华中师范大学虚拟实验教学平台（生物学国家级虚拟仿真实验教学中心）简介
一、中心发展历程 l8.4Uk7-5uM2;6C
华中师范大学是教育部直属重点综合性师范大学，国家“211工程”重点建设的大学，国家教师教育“985”优势学科创新平台建设高校，首批“全国高校实践育人创新创业基地”，建设教师教育特色鲜明的高水平大学是学校的办学目标。 C9-4Ce2~4dw1+4q
生命科学学院始建于1924年华中大学生物系，那时就建立了植物学和动物学实验室；1953年成立华中师范学院生物系，1995年改建成立华中师范大学生命科学学院，学院建有生物科学、生物技术两个本科专业和“化学—生物学交叉人才培养班”。“生物科学”专业获得国家级特色专业建设立项、教育部卓越教师培养计划改革项目和湖北省本科高校“专业综合改革”试点项目建设立项，也成为湖北省品牌专业。“生物技术”专业获得教育部国际合作办学项目、湖北省战略性新兴（支柱）产业人才培养计划本科项目立项。学院是国家首批硕士学位授权单位，拥有植物学、动物学两个博士学位授权点和生物学博士后流动站，“生物学”获批为湖北省重点学科，“遗传调控与整合生物学实验室”成为湖北省重点实验室。在这些学科平台建设的基础上，经过学院历代师生员工的共同努力，实验室建设工作得到了持续快速的发展。2002-2004年共投入近1500万元对实验室进行建设改造和资源整合，实验环境和条件得到改善，并结合生命科学自身发展需要和社会对生命科学人才培养的要求，对原有实验教学模式和管理模式进行改革，在此基础上于2004年成立了华中师范大学生物学实验教学示范中心。本科生的实验教学、仪器设备、经费和人员等由实验中心统一管理和调配，实现资源共享。2006年本实验中心获批“湖北省生物学实验教学示范中心” 。现有实验室总面积约2000平方米，设备资产近6000万元，仪器设备3000多台件，拥有膜片钳、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪等大型仪器设备，为培养学生的实践动手能力和创新精神提供了良好条件。 T7-4Dd7.4JU2-9K
近年来，在“互联网 ”时代，华中师范大学作为教育部教育信息化试点高校，坚持“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的方向，提出了以人才培养、科学研究、社会服务、文化传承的根本使命为主体，以推进国际化和信息化为两翼的“一体两翼”的办学思路，积极探索和推进信息技术与教育教学的深度融合，构建适应学生全面发展、个性发展和终身发展的本科教育体系，改革人才培养模式，努力实现“四个转变”，其中包括从以教为主向以学为主转变，从以课堂教学为主向课内外结合转变。为顺应社会对人才的需求以及学校全面深化教学改革的需要，本中心不断创新实践教学理念，全力推动信息化背景下的实践教学改革。依托我校的国家数字化学习工程技术研究中心、教育信息化协同创新中心、湖北省生物学实验教学示范中心等平台，以及生物科学国家级特色专业、生物学博士后流动站、动物学和植物学博士点、生物学湖北省重点学科等优势资源，中心与相关企业深度合作，采用计算机、数字传感与网络通讯等现代信息技术，建设虚拟仿真实验内容，自主开发了多项虚拟仿真实验教学项目应用于本科生实验教学，并与传统真实实验教学有机融合，形成了虚实结合、相互补充的实验教学体系，解决了生物学传统实验教学发展过程中发现的实际困难和问题，进一步拓展了学生实验的时空，充分满足了创新型人才培养的需要。2014年，获批湖北省生物学虚拟仿真实验教学中心。生物学虚拟仿真实验中心与生物学实验教学示范中心共用实验教学资源，由校、院两级管理，人、财、物由中心统一调配；中心实行主任负责制，主任由学校直接任命，全面负责中心的建设管理工作。实验教师、软件研发人员和实验技术人员由中心聘任。中心所有人员实行“按需设岗、竞聘上岗、合同管理、定期考核”的管理模式，促进中心规范、高效运行。虚拟仿真实验教学中心的建设，也是践行我校“一体两翼”办学思路的重要举措，对于培养厚基础、强能力、高素质的创新型人才，有重要推动作用。 K9-2RW4:3to2-2G
二、中心建设思路 l6!4uR1.,Zy8?3c
生物学虚拟仿真实验教学中心以“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”为指导思想，坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚、以虚促实”的建设原则，遵循“危险实验安全化、昂贵实验经济化、抽象实验形象化”的建设思路，本着“把方法教给学生，将时间还给学生”的建设理念，全面推进“以学生为主，以学为主，问题导向，任务驱动”的实验教学改革，利用虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术， 模拟高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，实现一批真实实验无法完成、或者具有高风险或高成本的实验项目，为在线学习提供数字化实验资源，全面促进学生自主学习、自主实验、自主创新，努力将中心建设成为资源丰富、开放共享、水平一流、效益突出、特色鲜明的国家级生物学虚拟仿真实验教学中心，为培养适应时代发展需求的高素质、创新型人才做出贡献。 M,:6qx9-2iB3+1t
三、中心建设举措 M29zV5.1ad5;,g
（1）加强师资队伍建设，为虚拟仿真实验教学提供高水平人才支持。中心非常重视实验教学队伍建设，并将高层次人才和青年教师培养作为队伍建设的重要方面，通过多年引进、培养和合作，中心现已形成了一支由专业学科教师、信息技术专家、实验技术和管理人员组成的虚拟仿真实验教学和管理队伍，共73人，其中实验教学队伍54人，教授25人、副教授21人，国家杰出青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才、湖北省百人计划等高端人才10余名，他们均为教学科研一线的骨干教师，教学科研水平高，都能够紧密结合本学科实验教学需要，科学开展虚拟仿真实验教学工作；实验教学管理队伍9人，其中正高1人，副高3人，博士4人；企业技术人员10人，高级工程师4人。该队伍信息技术研发实力强，技术支撑和运行维护水平高，能够从技术和管理上保证虚拟仿真实验教学高水平正常运行。 c53Ez2=7Yc8+9o
（2）科教结合，校企合作，构建自主特色的虚拟实验教学资源。中心结合生物学学科特点和教师教育特色，注重基础性实验项目建设的同时，把高水平的科研成果转化为实验教学内容，将成熟的科研技术和方法引入实验教学过程，积极推进虚拟实验教学改革，探索构建了“三层次”、“四水平”、“六模块” 的虚拟实验教学体系，“三层次”是按照实验性质的不同把实验项目按划分为基础型、综合型和创新型实验三个层次，“四水平”是根据学科专业研究水平的不同把实验项目划分为技术方法水平、群体个体水平、组织细胞水平和分子水平，“六模块”是根据生科院人才培养方案和真实实验教学对开设虚拟实验的需求，在充分调研的基础上设置了分子生物学、生物形态学、动物生理及人体解剖学、师范生实验教学技能训练、仪器设备使用培训和动植物野外实习等六个模块的虚拟实验，围绕上述六个模块自主研发了抗血清制备及效价测定、棉花转基因技术研究、不同生境下叶解剖结构的比较研究、细胞凋亡的诱导与检测、鳌虾解剖、家鸽解剖、师范生实验教学技能训练、仪器设备使用培训、动植物野外实习和数字切片资源库等一批精品的虚拟仿真实验教学项目（具体见“2.虚拟仿真实验教学资源”介绍），与真实实验课程一道构成了完整的实验教学资源体系，有利于学生全面系统掌握实验技能；科研成果和科研设备用于虚拟仿真实验教学中，提高了虚拟仿真实验教学资源的水平和层次，促进了学生实践能力和创新能力的提高。 G8:9oh1?8Le12P
（3）加强管理平台和信息化条件建设，为虚拟仿真实验营造数字化的实验和学习环境。按照教育部建设“开放性、扩展性、兼容性和前瞻性“的虚拟仿真实验教学管理平台的要求，中心搭建了技术先进功能全面的生物学虚拟仿真实验教学管理平台，具备信息发布、虚拟操作、互动交流、教学管理、成绩评定等多项功能，可以在Windows、Linux或Macos等操作系统下的PC机、平板电脑或手机上运行，支持学生任意时间、任意地点进行虚拟实验操作。为推进上述教学管理平台的开放共享，学校网络中心已购置了VMware vSphere整合x86虚拟化服务器、IP SAN存储设备、阿尔卡特 OS-9700交换机等技术先进、功能强大的网络设备，建设了CERNET 网、中国电信、中国联通三条1000 M以上光纤连接的网络出口，实现了校园无线网络全覆盖，创建了“时时能学习，处处能学习”的网络环境；学校还研发了自主知识产权的“华师云课堂”，目前，所有教师均在 “华师云课堂”上开设了个人教学空间，三年内所有实验课程都将建成数字化教学资源，支撑教学空间向课内外结合转变，搭建教师教学和学生自主学习的“一体化”服务平台，实现资源和服务的“一体化”云端集成式管理；推出云课堂手机客户端，使“移动课堂”变为可能，学生可以在全覆盖的无线校园网环境下，随时、随地进行“移动学习”，为生物学虚拟仿真实验教学中心的建设提供了良好的软硬件条件和信息化环境。 U7;2BZ9.8xV1-5K
（4）加强中心管理体系建设，为虚拟仿真实验教学提供政策和制度保障。中心制定《虚拟仿真实验教学开放共享管理办法》、《实验室建设和运行保障经费管理办法》、《仪器设备开放共享管理办法》、《中心主任、实验教师和实验技术人员岗位职责》、《网络安全管理制度》等一系列管理办法。中心建立了科学合理的虚拟实验教学考评办法，从实验教学效果、服务质量和学生成绩等方面分别对实验教师、实验技术人员和学生进行考评；学校还制定了相关优惠和激励政策，如学校对虚拟仿真实验教学项目给予优先立项资助，将教师从事虚拟实验教学、开发虚拟实验教学项目的成果与理论教学、科研等同，将教师开展信息化教学的工作量按传统课堂工作量的1.5倍计算，单独设立了共享开放津贴，学校还将教育信息化培训纳入教师岗位业务能力培训项目，与教师业绩考核、职称评聘挂钩等。这些政策和措施有效调动了高水平教师、实验技术人员参与虚拟仿真实验教学的积极性，促进了虚拟仿真实验教学的可持续发展。 l8+8fc7;3RA2-8Q
四、中心建设成效 V87Ft13tQ4!9r
（1）虚拟仿真实验教学改革有效推进。中心结合生物学专业特色及人才培养方案，不断改进教学方法与手段，全力推动信息化背景下的虚拟实验教学改革，中心成功搭建了技术先进、功能强大的虚拟仿真实验教学管理平台，构建了“三层次”、“四水平”、“六模块”共57个实验项目（含158个子项目）的虚拟仿真实验教学体系，并应用于实验教学，成功开展了《动植物及微生物形态学综合实验》、《动物生理及人体解剖学实验》、《抗血清制备及效价测定》、《细胞凋亡的诱导与检测》、《师范生实验教学技能训练》等多项虚拟实验，实现一批真实实验无法完成或者具有高风险或高成本的实验项目。虚实结合的实践教学有助于学生获得系统全面的实验技能训练，建立完整的生命科学知识体系，拓展学生视野，促进学生自主学习、协作学习，增强了学生学习能力、思维能力、实践能力和创新能力的培养，大大提升人才培养质量，开创了虚拟实验和真实实验协同育人的新局面。 i5=1hA,~3tT,:9F
（2）虚拟仿真实验教学资源的开放共享多层面开展。目前，中心承担了校内生物科学、生物技术等8个本科专业以及化学生物学交叉人才培养班、化学英才班等2个拔尖创新人才班的本科生虚拟仿真实验教学任务，年实验人时数21410学时。此外，中心建成的教学资源还对生科院各类研究生以及跨校辅修的学生免费开放使用；中心还承担了湖北省高等学校生物学科实验教师培训的任务，湖北大学、湖北师范学院等湖北教师教育联盟（网络联盟）高校可通过用户权限管理方式实现共享。中心建设的数字化课程资源和各级精品资源共享课通过“华师云课堂”供校内、外师生浏览和学习。中心还积极为湖北省、武汉市的中学生物学教育和教师培训提供共享服务，把虚拟实验教学带到中学课堂。中心拥有的数字化生物标本馆为校内外师生、社会公众提供一个良好的实践学习的共享平台。中心的资源还可以高效、便捷、经济地为生物技术产业人员的技能培训提供共享服务，承担中心的社会化服务功能。真正实现校内外、本地区及更广范围的实验教学资源共享，满足多学科专业、多学校和多地区开展虚拟仿真实验教学需要，发挥了良好的示范和辐射作用。 n29Pt2;3RU3.,0
（3）人才培养取得可喜成绩。学生通过虚实结合的实验教学，更加系统、全面地掌握了生物学实验技能，拓宽了生物科学视野，综合实践能力和创新能力得到提高，近几年，在校学生获得国家级大学生创新性实验项目44项，省优学士学位论文51篇，“挑战杯”创业计划大赛国家级银奖和铜奖各1项、省级金奖1项，湖北省生物学实验技能竞赛一等奖3项，二等奖6项，充分展示了学生的综合实验能力；荣获全国师范院校师范生教学技能（生物）大赛特等奖和一等奖19项，学生公开发表论文50多篇，其中相当一部分论文发表在PNAS、J Exp Bot、Nanotechnology、PLoS One、Aquaculture research等SCI收录期刊以及Frontiers in Biology、水生生物学报、分子细胞生物学报、环境科学学报、生态毒理学报等高级核心学术刊物上，本科生按时毕业率98％，就业率95％，非师范生考研率60％（免费师范生不能报考研究生），其中有许多学生考取了国内外著名高校及中科院的研究生，如美国纽约大学，英国爱丁堡大学等，毕业生综合素质得到用人单位的好评。 K8;8g04:2Qd3:,W
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