公安院校基礎理化虛擬實驗教學平臺建設研究

胡遠青　徐曉玲

2011年，經國務院學位委員會和教育部批準，公安技術學已正式設立為一級學科，該學科的設立，填補了公安高等教育一級學科的空白，是公安高等教育的一項重要突破。公安技術學作為工科的一級學科，理化基礎學科是其教學的重要支撐，培養學生基礎科學實驗素質將是公安技術各學科共同的教育目標。

江西警察學院的公安技術學基礎理化實驗教學，面向刑事科學技術、安全防范工程、信息網絡安全監察、交通管理工程等專業，是江西警察學院涉及面廣、對相關專業影響較大的基礎實驗課程。該課程的開放及教學質量的好壞，直接影響到學員后續課程的學習及實踐創新能力的培養。江西警察學院申本初期，基礎理化實驗室的軟硬件設備雖然有了很大程度的改善，但仍然沒有從根本上改變傳統理化實驗室面臨的困境。

近年來，虛擬仿真實驗教學已在高等教育領域廣泛運用，并得到迅速發展，公安院校在虛擬仿真實驗教學、平臺的建設及研究等方面還比較滯后。因此，如何利用江西警察學院的現有資源，研究、探討基礎理化虛擬仿真實驗教學與平臺建設顯得尤為重要。

一、江西警察學院基礎理化實驗教學現狀

1.實驗教學經費投入不足

由于實驗經費的限制，江西警察學院無法更新儀器設備，或者增加設備臺套數。目前，江西警察學院理化實驗教學學生人數多（一個教學班級一百二十余人），實驗臺套數少（普通實驗僅為12臺套），致使部分學員不能實際操作實驗，從而導致許多耗材過大的理化實驗在后期基本停止開設。

2.實驗教學時數偏少

江西警察學院的基礎物理和化學的教學時數均為51課時，根據教學大綱要求，實驗課時占30%。由于課時偏少，許多研究設計型實驗無法開設，列入教學計劃的理化實驗項目的教學時間也經常被壓縮。理化教學實驗是一個嚴謹、科學，以及多次重復的操作過程，如果教師在較短的時間內要求學生必須完成一定的理化實驗，并獲得正確的實驗結果，這是不符合實驗科學規律的。

3.實驗教學方法滯后

當前，江西警察學院的理化實驗教學主要是先由教師講解實驗原理，介紹實驗儀器設備、實驗操作步驟、實驗中的注意事項，再由學生實際操作，撰寫實驗報告。在整個實驗過程中，學生研究和探索的機會不足，不利于提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。此外，由于課堂教學時間有限，很多實驗內容不能得以擴展。

二、基礎理化虛擬實驗教學平臺建設的必要性和可行性

1.建設的必要性

公安技術學是一門實踐性、應用性很強的技術類學科。公安基礎實驗課是公安院校各專業最重要的一門基礎課，它能強化學生技能水平，培養學生的實踐能力，提高學生的創新意識，是培養綜合性、高質量公安人才的重要環節，所以公安高等教育必須重視這門課程。實驗教學平臺是發揮公安院校基礎實驗課功能的主陣地，加強實驗教學平臺建設，完善實驗教學管理體制，改革實驗教學內容，改善實驗教學條件，更新實驗教學手段，加大實驗教學中心校內外開放力度是公安高等院校實驗室建設和改革的重大課題。

2014年，教育部《關于開展2014年國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》指出：虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物。江西省教育廳啟動了“江西省高等學校基礎課實驗教學示范中心建設工作”，將用五年的時間，在江西省高等學校中建設100個高水平的“江西省高等學校基礎課實驗教學示范中心”，有重點地建設一批示范、輻射性強的基礎課教學實驗中心。平臺建設符合國家政策，屬于國家政策優先支持的領域和范圍。而作為以培養應用型人才為主要目標的地方新建本科公安院校，基礎理化虛擬仿真實驗教學平臺的建設顯得尤為重要和迫切。

2.建設的可行性

第一，江西警察學院公安基礎實驗教學中心擁有一支既能理論教學，又懂實驗技術的師資隊伍。該教學中心創辦于1986年，通過二十多年的發展，已形成了一支年齡、學緣和知識結構合理，且具有較高水平的基礎實驗教師隊伍。其中，江西省教學名師1名，江西省新世紀百千萬人才1名和江西省中青年骨干教師2名。江西警察學院積極推行基礎理論課教師從事實驗教學、實驗技術教師兼任理論課教學的教學模式，實現實驗教學與理論教學有機結合，形成高級職稱教師積極從事基礎實驗教學的良好氛圍。

第二，公安基礎實驗教學中心建設已初具規模。江西警察學院公安基礎實驗中心現有實驗室面積500平方米，由力學實驗室、光學實驗室、電學實驗室、大學物理演示實驗室、基礎化學實驗室、電子電工實驗室等組成，現有教學實驗儀器設備總價值兩百余萬元。江西警察學院在新校區興建了實驗大樓，可提供320平方米的實驗中心建設用房，以確保實驗中心的良性發展。

第三，公安基礎實驗教學中心實驗教學管理規范、高效。實驗教學中心以高職高專評估和申辦本科為契機，不斷深化實驗教學改革，以評促建、以評促改，使實驗中心的建設和管理水平更上一個臺階。實驗中心的實驗條件、實驗環境得到了明顯改善，實驗教學手段有了改進，規章制度得到進一步改善。此外，實驗中心責任目標明確，基本工作信息和儀器設備檔案實現計算機網絡化管理，實驗中心的建設和管理形成了有章可循、按章辦事的良性運行機制。

第四，公安基礎實驗教學中心是江西警察學院重點建設實驗單位。江西警察學院高度重視實驗教學中心的建設和規劃工作，已在 《江西警察學院十二五建設規劃》中將基礎實驗教學中心列為重點建設實驗室。江西警察學院隸屬新建地方本科公安院校，實驗中心教學平臺在建設實施過程中，必將得到江西省政府、江西省公安廳的扶持和資助。因此，公安基礎實驗教學中心基礎理化虛擬仿真實驗教學平臺的建設是完全可行的。

三、基礎理化虛擬實驗教學模式研究

江西警察學院將按照“能實不虛、虛實結合、相互補充”的原則，以學員基本實踐能力訓練為基礎，以創新意識、創新精神和創新能力培養為突破口，遵循知識、能力、素質協調發展的實驗教學理念，構建了從基礎到前沿、循序漸進的理化實驗教學體系。

在理化實體實驗教學中，實驗項目按能力培養目標，分成基礎型實驗、綜合設計型實驗、研究創新型實驗三個模塊，把力、熱、電、光、近代物理、有機無機化學、分析化學等分支學科相互融合，使它們成為內在聯系緊密的實驗教學系列，使之既與理論課有機結合，成為物理、化學概念學習的鋪墊和延伸，又與后繼課程緊密配合，成為通識教育和專業教育的重要環節。其中，基礎型實驗系統是培養學生的基本技能和實驗方法及習慣；綜合設計型實驗是培養學生的綜合設計能力和專業應用能力，體現個性化培養；研究創新型實驗的重點是培養學生的探索精神和創新能力。

然而，由于受到實驗條件的限制，實體實驗對學生實驗技能和創新能力的培養效果還不理想。如一些微觀、強磁、低溫、高壓危險實驗，很難在實體實驗中實現。為了彌補實體實驗的不足，充分發揮虛擬與實體實驗各自的優勢，江西警察學院將虛擬仿真實驗與真實實驗相互融合，在實體實驗教學體系基礎上構建自主實訓、基礎培訓、綜合設計、研究探索四個層次的實體與虛擬仿真實驗相結合的實驗教學體系。這樣，既有與實體實驗項目相對應的實驗項目，又有實體實驗無法完成的虛擬實驗項目，從而有效提高學生的實踐能力。

四、基礎理化虛擬實驗教學平臺建設思路

1.改善基礎理化虛擬實驗教學軟件和硬件條件

江西警察學院爭取中央財政支持地方高校專項資金200萬元，添置一批國內外先進的教學軟件及虛擬實驗教學儀器設備，建設涵蓋物理、電子及化學學科等具有拓展性、先進性、前瞻性和科學性的管理及共享虛擬仿真實驗教學平臺。

2.構建培養學員基礎實驗和創新能力的理化虛擬實驗教學體系

按照寬口徑、強基礎、重實踐的培養模式，江西警察學院利用實驗教學平臺，積極開展基礎型、設計綜合型、創新研究型三個層次模塊化的實驗教學體系建設。另外，江西警察學院將各理工科專業教學大綱和專業培養目標相結合，以提高學生創新實踐能力和綜合素質為目的，全面提高學生的創新實踐培養水平，為學生今后多元化發展創造條件。

3.啟動基礎理化虛擬實驗教學團隊建設

江西警察學院要制訂基礎理化虛擬實驗教學團隊建設規劃，組織骨干教師前往兄弟院校開展虛擬實驗教學技術學習培訓，安排理化教師進行虛擬實驗教學示范觀摩，提高教師的實踐教學水平，并引導教師開展虛擬實驗教學及軟件開發的科研創新工作，申報省級、院級虛擬實驗教學改革項目，努力提高科研創新水平。

4.科學規劃基礎理化虛擬實驗教學管理模式

首先，基礎理化虛擬仿真實驗平臺實行學院與系部兩級管理，職責分明又有機結合。學院給予政策支持、人員調配和經費保障等，系部負責基礎理化虛擬仿真實驗教學、軟件開發、技術培訓和日常教學維護管理；其次，實行開放式實驗教學模式，以更好地訓練學生的實驗技能；第三，為了適應開放式實驗教學模式，江西警察學院應建立理化實驗網上選課系統、學生成績管理系統；最后，實行理化實驗項目負責人制，實驗教師按照實驗課類型及實驗項目實行分組管理， 提高管理效率， 確保教學質量。

（作者單位：江西警察學院）