国家虚拟仿真实验教学项目建设现状分析

2023-06-13孙强

牡丹江师范学院学报（自然科学版） 2023年2期

摘要：對2017-2019年认定的728个国家虚拟仿真实验教学项目实际情况，开展高校层次、高校类别、专业类别、高校所属主管部门、高校所在区域分布情况分析，提出以下建议：拓展高校范围和区域，增加专业类别；关注“两高一长”重点领域，健全“目标达成度”课程评价，确保“保障机制”完善健全；落实“开放共享”应用理念，更好地发挥虚拟仿真实验教学项目的作用.

关键词：虚拟仿真；实验教学；一流本科课程

[ 中图分类号 ]G40[ 文献标志码 ] A

Analysis of the Present Situation of National Virtual

Simulation Experiment Teaching Project Construction

SUN Qiang

（School of Computer and Information Technology，Mudanjiang Normal University，Mudanjiang 157011，China）

Abstract：According to the actual situation of 728 national virtual simulation experiment teaching projects accredited from 2017 to 2019，this paper carries out the analysis and research on the distribution of university levels，university categories，specialty categories，competent departments of universities and regions where universities are located，based on which the following suggestions are put forward：Expand the coverage and regions of universities involved in the projects，and increase the specialty categories involved； pay attention to the"two high and one long" key areas，improve the"goal achievement"course evaluation，and ensure the perfection of the"guarantee mechanism"；implement the"opening and sharing"application idea to better play the role of virtual simulation experiment teaching project.

Key words：virtual simulation； experiment teaching； first class undergraduate course

2017年教育部开始国家虚拟仿真实验教学项目的认定工作，2019-2021年完成了1 500门国家虚拟仿真实验教学一流课程认定工作.[1]本文对目前已经认定的三个批次728个项目的高校分布、学科分布、地域分布等情况进行统计和分析[2]，对未来项目的申报和认定提出一些建设性意见，以期为各级职能部门项目认定工作和各高校项目建设申请工作提供参考和借鉴.

1 国家虚拟仿真实验教学项目认定分布情况分析

1.1 认定项目所属高校层次情况

根据教育部公布的首批国家级一流本科课程名单，认定国家虚拟仿真实验教学一流课程总计728项，其中涉及38所985高校的192个项目，61所211高校的175个项目，197所一般高校的361个项目.全国39所985高校有38所获得项目认定，全国77所211高校（除去39所985高校）有61所获得项目认定，全国一般高校有197所获得项目认定.整体来看，985高校和211高校获得项目认定的比例比较高，达到了97.4%和79.2%.

1.2 认定项目所属专业类别情况

国家虚拟仿真实验教学项目三个批次认定的728个项目共包括41个专业类别，涵盖了本科专业目录（2020年）中93个专业大类中的60个专业大类.三年认定项目所属专业类别分布：经济管理类57个，基础医学类25个，艺术学类24个，土木类33个，林业工程类5个，兵器类10个，动物类29个，农业工程类5个，物理学类15个，法学类7个，历史学类9个，体育学类10个，马克思主义理论类 5个，文学30个，医学技术类5个，自然保护与环境生态类10个，中医类17个，电气类15个，公共卫生与预防医学类7个，教育学类14个，化学类31个，植物类23个，航空航天类14个，矿业类10个，建筑类10个，法医学类5个，化工与制药类30个，机械类44个，能源动力类13个，交通运输类16个，核工程类13个，药学类25个，护理学类7个，临床医学类53个，环境科学与工程类11个，地质类11个，食品科学与工程类13个，测绘类11个，心理学类7个，生物科学类35个，电子信息类14个.2017年认定的105个项目涵盖了8个专业类别，2018年认定的296个项目涵盖了23个专业类别，2019年认定的327个项目涵盖了26个专业类别.

理工类374项，占比51.37%，人文社科类163项，占比22.39%，农林医药类191项，占比26.24%，通过认定项目学科大类分布比例可以看出，全国各类高校理工类专业对虚拟仿真实验教学需求迫切，非常重视虚拟仿真实验教学资源和平台的建设.

1.3 认定项目所属高校类别情况

三批次全部认定项目所属高校类别13种，其中，财经类高校占2.75%，交通类高校占3.16%，军校占1.37%，理工类高校占26.65%，农林类高校占9.62%，师范类高校占10.99%，体育类高校占0.82%，医药类高校占12.50%，艺术类高校占0.96%，语言类高校占0.14%，政法类高校占0.14%，综合类高校占30.63%，建筑类高校占0.27%.综合、理工和医药三种类别高校所占比例位于前三名，达到70%.可以看出，综合、理工和医药三类高校相关专业实验教学在人才培养过程中非常重要，高校一直以来也非常重视实验教学的改革和创新，对虚拟仿真实验教学持积极态度，努力通过虚拟仿真实验教学解决传统教学的问题和不足.相对而言，政法、语言、体育、艺术等人文社科类高校对虚拟仿真实验教学的重要性和积极作用认识还不到位，对虚拟仿真实验教学的需求和期待也不十分迫切.

1.4 认定项目高校所属主管部门情况

在728个认定项目中，教育部直属高校获得认定259项，占比35.58%，中央部委直属高校51项，占比7.01%，地方省属高校408项，占比56.04%，军队直属高校10项，占比1.37%.从数据可以看出，参与虚拟仿真实验教学项目建设的高校呈现多元化分布，地方省属高校和教育部直属高校是虚拟仿真实验教学项目认定的主力军，占比超过了90%，说明地方省属高校和教育部直属高校对虚拟仿真实验教学的迫切需要和对信息化教学改革方向有超前认识.

1.5 认定项目高校所属区域情况

三批次认定项目高校所属区域省份28个，未获得项目认定的有西藏、青海和海南三个省份.认定项目高校数量排名前五的省、市、自治区有江苏省、北京市、山东省、广东省、湖北省，认定项目数量排名前五的省份有江苏省、北京市、广东省、陕西省、湖北省，高校平均认定项目数量排名前五的省份有福建省、陕西省、江苏省、天津市、浙江省.认定项目高校数量和项目数量排名靠后的省份有宁夏回族自治区、甘肃省、新疆维吾尔族自治区、云南省、广西壮族自治区，均为1.从以上数据可以看出，各方面数据比较占优势的高校主要分布在长三角、珠三角和环渤海等区域的省市，是高校众多、高等教育实力较强的区域，高等教育改革的思路和意识比较超前，经济实力雄厚，在一定程度上助推了区域内高校虚拟仿真实验教学项目的建设和应用.西部地区由于高校数量少，高等教育实力一般，区域经济欠发达，对虚拟仿真实验教学理念的关注和认识不够，经费投入有限，导致获得认定项目数量较少.

2 国家虚拟仿真实验教学项目认定建议

经过前期三个批次的项目认定，到目前为止，国家虚拟仿真实验教学项目已经认定728项，涉及全国985高校、211高校和一般高校在内的295所高校，区域分布涉及全国28个省市自治区.基于此，本文对未来国家虚拟仿真实验教学项目建设和认定提出下几点建议：

2.1 拓展项目涉及的高校范围

教育部发布的权威数据显示，截至2020年6月30日，全国本科院校共计1 272所[3]，当前已经获得项目认定的高校只有295所，985高校和211高校认定比例较高，全国还有将近900多所一般高校没有获得国家虚拟仿真实验教学项目的认定.在未获得项目认定的一般本科高校中，有很多具有明显优势特色专业的高校，迫切需要参与国家虚拟仿真实验教学项目的建设和认定工作.[4]一般本科高校肩负着为国家培养各专业类别应用技术型人才的重任，在应用技术型人才培养过程中，实验实践教学是决定人才培养质量的重中之重，国家虚拟仿真实验教学项目的建设势必会给一般高校的人才培养带来强大的支撑.[5]

2.2 扩展项目涉及的区域

就国家虚拟仿真实验教学项目认定的区域分布情况来看，除港澳台以外的31个内地省市自治区中，西藏藏族自治区、青海省和海南省目前还没有获得项目认定，宁夏回族自治区、甘肃省、新疆维吾尔族自治区、云南省、广西壮族自治区等中西部省份获得认定的项目还比较少，这在一定程度上制约了西部高校专业建设水平和人才培养质量.相关部门需要加大对中西部地区高等教育欠发达省份虚拟仿真实验教学项目建设的关注度和经费投入力度，培育和积累相关教学资源和教学平台，争取在后续的项目认定过程中有所突破，推动和促进中西部地区高等教育的可持续发展.[6]

2.3 增加項目涉及的专业类别

就国家虚拟仿真实验教学项目认定所属专业类别分布情况来看，已经获得认定的项目涵盖了2020年本科专业目录中93个专业大类中的60个专业大类，还有三分之一的专业大类没有涵盖到.理学类、公安安全类、工程类、图书情报类、轻工纺织类、海洋科学工程类、天文地理地质气象类等未涵盖到的专业类别对虚拟仿真实验教学也有很多现实需要[7]，很多高校也有相关教学资源和平台的积累，相信在后续项目认定过程中，以上专业类别将会受到特别关注.

3 国家虚拟仿真实验教学项目建设思路

3.1 要关注“两高一长”重点领域

教育部关于国家虚拟仿真实验教学项目建设相关文件明确要求，虚拟仿真实验重点解决那些常规情况下条件不具备，实际运行困难，高危、高成本、高消耗、操作不可逆、大型综合训练等高成本、高危险性和长试验周期的“两高一长”传统实验难题.[8]因此，各高校虚拟仿真实验教学项目选题要紧密结合学校定位和人才培养特点，结合专业特色和地方行业产业发展最新成果，严格遵循“两高一长”的基本选题要求，坚持能实不虚、虚实结合、合理有序设置的原则，确保虚拟仿真实验教学项目建设的必要性，使其成为相关专业人才培养的重要支撑和保障.

3.2 要体现“两性一度”金课特征

2019年，教育部在一流本科课程建设实施意见中明确提出开展国家虚拟仿真实验教学一流课程认定工作，并在首批国家级一流本科课程名单中认定了728项虚拟仿真实验教学一流课程.因此，虚拟仿真实验教学项目实验内容在依据人才培养方案、对应专业教学计划实验教学单元进行选择的同时，一定要坚持高阶性、创新性和挑战度的“两性一度”金课标准.虚拟仿真实验教学项目在保质保量完成实验教学内容的同时，开发和建设过程一定要通过引入学科行业研究前沿内容、采用最新工程案例、设置解决复杂问题的大型综合性创新实验内容、增加实验设计和操作难度等方式，让学生成为虚拟仿真实验教学过程中的中心，激励学生积极主动参与实验过程，让学生在实验过程中真正感受到有难度、有挑战、有创新、有收获，从而真正落实“两性一度”金课理念.[9]

3.3 要健全“目标达成度”课程评价

实验教学作为专业人才培养的重要环节，担负着提高人才培养质量和实践创新能力的重要任务.在全国高校广泛开展工程教育专业认证和师范专业认证的大背景下，教学过程对课程目标的达成度是衡量教学过程有效性和学生学习获得感的重要指标.因此，虚拟仿真实验教学项目的设计和建设过程要紧紧围绕相关课程的课程目标，针对课程目标设置虚拟仿真实验教学内容和考核环节，通过“过程性评价”方式落实对虚拟仿真实验教学的考核[10]，通过课程目标达成度的计算和评价来验证学生在虚拟仿真实验教学过程中的学习获得感，通过虚拟仿真实验教学项目的持续改进提高课程目标达成度，真正在虚拟仿真实验教学的项目建设和教学实践过程中落实“学生中心、产出导向、持续改进”的闭环机制和认证理念.

3.4 要确保“保障机制”完善健全

随着国家虚拟仿真实验教学项目的研究、建设和应用的深入，对于项目的建设质量和可持续发展将会有更高的要求，对其在人才培养过程中的实用性和有效性将会更加看重.[11]虚拟仿真实验教学项目已不再是一种展示和宣传，更需要在真正的实验实践教学过程中可用、能用、好用，相应的项目建设也更要有针对性和专业特色，能够保障项目根据教学实际需要具有很好的可维护性和可扩展性.相关虚拟仿真实验教学项目应该由高校实验团队自主定制开发并具有自主知识产权，坚决杜绝直接购买厂商的通用产品.[12]虚拟仿真实验教学项目的建设和开发是一个长期的、持续的过程，需要资金、人员和政策方面长期持续地支持和投入，建立和健全完善的保障机制是至关重要的.[13]

3.5 要落实“开放共享”应用理念

高校依托自身的雄厚实力和特色鲜明的学科专业开展虚拟仿真实验项目建设，投入了大量的经费和人力资源，高校自身独享项目资源会导致极大的资源浪费，降低项目的产出和效益.为了实现资源共享和效益最大化，项目建设过程应该参考相关资源共享共用的规范性文件，坚持项目建设“开放共享”的理念，在服务器部署、平台接口、数据格式、访问控制等方面事先考虑共用共享的问题[14]，保证建成的项目在共用共享方面能够实现无缝对接和完美兼容.

4 结论及建议

4.1 结论

国家虚拟仿真实验教学项目作为高校新时代提高人才培养质量和实践创新能力的重要抓手，受到全国各级各类高校的广泛关注.本文分析已通过认定国家虚拟仿真实验教学项目发现，当前国家虚拟仿真实验教学项目的认定分布存在着高校分布、专业类别分布、地理区域分布的不平衡和不均匀等情况.

4.2 建议

（1）国家虚拟仿真实验教学项目认定要拓展项目涉及的高校范围，扩展项目涉及的区域，增加项目涉及的专业类别，惠及全国更多高校和专业，从而实现全国高校整体育人能力的提升.

（2）高校国家虚拟仿真实验教学项目建设要关注“两高一长”重点领域，要体现“两性一度”金课特征，要健全“目标达成度”课程评价，要确保“保障机制”完善健全.

（3）国家虚拟仿真实验教学项目建设成果要落实“开放共享”应用理念，从而更好地发挥虚拟仿真实验教学项目的作用.

参考文献

[1] 教育部. 教育部关于一流本科课程建设的实施意见：教高〔2019〕8号[Z]. 2019.

[2]高志强，王晓敏，闫晋文，等. 我国虚拟仿真实验教学项目建设的现状与挑战[J]. 实验技术与管理，2020，36（07）：5-9+14.

[3]中華人民共和国教育部门户网站. 全国高等学校名单[OL]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/s5743/s5744/202007/t20200709_470937.html

[4]张振清. 新工科背景下虚拟现实技术在大学物理教学中的应用[J]. 牡丹江师范学院学报：自然科学版，2021（4）：77-80.