國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及思考

吉東風(fēng) 李海燕 成何珍 吳震 張煒

[摘 要] 總結(jié)了國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)及成果，并對(duì)今后虛擬仿真工作提出了一些建議和思考。

[關(guān)鍵詞] 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目;建設(shè)經(jīng)驗(yàn);思考

[基金項(xiàng)目] 教育部高等教育教改研究立項(xiàng)課題“雞胚孵化及蛋雞飼養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”（2018-2-0212）

[作者簡介] 吉東風(fēng)（1965—），男，江蘇東海人，碩士，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處實(shí)驗(yàn)室管理科科長，副研究員，研究方向?yàn)楦叩冉逃芾?

李海燕（1976—），女，天津薊縣人，碩士，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處實(shí)踐教學(xué)科，助研（通信作者）。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）42-0390-03? ? [收稿日期] 2019-11-06

引言

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是目前國家信息化教育戰(zhàn)略的重要實(shí)踐內(nèi)容，而加速信息化教學(xué)建設(shè)是很多高校“十三五”規(guī)劃的重要建設(shè)內(nèi)容之一。我校從2016年起，在原有基礎(chǔ)上，投入專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)在全校積極開展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)，四年來，共建設(shè)校級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目47項(xiàng)，并積極推薦到教育廳及教育部，參加省級(jí)和國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定工作。2016年有6個(gè)項(xiàng)目參加了“江蘇省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)及在線開放虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”遴選，3個(gè)項(xiàng)目獲省級(jí)立項(xiàng)。2017年我?！安煌鷳B(tài)區(qū)生物學(xué)野外實(shí)習(xí)”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，在學(xué)校和江蘇省教育廳多次審核、評(píng)選、推薦的基礎(chǔ)上，經(jīng)教育部綜合評(píng)議和公示，被教育部認(rèn)定為首批國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。2018年我校“雞胚孵化及蛋雞飼養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”和“乳化腸規(guī)?；a(chǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目，被教育部認(rèn)定為國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

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

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

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)，是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措。項(xiàng)目必須契合學(xué)校專業(yè)建設(shè)、技術(shù)發(fā)展方向，應(yīng)用面廣，反映教育教學(xué)規(guī)律，體現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。項(xiàng)目要符合相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律法規(guī)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)或共享知識(shí)產(chǎn)權(quán);是能夠納入省級(jí)或國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)使用的真資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模在線開放共享，可以完全對(duì)外公開服務(wù)。項(xiàng)目建設(shè)堅(jiān)持“能實(shí)不虛”“虛實(shí)結(jié)合”，著力學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，至少滿足2個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與的交互性實(shí)驗(yàn)操作步驟不得少于10步。所依托學(xué)科專業(yè)有特色、有影響，在全省乃至全國相應(yīng)專業(yè)大類中的認(rèn)同度較高，輻射范圍廣。

（二）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

1.以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。項(xiàng)目要有靈活性，必須讓學(xué)生成為教學(xué)過程的中心和主體，利用現(xiàn)代信息技術(shù)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;讓教學(xué)過程“鮮活”起來，寓教于樂。

2.準(zhǔn)確適宜的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。以人才培養(yǎng)為目標(biāo)，問題、需求為導(dǎo)向，著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。項(xiàng)目內(nèi)容完整飽滿，交互維度多、效果逼真，盡可能創(chuàng)建和模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)景。

3.創(chuàng)新多樣的教學(xué)方式方法。利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能的人機(jī)互動(dòng)，進(jìn)行自主式、互動(dòng)式、研討式教學(xué)，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4.先進(jìn)可靠的實(shí)驗(yàn)研發(fā)技術(shù)。根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，積極與軟件公司溝通，選擇適宜的實(shí)驗(yàn)研發(fā)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)資源需求分析、教學(xué)設(shè)計(jì)由學(xué)校教師主導(dǎo);系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)營、維護(hù)托管給公司，在教學(xué)過程中持續(xù)改進(jìn)。

5.穩(wěn)定安全的開放運(yùn)行模式。遵守我國教育、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)法律法規(guī)，建立具有前瞻性、擴(kuò)展性、兼容性的項(xiàng)目管理和共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享。

6.敬業(yè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。建成一支教學(xué)、科研、技術(shù)人員結(jié)合，核心骨干人員相對(duì)穩(wěn)定，教育理念先進(jìn)、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)科研能力強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、結(jié)構(gòu)合理、勇于創(chuàng)新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍績效考核、獎(jiǎng)勵(lì)、監(jiān)督機(jī)制。

7.持續(xù)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系。項(xiàng)目納入人才培養(yǎng)方案，配套教學(xué)效果評(píng)價(jià)辦法。探索開放共享的教學(xué)績效激勵(lì)機(jī)制，建立高校間項(xiàng)目成績互認(rèn)，學(xué)分轉(zhuǎn)換機(jī)制。制定經(jīng)費(fèi)管理、中心維護(hù)與持續(xù)發(fā)展等政策，建立激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的考核、評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制。

8.顯著示范的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。項(xiàng)目須具備教學(xué)效果顯著，受益面大，學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣濃厚，自主學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

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

1.我校每年開展校級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目申報(bào)工作，項(xiàng)目實(shí)行公開答辯、專家評(píng)審、簽訂合約、滾動(dòng)管理、督促檢查、追加資金等措施，保證項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量。

2.項(xiàng)目建設(shè)初期，學(xué)校教務(wù)處通過組織虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人以及參與教師論證建設(shè)方案等途徑，探討建設(shè)方案。各學(xué)院組建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)專職教學(xué)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)，積極推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)。

3.項(xiàng)目申報(bào)階段，組織校內(nèi)外專家采取PPT匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)答辯等方式，對(duì)學(xué)院項(xiàng)目申報(bào)書的填寫和虛擬仿真軟件的制作進(jìn)行指導(dǎo)。對(duì)通過評(píng)審立項(xiàng)的項(xiàng)目，學(xué)校與各項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽訂《項(xiàng)目實(shí)施任務(wù)書》，并根據(jù)項(xiàng)目的具體情況，給予一定的啟動(dòng)資金。

4.項(xiàng)目實(shí)施過程中，按教育部及省廳相關(guān)文件的要求，學(xué)校邀請(qǐng)省內(nèi)外知名專家組成專家組，對(duì)申報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行遴選，擇優(yōu)推薦;定期檢查，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展良好的項(xiàng)目，追加投入資金，加大建設(shè)力度，保證項(xiàng)目建設(shè)按計(jì)劃完成。

5.在項(xiàng)目申報(bào)“國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”期間，教務(wù)處按省教育廳要求，積極組織相關(guān)學(xué)院對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行公測(cè)、專家網(wǎng)評(píng)、填寫資料并將項(xiàng)目介紹接入“江蘇省高等學(xué)校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)”、通過省選拔后再組織項(xiàng)目組對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面修改后報(bào)教育部、并在教育部進(jìn)行的“國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目公示和網(wǎng)絡(luò)評(píng)審”期間組織學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)等工作。

（四）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的可持續(xù)性

1.項(xiàng)目建設(shè)后持續(xù)改進(jìn)。學(xué)校對(duì)國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，加大經(jīng)費(fèi)投入，繼續(xù)建設(shè)與完善。將國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目納入“十三五”期間學(xué)校教育教學(xué)改革專項(xiàng)的重要內(nèi)容，予以重點(diǎn)支持。

2.項(xiàng)目建設(shè)后持續(xù)開放服務(wù)。我校要求開放“國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”，被認(rèn)定后1年內(nèi)面向高校和社會(huì)免費(fèi)開放并提供教學(xué)服務(wù)，1年后至3年內(nèi)免費(fèi)開放服務(wù)內(nèi)容不少于50%，3年后免費(fèi)開放服務(wù)內(nèi)容不少于30%。

3.項(xiàng)目建設(shè)后持續(xù)監(jiān)管。我校職能部門定期進(jìn)行督促檢查，對(duì)“國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”的對(duì)外聯(lián)通和服務(wù)情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)管，保證免費(fèi)開放服務(wù)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，達(dá)到“國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”要求。

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

根據(jù)《教育部關(guān)于公布首批國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定結(jié)果的通知》（教高函〔2018〕6號(hào)），我?！安煌鷳B(tài)區(qū)生物學(xué)野外實(shí)習(xí)”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，在學(xué)校和江蘇省教育廳多次審核、評(píng)選、推薦的基礎(chǔ)上，經(jīng)教育部綜合評(píng)議和公示，被教育部認(rèn)定為首批國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。2017年該批項(xiàng)目全國認(rèn)定105個(gè)，江蘇省9個(gè)。根據(jù)《教育部關(guān)于公布2018年度國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定結(jié)果的通知》（教高函〔2019〕6號(hào)），我校動(dòng)科院“雞胚孵化及蛋雞飼養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”和食品院“乳化腸規(guī)?；a(chǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”二個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，被認(rèn)定為國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。2018年該批項(xiàng)目全國認(rèn)定296個(gè)，江蘇省37個(gè)。因我校在國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目評(píng)選中取得的優(yōu)異成績，學(xué)校為江蘇高等教育教學(xué)做出的貢獻(xiàn)，今年三月我校獲江蘇省教育廳表揚(yáng)并被頒發(fā)了“致謝狀”。

我?！安煌鷳B(tài)區(qū)生物學(xué)野外實(shí)習(xí)”虛擬仿真項(xiàng)目已于2018年1月在實(shí)驗(yàn)空間（ilab-x.com）上線，面向高校和社會(huì)免費(fèi)開放并提供教學(xué)服務(wù)，并接受持續(xù)監(jiān)管。除了保證實(shí)驗(yàn)空間的仿真項(xiàng)目的教學(xué)應(yīng)用，我們加強(qiáng)了移動(dòng)端的設(shè)計(jì)開發(fā)，采用云平臺(tái)技術(shù)，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)免費(fèi)對(duì)社會(huì)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(yùn)營協(xié)議（協(xié)議期為3年），通過高教社的實(shí)驗(yàn)空間對(duì)外免費(fèi)開放并提供教學(xué)服務(wù)。在提供教學(xué)服務(wù)方面，我們擴(kuò)充了與仿真實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，并建設(shè)了專門的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的專題網(wǎng)站（http：//202.195.250.98），免費(fèi)對(duì)社會(huì)開放。另外，我們還開通了“生物共享聯(lián)盟”微信公眾服務(wù)號(hào)，將仿真實(shí)驗(yàn)的相關(guān)的內(nèi)容通過移動(dòng)端的應(yīng)用呈現(xiàn)，方便了仿真教學(xué)資源的開放共享。針對(duì)虛擬仿真項(xiàng)目的應(yīng)用管理，我們建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺(tái)，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績考核評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程化管理，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升。近三年來，通過與浙江大學(xué)、蘭州大學(xué)、西藏農(nóng)牧學(xué)院、南京師范大學(xué)、安徽師范大學(xué)等高校開展共建共享，本項(xiàng)目已經(jīng)在多所高校的野外實(shí)習(xí)中投入使用，與傳統(tǒng)實(shí)習(xí)互為補(bǔ)充，獲得師生一致好評(píng)。未來五年內(nèi)，將聯(lián)合更多高校，構(gòu)建覆蓋全國典型生態(tài)區(qū)的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，在全國范圍內(nèi)輻射、共享，為提高生物類人才培養(yǎng)質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。

三、建議與思考

1.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目不是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、將傳統(tǒng)流程照搬上網(wǎng)。它不是網(wǎng)絡(luò)課程或課程網(wǎng)站，也不是實(shí)體實(shí)驗(yàn)的重復(fù)與再現(xiàn)，更不是實(shí)驗(yàn)步驟的簡單訓(xùn)練。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)前，一定要先考慮該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(xùn)練或是極端環(huán)境不可及或不可逆的操作，是真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以完成的教學(xué)過程。能實(shí)不虛，虛實(shí)結(jié)合。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要有一定的創(chuàng)新性，能體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)思維，利用信息化的創(chuàng)新手段，要有可擴(kuò)展性、可共享性和行業(yè)推廣價(jià)值。

3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要有完整的教學(xué)體系、虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方法、學(xué)生自我能力評(píng)價(jià)等;學(xué)生學(xué)習(xí)效果考核;教師教學(xué)效果評(píng)價(jià)、發(fā)展升級(jí)，共建共享及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)等。

4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要建立持續(xù)改進(jìn)相關(guān)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制、建立高校間相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目成績互認(rèn)、學(xué)分轉(zhuǎn)換機(jī)制。

四、結(jié)語

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的重要任務(wù)，也是高校推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源結(jié)構(gòu)、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要舉措。我校在近幾年的國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)過程中，積極探索，深入研究。注重創(chuàng)新型師資隊(duì)伍培養(yǎng)，強(qiáng)化與軟件公司合作，以國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為基礎(chǔ)，構(gòu)建虛擬仿真共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建成了一批國家級(jí)虛擬仿真項(xiàng)目、省級(jí)虛擬仿真項(xiàng)目和校級(jí)虛擬仿真項(xiàng)目，使我校在虛仿建設(shè)方面向前邁進(jìn)了一大步。

參考文獻(xiàn)

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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