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第八届湖北省高等学校教学成果奖申请简表
推荐学校（盖章）：成果科类：生物科学类申报等次：湖北省教学成果奖二等奖
8/成果名称：生物学虚拟仿真实验教学研究与实践
完成单位：（1）华中师范大学
成果主要完成人：
姓名李兵杨继红崔鸿王玉凤万翠红钟正胡原周权
专业技术职称正高教授教授教授教授
所在单位华中师范大学华中师范大学华中师范大学
近三年年均教学工作量110学时300学时1119学时
在该成果中承担的工作
总体负责成果规划、设计,实施和应用平台及虚拟资源模块设计和教学负责师范生模块的虚拟资源建设和教学组织中心申报、果蝇虚拟资源建设和教学虚拟仿真中心建设规划与项目设计虚拟仿真资源的设计、开发与评价应用校企联络、平台管理和资源建设落实负责野外实习、动物头骨虚拟资源研发
华中师范大学120学时华中师范大学
103学时34学时102学时310学时
副教授华中师范大学讲师
华中师范大学
工程师华中师范大学
一、成果主要创新点
1.虚拟实验教学资源构建创新。构建了“三层次、四水平、六模块”共75个项目的虚拟实验资源，形成了虚实结合的实验教学新体系。创造性将棉花转基因研究等15项科研成果转化为虚拟实验，国内高校属首次研发，处于领先水平。
2.虚拟实验教学技术手段创新。首次采用VR虚拟现实技术开发了《神农架野外实习》和《哺乳动物头骨》虚拟实验，生动逼真地展示实验场景和过程，实验沉浸感和交互性强。 3.教师教育的人才培养创新。结合师范生培养，开展了中学生物实验教学改革，将虚拟实验贯穿于教学设计、实施和评价全过程，增强了教学互动性和探究性，促进教师由讲授者向指导者转变，学生由模仿者向探究者转变，实现培养经验型人才向创新型人才转变。
4.虚实结合的实验教学模式创新。教学内容上虚拟实验以真实实验为依托，相互补充。教学方式实行线上和线下结合，虚实结合，以实为主，虚拟为辅。教学环境由课内向课内外结合转变。教学评价由结果评价向结果和过程评价结合创新。 二、成果主要内容概述
（一）成果内容简介
为解决传统生物学实验教学遇到了一些困难和问题，以“教育部卓越教师培养计划改革项目——子课题生物科学”为基础,于2012年启动了虚拟仿真实验教学的探索，经过5年实践，在资源建设、人才培养、教学优化、平台创建等方面取得显著成效。
1.研发了具有自主特色的系统化虚拟仿真实验资源。构建了三层次、四水平、六模块共75个实验项目的虚拟仿真实验教学资源，涉及形态学、分子生物学、师范生教学技能训练、野外实习等内容，形成了虚实结合的实验教学体系。其中“棉花转基因技术虚拟实验”荣获2016年高校虚拟仿真实验教学资源建设成果三等奖（全国生物与食品学科仅获奖6项）。
2.取得了明显的人才培养实效。虚拟仿真实验教学探索开启了虚实结合，协同育人的实验教学新模式，特别是突破了时空、实验材料和安全等对生物实验教学的约束，强化了对学生综合实验能力和创新能力的培养，为提升人才培养质量提供重要支撑。近几年学生获国家级创新性实验项目30项，省优学士论文27篇，全国师范生教学技能大赛特等奖36项，省实验技能竞赛一等奖7项，考研率从2015年36%提高到2016年60%，就业率从91%提高到94%，学生培养质量受到广泛好评。 3.提升了教师教学水平。虚拟仿真实验有效推动了实验教学理念、内容和模式变革，促进了教学改革与研究，项目组成员以此为依托主持完成省级及以上教研项目4项，新增校级虚拟仿真教研项目10项，获得省级及以上教学成果奖3项，发表《生物学虚拟仿真实验教学资源建设》等教研论文16篇，出版教材6部，申报软件著作权6项。
4.获批了国家级生物学虚拟仿真实验教学中心。以虚拟实验教学成果为支撑，获批了国家级虚拟仿真中心（生物学全国仅11个），在国内高校处于领先水平。（二）主要解决的教学问题
1.学生实践能力和创新能力不强的问题。虚拟实验可极大丰富教育供给,综合运用各种创新性资源和手段，让学生反复操作，尤其针对一些综合性、创新性实验，提供系统化、层次化的训练，极大提高学生实践和创新能力。 2.实验教学受各种因素制约的问题。虚拟实验能够突破动物福利，高危环境，材料稀缺、实验周期长、成本高等因素制约，使相关实验顺利开出。
3.微观、不可见的生物学结构和过程难以呈现的问题。虚拟实验使不可见的微观过程可视化、抽象实验形象化，让教师好教、学生易懂，提高教学效率。
4.实验教学存在模式化、同质化的问题。虚拟实验让学生有选择地开展实验训练，满足学生个性化、差异化实验需求，改变了一刀切、模式化的实验教学现状。
三、成果应用推广情况
该成果已在华中师范大学和国内高校等推广应用，收到明显成效。
1.校内本科生和研究生广泛使用。校内生科、生技等8个本科专业和生科院研究生广泛使用，涉及植物学、动物学等20门实验课程，参与学生2890人/年，年实验人时数达21400学时。
2.校外高校和社会科普中有效共享。已在武汉大学、华中农业大学、新疆师范大学