国家级虚拟仿真实验教学项目建设经验及思考

吉东风 李海燕 成何珍 吴震 张炜

[摘 要] 总结了国家级虚拟仿真实验教学项目建设方面的经验及成果，并对今后虚拟仿真工作提出了一些建议和思考。

[关键词] 虚拟仿真实验教学项目;建设经验;思考

[基金项目] 教育部高等教育教改研究立项课题“鸡胚孵化及蛋鸡饲养虚拟仿真实验教学项目”（2018-2-0212）

[作者简介] 吉东风（1965—），男，江苏东海人，硕士，南京农业大学教务处实验室管理科科长，副研究员，研究方向为高等教育管理;

李海燕（1976—），女，天津蓟县人，硕士，南京农业大学教务处实践教学科，助研（通信作者）。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2020）42-0390-03    [收稿日期] 2019-11-06

引言

虚拟仿真实验教学项目建设是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。虚拟仿真实验教学是目前国家信息化教育战略的重要实践内容，而加速信息化教学建设是很多高校“十三五”规划的重要建设内容之一。我校从2016年起，在原有基础上，投入专项经费在全校积极开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设，四年来，共建设校级虚拟仿真实验教学项目47项，并积极推荐到教育厅及教育部，参加省级和国家虚拟仿真实验教学项目认定工作。2016年有6个项目参加了“江苏省虚拟仿真实验教学共享平台及在线开放虚拟仿真实验教学项目”遴选，3个项目获省级立项。2017年我校“不同生态区生物学野外实习”虚拟仿真实验教学项目，在学校和江苏省教育厅多次审核、评选、推荐的基础上，经教育部综合评议和公示，被教育部认定为首批国家虚拟仿真实验教学项目。2018年我校“鸡胚孵化及蛋鸡饲养虚拟仿真实验教学项目”和“乳化肠规模化生产虚拟仿真实验”项目，被教育部认定为国家虚拟仿真实验教学项目。

一、虚拟仿真实验教学项目建设情况

（一）虚拟仿真实验教学项目建设原则

虚拟仿真实验教学项目建设，是推进现代信息技术融入实验教学、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。项目必须契合学校专业建设、技术发展方向，应用面广，反映教育教学规律，体现专业实验教学需求。项目要符合相关知识产权法律法规，具有自主知识产权或共享知识产权;是能够纳入省级或国家级虚拟仿真实验教学共享平台使用的真资源，实现大规模在线开放共享，可以完全对外公开服务。项目建设坚持“能实不虛”“虚实结合”，着力学生综合能力培养，至少满足2个课时的实验教学需求，学生实验参与的交互性实验操作步骤不得少于10步。所依托学科专业有特色、有影响，在全省乃至全国相应专业大类中的认同度较高，辐射范围广。

（二）虚拟仿真实验教学项目建设内容

1.以学生为中心的实验教学理念。项目要有灵活性，必须让学生成为教学过程的中心和主体，利用现代信息技术提高学生学习兴趣;让教学过程“鲜活”起来，寓教于乐。

2.准确适宜的实验教学内容。以人才培养为目标，问题、需求为导向，着重培养学生实践动手能力和创新意识。项目内容完整饱满，交互维度多、效果逼真，尽可能创建和模拟真实的实验教学场景。

3.创新多样的教学方式方法。利用先进的信息技术，实现智能的人机互动，进行自主式、互动式、研讨式教学，以提升实验教学效果。

4.先进可靠的实验研发技术。根据不同学科专业特点和教学目标，积极与软件公司沟通，选择适宜的实验研发技术。实验资源需求分析、教学设计由学校教师主导;系统开发、运营、维护托管给公司，在教学过程中持续改进。

5.稳定安全的开放运行模式。遵守我国教育、知识产权、互联网等相关法律法规，建立具有前瞻性、扩展性、兼容性的项目管理和共享平台，实现校内外的实验教学资源共享。

6.敬业专业的实验教学队伍。建成一支教学、科研、技术人员结合，核心骨干人员相对稳定，教育理念先进、学术水平高、教学科研能力强、实践经验丰富、结构合理、勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理队伍，完善实验教学队伍绩效考核、奖励、监督机制。

7.持续改进的实验评价体系。项目纳入人才培养方案，配套教学效果评价办法。探索开放共享的教学绩效激励机制，建立高校间项目成绩互认，学分转换机制。制定经费管理、中心维护与持续发展等政策，建立激励学生学习和提高学生创新能力的考核、评价和反馈机制。

8.显著示范的实验教学效果。项目须具备教学效果显著，受益面大，学生实验兴趣浓厚，自主学习能力增强，注重学生实验能力的提高。

（三）虚拟仿真实验教学项目建设过程

1.我校每年开展校级虚拟仿真实验教学项目申报工作，项目实行公开答辩、专家评审、签订合约、滚动管理、督促检查、追加资金等措施，保证项目实施质量。

2.项目建设初期，学校教务处通过组织虚拟仿真项目建设经验交流会和项目负责人以及参与教师论证建设方案等途径，探讨建设方案。各学院组建虚拟仿真实验专职教学团队和技术团队，积极推进虚拟仿真实验教学项目建设。

3.项目申报阶段，组织校内外专家采取PPT汇报现场答辩等方式，对学院项目申报书的填写和虚拟仿真软件的制作进行指导。对通过评审立项的项目，学校与各项目负责人签订《项目实施任务书》，并根据项目的具体情况，给予一定的启动资金。

4.项目实施过程中，按教育部及省厅相关文件的要求，学校邀请省内外知名专家组成专家组，对申报项目进行遴选，择优推荐;定期检查，对项目建设进展良好的项目，追加投入资金，加大建设力度，保证项目建设按计划完成。

5.在项目申报“国家虚拟仿真实验教学项目”期间，教务处按省教育厅要求，积极组织相关学院对项目进行公测、专家网评、填写资料并将项目介绍接入“江苏省高等学校虚拟仿真实验教学共享平台”、通过省选拔后再组织项目组对项目进行全面修改后报教育部、并在教育部进行的“国家虚拟仿真实验教学项目公示和网络评审”期间组织学生对项目进行评价等工作。

（四）虚拟仿真实验教学项目建设的可持续性

1.项目建设后持续改进。学校对国家虚拟仿真实验教学项目，加大经费投入，继续建设与完善。将国家虚拟仿真实验教学项目纳入“十三五”期间学校教育教学改革专项的重要内容，予以重点支持。

2.项目建设后持续开放服务。我校要求开放“国家虚拟仿真实验教学项目”，被认定后1年内面向高校和社会免费开放并提供教学服务，1年后至3年内免费开放服务内容不少于50%，3年后免费开放服务内容不少于30%。

3.项目建设后持续监管。我校职能部门定期进行督促检查，对“国家虚拟仿真实验教学项目”的对外联通和服务情况进行持续监管，保证免费开放服务内容的实验教学项目，达到“国家虚拟仿真实验教学项目”要求。

二、虚拟仿真实验教学项目建设成果

根据《教育部关于公布首批国家虚拟仿真实验教学项目认定结果的通知》（教高函〔2018〕6号），我校“不同生态区生物学野外实习”虚拟仿真实验教学项目，在学校和江苏省教育厅多次审核、评选、推荐的基础上，经教育部综合评议和公示，被教育部认定为首批国家虚拟仿真实验教学项目。2017年该批项目全国认定105个，江苏省9个。根据《教育部关于公布2018年度国家虚拟仿真实验教学项目认定结果的通知》（教高函〔2019〕6号），我校动科院“鸡胚孵化及蛋鸡饲养虚拟仿真实验教学项目”和食品院“乳化肠规模化生产虚拟仿真实验”二个虚拟仿真实验教学项目，被认定为国家虚拟仿真实验教学项目。2018年该批项目全国认定296个，江苏省37个。因我校在国家虚拟仿真实验教学项目评选中取得的优异成绩，学校为江苏高等教育教学做出的贡献，今年三月我校获江苏省教育厅表扬并被颁发了“致谢状”。

我校“不同生态区生物学野外实习”虚拟仿真项目已于2018年1月在实验空间（ilab-x.com）上线，面向高校和社会免费开放并提供教学服务，并接受持续监管。除了保证实验空间的仿真项目的教学应用，我们加强了移动端的设计开发，采用云平台技术，并将部分数据免费对社会公众开放，以期获得更为广泛的科普教育意义。并按照教育部的要求，与高教社签订托管运营协议（协议期为3年），通过高教社的实验空间对外免费开放并提供教学服务。在提供教学服务方面，我们扩充了与仿真实验相关的实验教学资源，并建设了专门的虚拟仿真实验的专题网站（http：//202.195.250.98），免费对社会开放。另外，我们还开通了“生物共享联盟”微信公众服务号，将仿真实验的相关的内容通过移动端的应用呈现，方便了仿真教学资源的开放共享。针对虚拟仿真项目的应用管理，我们建立了虚拟仿真实验教学共享平台，以适应网络化学习的实验教学成绩考核评价，实现实验教学的过程化管理，促进实验教学质量的稳步提升。近三年来，通过与浙江大学、兰州大学、西藏农牧学院、南京师范大学、安徽师范大学等高校开展共建共享，本项目已经在多所高校的野外实习中投入使用，与传统实习互为补充，获得师生一致好评。未来五年内，将联合更多高校，构建覆盖全国典型生态区的生物学野外实习综合实训项目，在全国范围内辐射、共享，为提高生物类人才培养质量做出贡献。

三、建议与思考

1.虚拟仿真实验教学项目不是传统的实验教学内容、将传统流程照搬上网。它不是网络课程或课程网站，也不是实体实验的重复与再现，更不是实验步骤的简单训练。虚拟仿真实验教学项目建设前，一定要先考虑该实验项目做成虚拟仿真的必要性，一般是高危、高成本、高消耗、大型或综合训练或是极端环境不可及或不可逆的操作，是真实实验难以完成的教学过程。能实不虚，虚实结合。

2.虚拟仿真实验教学项目要有一定的创新性，能体现互联网思维，利用信息化的创新手段，要有可扩展性、可共享性和行业推广价值。

3.虚拟仿真实验教学项目要有完整的教学体系、虚实结合的教学方法、学生自我能力评价等;学生学习效果考核;教师教学效果评价、发展升级，共建共享及自主知识产权等。

4.虚拟仿真实验教学项目要建立持续改进相关的教学评价机制、建立高校间相关实验教学项目成绩互认、学分转换机制。

四、结语

虚拟仿真实验教学项目建設是虚拟仿真实验教学中心建设的重要任务，也是高校推进虚拟仿真实验教学改革、优化实验教学资源结构、提升实验教学的重要举措。我校在近几年的国家级虚拟仿真实验教学项目建设过程中，积极探索，深入研究。注重创新型师资队伍培养，强化与软件公司合作，以国家级实验教学中心为基础，构建虚拟仿真共享实验平台，建成了一批国家级虚拟仿真项目、省级虚拟仿真项目和校级虚拟仿真项目，使我校在虚仿建设方面向前迈进了一大步。

参考文献

[1]孙华，居婕，徐明，吉东风.高等农业院校SRT项目实施工作实践的探讨——以南京农业大学为例[J].教育教学论坛，2015（10）：115-116.

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[3]成丹，崔瑾，鲁燕舞，包浩然，陆巍，张炜，沈振国.生物学野外实习虚拟仿真实训系统构建与应用[J].实验技术与管理，2016（12）：128-131，162.

[4]吉东风，周钢，李俊龙，李海燕，兰叶青，高务龙，王恬.积极引导大学生参与创业实践活动，提升创业能力[J].实验技术与管理，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