虚拟仿真实验教学项目建设与应用研究

教育部对虚拟仿真实验教学项目建设与应用提出了全面要求。该文以教育部相关文件要求为基础,从实验教学的作用出发,讨论了对以核心要素仿真度为主要内容的虚拟仿真实验教学项目要求的内涵,并从虚拟仿真实验与实体实验、虚拟仿真实验教学体系与实验教学整体体系、教学内容与教学形式、线上资源和线下资源、虚拟仿真实验教学与人才培养等方面,探讨了虚拟仿真实验教学项目建设与应用中的几个重要关系。     

虚拟仿真实验课程建设现状、问题及对策

虚拟仿真实验课程是高等教育实验教学的新尝试。通过对国家虚拟仿真实验教学课程共享平台的3302门虚拟仿真实验课程建设现状,以及虚拟仿真实验课程应用研究现状进行梳理研究发现,我国虚拟仿真实验课程建设取得了较大成就,但是也存在一些亟待解决的问题：一是技术要求高,学校专业人才少;二是评价体系缺乏,课程质量良莠不齐;三是区域分布不均,共建共享机制不足;四是教学改革难度大,教学面临新挑战。为此,提出以下四项对策：一是综合应对技术挑战,引进培养专业人才;二是完善评价体系,加强课程管理与评估;三是建立共享机制,推进教育资源均衡发展;四是推进教师教学理念转变,推动实验教学改革。建议各高校在推进虚拟仿真实验课程建设时,在“能实不虚”的基础上更大程度提高课程建设水平,集中优势资源,携手打造虚拟仿真实验“金课”,提高我国虚拟仿真实验课程的国际影响与国际地位,开创高等教育实验教学高质量发展新局面。     

船舶动力技术虚拟仿真实验教学资源的建设与实践

为解决能源动力类专业实验教学中存在的难题,将虚拟仿真技术引入实验教学,充分发挥虚拟仿真实验在实验场地、实验消耗和实验安全等方面的优势,建设船舶动力技术虚拟仿真实验教学资源。以"教学科研相融合、虚拟现实相结合"为指导思想,构建面向内燃机、燃气轮机、蒸汽动力和轮机工程等专业方向的虚拟仿真实验教学系统,阐述虚拟仿真实验教学系统的主要功能以及在各个专业课程中的教学应用情况。从虚拟仿真实验在实验教学体系中的地位、虚拟仿真实验与真实物理实验关系、科研成果向虚拟仿真实验转化、优质实验教学资源共享等四个方面,阐述了船舶动力技术虚拟仿真实验教学资源建设的几点体会。     

旅游虚拟仿真实验教学体系建设

针对旅游类虚拟仿真实验教学问题,分析了旅游实验教学存在的困难与建设虚拟仿真实验教学资源的必要性,从旅游虚拟仿真实验内容体系、项目体系、管理平台、教学队伍以及保障条件等方面阐述了旅游虚拟仿真实验体系建设情况,并总结了在该体系基础之上所形成的人才培养特色。     

新文科背景下历史学虚拟仿真实验平台的设计与建设

为探索“新文科”背景下历史学虚拟仿真实验教学,依托优势学科和人才资源,闽台缘历史文化虚拟仿真国家级实验平台围绕“闽台历史文化知识库”“闽台移民路线虚拟仿真实验”“清代闽台对渡与两岸文化交流虚拟仿真实验”及“闽台缘线上讨论区”4大模块进行资源开发和课程设计,构建全方位、高水平平台共享体系,旨在推动跨学科人才培养、新信息技术的文科应用、历史知识教学与历史创新实践的有机整合以及历史学专业人才培养创新模式的探索。     

煤矿安全开采虚拟仿真实验教学中心建设与实践

在煤矿安全开采领域,面临着实验教学手段缺乏创新、优质教学与实验资源匮乏等问题。为了解决传统煤矿开采实践教学与人才培养之间的一些突出矛盾,利用虚拟仿真实验技术,结合面向工程实践培养应用型人才的现实需要,论述煤矿安全开采虚拟仿真实验教学中心建设理念,构建煤矿安全开采“阶段化、层次化、模块化”的实践教学体系,开发“高度仿真、虚实结合、开放共享”的虚拟仿真实验系统与虚拟仿真实验教学资源,以改善煤矿安全开采实验教学环境,提升学生创新意识、实践能力与自主学习兴趣。     

采矿工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践

采矿工程虚拟实验教学中心构建的"模块化、层次化、多元化"的虚拟仿真实验教学体系,在整合和完善虚拟仿真实验教学资源的同时,建成了一支教学理念先进、学术水平高、教学科研能力强的高素质实验教学队伍;建设了虚拟仿真实验网络信息平台,实现了虚拟仿真实验教学资源的智能化和网络化管理,使学生可自由选择实验时间和实验内容、自主配置虚拟实验仪器设备、自由搭建实验器材开展实验活动;虚拟仿真实验教学平台及实验项目基本实现了行业高校共享。采矿工程虚拟实验教学中心的建设为矿业类大学生实践和创新能力的培养创出了一条新路。     

生物类虚拟仿真实验教学中心可持续发展模式研究

在国家级虚拟仿真实验教学中心建设过程中,以优质虚拟仿真实验教学资源的研发、应用与共享为主线,从虚拟仿真中心建设理念、思路、体系、队伍、管理等方面入手,阐述了在实验教学队伍、资源建设体系、资源管理体系、资源应用方式等方面的构建思路与实施方案,旨在实现生物类虚拟仿真实验教学中心的可持续发展。     

移动通信虚拟仿真实验教学中心的建设与管理

虚拟仿真作为真实实验的一种补充教学手段,是实践教学方面提高人才培养的重要途径之一,构建虚拟仿真实验教学中心,并对其进行相应管理十分必要。首先论述移动通信虚拟仿真实验教学中心建设的必要性;接着介绍移动通信虚拟仿真实验教学中心的特色创新和平台架构,并以LTE移动通信虚拟仿真系统为例,详细讲述了实验体系、目标、内容和仿真效果;最后阐述了在虚拟仿真实验中心管理模式的一些构想和后续改进措施。虚拟仿真实验中心的建设,丰富了实验教学体系,提升了学生实践动手能力和专业知识水平。     

物联网虚拟仿真实验教学中心平台建设

国家级虚拟仿真实验教学中心建设主要是在现有优质实验教学资源基础上继续探索创新,进一步优化教学资源共享和开放模式。吉林大学物联网虚拟仿真实验教学中心充分发挥国家级计算机实验中心优势,依据虚实结合和能实不虚的原则,利用实验中心已有实验设备和资源,构建逼真的虚拟实验教学课程。物联网虚拟仿真实验教学中心建设了包含无线传感器网络仿真实验、RFID标签设计与应用场景虚拟仿真实验和物联网综合应用虚拟实验等12门虚拟仿真实验课程。     

面向协同决策能力培养的轨道交通虚拟仿真实验教学改革

从国家战略、行业发展、持续提升轨道交通类专业人才培养质量需求及传统人才培养方式中的不足等维度,分析新时期强化交通运输专业学生协同决策能力培养的重要性。基于轨道交通运输组织的特点及发展趋势,剖析轨道交通运输组织协同决策能力的内涵及需求。面向培养需求,构建“五层次、全环节、多系统、一平台”的交通运输专业虚拟仿真实验教学体系及“五层次”能力贯通式递进培养实验教学模式。以西南交通大学交通运输国家级实验教学示范中心在虚拟仿真实验教学资源建设与实验教学的实践探索为例,阐述面向协同决策能力培养的虚拟仿真实验教学资源建设思路、实验教学环境构建、实验项目设计、实验教学组织实施等,实践表明,依托优质虚拟仿真实验教学资源群,以多层次的完整闭环的实验项目群为载体,能有效培养学生的协同决策和实践创新能力。     

理实融合导向的水利工程专业新工科实验教学改革

在新工科建设和“互联网+教育”生态重构背景下,以理实融合为导向,以产教协同和能力提升为目标,将虚拟仿真实验融入教学过程,是推进水利工程专业实验教学改革和创新的重要途径。本文结合水力学课程特色,剖析明渠水流衔接虚拟仿真实验教学建设的需求和内涵,坚持以学生为中心的教育理念,构建“六模块、四层次、全过程、多途径”的实验教学体系;并对明渠水流衔接虚拟仿真实验教学进行了设计和实践,利用虚拟仿真技术实现国家重大水利工程和不同明渠水流衔接形式的三维重现和仿真运行,从真实性、综合性、灵活性以及交互性四个方面对实验教学方法和过程进行改革创新。实践表明,依托优质虚拟仿真实验教学资源,理实融合和产教协同可以有效连接书本知识和实际工程,完善知识体系,促进学生自主科研能力、创新实践能力和解决复杂工程问题综合能力的提升。     

虚拟仿真实验课程综合评价

针对虚拟仿真实验金课课程缺少定量评价的问题,提出应用模糊层次分析法建立基于虚拟仿真资源、教学效果及学生创新能力培养三个评价指标及对应二级指标组成的虚拟仿真实验课程定量评价方案。应用该评价方案,对现有省级一流课程“制冷压缩机拆装虚拟仿真实验”开展模糊层次分析与评价,得到该课程评价结果。该研究为实验课程金课建设以及有效开展虚拟仿真实验教学提供指导,也可为其他课程的金课建设评价提供借鉴。     

虚拟仿真实验在生物化学实验教学中的应用

虚拟仿真实验作为新兴的实验教学资源,可突破传统临床生物化学实验教学的弊端。分析医学生生物化学实验教学的现状和虚拟仿真实验的教学优势,提出生物化学实验教学体系中交互式虚拟仿真实验的构建策略,为高校开发虚拟仿真实验室提供理论依据和应用参考。     

虚拟仿真实验教学中心实验教学体系建设

虚拟仿真实验教学可以实现矿冶工程化学类专业真实实验不具备和难以完成的教学功能。矿冶工程化学国家级虚拟仿真实验教学中心将虚拟仿真实验教学内容纳入工科化学化工基础课程和矿业化学专业课程,分工科基础化学仿真实验、矿物分离与湿法冶金虚拟仿真实验和高温冶金与节能虚拟仿真实验三个平台设计和建设了虚拟仿真实验教学内容。虚拟仿真实验教学包括分子层次微观过程的模拟,大型仪器实验结构和虚拟操作模拟,矿冶工程化学的复杂溶液体系和高温体系等高成本、高污染过程的模拟等实验教学项目。虚拟仿真实验教学以人才培养为核心,与真实实验相结合共同构筑了完整的本科人才培养实验课程体系。     

生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展

针对国内虚拟仿真实验资源开发的现状,以首批国家级生物科学类虚拟仿真实验项目建设为例,分析了国内生物学虚拟仿真实验教学资源的建设特色、应用、存在问题和发展趋势,探讨了发挥虚拟仿真实验在生物学教学中的优势及提高资源建设质量的建议。     

虚拟仿真教学平台在寄生虫学检验实验教学中的应用——以“疟原虫的检验”为例

传统的寄生虫学检验由于受到场地、标本和安全因素的限制,一些观察和实验操作很难在实际教学活动中开展,虚拟仿真教学平台的应用可以弥补传统实验教学的不足。文章以“疟原虫的检验”为例,将虚拟仿真平台融入实验教学,设置研究组和对照组,通过自主评价、实验测试和问卷调查分析教学效果。研究表明,“虚实结合”的实验模式可以激发学习兴趣,提高教学质量。     

虚拟仿真实验教学的探索与实践

为了继承和发扬我校建筑学专业重视实验教学的优良传统,提出新时代背景下虚拟仿真实验教学建设的新思路。结合已完成的"宋保国寺大殿仿真建构实验"和"交通流虚拟现实实验"两个模块案例的开发与教学实践和国家级虚拟仿真实验教学中心建设,在早期数字时代围绕尖端设备采购与服务的建设1.0模式基础上,通过校企合作的方式,提出以"内容建设"为中心,以数字化的虚拟仿真技术与互联网技术构筑起一系列的在线虚拟仿真实验教学资源,即2.0模式。并详细介绍了两个模块的功能设计与教学应用。     

地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心建设的探索与实践

结合吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心建设的实践,阐述了中心建设的意义、教学理念改革思路和建设目标,介绍了虚拟仿真实验教学项目体系、师资队伍建设、特色与创新、开放与共享等方面的探索与实践成果,旨在对相关类型虚拟仿真实验教学中心建设提供借鉴。     

应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索

虚拟仿真实验技术应用于土木工程教学领域,可以解决传统土木工程实践教学与现代应用型人才培养之间的一些突出矛盾。结合地方高校对接产业发展和行业需求、面向工程实践培养应用型人才的现实需要,论述了应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心的建设理念和土木工程虚拟仿真实验教学体系的构建思路,分析了土木工程虚拟仿真实验教学资源平台的功能和组构模式。实践表明,为提升学生的创新意识、工程实践能力、信息化应用能力、综合素质和自主实验的学习兴趣,提高土木工程应用型人才培养成效,地方高校应校企合作开发"层次化、模块化、体系化"的土木工程虚拟仿真实验教学资源,建立"高度仿真、虚实结合、开放共享"的应用型虚拟仿真实验系统,积极开展土木工程虚拟仿真实验教学。