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虚拟仿真实验教学中心建设的必要性

2015/6/3 11:01:17 | 作者:青岛动画er | 点击:1239
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1、是生物与制药工程实验教学的迫切需要

    实践教学是激发学生探索欲望,培养学生实践能力和创新精神的必要途径。生物工程与制药工程均是实践性很强的应用学科,由于学科的自身特点,在实验教学工作中往往存在一些困难,如:部分实验项目开设成本过高,而实验运行经费有限;部分仪器设备价值较高,台套数有限,难以保证每人都有机会实际操作,这些问题都给我们开设相关实验带来了一定的困难,也很大程度限制了学生对这部分知识的掌握和能力的养成。同时由于生物与制药工程面向的食品药品企业对于卫生、环境及安全性要求颇高,故接纳大量学生实习的积极性不高,从而导致生物与制药工程类专业学生实习实践的困难。

    虚拟现实技术的出现和应用为上述问题的解决提供了一条新的思路。通过虚拟仿真实验教学资源的建设,不但能够让学生不必进入实验室进行实际操作,就能达到一定的学习效果,而且这种虚实结合、相互辅助的实验教学形式能够激发学生的学习兴趣,有效提升实验教学质量。

2、是切实提升学生实践和创新能力的需要

    一个高水平的实验教学平台,以及与其相配套的实验教学体系是提高实验教学质量,提升学生动手实践能力和创新能力的必要条件。目前南京工业大学生物工程类专业相关的基础实验课程已经全部独立设课,实验学时能够得到保证,实验室条件以及仪器设备的精良度、台套数等也比较理想。但部分课程的实验教学内容还不太合理,一些课程的演示性、验证性实验项目比重仍然较大,严重制约了学生能力和素质的培养。

    通过我校生物与制药工程虚拟仿真实验教学中心的建设,将部分单纯演示性、验证性的实验教学内容以学生开展虚拟实验为主;基本技能训练和基础实验项目以虚拟实验辅助实体实验的开展,压缩实体实验室中有关实验原理、实验步骤、仪器设备使用、注意事项等的讲授时间,进一步节约有限的实验学时,将更多的时间给学生动手实践,节省下来的学时可以用来开设一些综合性、设计性实验和研究性实验。

    同时,通过典型生物与制药工程产品生产过程虚拟仿真软件的开发与应用,满足生物工程类专业学生实习的需要;结合蛋白质结构模拟及流程模拟等虚拟仿真软件的应用,从而使学生的实践能力和创新能力提升一个到新的台阶。

3、是提升我校生物化学工程国家级实验教学中心示范辐射效应的需要

    南京工业大学是一所学科门类比较齐全的省属重点高校,生物化学工程实验教学中心承担了全校生物相关专业基础课、生物工程类专业所有专业课的实验教学任务,以及部分生物化工、发酵工程、食品科学和制药工程学科博、硕士研究生的实验教学工作,还承担多项国际合作项目、企事业单位人员技能培训、青少年科普教育等任务。此外,还为大学生科技创新活动、教师科研提供服务。高强度的实验室开放给实验室管理和实验技术人员带来了较大的负担,使仪器设备完备率降低,实验运行经费十分紧张,严重制约了中心服务质量的提高和辐射面的扩展。

    同时,生物化学工程实验教学中心的工程实训中心已经承担学校生物工程、制药工程、化学工程等14个相关专业的认识和专业实习任务,虽然已经建成了包含典型缩微工厂模型演示、基于DCS的仿真模拟、先进产品工程训练等实训体系,但毕竟不能给学生提供实际产品的全流程体验和较大规模设备的展示,故建设工程训练的虚拟仿真平台尤为必要。

    随着计算机技术和网络技术的发展,利用信息技术和虚拟仿真实验开发软件,不断建设和整合信息化实验教学资源,构建一个开放式、互动式和智能式的虚拟仿真实验平台,通过计算机网络向校内外和社会全面共享虚拟仿真实验教学资源,是进一步发挥我校国家级实验教学示范中心示范与辐射作用的重要途径。