生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展
龚思颖，陈晓婷，张金菊，胡 原，周 权，万 建，熊国梅，李 兵
【摘 要】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。 【期刊名称】实验技术与管理 【年(卷),期】2019(036)009 【总页数】5
【关键词】生物学；虚拟仿真实验教学；资源建设 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_experimental-technology-
management_thesis/0201273319735.html
大数据、云计算和物联网等信息化技术的快速发展推动了新一轮科技革命和教育改革。党的十九大关于教育改革的论述，聚焦新时代对人才培养的新需求，强化以能力为先的人才培养理念，强调通过信息技术与教育的深度融合促进教育质量全面提高，并对新时代教师队伍建设提出了新的要求[1-5]。新时代赋予了教育信息化新的使命，在“互联网+教育”的时代背景下，慕课（MOOC）、在线课程、虚拟仿真等教学形式在学科专业与信息技术交叉融合下产生。 为加强高等教育实验教学优质资源的建设与应用，促进信息技术与实验教学项目融合，2013—2015年教育部分年度建设了一批具有示范、引领作用的生物类国家级虚拟仿真实验教学中心[6-7]。为进一步解决大学生动手能力不足等问题，达到改造实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时
间和空间、提升实验教学质量和水平的目标，教育部面向全国普通本科高等学校开展了示范性虚拟仿真实验教学项目建设[8]。首批公示的105项国家级虚拟仿真实验教学项目中生物科学类共15项，占14.29%[9]。此类项目的获批反映了虚拟仿真实验教学技术在多个学科领域产生的重要影响，也说明生物科学类虚拟仿真实验教学资源（以下简称生物类虚拟资源）具有极大的开发、应用潜力。
目前，国内高校以“互联网＋实验室”理念为引导，坚持“学生中心、产出导向、持续改进”原则，采用Flash、Unity3D、VR、AR、大数据等技术，积极开展虚拟仿真实验教学项目建设。本文以首批国家级生物科学类虚拟仿真实验教学项目开发现状为例，分析生物类虚拟资源的建设特色、应用和存在问题，探讨资源建设的发展趋势及提高资源建设质量的建议。
1 建设内容
各高校以人才培养为目标，以社会需求和解决实际教学问题为导向，依托自身优势学科和特色专业，结合现有实验教学中心、实践实习基地、平台等教学资源，采用校企合作的方式开展虚拟仿真实验教学资源（以下简称虚拟资源）建设，实现资源的优势互补和多层面共享[10]。目前，国家级虚拟资源的建设内容大致分为5类，各类之间存在部分交叉与融合（见图1）。以下对这5类的建设内容进行举例说明。
2 5类建设内容举例
2.1 依托优势学科及特色专业开展虚拟资源建设
各高校结合学科优势和特色，在不同学科、不同专业层面上开发虚拟资源。 南京农业大学农业生物学虚拟仿真实验教学中心，以植物学、动物学、微生物
学、生物化学与分子生物学等课程为基础，依托作物学、农业资源与环境、植物保护等优势学科，突出农业生物学特色，通过动植物虚拟仿真平台、野外实习、现代生物学实验技术等虚拟仿真平台，自行开发了校园植物电子地图、农田杂草识别系统和互动仿真实验、大型仪器虚拟仿真实训系统等[11]。 华中农业大学生物学实验教学中心以“学科特色、产业实践、技术前沿、创新能力”为导向，依托生物学等优势学科，建立了包含综合设计性、校内外实习实训、尖端仪器设备和生物学资源拓展等4大虚拟仿真实验资源模块。其中，综合设计性虚拟实验项目“水稻遗传转化虚拟仿真实验项目”依托“国家转基因重大专项”和全球领先的转基因水稻研发技术成果，使学生全面理解和掌握愈伤组织的诱导及继代、农杆菌侵染、共培养、抗性愈伤组织筛选、外源基因转化瞬时表达检测、转基因植株的分化及移栽、外源基因稳定表达检测等水稻遗传转化的全程技术，有助于学生尽早接触学科前沿。
扬州大学生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心依托兽类学等特色学科，建设了国家首批虚拟仿真实验教学项目“兔的形态结构与功能虚拟仿真实验”，该项目可完成兔的形态组成特征、规范化解剖流程等教学内容，解决了在实体实验中由于“器官微小、结构与功能协调变化过程不可见”等而无法实施的“各系统空间位置关系、结构与功能协同变化过程等”教学内容，实现了实验项目“完整、高效、绿色、环保”的目标。
东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心依托生态学、生物学两个优势学科，建设了具有专业特色的动植物图片库、数字化标本馆、鸟类鸣叫库等虚拟仿真资源。其中鸟类鸣叫库是目前高校中唯一的关于鸟类声音鉴别的虚拟仿真资源。 2.2 结合所在地区特有的生物资源或已有的实践实习基地、中心平台等开展基
生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展
