【华大新风】李兵:虚实结合,用虚拟仿真助力实验教学
作者:邓淑文 刘怡 白静静编辑:郝日虹
发布日期 2018-09-11 09:26:54

“信息化对人们的生活和学习方式产生了革命性影响,教育信息化更是时代所需。学院结合实验教学的实际,利用虚拟仿真技术手段,将虚实结合的实验教学新模式应用到教学中,推进以学生为中心实验教学改革。”2016-2018年度“教书育人”标兵、生命科学学院生物学国家级虚拟仿真实验教学中心主任李兵如此谈到。为了给学生创造一流的实验环境,为了给人才培养提供精良的实验条件,他致力通过虚拟仿真实验来弥补传统实验的诸多不足,在教书育人的岗位上孜孜不倦,砥砺前行。

生物学是典型的实验学科,其实验教学存在一些难以克服的制约因素。例如高危极端实验环境不可及、稀缺生物实验材料不能获得,微观实验过程难以呈现、宏观大尺度的野外实践不便随时随地开展,高成本长周期的实验无法有效实施……李兵一直在思考,如何降低生物学实验教学中的安全风险和难以开展的缺憾呢?“比如放射性同位素标记的实验存在辐射安全风险;人体骨骼标本难以采集;转基因棉花实验,一年半载可能都得不到有效实验数据,对本科生来说实验周期过长,对实验过程难有整体的把握。还有些生理学综合性实验,操作难度大,成功率低,学生还没搞清楚是怎么回事实验就结束了。”随着“互联网+”的到来,李兵团队意识到,打造虚拟仿真实验项目势在必行。“虚拟仿真实验训练能够以虚补实,促进学生的实践动手能力和创新创业能力的培养。”李兵这样告诉记者。

创新的事业呼唤创新的人才。李兵开展虚拟仿真实验教学探索还源于教书育人的责任感和敬业精神,“我们在实体中心的建设中错失了一些机会,现在必须抢占虚拟仿真先机,为学院教书育人积累更多国家级办学资源,力争在教师教育领域发挥示范和引领作用。”李兵如是说道。

要建设什么样的实验室?如何建设好实验室,才能真正以生为本?在虚拟仿真实验教学从无到有的过程中,李兵团队也曾遇到瓶颈。2014至2017年间,李兵团队开始积极筹备国家虚拟仿真实验中心和虚拟仿真实验项目的建设与申报。但申报的过程并非一帆风顺。申报书和脚本撰写、视频制作、VR资源的野外采集等环节遇到不少困难,走了不少弯路,付出了艰辛的劳动。每次在临近提交申报材料的日子里,他们可谓通宵达旦,日夜奋战,在一次次“山穷水尽”之际寻到“柳暗花明”。功夫不负有心人,通过不懈努力,生物学国家级虚拟仿真实验中心和国家虚拟仿真实验项目双双获得批准。

“我们建立了学生、任课老师和虚拟仿真技术人员之间的联系机制,鼓励学生为虚拟仿真资源的建设提出意见和建议,也让学生参与相关项目研发,让虚拟仿真实验更好的贴近学生实验需求,切实体现以生为本的理念。”针对学生的问卷调查显示,满意度高达96.43%,虚拟仿真实验有效推动了实验教学改革,促进了学生个性化、自主化学习。

李兵带领的团队构建出的虚拟仿真实验突破了时空、仪器设备和实验环境对传统实验的制约,让实验能够预习、复习和多次反复操作,使原来难以做到、难以做好的实验内容得以在教学中顺利实施,一定程度弥补了实际操作中学生动手不足的短板。“虚拟仿真实验激发了学生的学习兴趣和参与度。”李兵说道。

近年来,李兵团队建成了77项虚拟仿真实验资源,获批1个国家虚拟仿真实验教学中心,1项国家虚拟仿真实验项目,荣获1项湖北省教学成果二等奖,湖北省高校自制仪器设备成果一等奖和三等奖各1项,获得2项省级虚拟仿真实验教学改革项目,获批9项软件著作权,发表6篇虚拟仿真相关的教研论文。

载誉满满,他也并没有因此止步。“并不是所有的实验都适合虚拟仿真。开展虚拟仿真实验要坚持能实不虚和问题导向的原则,其内容要有科学性,方式要有交互性,技术要有先进性,更新要有持续性。”展望虚拟仿真实验前景,他相信,随着信息技术的快速发展和日益成熟,虚拟仿真实验的交互性、沉浸感和智能化越来越强,一定会得到香港六合彩大全的广泛应用。李兵表示,在提供虚拟仿真实验的服务支撑上,他会坚持初心,牢记使命,为生物学实验教学的发展不懈努力。

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