新时代开展虚拟仿真实验教学的重要性
2020-02-26 11:12
随着技术的日臻成熟，在教育行政部门的积极引导和推动下，虚拟仿真实验呈现蓬勃发展态势。此时有必要深入思考在新时代背景下虚拟仿真实验教学的作用，研判建设过程中的新趋势和主要问题，探索促进虚拟仿真实验教学可持续发展的有效路径。
一 新时代虚拟仿真实验教学的重要作用
虚拟仿真实验教学是在新时代高等教育内涵式发展背景下，实验教学主动适应新技术革命性变化，提升新时代大学生的创新精神、实践能力和社会责任感，培养卓越拔尖人才的重要举措，是中国高等教育人才培养推进“智能+教育”的积极探索，是推动人才培养质量提升的新的生产力，对高等教育发展具有重要的全局性意义。
二 虚拟仿真实验教学的新趋势
随着国家虚拟仿真实验教学项目建设工作推进，各高校逐渐认识到虚拟仿真实验的教育价值，投入力度不断加大，虚拟仿真实验教学呈现出以下新发展趋势。
1.虚拟仿真实验教学项目体系正逐步形成和完善
目前高校虚拟仿真实验教学已初具规模并形成一定影响力，构建科学、系统的虚拟仿真实验教学体系有利于避免重复建设和资源浪费，促进虚拟仿真实验教学的可持续发展。
2.虚拟仿真实验教学项目涉及的专业类别和学校类型更加多样
近年来，教育、心理、新闻传播、经济管理、法学、历史、体育、艺术等人文社科专业开展虚拟仿真实验教学的比例逐渐增加，文科类项目在国家虚拟仿真实验教学项目规划中的占比超过1/5。虚拟仿真实验对补齐文科专业实践短板的重要意义得到广泛认可。
3.虚拟仿真实验教学项目产学研一体化的趋势更加明显
很多虚拟仿真实验教学项目是从科研成果转化而来，先进的科研和行业成果一方面为虚拟仿真实验提供了丰富的素材，成为资源建设的重要内容，另一方面，虚拟仿真实验教学项目也促进了科教融合和产教融合，成为协同育人的重要途径。
4.虚拟仿真实验教学项目的仿真效果和自由搭建程度日益提高
技术的成熟使得虚拟仿真实验的仿真效果越来越好，学生在虚拟的世界中能够获取的感知功能越来越丰富，实验教学效果也更好；高性能计算能力的提升能有力支持学生的实验构想，满足学生实现自由搭建。
三 虚拟仿真实验教学项目建设面临的主要问题
1.项目建设内容的理解不一致且不深刻
首先，对教育部文件中所说“条件不具备”“实际运行困难”“高危、高成本、高消耗、不可逆、大型综合”的理解程度不一致。其次，没有从虚拟仿真的技术特点和价值角度进行选题，简单地将常规、直观实验进行虚拟仿真，造成了资源浪费。第三，大型实验的虚拟化被追捧，基础和小型实验不受重视。
2.建设模式不成熟 缺少规范性指导和技术要求
虚拟仿真实验教学项目的建设模式主要有三种。一是由学校教师自主设计和开发，这种方式对教师的技术水平和教学能力、人员稳定性等都提出很高要求。二是由学校教师提出建设需求，编写实验内容脚本，由企业提供技术支持。校企合作可实现双方的优势互补，是目前普遍采用的一种开发方式。三是学校直接购买企业开发的虚拟仿真实验产品，这种方式教师投入最少，能够最快应用，缺点是不能完全适合本校本专业的实际情况和特色发展。
3.各项保障机制尚不健全 影响可持续发展
队伍、经费和管理服务已成为制约虚拟仿真实验教学开展的重要因素。不少学校反映，虚拟仿真实验教学项目建设主要是少量对虚拟仿真技术有兴趣且有改革意愿的教师“自下而上”开展工作，教师既是设计者，也是应用者和管理者，工作量和难度较大，现有人员数量和专业能力很难满足要求。
4.共享基础较薄弱 短期内无法实现广泛共享
在技术方面，各高校的虚拟仿真实验教学资源要实现共享，需要对虚拟仿真实验教学管理平台与虚拟仿真实验资源的数据交换接口提出一定的规范性要求。因此，虽然高校有开放共享的意愿，但是实施难度很大。
四 制订系统规范 解决建设、应用和共享中的难题
当前，结合技术发展实际和前沿展望，以应用为牵引，组织开展虚拟仿真实验教学项目建设的有关规范和标准研制是促进虚拟仿真实验教学健康持续发展的关键。虚拟仿真实验教学创新联盟组织制订的《虚拟仿真实验教学项目建设指南》(以下简称《指南》)为各专业规划了虚拟仿真实验教学体系，具有重要的指导意义。
1.虚拟仿真实验教学项目设计规范 解决项目设计的问题
该设计规范是针对建设者在依据《指南》确定具体选题之后，根据项目开发的流程化方式，在设计原则、整体设计、实验设计等方面制订的通用性规范。
2.虚拟仿真实验教学项目质量规范 解决开发技术要求的问题
该规范主要对虚拟仿真实验教学项目中客观、具体、可测评的技术指标提出要求，为教师和技术开发人员提供参考。
3.虚拟仿真实验教学项目应用评价规范 解决应用的问题
该规范是以判定项目应用和共享情况，激励项目持续改进为目的制订的通用性评价规范。
4.虚拟仿真实验教学项目数据交换规范 解决共享的问题
该规范是为实现资源共享，对不同高校的虚拟仿真实验教学资源和虚拟仿真实验教学管理平台之间的接口提出规范性要求，目的在于提高各虚拟仿真实验教学管理平台接口统一性，规范虚拟仿真实验资源与各虚拟仿真实验教学管理平台的集成并开展实验教学。主要适用于虚拟仿真实验资源、虚拟仿真实验教学管理平台相关技术人员，高校教师亦可参考选择合理的虚拟仿真实验教学管理平台。（来源：《中国现代教育装备》作者：张敏，理学博士，副研究员；刘俊波，理学硕士，副研究员）
