William G. Bowen在《数字时代的大学》中宣称全球高等教育正面临一场由MOOC在线教育模式引发的数字海啸,使得教师成为互联网的内容制造者,传统教学内容也被重新组织,以适应基于互联网的碎片化学习模式。
虚拟仿真(VR)实验教学刚出现时,计算机图形、虚拟仿真、人机交互技术等处在快速发展中,其建设以关注先进的数字设备采购与运行管理为特征,但在用户体验方面存在不少问题,如设备昂贵、空间有限,难以满足大面积本科教学需求。针对这些问题,国外学者在20世纪末提出了“网络虚拟实验(web-based virtual experiment)”概念,2010年后出现快速发展,如麻省理工学院的Weblab、卡耐基-梅隆大学的虚拟实验室、牛津大学的虚拟化学实验室、伊利诺伊大学芝加哥分校的Vicher系统等。新一代虚拟仿真实验教学,以“内容制作”为中心,以基于互联网与个人移动设备的随时随地在线使用为特点。价格亲民的虚拟现实技术、个人移动计算设备、不断扩容的互联网带宽,是新一代虚拟仿真实验教学项目建设的技术基石。
我校目前拥有3个国家级虚拟仿真实验教学中心、5个教育部示范性虚拟仿真实验教学项目。为稳步推进我校虚拟仿真实验教学建设,科学合理布局,共享优质资源,更好地服务师生,2019年4月26日,本科生院教务处胡吉明率培养办和实践办相关人员走访了化学工程与生物工程学院化工类虚拟仿真实验教学中心、能源工程学院火力发电站虚拟仿真实验室。
实验中心副主任叶向群介绍,化工类虚拟仿真实验教学中心于2013年获批成为首批国家级虚拟仿真实验教学中心,已建立VR基础实验和专业实验课程,支持学生在线学习,并开发英文版用于国际学生教育,投入经费约100万,受益学生每年约300-400人。
能源工程学院副院长俞自涛介绍,火力发电站3D互动教学系统于2019年获批教育部示范性虚拟仿真实验教学项目,该系统与企业合作开发、产权共享,投入经费约300万,目前建有5个机位,学生能通过3D互动系统获得沉浸式体验。学院采用虚实结合方式,利用该系统完成大二学生认识实习教学,年受益学生约200人,并且向社会开放,每年培训企业员工约100-200人,较好地诠释了高校服务社会的职能。
胡吉明在交流中指出,建设VR实验教学项目,要重视顶层设计和平台设计,做到开放和共享,避免资源浪费、重复建设、信息孤岛等问题,院系、教指委、实验中心要联合协同做好VR实验教学项目规划和建设,推进教育信息化,并保障虚拟仿真实验教学资源的可持续发展。后续,教务处将启动虚拟仿真实验教学项目支持培育工作,重点支持全校性开放式虚拟仿真教学与资源共享平台建设,深度挖掘虚拟仿真项目的实验教学内涵,加快推进全校信息化实验教学的改革进程。