、可共享性和行業推廣價值。

3.虛擬仿真實驗教學項目要有完整的教學體系、虛實結合的教學方法、學生自我能力評價等;學生學習效果考核;教師教學效果評價、發展升級，共建共享及自主知識產權等。

4.虛擬仿真實驗教學項目要建立持續改進相關的教學評價機制、建立高校間相關實驗教學項目成績互認、學分轉換機制。

四、結語

虛擬仿真實驗教學項目建設是虛擬仿真實驗教學中心建設的重要任務，也是高校推進虛擬仿真實驗教學改革、優化實驗教學資源結構、提升實驗教學的重要舉措。我校在近幾年的國家級虛擬仿真實驗教學項目建設過程中，積極探索，深入研究。注重創新型師資隊伍培養，強化與軟件公司合作，以國家級實驗教學中心為基礎，構建虛擬仿真共享實驗平臺，建成了一批國家級虛擬仿真項目、省級虛擬仿真項目和校級虛擬仿真項目，使我校在虛仿建設方面向前邁進了一大步。

參考文獻

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[4]吉東風，周鋼，李俊龍，李海燕，蘭葉青，高務龍，王恬.積極引導大學生參與創業實踐活動，提升創業能力[J].實驗技術與管理，2012（2）：27-29.

Experience and Thinking on the Construction of National Virtual Simulation Experiment Teaching Project

JI Dong-feng，LI Hai-yan，CHENG He-zhen，WU Zhen，ZHANG Wei

（Office of Academic Affairs，Nanjing Agricultural University，Nanjing，Jiangsu 210095，China）

Abstract：This paper summarizes the experience and achievements in the construction of national virtual simulation experiment teaching project，and puts forward some suggestions and reflections on the future virtual simulation work.

Key words：virtual simulation experiment teaching project; construction experience; thinking