实验空间|虚拟仿真实验：为现实教学所不能为、不敢为、不好为学生|教学项目|实验项目|课程

教育部从2013年开始推动全国高校探索虚拟仿真实验教学资源建设；2018年上线了“实验空间”虚拟仿真实验教学平台，为全国高校提供了虚拟仿真课程开放共享服务；2020年,教育部认定了5118门课程为首批国家级一流本科课程，其中虚拟仿真实验教学一流课程728门。
◎采访人员张盖伦
这是一个神奇的平台，在这里，你可以进入“超净间” ，进行超冷原子振荡跃迁实验；可以登上“火星” ，了解火星星表探测系统控制技术；可以建一个“养鸡场” ，找到合适的种鸡、挑选鸡蛋直到孵出小鸡……这是“实验空间”国家虚拟仿真实验教学课程共享平台，上面有3000余门实验课程，涵盖了农业工程、物理学、电气类等61个专业类别。
在前不久举行的国务院联防联控机制新闻发布会上，教育部高等教育司一级巡视员宋毅表示，国家高等教育智慧教育平台计划于6月增设虚拟仿真实验板块，希望各地各高校积极用好虚拟仿真实验课资源，满足在线教学实验、实践的需要。
虚拟仿真实验是高等教育信息化的重要内容和实验教学的重要组成部分。经过多年建设，它正在解决高校实践教育中的痛点。
拓展实验教学的广度和深度
宋毅介绍，教育部从2013年开始推动全国高校探索虚拟仿真实验教学资源建设；2018年上线了“实验空间”虚拟仿真实验教学平台，为全国高校提供了虚拟仿真课程开放共享服务；2020年,教育部认定了5118门课程为首批国家级一流本科课程，其中虚拟仿真实验教学一流课程728门。
北京交通大学本科生院副院长景云告诉科技日报采访人员，虚拟仿真实验解决的是实验教学项目“不能做”“不敢做”“不好做”的问题。
有些实验对象太过宏观或微观，学生难以理解，实验室也不能提供合适的实验条件；有些实验过程太危险，学校不敢让学生进行这样的实验；有些实验仪器与材料价格昂贵，实验室不好搭建这样的实验场景。而虚拟仿真实验，则可以摆脱物理现实的限制，拓展实验教学的广度和深度。
景云表示，虚拟仿真实验按照项目难度可以分为3个层次：一是验证型实验，也就是纯粹验证老师课堂上讲述的理论知识；第二层是设计综合型实验，即设计若干实验步骤，由实验者动手进行操作，得出不同的实验结果，以此理解各步骤在整体实验中的意义；第三层是创新型实验，设计者提供若干实验模块，由学生自由组合，在实验中获得新的发现。 “对实验设计者来说，需要将科研成果转化、应用于实验教学，设计综合性、创新性实验课程，满足学生对科技创新实验的需要；还要与大型生产企业紧密合作，获取生产现场的真实数据资料，与工程实践紧密结合，解决学生在校内无法开展实习实践的问题。 ”景云说。
例如，北京交通大学交通运输专业的学生有一门课程叫《铁路行车组织》。学校设计的高速铁路网行车组织全过程管控一体化虚拟仿真实验中，构建了京沪杭高铁网“6线5所11站”的半实物沙盘。通过平台的虚拟仿真和实物模拟，实验系统可以验证运输计划、动车运用计划等多要素理论模型与算法研究结论，同时还能够承担多层次铁路专业应用实验内容。 “在虚拟仿真实验中，学生能更直观地看到调度工作的成果，还能体验各工种的协同配合，这将有助于培养他们的整体思维。 ”景云介绍。
“虚实结合”为教学服务
教育部教育装备研究与发展中心的张敏和刘俊波曾撰文指出，虚拟仿真实验教学项目的建设模式主要有3种：由学校教师自主设计和开发；由学校教师提出建设需求，编写实验内容脚本，由企业提供技术支持；学校直接购买企业开发的虚拟仿真实验产品。