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西南民族大学化学类虚拟仿真中心概况

(1)学校简介

西南民族大学是西南地区最大的综合性民族高等学校,于1951年6月建校,2003年更名为“西南民族大学”,由国家民族事务委员会主管。学校占地3000余亩,有56个民族的在校全日制学生近3万人,教职员工近2千人,拥有12个学科门类。60多年来,学校秉承“为少数民族和民族地区服务,为国家发展战略服务”的办学宗旨,为国家特别是少数民族地区培养了大批专业人才和各级领导干部,为民族地区的经济发展和社会进步、边疆巩固和民族团结做出了突出贡献。  

(2)化学实验教学分中心概况

图1.化学实验教学分中心概况

“生物资源综合实验教学示范中心”于2007年获批为四川省第二批省级实验示范中心,该中心由“生物实验教学分中心”和“化学实验教学分中心”组成(图1)。其中“化学实验教学分中心”由“国家民委基础化学重点实验室”,“现代仪器分析实验室”,“民族药物制药工程专业实验室”,“环境工程专业实验室”,“化学类虚拟仿真实验教学中心”五部分组成。化学实验教学分中心现拥有实验面积约7000平米,各种大型教学科研仪器设备如核磁共振仪、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、热重分析仪、马尔文纳米粒度分析仪、凝胶渗透色谱、液-质联用、原子荧光光谱仪、TOC分析仪、差热分析仪等,仪器设备总值近3000万元,年设备维护费用40多万元,设备完好率99%以上。该中心教研及管理人员共66人,其中教授7人,占10.6%;副高21人,占31.8%;讲师31人,占47%。获博士学位的38人,硕士学位的19人,分别占57.8%和28.8%。“化学实验教学分中心”长期承担我校16个专业每学年近2500名学生的基础、专业实验教学和生产实习教学工作,在长期的教学过程中,我们结合本校实际情况,系统地总结了各实验教学环节过程中存在的问题,为化学类虚拟仿真实验中心的建设提供了必要的基础条件。  

(3)化学类虚拟仿真实验教学中心概况

1).虚拟仿真实验教学中心建设的缘起  

图2.中心武侯校区实验楼

“化学实验教学分中心”在真实实验教学中长期存在如下问题:一是实验及实习场地要求高,设备投资大且运行、维修维护成本高;二是化学化工实验大多具有高危险、高成本、高消耗、高污染等特点,导致部分计划内必修的实验项目无法开展或者效果很差,达不到教学大纲的要求;三是本校学生多来自于经济文化发展相对滞后的老少边山穷地区,这些学生基础较差,需要反复练习和观摩才能达到较好的学习效果,但真实实验和现场实习并不能满足这些需求。相对的,虚拟仿真实验教学具有安全性高、成本低、无污染、可重复操作等独特优势,很大程度地弥补了上述不足,可进一步通过丰富教学内容和加强训练来提高学生的实践能力,培养创新精神。鉴于此,虚拟仿真教学中心的建设被提上日程

2).虚拟仿真实验教学中心的建设过程  

 

图3.中心航空港校区实验楼

早在2002年我校就在《化工原理实验》和《仪器分析实验》课程中开展了虚拟仿真实验教学,初步弥补和缓解了我校基础实验仪器不足的问题,也累积了一定的虚拟仿真实验教学经验。2010年,我校启动了化学类虚拟仿真实验教学中心的建设工作,至2013年9月,化学类虚拟仿真实验中心成功建立并试运行。依据建设规划,各项建设任务将在2015年底完成。“中心”在建设过程中坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想,以“虚实结合、相互补充、能实不虚”为总原则,立足民族院校的特殊性,坚持科学的教学内容设置,把建成技术先进、专业兼容、后续发展可扩充、地域低重复的高水平虚拟仿真平台作为我们的总目标。  

中心建设分为三期,其中一期已建成440余平米的仿真教室,配置了65台高性能计算机,并投入100余万元(学校自筹)用于软件建设,基本完成了教学团队的组建和部分仿真教学平台的搭建。目前可满足化学类16个专业《化工原理》、《有机化学》、《仪器分析》、《物理化学》4门基础实验,6个专业的《化工专业实验》、《精细化工实验》、《制药工程专业实验》、《环境工程原理专业实验》和《计算机辅助设计实验》5门专业实验,以及9个专业的部分生产实习实训仿真的需要;二期由国家财政专项提供经费300万元(经费已经批准并正在到位),将主要用于扩大和完善虚拟仿真实验平台硬-软件和其他配套设施的建设、调试和维护;三期计划投入200余万元(校企合作自筹),将与相关企业合作开发新的虚拟仿真实验实训项目,拓展中心仿真教学的辐射范围,提升中心对西南民族地区其他高校和企业的服务能力。  

3).虚拟仿真中心的实验教学管理与共享平台  

化学类虚拟仿真实验教学中心遵循国家教育改革发展纲要中“加快教育信息化步伐”和“教育信息化是促进教育公平、提高质量的有效手段”的理念,遵循学校一贯与西部地区民族院校建立的战略合作和帮扶协定,着手建设化学类虚拟仿真实验教学管理与共享平台。建成后的平台具有成果展示、信息发布、实验操作、数据收集分析、师生互动交流、成绩评定等功能;学生可使用学号登录系统,按照实验教学计划和大纲,选择虚拟仿真实验项目,通过在线预习、实验操作和数据收集分析,完成整个实验过程,系统根据预定评分标准完成成绩评定。学生可以通过配置、连接、调节和使用虚拟实验仪器设备进行实验,可以通过平台提供的仪器设备自由搭建典型实验项目。目前本中心可为本校化学与环境保护工程学院(9个专业,2100余名学生)和生命科学与技术学院、藏学学院、彝学学院(共7个专业,390余名学生)提供资源共享平台。此外,我们还与阿坝师范高等专科学校(阿坝师专)、四川民族中学兴文县二中(包括苗、回、藏等17个少数民族学生)签订了共享协议。分别实现了对阿坝师专250多名学生和兴文县二中1300多名学生的仿真教学资源共享。随着互联网技术的迅速发展,本中心将建成可满足多地区、多学校、多专业需求的虚拟仿真实验教学平台,为西南民族地区兄弟院校提供更大的帮助。  

 

图4.本中心服务校内专业情况      

4).校企合作情况  

我校已与川化集团、成都龙泉中科成污水净化有限公司、四川自贡鸿鹤化工集团有限公司、恩威制药集团有限公司、四川漩口锂盐厂、绵阳锂盐厂、绵阳电子材料厂、西藏藏药股份有限公司、四川泸天化股份有限公司、贵州赤天化股份有限公司,重庆沃肯精细化工科技公司等多家企业建立了良好的校企合作关系。建立了一批生产实习实践基地,通过安排学生到企业进行生产实习,提高他们理论联系实际的能力,促进了教学模式的转变。但鉴于实习成本、企业接待能力及安全方面的考虑,学生实习的效果并不理想。因此,我们与北京东方仿真软件技术公司、大连理工大学薇瑞软件公司进行了合作。一方面购置虚拟仿真实验教学产品,通过学习使用、消化吸收并结合我校学生特点,进行仿真教学内容的补充和改进;另一方面,选取企业生产线中典型的精细化工工艺单元,进行适用于民族院校特点的虚拟仿真实验教学项目的共同研发,以期实现我校仿真实验教学资源的进一步发展和创新。真实的生产实习实践和虚拟仿真实验教学有机结合,有效提高学生综合能力。

5).化学类虚拟仿真实验教学团队组建和人才培养  

近年来,学校先后从国内外多所著名大学引进了一批具有化学工程、制药工程、材料科学与工程、环境工程等相关专业背景,同时熟悉仿真实验技术、信息技术的优秀博士。目前,中心已建立了一支专业结构合理、业务能力强、教学经验丰富的教师团队。现有的19名人员中,教授4人,占21%;副教授(包括高级实验师)8人,占42%;博士15人,占79%;硕士2人,占10.5%。教师队伍中还有信息技术研发人员3人,占16%;企业外聘人员2人,占10.5%。  

 

 
 
 

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