构建虚拟仿真实验教学中心 促进实践教学创新人才培养

廖洁丹，娄华，冼琼珍，盖作启，唐陆平，顾万军

摘要：虚拟仿真实验教学是高等教育信息化和实验教学示范中心建设的重要组成，是教育信息化结合学科特点与教学内容深度融合的产物。地方院校应用型学科虚拟仿真实验中心建设要坚持“立足地方、服务地方”的办学宗旨，以全面提高学生创新精神和综合实践能力为目的，体现“以学生为中心”的实验教学改革理念，通过多元化组建虚拟仿真实验教学管理团队、优化整合实验教学资源开发虚拟仿真实验、校企合作协同创新等方式，分层次、分阶段有规划的推进中心建设工作。动物医学虚拟仿真实验教学中心的建设将有效提高实验教学质量，促进实践教学培养模式改革和创新人才的培养，为实验教学示范中心的建设提供有效补充和延伸。

关键词：虚拟仿真；实验教学；动物医学；创新人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）35-0276-03

现代信息化技术的快速发展加速了高等教育教学改革的步伐，促使了教学模式多元化。虚拟仿真实验教学中心是实践国家教育信息化战略的另一个重要平台和教学基地，在实践教学中对提升学生综合实践能力和创新创业能力发挥了不可替代的作用。地方院校应用型学科需积极开发虚拟仿真实验教学资源，建设具有地方和学科特色的虚拟仿真实验教学中心，这必将推动高等教育实验教学的改革与创新发展，对高等教育教学质量的提高、实践教学培养模式的探讨和创新性人才培养产生积极而深远的影响。

一、地方院校应用型学科虚拟仿真实验中心建设的意义

教育信息化是信息时代教育改革发展的必然要求，也是教育现代化的核心特征[1]。正如《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中所述：“以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新与变革，是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择”[2]。在国家信息化发展战略指导下，信息化技术在教育、管理、科研等过程中的广泛应用推动了教育观念、教学模式、学习方式等的深刻改革。根据教育部《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，我国在2013年启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作，将虚拟仿真技术引入到本科实验教学[3]。随着教高司函[2013]94号[3]、教高厅函[2014]30号[4]、教高厅函[2015]24号文[5]《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》文件的发布，截止2016年初，全国各高校已经建立了覆盖理工类、农林医药类、人文社科类等各学科方向的300个国家级虚拟仿真实验教学中心，为我国本科实验教学信息化建设奠定了良好的基础。

佛山科学技术学院是一所省市共管、以市为主的地方综合性本科大学，学校的人才培养直接为区域经济发展和行业产业振兴服务。学校始终坚持“育人为本，质量立校，特色办学”的办学思路和理念，紧紧围绕佛山产业类型打造优势学科，以社会需求和学生就业为导向，努力培养综合素质高、创业创新能力强、实践技能扎实、适应地方经济社会发展需要的高素质应用型人才。兽医学科是一门综合性应用学科，主要是研究动物生命活动规律、疾病诊断治疗和预防的科学。动物医学专业的理论教学是以各种畜禽为研究对象，以动物机体形态结构和生命活动规律为基本脉络，传授学生基本理论和知识，通过观察临床特征和病理变化，借助实验室先进的检测手段对动物疾病进行诊断，合理选用化学合成或半合成的兽药对患病动物或健康动物进行治疗和预防。兽医学科明显的应用性和实践性的学科特点决定了其实践教学必定成为理论教学不可缺少的延伸和补充。促进应用型学科专业发展是提高专业建设水平和教学质量的前提，也是地方院校建设的重要目标。我院兽医学学科是学校首批学术型硕士点授权学科，预防兽医学是广东省特色重点学科，动物医学专业是国家特色专业、广东省特色专业和重点专业。学院要培养具有引领意识、创业精神和实践能力、具有“一专多能”的服务于生产一线的高层次应用型技术人才，实现就业需求和人才培养的对接，因此动物医学专业的实践教学改革势在必行。

虚拟仿真实验是以计算机、多媒体、数据库、网络通信技术、云技术等信息技术为依托，利用虚拟现实手段模拟仿真实验环境，使学生在近似真实环境中运用已掌握的专业知识进行各类体验和训练。它是信息现代化技术在教育领域应用而发展起来的一种创新的实验教学手段。虚拟仿真实验能改进传统实验不具备或难以完成的教学短板，如实验经费紧张、设备条件不足、实验危险性高等因素，不仅能帮助学生更好地理解和掌握知识要点，提高课堂教学效果，更能让学生获得与真实社会经济活动相近的实战效果，对于提高学生的学习积极性、培养团队合作精神、拓展学生的实践能力和自主创新能力具有其他教学手段不可代替的独特作用。虚拟仿真实验教学中心通过完善信息化平台的搭建与互联，利用不同学科先进的共享教学资源，让学生可以在虚拟环境中跨越时间和空间的界限开展高水平的实验项目，达到教学大纲所要求的教学效果。虚拟仿真实验教学中心的建设不仅更新了教师的教学理念，促使教学水平和教学能力得到提升，而且促进了教育信息化下实验教学的深度改革，对学生的实践能力训练、创新精神提升以及科学思维方法培养都起到很大的推动作用。

虚拟仿真实验教学中心建设工作是高等教育信息化的组成部分，也是实验教学示范中心建设工作的重要内容。随着全国教育信息化工作的推进，虚擬仿真实验教学中心的建设也将是各高校实践教学工作改革的重中之重。因此积极探索开发符合学科特点，具有学科优势，专业特色鲜明的虚拟仿真教学资源，构建提高学生创新精神和综合实践能力的虚拟仿真教学实验中心刻不容缓。

二、 动物医学虚拟仿真实验教学平台的建设思路

动物医学虚拟仿真实验教学中心建设要紧紧围绕学校理工科转型发展和“应用型”人才培养目标，秉承“虚实结合、相互补充、能实不虚”的建设原则，根据应用型人培养的教育教学要求，以建设动物医学虚拟仿真实验教学为核心，重点开展教学资源开发、校企平台建设、产教融合、实验教学团队管理培训和完善实践教学管理体制等方面的建设，分层次、分阶段规划、建设具有动物医学专业人才培养特色的虚拟仿真实验教学平台，形成拥有综合优实验教学资源，并具有开放共享和持续服务功能的实验教学综合体，以应对区域经济社会发展方式和产业转型升级的需要，培养理论知识扎实、实践创新能力强、综合素质高、技术水平过硬的应用型人才。

1.体现“以学生为中心”实验教学理念，推动虚拟仿真实践教学创新。动物医学实验教学改革要体现“以学生为中心”的教学理念，突出实践应用功能，注重以培养学生理论与实践相结合、专业技能与创新能力相结合、综合素质与职业道德素质相结合为核心的教学宗旨，将知识的传授、创新能力培养、综合素质提高贯穿于实验教学全过程。针对动物医学各课程体系中较为抽象的基本理论知识或作用原理，以及因缺乏实验经费或存在具有危险性等因素而被搁浅的高质量实验项目，利用专业的虚拟仿真软件拓展实验教学的深度和广度，构建具备高度真实感、直观性和精确性的虚拟仿真实验教学平台，实现理论与实践教学的密切结合，提高实验教学实效，让其巩固、弥补并促进实体实验的教学效果，成为专业实验教学的有益补充和创新。

2.多元化组建虚拟仿真实验教学管理团队，协同推进虚拟仿真教学共享平台建设。虚拟仿真实验教学师资队伍建设也是虚拟仿真实验教学中心建设的重要一环，一支专业水平扎实、结构层次合理的实验教学队伍能够为虚拟仿真实验教学平台的管理、教学、项目研发、系统维护提供有力保障。虚拟仿真实验融合了跨学科技术领域的知识，这要求从事虚拟仿真实验教学的教师除了具有扎实的专业知识及学术背景外，还需要具备较高的信息素质基础，能够准确把握虚拟仿真实验的要求，根据人才培养需求不断更新和调整实验教学内容和方法，使其保持虚拟仿真实验的科学性、先进性。虚拟仿真教学共享平台的建设需借鉴其他国家高校虚拟仿真实验教学中心建设的宝贵经验，充分调动教育部门、高等院校、科研机构、企业协会等主体力量实现科研协助和技术开发，安排具有良好专业知识和授课经验的各专业教师、具有专业背景和较高信息化水平的实验技术人员、掌握先进信息技术的专业队伍及企业工程师，做好虚拟仿真公共服务平台的教学资源开发、虚拟仿真操作实训、虚拟仿真软件研发、设备管理维护等技术支持，从各个层次保障和满足虚拟仿真实验教学的需求，协同推进虚拟仿真教学资源建设。

3.整合优化实验教学资源，重视科研成果向实践教学转化。虚拟仿真实验教学中心建设的核心内容是构建虚拟仿真实验教学资源，它主要分为软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验三类。整合优化兽医学科各课程优质的教学资源是虚拟仿真实验教学中心建设的重点。实验教学资源整合能促进学科交叉和融合，对加强创新人才的培养和提高教学与科研水平具有重要的意义。虚拟仿真实验教学资源的建设要根据教高司函[2013]94号文件中的要求，以构建国家虚拟仿真实验教学中心为目标，充分利用信息化作为主要技术指标，兼顾信息化技术特征、高度仿真的实验环境和对象以及满足本科教学要求的三项本质特征[6]，围绕兽医学科建设发展规划和专业人才培养的目标要求，以社会企业对人才的需求和学生创新能力、综合素质培养标准为起点，优先规划建设能代表动物医学专业特色、虚拟实验与实体实验相融合，最大限度提高学生实践创新能力的虚拟仿真实验项目，体现功能广、信息量大、交互性强等特点的各类型教学资源。

科研成果转化为虚拟仿真实验教学内容情况是评价国家虚拟仿真实验教学中心建设内容的重要指标[7]。虚拟仿真教学资源的建设要充分依托我院广东省预防兽医重点实验室、广东省生物基础实验教学示范中心平臺以及专业技术企业的技术支持，实现科研成果向教学内容转化，构建高新技术虚拟实验教学平台。在设计虚拟仿真实验教学内容时，引入教师的科研成果除拓展实验教学的范围外，对巩固学生知识框架、培养科学思维方式、综合设计和创新能力也很有帮助。实验教学示范中心和虚拟仿真实验教学中心的共同建设，将进一步促进实验教学资源的整合与共享，推动高等学校实验教学改革和高等教育教学质量不断提升[8]。

4.校企合作协同创新，推进教学平台持续发展。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》对校企合作加强实践育人提出了新的标准和要求。高等院校很难独立开发完整的虚拟仿真实验，最主要源自缺少专业技术人才和技术力量，而借助企业的创业创新理念和先进专业技术力量能为虚拟仿真实验的平台建设打开校企合作之门。在94号文件“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想推动下，全国相继出现了上海梦之路、成都泰盟等一批专业辅助医学高校进行虚拟仿真教学的合作企业，为机能虚拟仿真教学的推广提供技术保障[9]。虚拟仿真实践教学平台建设需要学科专业与信息技术密切融合，借助企业经营效益理念、软件开发实力、售后技术服务的优势，将资源的开发和更新、系统维护和服务等合理地交给企业承担，同时考虑对对外公开的教学资源收取合理费用用于补偿成果开发和技术服务支撑，实现学校与企业高度融合而产生的良好经济和社会效益的良性循环，促进虚拟仿真实践教学平台建设的可持续发展。

开展虚拟仿真实验教学中心建设是高等教育改革的一项重大举措，是新时期高校本科人才培养的重要任务，也是未来实验教学改革发展的必然趋势。地方院校应用型学科虚拟仿真实验中心建设需要坚持正确的实验教学理念和改革思路，重视虚拟仿真实验管理系统和虚拟仿真实验内容的可持续发展，分层次、分阶段、有规划的推进虚拟仿真实验教学平台建设，为提高实验教学质量，促进实践教学培养模式改革和创新人才的培养做出不懈努力。

参考文献：

[1]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索，2013，33（12）：5-8.

[2]中华人民共和国教育部.教育信息化十年发展规划（2011—2020年）[Z].教技[2012]5号，2012.

[3]教育部.关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知[Z].教高司函[2013]94号，2013.

[4]教育部办公厅.关于开展2014年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知[Z].教高厅函[2014]30号，2014.

[5]教育部办公厅.关于开展2015年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知[Z].教高厅函[2015]24号，2015.

[6]李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：5-8.

[7]王森，李平.2014年国家级虚拟仿真实验教学中心分析[J].实验室研究与探索，2016，35（4）：82-85.

[8]刘亚丰，余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验室研究与探索，2016，33（4）：108-110，114.

[9]梁月琴，牛龙刚，崔丽娟，张轩萍，张明升.机能系统性实验教学中计算机虚拟仿真应用探讨[J].基础医学教育，2015，17（10）：918-920.