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打造高水平本科实验教学平台 助力学校“双一流”建设 ———北美高梅加强教学实验室建设掠影

我校“一流大学建设高校建设方案”中,确立了通过“人才培养八大工程”,实现“培养面向未来的卓越教师和拔尖人才”的建设目标和路径。“实证实践实验学习平台建设工程”就是其中重要组成部分。据教务处分管实践教学的负责人介绍,学校每年投入经费1500万元左右。经过多年的发展,我校本科教学实验室建设取得重要成果,全校共建成国家级实验教学示范中心4个,国家级虚拟仿真实验教学中心2个,北京市级实验教学示范中心6个,实验教学发展呈现出欣欣向荣的景象。


“国际一流”与“国家急需”:心理学虚拟仿真实验教学中心


著名心理学家华生曾说:“人们内部的心理过程就像鬼火一样不可捉摸。”而他自己在试图弄清这团“鬼火”时,就曾做过一项备受争议的实验,那就是通过惊吓不足一岁的婴儿小阿尔伯特,得到关于系统脱敏疗法的一手实验数据。


但是,考虑到道德伦理,传统实验教学中,教师不会重复此类重要的经典实验,只能口传面授,学生也无法深入理解其原理。为此,我校心理学虚拟仿真实验教学中心充分利用虚拟仿真技术,从心理过程可视化、虚拟被试、模拟极端环境等多个维度,突破了传统实验教学难以解决的瓶颈。


2016年,中心获批成为国家级虚拟仿真实验教学中心,除了通过虚拟被试和虚拟极端环境来避免伦理问题,中心还将抽象的心理过程可视化、实验资源云端化,并与高端实验设备实现了无缝对接。目前,中心已建成虚拟仿真资源平台、管理与共享平台和学生自主科研平台。这三大平台相互支撑,服务于“国际一流,国家急需”的心理学创新型科研人才和创业型实践人才培养、国际前沿领域的心理学科学研究,致力于推动首都乃至全国的经济和社会发展。


2016年7月,教育部长陈宝生到我校心理学院视察,参观了虚拟仿真实验教学中心,现场体验了Oculus的dk2虚拟现实设备,并对中心取得的成绩给予了充分肯定。


即将赴瑞士苏黎世大学读博的姚远维同学深有感触地说:“在本科期间利用教学实验室开展实验的过程中,我的能力得到了全方位的提高。”本科期间,他就在PLoSOne以第一作者身份发表了学术论文。


目前,我校正着力建设虚拟仿真实验教学平台,助力我校各个学科的“双一流”实验教学建设。在未来,虚拟仿真实验教学中心还将为国家和社会培养更多高质量创新型和创业型人才。


“从游式”与“三层次”:传媒与艺术实验教学中心


传媒与艺术实验教学中心是我校积极构建的综合性、实践性、创新性、开放性的大型实验教学平台,其独创的“从游式”教学方法,充分发挥了艺术专业课程的育人功能,使学生通过专业的学习和亲身体验,更深刻地理解到艺术的精神内涵和人文传统。


“在‘从游式’教学中,大鱼就是老师们;中鱼包括青年老师和研究生们;小鱼则是指本科生。”这种教学模式继承了古代儒家“从游”及“游于艺”的教育传统,对于发挥研究型大学和研究生教育的优质资源有着重要作用,使学生在师生之间的耳濡目染和“沉浸”实验教学中成长成才。现供职于中央电视台的李辉是我校艺术与传媒学院影视传媒系的毕业生。李辉谈到,自己在工作领域所取得的成绩不仅离不开学校提供的高端设备,更离不开实践能力极强的老师的表率和示范作用。


此外,传媒与艺术实验教学中心的“三层次”艺术实验教学体系也被广泛运用于实践。“三层次”教学体系以培养学生创新理念、实践能力为宗旨,以基础实验平台、专业拓展实验平台、综合创新实验平台为基础,将三个层次的平台融会贯通,实现了理论与实践的相互验证。这一体系的标志性成果就是我校连续二十五年举办的“北京大学生电影节”。大影节每年都吸引北京市几十所大学、全国上百所大学的十余万大学生参与组织实践,起到了良好的人才培养和示范辐射作用。


2016年,传媒与艺术实验中心已获批成为国家级实验教学示范中心。未来,中心将加强自己的学科定位,致力打造名副其实的“双一流”学科平台,同时更加注重各学科的交叉融合,开设更多面向全校本科生的公选课,为国家和社会培养全方位发展的人才。


教学实验平台齐奏“双一流”建设乐章


在国家和学校的大力扶持下,我校各实验室的整体条件明显改善。天文系建成国内高校中第一个WWT(World-WideTelescope)互动式数字天象厅;政府管理学院创新实验室建设理念,紧跟国家重大发展战略,建设了培养学生创新创业能力的“跨学科开放实验室”;教育学部建设“创客空间”,提供各种工具及可拆卸的元器件,学生可以利用课余时间进入空间,自主设计、自主加工,并开展交流……各实验室的蓬勃发展,呈现出“百花齐放,百家争鸣”的良好态势。


2013年,学校出台了《美高梅4688网址本科人才培养质量提升计划》,着重强调“加强实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设,重点加强实验教学示范中心、校外实践教育基地建设”。在未来的实践育人中,学校将继续加大力度,支持实验教学中心、虚拟仿真实验教学中心建设。同时,各个学科将充分发挥自己的学科特色和学科优势,在现有基础上落实“双一流”的建设要求,加快创新发展步伐,进一步深入探索实验中心建设和持续发展模式,推动实验教学整体水平的进一步提升。


■典型样本


国家级实验教学示范中心


●化学实验教学示范中心


化学国家级实验教学示范中心以培养创新能力强、综合素质高的人才为目标,与师范教育特色紧密结合,积极开展实验教学改革,在全国基础教育改革发展中发挥了示范作用。


中心建立了“三层次、一体化”实验教学体系,重点加强“综合型和研究创新型”实验教学,促进了本科生素质和能力的提高。中心每年面向1000余名在校生开设20门实验课程,实验项目资源212个,每年实验课程量达到13.7万人·学时。近年来,中心进一步加大了实验教学改革的力度,加强了教师队伍的建设,采取多项措施进一步提高本科实验教学质量,取得了多项成果,本科生的综合素质和创新能力得到显著提高。2017年,本科生参与发表论文73篇,申请专利16项。北京市大学生化学实验竞赛获特等奖4项,一等奖6项。中心还通过举办 “化学文化节”“化学实验一条街”,让学生在宣传化学文化、传播化学知识的同时,提高将理论应用于实践的能力。


经过多年的努力和实践,中心取得了丰硕成果 “高师本科化学实验教学体系建设与创新型人才培养”“免费师范生化学教学体系建设与创新型化学教育人才培养”先后获得国家级教学成果奖;化学实验教学中心团队获得国家级教学团队、北京市教学团队称号。


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ICP(电感耦合等离子体质谱)


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核磁共振仪


●心理学基础实验教学示范中心


心理学基础实验教学示范中心强调基础实验技能与高端实验方法并重,在对以往教学内容、教学方法和考核评估方式批判、反思、改革和拓展的基础上,建立以学生为中心、多层次、开放式和综合性的5大实验课程集群,涵盖了心理学科研必备的所有技能训练。


中心高度重视实验教学条件与环境的改善,充分利用各级经费购置仪器设备,全面提升实验教学条件。现设有脑电、眼动、生物反馈、虚拟现实等各类教学实验室56间,拥有50万以上大型设备50余台,固定资产总值2800余万元。实验资源通过网上预约系统面向全院师生开放。


在中心的支持下,本科学生在实验技术、综合能力和实践能力方面均得到良好的训练,在各种竞赛中获奖比例和级别不断提升。2009年以来,本科生开展自主科研立项180余项,获省部级以上奖项30余项;发表学术论文110余篇。中心培养的学生科研素质过硬,超过50%的学生最终被国内外研究生院录取,赢得了各知名大学、研究机构和用人单位的一致好评。


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本科生多层实验教学模式


国家级虚拟仿真实验教学中心


●化学虚拟仿真实验教学中心


化学虚拟仿真实验教学中心依托国家级重点学科和省部级重点实验室,开发了系列特色鲜明的虚拟仿真实验项目。经过多年建设,中心实验教学改革取得了优异成果。2014年中心被教育部评为国家级虚拟仿真实验教学中心。


依托学院放射性药物教育部重点实验室,理论及计算光化学教育部重点实验室,国家级、北京市重点学科,与师范教育特色紧密结合,共建成了4个虚拟仿真实验教学团队。由高水平的教师和专业的信息技术团队组建虚拟仿真实验教学和管理队伍。


硬件方面,中心已建成2个虚拟仿真实验室,并搭建了3D虚拟现实交互系统。软件方面,则搭建了虚拟仿真实验教学平台,围绕四个主题、八个模块,开发了53个虚拟仿真实验项目。


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中心建设框架示意图


●心理学虚拟仿真实验教学中心


中心根据心理学科及其人才培养特点,建成了包含六大模块的虚拟仿真实验教学资源体系,64项基础型、综合型和创新型虚拟仿真实验教学项目,涵盖了心理学实验教学的各个分支学科。中心通过对数字化资源进行有机整合,形成包含资源平台、管理与共享平台及自主科研支撑平台的虚拟仿真实验教学体系。


中心注重校企合作,以心理学实验教学的实际需求为建设导向,开发了大量创新性虚拟仿真实验教学资源,并为学生提供了基于虚拟仿真技术的自主科研平台。同时,中心注重探索信息技术对实验教学方式带来的变革,将中心所有数字化系统进行有机整合,形成了完备的虚拟仿真实验教学系统。


目前,中心资源已面向全校师生开放共享,未来将进一步加大共享力度,实现全国范围内的开放共享。


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中心建设框架示意图

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