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高等beplay体育虚拟仿真实验教学建设与应用论坛:处理好虚拟仿真实验教学建设中的若干关系

2018年秋季高等教育博览会——

高等beplay体育虚拟仿真实验教学建设与应用论坛:处理好虚拟仿真实验教学建设中的若干关系

 

 

一、高校实验教学与理论教学的关系

实验室是人们根据一定的目的和要求,运用一定的手段,突破客观条件的限制,在人为控制或干预或模拟条件下,观察、探索客观事物本质和规律的实验教学和科学实验的场所。高校实验室的作用是不可替代的。这不仅是自然科学,也包括人文社会科学。2002年诺贝尔经济学奖获得者、实验经济学之父佛农·史密斯(Vernon L.Smith):“经济学是可以实验的科学”。只有当一项实验的主要目的是解决教学、教育问题时,这项实验才是教育学的实验。”“实验教学资源应有实际的教育目标,带有教育的特征,有其特有的规范。所以,这决定了不能简单地以自然科学实验代替教学实验。”(德国教育家实验教育代表任务W·A·拉伊)

新型的课程教学目的:学习专业常识——常识;增强实践能力——能力;提高综合素质——素质;培养创新精神——觉悟。比常识更为重要的是能力,比能力更为重要的是素质,比素质更为重要的是觉悟。所以新的实验教学目标应该从培养有常识的人向培养有觉悟的人转变,从把有问题的学生教到没有问题向把没有问题的学生教到有问题,让学生学会独立思考,培养学生的求知与探索精神。

二、虚拟仿真实验教学中心与实验教学示范中心的关系

目标一致、主从关系、互补关系、互促关系。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中指出:强化实践育人环节,加强实验室、实验实训基地、实践教学共享平台建设,重点建设一批国家级实验教学示范中心,加强实践教学管理,提高实验、实习实训,实践和毕业设计(论文)质量。《教育部关于中央部门所属高校深化教育教学改革的引导意见》(教高【2016】2号)中指出:加强综合实训中心建设,兼顾基础与前言,构建功能集约、资源共享、开放充分、运作高效的专业类或跨专业类的实验教学平台。建设虚拟仿真实验教学中心,全面推进信息化实践教学平台建设,充分利用信息技术实现优质实验教学资源开放共享。

虚拟仿真实验教学中心是实验教学示范中心建设的延伸,为示范中心建设注入新的活力和新的内容;实现虚实结合,以前真实的实验条件建设成分比较多,现在加强虚拟仿真实验环境建设,是实验教学示范中心的条件建设更加全面;虚拟仿真实验教学中心建设的引导方针:虚实结合,互相补充,能实不虚;建设目标一致,都是以促进大学生的全面发展和适应社会需要为宗旨,以培养创新精神和实践能力为核心,提高高等教育人才培养质量为目标。

三、虚拟仿真实验资源、平台、队伍、机制之间的关系

虚拟仿真实验教学最重要的技术特征,是明确和判别虚拟仿真实验的重要标志:第一个重要特征是要充分利用信息化的重要技术,如虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等。当然可以包含其他的一些信息化重要技术;第二个重要特征是要构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,学生可以在这个环境中开展(真正做)实验;第三个重要特征是虚拟仿真实验是为本科教学设计和实现的,它要满足教学大纲的要求。信息化技术特征、高度仿真和满足教学需求三个方面构成国家级虚拟仿真实验教学中心的本质特征。

虚拟仿真实验教学资源的功能作用:实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。在涉及高危或极端环境(高压电网操作、航空航天和核工程)、不可及或不可逆操作(石油勘探、手术治疗、汽车碰撞)、高成本、高消耗(化工、超大型机械、精密仪器)、大型或综合训练(物流、金融、市政交通管理)等情况下,提供可靠、安全和经济的实验项目。虚拟仿真实验教学作为高校实验教学的重要组成部分,承担辅助教学的任务,致力于解决“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”等日常实验教学中的难点、痛点问题。

建设成面向全校、基于校园网和信息化管理手段的“实验室综合管理系统”,是实验室、实验教学与管理由传统向现代化转型的重要标志。涵盖百科、选课、预约、门禁、评分、统计以及仪器设备管理和实验室开放管理等诸多功能的实验室综合管理系统,可以成为规范实验室管理、提高管理效率、支撑实验室开放、方便师生应用的重要手段。使全校一盘棋的实验教学中心的统一规范化管理成为可能,成为实验室开放和学生自主管理的基础。开放自足、虚实结合、信息化管理。

四、实验项目、教学方法、研发、教学效果之间的关系

国家虚拟仿真实验教学项目的主要考核内容:1、以学生为中心的实验教学理念。从学生需求出发,调动学生积极和主动性,注重学生能力的提升;2、准确适宜的实验教学内容。以问题、需求导向,本科教学人才培养为目标,体现必要性,适用性,坚持能实不虚;3、创新多样的教学方式方法。利用各种可提升实验教学效果的方式方法,比如研讨式、探究式,倡导学生自助式、合作式、探究式学习;4、先进可靠的实验研发技术。结合学科特点和教学目标,选择合适的研发技术;5、稳定安全的开放运行模式。搭建具有开放性、扩展性、兼容性和前瞻性的虚拟仿真实验教学项目运行平台;6、敬业专业的实验教学队伍。完善实验教学队伍考核、奖励、监督机制,鼓励及支撑教师参与;7、持续改进的实验评价体系。制定相关教学评价办法,探索开放共享的教学激励机制,建立高校间项目成绩互认,学分转换机制;8、显著示范的实验教学效果。注重实际应用、教学效果、服务质量、持续更新、提升学生的实践创新能力。

实验项目是载体,教学方法是工具,研发技术是保障,教学效果是目标。

五、虚拟仿真实验中心与虚拟仿真实验教学项目的关系

虚拟仿真实验教学中心建设内容:虚拟仿真实验教学资源(若干虚拟仿真实验项目);虚拟仿真实验教学管理和共享平台;虚拟仿真实验教学队伍;虚拟仿真实验教学中心管理体系。

虚拟仿真实验教学项目建设内容:以学生为中心的实验教学理念,准确适宜的实验教学内容,创新多样的教学方式方法,先进可靠的实验研发技术,稳定安全的开放运行模式,敬意专业的实验教学队伍,持续改进的实验评价体系,显著示范的实验教学效果。

二者总体目标一致,有先置条件与更多高校参与,整体建设与个体培养(平台搭建与高峰形成),相对弹性与相对刚性,更加强调教学过程和教学效果,更加强调在互联网上的实现,更加强调与企业的合作。

六、虚拟仿真实验教学建设中高校与企业的关系

虚拟仿真实验教学的建设中,开展beplay体育和企业的合作是十分必要的。高校为主,结合高校信息化建设和实践教学需要开展建设工作,并推动开放共享工作。高校与行业企业和科研院所合作,准确定位人才培养目标,人才培养与工程实践和社会实际结合。beplay体育与信息化技术化企业合作,利用企业的开发能力和支撑服务能力。

                            

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