









一、引言
虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程是國家級5大“金課”(線上一流課程、虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程、線下一流課程、線上線下混合式一流課程、社會實踐一流課程)的重要組成部分,旨在通過現(xiàn)代信息技術(shù)、智能技術(shù)與實驗教學(xué)的深度融合,著力破解高等院校實驗、實習(xí)、實訓(xùn)中的“老大難”問題,有效解決原來“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”的問題,不斷提升高等教育實驗教學(xué)質(zhì)量和育人水平[1-2]。
中國知網(wǎng)檢索可知,虛擬仿真實驗教學(xué)的相關(guān)研究主要聚焦具體虛擬仿真實驗的內(nèi)容設(shè)計、模型構(gòu)建與研制開發(fā)等,從整體上關(guān)注國家虛擬仿真“金課”建設(shè)情況的研究較少。鑒于此,文章在厘清國家虛擬仿真“金課”發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,對1 200門國家虛擬仿真“金課”的分布特征進(jìn)行分析,從中獲得啟示和思考,以期為虛擬仿真實驗教學(xué)工作提供參考。
二、發(fā)展歷程
文章主要從名稱變化和認(rèn)定結(jié)果2個維度梳理國家虛擬仿真“金課”的發(fā)展脈絡(luò)。
國家虛擬仿真“金課”名稱變化過程如圖1所示。其名稱歷經(jīng)3次變化,即2017年是“示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目”,2018年改為“國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目”,2019年統(tǒng)稱“國家級虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程”。具體來說,2017年7月,教育部在繼續(xù)推進(jìn)國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)的同時,印發(fā)《關(guān)于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》(教高廳〔2017〕4號),決定在普通本科高校開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)與認(rèn)定,計劃4年認(rèn)定1 000項左右[3]。2018年6月,教育部印發(fā)《關(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作的通知》(教高函〔2018〕5號),提出按建設(shè)規(guī)劃分年度認(rèn)定國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目,明確國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目是示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作的深化和拓展[4]。2019年10月,教育部發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》(教高〔2019〕8號),計劃3年左右建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程,即一流本科課程“雙萬計劃”,也就是“金課”建設(shè)計劃[5]。
國家虛擬仿真“金課”認(rèn)定結(jié)果過程如圖2所示,即認(rèn)定的“金課”數(shù)量逐年增多,虛擬仿真實驗教學(xué)穩(wěn)步發(fā)展。具體來說,2018年4月,教育部對綜合評價認(rèn)定的105項2017年度示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目名單進(jìn)行公示,同年6月,該批項目以首批國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目的名稱予以認(rèn)定并公布。2019年3月,教育部認(rèn)定296項虛擬仿真實驗教學(xué)項目為2018年度國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目。同年7月,以國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目的名稱開展了2019年度的認(rèn)定組織工作,其認(rèn)定結(jié)果同其他4類“金課”(同年11月組織認(rèn)定)一同公布,即2020年11月,教育部認(rèn)定5 116門課程為首批國家級一流本科課程,其中,國家虛擬仿真“金課”728門,除新認(rèn)定的327門課程外,包括了2018年和2019年分別認(rèn)定的105項和296項國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目。2023年5月,教育部對第二批國家級一流本科課程認(rèn)定結(jié)果進(jìn)行了公布,共5 751門,其中,國家虛擬仿真“金課”472門。2批認(rèn)定的國家虛擬仿真“金課”合計1 200門整。
三、分布特征
(一)數(shù)據(jù)來源
從教育部官網(wǎng)和國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目共享服務(wù)平臺(以下簡稱“實驗空間”)獲取1 200門國家虛擬仿真“金課”數(shù)據(jù)。主要建設(shè)單位為多個的則取排名第一的單位;第二批國家虛擬仿真“金課”472門,以歸屬2021年計。全國普通高等學(xué)校名單使用教育部2022年5月31日公布的名單;“雙一流”高校名單使用首輪“雙一流”高校名單。課程建設(shè)單位所屬區(qū)域,采用國家統(tǒng)計局經(jīng)濟(jì)地帶劃分標(biāo)準(zhǔn),即劃分為東部、中部、西部和東北4個地區(qū)[6]。
(二)建設(shè)單位分析
1.基本概況
國家虛擬仿真“金課”建設(shè)數(shù)量逐年增多,分別為105門、296門、327門和472門,共計1 200門。其來源于376所高校(占本科院校數(shù)的29.6%),平均每所高校3.2門。認(rèn)定課程高校的數(shù)量逐年增長、不斷擴(kuò)大,從2017年的91所增長到2021年的246所,但是高校增長的速度低于課程增長速度。
課程數(shù)量排序前十位的高校見圖3。山東大學(xué)和天津大學(xué)同有16門并列第一。10所高校均為“雙一流”建設(shè)高校,共獲認(rèn)定課程數(shù)145門,約占總課程數(shù)的12.1%。認(rèn)定年度連續(xù)有課程入圍的高校有38所,圖3中有9所高校位列其中。
2.高校層次
高校層次的分布情況如表1所示。從不同層次高校課程數(shù)來看,在1 200門國家虛擬仿真“金課”中,“雙一流”建設(shè)高校689門(占比57.4%),其他高校511門(占比42.6%)。從不同層次高校覆蓋范圍來看,一流大學(xué)建設(shè)高校中僅有1所沒有認(rèn)定課程,86.7%的一流學(xué)科建設(shè)高校均有認(rèn)定課程,其他高校中近八成尚未進(jìn)入國家虛擬仿真“金課”行列。從認(rèn)定課程高校的平均課程數(shù)來看,一流大學(xué)建設(shè)高校、一流學(xué)科建設(shè)高校和其他高校之間,呈倍數(shù)遞減分布狀態(tài)。“雙一流”建設(shè)高校是示范引領(lǐng)和有效推動虛擬仿真技術(shù)與實驗課程教學(xué)深度融合應(yīng)用的主導(dǎo)力量。
3.省域地區(qū)
從高校所在省市的統(tǒng)計分布來看,全國31個省市自治區(qū),青海省和海南省沒有認(rèn)定課程;在有課程分布的29個省市自治區(qū)中,江蘇省共153門(占比12.8%)高居榜首,比河北省等12個排序靠后的省市自治區(qū)的總和(147門)還多。從排序前十的高校的所在省市來看,東部地區(qū)涉及7所(表2)。進(jìn)一步按地區(qū)匯總得出,東部以655門(占比54.6%)占據(jù)絕對優(yōu)勢;中部236門(占比19.7%);西部205門(17.1%);東北因省市較少,僅104門(占比8.6%)。結(jié)果表明,國家虛擬仿真“金課”地區(qū)分布的不平衡性突出。就同一地區(qū)而言,課程分布的不平衡性和集聚性特征同樣明顯。比如,東部主要集中在江蘇和北京,中部主要集中在湖北和湖南,西部主要集中在陜西和四川。這種分布特征是我國在高等教育資源分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、高等教育信息化建設(shè)與融合發(fā)展程度等方面差異性的綜合體現(xiàn)[7]。
(三)課程團(tuán)隊分析
1.主要團(tuán)隊成員人數(shù)
對課程主要團(tuán)隊成員人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果顯示:國家虛擬仿真“金課”主要團(tuán)隊成員的人數(shù)多為5人(900門),4人的68門,3人的11門,2人的2門,另外,還有6人的211門和22人的1門(數(shù)據(jù)來自“實驗空間”),其他7門未采集到信息。有學(xué)者提出,1門國家虛擬仿真“金課”一般需要5人(1名負(fù)責(zé)人和4名主要骨干)[8]。國家虛擬仿真“金課”申報書要求主要團(tuán)隊成員限5人內(nèi)。
2.負(fù)責(zé)人行政職務(wù)
根據(jù)“實驗空間”采集到的負(fù)責(zé)人行政職務(wù)信息進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果顯示:從整體來看,1 200門課程中,18.1%的負(fù)責(zé)人為一線教師無行政職務(wù);81.9%的負(fù)責(zé)人擔(dān)任行政職務(wù),主要以學(xué)院行政職務(wù)和其他行政職務(wù)為主,占比分別為41.9%和29.8%,校級行政職務(wù)和部門行政職務(wù)相當(dāng),占比分別為5.0%和5.2%。從趨勢來看(圖4),負(fù)責(zé)人擔(dān)任行政職務(wù)的比例呈小幅度上升趨勢,其中,學(xué)院行政職務(wù)比例逐年穩(wěn)步增長,其他行政職務(wù)保持在5%左右的幅度上下波動。這說明負(fù)責(zé)人擔(dān)任行政職務(wù),在申報認(rèn)定中具有明顯優(yōu)勢。但是,在充分肯定學(xué)科帶頭人建設(shè)虛擬仿真課程的積極熱情和豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)進(jìn)一步鼓勵和支持一線教師參與到課程建設(shè)中來,調(diào)動和發(fā)揮年輕教師開展實驗教學(xué)信息化研究與建設(shè)的主觀能動性[9]。
3.合作情況
1 200門國家虛擬仿真“金課”均以合作方式完成,不存在獨立完成情況。合作形式主要以單位內(nèi)部合作為主,僅有3門課程是跨單位合作,其中2門屬于對口支援高校之間的合作,分別是西藏大學(xué)和武漢大學(xué)共同承擔(dān)的《高鐵列車一級檢修虛擬仿真實驗教學(xué)項目》、西藏民族大學(xué)和東南大學(xué)共同承擔(dān)的《呼吸道傳染病突發(fā)事件應(yīng)急處置及效果的虛擬仿真實驗》。另外1門是由寧夏大學(xué)和廈門理工學(xué)院合作完成的《面對突發(fā)需求的生產(chǎn)資源配置決策虛擬仿真實驗》,2所高校在人才培養(yǎng)方面有長期、深度的合作基礎(chǔ),如早在2018年就合作共建共享校外實踐基地、互派本科生聯(lián)合培養(yǎng)等。
(四)主題內(nèi)容分析
1.學(xué)科類別與門類
在獲取到學(xué)科信息的1 194門國家虛擬仿真“金課”中,覆蓋61個學(xué)科類別。2017、2018、2019和2021年認(rèn)定課程覆蓋的學(xué)科類別分別為8個、23個、27個和41個。如圖5所示,排前十的學(xué)科類別共涉及469門認(rèn)定課程,其中管理類以70門(占比14.9%)居首位。值得關(guān)注的是,馬克思主義理論類在4年建設(shè)規(guī)劃中尚未被列入,說明虛擬仿真實驗技術(shù)融入思政課是新時代思政課改革創(chuàng)新的新要求、新方法,有益于思想政治教育教學(xué)效果真正進(jìn)耳、入腦、印心[10]。
國家虛擬仿真“金課”覆蓋學(xué)科所屬門類分布情況見表3。從認(rèn)定總數(shù)上看,工學(xué)以517門(占比43.3%)排第一,優(yōu)勢顯著。從認(rèn)定時間上看,首次認(rèn)定的國家虛擬仿真“金課”集中分布在工學(xué)、醫(yī)學(xué)和理學(xué)中,歷史學(xué)和農(nóng)學(xué)在近期的認(rèn)定中沒有課程入圍。從認(rèn)定趨勢上看,每年均有認(rèn)定課程的是工學(xué)、醫(yī)學(xué)和理學(xué),其中,工學(xué)和理學(xué)變化趨勢較為穩(wěn)定,醫(yī)學(xué)從占比33.3%大幅遞減為5.8%。
2.課程性質(zhì)
對1 194門國家虛擬仿真“金課”進(jìn)行統(tǒng)計分析(表4),結(jié)果顯示:1 127門(占比94.4%)課程的課程性質(zhì)為相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課和核心課,說明這些“金課”對相應(yīng)專業(yè)的人才培養(yǎng)具有重要支撐作用。公共課數(shù)量不多,但是趨勢上是逐年增多的,在一定程度上說明采用虛擬仿真實驗教學(xué)方式可以有效解決大型綜合訓(xùn)練不足的問題。
3.課程類型
課程類型包括研究探索、綜合設(shè)計、基礎(chǔ)練習(xí)和其他4類。1 194門國家虛擬仿真“金課”的課程類型變化趨勢如圖6所示。基礎(chǔ)練習(xí)型近似線性大幅下滑,綜合設(shè)計型大幅增長后趨于穩(wěn)定,研究探索型在近年快速增長。這種分布特征與國家虛擬仿真“金課”要體現(xiàn)基本要求基礎(chǔ)上的研究與探索、凸顯“兩性一度”建設(shè)要求相一致。可以預(yù)見,未來認(rèn)定的國家虛擬仿真“金課”中,研究探索型的課程比例會進(jìn)一步增大,形成綜合設(shè)計型和研究探索型“六四分成”的分布格局。
四、研究結(jié)論
第一,從課程的建設(shè)單位分布特征來看,地區(qū)分布不均衡性突出,東部地區(qū)優(yōu)勢明顯;省域分布兩級分化嚴(yán)重,主要集中在經(jīng)濟(jì)和信息化發(fā)展水平較高、教育資源較豐富的省份,個別省份尚未有認(rèn)定課程;高校層次分布差異性較大,“雙一流”建設(shè)高校在課程數(shù)量、覆蓋范圍、平均數(shù)等各方面均領(lǐng)跑普通高校。
第二,從課程的負(fù)責(zé)團(tuán)隊分布特征來看,多達(dá)75%的課程的主要團(tuán)隊成員人數(shù)以限額要求的5人為主;主要團(tuán)隊成員的合作形式以單位內(nèi)部合作為主,跨單位合作極少;行政職務(wù)在課程資源統(tǒng)籌與分配、建設(shè)與申報中具有優(yōu)勢,82%的負(fù)責(zé)人擔(dān)任行政職務(wù),且年度分布呈小幅度上升趨勢。
第三,從課程的主題內(nèi)容分布特征來看,學(xué)科類別覆蓋范圍不斷擴(kuò)大,管理類學(xué)科占比居首位;課程數(shù)占比達(dá)雙位數(shù)和每年連續(xù)有認(rèn)定課程的學(xué)科門類均是工學(xué)、醫(yī)學(xué)和理學(xué),其中工學(xué)占比為43.3%,占據(jù)絕對優(yōu)勢;課程性質(zhì)以專業(yè)基礎(chǔ)課和核心課為主;綜合設(shè)計型和研究探索型實驗課程占比穩(wěn)定增長,契合“金課”“兩性一度”要求。
五、發(fā)展思考
(一)重視均衡發(fā)展
國家虛擬仿真“金課”分布不均衡是由我國高等教育發(fā)展不平衡導(dǎo)致的。其實,國家虛擬仿真“金課”的申報與評審與學(xué)校水平無直接關(guān)系[11],是依據(jù)課程所屬學(xué)科類別的建設(shè)和發(fā)展水平分類評價的[12],這在一定程度上避免了評定結(jié)果差距的進(jìn)一步擴(kuò)大。國家虛擬仿真“金課”應(yīng)在名額分配上多向薄弱地區(qū)傾斜,并在同等條件下給予優(yōu)先支持。同時,中西部地區(qū)高校應(yīng)多在“特色”上下功夫,依托學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科,挖掘人才培養(yǎng)特色元素,融入地方歷史與文化底色,整合優(yōu)質(zhì)資源,持續(xù)培育和建設(shè),增強(qiáng)課程競爭力。
(二)加強(qiáng)校際共建
由虛擬仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟技術(shù)工作委員會編制的《虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)指南(2020年版)》(以下簡稱“指南”),涵蓋8個專業(yè)領(lǐng)域、61個專業(yè)類,涉及500余個專業(yè)方向、3 061門實驗課程、7 254個實驗項目方向、10 490個虛擬仿真實驗。高校應(yīng)以“指南”為指引,以兩性一度”為要求,加強(qiáng)校際合作,共建共評共享,在保證課程建設(shè)更有質(zhì)量的同時,有效避免重復(fù)建設(shè)造成的資源浪費。教育部門應(yīng)在建設(shè)經(jīng)費支持、“金課”評審等各方面,優(yōu)先支持校際合作建設(shè)課程,特別是強(qiáng)弱聯(lián)合的幫扶型校際合作課程,引導(dǎo)高校廣泛開展校際合作共建。
(三)探索混合式教學(xué)
有機(jī)融合“線上”與“線下”教學(xué)優(yōu)勢的線上線下混合式教學(xué)模式,經(jīng)長期、廣泛的教學(xué)實踐,被證實是一種教學(xué)效果較好的教學(xué)模式,已逐漸成為教學(xué)新常態(tài)、新范式[13-15]。學(xué)科優(yōu)勢不足、建設(shè)經(jīng)費緊張、課程特色缺乏的高校應(yīng)轉(zhuǎn)變思路,以引代建,通過遴選引進(jìn)校外優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實驗課程資源,結(jié)合教學(xué)計劃和教學(xué)需求,開展線上線下混合式教學(xué)。教育部門應(yīng)建立國家虛擬仿真“金課”免費開放的長效機(jī)制,提供課程資源保障。
(四)推進(jìn)開放共享
開放與共享是國家虛擬仿真“金課”建設(shè)的核心理念和基本要求[16]。但是,在實際應(yīng)用中,“重建設(shè)輕應(yīng)用”現(xiàn)象嚴(yán)重[17]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),“實驗空間”課程存在鏈接長時間無效、無法訪問,或加載時間過長,或面向校外人員不開放等問題。因此,應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化“實驗空間”功能,挖掘和分析應(yīng)用數(shù)據(jù),建立和公布問題課程清單,增強(qiáng)平臺自動監(jiān)督能力;應(yīng)加大“實驗空間”和國家高等教育智慧教育平臺“虛擬仿真”專欄宣傳力度,讓廣大師生在應(yīng)用的同時,能夠監(jiān)督課程資源開放共享情況,確保課程資源的有效性;應(yīng)制定虛擬仿真實驗課程應(yīng)用評價指標(biāo),建立應(yīng)用評價機(jī)制,依托“實驗空間”開展應(yīng)用情況評價,提升課程資源的實用性[18]。
(五)融入思想政治教育
習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出:“其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)”[19]。國家虛擬仿真“金課”在實現(xiàn)知識傳授、實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)的同時,應(yīng)立足人的全面發(fā)展,注重學(xué)生的思想啟迪和價值塑造,落實立德樹人根本任務(wù)。具體來說,國家虛擬仿真“金課”在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、仿真模型構(gòu)建、實驗環(huán)境呈現(xiàn)、教學(xué)過程開展等過程中,應(yīng)深入挖掘和自然融入思政元素,實現(xiàn)“鹽溶于水”和“潤物細(xì)無聲”式的思政育人。
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■ 編輯∕陳晶