1
什么是虚拟仿真实验教学一流课程？

 

虚拟仿真实验教学一流课程通过信息技术、智能技术与实验教学的深度融合，实现“网上做实验”和“虚拟做真实验”。这类课程是通过信息技术、智能技术与实验教学的深度融合，实现“网上做实验”和“虚拟做真实验”，解决了高校实验教学“做不到”“做不了”“做不上”的老大难问题。同济大学教授李晓军的“岩石隧道防火体系虚拟仿真实验教学系统”课程近2年来全国已有超过3万人次进行了线上学习，从教学质量和普及程度来说，对原先的隧道火灾教学模式都有革命性的积极影响。

 

 

2
从虚拟实验教学示范中心到虚拟仿真实验教学一流课程的发展历程

 

虚拟仿真实验教学项目由教育部于2017年在教高厅〔2017〕4号文件 《教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》中提出，与2017-2020年，在普通本科高等学校开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作，统筹规划到2020年认定1000项左右示范性虚拟仿真实验教学项目。

 

虚拟仿真实验教学一流课程（“金课”）是与2019年在教高〔2019〕8号文件 《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中提出从2019年到2021年（虚拟仿真实验教学一流课程。着力解决真实实验条件不具备或实际运行困难，涉及高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等问题。完成1500门左右国家虚拟仿真实验教学一流课程认定，形成专业布局合理、教学效果优良、开放共享有效的高等教育信息化实验教学体系。），其中1500门左右的国家虚拟仿真实验教学一流课程是在原有1000门左右虚拟仿真实验项目数量基础上增加500门。

 

 

3
虚拟仿真实验教学一流课程的建设标准

 

根据教育部一流本科课程建设推荐意见可以总结出一流课程的评审标准为：教学理念、教学团队、课程目标、教学设计、教学内容、教学组织、教学评价等方面。每个方面都给出了详细的解释：

 

 

1-教学理念先进。

 

描述：坚持立德树人，体现以学生发展为中心，致力于开启学生内在潜力和学习动力，注重学生德智体美劳全面发展。

 

理解：将课程思政贯穿始终，从课程目标到教学内容再到教学活动都需要挖掘课程思政元素，并有效融入。

 

2-课程教学团队教学成果显著。

 

描述：课程团队教学改革意识强烈、理念先进，人员结构及任务分工合理。主讲教师具备良好的师德师风，具有丰富的教学经验、较高学术造诣，积极投身教学改革，教学能力强，能够运用新技术提高教学效率、提升教学质量。

 

解读：教师积极参与教学改革，包括教学内容、教学活动、教学模式、评价模式等方面有深度的思考与实施。尤其在信息技术的使用方面，提高课堂教学的参与度、融入感。有效利用数字化教学工具开展课堂教学改革。

 

3-课程目标有效支撑培养目标达成。

 

描述：课程目标符合学校办学定位和人才培养目标，注重知识、能力、素质培养。

 

解读：课程目标应结合学校办学定位，融入课程思政，体现高阶性、创新性、挑战度，同时，我们在描述目标的时候需要做到知识目标、能力目标、素质目标、育人目标的有机融合。

 

4-课程教学设计科学合理。

 

描述：围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元评价需求进行整体规划，教学策略、教学方法、教学过程、教学评价等设计合理。

 

解读：我们在提供教学设计附件材料的时候需要从教学目标、教学内容、教学活动、教学评价等四个方面梳理。同时，在提供其他素材的时候也需要按照课程设计的理念（OBE）提供闭环的教学设计。

 

5-课程内容与时俱进。

 

描述：课程内容结构符合学生成长规律，依据学科前沿动态与社会发展需求动态更新知识体系，契合课程目标，教材选用符合教育部和学校教材选用规定，教学资源丰富多样，体现思想性、科学性与时代性。

 

解读：课程内容需要满足时代性、科学性、先进性的要求，同时符合教育部给出的高阶性、创新性、挑战度（两性一度）的要求。

 

6-教学组织与实施突出学生中心地位。

 

描述：根据学生认知规律和接受特点，创新教与学模式，因材施教，促进师生之间、学生之间的交流互动、资源共享、知识生成，教学反馈及时，教学效果显著。

 

解读：教学实施中的教学模式与教学方法需要突出学生的参与，从教学活动来看需要增加学生参与式的教学活动设计，如：项目式教学、情景式教学、模拟教学等多种教学模式。

 

 

7-课程管理与评价科学且可测量。

 

描述：教师备课要求明确，学生学习管理严格。针对教学目标、教学内容、教学组织等采用多元化考核评价，过程可回溯，诊断改进积极有效。教学过程材料完整，可借鉴可监督。

 

解读：我们的评价需要体现多元化（多种评价方式，而非一考定终身）。同时，我们提供那个的材料需要体现过程性评价，评价的题目、内容、形式需要体现两性一度，尤其是挑战度。

 

 

4
虚拟仿真一流课程的评审标准（参考范本一）

 

网上有很多虚拟仿真实验教学一流课程的评审标准，我们在这里给大家提供三个版本供参考。

 

版本一是根据《教育部高等教育司关于开展2019年度国家虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知》

http://www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201907/t20190702_388692.html 整理的评审标准。

 

申报要求：

 

1. 项目负责人须为申报高校正式聘用的教师，具有丰富的教学经验，教学能力强，师德好，积极投身信息技术与教育教学深度融合的教学改革。项目团队组成结构合理、人员稳定，须保障线上线下教学应用正常有序运行。

 

2. 申报项目应为高校开展实验教学的基本单元，符合国家虚拟仿真实验教学项目的要求。凡涉及国家保密要求的项目均不能申报。

 

3. 申报项目应是面向实验教学培养目标，针对实物实验安全性差、难以实现、成本高昂、时空限制等方面原因不便开展的实验教学任务。项目应实现实验核心要素，项目的仿真度应着力于还原真实实验的教学要求、实验原理、操作环境及互动感受。

 

4. 申报项目应支撑学生综合能力培养，纳入本专业教学计划，且满足2个课时的实验教学需求，学生实际参与的交互性实验操作步骤须不少于10步，原则上不少于两个学期的实际教学应用。

 

5. 申报项目的实验教学设计须具有原创性。仅拥有实验软件系统使用权的项目，或者购买实验软件系统使用的，不在申报范围内。

 

 

6. 项目所属学校须对本实验项目全部内容独有或共有著作权，并确保项目内容及使用项目内容的行为不侵犯任何第三方的合法权益。为保障获得认定后的共享服务工作，共有著作权的项目须经全部共有方同意，在项目获得认定后可按照相关规定进行免费共享及进行其他符合项目需求的使用。建议学校进行与项目相关的软件著作权登记。

 

7. 申报项目的有效链接网址应直接指向实验项目，且保持链接畅通；应确保在承诺并发数以内的网络实验请求及时响应和对超过并发数的实验请求提供排队提示服务。

 

8. 申报项目须按照《国家虚拟仿真实验教学项目技术接口规范（2018版）》（可在“工作网”下载）要求，在申报期间与国家虚拟仿真实验教学项目共享平台—实验空间（www.ilab-x.com）完成相关数据接口联通。

 

评审指标：

 

1、以学生为中心的实验教学理念（10）

1.

注重对学生社会责任感、创新精神、实践能力的综合培养

2.

3.

注重知识传授、能力培养、素质提高的协同实施

4.

5.

调动学生参与实验教学的积极性和主动性，激发学生的学习兴趣和潜能，增强学生创新创造能力

6.

7.

2、准确适宜的实验教学内容（15）

1.

坚持问题导向，重点解决真实实验项目条件不具备或实际运行困难，涉及高危或极端环境，高成本、高消耗、不可逆操作、大型综合训练等问题

2.

3.

坚持需求导向，紧密结合经济社会发展对高校人才培养的需求，紧密结合专业特色和行业产业发展最新成果，紧密结合学校定位和人才培养特点

4.

5.

采用现代信息技术，研发原理准确、内容紧凑、时长合理、难度适宜的虚拟仿真实验教学项目

6.

 

 

3、创新多样的教学方式方法（10）

1.

实行基于问题、案例的互动式、研讨式教学，倡导自主式、合作式、探究式学习

2.

3.

注重通过文字、图片、视频等各种媒介促进教学准备、线上讨论、线下交流。加强网络化条件下实验教学规律研究，探索提升实验教学效果的方式方法

4.

5.

以完成教学要求和内容为目标，综合应用多媒体、大数据、三维建模、人工智能、人机交互、传感器、超级计算、虚拟现实、增强现实、云计算等网络化、数字化、智能化技术手段，提高实验教学项目的吸引力和教学有效度

6.

7.

加强相关技术可靠性研究，注重对学生使用虚拟仿真实验教学项目的全方位、多层次防护，切实保障学生健康

8.

 

4、稳定安全的开放运行模式（10）

充分考虑不同区域、不同层次、不同类型学生接入实验教学项目的运行需求，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注重对相关实验教学项目自有或共有知识产权的保护，注重对学生个人信息等的保护。

 

 

5、敬业专业的实验教学队伍（10）

1.

建设师德高尚、热爱教学、知识丰富、能力过硬、结构合理的虚拟仿真实验教学团队

2.

3.

健全完善实验教学队伍考核、奖励、监督机制，鼓励和支持教师参与虚拟仿真实验教学项目研发和教学实践

4.

 

6、持续改进的实验评价体系（15）

1.

将虚拟仿真实验教学项目纳入相关专业培养方案和教学课程，制订相关教学效果评价办法

2.

3.

持续改进相关教学评价机制

4.

5.

鼓励高校探索有利于虚拟仿真实验教学项目开放共享的教学绩效激励机制，建立高校间相关实验教学项目成绩互认、学分转换机制

6.

 

7、显著示范的实验教学效果（15）

1.

虚拟仿真实验教学效果显著，受益面大，学生实验兴趣浓厚，自主学习能力明显增强，实践创新能力明显提高

2.

3.

通过开展在线教学服务或技术支持等，积极发挥对专业类内实验教学信息化建设的示范引领作用

4.

 

5
虚拟仿真一流课程的评审标准（参考范本二）

 

参考北京大学实验室与设备管理部副部长周勇义的课件。

 

应用强度

 

二级指标	观察点
实验教学信息化总体规划	1. 实验教学总体规划方案中有关信息化的描述； 2. 3. 实验教学信息化中有关虚拟仿真的描述； 4.
虚拟实验在实验教学课程体系中的位置	1. 实验课程在整个课程体系中所占比例； 2. 3. 实验课程对主干基础课的支撑程度； 4. 5. 虚拟实验在实验课程中所占比例； 6. 7. 虚拟实验的学习刚性（必修还是选修） 8.
虚拟仿真项目在实验课程中发挥的作用	1. 是否坚持了能实不虚的原则； 2. 3. 是否实现了虚实结合； 4. 5. 项目完成情况如何认定实验成绩； 6.
虚拟仿真实验对原有教学形式的影响	1. 是否提高了原有线下实验的效率； 2. 3. 是否增强了原有线下实验的效果 4. 5. 是否实现了线上线下相结合。 6.

 

应用广度

 

本专业应用项目的情况	1. 必修课使用人数和学时数 2. 3. 选修课使用人数和学时数 4.
本学科其他专业应用项目的情况	1. 使用项目的专业数 2. 3. 涉及的人数和学时数 4.
本校应用项目的情况	1. 是否由其他学科使用该项目； 2. 3. 使用情况； 4.
外校应用项目的情况	1、兄弟院校将该项目用于实验教学的情况
其他单位应用项目的情况	1、相关行业将该项目用于科普或员工培训的情况

 

应用效度

 

虚拟实验填补实验教学空白	1. 通过使用虚拟实验，填补了原有实验教学体系的空白，更好的支撑了课堂教学 2.
虚拟实验优化原有实验教学环节	1. 通过使用虚拟实验，提高了原实验教学环节的效率； 2. 3. 通过使用虚拟实验，丰富了教学手段，拓展课学生动手能力培养方式 4.
虚拟实验的实际教学效果*	1. 通过虚拟实验，学生对理论教学知识点的掌握是否得到加强； 2. 3. 通过虚拟实验，学生对实验原理、流程和操作是否有效的掌握和模拟训练； 4. 5. 通过虚拟实验，对学生综合分析问题和解决问题能力的培养效果 6. 7. 学生评价与反馈； 8.

 

保障机制

 

应用与服务团队建设	是否有稳定的团队负责项目的开发与持续建设，力量是否充足，是否具有多元化的背景，分工是否明确。
政策性支撑措施	1. 对虚拟仿真项目建设的持续投入； 2. 3. 对学生使用虚拟项目是否有学分或学时认定； 4. 5. 对教师参与开发和持续建设虚拟项目是否计算工作量； 6. 7. 项目认定或应用过程中取得的成绩如何认可。 8. 9. 学分互认机制； 10.
服务性保障措施	鼓励项目应用和共享服务的激励措施，包括收费和成本补偿机制，人员激励等；

 

6
虚拟仿真一流课程的评审标准（参考范本三）

 

项目合规性

 

·

实验项目所占课时不少于2个课时，学生参与的交互性实验操作不少于10步

·

·

是否纳入教学计划。

·

·

教学项目应用与共享：教学大纲与两个学期（或两轮）的教学应用。

·

·

评分指标：参见下表中的一级指标、二级指标、观测点及描述。

·

 

项目特色

 

1、思想性、科学性、高阶性

坚持立德树人，将思想政治教育内化为项目内容，弘扬社会主义核心价值观;能培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，内容反映前沿性和时代性。(若存在思想性或较严重的科学性问题，请在否决性指标处勾选，该项目此次评审为0分。)

 

 

2、创新性与特色优势

利用现代信息技术以虚促实,有效拓展与延伸实验教学的内容与宽度，教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化。

 

3、需求导向的引领性与挑战度

能紧密结合学科与专业的发展和人才培养，具备教学研究基础，有一定难度，提升学生综合运用知识解决问题的实际能力，提高学生的构想能力，加深学生的认识水平，启发学生的创造性思维。

 

实验内容

 

1-实验目的、实验原理

实验设计体现时代性，能清晰地描述本实验想要验证的各种假设、设想、理论的正确性、可行性，以及能精准地表述实验所涉，及到的原理和知识点。

 

2-实验核心要素仿真度

项目的仿真度着力于还原真实实验的教学要求、实验原理、知识点或知识体系，将实际的实验教学过程,通过数学建模呈现在虚拟仿真系统中。学生根据不同的实验条件和参数，通过虚拟仿真推演来展现各种理论各种实验过程，快速通过虚拟仿真学习到相关知识点，并同时可以高效的进行反复虚拟实验和论证，帮助验证课堂上所学的理论知识或探究理论知识。杜绝单纯视频片段的串联或仅是动画播放。

 

3-在线实验支持服务及考核要求

提供在线学习、在线答疑讨论、在线测试等支持服务，明确合理的考核方式与要求。

 

4-教学系统的易用性、开放性

具备响应速度快、用户体验良好、兼容性强、移动端应用、进程还原加载等特点。项目场景还原画面品质高，能使学生产生“身临其境”的感觉，包括实验空间、实验装置、实验过程、实验现象等视、听、触等多感觉的拟真呈现。

 

系统应对每一步的实验步骤有数据验证和结果反馈，对非标准化路径操作提供基于大数据智能算法的反馈机制。

 

开放共享与可持续能力

 

1、教学队伍水平

具备较好的学科专业教师和信息化专业技术人员，获得了相关的教学研究项目支持和成果。项目团队组成结构合理、人员稳定,能够保障线上线下教学应用正常有序运行。

 

2、教学方法创新

项目的教学应用要推进以“学生为中心”的教与学方式方法变革，在原有传统课堂教学基础上，鼓励应用翻转课堂、项目制教学、多学科交叉教学等新形式教学方法。

 

3、持续建设与服务计划

有完善的持续建设与更新机制。

 

以上是关于虚拟仿真实验教学一流本科课程的建设要领及评审标准分享，供大家参考。老师们可以继续讨论分享。