生物科学国家级实验教学示范中心
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国家级虚拟仿真实验教学中心年度报告 (2019年1月1日——2019年12月31日)

发布日期:2020年05月25日    点击次数:

批准立项年份

2015年



国家级虚拟仿真实验教学中心年度报告

(2019年1月1日——2019年12月31日)


                      实验教学中心名称:生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心

                                   实验教学中心主任:林宏辉

                                   实验教学中心联系人/联系电话:王甜/1598245****

                                   实验教学中心联系人电子邮箱:wangtian0311@sina.cn

                                   所在学校名称:四川大学

                                   所在学校联系人/联系电话:赖春霞/028-8540****


2020年2月25日填报


年度报告 第一部分

一、虚拟仿真实验教学资源

(一)虚拟仿真实验教学资源建设情况

生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心(以下简称中心)自2010年启动建设,于2015年获评教育部国家级虚拟仿真实验教学示范中心。经过9年的建设,构建了“虚实结合”的创新创业人才培养实验教学体系,拥有虚拟工厂实践训练平台、综合实验技能学习平台和数字化教学标本资源共享3个教学平台;与中心常规实验“虚实互补”,建设成为全天候智能化的虚拟实验教学资源共享平台。

“虚实结合”的创新创业人才培养实验教学体系

中心26项虚拟仿真实验项目支持企业综合实训等14门实验课程,年均超过35000人学时的教学任务,满足生物、医学等60多个专业学生的实验教学需求。四川大学作为虚拟仿真实验教学创新联盟生物领域生物医学工程组组长单位,主持了生物医学工程组项目指南的顶层设计与编写工作。虚拟实验教学资源广泛共享,网站访问量突破59000人次。

11月,与成都泰盟软件有限公司共建的VR沉浸式体验教学实验室完成验收,包含VR-MR实验操作间、虚拟仿真学习一体机、3D小间距LED显示系统等先进的设备将为虚拟仿真实验教学提供更优质的硬件条件与平台。

(二)科研成果转化为实验教学内容情况

中心实验教师一直秉承“教学科研相长”的指导思想,重视科研成果向实验教学内容的转化,实现实验课教学内容的创新。在西部特有生物资源保护、开发及利用等相关领域发掘适合本科生的实验内容,并转化为相关的虚拟仿真实验教学项目。

例如,“野外综合实习”课程中,实习指导老师利用峨眉山生物资源的多样性,以及在峨眉山生物站开展的资源研究合作项目,开发了适合生态学、野外实习等教学的峨眉山珍稀天然药用植物资源研究虚拟仿真实验,根据峨眉山实际资源调查地取景,高度还原虚拟植物生境和资源情况,学生进入3D虚拟生态场景,以第一视觉对虚拟样方进行资源调查和虚植物的识别鉴定。项目弥补了由于天气和珍稀药用植物资源野外分布分散等原因造成的野外实习教学缺失。

教师科研成果极大地丰富了虚拟仿真实验教学内容,藏药材纤毛婆婆纳乙酸乙酯萃取相保肝活性及其化学成分研究等11项虚拟仿真实验教学项目均来自于教师的科研成果转化,支持了野外综合实习、企业综合实训等14门实验课程的教学任务。

(三)校企合作情况

针对生物技术人才培养以理论学习为基础,实践技能与创新创业能力为教学宗旨的目的和要求,根据学校办学特色和学科专业特点,通过校企深度合作,利用虚拟现实技术和生物高新企业的专业技术支持,不断加强前沿科学、生物下游技术向实验教学内容转化,实现虚拟创新创业实验教学资源的共建共享机制。弥补常规实验无法开设的受条件限制的、有毒害的、易燃易爆的的生物实验教学内容,实现企业综合实训教学内容的整合与创新。

中心与成都泰盟软件有限公司、成都生物制品研究所有限责任公司和四川龙蟒福生科技有限责任公司等6家软件公司和高新技术企业签署了 “虚拟仿真实验教学中心建设合作协议”。利用虚拟仿真实验教学资源建立了高校与行业、企业联合培养人才的新机制和合作关系,有效地实现教学模式的转变和多元化发展,实现了多学科交叉知识的学习和延伸,培养满足社会需求的生物技术复合型人才。

(四)资源共享情况

虚拟仿真实验教学中心网站在建设时,就充分考虑到虚拟仿真实验教学资源的开放共享问题。中心网站局域网由后台管理平台和虚拟仿真实验教学资源两部分构成,支持中心、学校、互联网的访问,网络并发响应数为500,通过强大的服务器支持本校内外相关专业学生共享虚拟教学资源,为中心教学资源共享提供了条件。

目前,中心已和厦门大学、山东大学等七所高校签订了虚拟实验项目共享协议,网站访问量突破59000人次。目前,平台注册学生用户7056人,教师用户162人,创建虚拟实验教学班级96个。未来五年,预计校外用户服务人数为3500人。

二、师资队伍

(一)队伍建设基本情况

中心现有教职工70人,固定人员59人,其中实验技术人员11人,企业合作兼职人员6人。固定人员中高级职称45人,具有博士学位45人,博导16人。实验教学队伍教风优良,结构合理,与理论教学人员优势互通,骨干力量相对稳定。

(二)队伍建设的举措与取得的成绩等

中心以“水平一流,结构合理,爱岗敬业,创新进取”为实验队伍建设目标,以“专职与兼职结合,引进与培养互补,激励与竞争并举”作为建设工作指导思想,整合学院教学资源,择优竞争上岗,为中心引进高水平教师,鼓励高水平教师和科研骨干参与创新性实验教学、教改和教材编写等。坚持多种渠道、多种方式保障和促进实验师资队伍建设。2019年,学院和中心支持教师参加能力提升培训1人次,参加“工程教育与实践培养计划”赴德国克劳斯塔尔工业大学学习交流1人次,参加国内外会议学术交流共计33人次,做大会报告1次。

三、教学改革与科学研究

(一)教学改革立项、进展、完成等情况。

1、持续开发和优化虚拟仿真实验教学项目,完善“虚实结合”的创新创业人才培养实验教学体系

中心建立了多学科交叉融合,包含基础、综合、应用的多层次多元化虚拟仿真实验教学资源,与中心常规实验“虚实互补”,形成了虚实结合的实验教学体系,满足生物、医学、公共卫生等60多个专业学生的实验教学需求。2019年,中心开发的26个虚拟仿真实验项目中,1项认定为2018年度国家虚拟仿真实验教学项目、2项获评为2019年度省级虚拟仿真实验教学项目。同时,申报并建设了四川大学校级虚拟仿真实验项目4项,申请并获得虚拟仿真实验教学项目软件著作权3项。中心教师获批省级教学改革项目2项。

2、其他教学改革成果

(1)发表教研教改论文11篇,出版教材5本;

(2)“细胞生物学实验教学模式创新改革”获四川大学2017-2019年度实验技术立项成果奖一等奖;

(3)中心教师共获得其他教学奖励43项,获奖人次数达45人次。

(4)学科竞赛中,指导学生获得各项奖励22项,获奖达105人次,同时承办四川大学微生物应用设计竞赛(SCU-ACMA),参赛人数50人。

(二)科学研究等情况。

截止2019年12月31日,承担省部级以上项目32项,年度到账经费460.31万元,;发表SCI论文100篇,获得发明专利2项。

四、信息化建设

(一)信息化资源、平台建设,人员信息化能力提升等情况。

1、生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心共享平台网站建设(网址:http://vs-bst.scu.edu.cn)

生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心分为数字化教学标本资源共享平台、虚拟工厂实践训练平台和综合实验技能学习平台,现有虚拟仿真实验项目26个,教学资源丰富,与中心常规实验“虚实互补”,形成了虚实结合的实验教学体系。2019年支持了14门实验课程年均35000人学时的教学任务。网站访问量突破59000人次。目前,平台注册学生用户7056人,教师用户162人,创建虚拟实验教学班级96个。

2、微信公众号建设

对中心官方微信公众号“SCU生物实验教学中心”进行了改版升级,优化了新闻推送界面和开放实验申请界面,使其更符合当代大学生的审美要求和使用习惯,使虚拟仿真资源得到更广泛共享。

微信公众号升级后界面

(二)开放运行、安全运行等情况。

中心有专门的网络平台服务器托管于信息管理中心,依托四川大学校园网的平台支持,与四川大学信息管理中心签订了一系列协议和服务条款:“主机托管、虚拟空间租赁协议”,“托管空间设备登记表”,“托管空间租赁责任书”,“四川大学域名注册申请协议书”,“四川大学域名注册申请表”,“关于校园网二级域名注册的暂行规定”,确保虚拟仿真实验中心网站的正常运行。

用户可通过用户账户和密码认证访问中心网站虚拟教学资源,中心网站管理设置专门实验技术人员负责,保证了中心网站的正常运行维护和信息及时更新。

五、虚拟中心大事记

(一)2018年10月-2019年11月,学校启动首批校级虚拟仿真实验教学项目建设,中心申请通过了4项,现已顺利完成并进入验收阶段。

2019年校级虚拟仿真实验教学项目

(二)2019年1月,中心独立研发项目“23价肺炎球菌多糖疫苗GMP生产制备实验”认定为2018年度国家虚拟仿真实验教学项目。

实验空间网站项目页面和认定证书

(三)2019年3月,新开实验类文化素质公选课——生命奥秘探索试验,实验中增加了虚拟仿真实验项目,在校内师生中受到广泛好评。

上课照片和四川大学官方微信公众号宣传

(四)2019年5月,参加第五届全国生物和食品类虚拟仿真实验教学资源建设研讨会,并做大会报告1次。会议期间举办的“虚拟仿真实验教学创新联盟”生物领域工作委员会成立大会上,我校被推选为生物医学工程学科组组长单位。

成立大会林宏辉教授发言

(五)2019年9月,参加“天府科技云服务”首届科学传播大赛,获得科学诠释者组团体赛三等奖。

参赛照片和获奖证书

(六)2019年10月,参与承办2019全国植物生物学大会。

大会开幕式和会后合影

多家媒体报道会议盛况

(七)2019年10月,中心研发项目“峨眉山珍稀天然药用植物资源研究虚拟仿真实验”和“Pnas4基因在斑马鱼早期发育中的作用研究”认定为2019年度四川省省级虚拟仿真实验教学项目,并推荐进入国家级项目评选。

中心获评的2019年度四川省省级虚拟仿真实验教学项目

(八)2019年11月,四川大学iGEM社团斩获2019年国际遗传工程机器设计大赛金奖,并获得了最佳建模奖的提名。

参赛队伍合影和课题交流

(九)2019年11月,在第三届全国大学生生命科学竞赛中荣获全国一等奖2项,全国三等奖1项,省一等奖3项,省三等奖10项。

省赛决赛合影和国赛颂奖典礼

(十)2019年11月,VR沉浸式体验教学实验室建设完成,将为虚拟仿真实验教学提供更优质的平台和硬件条件。

VR沉浸式体验教学实验室

六、示范中心存在的主要问题

1、与“双一流”大学定位相适应的双创人才培养实验体系还需进一步完善。

2、虚拟仿真实验教学中心的建设初具成效,但与常规实验的结合和利用率有待提高。

3、中心教师除承担实验教学工作量,还需承担虚拟实验项目开发等工作,工作量大,且多名专职实验技术人员面临退休,用人压力大,亟需引进新员工。

4、VR沉浸式体验教学实验室的可持续发展利用还需建立一套科学化的管理体制,实现充分服务于虚拟仿真实验教学。

七、所在学校与学校上级主管部门的支持

学校高度重视示范中心在创建“双一流”大学和“双创”示范基地中的支撑作用。

本年度学校的政策与措施主要有以下方面:

(一)健全和落实示范中心运行管理机制

1、学校印发《关于进一步加强校级基础实验教学中心建设与运行管理的通知》(川大实〔2019〕9号)等系列文件,进一步健全完善了中心管理体制机制,明确了实验室及设备管理处、主管学院以及中心的职责;进一步健全完善了内控制度,加强廉洁风险防控;切实加强各中心教职员工队伍建设与考核管理。

校院领导到中心进行调研

2、中心教学指导委员会开展教学指导工作,听取中心年度汇报,并与中心全体教职工、学院领导和教师进行了交流,为中心下一年发展和建设提出了良好的建议。

中心教学指导委员会会议

(二)在经费保障上给予有力支持

2019年中心建设和运行总计投入171.3万元人民币。其中,中心运行管理费10万元(学院本科生教育经费),中心虚拟仿真实验教学项目建设投入63万元;VR沉浸式体验教学实验室等硬件设备建设投入98.3万元。

(三)学院严格把控实验课程教学过程

虚拟仿真实验教学项目纳入实验课程教学计划,学院成立教学督导小组,督导组老师对各门实验教学课程积极进行课程调研,通过随堂听课、学生访谈、抽查后台数据、与教师交流反馈以及分年级组织学生座谈会等方式对教学过程进行全程监督,提升了实验教学质量。

八、下一年发展思路

按照学校双一流建设的总体要求,结合学科专业培养目标,进一步深化实验教学改革,不断提升虚拟仿真实验教学资源建设水平,为创新创业教育与实践提供强有力支撑。具体规划如下:

1、大力推进虚拟仿真实验教学中心建设,继续推进科研成果转化,每年增加虚拟仿真实验项目3项以上,灵活运用VR沉浸式体验教学实验室,切实发挥其在创新创业人才培养中的作用。

2、积极与校院两级相关部门沟通,争取引进人才,充实专职人员队伍;鼓励高水平教师兼职实验教学,提高实验教学队伍师资水平。

3、增强中心网络智能化能力,利用优势虚拟仿真实验教学资源,支持金课建设,进一步扩大辐射示范效应。

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